【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内部電極とセラミック層とを交互に所定数積層してなる積層セラミック電子部品および、前記内部電極を形成するための内部電極ペーストに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
積層セラミック電子部品は、複数の内部電極とセラミック層とをそれぞれ交互に積層、焼結させたセラミック焼結体に、前記内部電極に接続する外部電極を形成することによって構成されている。このような積層セラミック電子部品のセラミック焼結体は、次のような工程で形成される。
【０００３】
まず、セラミック粉末とバインダとを溶剤で混合したセラミックスラリーをセラミックグリーンシートに成形する。次に、このセラミックグリーンシートの表面に、焼結することで内部電極となる金属粉末とバインダとを溶剤で混合した内部電極ペーストを所定のパターンで印刷する。次に、それぞれに内部電極ペーストのパターンが形成された複数のセラミックグリーンシートを積層してプレスすることでマザー基板を形成する。次に、マザー基板を各電子部品となる大きさに切断することで複数の素体を形成し、該素体を焼成することでセラミック焼結体を形成する。
【０００４】
しかし、セラミックグリーンシートと内部電極ペーストとでは、焼結過程での収縮率および膨張率が異なるので、内部電極とセラミック層との間で層間剥離などの構造欠陥が生じたり、セラミック焼結体内部に大きな層間応力を蓄えてしまう。層間応力を蓄えてしまうと、後の工程で外力等により内部破壊が生じる可能性がある。
【０００５】
このような問題に対する方法の一つとして、従来、内部電極ペーストにセラミックグリーンシートを構成する材料と同じ材料を添加する方法が用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
この方法を用いることで、内部電極とセラミック層との間で、収縮率および膨張率の差が小さくなり、層間剥離等の構造欠陥を低減することができる。さらに、内部電極内のセラミックとセラミック層内のセラミックとが結合するため層間の結合強度が増加する。
【０００７】
一方、特許文献１においてセラミック層のセラミック粉末として用いられているＢａＴｉＯ３ は比較的焼結温度が低いため、内部電極材料との共焼成が可能であるが、例えば、ＣａＺｒＯ３ のように焼結温度の高いセラミック材料の場合、内部電極材料と共焼成するためにセラミック焼結助材を添加してＣａＺｒＯ３ の焼結を促進させて比較的低い温度で焼結するようにしている。
【０００８】
このように、焼結温度の高いセラミック材料にセラミック焼結助材を添加して用いる積層セラミック電子部品において、前述したように内部電極とセラミック層との間で収縮率および膨張率の差を小さくするために内部電極にセラミック材料を添加する場合、セラミック焼結助材も一緒に添加していた。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−１７２８５５号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来の積層セラミック電子部品においては、次に示す解決すべき課題が存在した。
【００１１】
前述のように、内部電極およびセラミック層が焼結していく過程では、液相焼結が生じる。液相焼結とは、金属粒子同士間やセラミック粒子同士間に液相を生じさせ、液相中に生じる原子間力により結合（焼結）する現象をいう。すなわち、各粒子間の液相の生成により金属粒子同士やセラミック粒子同士が引き寄せられるようにして焼結する。
【００１２】
ところで、導電ペーストとセラミックグリーシートの界面では、焼結過程において、内部電極ペースト内の金属粒子がセラミックグリーンシート側に拡散し、セラミックグリーンシート内のセラミック粒子が内部電極側に拡散する。しかし、前述のように、それぞれ金属粒子同士およびセラミック粒子同士が引き寄せられて焼結するので、前記相互の拡散量はあまり多くない。
【００１３】
しかしながら、内部電極ペースト内にセラミック粉末およびセラミック焼結助材等を添加しておくと、焼結過程で内部電極ペーストに添加されたセラミック粉末およびセラミック焼結助材のセラミック粒子が、セラミックグリーンシート内のセラミック粉末やセラミック焼結助材のセラミック粒子と結合するように、セラミックグリーンシート側に移動する。この際、移動するセラミック粉末やセラミック焼結助材のセラミック粒子が金属粉末とともに、セラミックグリーンシート側に移動してしまう。このため、内部電極ペースト内の金属粉末がセラミックグリーンシート側に多く拡散してしまい、安定した内部電極膜厚を得ることができない。
【００１４】
このように、内部電極ペースト内にセラミック粉末とセラミック焼結助材とを添加すると、焼結時に内部電極ペースト内からセラミックグリーンシート側に拡散する金属粉末の量が増加するため、焼成後の内部電極の厚みが薄くなってしまい、内部電極において部分的に電極切れが生じ、所定の電気容量を得られなくなってしまう可能性が生じる。
【００１５】
