JP2013112536A - Method for manufacturing high dielectric constant ceramics - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing high dielectric constant ceramics applicable to a laminated ceramic capacitor using a nickel internal electrode, and capable of improving a dielectric constant even when an alkaline earth metal titanate compound having the particle size of <100 nm is used as a main raw material.SOLUTION: This method for manufacturing high dielectric constant ceramics includes a step for mixing an alkaline earth metal titanate compound having the average particle size of ≥50 to <100 nm with a lanthanum compound, and a step for burning a mixture obtained in the mixing step at a temperature of ≥1,000 to <1,200°C under an inert gas atmosphere, wherein the mixing amount of the lanthanum compound is 0.5-1.5 at% in terms of the number of lanthanum atoms with respect to the alkaline earth metal titanate compound.

Description

本発明は、高誘電率セラミックスの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a high dielectric constant ceramic.

積層セラミックコンデンサ(以下、単にMLCCとも称する)は、主成分としてチタン酸バリウム系化合物を含有し、副成分として特性調整のための金属化合物を含有する原料組成物を、シート状に成形してグリーンシートを作製し、このグリーンシート上に電極を印刷したものを積層する工程を繰り返すことにより作製されている。   A multilayer ceramic capacitor (hereinafter, also simply referred to as MLCC) is formed by forming a raw material composition containing a barium titanate-based compound as a main component and a metal compound for adjusting characteristics as a subcomponent into a sheet shape. The sheet is produced by repeating the process of laminating the green sheets printed with electrodes.

近年、情報端末等の電子機器製品の小型化・薄型化に伴い、電子回路の高密度化が進み、この結果、積層セラミックコンデンサの小型化・薄型化および大容量化が強く求められている。そして、この要望を実現するために、内部電極層および誘電体層の薄層化と積層数の増加とが試みられている。   In recent years, with the miniaturization and thinning of electronic equipment products such as information terminals, the density of electronic circuits has been increasing. As a result, there has been a strong demand for miniaturization, thinning, and large capacity of multilayer ceramic capacitors. In order to realize this demand, attempts have been made to make the internal electrode layers and the dielectric layers thinner and increase the number of stacked layers.

誘電体層が薄層化された場合、主原料であるチタン酸バリウム系化合物の粒径が大きいと、グリーンチップ焼成後の特性や誘電体層の表面粗さにバラツキが生じ、ショート率が増加し絶縁抵抗不良が多くなる結果、信頼性に劣るものとなる。このため、粒径が100nm未満であるチタン酸バリウム系化合物を使用することが検討されている。   When the dielectric layer is thinned, if the particle size of the main raw material barium titanate compound is large, the characteristics after firing the green chip and the surface roughness of the dielectric layer will vary, increasing the short-circuit rate. As a result, the number of defective insulation resistances increases, resulting in poor reliability. For this reason, use of a barium titanate compound having a particle size of less than 100 nm has been studied.

例えば、特許文献1では、チタン酸バリウムに対してランタン化合物、酸化亜鉛、および酸化ニオブを添加することにより、薄層化が可能な誘電体磁器が得られることが開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses that a dielectric ceramic that can be thinned is obtained by adding a lanthanum compound, zinc oxide, and niobium oxide to barium titanate.

特開平06−302214号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-302214

しかしながら、特許文献1に記載の技術では、大気中かつ1200〜1300℃という高温で焼成を行っているため、ニッケル内部電極を使用した積層セラミックコンデンサには適用できないという問題があった。   However, the technique described in Patent Document 1 has a problem that it cannot be applied to a multilayer ceramic capacitor using a nickel internal electrode because firing is performed at a high temperature of 1200 to 1300 ° C. in the atmosphere.

