JP4549210B2 - Multilayer ceramic capacitor and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、薄層化した誘電体層と内部電極層とが交互に積層されてなる有効積層体部と、この有効積層体部の上下面に設けられ有効積層体部を保護する外部カバー層とを具備する積層セラミックコンデンサ及びその製造方法に関する。 The present invention provides an effective laminate portion in which thinned dielectric layers and internal electrode layers are alternately laminated, and an external cover layer that is provided on the upper and lower surfaces of the effective laminate portion and protects the effective laminate portion. And a method for manufacturing the same.
積層セラミックコンデンサは、内部電極用パターンを表面に形成した誘電体層用セラミックグリーンシートを複数積層し、これを挟むように外部カバー層用セラミックグリーンシートを積層し、これらをプレスして形成される積層体を厚み方向に切断、焼結することにより製造される。 A multilayer ceramic capacitor is formed by laminating a plurality of ceramic green sheets for dielectric layers having internal electrode patterns formed on the surface, laminating ceramic green sheets for external cover layers so as to sandwich them, and pressing them. It is manufactured by cutting and sintering the laminate in the thickness direction.
近年、電子部品の小型化高機能化に伴い、積層セラミックコンデンサも小型高容量化が進められており、誘電体層の厚み(内部電極間距離)は10μm以下と薄層化され、また誘電体層及び内部電極の積層数は100層以上と多積層化されて製造されるようになってきている。 In recent years, with the miniaturization and enhancement of functions of electronic components, multilayer ceramic capacitors have also been reduced in size and capacity, and the thickness of the dielectric layer (distance between internal electrodes) has been reduced to 10 μm or less. The number of stacked layers and internal electrodes has been increased to 100 or more and manufactured.
このような多積層化に伴い、内部電極の厚みの比率が大きくなり(段差が大きくなり)、プレス工程において加圧力が不十分な箇所が存在するようになってきた。 With such multi-layering, the ratio of the thicknesses of the internal electrodes is increased (steps are increased), and there are places where the pressing force is insufficient in the pressing process.
この問題を解消するために、外部カバー層用セラミックグリーンシートに含有させるバインダの重合度を低下させて外部カバー層を形成することにより、外部カバー層の変形を大きくし、加圧力が不十分な箇所をなくすという手法が知られている(特許文献1参照)。
しかしながら、さらなる誘電体層の薄層化により、誘電体層を構成する主結晶相の平均粒径も1μm程度となっており、この誘電体層に焼結温度を合わせるために外部カバー層の形成に使用される誘電体粉末も微粒化しようとすると、粒子間の接点数が増える為に、粒子間の摩擦力が増大する。そうすると、上述のようにバインダの重合度を低下させたとしても外部カバー層用グリーンシートの変形が小さくなり、内部電極の厚みによる段差を緩和できず、外部カバー層と有効積層体部間、または有効積層体部内における誘電体層と内部電極間に、焼成時にデラミネーションを発生させたり、半田耐熱衝撃試験時にクラックを発生させてしまうこととなってしまう。 However, due to the further thinning of the dielectric layer, the average grain size of the main crystal phase constituting the dielectric layer is also about 1 μm. In order to adjust the sintering temperature to this dielectric layer, an outer cover layer is formed. If the dielectric powder used in the process is to be atomized, the number of contacts between the particles increases, and the frictional force between the particles increases. Then, even if the degree of polymerization of the binder is reduced as described above, the deformation of the green sheet for the outer cover layer is reduced, the step due to the thickness of the internal electrode cannot be reduced, and between the outer cover layer and the effective laminate part, or In the effective laminate portion, delamination is generated during firing or cracks are generated during the solder thermal shock test between the dielectric layer and the internal electrode.
本発明は、薄層・高積層化のために用いる誘電体粉末を微粒化しても、外部カバー層と有効積層体部間、または有効積層体部内における誘電体層と内部電極間のクラックやデラミネーションを抑制できる積層セラミックコンデンサ及びその製造方法を提供することを目的とする。 Even if the dielectric powder used for thin layer / high lamination is made fine, the present invention can prevent cracks or delamination between the outer cover layer and the effective laminate part or between the dielectric layer and the internal electrode in the effective laminate part. An object of the present invention is to provide a multilayer ceramic capacitor capable of suppressing lamination and a method for manufacturing the same.
