WO2024057733A1 - 積層セラミック電子部品及びその製造方法 - Google Patents

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WO2024057733A1
WO2024057733A1 PCT/JP2023/027388 JP2023027388W WO2024057733A1 WO 2024057733 A1 WO2024057733 A1 WO 2024057733A1 JP 2023027388 W JP2023027388 W JP 2023027388W WO 2024057733 A1 WO2024057733 A1 WO 2024057733A1
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WO
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internal electrode
dielectric
crystal grains
electrode layer
multilayer ceramic
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PCT/JP2023/027388
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English (en)
French (fr)
Inventor
西川潤
Original Assignee
太陽誘電株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/30Stacked capacitors

Definitions

  • the present invention relates to a multilayer ceramic electronic component and a manufacturing method thereof.
  • capacitive part when looking at a multilayer ceramic capacitor from the stacking direction, the part where adjacent internal electrodes overlap (hereinafter referred to as capacitive part) contributes to capacitance, but the side margin part that covers both sides of the capacitive part, The end margin portion that fills the step between the surface of the dielectric layer and the surface of the internal electrode layer does not contribute to capacitance.
  • the acidic plating solution spreads between the dielectric particles in the side margins and end margins.
  • moisture resistance may deteriorate due to erosion of the glass component (for example, a glass component whose main phase is silicon).
  • current leakage occurs between adjacent internal electrodes, reducing the reliability of the multilayer ceramic capacitor.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a large-capacity multilayer ceramic electronic component with improved reliability and a method for manufacturing the same.
  • a multilayer ceramic electronic component includes a substantially rectangular parallelepiped-shaped laminate including a plurality of internal electrode layers and a plurality of dielectric layers stacked alternately, and a laminate having a substantially rectangular parallelepiped shape, which is drawn out to a pair of mutually opposing end faces of the laminate.
  • a pair of external electrodes connected to the first ends of the plurality of internal electrode layers, and the laminate has a dielectric layer adjacent to the second end of the internal electrode layer in a cross-sectional view along the stacking direction.
  • the dielectric part includes a body part, and the dielectric part has dielectric crystal grains surrounding the second end part of the internal electrode layer.
  • the crystal grains in the cross-sectional view, are opposed to another internal electrode layer adjacent to the internal electrode layer in the second end portion of the internal electrode layer in the lamination direction. May cover the area.
  • the crystal grains in the cross-sectional view, are located at the second end of another internal electrode layer adjacent to the internal electrode layer surrounding the second end of the plurality of internal electrode layers. It may touch the end.
  • the crystal grains in the cross-sectional view, are located at the second end of another internal electrode layer adjacent to the internal electrode layer surrounding the second end of the plurality of internal electrode layers.
  • the ends may be wrapped.
  • the crystal grains wrap around the second end of yet another internal electrode layer adjacent to the other internal electrode layer among the plurality of internal electrode layers in the cross-sectional view. But that's fine.
  • the second end portion may be an end portion of the internal electrode layer in a direction substantially perpendicular to the lamination direction and the direction in which the pair of end surfaces face each other.
  • the second end portion may be an end portion of the internal electrode layer in a direction in which the pair of end surfaces face each other.
  • the crystal grains may be in contact with another internal electrode layer adjacent to the internal electrode layer surrounding the second end among the plurality of internal electrode layers.
  • Another multilayer ceramic electronic component of the present invention includes a substantially rectangular parallelepiped-shaped laminate including a plurality of internal electrode layers and a plurality of dielectric layers stacked alternately, and a laminate drawn out from a pair of mutually opposing end faces of the laminate. and a pair of external electrodes connected to first ends of the plurality of internal electrode layers, and the laminate is adjacent to the second ends of the internal electrode layers in a cross-sectional view along the stacking direction.
  • the dielectric part has dielectric crystal grains that are in contact with the second end of each of two adjacent internal electrode layers among the plurality of internal electrode layers. shall be.
  • the second end portion may be an end portion of the internal electrode layer in a direction substantially perpendicular to the lamination direction and the direction in which the pair of end surfaces face each other.
  • the crystal grains may have a portion sandwiched between the second ends of each of the two internal electrode layers in the cross-sectional view.
  • the crystal grains may be formed between mutually opposing regions of the second end portions of each of the two internal electrode layers in the cross-sectional view.
  • the method for manufacturing a multilayer ceramic electronic component of the present invention includes a step of printing an internal electrode pattern by applying a conductive paste added with first dielectric particles to a plurality of dielectric green sheets, and printing an internal electrode pattern. a step of laminating and press-bonding the plurality of printed dielectric green sheets to each other; a step of dividing the plurality of press-bonded dielectric green sheets into a plurality of laminates each having a substantially rectangular parallelepiped shape; and a second dielectric material.
  • the specific surface area of the first dielectric particles is , 8 m 2 /g or more, and the specific surface area of the second dielectric particles is 11 m 2 /g or more.
  • the first dielectric particles may have a specific surface area of 11 m 2 /g or more.
  • the second dielectric particles may have a specific surface area of 14 m 2 /g or more.
  • the first dielectric particles may have a specific surface area of 14 m 2 /g or more
  • the second dielectric particles may have a specific surface area of 14 m 2 /g or more.
  • the firing temperature in the step of firing the laminate may be 1200°C or higher.
  • the firing temperature in the step of firing the laminate may be 1230°C or higher.
  • the firing temperature in the step of firing the laminate may be 1260°C or higher.
  • Another method of manufacturing a laminated ceramic electronic component according to the present invention includes a step of printing an internal electrode pattern by respectively applying a conductive paste to which first dielectric particles are added to a plurality of dielectric green sheets; A dielectric paste containing second dielectric particles as a main component is applied to each of the plurality of dielectric green sheets on which patterns are printed so as to fill in the level difference between the internal electrode pattern and the surface of the dielectric green sheet. a step of stacking and crimping the plurality of dielectric green sheets coated with the dielectric paste; and dividing the crimped plurality of dielectric green sheets into a plurality of laminates each having a substantially rectangular parallelepiped shape.
  • the first dielectric particles have a specific surface area of 14 (m 2 /g) or more
  • the second dielectric particles have a specific surface area of 14 (m 2 /g) or more. (m 2 /g) or more.
  • the capacity of a multilayer ceramic electronic component can be increased and the reliability can be improved.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of a multilayer ceramic capacitor according to an embodiment.
  • 2 is a cross-sectional view of the multilayer ceramic capacitor taken along line AA in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the multilayer ceramic capacitor taken along line BB in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a microstructure of a multilayer ceramic capacitor including crystal grains of a first type.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the vicinity of an end of an internal electrode layer.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a microstructure of a multilayer ceramic capacitor including crystal grains of a second type.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a microstructure of a multilayer ceramic capacitor including crystal grains of a third type.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a microstructure of a multilayer ceramic capacitor including crystal grains of a fourth type.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a microstructure of a multilayer ceramic capacitor including crystal grains of a fifth type.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a microstructure of a multilayer ceramic capacitor including crystal grains of a sixth form.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a microstructure of a multilayer ceramic capacitor including crystal grains of a seventh form.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a microstructure of a multilayer ceramic capacitor including crystal grains of an eighth form.
  • FIG. 3 is a side view (part 1) showing an example of a side margin forming process when the end face of the laminated portion is viewed from the front.
  • FIG. 7 is a side view (part 2) showing an example of the side margin forming step when the end face of the laminated portion is viewed from the front.
  • FIG. 7 is a side view (part 3) showing an example of the side margin forming step when the end face of the laminated portion is viewed from the front.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of a multilayer ceramic capacitor 1 according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the multilayer ceramic capacitor 1 taken along line AA in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the multilayer ceramic capacitor 1 taken along the line BB in FIG.
  • the multilayer ceramic capacitor 1 is an example of a multilayer ceramic electronic component.
  • the multilayer ceramic capacitor 1 includes a multilayer chip 2 having a substantially rectangular parallelepiped shape, and external electrodes 3a and 3b provided on a pair of mutually opposing end surfaces 2A and 2B of the multilayer chip 2.
  • FIGS. 1 to 3 show an X direction, a Y direction, and a Z direction that are orthogonal to each other.
  • the X direction is the length (L) direction of the multilayer ceramic capacitor 1, and coincides with the direction in which the pair of end faces of the multilayer chip 2 face each other.
  • the Y direction is the width (W) direction of the multilayer ceramic capacitor 1, and coincides with the direction in which the pair of side surfaces of the multilayer chip 2 face each other.
  • the Z direction is the height (H) direction of the multilayer ceramic capacitor 1 and coincides with the stacking direction of the multilayer ceramic capacitor 1.
  • the multilayer chip 2 is an example of a multilayer body, and includes a substantially rectangular parallelepiped multilayer section 2s having a multilayer structure, and a pair of side surfaces 2E and 2F of the multilayer section 2s facing each other in the width (W) direction of the multilayer ceramic capacitor 1. It has a pair of side margin parts 40 and 41 that cover.
  • dielectric layers 22 containing a ceramic material functioning as a dielectric and internal electrode layers 23 are alternately laminated, and the dielectric layers 22 and internal electrode layers 23 are sandwiched from both sides in the lamination direction.
  • a pair of cover layers 20 and 21 are stacked on top of each other.
  • the cover layers 20 and 21 constitute an upper surface 2C and a lower surface 2D of the laminated portion 2s in the lamination direction.
  • one end 23A of each internal electrode layer 23 in the length direction is drawn out alternately to end surfaces 2A and 2B along the stacking direction. Note that the end portion 23A of the internal electrode layer 23 is an example of a first end portion.
  • the stacked portion 2s is provided with an end margin portion 24 that fills the difference in level between the surface of the dielectric layer 22 and the surface of the internal electrode layer 23.
  • the end margin portion 24 is adjacent to an end portion 23B that is not exposed to the end surfaces 2A, 2B among both end portions 23A, 23B of each internal electrode layer 23 in the length direction. Since the thickness of the end margin portion 24 is substantially equal to the thickness of the internal electrode layer 23, each internal electrode layer 23 is suppressed from being distorted into an arcuate shape due to the above-mentioned step.
  • the side margin portions 40 and 41 are adjacent to both end portions 23C of each internal electrode layer 23 exposed on the pair of side surfaces 2E and 2F of the laminated portion 2s.
  • the cover layers 20 and 21, the side margin parts 40 and 41, and the end margin part 24 may have the same main component as the dielectric layer 22, which is an insulator, for example. Thereby, the cover layers 20 and 21, the side margin parts 40 and 41, and the end margin part 24 protect the internal electrode layer 23.
  • the internal electrode layer 23 is mainly composed of base metals such as Ni (nickel), Cu (copper), and Sn (tin).
  • base metals such as Ni (nickel), Cu (copper), and Sn (tin).
  • noble metals such as Pt (platinum), Pd (palladium), Ag (silver), and Au (gold), or alloys containing these metals may be used.
  • the dielectric layer 22 has, for example, a ceramic material having a perovskite structure represented by the general formula ABO3 as a main phase.
  • the perovskite structure includes ABO 3- ⁇ that deviates from the stoichiometric composition.
  • the ceramic materials include BaTiO 3 (barium titanate), CaZrO 3 (calcium zirconate), CaTiO 3 (calcium titanate), SrTiO 3 (strontium titanate), MgTiO 3 (magnesium titanate), and perovskite structures. Select and use at least one of Ba 1-x-y Ca x Sry Ti 1-z Zr z O 3 (0 ⁇ x ⁇ 1, 0 ⁇ y ⁇ 1, 0 ⁇ z ⁇ 1) to form.
  • Ba 1-x-y Ca x Sry Ti 1-z Zr z O 3 is barium strontium titanate, barium calcium titanate, barium zirconate, barium zirconate titanate, calcium zirconate titanate, and zirconate titanate. Barium calcium, etc.
  • cover layers 20 and 21 and the end margin portion 24 are mainly composed of ceramic material.
  • the material of the cover layers 20 and 21 is the same as that of the dielectric layer 22 in that the main component is a ceramic material.
  • the side margin parts 40 and 41 are mainly made of ceramic material.
  • the main components of the side margin parts 40 and 41 are the same as that of the dielectric layer 22 and the ceramic material.
  • the side margin parts 40 and 41 are formed on the side surfaces 2E and 2F after the laminated part 2s is formed.
  • the ceramic material is an example of a dielectric material.
  • the external electrodes 3a and 3b respectively cover end surfaces 2A and 2B of the laminated portion 2s that face each other in the longitudinal direction of the multilayer ceramic capacitor 1. Further, the external electrodes 3a and 3b extend on the upper surface 2C, the lower surface 2D, and the surfaces of the two side margin parts 40 and 41 of the stacked chip 2. However, the external electrodes 3a and 3b are spaced apart from each other on the upper surface 2C, the lower surface 2D, and the surfaces of the two side margin parts 40 and 41.
  • the external electrodes 3a, 3b have metal films 30a, 30b directly formed on the surface of the stacked chip 2, and plating films 31a, 31b covering the metal films 30a, 30b, respectively.
  • the metal films 30a and 30b are mainly composed of metals such as Cu, Ni, Al (aluminum), Zn (zinc), Au (gold), and Sn (tin), or a composition containing two or more of these components, and are It may contain ceramics such as a glass component for densifying the electrodes 3a and 3b and a common material for controlling the sinterability of the external electrodes 3a and 3b.
  • the glass components are oxides such as Ba (barium), Sr (strontium), Ca (calcium), Zn (zinc), Al, Si (silicon), and B (boron).
  • the common material is, for example, a ceramic component whose main component is the same material as the main components of the dielectric layer 22 and the end margin portion 24.
  • the plating films 31a and 31b mainly contain base metals such as Ni, Cu, and Sn.
  • the plated films 31a and 31b are formed, for example, by an electrolytic plating method in which the multilayer chip 2 is immersed in a plating solution.
  • a film of conductive resin such as epoxy resin or urethane resin may be formed between the metal films 30a, 30b and the plating films 31a, 31b.
  • each internal electrode layer 23 in the length direction are alternately drawn out to the end surface 2A where the external electrode 3a of the laminated chip 2 is provided and the end surface 2B where the external electrode 3b is provided. exposed.
  • each internal electrode layer 23 is alternately electrically connected to the external electrodes 3a and 3b in the stacking direction. That is, the external electrodes 3a, 3b of each end surface 2A, 2B are connected to the end 23A of each internal electrode layer 23 along the stacking direction.
  • the side margin parts 40, 41 and the end margin part 24 do not contribute to capacitance. For this reason, it is preferable to increase the capacitance per unit volume by reducing the thicknesses of the side margin parts 40, 41 and the end margin part 24.
  • the side margin parts 40, 41 and the end margin part 24 are made thinner, when forming the plating films 31a, 31b on the external electrodes 3a, 3b in the manufacturing process of the multilayer ceramic capacitor 1, the acidic plating solution is applied to the side margin parts.