そこで、本発明は、ニッケル内部電極を使用した積層セラミックコンデンサに適用可能であり、かつ100nm未満の粒径のチタン酸アルカリ土類金属塩を主原料としても誘電率が向上しうる高誘電率セラミックスの製造方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention can be applied to a multilayer ceramic capacitor using a nickel internal electrode, and can be improved in dielectric constant even when an alkaline earth metal titanate having a particle diameter of less than 100 nm is used as a main raw material. It aims at providing the manufacturing method of.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した。その結果、チタン酸バリウム等のチタン酸アルカリ土類金属化合物とランタン化合物とを混合した後、不活性ガス雰囲気中、1000℃以上1200℃未満の温度範囲で焼成を行うことにより、ニッケル内部電極を使用した積層セラミックコンデンサに適用可能であり、かつ100nm未満の粒径のチタン酸アルカリ土類金属化合物を主原料としても誘電率が向上しうることを見出し、本発明を完成させるに至った。   The present inventors diligently studied to solve the above problems. As a result, after mixing the alkaline earth metal titanate compound such as barium titanate and the lanthanum compound, firing in an inert gas atmosphere at a temperature range of 1000 ° C. or more and less than 1200 ° C. It has been found that the dielectric constant can be improved even when an alkaline earth metal titanate compound having a particle diameter of less than 100 nm is applicable to the multilayer ceramic capacitor used, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、平均粒子径が50nm以上100nm未満であるチタン酸アルカリ土類金属化合物とランタン化合物とを混合する工程と、前記混合する工程で得られた混合物を、不活性ガス雰囲気下、1000℃以上1200℃未満の温度で焼成する工程と、を有し、前記ランタン化合物の混合量が、前記チタン酸アルカリ土類金属化合物に対するランタンの原子数換算で0.5〜1.5at%である、高誘電率セラミックスの製造方法である。   That is, the present invention comprises a step of mixing an alkaline earth metal titanate compound having an average particle diameter of 50 nm or more and less than 100 nm and a lanthanum compound, and a mixture obtained by the mixing step under an inert gas atmosphere. Firing at a temperature of 1000 ° C. or more and less than 1200 ° C., and the mixing amount of the lanthanum compound is 0.5 to 1.5 at% in terms of the number of lanthanum atoms relative to the alkaline earth metal titanate compound. This is a method for producing a high dielectric constant ceramic.

本発明によれば、ニッケル内部電極を使用した積層セラミックコンデンサに適用可能であり、かつ100nm未満の粒径のチタン酸アルカリ土類金属化合物を主原料としても誘電率が向上しうる高誘電率セラミックスの製造方法が提供されうる。   According to the present invention, a high dielectric constant ceramic which can be applied to a multilayer ceramic capacitor using a nickel internal electrode and whose dielectric constant can be improved even when an alkaline earth metal titanate having a particle diameter of less than 100 nm is used as a main raw material. The manufacturing method can be provided.

本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサを示す断面概略図である。1 is a schematic cross-sectional view showing a multilayer ceramic capacitor according to an embodiment of the present invention. 焼成温度と誘電率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between baking temperature and a dielectric constant. 焼成温度と密度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a calcination temperature and a density.

まず、本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサについて図面を参照して説明する。   First, a multilayer ceramic capacitor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1に示す積層セラミックコンデンサ1は、誘電体層3と内部電極4とが交互に積層されてなるコンデンサチップ体2と、このコンデンサチップ体2の表面に設けられ内部電極4と導通する外部電極5と、を備えている。内部電極4は、その端部がコンデンサチップ体2の対向する2つの表面に交互に露出するように積層されて、コンデンサチップ体2の当該表面上に形成されて所定のコンデンサ回路を構成する外部電極5と、電気的に接続している。   A multilayer ceramic capacitor 1 shown in FIG. 1 includes a capacitor chip body 2 in which dielectric layers 3 and internal electrodes 4 are alternately stacked, and external electrodes that are provided on the surface of the capacitor chip body 2 and are electrically connected to the internal electrodes 4. 5 is provided. The internal electrodes 4 are laminated so that the ends thereof are alternately exposed on the two opposing surfaces of the capacitor chip body 2, and are formed on the surfaces of the capacitor chip body 2 to form a predetermined capacitor circuit. The electrode 5 is electrically connected.

誘電体層3は、チタン酸アルカリ土類金属化合物を主成分とし、誘電率向上剤としてランタン化合物を含有する原料組成物の焼結体を含む。   Dielectric layer 3 includes a sintered body of a raw material composition containing an alkaline earth metal titanate compound as a main component and a lanthanum compound as a dielectric constant improver.

以下、本発明の製造方法について、詳細に説明する。   Hereinafter, the production method of the present invention will be described in detail.

[チタン酸アルカリ土類金属化合物とランタン化合物とを混合する工程]
本工程では、チタン酸アルカリ土類金属化合物とランタン化合物とを混合する。
[Step of mixing alkaline earth metal titanate compound and lanthanum compound]
In this step, an alkaline earth titanate metal compound and a lanthanum compound are mixed.

前記チタン酸アルカリ土類金属化合物は、特に制限されないが、炭酸バリウム(BaCO3)、炭酸カルシウム(CaCO3)、炭酸ストロンチウム(SrCO3)等のアルカリ土類金属化合物と、二酸化チタン(TiO2)とを固相反応により反応させることにより得られるものであり、例えば、Ba1-x-yCaxSryTiO3(0≦x<1、0≦y<1、x+y<1)で表されるチタン酸バリウム化合物等が挙げられる。また、その他の合成方法としては、水熱合成法、蓚酸法、ゾルゲル法などが挙げられる。 The alkaline earth metal titanate compound is not particularly limited, but an alkaline earth metal compound such as barium carbonate (BaCO 3 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), strontium carbonate (SrCO 3 ), and titanium dioxide (TiO 2 ). are those obtained by reacting a solid-phase reaction bets, for example, titanium represented by Ba 1-xy Ca x Sr y TiO 3 (0 ≦ x <1,0 ≦ y <1, x + y <1) Examples thereof include barium acid compounds. Other synthesis methods include a hydrothermal synthesis method, an oxalic acid method, a sol-gel method, and the like.