本発明は、誘電体層および内部電極層が交互に上下方向に積層されてなる有効積層体部と、該有効積層体部の上下面に重畳された誘電体層からなる外部カバー層とを具備してなる積層セラミックコンデンサにおいて、前記外部カバー層中の主結晶粒子の各粒径毎の占有面積分布が、前記誘電体層中の主結晶粒子の各粒径毎の占有面積分布にほぼ等しい粒径領域の第一の占有面積分布と、該第一の占有面積分布よりも大きい粒径領域の第二の占有面積分布とを有することを特徴とする積層セラミックコンデンサである。 The present invention comprises an effective laminate portion in which dielectric layers and internal electrode layers are alternately laminated in the vertical direction, and an external cover layer composed of dielectric layers superimposed on the upper and lower surfaces of the effective laminate portion. In the multilayer ceramic capacitor, the occupied area distribution for each particle size of the main crystal particles in the outer cover layer is substantially equal to the occupied area distribution for each particle size of the main crystal particles in the dielectric layer. A monolithic ceramic capacitor having a first occupied area distribution of a diameter region and a second occupied area distribution of a particle size region larger than the first occupied area distribution.
これにより、焼成前では、粒径の大きい主結晶粒子が含まれることにより、粒子間の接触面積を減少させるという効果が得られ、焼成後は大面積の粒子が存在することにより、磁器強度を増大させ素子のクラック発生を抑制するという効果が得られる。 As a result, the effect of reducing the contact area between the particles is obtained by including the main crystal particles having a large particle size before firing, and the presence of the large area particles after firing increases the porcelain strength. The effect of increasing and suppressing the occurrence of cracks in the element can be obtained.
ここで、第一の占有面積分布におけるピークを示すときの主結晶粒子の粒径をD1、第二の占有面積分布におけるピークを示すときの主結晶粒子の粒径をD2とすると、D1が0.1〜0.5μmであり、D2/D1が1.5〜4.0であるのが好ましい。これにより、極めてデラミネーションの発生がなくなるからである。 Here, when the particle diameter of the main crystal particle when showing the peak in the first occupied area distribution is D 1 and the particle diameter of the main crystal particle when showing the peak in the second occupied area distribution is D 2 , D It is preferable that 1 is 0.1 to 0.5 μm and D 2 / D 1 is 1.5 to 4.0. This is because the occurrence of delamination is extremely eliminated.
尚、有効積層体部の厚みをt1、外部カバー層の厚みをt2としたときに、0.05≦t2/t1≦0.20の関係を満足するのが好ましく、誘電体層の厚みが7μm以下でかつ積層数が100以上であるのが好ましい。このような厚み及び積層数のときに、本発明がその効果を発揮するからである。 It is preferable that the relationship of 0.05 ≦ t 2 / t 1 ≦ 0.20 is satisfied, where the thickness of the effective laminate portion is t 1 and the thickness of the outer cover layer is t 2, and the dielectric layer The thickness is preferably 7 μm or less and the number of laminated layers is 100 or more. This is because the present invention exerts its effect at such a thickness and the number of laminated layers.
また本発明は、誘電体粉末を含む誘電体層用グリーンシート間に内部電極パターンを介装して上下方向に積層して積層体部を形成する工程と、該積層体部の上下面に誘電体粉末を含む外部カバー層用グリーンシートを重畳する工程とを含む積層セラミックコンデンサの製造方法であって、前記外部カバー層用グリーンシート中の誘電体粉末の各粒径毎の占有面積分布が、前記誘電体層用グリーンシート中の誘電体粉末の各粒径毎の占有面積分布にほぼ等しい粒径領域の第一の占有面積分布と、該第一の占有面積分布よりも大きい粒径領域の第二の占有面積分布を有しており、前記第一の占有面積分布におけるピークを示すときの誘電体粉末の粒径をDG1、前記第二の占有面積分布におけるピークを示すときの誘電体粉末の粒径をDG2とすると、DG1が0.1〜0.5μmであり、DG2/DG1が1.5〜4.0であることを特徴とする積層セラミックコンデンサの製造方法である。この方法により、上記の積層セラミックコンデンサを作製することができる。
The present invention also includes a step of forming a laminated body part by interposing an internal electrode pattern between green sheets for a dielectric layer containing dielectric powder to form a laminated part, and a dielectric on the upper and lower surfaces of the laminated part. A method of manufacturing a multilayer ceramic capacitor including a step of superimposing a green sheet for an outer cover layer containing body powder, wherein the occupation area distribution for each particle size of the dielectric powder in the green sheet for the outer cover layer is: A first occupied area distribution of a particle size region substantially equal to an occupied area distribution of each particle size of the dielectric powder in the dielectric layer green sheet, and a particle size region larger than the first occupied area distribution. The dielectric powder has a second occupied area distribution, the particle size of the dielectric powder when showing the peak in the first occupied area distribution is DG 1 , and the dielectric when showing the peak in the second occupied area distribution the particle size of the powder and DG 2 That when a DG 1 is 0.1 to 0.5 [mu] m, a manufacturing method of a multilayer
ここで、第二の占有面積分布に占める誘電体粉末の重量W2が、第一の占有面積分布に占める誘電体粉末の重量W1の0.75〜1.5倍であるのが好ましい。この範囲であれば、半田耐熱衝撃クラックの発生はほとんどなくなるからである。 Here, the weight W 2 of the dielectric powder occupying the second occupied area distribution is preferably 0.75 to 1.5 times the weight W 1 of the dielectric powder occupying the first occupied area distribution. This is because within this range, solder heat shock cracks hardly occur.