この発明の目的は、焼結による層間剥離等の構造欠陥が発生することなく、安定した内部電極膜厚を得ることで所望の電気特性を有する高信頼性の積層セラミック電子部品およびこのための内部電極ペーストを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、セラミックグリーンシートに、セラミック粉末と、該セラミック粉末間で所定の温度で液相焼結を生じさせるためのセラミック焼結助材とを含み、内部電極ペーストに金属粉末とセラミック粉末とを含み、該セラミック粉末を所定温度の焼結により液相を生じない材料とすることを特徴としている。
【００１７】
この構成では、内部電極ペースト内に添加されたセラミック粉末により、焼結時のセラミックグリーンシートと内部電極ペーストとの収縮率や膨張率の違いによる層間応力を低減させる。また、焼結により内部電極内のセラミックスとセラミック層のセラミックスとが結合して、層間強度が増加する。さらに、セラミック粉末は焼結温度において液相を生じない材料であるので、焼結時にセラミック粉末とともに内部電極用金属粉末がセラミックグリーンシート側に拡散することが抑制される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態に係る積層セラミック電子部品およびこれに用いる内部電極ペーストについて、図を参照して説明する。
【００１９】
図１は本発明に係る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の構造を示す断面図である。
図２は図１に示す積層セラミックコンデンサの製造工程を示す状態図である。
【００２０】
本実施形態では、積層セラミック電子部品の一例として積層セラミックコンデンサについて説明する。
【００２１】
図１に示すように積層セラミックコンデンサは、複数のセラミック層３と内部電極４ａ，４ｂとを交互に積層焼結したセラミック焼結体２の内部電極４ａ，４ｂが露出する端面２１，２２からこれらの端面にそれぞれ接する四面にかけて外部電極５ａ，５ｂをそれぞれ設けた構造となっている。
【００２２】
この積層セラミックコンデンサの製造方法は次の通りである。
図２（ａ）に示すように、まず、セラミックグリーンシート３０の表面にそれぞれ内部電極ペースト４０ａ，４０ｂのいずれかが形成されており、内部電極ペースト４０ａが形成されたセラミックグリーンシート３０と内部電極ペースト４０ｂが形成されたセラミックグリーンシート３０とが順に所定枚数積層されている。これらの内部電極ペースト４０ａ，４０ｂがそれぞれ形成された複数のセラミックグリーンシート３０の積層体の上下には、内部電極ペーストが形成されていないセラミックグリーンシート３０が配置されている。この積層体をプレスすることで、図２（ｂ）に示すような素体２０が形成される。
【００２３】
ここで、セラミックグリーンシート３０は、セラミック粉末、セラミック焼結助材、バインダおよび溶剤から構成されており、内部電極ペースト４０ａ，４０ｂは、焼結することで内部電極４ａ，４ｂとなる金属粉末と、バインダと、セラミックグリーンシート３０に用いた、焼結時の温度で液相を生じない材料からなるセラミック粉末と、これらを混合してペースト化する溶剤とから構成されている。
【００２４】
なお、図２（ａ），（ｂ）では、一つの積層セラミックコンデンサになる一素体２０のみを図示しているが、実際の製造では、これらの素体２０が複数配列形成される構造のマザー基板が形成され、該マザー基板から各素体単位に切り出すことで、素体２０が形成される。
【００２５】
次に、素体２０を所定の温度、雰囲気、時間で焼成することで、内部電極ペースト４０ａ，４０ｂ内では、各金属粒子同士が液相焼結する。同時に、セラミックグリーンシート３０内では、セラミック粒子同士が液相焼結する。このようにして、図２（ｃ）に示すように内部電極４ａ，４ｂとセラミック層３とからなるセラミック焼結体２が形成される。
【００２６】
次に、内部電極４ａ，４ｂとセラミック層３とを交互に積層した構造のセラミック焼結体２の内部電極４ａ，４ｂが露出する端面２１，２２からこれらの面に接する四面にかけて外部電極用導電ペースト５０ａ，５０ｂが、図２（ｄ）に示すように塗布され、焼結されることで、図１に示す積層セラミックコンデンサが形成される。
【００２７】
前述のように、内部電極ペースト内にセラミック粉末を添加することで、内部電極ペースト内にセラミックグリーンシートと同成分のセラミック粉末が含有されるので、焼結時に、セラミックグリーンシートと内部電極ペーストと間の熱履歴による収縮率や膨張率の差が低減される。これにより、焼結により内部電極とセラミック層との間に発生する応力を抑制することができ、層間剥離等の構造不良の発生を抑えることができる。また、内部電極内のセラミックスとセラミック層のセラミックスとが結合するため、層間強度を高めることができる。
【００２８】
さらに、セラミック粉末が焼結時の温度で液相を生じないことにより、内部電極内のセラミック粉末同士およびセラミック粉末と金属粉末とは殆ど液相結合しない。このため、内部電極内のセラミックスがセラミック層のセラミックスと結合する際に金属粉末がセラミック粉末とともにセラミック層に拡散することが抑制される。これにより、焼結しても内部電極膜厚が薄くなるのを防止することができる。