  • moisture resistance may deteriorate due to erosion of grain boundaries between ceramic particles (for example, a glass component having silicon as a main phase) in the ceramic particles 40, 41 and the end margin portion 24.
  • current leakage occurs between mutually adjacent internal electrode layers 23, reducing the reliability of the multilayer ceramic capacitor 1. Since voltage tends to concentrate on the ends 23B and 23C of the internal electrode layer 23, they tend to become a starting point for current leakage.
  • the manufacturing process of the multilayer ceramic capacitor 1 by increasing the size of the crystal grains by promoting the growth of the crystals of the ceramic particles near the ends 23B and 23C of the internal electrode layer 23, which tend to be the starting point of current leakage, Reduces the volume of grain boundaries that are easily eroded by plating solution. Therefore, even if the side margin parts 40, 41 and the end margin part 24 are made thinner, current leakage is suppressed compared to the case where the crystal grain size is small.
  • the morphology of the crystal grains of the dielectric ceramic particles will be explained below.
  • FIG. 4A is a cross-sectional view showing a microstructure of a multilayer ceramic capacitor 1 including crystal grains 5a of the first form.
  • FIG. 4A shows a boundary region between the side margin portion 40, the dielectric layer 22, and the internal electrode layer 23, which is indicated by the symbol Gb in FIG.
  • components common to those in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and their explanations will be omitted.
  • the dotted line indicates the boundary between the side margin portion 40 and the laminated portion 2s.
  • the side margin portion 40 is formed mainly of crystal grains 400 of dielectric ceramic particles.
  • the laminated portion 2s includes dielectric layers 22u, 22m, and 22d formed mainly of crystal grains 220 of dielectric ceramic particles, and internal electrode layers 23u and 23d.
  • the size of the crystal grains 400 in the side margin portion 40 tends to be larger than the size of the crystal grains 220 in the dielectric layers 22u, 22m, and 22d. This is because the crystal grains 400 use dielectric particles having a larger specific surface area than the crystal grains 220 as a raw material, and the probability of contact between the particles increases and grain growth progresses.
  • the internal electrode layers 23u and 23d are adjacent to each other, and the internal electrode layer 23u is arranged above the internal electrode layer 23d.
  • the dielectric layer 22u is arranged above the internal electrode layer 23u
  • the dielectric layer 22m is arranged between the internal electrode layers 23u and 23d
  • the dielectric layer 22d is arranged below the internal electrode layer 23d.
  • each internal electrode layer 23u and 23d in the width direction are adjacent to the side margin portion 40 and face each other with the dielectric layer 22m interposed therebetween.
  • the internal electrode layers 23u and 23d are connected to the external electrodes 3a and 3b facing each other, respectively, so that capacitance can be formed.
  • the ends 230u and 230d are examples of second ends.
  • the dielectric ceramic crystal grains 5a are arranged across the side margin portion 40 and the dielectric layers 22u and 22m.
  • the growth of the dielectric ceramic crystal grains 5a is promoted more than the other crystal grains 220, 400, so the volume is large and the crystal grains 5a surround the upper end 230u.
  • the surface on the dielectric layer 22u side, the surface on the side margin portion 40 side, and the surface on the dielectric layer 22m side are covered with crystal grains 5a.
  • the volume of the grain boundary between the crystal grains 5a, 220, and 400 near the end portion 230u is smaller than that of the crystal grain 5a. It is lower than without. Therefore, current leakage between internal electrode layers 23u and 23d is suppressed.
  • the crystal grains 5a wrap around an end 230u of the internal electrode layer 23u, and are in a region facing in the stacking direction an end 230d of another internal electrode layer 23d adjacent to the internal electrode layer 23u. is covered. Therefore, current leakage can be suppressed more effectively by reducing the conductive path between the internal electrode layers 23u and 23d.
  • the means for growing such crystal grains 5a will be described later.
  • FIG. 4B is a cross-sectional view showing the vicinity of the end 230u of the internal electrode layer 23u.
  • components common to those in FIG. 4A are denoted by the same reference numerals, and their explanations will be omitted. Note that in FIG. 4B, illustration of the crystal grains 220 and 400 is omitted.
  • Point Pa is the end point of the contact area between crystal grain 5a and end 230u on the dielectric layer 22u side
  • point Pb is the end point of the contact area between crystal grain 5a and end 230u on the dielectric layer 22d side.
  • Line segments La and Lb are tangents to the outline of end 230u.
  • Line segment La passes through point Pa
  • line segment Lb passes through point Pb.
  • Line segments Lha and Lhb are line segments that run along the extension direction of internal electrode layer 23u and are approximately parallel to the width direction W of multilayer ceramic capacitor 1.
  • Line segment Lha passes through point Pa
  • line segment Lhb passes through point Pb.
  • the crystal grains 5a cover the end portion 230u of the internal electrode layer 23u. It is assumed that When the crystal grains 5a shown in FIG. 4B wrap around further, the angles ⁇ a and ⁇ b may take not only positive values but also negative values. Moreover, the state in which the crystal grains 5a wrap around the end portion 230u refers to the state in which they are at least partially in contact with the upper surface, lower surface, and side surface of the end portion 230u in the stacking direction and the width direction. Note that the above definitions also apply to other forms below.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a microstructure of a multilayer ceramic capacitor 1 including crystal grains 5b of the second form.
  • FIG. 5 shows a boundary region between the side margin portion 40, the dielectric layer 22, and the internal electrode layer 23, which is indicated by the symbol Gb in FIG.
  • components common to those in FIGS. 1 to 3 and FIG. 4A are designated by the same reference numerals, and their explanations will be omitted.
  • the dielectric ceramic crystal grains 5b are arranged across the side margin portion 40 and the dielectric layers 22u and 22m.
  • the dielectric ceramic crystal grain 5b has a larger volume because its growth is promoted more than the other crystal grains 220, 400, and it surrounds the end 230u of the upper internal electrode layer 23u. Specifically, in the end portion 230u, the surface on the dielectric layer 22u side, the surface on the side margin portion 40 side, and the surface on the dielectric layer 22m side are covered with crystal grains 5b.
  • the crystal grains 5b extend in the stacking direction from the lower surface of the end 230u toward the upper surface of the end 230d so as to be in contact with the end 230d of the internal electrode layer 23d on the lower side in the stacking direction opposite to the internal electrode layer 23u. ing. Specifically, the crystal grains 5b are formed across the stacking direction of the dielectric layer 22m so that the end portions 230u and 230d constitute a part of the region of the dielectric layer 22m facing each other.
  • the volume of the grain boundary between the crystal grains 5b, 220, and 400 is reduced not only around one end 230u but also around the other end 230d compared to when no crystal grain 5b is provided. are doing. Therefore, current leakage between internal electrode layers 23u and 23d is suppressed more effectively than in the first embodiment. Note that the means for growing such crystal grains 5b will be described later.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing the microstructure of a multilayer ceramic capacitor 1 including crystal grains 5c of the third form.
  • FIG. 6 shows a boundary region between the side margin portion 40, the dielectric layer 22, and the internal electrode layer 23, which is indicated by the symbol Gb in FIG.
  • components common to those in FIGS. 1 to 3 and FIG. 4A are denoted by the same reference numerals, and their explanations will be omitted.
  • the dielectric ceramic crystal grains 5c are arranged across the side margin portion 40 and the dielectric layers 22u, 22m, and 22d.
  • the growth of the dielectric ceramic crystal grains 5c is promoted more than that of the other crystal grains 220, 400, so the volume thereof is large, and they surround the ends 230u, 230d of the internal electrode layers 23u, 23d, respectively.
  • the surface on the dielectric layer 22u side, the surface on the side margin portion 40 side, and the surface on the dielectric layer 22m side are covered with crystal grains 5c
  • crystal grains 5c in the end portion 230u, the surface on the dielectric layer 22u side, the surface on the side margin portion 40 side, and the surface on the dielectric layer 22m side are covered with crystal grains 5c, and also in the end portion 230d, The surface on the dielectric layer 22m side, the surface on the side margin portion 40 side, and the surface on the dielectric layer 22d side are covered with crystal grains 5c.
  • the volume of the grain boundary between the crystal grains 5c, 220, 400 is smaller than in the case where the crystal grain 5c is not provided.
  • the end portion 230d is surrounded by the crystal grains 5c, the number of grain boundaries is reduced compared to the second embodiment in which the crystal grains 5b are in contact with only one surface. Therefore, current leakage between internal electrode layers 23u and 23d is suppressed more effectively than in the second embodiment. Note that the means for growing such crystal grains 5c will be described later.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the fine structure of the multilayer ceramic capacitor 1 including the fourth type of crystal grains 5c1.
  • FIG. 7 shows a boundary region between the side margin portion 40, the dielectric layer 22, and the internal electrode layer 23, which is indicated by the symbol Gb in FIG.
  • components common to those in FIGS. 1 to 3 and FIG. 4A are denoted by the same reference numerals, and their explanations will be omitted.
  • FIG. 7 additionally shows another internal electrode layer 23x adjacent to the internal electrode layer 23d and a dielectric layer 22x below the internal electrode layer 23x.
  • the crystal grains 5c1 are larger than the above crystal grains 5c, and wrap not only the ends 230u and 230d of the internal electrode layers 23u and 23d but also the end 230x of the internal electrode layer 23x. Specifically, in the end portion 230x, the surface on the dielectric layer 22d side, the surface on the side margin portion 40 side, and the surface on the dielectric layer 22x side are covered with crystal grains 5c1.
  • the volume of the grain boundary between the crystal grains 5c1, 220, 400 is smaller than in the case where the crystal grain 5c1 is not provided.
  • the ends 230u, 230d, and 230x are surrounded by the crystal grains 5c1, so the number of grain boundaries is reduced compared to the third embodiment in which the crystal grains 5c only surround the ends 230u and 230d. Therefore, current leakage between the internal electrode layers 23u, 23d, and 23x is suppressed more effectively than in the third embodiment. Note that the means for growing such crystal grains 5c1 will be described later.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a microstructure of a multilayer ceramic capacitor 1 including crystal grains 5d of the fifth form.
  • FIG. 8 shows a boundary region between the side margin portion 40, the dielectric layer 22, and the internal electrode layer 23, which is indicated by the symbol Gb in FIG.
  • components common to those in FIGS. 1 to 3 and FIG. 4A are denoted by the same reference numerals, and their explanations will be omitted.
  • the dielectric ceramic crystal grains 5d are arranged in the side margin portion 40. Since the growth of the dielectric ceramic crystal grains 5d is promoted more than the other crystal grains 220, 400, the volume thereof is large, and the crystal grains 5d of the dielectric ceramic are in contact with the ends 230u, 230d of the internal electrode layers 23u, 23d. Specifically, it covers the surface of each end portion 230u, 230d on the side margin portion 40 side (see symbols Pc and Pd).
  • the volume of the grain boundary between the crystal grains 5d, 220, 400 is smaller than in the case where the crystal grain 5d is not provided. Therefore, current leakage between internal electrode layers 23u and 23d is suppressed. Note that the means for growing such crystal grains 5d will be described later.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing the microstructure of a multilayer ceramic capacitor 1 including crystal grains 5e of the sixth form.
  • FIG. 9 shows a boundary region between the side margin portion 40, the dielectric layer 22, and the internal electrode layer 23, which is indicated by the symbol Gb in FIG.
  • components common to those in FIGS. 1 to 3 and FIG. 4A are denoted by the same reference numerals, and their explanations will be omitted.
  • the dielectric ceramic crystal grains 5e are arranged across the side margin portion 40 and the dielectric layer 22m.
  • the dielectric ceramic crystal grains 5e have a larger volume because their growth is promoted more than the other crystal grains 220, 400, and as in the fifth embodiment, the crystal grains 5e are formed at the ends 230u, 230d of the internal electrode layers 23u, 23d. are in contact with each other.
  • the crystal grain 5e has a convex portion 50 sandwiched between the end portions 230u and 230d of each internal electrode layer 23u and 23d.
  • the convex portion 50 is a part of the dielectric layer 22m, and has a convex shape inside the dielectric layer 22m. However, the convex portion 50 does not cover each surface of the internal electrode layers 23u and 23d on the dielectric layer 22m side.
  • the volume of the grain boundary between the crystal grains 5e, 220, 400 is smaller than in the case where the crystal grain 5e is not provided. Furthermore, in this embodiment, since the convex portion 50 is provided on the crystal grain 5e, the volume of the grain boundary is smaller than that in the fifth embodiment. Therefore, current leakage between internal electrode layers 23u and 23d is suppressed more effectively than in the fifth embodiment. Note that the means for growing such crystal grains 5e will be described later.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing the fine structure of a multilayer ceramic capacitor 1 including crystal grains 5f of the seventh form.
  • FIG. 10 shows a boundary region between the side margin portion 40, the dielectric layer 22, and the internal electrode layer 23, which is indicated by the symbol Gb in FIG.
  • components common to those in FIGS. 1 to 3 and FIG. 4A are designated by the same reference numerals, and their explanations will be omitted.
  • the dielectric ceramic crystal grains 5f are arranged across the side margin portion 40 and the dielectric layer 22m.
  • the dielectric ceramic crystal grains 5f have a larger volume because their growth is promoted more than the other crystal grains 220, 400, and as in the fifth embodiment, the crystal grains 5f of the dielectric ceramic have a large volume, and are formed at the ends 230u, 230d of the internal electrode layers 23u, 23d, as in the fifth embodiment. are in contact with each other.
  • the crystal grains 5f are formed between mutually opposing regions (hereinafter referred to as opposing regions) of the end portions 230u and 230d of each internal electrode layer 23u and 23d, and extend between the internal electrode layers 23u and 23d. tie. Specifically, the crystal grain 5f has a convex portion 51 that fills between the ends 230u and 230d of each internal electrode layer 23u and 23d.
  • the convex portion 51 is a part of the dielectric layer 22m, and has a convex shape inside the dielectric layer 22m. However, unlike the sixth embodiment, the convex portion 51 covers each surface of the internal electrode layers 23u and 23d on the dielectric layer 22m side.
  • the volume of the grain boundary between the crystal grains 5f, 220, 400 is smaller than in the case where the crystal grain 5f is not provided. Further, in this embodiment, since the convex portion 51 connecting the internal electrode layers 23u and 23d is provided in the crystal grain 5f over the opposing regions of the internal electrode layers 23u and 23d, the volume of the grain boundary is smaller than that in the sixth embodiment. is decreasing. Therefore, current leakage between internal electrode layers 23u and 23d is suppressed more effectively than in the sixth embodiment. Note that the means for growing such crystal grains 5f will be described later.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing the fine structure of a multilayer ceramic capacitor 1 including 5 g of crystal grains of the eighth form.