前記チタン酸アルカリ土類金属化合物の平均粒径は、50nm以上100nm未満である(実施例80nm)。チタン酸アルカリ土類金属化合物の平均粒径が100nm以上であると、今後、トレンドとなる小型大容量タイプのMLCCには適さなくなる。一方、平均粒径が50nm未満であると、MLCCで使用可能な誘電率が得られにくい。該平均粒径は、好ましくは60〜90nmである。なお、チタン酸アルカリ土類金属化合物の平均粒径は、SEM観察により測定した値を採用するものとする。   The average particle diameter of the alkaline earth metal titanate compound is 50 nm or more and less than 100 nm (Example 80 nm). If the average particle size of the alkaline earth titanate metal compound is 100 nm or more, it will not be suitable for the future trending small-capacity MLCC. On the other hand, when the average particle size is less than 50 nm, it is difficult to obtain a dielectric constant usable in MLCC. The average particle diameter is preferably 60 to 90 nm. In addition, the value measured by SEM observation shall be employ | adopted for the average particle diameter of an alkaline earth metal titanate compound.

前記ランタン化合物の具体例としては、例えば、酸化ランタン(La23)、炭酸ランタン(La2(CO33)、酢酸ランタン(La(CH3COO)3)、塩化ランタン(LaCl3)、硝酸ランタン(La(NO33)などが挙げられる。これらランタン化合物は単独でも、または2種以上組み合わせても用いることができる。 Specific examples of the lanthanum compound include, for example, lanthanum oxide (La 2 O 3 ), lanthanum carbonate (La 2 (CO 3 ) 3 ), lanthanum acetate (La (CH 3 COO) 3 ), and lanthanum chloride (LaCl 3 ). And lanthanum nitrate (La (NO 3 ) 3 ). These lanthanum compounds can be used alone or in combination of two or more.

前記ランタン化合物の混合量は、前記チタン酸アルカリ土類金属化合物に対するランタンの原子数換算で、0.5〜1.5at%である。ランタン化合物の混合量が0.5at%未満であると、誘電率の向上が不十分となる。一方、1.5at%を超えると、異常粒成長してしまい、信頼性が低下する。該混合量は1.0〜1.5at%が好ましい。   The mixing amount of the lanthanum compound is 0.5 to 1.5 at% in terms of the number of lanthanum atoms relative to the alkaline earth titanate metal compound. When the mixing amount of the lanthanum compound is less than 0.5 at%, the dielectric constant is not sufficiently improved. On the other hand, if it exceeds 1.5 at%, abnormal grains grow and the reliability decreases. The mixing amount is preferably 1.0 to 1.5 at%.

本工程においては、前記チタン酸アルカリ土類金属化合物と前記ランタン化合物とに加えて、必要に応じて特性調整のための金属化合物を混合してもよい。前記金属化合物としては、例えば、Mg、Ca、Si、Mn、Al、V、Dy、Y、Ho、およびYbからなる群より選択される少なくとも1種の金属を含有する酸化物、炭酸塩等が挙げられる。   In this step, in addition to the alkaline earth titanate metal compound and the lanthanum compound, a metal compound for property adjustment may be mixed as necessary. Examples of the metal compound include oxides, carbonates and the like containing at least one metal selected from the group consisting of Mg, Ca, Si, Mn, Al, V, Dy, Y, Ho, and Yb. Can be mentioned.

該金属化合物を添加する場合の添加量は、チタン酸アルカリ土類金属化合物に対する該金属化合物中の金属の原子数換算で0.1〜10.0at%であることが好ましく、0.5〜8.0at%であることがより好ましい。なお、該金属化合物を2種以上用いる場合は、その合計量が上記範囲にあればよい。   When the metal compound is added, the addition amount is preferably 0.1 to 10.0 at% in terms of the number of atoms of the metal in the metal compound with respect to the alkaline earth metal titanate compound, and 0.5 to 8 More preferably, it is 0.0 at%. In addition, when using 2 or more types of this metal compound, the total amount should just be in the said range.