【００２９】
次に、前述のような材料および工程で製造した積層セラミックコンデンサについて、内部電極膜厚、焼結中の液相発生状態および内部電極用金属のセラミック層への拡散に関する実験結果を示す。
【００３０】
実験に用いた積層セラミックコンデンサでは、セラミック層が焼結後に２２μｍになるようにセラミックグリーンシートを形成し、内部電極総数を４層にした。また、焼成条件は、低温で脱脂を行った後、最高到達温度を９００℃として、還元雰囲気中で２時間の焼成とした。
【００３１】
セラミックグリーンシートは、セラミック粉末であるＣａＺｒＯ３ と、セラミック焼結助材としてのＳｉＯ２ 、ＭｎＣＯ３ およびガラス（Ｂ−Ｓｉ−Ｌｉ系）、バインダおよび溶剤を添加したセラミックスラリーにより作製した。
【００３２】
内部電極ペーストは、金属粉末であるＣｕと、前記セラミック粉末であるＣａＺｒＯ３ と、バインダと、これらの混練する有機溶剤とからなる。なお、セラミック粉末は金属粉末に対して１０ｗｔ％添加した。
【００３３】
このように形成された積層セラミックコンデンサをイオンビームでチップ中央部まで研磨し、その表面状態をＳＥＭ（走査電子顕微鏡）で観察し、この画像に基づいて内部電極の膜厚を定量化した。表１に、前記観察により定量化した焼成後の内部電極の膜厚の最大値と、内部電極の欠損（内部電極切れ）の有無とを示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】
表１に示すように、従来のような内部電極ペーストにセラミック粉末とセラミック焼結助材を添加した場合には、焼成後の内部電極膜厚は最大で１．５μｍであり、部分的に内部電極の欠損が発生した。一方、本発明に係る内部電極ペーストにセラミック粉末のみを添加した場合には、焼成後の内部電極膜厚は最大で３．０μｍであり、内部電極全体に亘って欠損は発生しなかった。
【００３６】
次に、焼成過程における内部電極の焼結状態の変化を調査するため、５００℃〜９００℃までの１００℃毎での素体（セラミック焼結体）の内部構造を、ＴＥＭ（透過電子顕微鏡）を用いて観察をおこなった。この観察により、素体（セラミック焼結体）内部での液相の発生状態を調査した。さらに、前記各温度での素体（セラミック焼結体）内部の元素分布を、ＷＤＸ（波長分散型Ｘ線エネルギー分光法）を用いて観察し、セラミック層内にＣｕが拡散したか否かを確認した。
【００３７】
ＴＥＭの結果を表２に、ＷＤＸの結果を表３に示す。
【００３８】
【表２】
【００３９】
【表３】
【００４０】
表２、表３に示すように、従来の内部電極ペーストを用いた場合には、焼成温度が７００℃以上になると内部電極ペーストに液相が発生し、同時に、内部電極用のＣｕがセラミック層に拡散した。しかし、本発明の内部電極ペーストを用いることにより、Ｃｕの焼結温度である９００℃になっても、セラミック粉末であるＣａＺｒＯ３ による液相は発生せず、セラミック層へのＣｕの拡散が抑制されている。
【００４１】
このように、本発明に係る内部電極ペーストを用いることにより、安定して内部電極が形成された積層セラミックコンデンサが製造される。
【００４２】
なお、本実施形態では、内部電極用の金属としてＣｕを用いたが、Ｎｉ等の卑金属、Ａｇ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｐｔ等の貴金属を用いてもよく、電子部品の内部電極用に用いられるものであればどのような金属でもよい。
【００４３】
また、本実施形態では、積層セラミックコンデンサについて示したが、他の積層セラミック電子部品にも、本発明は適用することができる。
【００４４】
【発明の効果】
この発明によれば、セラミックグリーンシートに、セラミック粉末と、該セラミック粉末間で所定の温度で液相焼結を生じさせるためのセラミック焼結助材とを含み、内部電極ペーストに、金属粉末とセラミック粉末とを含み、該セラミック粉末を所定温度の焼結により液相を生じない材料とするので、焼結時にセラミック粒子とともに内部電極用の金属粒子がセラミックグリーンシート側に拡散することが抑制される。これにより、安定した膜厚で内部電極が形成され、高信頼性を有する積層電子部品を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る積層セラミックコンデンサの概要を示す断面図
【図２】図１に示す積層セラミックコンデンサの製造工程を示す概要状態図
【符号の説明】
１−積層セラミックコンデンサ
２−セラミック焼結体
３−セラミック層
４ａ，４ｂ−内部電極
５ａ，５ｂ−外部電極
２０−素体
２１，２２−素体２０およびセラミック焼結体２の端面
３０−セラミックグリーンシート
４０ａ，４０ｂ−内部電極ペースト
５０ａ，５０ｂ−外部電極用導電ペースト[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a multilayer ceramic electronic component in which a predetermined number of internal electrodes and ceramic layers are alternately stacked, and an internal electrode paste for forming the internal electrodes.