尚、占有面積分布とは、外部カバー層及び誘電体層をある断面で切断したときの所定の範囲に含まれる主結晶粒子について、粒径を横軸、その粒径の主結晶粒子が占める占有面積を縦軸としてグラフ化したときの分布状態をいい、第一の占有面積分布に含まれる主結晶粒子の粒径よりも第二の占有面積分布に含まれる主結晶粒子の粒径が大きくなっている。この第一の占有面積分布および第二の占有面積分布は、山形になっていて、それぞれがピークを有するものである。そして、第一の占有面積分布と第二の占有面積分布とは、第一の占有面積分布の山と第二の占有面積分布の山との間にちょうど谷状の境界があることから、この境界で区別すればよい。尚、境界とは、第一の占有面積分布におけるピークを示すときの主結晶粒子の粒径から第二の占有面積分布におけるピークを示すときの主結晶粒子の粒径までの間において、占有面積の最低点を示す位置のことをいうものであり、この境界における主結晶粒子の粒径の面積占有率は5%以下であるのが好ましく、0%に近いのが最も好ましい。 Occupied area distribution refers to the occupancy occupied by the main crystal particles of the particle size on the horizontal axis for the main crystal particles included in a predetermined range when the outer cover layer and the dielectric layer are cut in a certain section. The distribution state when graphed with the area as the vertical axis, the particle size of the main crystal particles included in the second occupied area distribution is larger than the particle size of the main crystal particles included in the first occupied area distribution ing. The first occupied area distribution and the second occupied area distribution are mountain-shaped, and each has a peak. The first occupied area distribution and the second occupied area distribution have a valley-like boundary between the first occupied area distribution mountain and the second occupied area distribution mountain. What is necessary is just to distinguish with a boundary. In addition, the boundary is the occupied area between the particle size of the main crystal particle when showing the peak in the first occupied area distribution and the particle size of the main crystal particle when showing the peak in the second occupied area distribution. The area occupancy of the grain size of the main crystal grains at this boundary is preferably 5% or less, and most preferably close to 0%.
本発明の積層セラミックコンデンサによれば、有効誘電体の誘電体粉末を微粒化しても外部カバー層の変形性を保持し、内部電極厚みによる積層段差を緩和することができるので、クラックやデラミネーションを抑制できる。 According to the multilayer ceramic capacitor of the present invention, it is possible to maintain the deformability of the outer cover layer even if the dielectric powder of the effective dielectric is atomized, and to reduce the stacking step due to the thickness of the internal electrode. Can be suppressed.