  • FIG. 11 shows a boundary region between the end margin portion 24, the dielectric layer 22, and the internal electrode layer 23, which is indicated by the symbol Ga in FIG.
  • components common to those in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and their explanations will be omitted.
  • the end portion 231u of the internal electrode layer 23u in the length direction is adjacent to the end margin portion 24.
  • Internal electrode layers 23u and 23d face each other with dielectric layer 22m in between.
  • the end 231u is an example of a second end.
  • the dielectric ceramic crystal grains 5g are arranged across the end margin portion 24 and the dielectric layers 22u and 22m.
  • the growth of the dielectric ceramic crystal grain 5g is promoted more than that of the other crystal grains 220 and 400, so it has a large volume and surrounds the end portion 231u.
  • the surface on the dielectric layer 22u side, the surface on the end margin portion 24 side, and the surface on the dielectric layer 22m side are covered with the crystal grains 5g.
  • the volume of the grain boundary between the crystal grains 5g, 220, and 400 near the end 231u is the same as that of the crystal grain 5g. It is lower than without. Therefore, current leakage between internal electrode layers 23u and 23d is suppressed.
  • the crystal grains 5g extend from the end 231u of the internal electrode layer 23u toward the internal electrode layer 23d on the lower side in the stacking direction, and contact the surface of the internal electrode layer 23d facing the end 231u, covering a partial area (see symbol Pe). Therefore, leakage current is suppressed more effectively than if the surface of the internal electrode layer 23d was not covered.
  • the growth of the ceramic grains 5a to 5g, 5c1 near the ends 230u, 230d, 230x of the internal electrode layers 23u, 23d, 23x, which tend to be the starting point of current leakage, is promoted to increase their size.
  • the volume of grain boundaries that are eroded by the plating solution is reduced. Therefore, even if the side margin parts 40, 41 and the end margin part 24 are made thinner, current leakage is suppressed compared to the case where the crystal grains 5a to 5g, 5c1 are small in size. Therefore, according to this embodiment, the capacitance of the multilayer ceramic capacitor 1 can be increased and the reliability can be improved. Note that there is no limit to the number of crystal grains 5a to 5g, 5c1, but the greater the number, the better the reliability will be.
  • FIG. 12 is a flowchart showing an example of the manufacturing process of the multilayer ceramic capacitor 1. This manufacturing process is an example of a method for manufacturing a laminated ceramic electronic component.
  • FIGS. 13 and 14 are cross-sectional views showing an example from the green sheet forming process St1 to the laminating process St4.
  • FIG. 13 shows a cross section along the lamination direction and width direction
  • FIG. 14 shows a cross section along the lamination direction and length direction.
  • a green sheet forming step St1 is performed.
  • a dielectric material obtained by adding various additive compounds (sintering aids, etc.) to ceramic powder is mixed with a binder such as polyvinyl butyral (PVB) resin and an organic solvent such as ethanol or toluene. , plasticizer and wet-mix.
  • a dielectric green sheet 7 is coated on a base material by, for example, a die coater method or a doctor blade method, and then dried.
  • the base material is, for example, a PET (polyethylene terephthalate) film.
  • the ceramic powder includes ceramic particles having an average particle size of 200 (nm) and a specific surface area (BET (Brunaure Emmet Teller) value) of 5 (m 2 /g).
  • the additive compounds of the ceramic powder include Mg (magnesium), Mn (manganese), V (vanadium), Cr (chromium), rare earth elements (Y (yttrium), Sm (samarium), Eu (europium), Gd ( Gadolinium), Tb (terbium), Dy (dysprosium), Ho (holmium), Er (erbium), Tm (thulium) and Yb (ytterbium)), as well as Co (cobalt), Ni, Li (lithium) , B (boron), Na (sodium), K (potassium), and Si (silicon) or glass.
  • an internal electrode printing step St2 is performed.
  • This process is an example of a process in which internal electrode patterns 6 are printed by applying a conductive paste added with ceramic particles to a plurality of dielectric green sheets 7, respectively.
  • a plurality of internal electrode patterns corresponding to the internal electrode layer 23 are formed by printing a metal conductive paste for forming internal electrodes containing an organic binder on the dielectric green sheet 7 on the base material by gravure printing or the like. 6 are spaced apart from each other. Ceramic particles are added to the conductive paste as a co-material. Although the main component of the ceramic particles is not particularly limited, it is preferably the same as the main component ceramic of the dielectric layer 22.
  • a dielectric paste 8 mainly composed of ceramic particles is applied to a plurality of dielectric green sheets 7 on which internal electrode patterns 6 are printed so as to fill in the steps 70 between the internal electrode patterns 6 and the dielectric green sheets 7. This is an example of a coating process.
  • a dielectric paste 8 containing a ceramic material is applied between the conductive pastes printed on the dielectric green sheet 7 by gravure printing or the like.
  • Dielectric paste 8 is applied to have substantially the same thickness as internal electrode pattern 6 . Therefore, the step 70 between the internal electrode pattern 6 and the surface of the dielectric green sheet 7 is filled with the dielectric paste 8.
  • Dielectric paste 8 forms end margin portion 24 of multilayer ceramic capacitor 1 .
  • a lamination step St4 is performed.
  • a laminated sheet 7S is formed by laminating dielectric green sheets 7 on which internal electrode patterns 6, which will become internal electrode layers 23, are printed.
  • Dielectric green sheets 7a and 7b corresponding to the cover layers 20 and 21 are laminated on both end faces of the laminated sheet 7S in the lamination direction, respectively.
  • a crimping step St5 is performed.
  • the plurality of dielectric green sheets 7, 7a, and 7b are bonded together by applying pressure to the laminated sheet 7S.
  • the compression means include, but are not limited to, a hydrostatic press.
  • the lamination step St4 and the pressure bonding step St5 are examples of steps in which a plurality of dielectric green sheets 7 are laminated and pressure bonded to each other.
  • a cutting step St6 is performed.
  • This process is an example of a process of dividing the plurality of press-bonded dielectric green sheets 7 into a plurality of laminated parts 2s each having a substantially rectangular parallelepiped shape.
  • a plurality of laminated parts 2s are obtained by cutting the laminated sheet 7S in the lamination direction along predetermined cut lines LW with a blade.
  • the side margin forming step St7 is an example of a step of forming a pair of side margin portions 40, 41 mainly composed of ceramic particles on a pair of mutually opposing side surfaces 2E, 2F of the laminated portion 2s. This will be explained below with reference to FIGS. 15 to 17.
  • FIGS. 15 to 17 are side views showing an example of the side margin forming step St7 when the end surface 2A of the laminated portion 2s is viewed from the front.
  • the process of forming the side margin part 41 on one side surface 2F is described, but the process of forming the side margin part 40 on the other side surface 2E is also similar.
  • a dielectric green sheet 91 is placed on the surface of a flat elastic body 92. Further, one side surface 2E of the laminated portion 2s is fixed with tape 90, and the laminated portion 2s is arranged above the other side surface 2F so as to face the surface of the dielectric green sheet 91.
  • the tape 90 is moved downward by a pressing device (not shown). As a result, the laminated portion 2s moves toward the dielectric green sheet 91 as indicated by the symbol D.
  • the side surface 2F of the laminated portion 2s is pressed against the surface of the dielectric green sheet 91.
  • the pressed portion of the dielectric green sheet 91 is depressed by the pressure from the laminated portion 2s, and the elastic body 92 below it is also depressed.
  • the corresponding portion of the dielectric green sheet 91 is pressed against the side surface 2F of the laminated portion 2s by the restoring force from the elastic body 92. As a result, a portion of the dielectric green sheet 91 sticks to the side surface 2F.
  • the tape 90 is moved upward by a pressing device (not shown).
  • the laminated portion 2s moves away from the elastic body 92 as indicated by the symbol U.
  • the separated portion of the dielectric green sheet 91 sticks to the side surface 2F of the laminated portion 2s, and is formed as the side margin portion 41.
  • the side margin parts 41 and 40 are formed on the side surfaces 2F and 2E of the laminated part 2s, respectively, and the laminated part 2s before firing is produced.
  • the unnecessary parts protruding due to misprinting of the internal electrode pattern 6 can be removed in the cutting process St6.
  • the capacitance per unit volume of the capacitor 1 can be improved.
  • a polishing step St8 is performed.
  • the laminated portion 2s on which the side margin portions 40 and 41 are formed that is, the laminated chip 2 before firing, is polished by a technique such as barrel polishing. As a result, the corners of the stacked chip 2 are rounded.
  • an external electrode forming step St9 is performed.
  • a conductive paste containing, for example, metal powder, glass frit, binder, and solvent is applied to each end surface 2A, 2B, upper surface 2C, lower surface 2D, and each side surface 2E, 2F of the laminated chip 2.
  • the conductive paste After applying the conductive paste, it is dried to form metal films 30a and 30b of external electrodes 3a and 3b.
  • the binder and solvent are evaporated by baking.
  • the means for applying the conductive paste include a sputtering method and a dipping method.
  • a firing step St10 is performed.
  • This step is an example of a step of firing the laminate.
  • the laminated chip 2 on which the external electrodes 3a and 3b are formed is subjected to a binder removal process in an N2 atmosphere at 250 to 500°C, and then fired at a firing temperature of 1200°C or higher in a reducing atmosphere for about 1 hour.
  • a firing temperature of 1200°C or higher is sintered.
  • a plating step St11 is performed.
  • metal coating such as Cu, Ni, Sn, etc. is performed on each of the metal films 30a and 30b to form plated films 31a and 31b. In this manner, the manufacturing process of the multilayer ceramic capacitor 1 is performed.
  • the plating films 31a and 31b are formed, for example, by an electrolytic plating method in which the laminated chip 2 is immersed in a plating solution. At this time, the acidic plating solution may erode the grain boundaries between ceramic particles in the side margin parts 40, 41 and the end margin part 24, resulting in deterioration of moisture resistance.
  • the above-mentioned dielectric ceramic crystal grains 5a ⁇ By promoting the growth of 5g and 5c1, the volume of grain boundaries can be reduced and deterioration of moisture resistance can be suppressed. Further, by adjusting the firing temperature, it is possible to further promote the growth of the dielectric ceramic crystal grains 5a to 5g and 5c1.
  • the ceramic particles that are the main component of the dielectric green sheets 91 that form the side margin parts 40 and 41 will be referred to as “ceramic particles for side margin”
  • the main components of the dielectric paste 8 that form the end margin parts 24 will be referred to as “ceramic particles for side margin”.
  • the component ceramic particles are referred to as "ceramic particles for end margin.”
  • the ceramic particles added as a co-material to the conductive paste forming the internal electrode pattern 6 are referred to as "common-material ceramic particles.”
  • the common ceramic particles are an example of the first dielectric particles
  • the side margin ceramic particles and the end margin ceramic particles are examples of the second dielectric particles.
  • the average value of the particle diameters of the side margin ceramic particles, the end margin ceramic particles, and the co-material ceramic particles are each 200 (nm). Further, the specific surface areas of the side margin ceramic particles, the end margin ceramic particles, and the co-material ceramic particles differ depending on the first to eighth embodiments. Furthermore, the firing temperature also differs depending on the first to eighth embodiments. The specific surface area and firing temperature conditions are described below for each form.
  • the specific surface area of the side margin ceramic particles is 11 to 14 (m 2 /g), and the specific surface area of the co-material ceramic particles is 11 to 14 (m 2 /g). Further, the firing temperature was 1200 (°C).
  • the plurality of side margin ceramic particles and the plurality of co-material ceramic particles are combined by sintering, and crystal grains 5a are grown around the end portion 230u of the internal electrode layer 23u. be able to.
  • the specific surface area of the side margin ceramic particles is 14 to 17 (m 2 /g), and the specific surface area of the co-material ceramic particles is 11 to 14 (m 2 /g). Further, the firing temperature was 1200 (°C).
  • the plurality of side margin ceramic particles and the plurality of co-material ceramic particles are combined by sintering, and the periphery of the end 230u of the internal electrode layer 23u and the end of the internal electrode layer 23d are bonded together by sintering. Crystal grains 5b can be grown near the portion 230d.
  • the specific surface area of the side margin ceramic particles is 14 to 17 (m 2 /g), and the specific surface area of the co-material ceramic particles is 14 to 17 (m 2 /g). Further, the firing temperature was 1230 (°C).
  • the plurality of side margin ceramic particles and the plurality of co-material ceramic particles are combined by sintering, and crystals are formed around the ends 230u and 230d of each internal electrode layer 23u and 23d. Grains 5c can be grown.
  • the specific surface area of the side margin ceramic particles is 14 to 17 (m 2 /g), and the specific surface area of the co-material ceramic particles is 14 to 17 (m 2 /g). Further, the firing temperature was 1260 (°C).
  • the plurality of side margin ceramic particles and the plurality of co-material ceramic particles are combined by sintering, and the ends 230u, 230d, 230x of each internal electrode layer 23u, 23d, 23x Crystal grains 5c1 can be grown around the .
  • the specific surface area of the side margin ceramic particles is 11 to 14 (m 2 /g) or 14 to 17 (m 2 /g), and the specific surface area of the co-material ceramic particles is 8 to 11 (m 2 /g). be. Further, the firing temperature was 1200 (°C). By performing the firing step St10 under these conditions, the plurality of side margin ceramic particles and the plurality of co-material ceramic particles are combined by sintering, and the side margins near the ends 230u and 230d of each internal electrode layer 23u and 23d are Crystal grains 5d can be grown in the portion 40.
  • the specific surface area of the side margin ceramic particles is 14 to 17 (m 2 /g), and the specific surface area of the co-material ceramic particles is 11 to 14 (m 2 /g). Further, the firing temperature was 1200 (°C).
  • the plurality of side margin ceramic particles and the plurality of co-material ceramic particles are combined by sintering, and crystals are formed near the ends 230u and 230d of each internal electrode layer 23u and 23d. Grains 5e can be grown.
  • the specific surface area of the side margin ceramic particles is 14 to 17 (m 2 /g), and the specific surface area of the co-material ceramic particles is 14 to 17 (m 2 /g). Further, the firing temperature was 1200 (°C).
  • the plurality of side margin ceramic particles and the plurality of co-material ceramic particles are combined by sintering, and crystals are formed near the ends 230u and 230d of each internal electrode layer 23u and 23d. Grains 5f can be grown.
  • the crystal grains 5a can be grown. Furthermore, by setting the specific surface area of the side margin ceramic particles to 14 (m 2 /g) or more, crystal grains 5b, 5d, and 5e can be grown. In addition, by setting the specific surface area of the co-material ceramic particles to 14 (m 2 /g) or more and the specific surface area of the side margin ceramic particles to 14 (m 2 /g) or more, the crystal grains 5c, 5c1, and 5f can be can be grown.
  • any of the crystal grains 5c, 5c1, and 5f can be grown.