[0002]
[Prior art]
The multilayer ceramic electronic component is configured by forming external electrodes connected to the internal electrodes on a ceramic sintered body obtained by alternately laminating and sintering a plurality of internal electrodes and ceramic layers. The ceramic sintered body of such a multilayer ceramic electronic component is formed by the following steps.
[0003]
First, a ceramic slurry in which a ceramic powder and a binder are mixed with a solvent is formed into a ceramic green sheet. Next, on the surface of the ceramic green sheet, an internal electrode paste obtained by mixing a metal powder to be an internal electrode by sintering and a binder with a solvent is printed in a predetermined pattern. Next, a mother substrate is formed by stacking and pressing a plurality of ceramic green sheets each having a pattern of an internal electrode paste formed thereon. Next, a plurality of element bodies are formed by cutting the mother substrate into a size to be each electronic component, and the element bodies are fired to form a ceramic sintered body.
[0004]
However, since the ceramic green sheet and the internal electrode paste have different shrinkage and expansion rates during the sintering process, structural defects such as delamination may occur between the internal electrode and the ceramic layer, or the inside of the ceramic sintered body may be degraded. Large interlayer stress is stored. If interlayer stress is accumulated, internal destruction may occur in a later step due to external force or the like.
[0005]
As a method for solving such a problem, a method of adding the same material as a material constituting a ceramic green sheet to an internal electrode paste has been conventionally used (for example, see Patent Document 1).
[0006]
By using this method, the difference between the shrinkage ratio and the expansion ratio between the internal electrode and the ceramic layer is reduced, and structural defects such as delamination can be reduced. Further, since the ceramic in the internal electrode is bonded to the ceramic in the ceramic layer, the bonding strength between the layers is increased.