本発明の実施形態について説明する。
本発明の積層セラミックコンデンサは、図1に示すように、誘電体層11および内部電極層12が交互に積層されて構成され、容量発生に寄与する有効積層体部1と、この有効積層体部1の上下面に配置され、容量発生に寄与しない誘電体層からなる外部カバー層2と、これら有効積層体部1および外部カバー層2の端部(側面)に形成された外部電極3により構成されている。
An embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIG. 1, the multilayer ceramic capacitor of the present invention is configured by alternately laminating
有効積層体部1は、誘電体層11と内部電極層12とから構成される。誘電体層11の主結晶相は、BaTiO3を主成分とするもので、その他、BaCaTiO3、BaTiZrO3、BaCaTiZrO3などがこれに含有されたり、これらに置き換わったりしてもよい。2次相(粒界及び3重点粒界)は、SiO2を主成分とするもので、その他、B、Ca、Ba、希土類などがこれに含有される。ここで、本発明は、誘電体層11の厚みが7μm以下、積層数が100層以上のものに好ましく適用できるが、特に5μm以下、更には3μm以下であるのが望ましく、積層数としては150層以上、更には200層以上であるのが望ましい。このように積層セラミックコンデンサが薄層・高積層化され高容量化された場合に、本発明はその効果を発揮するからである。また、誘電体層中の主結晶相の平均粒径が0.5μm以下、特に0.3μm以下であるのが好ましく、誘電体層中の主結晶相を構成する粒子の平均粒径を小さくした場合に、薄層・高積層化することができるからである。
The
この誘電体層11中の主結晶粒子の各粒径毎の占有面積分布は、一つのピークを有する山なりの分布を示しており、後述の外部カバー層2における第一の占有面積分布とほぼ一致するものである。
The occupied area distribution for each grain size of the main crystal particles in the
内部電極層12は、小型高容量の積層セラミックコンデンサの低コスト化を図る上で、Ni、Cu、Ag、Ag−Pdなどの金属のうちいずれか一種若しくはこれらの合金が好ましく採用されるが、特にNiが望ましい。この内部電極層12の厚みは、内部電極層12の歪み応力の影響を低減する目的から、5μm以下、好ましくは3μm以下、さらに好ましくは2μm以下である。
The
そして、外部カバー層2は、有効積層体部1の上下面に重畳され、その材質は、誘電体層と同様に、BaTiO3を主成分とする主結晶相とSiO2を主成分とする2次相を含むセラミックスからなる。この外部カバー層2も誘電体層11と同様に積層構造からなり、その積層数や一層の厚みなど特に限定はないが、外部カバー層2の保護的効果と歪みによる耐熱衝撃性の低下を防止する点から、外部カバー層2の厚みt2が有効積層体部1の厚みt1の0.05倍以上0.2倍以下であるのが望ましい。
The
外部カバー層2中の主結晶粒子は、少なくとも二種類の各粒径毎の占有面積分布を有している。具体的には、誘電体層11中の主結晶粒子の各粒径毎の占有面積分布にほぼ等しい粒径領域の第一の占有面積分布と、この第一の占有面積分布よりも大きい粒径領域の第二の占有面積分布を有している。
The main crystal particles in the
ここで、占有面積分布とは、ある断面で切断したときの所定の範囲に含まれる主結晶粒子について、粒径を横軸、その粒径の主結晶粒子が占める占有面積を縦軸としてグラフ化したときの分布状態をいうものである。そして、第一の占有面積分布及び第二の占有面積分布は、それぞれが一つのピークを有する山なりの分布を示している。 Here, the occupied area distribution is a graph with the horizontal axis representing the particle size and the vertical axis representing the occupied area occupied by the main crystal particle within a predetermined range when cut in a certain section. This is the distribution state at the time. Each of the first occupied area distribution and the second occupied area distribution shows a mountain-like distribution having one peak.
第一の占有面積分布は、前述の誘電体層11中の主結晶粒子の各粒径毎の占有面積分布と粒径及びピークにおいてほぼ一致するものである。また、第二の占有面積分布は、第一の占有面積分布よりも大きい粒径領域の占有面積分布、言い換えると、第二の占有面積分布に含まれる最小粒径は第一の占有面積分布に含まれる最大粒径よりも大きいものである。第一の占有面積分布と第二の占有面積分布とは、第一の占有面積分布の山と第二の占有面積分布の山との間にちょうど谷状の境界があることから、この境界で区別すればよい。尚、境界とは、第一の占有面積分布におけるピークを示すときの主結晶粒子の粒径から第二の占有面積分布におけるピークを示すときの主結晶粒子の粒径までの間において、面積占有率の最低点を示す位置のことをいうものであり、この境界における主結晶粒子の粒径の面積占有率は5%以下であるのが好ましく、0%に近いのが最も好ましい。外部カバー層が、このような境界で仕切られた第一の占有面積分布と第二の占有面積分布を有することにより、外部カバー層の変形性を保持し、内部電極厚みによる積層段差を緩和することができるという効果を奏することができるのである。尚、本発明における粒径の測定方法としては、断面のSEM写真からインターセプト法により、各粒子の粒径を算出する方法が用いられる。
The first occupied area distribution is substantially coincident with the occupied area distribution for each particle size of the main crystal particles in the
ここで、第一の占有面積分布におけるピークを示すときの主結晶粒子の粒径をD1、第二の占有面積分布におけるピークを示すときの主結晶粒子の粒径をD2とすると、D1が0.1〜0.5μmであり、D2/D1が1.5〜4.0であるのが好ましい。また、第一の占有面積分布におけるピーク高さをP1、第二の占有面積分布におけるピーク高さをP2とすると、P2/P1が0.5〜1.5の範囲であるのが好ましい。この範囲であれば、焼成後のデラミネーション発生率及び半田耐熱衝撃試験後のクラック発生率も非常に少ない結果が得られるからである。