  • the firing temperature is set to 1230°C or higher, the crystal grains 5c1 and 5f can be grown, and when the firing temperature is set to 1260°C or higher, the crystal grain 5f can be grown.
  • the specific surface area of the end margin ceramic particles is 14 to 17 (m 2 /g), and the specific surface area of the co-material ceramic particles is 14 to 17 (m 2 /g). Further, the firing temperature was 1200 (°C).
  • the plurality of end margin ceramic particles and the plurality of co-material ceramic particles are combined by sintering, and the surroundings of the end portion 230u of the internal electrode layer 23u and the vicinity of the internal electrode layer 23d It is possible to grow 5 g of crystal grains.
  • the specific surface area of the co-material ceramic particles can be set to 14 (m 2 /g) or more and the specific surface area of the end margin ceramic particles to 14 (m 2 /g) or more, in the firing step St10, 5 g of crystal grains with a large volume can be grown.
  • the specific surface area of the ceramic particles can be increased by increasing the intensity of the crushing treatment of the ceramic material.
  • Table 1 shows sample No. 1 of multilayer ceramic capacitor 1. 2 to 7, and sample No. 7 of multilayer ceramic capacitors for comparison. The specific surface area, firing temperature, crystal grain morphology of the ceramic particles, and moisture resistance test (OK or NG) of the co-material ceramic particles and the side margin ceramic particles of No. 1 are shown.
  • Sample No. 1 to 7 were produced and evaluated in 1000 pieces each according to the above manufacturing process. Sample No. The sizes of Nos. 1 to 7 were 0.6 (mm) in length, 0.3 (mm) in width, and 0.3 (mm) in height. Also, sample No. The rated voltage for Nos. 1 to 7 was 6.3 (V). Further, the thickness of the side margin portions 40 and 41 in the width direction was set to 7 ( ⁇ m).
  • each sample No. After applying a rated voltage of 6.3 (V) to 100 samples No. 1 to No. 7 under conditions of a temperature of 40 (°C) and a humidity of 95 (%) and holding it for a predetermined time, each sample No. The electrical resistance of 1 to 7 was measured. A sample in which the number of electrical resistance is less than 1 (M ⁇ ) is 0 is judged as “OK”, and a sample in which the number of electrical resistance is less than 1 (M ⁇ ) is 1 or more is judged as “NG”. I judged it.
  • Example No. 1 The specific surface area of the co-material ceramic particles was set to 8 to 11 (m 2 /g), and the specific surface area of the side margin ceramic particles was set to 8 to 11 (m 2 /g). Further, a multilayer ceramic capacitor was manufactured by performing a firing step St10 at a firing temperature of 1200 (° C.). The specific surface area of the ceramic particles for the side margin is sample No. Since it was smaller than 2 to 7, it was not possible to effectively promote the growth of crystal grains of ceramic particles. Therefore, the formation of any of the crystal grains 5a to 5f and 5c1 of the first to seventh forms was not confirmed. Therefore, the result of the moisture resistance test was NG.
  • Example No. 2 The specific surface area of the co-material ceramic particles was set to 11 to 14 (m 2 /g), and the specific surface area of the side margin ceramic particles was set to 11 to 14 (m 2 /g). Further, a multilayer ceramic capacitor was manufactured by performing a firing step St10 at a firing temperature of 1200 (° C.). The specific surface areas of the co-material ceramic particles and the side margin ceramic particles were the same for sample No. Since it was larger than 1, it was possible to promote the growth of crystal grains of ceramic particles. Therefore, the formation of the first type of crystal grains 5a was confirmed. Therefore, the volume of grain boundaries is equal to that of sample No. It decreased from 1 and the result of the moisture resistance test was OK.
  • Example No. 3 The specific surface area of the co-material ceramic particles was set to 8 to 11 (m 2 /g), and the specific surface area of the side margin ceramic particles was set to 11 to 14 (m 2 /g) and 14 to 17 (m 2 /g). Further, a multilayer ceramic capacitor was manufactured by performing a firing step St10 at a firing temperature of 1200 (° C.).
  • the specific surface area of the co-material ceramic particles is that of sample No. Sample No. 1 is the same as Sample No. 1, but the specific surface area of the side margin ceramic particles is the same as Sample No. 1. Since it was larger than 2, it was possible to promote the growth of crystal grains of ceramic particles in the side margin parts 40 and 41. Therefore, the formation of the fifth type of crystal grains 5d was confirmed. Therefore, the volume of grain boundaries is equal to that of sample No. It decreased from 1 and the result of the moisture resistance test was OK.
  • sample No. 4 The specific surface area of the co-material ceramic particles was set to 11 to 14 (m 2 /g), and the specific surface area of the side margin ceramic particles was set to 14 to 17 (m 2 /g). Further, a multilayer ceramic capacitor was manufactured by performing a firing step St10 at a firing temperature of 1200 (° C.).
  • the specific surface area of the co-material ceramic particles is that of sample No. Sample No. 2 is the same as Sample No. 2, but the specific surface area of the side margin ceramic particles is the same as Sample No. 2. Since it was larger than 2, it was possible to further promote the growth of crystal grains of ceramic particles between the ends of mutually adjacent internal electrode layers. Therefore, the formation of crystal grains 5b and 5e of the second and sixth forms was confirmed. Therefore, the volume of grain boundaries is equal to that of sample No. It decreased from 1 and the result of the moisture resistance test was OK.
  • sample No. 5 The specific surface area of the co-material ceramic particles was set to 14 to 17 (m 2 /g), and the specific surface area of the side margin ceramic particles was set to 14 to 17 (m 2 /g). Further, a multilayer ceramic capacitor was manufactured by performing a firing step St10 at a firing temperature of 1200 (° C.).
  • the specific surface area of the side margin ceramic particles is that of sample No. Sample No. 4 is the same as Sample No. 4, but the specific surface area of the co-material ceramic particles is the same as Sample No. 4. Since it was larger than 4, it was possible to further promote the growth of the crystal grains of the ceramic particles in the side margin parts 40 and 41. Therefore, the formation of crystal grains 5f of the seventh form was confirmed. Therefore, the volume of grain boundaries is equal to that of sample No. It decreased from 1 and the result of the moisture resistance test was OK.
  • Example No. 6 The specific surface area of the co-material ceramic particles was set to 14 to 17 (m 2 /g), and the specific surface area of the side margin ceramic particles was set to 14 to 17 (m 2 /g).
  • a multilayer ceramic capacitor was manufactured by performing a firing step St10 at a firing temperature of 1230 (° C.).
  • the specific surface area of the co-material ceramic particles and the side margin ceramic particles is that of sample No. Same as Sample No. 5, but the firing temperature is the same as Sample No. 5. Since it was larger than 5, it was possible to further promote the growth of crystal grains of ceramic particles. Therefore, the formation of third form crystal grains 5c was confirmed. Therefore, the volume of grain boundaries is equal to that of sample No. It decreased from 1 and the result of the moisture resistance test was OK.
  • Example No. 7 The specific surface area of the co-material ceramic particles was set to 14 to 17 (m 2 /g), and the specific surface area of the side margin ceramic particles was set to 14 to 17 (m 2 /g). Further, a firing step St10 was performed at a firing temperature of 1260 (° C.) to produce a multilayer ceramic capacitor.
  • the specific surface area of the co-material ceramic particles and the side margin ceramic particles is that of sample No. Sample No. 5 and 6 are the same, but the firing temperature is different from Sample No. Since it was larger than 5 or 6, it was possible to further promote the growth of crystal grains of ceramic particles. Therefore, the formation of the fourth type of crystal grains 5c1 was confirmed. Therefore, the volume of grain boundaries is equal to that of sample No. It decreased from 1 and the result of the moisture resistance test was OK.
  • step 7 by setting the specific surface area of the co-material ceramic particles to 8 (m 2 /g) or more and setting the specific surface area of the side margin ceramic particles to 11 (m 2 /g) or more, a large number of It was possible to grow crystal grains 5a to 5f and 5c1 by increasing the probability that ceramic particles would come into contact with each other. Also, sample No. 2 ⁇ No. Since the result of the moisture resistance test in No. 7 was OK, it was found that reliability was maintained even if the side margin portions 40 and 41 were made thinner to improve the capacitance.
  • the specific surface area of the co-material ceramic particles by setting the specific surface area of the co-material ceramic particles to 11 (m 2 /g) or more, it was possible to grow the crystal grains 5a. Furthermore, by setting the specific surface area of the side margin ceramic particles to 14 (m 2 /g) or more, it was possible to grow crystal grains 5b, 5d, and 5e. In addition, by setting the specific surface area of the co-material ceramic particles to 14 (m 2 /g) or more and the specific surface area of the side margin ceramic particles to 14 (m 2 /g) or more, the crystal grains 5c, 5c1, and 5f can be I was able to grow it.
  • crystal grains 5c, 5c1, and 5f when the specific surface area of the co-material ceramic particles is 14 (m 2 /g) or more, and the specific surface area of the side margin ceramic particles is 14 (m 2 /g) or more, and the firing temperature is 1200° C. or more, It was possible to grow crystal grains 5c, 5c1, and 5f. In this case, when the firing temperature was set at 1230° C. or higher, crystal grains 5c and 5c1 could be grown, and when the firing temperature was set at 1260° C. or higher, crystal grains 5c1 could be grown. In addition, sample No. By mixing combinations of specific surface areas of the co-material ceramic particles 2 to 7 and the side margin ceramic particles, it was also possible to grow a plurality of types of crystal grains 5a to 5f and 5c1.
  • Table 2 shows sample No. 1 of multilayer ceramic capacitor 1. 9, and sample No. 9 of the multilayer ceramic capacitor for comparison.
  • the specific surface area, firing temperature, crystal grain morphology of the ceramic particles, and moisture resistance test (OK or NG) of the co-material ceramic particles and the side margin ceramic particles of No. 8 are shown.
  • Sample No. 8 and 9 were produced and evaluated in 1000 pieces each according to the above manufacturing process.
  • Sample No. The sizes of 8 and 9 were 0.6 (mm) in length, 0.3 (mm) in width, and 0.3 (mm) in height.
  • sample No. The rated voltage of Nos. 8 and 9 was 6.3 (V).
  • the thickness of the end margin portion 24 in the width direction was set to 18 ( ⁇ m). Note that the moisture resistance test was as described above.
  • Example No. 8 The specific surface area of the co-material ceramic particles was set to 8 to 11 (m 2 /g), and the specific surface area of the end margin ceramic particles was set to 8 to 11 (m 2 /g). Further, a multilayer ceramic capacitor was manufactured by performing a firing step St10 at a firing temperature of 1200 (° C.). The specific surface area of the ceramic particles for the side margin is sample No. Since it was smaller than 9, it was not possible to effectively promote the growth of crystal grains of ceramic particles. Therefore, formation of 5 g of crystal grains of the eighth form was not confirmed. Therefore, the result of the moisture resistance test was NG.
  • Example No. 9 The specific surface area of the co-material ceramic particles was set to 14 to 17 (m 2 /g), and the specific surface area of the ceramic particles for end margin was set to 14 to 17 (m 2 /g). Further, a multilayer ceramic capacitor was manufactured by performing a firing step St10 at a firing temperature of 1200 (° C.). The specific surface areas of the co-material ceramic particles and the side margin ceramic particles were the same for sample No. Since it was larger than 8, it was possible to promote the growth of crystal grains of ceramic particles. Therefore, the formation of 5 g of crystal grains of the eighth form was confirmed. Therefore, the volume of grain boundaries is equal to that of sample No. The moisture resistance test result was OK.
  • sample no. In step 9 the specific surface area of the co-material ceramic particles is 14 (m 2 /g) or more, and the specific surface area of the end margin ceramic particles is 14 (m 2 /g) or more, so that in the firing step St10, the volume is increased. It was possible to grow 5 g of large crystal grains. Also, sample No. Since the result of the moisture resistance test in No. 9 was OK, it was found that reliability was maintained even if the side margin portions 40 and 41 were made thinner to improve the capacitance.