前記チタン酸アルカリ土類金属化合物の粉末に、前記ランタン化合物の粉末や前記金属化合物の粉末を添加する際には、合わせて分散剤を添加することが好ましい。前記分散剤としては特に限定されず、例えば、ポリビニルブチラール系分散剤、ポリビニルアセタール系分散剤、ポリカルボン酸系分散剤、マレイン酸系分散剤、ポリエチレングリコール系分散剤、アリルエーテルコポリマー系分散剤、リン酸エステル系分散剤等が挙げられる。これら分散剤は、単独でもまたは2種以上混合しても用いることができる。   When the lanthanum compound powder or the metal compound powder is added to the alkaline earth metal titanate powder, it is preferable to add a dispersant together. The dispersant is not particularly limited. For example, polyvinyl butyral dispersant, polyvinyl acetal dispersant, polycarboxylic acid dispersant, maleic acid dispersant, polyethylene glycol dispersant, allyl ether copolymer dispersant, Examples thereof include phosphate ester dispersants. These dispersants can be used alone or in combination of two or more.

該分散剤を添加する場合の添加量は、チタン酸アルカリ土類金属化合物に対して0.5〜10質量%であることが好ましい。より好ましくは、1.0〜5.0質量%である。   When the dispersant is added, the addition amount is preferably 0.5 to 10% by mass with respect to the alkaline earth metal titanate compound. More preferably, it is 1.0-5.0 mass%.

本工程における混合方法は特に制限されず、例えば、前記チタン酸アルカリ土類金属化合物の粉末に、前記ランタン化合物の粉末を添加し、必要に応じて前記金属化合物の粉末や分散剤を添加し、ホモジナイザーで混合してから、ビーズミルで解砕・分散することにより、混合物を得ることができる。また、このようにして得られた混合物に、必要に応じて、溶剤およびバインダを添加し、ボールミル等を用いて混合することにより前記混合物を含むスラリーを得ることができる。   The mixing method in this step is not particularly limited. For example, the lanthanum compound powder is added to the alkaline earth metal titanate powder, and the metal compound powder or dispersant is added as necessary. After mixing with a homogenizer, the mixture can be obtained by crushing and dispersing with a bead mill. Moreover, a slurry containing the said mixture can be obtained by adding a solvent and a binder to the mixture obtained in this way as needed, and mixing using a ball mill etc.

前記溶剤としては特に制限されず、例えば、エチルカルビトール、ブタンジオール、2−ブトキシエタノール等のグリコール類;メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール;アセトン、メチルエチルケトン、ジアセトンアルコール等のケトン類;酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル類;トルエン、キシレン、酢酸ベンジル等の芳香族類等が挙げられる。これらの溶剤は、単独で用いられてもよく2種以上が併用されてもよい。   The solvent is not particularly limited, and examples thereof include glycols such as ethyl carbitol, butanediol, and 2-butoxyethanol; alcohols such as methanol, ethanol, propanol, and butanol; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and diacetone alcohol; Examples thereof include esters such as methyl acetate and ethyl acetate; aromatics such as toluene, xylene and benzyl acetate. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

前記バインダとしては特に限定されず、例えば、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、エチルセルロース樹脂等が挙げられる。これらのバインダは、単独で用いられてもよく2種以上が併用されてもよい。また、DOP(ビス(2−エチルヘキシル)フタレート)、DMP(ジメチルフタレート)、DEP(ジエチルフタレート)、DBP(ジブチルフタレート)などの可塑剤を用いてもよい。   The binder is not particularly limited, and examples thereof include acrylic resin, polyvinyl butyral resin, polyvinyl acetal resin, and ethyl cellulose resin. These binders may be used independently and 2 or more types may be used together. A plasticizer such as DOP (bis (2-ethylhexyl) phthalate), DMP (dimethyl phthalate), DEP (diethyl phthalate), DBP (dibutyl phthalate), or the like may be used.

前記バインダは、予め前記溶剤に溶解し濾過してバインダ溶液にしておき、この溶液に、前記混合物を添加することが好ましい。このような操作により、スラリーにおける各成分の分散性を改善することができ、また、未溶解のバインダの発生を抑制することができる。   It is preferable that the binder is dissolved in the solvent in advance and filtered to obtain a binder solution, and the mixture is added to the solution. By such an operation, dispersibility of each component in the slurry can be improved, and generation of undissolved binder can be suppressed.

[焼成工程]
本工程では、上記混合工程で得られた混合物を焼成し、高誘電率セラミックスを得る。
[Baking process]
In this step, the mixture obtained in the mixing step is fired to obtain a high dielectric constant ceramic.

焼成の方法は、特に制限されないが、例えば、上記混合工程で得られた混合物を含むスラリーを、ポリエチレンテレフタレート(PET)等からなる基材上にシート状に塗布することによりグリーンシートが形成される。そして、当該グリーンシートを焼成することにより高誘電率セラミックスを得ることができる。   The firing method is not particularly limited. For example, a green sheet is formed by applying a slurry containing the mixture obtained in the above mixing step onto a substrate made of polyethylene terephthalate (PET) or the like in a sheet form. . And high dielectric constant ceramics can be obtained by baking the said green sheet.