Here, when the particle diameter of the main crystal particle when showing the peak in the first occupied area distribution is D 1 and the particle diameter of the main crystal particle when showing the peak in the second occupied area distribution is D 2 , D It is preferable that 1 is 0.1 to 0.5 μm and D 2 / D 1 is 1.5 to 4.0. Also, P 1 peak heights in the first area occupied by the distribution, the peak height at the second occupied area distribution and P 2, the
このような第一の占有面積分布と第二の占有面積分布は、例えば、焼成前の外部カバー層用グリーンシート中の誘電体粉末の各粒径毎の占有面積分布が、誘電体層用グリーンシート中の誘電体粉末の各粒径毎の占有面積分布にほぼ等しい粒径領域の第一の占有面積分布と、第一の占有面積分布よりも大きい粒径領域の第二の占有面積分布を有しており、
特に第二の占有面積分布に占める誘電体粉末の平均粒径DG2を第一の占有面積分布に占める誘電体粉末の平均粒径DG1の1.5〜4.0倍とすることにより、形成することができる。
The first occupied area distribution and the second occupied area distribution are, for example, the occupied area distribution for each particle size of the dielectric powder in the green sheet for the outer cover layer before firing. A first occupied area distribution of a particle size region approximately equal to an occupied area distribution of each particle size of the dielectric powder in the sheet, and a second occupied area distribution of a particle size region larger than the first occupied area distribution. Have
Particularly, by the average particle 1.5 to 4.0 times the diameter DG 1 of the dielectric powder occupying an average particle diameter DG 2 of the dielectric powder occupying the second occupied area distribution in the first occupied area distribution, Can be formed.
以下、本発明の積層セラミックコンデンサの製法について詳しく説明する。
先ず、BaTiO3系のセラミック原料粉末と、SiO2を主成分とするガラス粉末及び各種微量の添加剤を、バインダを含む分散媒に分散させてセラミックスラリを得る。次に、得られたスラリを公知のコーター、例えばドクターブレード等を用いてシート成形を行い、焼成後に誘電体層となる誘電体層用グリーンシートを得る。
Hereafter, the manufacturing method of the multilayer ceramic capacitor of this invention is demonstrated in detail.
First, a ceramic slurry is obtained by dispersing a BaTiO 3 -based ceramic raw material powder, glass powder containing SiO 2 as a main component, and various trace amounts of additives in a dispersion medium containing a binder. Next, the obtained slurry is formed into a sheet using a known coater, such as a doctor blade, to obtain a dielectric layer green sheet that becomes a dielectric layer after firing.
次に、誘電体層用グリーンシート上に、Ni、Cu、Ag、Ag−Pdなどの群から選ばれる少なくとも1種の金属粉末を含有する導電ペーストを印刷し、乾燥することによって、内部電極パターンが形成された誘電体用グリーンシートを作製する。 Next, a conductive paste containing at least one metal powder selected from the group of Ni, Cu, Ag, Ag—Pd, etc. is printed on the dielectric layer green sheet, and dried to thereby form an internal electrode pattern. A green sheet for a dielectric formed with is prepared.
ここで、誘電体層用グリーンシートの厚みは8μm以下、特に6μm以下、さらに4μm以下であるのが好ましく、内部電極パターンの厚みは5μm以下、特に3μm以下、さらには2μm以下であるのが好ましい。また、積層数は100層以上、特に150層以上、さらには200層以上であることが好ましい。 Here, the thickness of the dielectric layer green sheet is preferably 8 μm or less, particularly 6 μm or less, and more preferably 4 μm or less, and the thickness of the internal electrode pattern is 5 μm or less, particularly 3 μm or less, more preferably 2 μm or less. . The number of stacked layers is preferably 100 layers or more, particularly 150 layers or more, and more preferably 200 layers or more.