  • Multilayer ceramic capacitor 2 Multilayer chip 2s Multilayer part 3a, 3b External electrodes 5a to 5f, 5c1 Crystal grains 22, 22u, 22d, 22x Dielectric layer 23, 23u, 23d, 23x Internal electrode layer 24 End margin part 40, 41 Side Margin section 230u, 230d, 230x End section

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Abstract

積層セラミック電子部品は、交互に積層された複数の内部電極層及び複数の誘電体層を含む略直方体形状の積層体と、前記積層体において互いに対向する一対の端面に引き出された前記複数の内部電極層の第1端部に接続された一対の外部電極とを有し、前記積層体は、積層方向に沿った断面視において、前記内部電極層の第2端部と隣接する誘電体部を含み、前記誘電体部は、前記内部電極層の前記第2端部を包む誘電体の結晶粒を有する。

Description

積層セラミック電子部品及びその製造方法
 本発明は、積層セラミック電子部品及びその製造方法に関する。
 例えば積層セラミックコンデンサを積層方向から見たとき、互いに隣接する内部電極同士が重なる部分(以下、容量部と表記)は静電容量に寄与するが、容量部の両側面を覆うサイドマージン部や、誘電体層の表面と内部電極層の表面の段差を埋めるエンドマージン部は静電容量に寄与しない。これに対し、例えばエンドマージン部の厚みを低減することにより静電容量を増加させる手段がある(例えば特許文献1参照)。
特開2019-145781号公報
 しかし、サイドマージン部やエンドマージン部を薄くすると、積層セラミックコンデンサの製造工程において、外部電極にメッキ膜を形成するとき、酸性のメッキ液がサイドマージン部やエンドマージン部の誘電体粒子間の粒界(例えばシリコンを主相とするガラス成分)を浸食することにより耐湿性が劣化するおそれがある。この場合、互いに隣接する内部電極間に電流のリークが発生して積層セラミックコンデンサの信頼性が低下する。
 本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、信頼性を向上させた大容量の積層セラミック電子部品及びその製造方法を提供することを目的とする。
 本発明の積層セラミック電子部品は、交互に積層された複数の内部電極層及び複数の誘電体層を含む略直方体形状の積層体と、前記積層体において互いに対向する一対の端面に引き出された前記複数の内部電極層の第1端部に接続された一対の外部電極とを有し、前記積層体は、積層方向に沿った断面視において、前記内部電極層の第2端部と隣接する誘電体部を含み、前記誘電体部は、前記内部電極層の前記第2端部を包む誘電体の結晶粒を有することを特徴とする
 上記の積層セラミック電子部品において、前記結晶粒は、前記断面視において、前記内部電極層の前記第2端部のうち、前記内部電極層に隣り合う他の内部電極層と前記積層方向に対向する領域を覆ってもよい。
 上記の積層セラミック電子部品において、前記結晶粒は、前記断面視において、前記複数の内部電極層のうち、前記第2端部を包まれた内部電極層に隣り合う他の内部電極層の第2端部に接してもよい。
 上記の積層セラミック電子部品において、前記結晶粒は、前記断面視において、前記複数の内部電極層のうち、前記第2端部を包まれた内部電極層に隣り合う他の内部電極層の第2端部を包んでもよい。
 上記の積層セラミック電子部品において、前記結晶粒は、前記断面視において、前記複数の内部電極層のうち、前記他の内部電極層に隣り合う、さらに別の内部電極層の第2端部を包んでもよい。
 上記の積層セラミック電子部品において、前記第2端部は、前記積層方向及び前記一対の端面が互いに対向する方向に対して略直交する方向における前記内部電極層の端部であってもよい。
 上記の積層セラミック電子部品において、前記第2端部は、前記一対の端面が互いに対向する方向における前記内部電極層の端部であってもよい。
 上記の積層セラミック電子部品において、前記結晶粒は、前記複数の内部電極層のうち、前記第2端部を包まれた内部電極層に隣り合う他の内部電極層に接してもよい。
 本発明の他の積層セラミック電子部品は、交互に積層された複数の内部電極層及び複数の誘電体層を含む略直方体形状の積層体と、前記積層体において互いに対向する一対の端面に引き出された前記複数の内部電極層の第1端部に接続された一対の外部電極とを有し、前記積層体は、積層方向に沿った断面視において、前記内部電極層の第2端部と隣接する誘電体部を含み、前記誘電体部は、前記複数の内部電極層のうち、互いに隣り合う2つの内部電極層の各々の前記第2端部と接する誘電体の結晶粒を有することを特徴とする。
 上記の積層セラミック電子部品において、前記第2端部は、前記積層方向及び前記一対の端面が互いに対向する方向に対して略直交する方向における前記内部電極層の端部であってもよい。
 上記の積層セラミック電子部品において、前記結晶粒は、前記断面視において、前記2つの内部電極層の各々の前記第2端部に挟まれた部分を有してもよい。
 上記の積層セラミック電子部品において、前記結晶粒は、前記断面視において、前記2つの内部電極層の各々の前記第2端部の互いに対向する領域の間にわたって形成されてもよい。
 本発明の積層セラミック電子部品の製造方法は、第1誘電体粒子が添加された導電ペーストを複数の誘電体グリーンシートにそれぞれ塗布することにより内部電極パターンを印刷する工程と、前記内部電極パターンが印刷された前記複数の誘電体グリーンシートを互いに積層して圧着する工程と、圧着された前記複数の誘電体グリーンシートを略直方体形状の複数個の積層体に分断する工程と、第2誘電体粒子を主成分とする一対のサイドマージン部を前記積層体の互いに対向する一対の側面に形成する工程と、前記積層体を焼成する工程とを有し、前記第1誘電体粒子の比表面積は、8m/g以上であり、前記第2誘電体粒子の比表面積は、11m/g以上であることを特徴とする。
 上記の製造方法において、前記第1誘電体粒子の比表面積は、11m/g以上であってもよい。
 上記の製造方法において、前記第2誘電体粒子の比表面積は、14m/g以上であってもよい。
 上記の製造方法において、前記第1誘電体粒子の比表面積は、14m/g以上であり、前記第2誘電体粒子の比表面積は、14m/g以上であってもよい。
 上記の製造方法において、前記積層体を焼成する工程における焼成温度は、1200℃以上であってもよい。
 上記の製造方法において、前記積層体を焼成する工程における焼成温度は、1230℃以上であってもよい。
 上記の製造方法において、前記積層体を焼成する工程における焼成温度は、1260℃以上であってもよい。
 本発明の他の積層セラミック電子部品の製造方法は、第1誘電体粒子が添加された導電ペーストを複数の誘電体グリーンシートにそれぞれ塗布することにより内部電極パターンを印刷する工程と、前記内部電極パターンが印刷された前記複数の誘電体グリーンシートに、第2誘電体粒子を主成分とする誘電体ペーストを、前記内部電極パターンと前記誘電体グリーンシートの表面の段差を埋めるようにそれぞれ塗布する工程と、前記誘電体ペーストが塗布された前記複数の誘電体グリーンシートを互いに積層して圧着する工程と、圧着された前記複数の誘電体グリーンシートを略直方体形状の複数個の積層体に分断する工程と、前記積層体を焼成する工程とを有し、前記第1誘電体粒子の比表面積は、14(m/g)以上であり、前記第2誘電体粒子の比表面積は、14(m/g)以上であることを特徴とする。
 本発明によると、積層セラミック電子部品の容量を増加させ、信頼性を向上させることができる。
実施形態の積層セラミックコンデンサの一例を示す斜視図である。 図1のA-A線に沿った積層セラミックコンデンサの断面図である。 図1のB-B線に沿った積層セラミックコンデンサの断面図である。 第1形態の結晶粒を含む積層セラミックコンデンサの微細構造を示す断面図である。 内部電極層の端部近傍を示す断面図である。 第2形態の結晶粒を含む積層セラミックコンデンサの微細構造を示す断面図である。 第3形態の結晶粒を含む積層セラミックコンデンサの微細構造を示す断面図である。 第4形態の結晶粒を含む積層セラミックコンデンサの微細構造を示す断面図である。 第5形態の結晶粒を含む積層セラミックコンデンサの微細構造を示す断面図である。 第6形態の結晶粒を含む積層セラミックコンデンサの微細構造を示す断面図である。 第7形態の結晶粒を含む積層セラミックコンデンサの微細構造を示す断面図である。 第8形態の結晶粒を含む積層セラミックコンデンサの微細構造を示す断面図である。 積層セラミックコンデンサの製造工程の一例を示すフローチャートである。 グリーンシート成形工程から積層工程までの一例を示す断面図である(その1)。 グリーンシート成形工程から積層工程までの一例を示す断面図である(その2)。 積層部の端面を正面視した場合のサイドマージン形成工程の一例を示す側面図である(その1)。 積層部の端面を正面視した場合のサイドマージン形成工程の一例を示す側面図である(その2)。 積層部の端面を正面視した場合のサイドマージン形成工程の一例を示す側面図である(その3)。
(積層セラミックコンデンサの構成)
 図1は、実施形態の積層セラミックコンデンサ1の一例を示す斜視図である。図2は、図1のA-A線に沿った積層セラミックコンデンサ1の断面図である。図3は、図1のB-B線に沿った積層セラミックコンデンサ1の断面図である。
 積層セラミックコンデンサ1は積層セラミック電子部品の一例である。積層セラミックコンデンサ1は、略直方体形状を有する積層チップ2と、積層チップ2において互いに対向する一対の端面2A,2Bに設けられた外部電極3a,3bとを有する。
 図1~図3には、互いに直交するX方向、Y方向、及びZ方向が示されている。X方向は、積層セラミックコンデンサ1の長さ(L)方向であり、積層チップ2の一対の端面が対向する方向に一致する。Y方向は、積層セラミックコンデンサ1の幅(W)方向であり、積層チップ2の一対の側面が対向する方向に一致する。Z方向は、積層セラミックコンデンサ1の高さ(H)方向であり、積層セラミックコンデンサ1の積層方向に一致する。
 積層チップ2は、積層体の一例であり、積層構造を有する略直方体形状の積層部2s、及び、積層セラミックコンデンサ1の幅(W)方向において互いに対向する積層部2sの一対の側面2E,2Fを覆う一対のサイドマージン部40,41を有する。積層部2sは、誘電体として機能するセラミック材料を含む誘電体層22と、内部電極層23とが、交互に積層され、さらに誘電体層22及び内部電極層23を積層方向の両側から挟むように積層された一対のカバー層20,21と含む。カバー層20,21は、積層方向における積層部2sの上面2C及び下面2Dを構成する。積層部2sにおいて、長さ方向における各内部電極層23の一方の端部23Aは、積層方向に沿って交互に端面2A,2Bに引き出されている。なお、内部電極層23の端部23Aは第1端部の一例である。
 また、積層部2sには、誘電体層22の表面と内部電極層23の表面の段差を埋めるエンドマージン部24が設けられている。エンドマージン部24は、長さ方向における各内部電極層23の両端部23A,23Bのうち、端面2A,2Bに露出していない端部23Bに隣接する。エンドマージン部24の厚みは内部電極層23の厚みと実質的に等しいため、各内部電極層23が上記の段差によって弧状に歪むことが抑制される。
 サイドマージン部40,41は、積層部2sの一対の側面2E,2Fに露出した各内部電極層23の両端部23Cにそれぞれ隣接する。カバー層20,21、サイドマージン部40,41、及びエンドマージン部24は、例えば絶縁体の誘電体層22と主成分が同一であってもよい。これにより、カバー層20,21、サイドマージン部40,41、及びエンドマージン部24は内部電極層23を保護する。なお、図2の内部電極層23の端部23B、及び図3の内部電極層23の端部23Cは、第2端部の一例であり、サイドマージン部40,41及びエンドマージン部24は誘電体部の一例である。
 内部電極層23は、Ni(ニッケル),Cu(銅),Sn(スズ)等の卑金属を主成分とする。内部電極層23として、Pt(白金)、Pd(パラジウム)、Ag(銀)、Au(金)などの貴金属やこれらを含む合金を用いてもよい。
 誘電体層22は、例えば、一般式ABOで表されるペロブスカイト構造を有するセラミック材料を主相とする。なお、当該ペロブスカイト構造は、化学量論組成から外れたABO3-αを含む。例えば、当該セラミック材料として、BaTiO(チタン酸バリウム),CaZrO(ジルコン酸カルシウム),CaTiO(チタン酸カルシウム),SrTiO(チタン酸ストロンチウム),MgTiO(チタン酸マグネシウム),ペロブスカイト構造を形成するBa1-x-yCaSrTi1-zZr(0≦x≦1,0≦y≦1,0≦z≦1)等のうち少なくとも1つから選択して用いることができる。Ba1-x-yCaSrTi1-zZrは、チタン酸バリウムストロンチウム、チタン酸バリウムカルシウム、ジルコン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸カルシウムおよびチタン酸ジルコン酸バリウムカルシウムなどである。
 また、カバー層20,21及びエンドマージン部24は、セラミック材料を主成分とする。例えば、カバー層20,21の材料は、誘電体層22とセラミック材料の主成分が同じである。
 また、サイドマージン部40,41は、セラミック材料を主成分とする。例えば、サイドマージン部40,41の材料は、誘電体層22とセラミック材料の主成分が同じである。サイドマージン部40,41は、積層部2sの形成後、その側面2E,2F上に形成される。なお、セラミック材料は誘電体の一例である。
 外部電極3a,3bは、積層セラミックコンデンサ1の長さ方向において互いに対向する積層部2sの端面2A,2Bをそれぞれ覆う。また、外部電極3a,3bは、積層チップ2の上面2C、下面2Dおよび2つのサイドマージン部40,41の表面に延在している。ただし、外部電極3a,3bは、上面2C、下面2Dおよび2つのサイドマージン部40,41の表面において互いに離間している。
 外部電極3a,3bは、積層チップ2の表面上に直接的に形成された金属膜30a,30bと、金属膜30a,30bを覆うメッキ膜31a,31bとをそれぞれ有する。金属膜30a,30bは、Cu,Ni,Al(アルミニウム),Zn(亜鉛),Au(金),Sn(錫)などの金属、またはこれらの2以上の成分を含む組成を主成分とし、外部電極3a,3bの緻密化のためのガラス成分、外部電極3a,3bの焼結性を制御するための共材、などのセラミックを含んでいてもよい。ガラス成分は、Ba(バリウム),Sr(ストロンチウム),Ca(カルシウム),Zn(亜鉛),Al,Si(ケイ素),B(ホウ素)等の酸化物である。共材は、例えば、誘電体層22及びエンドマージン部24の主成分と同じ材料を主成分とするセラミック成分である。
 また、メッキ膜31a,31bは、例えばNi,Cu,Sn等の卑金属を主成分とする。メッキ膜31a,31bは、例えばメッキ液中に積層チップ2を浸漬させる電解メッキ法により形成される。なお、エポキシ樹脂及びウレタン樹脂などの導電性樹脂の膜を金属膜30a,30bとメッキ膜31a,31bの間に形成してもよい。
 上述したように、長さ方向における各内部電極層23の端部23Aは、積層チップ2の外部電極3aが設けられた端面2Aと、外部電極3bが設けられた端面2Bとに、交互に引き出されて露出している。これにより、各内部電極層23は、積層方向において外部電極3aと外部電極3bとに、交互に導通している。つまり、各端面2A,2Bの外部電極3a,3bは、積層方向に沿って各内部電極層23の端部23Aに接続されている。
 積層セラミックコンデンサ1においてサイドマージン部40,41及びエンドマージン部24は静電容量に寄与しない。このため、サイドマージン部40,41及びエンドマージン部24の各厚みを低減することにより単位体積当たりの静電容量を増加させることが好ましい。