[0007]
On the other hand, BaTiO 3 is relatively sintering temperature is low, which is used as the ceramic powder of the ceramic layer in Patent Document 1, although it is possible to co-firing the internal electrode material, e.g., sintered as CaZrO 3 In the case of a ceramic material having a high temperature, a ceramic sintering aid is added for co-firing with the internal electrode material to promote sintering of CaZrO 3 so that sintering is performed at a relatively low temperature.
[0008]
As described above, in a multilayer ceramic electronic component using a ceramic material having a high sintering temperature and a ceramic sintering aid added thereto, as described above, the difference between the shrinkage ratio and the expansion ratio between the internal electrode and the ceramic layer is reduced. When a ceramic material is added to the internal electrode to perform the above, a ceramic sintering aid is also added together.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-10-172855
[Problems to be solved by the invention]
However, such a conventional multilayer ceramic electronic component has the following problems to be solved.
[0011]
As described above, in the process of sintering the internal electrodes and the ceramic layer, liquid phase sintering occurs. Liquid phase sintering refers to a phenomenon in which a liquid phase is generated between metal particles or between ceramic particles, and is bonded (sintered) by an atomic force generated in the liquid phase. That is, sintering is performed such that metal particles and ceramic particles are attracted to each other by the generation of a liquid phase between the particles.
[0012]
By the way, at the interface between the conductive paste and the ceramic green sheet, during the sintering process, the metal particles in the internal electrode paste diffuse toward the ceramic green sheet, and the ceramic particles within the ceramic green sheet diffuse toward the internal electrode. However, as described above, since the metal particles and the ceramic particles are attracted and sintered, respectively, the mutual diffusion amount is not so large.
[0013]
However, when the ceramic powder and the ceramic sintering aid are added to the internal electrode paste, the ceramic particles of the ceramic powder and the ceramic sintering aid added to the internal electrode paste during the sintering process become ceramic green sheets. It moves to the ceramic green sheet side so as to combine with the ceramic powder and ceramic particles of the ceramic sintering aid inside. At this time, the moving ceramic powder and ceramic particles of the ceramic sintering aid move to the ceramic green sheet side together with the metal powder. For this reason, a large amount of metal powder in the internal electrode paste diffuses to the ceramic green sheet side, and a stable internal electrode film thickness cannot be obtained.
[0014]
As described above, when the ceramic powder and the ceramic sintering aid are added to the internal electrode paste, the amount of metal powder that diffuses from the internal electrode paste to the ceramic green sheet side during sintering increases, so that the internal Since the thickness of the electrode is reduced, the electrode may be partially cut off in the internal electrode, and a predetermined electric capacity may not be obtained.
[0015]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to obtain a highly reliable multilayer ceramic electronic component having desired electrical characteristics by obtaining a stable internal electrode film thickness without causing structural defects such as delamination due to sintering, and an internal component for this purpose. An object of the present invention is to provide an electrode paste.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes a ceramic green sheet, a ceramic powder, and a ceramic sintering aid for causing liquid phase sintering at a predetermined temperature between the ceramic powder, and a metal powder and a ceramic powder in an internal electrode paste. Wherein the ceramic powder is a material that does not generate a liquid phase by sintering at a predetermined temperature.
[0017]
In this configuration, the ceramic powder added to the internal electrode paste reduces the interlayer stress due to the difference in shrinkage and expansion between the ceramic green sheet and the internal electrode paste during sintering. In addition, the sintering combines the ceramic in the internal electrode with the ceramic in the ceramic layer to increase the interlayer strength. Furthermore, since the ceramic powder is a material that does not generate a liquid phase at the sintering temperature, the metal powder for an internal electrode is prevented from diffusing to the ceramic green sheet side together with the ceramic powder during sintering.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A multilayer ceramic electronic component according to an embodiment of the present invention and an internal electrode paste used therein will be described with reference to the drawings.
[0019]
FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a multilayer ceramic capacitor as an example of the multilayer ceramic electronic component according to the present invention.
FIG. 2 is a state diagram showing a manufacturing process of the multilayer ceramic capacitor shown in FIG.
[0020]
In the present embodiment, a multilayer ceramic capacitor will be described as an example of a multilayer ceramic electronic component.