一方、焼成後に外部カバー層となる外部カバー層用グリーンシートもまた、上記誘電体層用グリーンシートと同様に作製される。ここで、外部カバー層用グリーンシートに含有される原料粉末(誘電体粉末)は、誘電体層用グリーンシート中の誘電体粉末の各粒径毎の占有面積分布にほぼ等しい粒径領域の第一の占有面積分布と、第一の占有面積分布よりも大きい粒径領域の第二の占有面積分布を有しており、第一の占有面積分布におけるピークを示すときの誘電体粉末の粒径をDG1、第二の占有面積分布におけるピークを示すときの誘電体粉末の粒径をDG2とすると、DG1が0.1〜0.5μmであり、DG2/DG1が1.5〜4.0である場合に、本発明の積層セラミックコンデンサを製造することができる。このとき、第二の占有面積分布に占める誘電体粉末の重量W2が、第一の占有面積分布に占める誘電体粉末の重量W1の0.75〜1.5倍であるのが好ましい。これにより、焼成前の外部カバー層用グリーンシートの変形量が極めて良好となり、積層体部の焼成温度と大幅にかけ離れることはなくなるからである。
On the other hand, an external cover layer green sheet that becomes an external cover layer after firing is also produced in the same manner as the dielectric layer green sheet. Here, the raw material powder (dielectric powder) contained in the green sheet for the outer cover layer has a grain size region substantially equal to the occupied area distribution for each grain size of the dielectric powder in the dielectric layer green sheet. The particle size of the dielectric powder having one occupied area distribution and a second occupied area distribution in a particle size region larger than the first occupied area distribution and showing a peak in the first occupied area distribution the DG 1, when the particle diameter of the dielectric powder when a peak in the second occupied area distribution and DG 2, a DG 1 is 0.1~0.5μm,
そして、内部電極パターンを設けた誘電体層用グリーンシートを複数枚積層して、焼成後に静電容量を発現する積層体部(未焼成)を作製し、この積層体部の上下面に、外部カバー層となる外部カバー層用グリーンシートを重畳(複数枚積層)して、熱圧着後積層体を形成する。 Then, a plurality of green sheets for dielectric layers provided with internal electrode patterns are laminated to produce a laminated body portion (unfired) that develops a capacitance after firing. A green body for an outer cover layer to be a cover layer is superposed (multiple laminated) to form a laminated body after thermocompression bonding.
この積層体を所望のサイズに切断した後、個々の未焼成積層セラミックコンデンサ本体成形体を得る。 After this laminated body is cut into a desired size, individual green multilayer ceramic capacitor body molded bodies are obtained.
次に、未焼成の積層セラミックコンデンサ本体成形体を所定の条件下で焼成し、コンデンサ本体を得る。 Next, the unfired multilayer ceramic capacitor body molded body is fired under predetermined conditions to obtain a capacitor body.
最後に、このコンデンサ本体の内部電極層が導出された端面に外部電極ペーストを、付着、焼き付けし、外部電極の設けられた積層セラミックコンデンサを得る。 Finally, an external electrode paste is attached and baked on the end surface of the capacitor body from which the internal electrode layer is derived, and a multilayer ceramic capacitor provided with external electrodes is obtained.
次に本発明における実施例を以下に示す。
先ず、誘電体層用グリーンシートを作製するためのセラミックスラリに用いるセラミック粉末として、平均粒径が0.2μmのBaTiO3粉体を用い、焼結助剤として平均粒径が0.3μmのSiO2を主成分とするガラス粉末を用いた。セラミックスラリの溶媒としてトルエンとエタノールを1:1の重量比で混合した混合溶媒に、ポリビニルブチラール、可塑剤を溶解させたバインダ溶液に、BaTiO3粉末とガラス粉末を100:1の割合で調整し、ボールミルにより分散させてセラミックスラリを調製した。このセラミックスラリを用いて、PET等のキャリアフィルム上にドクターブレード法で、3μmの厚みの誘電体層用グリーンシートを作製した。
Next, examples of the present invention are shown below.
First, BaTiO 3 powder having an average particle diameter of 0.2 μm is used as a ceramic powder used in a ceramic slurry for producing a dielectric layer green sheet, and SiO having an average particle diameter of 0.3 μm as a sintering aid. The glass powder which has 2 as a main component was used. BaTiO 3 powder and glass powder were adjusted at a ratio of 100: 1 to a binder solution in which polyvinyl butyral and a plasticizer were dissolved in a mixed solvent in which toluene and ethanol were mixed at a weight ratio of 1: 1 as a solvent for ceramic slurry. The ceramic slurry was prepared by dispersing with a ball mill. Using this ceramic slurry, a green sheet for a dielectric layer having a thickness of 3 μm was prepared on a carrier film such as PET by a doctor blade method.
一方、カバー層用グリーンシートを作製するためのセラミックスラリとしては、誘電体層用グリーンシートのセラミックスラリ中に含まれる誘電体粉末とそれよりも大きい平均粒径の誘電体粉末とを表1に示すピーク粒径比となるように混合して、上記作製方法と同様にガラス粉末等を用いてセラミックスラリを作製した。作製したセラミックスラリを用いて、前記キャリアフィルム上にドクターブレード法で10μmの外部カバー層用グリーンシートを作製した。 On the other hand, as a ceramic slurry for producing the green sheet for the cover layer, the dielectric powder contained in the ceramic slurry of the dielectric layer green sheet and the dielectric powder having a larger average particle diameter are shown in Table 1. A ceramic slurry was prepared using glass powder or the like in the same manner as in the above preparation method by mixing so as to obtain the peak particle size ratio shown. Using the produced ceramic slurry, a 10 μm green sheet for an outer cover layer was produced on the carrier film by a doctor blade method.