 しかし、サイドマージン部40,41及びエンドマージン部24を薄くすると、積層セラミックコンデンサ1の製造工程において、外部電極3a,3bにメッキ膜31a,31bを形成するとき、酸性のメッキ液がサイドマージン部40,41やエンドマージン部24のセラミック粒子間の粒界(例えばシリコンを主相とするガラス成分)を浸食することにより耐湿性が劣化するおそれがある。この場合、互いに隣接する内部電極層23間に電流のリークが発生して積層セラミックコンデンサ1の信頼性が低下する。内部電極層23の端部23B,23Cには電圧が集中しやすいため、電流リークの発生起点となりやすい。
 そこで、積層セラミックコンデンサ1の製造工程において、電流リークの起点となりやすい内部電極層23の端部23B,23C付近のセラミック粒子の結晶の成長を促進させて結晶粒の大きさを増加させることにより、メッキ液が侵食しやすい結晶粒界の体積を減少させる。このため、サイドマージン部40,41及びエンドマージン部24を薄くしても、結晶粒の大きさが小さい場合と比べると、電流リークの発生が抑制される。以下に誘電体のセラミック粒子の結晶粒の形態を説明する。
(第1形態)
 図4Aは、第1形態の結晶粒5aを含む積層セラミックコンデンサ1の微細構造を示す断面図である。図4Aは、図3の符号Gbで示されるサイドマージン部40と誘電体層22及び内部電極層23の境界領域を示す。図4Aにおいて、図1~3と共通する構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。
 点線は、サイドマージン部40と積層部2sの境界を示す。サイドマージン部40は、誘電体のセラミック粒子の結晶粒400を主成分として形成されている。積層部2sは、誘電体のセラミック粒子の結晶粒220を主成分として形成された誘電体層22u,22m,22dと、内部電極層23u,23dとを有する。サイドマージン部40の結晶粒400の大きさは、誘電体層22u,22m,22dの結晶粒220の大きさより大きくなる傾向にある。これは、結晶粒400が、結晶粒220よりも比表面積が大きい誘電体粒子を原材料として用いているからであり、粒子同士の接触確率が増加して粒成長が進行するためである。
 積層方向において、内部電極層23u,23dは互いに隣り合い、内部電極層23uは内部電極層23dの上部に配置されている。誘電体層22uは内部電極層23uの上部に配置され、誘電体層22mは内部電極層23u,23dの間に配置され、誘電体層22dは内部電極層23dの下部に配置されている。
 幅方向における各内部電極層23u,23dの端部230u,230dはサイドマージン部40に隣接し、誘電体層22mを介して互いに対向する。内部電極層23u,23dは、互いに対向する外部電極3a,3bにそれぞれ接続されているので静電容量を形成することができる。端部230u,230dは第2端部の一例である。
 誘電体のセラミックの結晶粒5aは、サイドマージン部40と誘電体層22u,22mに跨って配置されている。誘電体のセラミックの結晶粒5aは、他の結晶粒220,400より成長が促進されているため、体積が大きく、上部側の端部230uを包んでいる。具体的には、端部230uにおいて、誘電体層22u側の表面、サイドマージン部40側の表面、及び誘電体層22m側の表面が結晶粒5aに覆われている。
 このように、端部230uの周囲が単一の結晶粒5aで覆われているため、端部230u近傍の結晶粒5a,220,400の間の粒界の体積が、結晶粒5aを設けていない場合より減少している。よって、内部電極層23u,23dの間の電流リークが抑制される。
 また、結晶粒5aは、符号Paで示されるように、内部電極層23uの端部230uを包み、内部電極層23uに隣り合う他の内部電極層23dの端部230dと積層方向において対向する領域を覆っている。このため、内部電極層23u,23dの間の導電経路を減少させて電流リークを、より効果的に抑制することができる。なお、このような結晶粒5aを成長させる手段については後述する。次に、誘電体のセラミックの結晶粒5aが内部電極層23uの端部230uを覆っている状態の定義の一例を説明する。
 図4Bは、内部電極層23uの端部230u近傍を示す断面図である。図4Bにおいて、図4Aと共通する構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。なお、図4Bにおいて、結晶粒220,400の図示は省略する。
 点Paは、結晶粒5aと端部230uの接触領域の誘電体層22u側の端点であり、点Pbは、結晶粒5aと端部230uの接触領域の誘電体層22d側の端点である。線分La,Lbは、端部230uの外形線に対する接線である。線分Laは点Paを通り、線分Lbは点Pbを通る。線分Lha,Lhbは、内部電極層23uの延びる方向に沿った線分であり、積層セラミックコンデンサ1の幅方向Wと略平行である。線分Lhaは点Paを通り、線分Lhbは点Pbを通る。
 線分La及びLhaがなす角度θaと、線分Lb及びLhbがなす角度θbとが、それぞれ、例えば15度以下である場合、結晶粒5aが内部電極層23uの端部230uを覆っている状態であるとみなされる。図4Bに図示した結晶粒5aがさらに大きく回り込んだとき、角度θa,θbは正の値だけでなく、負の値になることもある。また、結晶粒5aが端部230uを包んでいる状態とは、積層方向及び幅方向における端部230uの上面、下面、及び側面に少なくとも部分的に接している状態を指す。なお、以上の定義は、以下の他の形態でも同様である。
(第2形態)
 図5は、第2形態の結晶粒5bを含む積層セラミックコンデンサ1の微細構造を示す断面図である。図5は、図3の符号Gbで示されるサイドマージン部40と誘電体層22及び内部電極層23の境界領域を示す。図5において、図1~3,図4Aと共通する構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。
 誘電体のセラミックの結晶粒5bは、サイドマージン部40と誘電体層22u,22mに跨って配置されている。誘電体のセラミックの結晶粒5bは、他の結晶粒220,400より成長が促進されているため、体積が大きく、上部側の内部電極層23uの端部230uを包んでいる。具体的には、端部230uにおいて、誘電体層22u側の表面、サイドマージン部40側の表面、及び誘電体層22m側の表面が結晶粒5bに覆われている。
 さらに結晶粒5bは、内部電極層23uに対向する積層方向の下部側の内部電極層23dの端部230dに接するように、端部230uの下面から端部230dの上面に向かって積層方向に延びている。具体的には、結晶粒5bは、端部230u,230d同士が対向する誘電体層22mの領域の一部を構成するように、誘電体層22mの積層方向にわたって形成されている。
 このため、一方の端部230uの周囲だけでなく、他方の端部230dの周囲においても、結晶粒5b,220,400の間の粒界の体積が、結晶粒5bを設けていない場合より減少している。よって、内部電極層23u,23dの間の電流リークが、第1形態より効果的に抑制される。なお、このような結晶粒5bを成長させる手段については後述する。
(第3形態)
 図6は、第3形態の結晶粒5cを含む積層セラミックコンデンサ1の微細構造を示す断面図である。図6は、図3の符号Gbで示されるサイドマージン部40と誘電体層22及び内部電極層23の境界領域を示す。図6において、図1~3,図4Aと共通する構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。
 誘電体のセラミックの結晶粒5cは、サイドマージン部40と誘電体層22u,22m,22dに跨って配置されている。誘電体のセラミックの結晶粒5cは、他の結晶粒220,400より成長が促進されているため、体積が大きく、各内部電極層23u,23dの端部230u,230dをそれぞれ包んでいる。具体的には、端部230uにおいて、誘電体層22u側の表面、サイドマージン部40側の表面、及び誘電体層22m側の表面が結晶粒5cに覆われており、端部230dにおいても、誘電体層22m側の表面、サイドマージン部40側の表面、及び誘電体層22d側の表面が結晶粒5cに覆われている。
 このため、各内部電極層23u,23dの端部230u,230dの周囲において、結晶粒5c,220,400の間の粒界の体積が、結晶粒5cを設けていない場合より減少している。本形態では、端部230dが結晶粒5cにより包まれているため、結晶粒5bが1つの表面に接しているだけの第2形態より粒界が減少する。よって、内部電極層23u,23dの間の電流リークが、第2形態より効果的に抑制される。なお、このような結晶粒5cを成長させる手段については後述する。
(第4形態)
 図7は、第4形態の結晶粒5c1を含む積層セラミックコンデンサ1の微細構造を示す断面図である。図7は、図3の符号Gbで示されるサイドマージン部40と誘電体層22及び内部電極層23の境界領域を示す。図7において、図1~3,図4Aと共通する構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。また、図7には、内部電極層23dに隣接する別の内部電極層23x、及び内部電極層23xの下部の誘電体層22xが追加で示されている。
 本形態において、結晶粒5c1は、上記の結晶粒5cより大きく、内部電極層23u,23dの端部230u,230dだけでなく、内部電極層23xの端部230xも包んでいる。具体的には、端部230xにおいて、誘電体層22d側の表面、サイドマージン部40側の表面、及び誘電体層22x側の表面が結晶粒5c1に覆われている。
 このため、各端部230u,230d,230xの周囲において、結晶粒5c1,220,400の間の粒界の体積が、結晶粒5c1を設けていない場合より減少している。本形態では、端部230u,230d,230xが結晶粒5c1により包まれているため、結晶粒5cが端部230u,230dだけを包んでいる第3形態より粒界が減少する。このため、内部電極層23u,23d,23xの間の電流リークが、第3形態より効果的に抑制される。なお、このような結晶粒5c1を成長させる手段については後述する。
(第5形態)
 図8は、第5形態の結晶粒5dを含む積層セラミックコンデンサ1の微細構造を示す断面図である。図8は、図3の符号Gbで示されるサイドマージン部40と誘電体層22及び内部電極層23の境界領域を示す。図8において、図1~3,図4Aと共通する構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。
 誘電体のセラミックの結晶粒5dは、サイドマージン部40に配置されている。誘電体のセラミックの結晶粒5dは、他の結晶粒220,400より成長が促進されているため、体積が大きく、各内部電極層23u,23dの端部230u,230dに接している。具体的には、各端部230u,230dのサイドマージン部40側の表面を覆っている(符号Pc,Pd参照)。
 このため、各端部230u,230dの周囲において、結晶粒5d,220,400の間の粒界の体積が、結晶粒5dを設けていない場合より減少している。したがって、内部電極層23u,23dの間の電流リークが抑制される。なお、このような結晶粒5dを成長させる手段については後述する。
(第6形態)
 図9は、第6形態の結晶粒5eを含む積層セラミックコンデンサ1の微細構造を示す断面図である。図9は、図3の符号Gbで示されるサイドマージン部40と誘電体層22及び内部電極層23の境界領域を示す。図9において、図1~3,図4Aと共通する構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。
 誘電体のセラミックの結晶粒5eは、サイドマージン部40と誘電体層22mに跨って配置されている。誘電体のセラミックの結晶粒5eは、他の結晶粒220,400より成長が促進されているため、体積が大きく、第5形態と同様に各内部電極層23u,23dの端部230u,230dに接している。
 また、結晶粒5eは、各内部電極層23u,23dの端部230u,230dに挟まれた凸部50を有する。凸部50は、誘電体層22mの一部であり、誘電体層22mの内側に凸の形状を有する。ただし、凸部50は、内部電極層23u,23dの誘電体層22m側の各表面を覆っていない。
 このため、各端部230u,230dの周囲において、結晶粒5e,220,400の間の粒界の体積が、結晶粒5eを設けていない場合より減少している。また、本形態では、結晶粒5eに凸部50が設けられているため、粒界の体積が第5形態より減少している。したがって、内部電極層23u,23dの間の電流リークが、第5形態より効果的に抑制される。なお、このような結晶粒5eを成長させる手段については後述する。
(第7形態)
 図10は、第7形態の結晶粒5fを含む積層セラミックコンデンサ1の微細構造を示す断面図である。図10は、図3の符号Gbで示されるサイドマージン部40と誘電体層22及び内部電極層23の境界領域を示す。図10において、図1~3,図4Aと共通する構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。
 誘電体のセラミックの結晶粒5fは、サイドマージン部40と誘電体層22mに跨って配置されている。誘電体のセラミックの結晶粒5fは、他の結晶粒220,400より成長が促進されているため、体積が大きく、第5形態と同様に各内部電極層23u,23dの端部230u,230dに接している。
 また、結晶粒5fは、各内部電極層23u,23dの端部230u,230dの互いに対向する領域(以下、対向領域と表記)の間にわたって形成されており、内部電極層23u,23dの間を結ぶ。具体的には、結晶粒5fは、各内部電極層23u,23dの端部230u,230dの間を満たす凸部51を有する。凸部51は、誘電体層22mの一部であり、誘電体層22mの内側に凸の形状を有する。ただし、凸部51は、第6形態とは異なり、内部電極層23u,23dの誘電体層22m側の各表面を覆っている。
 このため、各端部230u,230dの周囲において、結晶粒5f,220,400の間の粒界の体積が、結晶粒5fを設けていない場合より減少している。また、本形態では、内部電極層23u,23dの対向領域間にわたって内部電極層23u,23dの間を結ぶ凸部51が結晶粒5fに設けられているため、粒界の体積が第6形態より減少している。したがって、内部電極層23u,23dの間の電流リークが、第6形態より効果的に抑制される。なお、このような結晶粒5fを成長させる手段については後述する。
(第8形態)
 図11は、第8形態の結晶粒5gを含む積層セラミックコンデンサ1の微細構造を示す断面図である。図11は、図2の符号Gaで示されるエンドマージン部24と誘電体層22及び内部電極層23の境界領域を示す。図11において、図1~4と共通する構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。
 長さ方向における内部電極層23uの端部231uはエンドマージン部24に隣接する。内部電極層23u,23dは誘電体層22mを介して互いに対向する。端部231uは第2端部の一例である。
 誘電体のセラミックの結晶粒5gは、エンドマージン部24と誘電体層22u,22mに跨って配置されている。誘電体のセラミックの結晶粒5gは、他の結晶粒220,400より成長が促進されているため、体積が大きく、端部231uを包んでいる。具体的には、端部231uにおいて、誘電体層22u側の表面、エンドマージン部24側の表面、及び誘電体層22m側の表面が結晶粒5gに覆われている。
 このように、端部231uの周囲が単一の結晶粒5gで覆われているため、端部231u近傍の結晶粒5g,220,400の間の粒界の体積が、結晶粒5gを設けていない場合より減少している。よって、内部電極層23u,23dの間の電流リークが抑制される。
 また、結晶粒5gは、内部電極層23uの端部231uから積層方向の下部側の内部電極層23dに向かって延びており、端部231uに対向する内部電極層23dの表面に接して、その一部の領域(符号Pe参照)を覆っている。このため、内部電極層23dの表面を覆わない場合より効果的にリーク電流が抑制される。
 このように各形態によると、電流リークの起点となりやすい内部電極層23u,23d,23xの端部230u,230d,230x付近のセラミック粒子の結晶粒5a~5g,5c1の成長を促進させてその大きさを増加させることにより、メッキ液が侵食する粒界の体積を減少させる。このため、サイドマージン部40,41及びエンドマージン部24を薄くしても、結晶粒5a~5g,5c1の大きさが小さい場合と比べると、電流リークの発生が抑制される。このため、本実施形態によると、積層セラミックコンデンサ1の容量を増加させ、信頼性を向上させることができる。なお、結晶粒5a~5g,5c1の個数に限定はないが、多いほど、信頼性が向上し好ましい。