塗布方法は特に制限されず、例えば、ドクターブレード法、カレンダーロール法、圧延法、スクリーン印刷法等が挙げられる。   The coating method is not particularly limited, and examples thereof include a doctor blade method, a calendar roll method, a rolling method, a screen printing method, and the like.

焼成温度は、1000℃以上1200℃未満である。焼成温度が1000℃未満であると、十分に密度が上がらず、得られるセラミックスの誘電率が低下する。一方、1200℃以上であると、粒成長を起こしてしまい、誘電率の低下やMLCCの信頼性の低下が起こる。焼成温度は、好ましくは1000〜1180℃、より好ましくは1050〜1150℃である。   The firing temperature is 1000 ° C. or more and less than 1200 ° C. When the firing temperature is less than 1000 ° C., the density is not sufficiently increased, and the dielectric constant of the obtained ceramic is lowered. On the other hand, when the temperature is 1200 ° C. or higher, grain growth occurs, resulting in a decrease in dielectric constant and a decrease in MLCC reliability. The firing temperature is preferably 1000 to 1180 ° C, more preferably 1050 to 1150 ° C.

焼成は、不活性ガス雰囲気下で行う。不活性ガス雰囲気下で焼成を行うことにより、ニッケル内部電極の酸化が起こらず、得られた高誘電率セラミックスを、ニッケル内部電極を使用したMLCCへ適用することができる。   Firing is performed in an inert gas atmosphere. By firing in an inert gas atmosphere, the nickel internal electrode is not oxidized, and the obtained high dielectric constant ceramic can be applied to MLCCs using the nickel internal electrode.

前記不活性ガス雰囲気としては特に制限されず、例えば、アルゴン雰囲気下、ヘリウム雰囲気下、ネオン雰囲気下、クリプトン雰囲気下、窒素雰囲気下などが挙げられる。また、窒素に対して少量の水素が混合された雰囲気も好適に用いられる。好ましくは、窒素に対して、0.5〜5体積%の水素が混合された雰囲気である。   The inert gas atmosphere is not particularly limited, and examples thereof include an argon atmosphere, a helium atmosphere, a neon atmosphere, a krypton atmosphere, and a nitrogen atmosphere. An atmosphere in which a small amount of hydrogen is mixed with nitrogen is also preferably used. An atmosphere in which 0.5 to 5% by volume of hydrogen is mixed with nitrogen is preferable.

[積層セラミックコンデンサ]
グリーンシートを焼成することにより得られる高誘電率セラミックスは、薄膜状となっており、MLCCの誘電体層として用いることができる。すなわち、本発明は、上記製造方法により得られた高誘電率セラミックスからなる誘電体層を備える、積層セラミックコンデンサを提供する。
[Multilayer ceramic capacitor]
A high dielectric constant ceramic obtained by firing a green sheet has a thin film shape and can be used as a dielectric layer of MLCC. That is, the present invention provides a multilayer ceramic capacitor comprising a dielectric layer made of a high dielectric constant ceramic obtained by the above production method.

本発明に係る積層セラミックコンデンサの製造方法としては特に制限されないが、例えば、以下のようにして製造される。まず、前記グリーンシート上に、上記の各種金属等を含有する内部電極用導電性ペーストを所定形状にスクリーン印刷して、内部電極用導電性ペースト膜を形成する。   Although it does not restrict | limit especially as a manufacturing method of the multilayer ceramic capacitor which concerns on this invention, For example, it manufactures as follows. First, on the green sheet, the internal electrode conductive paste containing the above various metals and the like is screen-printed in a predetermined shape to form an internal electrode conductive paste film.

内部電極の材料としては特に制限されず、例えば、Cu、Ni、W、Mo、Ag等の金属またはこれらの合金等からなるものなどが挙げられる。   The material for the internal electrode is not particularly limited, and examples thereof include a metal such as Cu, Ni, W, Mo, Ag, or an alloy thereof.

外部電極の材料としては特に制限されず、例えば、Cu、Ni、W、Mo、Ag等の金属またはこれらの合金;In−Ga、Ag−10Pd等の合金;カーボン、グラファイト、カーボンとグラファイトとの混合物等からなるものなどが挙げられる。   The material of the external electrode is not particularly limited, and examples thereof include metals such as Cu, Ni, W, Mo, and Ag or alloys thereof; alloys such as In—Ga and Ag-10Pd; carbon, graphite, and carbon and graphite. What consists of a mixture etc. are mentioned.