なお、粉砕混合するスラリの調整条件は両シートとも同じ条件とした。 The conditions for adjusting the slurry to be pulverized and mixed were the same for both sheets.
次に、誘電体層用グリーンシートに薄膜法で形成されたNi泊を転写して内部電極パターンを形成し、内部導体パターンが形成された誘電体層用グリーンシートをキャリアフィルムから剥離し、これを300層積層し、その上下に外部カバー層用グリーンシートを上下面に各20層積層して本発明の積層体を作製した。内部電極パターンの厚みは1.5μmに調整した。 Next, Ni film formed by a thin film method is transferred to the dielectric layer green sheet to form an internal electrode pattern, and the dielectric layer green sheet on which the internal conductor pattern is formed is peeled off from the carrier film. 300 layers were stacked, and 20 sheets of green sheets for external cover layers were stacked on the upper and lower surfaces, respectively, to produce a laminate of the present invention. The thickness of the internal electrode pattern was adjusted to 1.5 μm.
そして、この積層体を切断し、積層セラミックコンデンサ本体成形体を作製し、脱脂処理後、還元雰囲気にて1170℃で焼成を行い積層セラミックコンデンサ本体を得た。 And this laminated body was cut | disconnected, the laminated ceramic capacitor main body molded object was produced, and it baked at 1170 degreeC in the reducing atmosphere after the degreasing process, and obtained the laminated ceramic capacitor main body.
最後に、このコンデンサ本体の両端面に外部電極ペーストを塗布し、焼き付けて外部電極を形成し、縦3.2mm×横2.5mm×高さ1.5mmサイズの積層セラミックコンデンサを作製した。 Finally, an external electrode paste was applied to both end faces of the capacitor body and baked to form external electrodes, thereby producing a multilayer ceramic capacitor having a size of 3.2 mm long × 2.5 mm wide × 1.5 mm high.
尚、外部カバー層、誘電体層、内部電極層の厚みは160μm、2.4μm、1.0μmであった。 The thicknesses of the outer cover layer, dielectric layer, and internal electrode layer were 160 μm, 2.4 μm, and 1.0 μm.
できあがった積層セラミックコンデンサについて、構造欠陥の評価として、100個中に発生するデラミネーションの発生率(%)を求めた。また積層セラミックコンデンサの信頼性の評価として、温度差280℃での半田耐熱衝撃試験を行い100個中のクラック発生数を求めた。 For the finished multilayer ceramic capacitor, the occurrence rate (%) of delamination generated in 100 pieces was determined as an evaluation of structural defects. Further, as an evaluation of the reliability of the multilayer ceramic capacitor, a solder thermal shock test at a temperature difference of 280 ° C. was performed to determine the number of cracks generated in 100 pieces.
一方、比較例として、誘電体層用グリーンシートおよび外部カバー層用グリーンシート中に含まれる誘電体粉末の粒径を等しくして、同様の積層セラミックコンデンサを作製し、同様の評価を行った。その結果を表1に示す。
表1の結果から明らかなように、外部カバー層中の主結晶粒子の各粒径毎の占有面積分布が、誘電体層中の主結晶粒子の各粒径毎の占有面積分布にほぼ等しい粒径領域の第一の占有面積分布と、第一の占有面積分布よりも大きい粒径領域の第二の占有面積分布を有する試料No.1〜10では、外部カバー層と有効積層体部間に発生する外部カバー層の変形性に起因する歪みによる剥離または有効積層体部間のデラミネーション発生率が10%以下、半田耐熱衝撃試験後クラック発生率が5%以下であった。 As is apparent from the results in Table 1, the occupied area distribution for each particle size of the main crystal particles in the outer cover layer is substantially equal to the occupied area distribution for each particle size of the main crystal particles in the dielectric layer. Sample No. 1 having a first occupied area distribution of a diameter region and a second occupied area distribution of a particle size region larger than the first occupied area distribution. 1 to 10, peeling due to distortion caused by the deformability of the outer cover layer generated between the outer cover layer and the effective laminate portion or the delamination occurrence rate between the effective laminate portions is 10% or less, after the solder thermal shock test The crack generation rate was 5% or less.