(積層セラミックコンデンサの製造方法)
 図12は、積層セラミックコンデンサ1の製造工程の一例を示すフローチャートである。本製造工程は積層セラミック電子部品の製造方法の一例である。
 また、図13及び図14は、グリーンシート成形工程St1から積層工程St4までの一例を示す断面図である。図13は、積層方向及び幅方向に沿った断面を示し、図14は、積層方向及び長さ方向に沿った断面を示す。
 (グリーンシート成形工程)
 まずグリーンシート成形工程St1が行われる。本工程では、例えばセラミック粉末に各種の添加化合物(焼結補助剤など)を添加することで得た誘電体材料に、ポリビニルブチラール(PVB)樹脂等のバインダと、エタノール、トルエン等の有機溶剤と、可塑剤とを加えて湿式混合する。得られたスラリーを使用して、例えばダイコータ法やドクターブレード法により、基材上に誘電体グリーンシート7を塗工して乾燥させる。基材は、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムである。セラミック粉末は、平均の粒径が200(nm)であり、比表面積(BET(Brunaure Emmet Teller)値)が5(m/g)のセラミック粒子を含む。
 なお、セラミック粉末の添加化合物としては、Mg(マグネシウム),Mn(マンガン),V(バナジウム),Cr(クロム),希土類元素(Y(イットリウム),Sm(サマリウム),Eu(ユーロピウム),Gd(ガドリニウム),Tb(テルビウム),Dy(ジスプロシウム),Ho(ホルミウム),Er(エルビウム),Tm(ツリウム)およびYb(イッテルビウム))の酸化物、並びに、Co(コバルト),Ni,Li(リチウム),B(ホウ素),Na(ナトリウム),K(カリウム)およびSi(シリコン)の酸化物もしくはガラスが用いられる。
 (内部電極印刷工程)
 次に内部電極印刷工程St2が行われる。本工程は、セラミック粒子が添加された導電ペーストを複数の誘電体グリーンシート7にそれぞれ塗布することにより内部電極パターン6を印刷する工程の一例である。
 本工程では、基材上の誘電体グリーンシート7に、有機バインダを含む内部電極形成用の金属の導電ペーストをグラビア印刷などにより印刷することで、内部電極層23に対応する複数の内部電極パターン6を互いに離間させて成膜する。導電ペーストには、共材としてセラミック粒子を添加する。セラミック粒子の主成分は、特に限定するものではないが、誘電体層22の主成分セラミックと同じであることが好ましい。
 次に誘電体ペースト塗布工程St3が行われる。内部電極パターン6が印刷された複数の誘電体グリーンシート7に、セラミック粒子を主成分とする誘電体ペースト8を、内部電極パターン6と誘電体グリーンシート7の表面の段差70を埋めるようにそれぞれ塗布する工程の一例である。
 本工程では、誘電体グリーンシート7に印刷された導電ペーストの間に、セラミック材料を含む誘電体ペースト8をグラビア印刷などにより塗布する。誘電体ペースト8は、実質的に内部電極パターン6の厚みと同じ厚みとなるように塗布される。このため、内部電極パターン6と誘電体グリーンシート7の表面の段差70が誘電体ペースト8により埋められる。誘電体ペースト8は積層セラミックコンデンサ1のエンドマージン部24を形成する。
 (積層工程)
 次に積層工程St4が行われる。本工程では、内部電極層23となる内部電極パターン6が印刷された誘電体グリーンシート7を積層することにより積層シート7Sを形成する。積層シート7Sの積層方向の両端面には、カバー層20,21に対応する誘電体グリーンシート7a,7bがそれぞれ積層される。
 (圧着工程)
 次に圧着工程St5が行われる。本工程では、積層シート7Sを加圧することにより複数の誘電体グリーンシート7,7a,7b間を圧着する。圧着手段としては、例えば静水圧プレスが挙げられるが、これに限定されない。なお、積層工程St4及び圧着工程St5は、複数の誘電体グリーンシート7を互いに積層して圧着する工程の一例である。
 (切断工程)
 次に切断工程St6が行われる。本工程は、圧着された複数の誘電体グリーンシート7を略直方体形状の複数個の積層部2sに分断する工程の一例である。本工程では、ブレードにより積層シート7Sを所定のカット線LWに沿って積層方向に切断することにより複数の積層部2sが得られる。
 (サイドマージン形成工程)
 次にサイドマージン形成工程St7が行われる。サイドマージン形成工程St7は、セラミック粒子を主成分とする一対のサイドマージン部40,41を積層部2sの互いに対向する一対の側面2E,2Fに形成する工程の一例である。以下に図15~図17を参照して説明する。
 図15~図17は、積層部2sの端面2Aを正面視した場合のサイドマージン形成工程St7の一例を示す側面図である。本例では、一方の側面2F上にサイドマージン部41を形成する過程を挙げるが、他方の側面2E上にサイドマージン部40を形成する過程も同様である。
 まず、図15に示されるように、平板状の弾性体92の板面に誘電体グリーンシート91を配置する。また、積層部2sの一方の側面2Eをテープ90により固定しておき、他方の側面2Fが誘電体グリーンシート91の表面と対向するように、その上方に積層部2sを配置する。
 次に、テープ90を不図示の押圧装置により下方へ移動させる。これにより、積層部2sが符号Dで示されるように誘電体グリーンシート91に向かって移動する。
 これにより、図16に示されるように、積層部2sの側面2Fは誘電体グリーンシート91の表面に押し付けられる。このとき、誘電体グリーンシート91の押し付けられた部分は積層部2sからの押圧により凹み、その下方の弾性体92も凹む。誘電体グリーンシート91の該当部分は、弾性体92からの復元力により積層部2sの側面2Fに押し当てられる。これにより側面2Fに誘電体グリーンシート91の一部が貼り付く。
 このとき、側面2Fの両端部では、積層部2sの押圧力が増加すると、誘電体グリーンシート91の貼り付いた部分とその他の部分の間にせん断力が生ずるため、両部分は互いに切り離される。
 次に、図17に示されるように、テープ90を不図示の押圧装置により上方へ移動させる。これにより、積層部2sが符号Uで示されるように弾性体92から離れるように移動する。このとき、誘電体グリーンシート91の切り離された部分は積層部2sの側面2Fに貼り付き、サイドマージン部41として形成される。
 このようにして積層部2sの側面2F,2Eにサイドマージン部41,40がそれぞれ形成され、焼成前の積層部2sが作製される。このように、サイドマージン部40,41を積層部2sとは別に形成することで、内部電極パターン6の印刷のずれによりはみ出した無駄な部分を切断工程St6で除去することができるため、積層セラミックコンデンサ1の単位体積当たりの静電容量を向上させることができる。
 (研磨工程)
 次に研磨工程St8が行われる。本工程では、サイドマージン部40,41が形成された積層部2s、つまり焼成前の積層チップ2を例えばバレル研磨などの手法により研磨する。これにより、積層チップ2の角部が丸められる。
 (外部電極形成工程)
 次に外部電極形成工程St9が行われる。本工程では、例えば金属粉末、ガラスフリット、バインダ、および溶剤を含む導電ペーストを積層チップ2の各端面2A,2B、上面2C、下面2D、及び各側面2E,2Fに塗布する。導電ペーストの塗布後、乾燥させることにより、外部電極3a,3bの金属膜30a,30bが形成される。なお、バインダおよび溶剤は、焼き付けによって蒸発する。導電ペーストの塗布手段としては、例えばスパッタリング法及びディップ法が挙げられる。
 (焼成工程)
 次に焼成工程St10が行われる。本工程は、積層体を焼成する工程の一例である。本工程では、外部電極3a,3bが形成された積層チップ2を、250~500℃のN雰囲気中で脱バインダ処理した後、還元雰囲気中で1200℃以上の焼成温度で1時間程度焼成することで、積層チップ2内の各粒子が焼結する。
 (メッキ工程)
 次にメッキ工程St11が行われる。本工程では、各金属膜30a,30b上にCu,Ni,Sn等の金属コーティングが行われてメッキ膜31a,31bが形成される。このようにして積層セラミックコンデンサ1の製造工程は行われる。
 メッキ膜31a,31bは、例えばメッキ液中に積層チップ2を浸漬させる電解メッキ法により形成される。このとき、酸性のメッキ液がサイドマージン部40,41やエンドマージン部24のセラミック粒子間の粒界を浸食することにより耐湿性が劣化するおそれがある。
 しかし、サイドマージン部40,41、エンドマージン部24、及び内部電極パターン6について、セラミック粒子の比表面積を適切に選択することにより、焼成工程St10において、上述した誘電体のセラミックの結晶粒5a~5g,5c1の成長を促進させることで、粒界の体積を低減して耐湿性の劣化を抑制することができる。さらに焼成温度を調整することにより誘電体のセラミックの結晶粒5a~5g,5c1の成長をさらに促進させることが可能となる。
 以下の説明において、サイドマージン部40,41を形成する誘電体グリーンシート91の主成分のセラミック粒子を「サイドマージン用セラミック粒子」と表記し、エンドマージン部24を形成する誘電体ペースト8の主成分のセラミック粒子を「エンドマージン用セラミック粒子」と表記する。また、内部電極パターン6を形成する導電ペーストに共材として添加されたセラミック粒子を「共材セラミック粒子」と表記する。共材セラミック粒子は第1誘電体粒子の一例であり、サイドマージン用セラミック粒子及びエンドマージン用セラミック粒子は第2誘電体粒子の一例である。
 サイドマージン用セラミック粒子、エンドマージン用セラミック粒子、及び共材セラミック粒子の粒径の平均値は、それぞれ、200(nm)である。また、サイドマージン用セラミック粒子、エンドマージン用セラミック粒子、及び共材セラミック粒子の比表面積は上記の第1~第8形態に応じて異なる。さらに、焼成温度も第1~第8形態に応じて異なる。以下に形態ごとに比表面積及び焼成温度の条件を述べる。
 (第1形態の比表面積及び焼成温度)
 サイドマージン用セラミック粒子の比表面積は11~14(m/g)であり、共材セラミック粒子の比表面積は11~14(m/g)である。また、焼成温度は1200(℃)である。この条件下で焼成工程St10を行うことにより、複数のサイドマージン用セラミック粒子及び複数の共材セラミック粒子が焼結により結合し、内部電極層23uの端部230uの周囲に結晶粒5aを成長させることができる。
 (第2形態の比表面積及び焼成温度)
 サイドマージン用セラミック粒子の比表面積は14~17(m/g)であり、共材セラミック粒子の比表面積は11~14(m/g)である。また、焼成温度は1200(℃)である。この条件下で焼成工程St10を行うことにより、複数のサイドマージン用セラミック粒子及び複数の共材セラミック粒子が焼結により結合し、内部電極層23uの端部230uの周囲及び内部電極層23dの端部230d近傍に結晶粒5bを成長させることができる。
 (第3形態の比表面積及び焼成温度)
 サイドマージン用セラミック粒子の比表面積は14~17(m/g)であり、共材セラミック粒子の比表面積は14~17(m/g)である。また、焼成温度は1230(℃)である。この条件下で焼成工程St10を行うことにより、複数のサイドマージン用セラミック粒子及び複数の共材セラミック粒子が焼結により結合し、各内部電極層23u,23dの端部230u,230dの周囲に結晶粒5cを成長させることができる。
 (第4形態の比表面積及び焼成温度)
 サイドマージン用セラミック粒子の比表面積は14~17(m/g)であり、共材セラミック粒子の比表面積は14~17(m/g)である。また、焼成温度は1260(℃)である。この条件下で焼成工程St10を行うことにより、複数のサイドマージン用セラミック粒子及び複数の共材セラミック粒子が焼結により結合し、各内部電極層23u,23d,23xの端部230u,230d,230xの周囲に結晶粒5c1を成長させることができる。
 (第5形態の比表面積及び焼成温度)
 サイドマージン用セラミック粒子の比表面積は11~14(m/g)、または14~17(m/g)であり、共材セラミック粒子の比表面積は8~11(m/g)である。また、焼成温度は1200(℃)である。この条件下で焼成工程St10を行うことにより、複数のサイドマージン用セラミック粒子及び複数の共材セラミック粒子が焼結により結合し、各内部電極層23u,23dの端部230u,230d付近のサイドマージン部40に結晶粒5dを成長させることができる。
 (第6形態の比表面積及び焼成温度)
 サイドマージン用セラミック粒子の比表面積は14~17(m/g)であり、共材セラミック粒子の比表面積は11~14(m/g)である。また、焼成温度は1200(℃)である。この条件下で焼成工程St10を行うことにより、複数のサイドマージン用セラミック粒子及び複数の共材セラミック粒子が焼結により結合し、各内部電極層23u,23dの端部230u,230dの近傍に結晶粒5eを成長させることができる。
 (第7形態の比表面積及び焼成温度)
 サイドマージン用セラミック粒子の比表面積は14~17(m/g)であり、共材セラミック粒子の比表面積は14~17(m/g)である。また、焼成温度は1200(℃)である。この条件下で焼成工程St10を行うことにより、複数のサイドマージン用セラミック粒子及び複数の共材セラミック粒子が焼結により結合し、各内部電極層23u,23dの端部230u,230dの近傍に結晶粒5fを成長させることができる。
 このように、共材セラミック粒子の比表面積を8(m/g)以上とし、サイドマージン用セラミック粒子の比表面積を11(m/g)以上とすることにより、焼成工程St10において、多数のセラミック粒子同士が接触する確率を大きくして結晶粒5a~5f,5c1を成長させることができる。
 また、共材セラミック粒子の比表面積を11(m/g)以上とすることにより、結晶粒5aを成長させることができる。さらに、サイドマージン用セラミック粒子の比表面積を14(m/g)以上とすることにより、結晶粒5b,5d,5eを成長させることができる。また、共材セラミック粒子の比表面積を14(m/g)以上とし、サイドマージン用セラミック粒子の比表面積を14(m/g)以上とすることにより、結晶粒5c,5c1,5fを成長させることができる。
 また、共材セラミック粒子の比表面積を14(m/g)以上とし、サイドマージン用セラミック粒子の比表面積を14(m/g)以上とした場合、焼成温度を1200℃以上とすると、結晶粒5c,5c1,5fの何れも成長させることができる。この場合、さらに、焼成温度を1230℃以上とすると、結晶粒5c1,5fを成長させることができ、焼成温度を1260℃以上とすると、結晶粒5fを成長させることができる。
 (第8形態の比表面積及び焼成温度)
 エンドマージン用セラミック粒子の比表面積は14~17(m/g)であり、共材セラミック粒子の比表面積は14~17(m/g)である。また、焼成温度は1200(℃)である。この条件下で焼成工程St10を行うことにより、複数のエンドマージン用セラミック粒子及び複数の共材セラミック粒子が焼結により結合し、内部電極層23uの端部230uの周囲及び内部電極層23dの近傍に結晶粒5gを成長させることができる。
 このように、共材セラミック粒子の比表面積を14(m/g)以上であり、エンドマージン用セラミック粒子の比表面積を14(m/g)以上とすることにより、焼成工程St10において、体積の大きい結晶粒5gを成長させることができる。なお、セラミック粒子の比表面積は、セラミック材料の解砕処理の強度を高めることにより増加させることができる。
 次に実施例の積層セラミックコンデンサ1の評価結果を述べる。まず、サイドマージン用セラミック粒子の比表面積の実施例を述べる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1は、積層セラミックコンデンサ1のサンプルNo.2~7、及びその比較対象となる積層セラミックコンデンサのサンプルNo.1の共材セラミック粒子及びサイドマージン用セラミック粒子の各比表面積、焼成温度、セラミック粒子の結晶粒の形態、及び耐湿性試験の良否(OKまたはNG)を示す。サンプルNo.1~7を上記の製造工程に従って1000個ずつ作製して評価した。サンプルNo.1~7のサイズは、長さ0.6(mm)、幅0.3(mm)、及び高さ0.3(mm)とした。また、サンプルNo.1~7の定格電圧は6.3(V)とした。また、幅方向におけるサイドマージン部40,41の厚みは7(μm)とした。