次いで、内部電極用導電性ペースト膜が形成された複数のグリーンシートを積層するとともに、これらグリーンシートを挟むように、導電性ペースト膜が形成されていないグリーンシートを積層して、圧着した後、必要に応じてカットすることによって、積層体(グリーンチップ)を得る。   Then, after laminating a plurality of green sheets on which the internal electrode conductive paste film is formed, and laminating and crimping the green sheets on which the conductive paste film is not formed so as to sandwich the green sheets, A laminated body (green chip) is obtained by cutting as necessary.

そして、得られた積層体(グリーンチップ)に脱バインダ処理を施した後、当該グリーンチップを、不活性ガス雰囲気下において焼成して、コンデンサチップ体を得る。コンデンサチップ体においては、グリーンシートを焼成してなる焼結体からなる誘電体層と内部電極とが交互に積層されている。   And after performing a binder removal process to the obtained laminated body (green chip), the said green chip is baked in inert gas atmosphere, and a capacitor chip body is obtained. In the capacitor chip body, dielectric layers made of a sintered body obtained by firing green sheets and internal electrodes are alternately laminated.

なお、得られたコンデンサチップ体には、誘電体層を再酸化するためアニール処理を施すことが好ましい。   The obtained capacitor chip body is preferably subjected to an annealing treatment in order to reoxidize the dielectric layer.

次に、コンデンサチップ体の端面から露出した内部電極の各端縁それぞれに外部電極が電気的に接続するように、コンデンサチップ体の端面上に、上記の各種金属等を含有する外部電極用ペーストを塗布することによって外部電極を形成する。そして、必要に応じ、外部電極表面に、めっき等により被覆層を形成する。このようにして、本発明に係る積層セラミックコンデンサを製造することができる。   Next, an external electrode paste containing the above various metals on the end face of the capacitor chip body so that the external electrode is electrically connected to each edge of the internal electrode exposed from the end face of the capacitor chip body. The external electrode is formed by coating. Then, if necessary, a coating layer is formed on the external electrode surface by plating or the like. In this way, the multilayer ceramic capacitor according to the present invention can be manufactured.

以下、実施例を掲げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。なお、使用した薬品は以下の通りである。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is hung up and this invention is demonstrated further in detail, this invention is not limited only to these Examples. The chemicals used are as follows.

BaCO3:堺化学工業株式会社製、BW−KH50
MgO:シーアイ化成株式会社製、Nano Teck
SiO2:シーアイ化成株式会社製、Nano Teck
Mn34:シーアイ化成株式会社製、Nano Teck
25:シーアイ化成株式会社製、Nano Teck
Dy23::シーアイ化成株式会社製、Nano Teck
Al23:シーアイ化成株式会社製、Nano Teck
La23:シーアイ化成株式会社製、Nano Teck
(実施例1)
水熱合成法で得られた平均粒径D50が80nmであるチタン酸バリウム粉末に対して、ランタン化合物である酸化ランタン(La23)をLa換算で0.5at%、BaCO3をBa換算で1.2at%、SiO2をSi換算で1.3at%、Mn34をMn換算で0.15at%、MgOをMg換算で1.3at%、V25をV換算で0.1at%、Dy23をDy換算で0.8at%、およびAl23をAl換算で0.25at%添加した。
BaCO 3 : manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd., BW-KH50
MgO: manufactured by CI Kasei Co., Ltd., Nano Teck
SiO 2 : manufactured by CI Kasei Co., Ltd., Nano Check
Mn 3 O 4 : manufactured by CI Kasei Co., Ltd., Nano Teck
V 2 O 5 : manufactured by CI Kasei Co., Ltd., Nano Check
Dy 2 O 3 :: manufactured by CI Kasei Co., Ltd., Nano Teck
Al 2 O 3 : manufactured by CI Kasei Co., Ltd., Nano Check
La 2 O 3 : manufactured by CI Kasei Co., Ltd., Nano Teck
Example 1
For the barium titanate powder having an average particle diameter D50 of 80 nm obtained by the hydrothermal synthesis method, lanthanum oxide (La 2 O 3 ) as a lanthanum compound is 0.5 at% in terms of La, and BaCO 3 is in terms of Ba. 1.2 at%, SiO 2 is 1.3 at% in terms of Si, Mn 3 O 4 is 0.15 at% in terms of Mn, MgO is 1.3 at% in terms of Mg, and V 2 O 5 is 0.00 in terms of V. 1 at%, Dy 2 O 3 was added at 0.8 at% in terms of Dy, and Al 2 O 3 was added at 0.25 at% in terms of Al.