特に、第二の占有面積分布におけるピークを示すときの主結晶粒子の粒径D2が、第一の占有面積分布におけるピークを示すときの主結晶粒子の粒径をD1の1.5〜4倍とした試料No.2〜10では、デラミネーション発生率が5%以下であった。 In particular, the particle diameter D 2 of the main crystal grains when a peak in the second occupied area distribution, the particle size of the main crystal grains 1.5 of D 1 of the case showing a peak in the first area occupied by the distribution Sample no. In 2 to 10, the delamination occurrence rate was 5% or less.
一方、比較例として、外部カバー層用グリーンシート中の誘電体粉末と誘電体層中の誘電体粉末のピーク粒径を等しくした試料No.11では、焼成後において全ての積層セラミックコンデンサの外部カバー層と誘電体層との界面等にデラミネーションが発生し、このデラミネーション発生率が85%、半田耐熱衝撃クラック発生率が50%であった。 On the other hand, as a comparative example, a sample No. 1 in which the peak particle sizes of the dielectric powder in the green sheet for the outer cover layer and the dielectric powder in the dielectric layer were made equal. No. 11, delamination occurs at the interface between the outer cover layer and the dielectric layer of all the multilayer ceramic capacitors after firing, the delamination occurrence rate is 85%, and the solder thermal shock crack occurrence rate is 50%. It was.
尚、表1に示す試料No.5の外部カバー層中の主結晶粒子の各粒径毎の占有面積分布を図2に示した。誘電体層中の主結晶粒子の各粒径毎の占有面積分布にほぼ等しい粒径領域の第一の占有面積分布と、第一の占有面積分布よりも大きい粒径領域の第二の占有面積分布を有していることがわかる。 In addition, sample No. shown in Table 1 FIG. 2 shows the occupation area distribution for each grain size of the main crystal grains in the outer cover layer 5. The first occupied area distribution of the grain size region approximately equal to the occupied area distribution of each grain size of the main crystal particles in the dielectric layer, and the second occupied area of the grain size region larger than the first occupied area distribution It can be seen that it has a distribution.
1 有効積層体部
11 誘電体層
12 内部電極層
2 外部カバー層
3 外部電極
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記外部カバー層中の主結晶粒子の各粒径毎の占有面積分布が、前記誘電体層中の主結晶粒子の各粒径毎の占有面積分布にほぼ等しい粒径領域の第一の占有面積分布と、該第一の占有面積分布よりも大きい粒径領域の第二の占有面積分布とを有することを特徴とする積層セラミックコンデンサ。 A laminate comprising an effective laminate portion in which dielectric layers and internal electrode layers are alternately laminated in the vertical direction, and an external cover layer comprising dielectric layers superimposed on the upper and lower surfaces of the effective laminate portion. In ceramic capacitors,
The first occupied area of the particle size region in which the occupied area distribution for each particle size of the main crystal particles in the outer cover layer is substantially equal to the occupied area distribution for each particle size of the main crystal particles in the dielectric layer A monolithic ceramic capacitor having a distribution and a second occupied area distribution of a particle size region larger than the first occupied area distribution.
前記外部カバー層用グリーンシート中の誘電体粉末の各粒径毎の占有面積分布が、前記誘電体層用グリーンシート中の誘電体粉末の各粒径毎の占有面積分布にほぼ等しい粒径領域の第一の占有面積分布と、該第一の占有面積分布よりも大きい粒径領域の第二の占有面積分布を有しており、
前記第一の占有面積分布におけるピークを示すときの誘電体粉末の粒径をDG1、前記第二の占有面積分布におけるピークを示すときの誘電体粉末の粒径をDG2とすると、DG1が0.1〜0.5μmであり、DG2/DG1が1.5〜4.0であることを特徴とする積層セラミックコンデンサの製造方法。 A step of forming a laminated body part by vertically interposing an internal electrode pattern between dielectric sheet green sheets containing dielectric powder, and an external part containing dielectric powder on the upper and lower surfaces of the laminated part A method of manufacturing a multilayer ceramic capacitor including a step of superimposing a green sheet for a cover layer,
Particle size region in which the occupied area distribution for each particle size of the dielectric powder in the outer cover layer green sheet is substantially equal to the occupied area distribution for each particle size of the dielectric powder in the dielectric layer green sheet Having a second occupied area distribution of a particle size region larger than the first occupied area distribution and the first occupied area distribution,
When the particle size of the dielectric powder when showing the peak in the first occupied area distribution is DG 1 and the particle size of the dielectric powder when showing the peak in the second occupied area distribution is DG 2 , DG 1 There is a 0.1 to 0.5 [mu] m, a manufacturing method of a multilayer ceramic capacitor DG 2 / DG 1 is characterized in that 1.5 to 4.0.
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