 耐湿性試験では、各サンプルNo.1~7の100個に対し、温度40(℃)、湿度95(%)の条件下で定格電圧6.3(V)を印加して所定時間だけ保持した後、各サンプルNo.1~7の電気抵抗を測定した。電気抵抗が1(MΩ)未満となった個数が0個であるサンプルを「OK」と判定し、電気抵抗が1(MΩ)未満となった個数が1個以上であるサンプルを「NG」と判定した。
 (サンプルNo.1)
 共材セラミック粒子の比表面積を8~11(m/g)とし、サイドマージン用セラミック粒子の比表面積を8~11(m/g)とした。また、焼成温度を1200(℃)として焼成工程St10を行って積層セラミックコンデンサを作製した。サイドマージン用セラミック粒子の比表面積がサンプルNo.2~7より小さいため、セラミック粒子の結晶粒の成長を効果的に促進することができなかった。このため、第1~第7形態の何れの結晶粒5a~5f,5c1の形成も確認されなかった。したがって、耐湿性試験の結果はNGとなった。
 (サンプルNo.2)
 共材セラミック粒子の比表面積を11~14(m/g)とし、サイドマージン用セラミック粒子の比表面積を11~14(m/g)とした。また、焼成温度を1200(℃)として焼成工程St10を行って積層セラミックコンデンサを作製した。共材セラミック粒子及びサイドマージン用セラミック粒子の比表面積がサンプルNo.1より大きいため、セラミック粒子の結晶粒の成長を促進することができた。このため、第1形態の結晶粒5aの形成が確認された。したがって、粒界の体積がサンプルNo.1より減少して耐湿性試験の結果はOKとなった。
 (サンプルNo.3)
 共材セラミック粒子の比表面積を8~11(m/g)とし、サイドマージン用セラミック粒子の比表面積を11~14(m/g)及び14~17(m/g)とした。また、焼成温度を1200(℃)として焼成工程St10を行って積層セラミックコンデンサを作製した。共材セラミック粒子の比表面積はサンプルNo.1と同じであるが、サイドマージン用セラミック粒子の比表面積がサンプルNo.2より大きいため、サイドマージン部40,41においてセラミック粒子の結晶粒の成長を促進することができた。このため、第5形態の結晶粒5dの形成が確認された。したがって、粒界の体積がサンプルNo.1より減少して耐湿性試験の結果はOKとなった。
 (サンプルNo.4)
 共材セラミック粒子の比表面積を11~14(m/g)とし、サイドマージン用セラミック粒子の比表面積を14~17(m/g)とした。また、焼成温度を1200(℃)として焼成工程St10を行って積層セラミックコンデンサを作製した。共材セラミック粒子の比表面積はサンプルNo.2と同じであるが、サイドマージン用セラミック粒子の比表面積がサンプルNo.2より大きいため、互いに隣接する内部電極層の端部間においてセラミック粒子の結晶粒の成長をさらに促進することができた。このため、第2及び第6形態の結晶粒5b,5eの形成が確認された。したがって、粒界の体積がサンプルNo.1より減少して耐湿性試験の結果はOKとなった。
 (サンプルNo.5)
 共材セラミック粒子の比表面積を14~17(m/g)とし、サイドマージン用セラミック粒子の比表面積を14~17(m/g)とした。また、焼成温度を1200(℃)として焼成工程St10を行って積層セラミックコンデンサを作製した。サイドマージン用セラミック粒子の比表面積はサンプルNo.4と同じであるが、共材セラミック粒子の比表面積がサンプルNo.4より大きいため、サイドマージン部40,41においてセラミック粒子の結晶粒の成長をさらに促進することができた。このため、第7形態の結晶粒5fの形成が確認された。したがって、粒界の体積がサンプルNo.1より減少して耐湿性試験の結果はOKとなった。
 (サンプルNo.6)
 共材セラミック粒子の比表面積を14~17(m/g)とし、サイドマージン用セラミック粒子の比表面積を14~17(m/g)とした。また、焼成温度を1230(℃)として焼成工程St10を行って積層セラミックコンデンサを作製した。共材セラミック粒子及びサイドマージン用セラミック粒子の比表面積はサンプルNo.5と同じであるが、焼成温度がサンプルNo.5より大きいため、セラミック粒子の結晶粒の成長をさらに促進することができた。このため、第3形態の結晶粒5cの形成が確認された。したがって、粒界の体積がサンプルNo.1より減少して耐湿性試験の結果はOKとなった。
 (サンプルNo.7)
 共材セラミック粒子の比表面積を14~17(m/g)とし、サイドマージン用セラミック粒子の比表面積を14~17(m/g)とした。また、焼成温度を1260(℃)として焼成工程St10を行って積層セラミックコンデンサを作製した。共材セラミック粒子及びサイドマージン用セラミック粒子の比表面積はサンプルNo.5,6と同じであるが、焼成温度がサンプルNo.5,6より大きいため、セラミック粒子の結晶粒の成長をさらに促進することができた。このため、第4形態の結晶粒5c1の形成が確認された。したがって、粒界の体積がサンプルNo.1より減少して耐湿性試験の結果はOKとなった。
 このように、サンプルNo.2~No.7において、共材セラミック粒子の比表面積を8(m/g)以上とし、サイドマージン用セラミック粒子の比表面積を11(m/g)以上とすることにより、焼成工程St10において、多数のセラミック粒子同士が接触する確率を大きくして結晶粒5a~5f,5c1を成長させることができた。また、サンプルNo.2~No.7の耐湿性試験の結果はOKであったことから、サイドマージン部40,41を薄くして静電容量を向上しても、信頼性が維持されていることがわかった。
 また、共材セラミック粒子の比表面積を11(m/g)以上とすることにより、結晶粒5aを成長させることができた。さらに、サイドマージン用セラミック粒子の比表面積を14(m/g)以上とすることにより、結晶粒5b,5d,5eを成長させることができた。また、共材セラミック粒子の比表面積を14(m/g)以上とし、サイドマージン用セラミック粒子の比表面積を14(m/g)以上とすることにより、結晶粒5c,5c1,5fを成長させることができた。
 また、共材セラミック粒子の比表面積を14(m/g)以上とし、サイドマージン用セラミック粒子の比表面積を14(m/g)以上とした場合、焼成温度を1200℃以上とすると、結晶粒5c,5c1,5fを成長させることができた。この場合、さらに、焼成温度を1230℃以上とすると、結晶粒5c,5c1を成長させることができ、焼成温度を1260℃以上とすると、結晶粒5c1を成長させることができた。なお、サンプルNo.2~7の共材セラミック粒子及びサイドマージン用セラミック粒子の比表面積の範囲の組み合わせを混在させることにより、複数種類の結晶粒5a~5f,5c1を成長させることもできた。
 次にエンドマージン用セラミック粒子の比表面積の実施例を述べる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表2は、積層セラミックコンデンサ1のサンプルNo.9、及びその比較対象となる積層セラミックコンデンサのサンプルNo.8の共材セラミック粒子及びサイドマージン用セラミック粒子の各比表面積、焼成温度、セラミック粒子の結晶粒の形態、及び耐湿性試験の良否(OKまたはNG)を示す。サンプルNo.8,9を上記の製造工程に従って1000個ずつ作製して評価した。サンプルNo.8,9のサイズは、長さ0.6(mm)、幅0.3(mm)、及び高さ0.3(mm)とした。また、サンプルNo.8,9の定格電圧は6.3(V)とした。また、幅方向におけるエンドマージン部24の厚みは18(μm)とした。なお、耐湿性試験については上述した通りである。
 (サンプルNo.8)
 共材セラミック粒子の比表面積を8~11(m/g)とし、エンドマージン用セラミック粒子の比表面積を8~11(m/g)とした。また、焼成温度を1200(℃)として焼成工程St10を行って積層セラミックコンデンサを作製した。サイドマージン用セラミック粒子の比表面積がサンプルNo.9より小さいため、セラミック粒子の結晶粒の成長を効果的に促進することができなかった。このため、第8形態の結晶粒5gの形成は確認されなかった。したがって、耐湿性試験の結果はNGとなった。
 (サンプルNo.9)
 共材セラミック粒子の比表面積を14~17(m/g)とし、エンドマージン用セラミック粒子の比表面積を14~17(m/g)とした。また、焼成温度を1200(℃)として焼成工程St10を行って積層セラミックコンデンサを作製した。共材セラミック粒子及びサイドマージン用セラミック粒子の比表面積がサンプルNo.8より大きいため、セラミック粒子の結晶粒の成長を促進することができた。このため、第8形態の結晶粒5gの形成が確認された。したがって、粒界の体積がサンプルNo.8より減少して耐湿性試験の結果はOKとなった。
 このように、サンプルNo.9において、共材セラミック粒子の比表面積を14(m/g)以上であり、エンドマージン用セラミック粒子の比表面積を14(m/g)以上とすることにより、焼成工程St10において、体積の大きい結晶粒5gを成長させることができた。また、サンプルNo.9の耐湿性試験の結果はOKであったことから、サイドマージン部40,41を薄くして静電容量を向上しても、信頼性が維持されていることがわかった。
 以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
 1 積層セラミックコンデンサ
 2 積層チップ
 2s 積層部
 3a,3b 外部電極
 5a~5f,5c1 結晶粒
 22,22u,22d,22x 誘電体層
 23,23u,23d,23x 内部電極層
 24 エンドマージン部
 40,41 サイドマージン部
 230u,230d,230x 端部
 

Claims (20)

  1.  交互に積層された複数の内部電極層及び複数の誘電体層を含む略直方体形状の積層体と、
     前記積層体において互いに対向する一対の端面に引き出された前記複数の内部電極層の第1端部に接続された一対の外部電極とを有し、
     前記積層体は、積層方向に沿った断面視において、前記内部電極層の第2端部と隣接する誘電体部を含み、
     前記誘電体部は、前記内部電極層の前記第2端部を包む誘電体の結晶粒を有することを特徴とする積層セラミック電子部品。
  2.  前記結晶粒は、前記断面視において、前記内部電極層の前記第2端部のうち、前記内部電極層に隣り合う他の内部電極層と前記積層方向に対向する領域を覆うことを特徴とする請求項1に記載の積層セラミック電子部品。
  3.  前記結晶粒は、前記断面視において、前記複数の内部電極層のうち、前記第2端部を包まれた内部電極層に隣り合う他の内部電極層の第2端部に接することを特徴とする請求項1に記載の積層セラミック電子部品。
  4.  前記結晶粒は、前記断面視において、前記複数の内部電極層のうち、前記第2端部を包まれた内部電極層に隣り合う他の内部電極層の第2端部を包むことを特徴とする請求項1に記載の積層セラミック電子部品。
  5.  前記結晶粒は、前記断面視において、前記複数の内部電極層のうち、前記他の内部電極層に隣り合う、さらに別の内部電極層の第2端部を包むことを特徴とする請求項4に記載の積層セラミック電子部品。
  6.  前記第2端部は、前記積層方向及び前記一対の端面が互いに対向する方向に対して略直交する方向における前記内部電極層の端部であることを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の積層セラミック電子部品。
  7.  前記第2端部は、前記一対の端面が互いに対向する方向における前記内部電極層の端部であることを特徴とする請求項1に記載の積層セラミック電子部品。
  8.  前記結晶粒は、前記複数の内部電極層のうち、前記第2端部を包まれた内部電極層に隣り合う他の内部電極層に接することを特徴とする請求項7に記載の積層セラミック電子部品。
  9.  交互に積層された複数の内部電極層及び複数の誘電体層を含む略直方体形状の積層体と、
     前記積層体において互いに対向する一対の端面に引き出された前記複数の内部電極層の第1端部に接続された一対の外部電極とを有し、
     前記積層体は、積層方向に沿った断面視において、前記内部電極層の第2端部と隣接する誘電体部を含み、
     前記誘電体部は、前記複数の内部電極層のうち、互いに隣り合う2つの内部電極層の各々の前記第2端部と接する誘電体の結晶粒を有することを特徴とする積層セラミック電子部品。
  10.  前記第2端部は、前記積層方向及び前記一対の端面が互いに対向する方向に対して略直交する方向における前記内部電極層の端部であることを特徴とする請求項9に記載の積層セラミック電子部品。
  11.  前記結晶粒は、前記断面視において、前記2つの内部電極層の各々の前記第2端部に挟まれた部分を有することを特徴とする請求項9または10に記載の積層セラミック電子部品。
  12.  前記結晶粒は、前記断面視において、前記2つの内部電極層の各々の前記第2端部の互いに対向する領域の間にわたって形成されていることを特徴とする請求項9または10に記載の積層セラミック電子部品。
  13.  第1誘電体粒子が添加された導電ペーストを複数の誘電体グリーンシートにそれぞれ塗布することにより内部電極パターンを印刷する工程と、
     前記内部電極パターンが印刷された前記複数の誘電体グリーンシートを互いに積層して圧着する工程と、
     圧着された前記複数の誘電体グリーンシートを略直方体形状の複数個の積層体に分断する工程と、
     第2誘電体粒子を主成分とする一対のサイドマージン部を前記積層体の互いに対向する一対の側面に形成する工程と、
     前記積層体を焼成する工程とを有し、
     前記第1誘電体粒子の比表面積は、8m/g以上であり、
     前記第2誘電体粒子の比表面積は、11m/g以上であることを特徴とする積層セラミック電子部品の製造方法。
  14.  前記第1誘電体粒子の比表面積は、11m/g以上であることを特徴とする請求項13に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
  15.  前記第2誘電体粒子の比表面積は、14m/g以上であることを特徴とする請求項13または14に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
  16.  前記第1誘電体粒子の比表面積は、14m/g以上であり、
     前記第2誘電体粒子の比表面積は、14m/g以上であることを特徴とする請求項13に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
  17.  前記積層体を焼成する工程における焼成温度は、1200℃以上であることを特徴とする請求項16に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
  18.  前記積層体を焼成する工程における焼成温度は、1230℃以上であることを特徴とする請求項16に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
  19.  前記積層体を焼成する工程における焼成温度は、1260℃以上であることを特徴とする請求項16に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
  20.  第1誘電体粒子が添加された導電ペーストを複数の誘電体グリーンシートにそれぞれ塗布することにより内部電極パターンを印刷する工程と、
     前記内部電極パターンが印刷された前記複数の誘電体グリーンシートに、第2誘電体粒子を主成分とする誘電体ペーストを、前記内部電極パターンと前記誘電体グリーンシートの表面の段差を埋めるようにそれぞれ塗布する工程と、
     前記誘電体ペーストが塗布された前記複数の誘電体グリーンシートを互いに積層して圧着する工程と、
     圧着された前記複数の誘電体グリーンシートを略直方体形状の複数個の積層体に分断する工程と、
     前記積層体を焼成する工程とを有し、
     前記第1誘電体粒子の比表面積は、14m/g以上であり、
     前記第2誘電体粒子の比表面積は、14m/g以上であることを特徴とする積層セラミック電子部品の製造方法。
     
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