次いで、ポリカルボン酸系分散剤(ビッグケミージャパン株式会社製、商品名:BYK−110)チタン酸バリウムに対して、2質量%となるように添加し、ホモジナイザーで混合した。次に、得られた混合物を、遠心力でビーズとスラリーの分離を行う機能が付いた縦型ビーズミルを用いて分散・解砕して、組成物のスラリーを得た。   Next, a polycarboxylic acid-based dispersant (manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd., trade name: BYK-110) was added to barium titanate so as to be 2% by mass and mixed with a homogenizer. Next, the obtained mixture was dispersed and pulverized by using a vertical bead mill having a function of separating beads and slurry by centrifugal force to obtain a slurry of the composition.

得られたスラリーをボールミルに入れ、トルエン−エタノール混合溶剤(50:50質量比)、ポリビニルブチラール樹脂系バインダ(積水化学工業株式会社製、商品名:BM−2)および可塑剤(ナカライテスク株式会社製、商品名:DOP)を適度な粘度になるまで添加・混合し、グリーンシート形成用スラリーを調製した。そして、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム上に、ドクターブレード法により当該スラリーを塗布してグリーンシートを作製した。   The obtained slurry was put into a ball mill, a toluene-ethanol mixed solvent (50:50 mass ratio), a polyvinyl butyral resin binder (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., trade name: BM-2) and a plasticizer (Nacalai Tesque, Inc.). Manufactured and trade name: DOP) was added and mixed until an appropriate viscosity was obtained to prepare a slurry for forming a green sheet. And the said slurry was apply | coated by the doctor blade method on the polyethylene terephthalate (PET) film, and the green sheet was produced.

次に、グリーンシート上に、Ni粉末を含む内部電極用の導電ペーストを所定形状にスクリーン印刷した後、導電ペースト膜が形成されたグリーンシートを複数枚積層し、熱圧着して一体化し、積層体を作製した。   Next, on the green sheet, a conductive paste for internal electrodes containing Ni powder is screen-printed in a predetermined shape, and then a plurality of green sheets on which a conductive paste film is formed are laminated and integrated by thermocompression bonding. The body was made.

そして、その積層体を、300℃で10時間、空気中で加熱することで有機バインダを除去した後、下記表1に示す各焼成温度で1体積%のH2ガスを含むN2ガス雰囲気において2時間焼成し、さらに1000℃のN2ガス雰囲気中で2時間再酸化処理して焼成し、コンデンサチップ体を得た。次に、得られたコンデンサチップ体の端面をサンドブラストにて研磨した後、In−Ga電極を前記端面に塗布することによって外部電極を形成し、図1に示す構造を有する積層セラミックコンデンサを作製した。 Then, the laminate 10 hours at 300 ° C., after removing the organic binder by heating in air, in an N 2 gas atmosphere containing 1 vol% of H 2 gas at the firing temperature shown in Table 1 The capacitor chip body was obtained by firing for 2 hours and further firing by reoxidation treatment in an N 2 gas atmosphere at 1000 ° C. for 2 hours. Next, after polishing the end face of the obtained capacitor chip body by sand blasting, an external electrode was formed by applying an In-Ga electrode to the end face, and a multilayer ceramic capacitor having the structure shown in FIG. 1 was produced. .

(実施例2)
ランタン化合物の混合量は、チタン酸バリウムに対するランタンの原子数換算で1.0at%としたこと以外は、実施例1と同様にして、積層セラミックコンデンサを作製した。
(Example 2)
A multilayer ceramic capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of the lanthanum compound mixed was 1.0 at% in terms of the number of lanthanum atoms relative to barium titanate.

(実施例3)
ランタン化合物の混合量は、チタン酸バリウムに対するランタンの原子数換算で1.5at%としたこと以外は、実施例1と同様にして、積層セラミックコンデンサを作製した。
(Example 3)
A multilayer ceramic capacitor was produced in the same manner as in Example 1, except that the amount of the lanthanum compound mixed was 1.5 at% in terms of the number of lanthanum atoms relative to barium titanate.

(比較例1)
酸化ランタンを加えずに、かつ焼成温度を1075℃、1090℃、1105℃、1120℃、1135℃、および1200℃としたこと以外は、実施例1と同様にして、積層セラミックコンデンサを作製した。
(Comparative Example 1)
A multilayer ceramic capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that lanthanum oxide was not added and the firing temperature was 1075 ° C., 1090 ° C., 1105 ° C., 1120 ° C., 1135 ° C., and 1200 ° C.