[0021]
As shown in FIG. 1, the multilayer ceramic capacitor includes a plurality of ceramic layers 3 and internal electrodes 4a, 4b alternately laminated and sintered. The end faces 21, 22 of the ceramic sintered body 2 from which the internal electrodes 4a, 4b are exposed are obtained. In this structure, external electrodes 5a and 5b are provided on the four surfaces respectively in contact with the end surfaces of.
[0022]
The manufacturing method of this multilayer ceramic capacitor is as follows.
As shown in FIG. 2A, first, any one of the internal electrode pastes 40a and 40b is formed on the surface of the ceramic green sheet 30, and the ceramic green sheet 30 on which the internal electrode paste 40a is formed and the internal electrode A predetermined number of ceramic green sheets 30 on which the paste 40b is formed are sequentially laminated. Ceramic green sheets 30 on which the internal electrode paste is not formed are arranged above and below a laminate of the plurality of ceramic green sheets 30 on which the internal electrode pastes 40a and 40b are respectively formed. By pressing this laminate, the element body 20 as shown in FIG. 2B is formed.
[0023]
Here, the ceramic green sheet 30 is composed of a ceramic powder, a ceramic sintering aid, a binder and a solvent, and the internal electrode pastes 40a and 40b are made of a metal powder that becomes the internal electrodes 4a and 4b by sintering. , A binder, a ceramic powder that is used for the ceramic green sheet 30 and is made of a material that does not generate a liquid phase at the temperature during sintering, and a solvent that mixes these to form a paste.
[0024]
2 (a) and 2 (b) show only one element body 20 which becomes one multilayer ceramic capacitor, but in actual production, a structure in which a plurality of these element bodies 20 are formed and formed is used. A mother substrate is formed, and the element body 20 is formed by cutting out each element unit from the mother substrate.
[0025]
Next, by firing the element body 20 at a predetermined temperature, atmosphere, and time, the metal particles in the internal electrode pastes 40a and 40b are subjected to liquid phase sintering. At the same time, in the ceramic green sheet 30, the ceramic particles are subjected to liquid phase sintering. In this way, as shown in FIG. 2C, a ceramic sintered body 2 including the internal electrodes 4a and 4b and the ceramic layer 3 is formed.
[0026]
Next, from the end surfaces 21 and 22 where the internal electrodes 4a and 4b are exposed to the four surfaces in contact with these surfaces of the ceramic sintered body 2 having the structure in which the internal electrodes 4a and 4b and the ceramic layers 3 are alternately laminated, the conductive material for external electrodes is formed. The pastes 50a and 50b are applied and sintered as shown in FIG. 2D to form the multilayer ceramic capacitor shown in FIG.
[0027]
As described above, by adding ceramic powder to the internal electrode paste, the ceramic powder of the same composition as the ceramic green sheet is contained in the internal electrode paste. The difference in the contraction rate and the expansion rate due to the heat history between them is reduced. Thereby, the stress generated between the internal electrode and the ceramic layer by sintering can be suppressed, and the occurrence of structural defects such as delamination can be suppressed. Further, since the ceramic in the internal electrode and the ceramic in the ceramic layer are bonded, the interlayer strength can be increased.
[0028]
Further, since the ceramic powder does not generate a liquid phase at the temperature at the time of sintering, the ceramic powder in the internal electrode and the ceramic powder and the metal powder hardly undergo liquid phase bonding. For this reason, when the ceramic in the internal electrode is combined with the ceramic in the ceramic layer, the metal powder is prevented from diffusing into the ceramic layer together with the ceramic powder. Thereby, it is possible to prevent the internal electrode film thickness from becoming thin even when sintered.
[0029]
Next, with respect to the multilayer ceramic capacitor manufactured by the above-described materials and processes, experimental results regarding the internal electrode film thickness, the state of generation of a liquid phase during sintering, and the diffusion of the internal electrode metal into the ceramic layer are shown.
[0030]
In the multilayer ceramic capacitor used in the experiment, ceramic green sheets were formed so that the ceramic layer became 22 μm after sintering, and the total number of internal electrodes was four. The firing conditions were such that after degreasing was performed at a low temperature, the maximum temperature was set to 900 ° C., and firing was performed for 2 hours in a reducing atmosphere.