(比較例2)
ランタン化合物の混合量は、チタン酸バリウムに対するランタンの原子数換算で2.0at%とし、かつ焼成温度を1075℃、1090℃、1105℃、1120℃、1135℃、および1200℃としたこと以外は、実施例1と同様にして、積層セラミックコンデンサを作製した。
(Comparative Example 2)
The mixing amount of the lanthanum compound is 2.0 at% in terms of the number of lanthanum atoms relative to barium titanate, and the firing temperature is 1075 ° C., 1090 ° C., 1105 ° C., 1120 ° C., 1135 ° C., and 1200 ° C. In the same manner as in Example 1, a multilayer ceramic capacitor was produced.

(比較例3)
焼成温度を1200℃としたこと以外は、実施例1と同様にして、積層セラミックコンデンサを作製した。
(Comparative Example 3)
A multilayer ceramic capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that the firing temperature was 1200 ° C.

(比較例4)
焼成温度を1200℃としたこと以外は、実施例2と同様にして、積層セラミックコンデンサを作製した。
(Comparative Example 4)
A multilayer ceramic capacitor was produced in the same manner as in Example 2 except that the firing temperature was 1200 ° C.

(比較例5)
焼成温度を1200℃としたこと以外は、実施例3と同様にして、積層セラミックコンデンサを作製した。
(Comparative Example 5)
A multilayer ceramic capacitor was produced in the same manner as in Example 3 except that the firing temperature was 1200 ° C.

得られた各積層セラミックコンデンサについて、誘電体層の誘電率および密度を評価した。評価結果を表1、図2および図3に示す。なお、誘電率εは、温度25℃、周波数1kHz、電圧0.5V/μmの条件で、LCRメーターを用いて静電容量を測定し、この測定によって得られた静電容量、誘電体層の厚さ、および内部電極面積から算出した。また、密度(g/cm3)は、アルキメデス法を用いて測定した。 For each of the obtained multilayer ceramic capacitors, the dielectric constant and density of the dielectric layer were evaluated. The evaluation results are shown in Table 1, FIG. 2 and FIG. The dielectric constant ε is a capacitance measured using an LCR meter under the conditions of a temperature of 25 ° C., a frequency of 1 kHz, and a voltage of 0.5 V / μm. It calculated from thickness and an internal electrode area. The density (g / cm 3 ) was measured using the Archimedes method.

表1、図2および図3に示すように、焼結性(密度)に関しては、La添加量が増えると焼結性も向上することが明らかとなった。そして、La添加量が1.5at%であれば1075℃でも充分に焼結した。また、誘電率εに関しては、La添加量が増えると、密度と同様に誘電率εも増大することが明らかとなった。しかしながら、La添加量が2.0at%では、異常粒成長が起こることが分かった。   As shown in Table 1, FIG. 2, and FIG. 3, it became clear that regarding the sinterability (density), the sinterability improves as the La addition amount increases. And if La addition amount was 1.5 at%, it sintered sufficiently even at 1075 degreeC. Further, with respect to the dielectric constant ε, it has been clarified that the dielectric constant ε increases as the La content increases. However, it was found that abnormal grain growth occurs when the La addition amount is 2.0 at%.

さらに、焼成温度が1200℃の場合、誘電率および密度が低下することが分かった。   Furthermore, it has been found that when the firing temperature is 1200 ° C., the dielectric constant and density decrease.

1 積層セラミックコンデンサ、
2 コンデンサチップ体、
3 誘電体層、
4 内部電極、
5 外部電極。
1 Multilayer ceramic capacitor,
2 capacitor chip body,
3 dielectric layers,
4 internal electrodes,
5 External electrode.

Claims (3)

平均粒子径が50nm以上100nm未満であるチタン酸アルカリ土類金属化合物とランタン化合物とを混合する工程と、
前記混合する工程で得られた混合物を、不活性ガス雰囲気下、1000℃以上1200℃未満の温度で焼成する工程と、
を有し、
前記ランタン化合物の混合量が、前記チタン酸アルカリ土類金属化合物に対するランタンの原子数換算で0.5〜1.5at%である、高誘電率セラミックスの製造方法。
A step of mixing an alkaline earth metal titanate compound having an average particle size of 50 nm or more and less than 100 nm and a lanthanum compound;
Firing the mixture obtained in the mixing step at a temperature of 1000 ° C. or more and less than 1200 ° C. in an inert gas atmosphere;
Have
A method for producing a high dielectric constant ceramic, wherein a mixing amount of the lanthanum compound is 0.5 to 1.5 at% in terms of the number of lanthanum atoms relative to the alkaline earth metal titanate compound.
請求項1に記載の製造方法により得られる高誘電率セラミックス。   A high dielectric constant ceramic obtained by the production method according to claim 1. 請求項1に記載の製造方法により得られた高誘電率セラミックスからなる誘電体層を備える、積層セラミックコンデンサ。   A multilayer ceramic capacitor comprising a dielectric layer made of a high dielectric constant ceramic obtained by the manufacturing method according to claim 1.
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