[0031]
The ceramic green sheet was prepared from CaZrO 3 as a ceramic powder, and ceramic slurry to which SiO 2 , MnCO 3 and glass (B—Si—Li-based) as a ceramic sintering aid, a binder and a solvent were added.
[0032]
The internal electrode paste is composed of Cu which is a metal powder, CaZrO 3 which is the above-mentioned ceramic powder, a binder, and an organic solvent for kneading them. Note that the ceramic powder was added at 10 wt% with respect to the metal powder.
[0033]
The multilayer ceramic capacitor thus formed was polished to the center of the chip with an ion beam, the surface state was observed with a scanning electron microscope (SEM), and the film thickness of the internal electrodes was quantified based on this image. Table 1 shows the maximum value of the film thickness of the internal electrode after calcination quantified by the above observation and the presence or absence of internal electrode defect (cut of the internal electrode).
[0034]
[Table 1]
[0035]
As shown in Table 1, when a ceramic powder and a ceramic sintering aid are added to a conventional internal electrode paste, the internal electrode film thickness after firing is 1.5 μm at the maximum, An electrode defect occurred. On the other hand, when only the ceramic powder was added to the internal electrode paste according to the present invention, the maximum thickness of the internal electrode after firing was 3.0 μm, and no defects were generated over the entire internal electrode.
[0036]
Next, in order to investigate the change in the sintering state of the internal electrodes during the firing process, the internal structure of the element body (ceramic sintered body) at every 100 ° C. from 500 ° C. to 900 ° C. was examined using a TEM (transmission electron microscope). Observation was performed using. Through this observation, the state of generation of the liquid phase inside the element body (ceramic sintered body) was investigated. Further, the element distribution inside the element body (ceramic sintered body) at each of the above temperatures was observed using WDX (wavelength dispersive X-ray energy spectroscopy) to determine whether or not Cu had diffused into the ceramic layer. confirmed.
[0037]
Table 2 shows the results of TEM, and Table 3 shows the results of WDX.
[0038]
[Table 2]
[0039]
[Table 3]
[0040]
As shown in Tables 2 and 3, when the conventional internal electrode paste was used, a liquid phase was generated in the internal electrode paste when the firing temperature was 700 ° C. or higher, and at the same time, Cu for the internal electrode was deposited on the ceramic layer. Spread to. However, by using the internal electrode paste of the present invention, even at 900 ° C., which is the sintering temperature of Cu, a liquid phase due to CaZrO 3 that is a ceramic powder is not generated, and the diffusion of Cu into the ceramic layer is suppressed. Have been.
[0041]
As described above, by using the internal electrode paste according to the present invention, a multilayer ceramic capacitor having internal electrodes formed stably is manufactured.
[0042]
In this embodiment, Cu is used as the metal for the internal electrode. However, a base metal such as Ni or a noble metal such as Ag, Au, Pd, or Pt may be used. Any metal may be used.
[0043]
In the present embodiment, a multilayer ceramic capacitor has been described, but the present invention can be applied to other multilayer ceramic electronic components.
[0044]
【The invention's effect】
According to the present invention, the ceramic green sheet includes a ceramic powder and a ceramic sintering aid for causing liquid phase sintering at a predetermined temperature between the ceramic powders, and the internal electrode paste includes a metal powder and Since ceramic powder is used as a material that does not generate a liquid phase by sintering at a predetermined temperature, metal particles for internal electrodes are prevented from diffusing to the ceramic green sheet side together with ceramic particles during sintering. You. Thereby, the internal electrodes are formed with a stable film thickness, and a highly reliable laminated electronic component can be formed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing an outline of a multilayer ceramic capacitor according to an embodiment of the present invention; FIG. 2 is a schematic state diagram showing a manufacturing process of the multilayer ceramic capacitor shown in FIG. 1;
1—Multilayer ceramic capacitor 2—Ceramic sintered body 3—Ceramic layers 4a and 4b—Internal electrodes 5a and 5b—External electrodes 20—Elements 21 and 22 and end faces 30 of ceramic sintered body 2—Ceramic green Sheets 40a, 40b-internal electrode paste 50a, 50b-conductive paste for external electrode
