特開 2023-158176 セラミック電子部品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023158176

(43)【公開日】2023-10-26

(54)【発明の名称】セラミック電子部品

(51)【国際特許分類】

   H01G 4/30 20060101AFI20231019BHJP

【ＦＩ】

H01G4/30 201D

H01G4/30 516

【審査請求】有

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023146229

(22)【出願日】2023-09-08

(62)【分割の表示】P 2020182105の分割

【原出願日】2020-10-30

(71)【出願人】

【識別番号】000204284

【氏名又は名称】太陽誘電株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087480

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 修平

(72)【発明者】

【氏名】山田 一樹

(72)【発明者】

【氏名】水野 高太郎

(72)【発明者】

【氏名】加藤 洋一

(72)【発明者】

【氏名】増田 秀俊

(57)【要約】

【課題】 寿命特性を向上させることができるセラミック電子部品を提供する。
【解決手段】 セラミック電子部品は、セラミックを主成分とする複数の誘電体層と、複数の内部電極層と、が積層された積層チップを備え、前記内部電極層は、Ｎｉと、Ｓｎと、Ａｕと、を含み、前記誘電体層の厚さ方向において、前記内部電極層との界面部分から内部に向かって、Ａｕの濃度およびＳｎの濃度が徐々に低下するような濃度勾配が形成されていることを特徴とする。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

セラミックを主成分とする複数の誘電体層と、複数の内部電極層と、が積層された積層チップを備え、
前記内部電極層は、Ｎｉと、Ｓｎと、Ａｕと、を含み、
前記誘電体層の厚さ方向において、前記内部電極層との界面部分から内部に向かって、Ａｕの濃度およびＳｎの濃度が徐々に低下するような濃度勾配が形成されていることを特徴とするセラミック電子部品。

【請求項2】

前記内部電極層において、Ｎｉに対する、Ｓｎ含有量と、Ａｕ含有量との合計は、０．０１ａｔ％以上、９５ａｔ％以下であることを特徴とする請求項１に記載のセラミック電子部品。

【請求項3】

前記内部電極層において、Ｎｉに対する、Ｓｎ含有量と、Ａｕ含有量との合計は、０．２ａｔ％以上、１０ａｔ％以下であることを特徴とする請求項２に記載のセラミック電子部品。

【請求項4】

前記内部電極層において、Ａｕ含有量は、Ｓｎ含有量より少ないことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のセラミック電子部品。

【請求項5】

前記内部電極層において、厚さ方向の中心部よりも、前記誘電体層との界面近傍において、Ｓｎの濃度が高いことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のセラミック電子部品。

【請求項6】

前記内部電極層において、積層方向の中心部よりも、前記誘電体層との界面近傍において、Ａｕの濃度が高いことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のセラミック電子部品。

【請求項7】

前記内部電極層において、Ｎｉに対する、Ｓｎ含有量と、Ａｕ含有量との合計は、０．２ａｔ％以上、１０ａｔ％以下であり、Ａｕ含有量は、Ｓｎ含有量より少ないことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のセラミック電子部品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、セラミック電子部品に関する。

【背景技術】

【0002】

積層セラミックコンデンサなどのセラミック電子部品の内部電極には、Ｎｉ（ニッケル）が用いられている。焼成工程においては、Ｎｉの酸化を防ぐために、雰囲気を還元雰囲気とすることが多い。しかしながら、焼成工程の雰囲気を還元雰囲気にすると、誘電体層に酸素欠陥が生成し、信頼性が劣化するおそれがある。そこで、Ｎｉの内部電極にＳｎを含ませることで、コンデンサの信頼性を向上させる技術が開示されている（例えば、特許文献１，２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第１４／０２４５３８号

【特許文献2】特表２００５－５０５６９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、Ｎｉを内部電極に用いると、セラミック電子部品の寿命特性に改善の余地がある。

【0005】

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、寿命特性を向上させることができるセラミック電子部品を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係るセラミック電子部品は、セラミックを主成分とする複数の誘電体層と、複数の内部電極層と、が積層された積層チップを備え、前記内部電極層は、Ｎｉと、Ｓｎと、Ａｕと、を含むことを特徴とする。

【0007】

上記セラミック電子部品における前記内部電極層において、Ｎｉに対する、Ｓｎ含有量と、Ａｕ含有量との合計は、０．０１ａｔ％以上、９５ａｔ％以下であってもよい。

【0008】

上記セラミック電子部品における前記内部電極層において、Ｎｉに対する、Ｓｎ含有量と、Ａｕ含有量との合計は、０．２ａｔ％以上、１０ａｔ％以下であってもよい。

【0009】

上記セラミック電子部品における前記内部電極層において、Ａｕ含有量は、Ｓｎ含有量より少なくてもよい。

【0010】

上記セラミック電子部品における前記内部電極層において、厚さ方向の中心部よりも、前記誘電体層との界面近傍において、Ｓｎの濃度が高くてもよい。

【0011】

上記セラミック電子部品における前記内部電極層において、積層方向の中心部よりも、前記誘電体層との界面近傍において、Ａｕの濃度が高くてもよい。

【0012】

本発明に係るセラミック電子部品の製造方法は、誘電体グリーンシート上に、Ｎｉと、Ｓｎと、Ａｕと、を含む内部電極パターンを形成することによって積層単位を形成する工程と、複数の前記積層単位を積層することによって積層体を形成する工程と、前記積層体を焼成する工程と、を含むことを特徴とする。

【0013】

上記セラミック電子部品の製造方法において、前記積層単位を形成する工程は、前記誘電体グリーンシートに、真空成膜プロセスによって前記内部電極パターンを成膜する工程であってもよい。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、寿命特性を向上させることができるセラミック電子部品を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】積層セラミックコンデンサの部分断面斜視図である。

【図2】図１のＡ－Ａ線断面図である。

【図3】図１のＢ－Ｂ線断面図である。

【図4】内部電極層への添加元素がＮｉの拡散に及ぼす影響を示す図である。

【図5】（ａ）は内部電極層におけるＳｎ濃度を例示する図であり、（ｂ）は内部電極層におけるＡｕ濃度を例示する図である。

【図6】積層セラミックコンデンサの製造方法のフローを例示する図である。

【図7】（ａ）および（ｂ）は積層工程を例示する図である。

【図8】実施例および比較例について、故障に至るまでの時間と、累積故障率との関係を示すワイブルプロット図である。

【図9】（ａ）～（ｃ）は誘電体層におけるＮｉ濃度を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照しつつ、実施形態について説明する。

【0017】

（実施形態）
図１は、実施形態に係る積層セラミックコンデンサ１００の部分断面斜視図である。図２は、図１のＡ－Ａ線断面図である。図３は、図１のＢ－Ｂ線断面図である。図１～図３で例示するように、積層セラミックコンデンサ１００は、略直方体形状を有する積層チップ１０と、積層チップ１０のいずれかの対向する２端面に設けられた外部電極２０ａ，２０ｂとを備える。なお、積層チップ１０の当該２端面以外の４面のうち、積層方向の上面および下面以外の２面を側面と称する。外部電極２０ａ，２０ｂは、積層チップ１０の積層方向の上面、下面および２側面に延在している。ただし、外部電極２０ａ，２０ｂは、互いに離間している。なお、図１において、Ｘ軸方向（第１方向）は、積層チップ１０の長さ方向であって、積層チップ１０の２端面が対向する方向であり、外部電極２０ａと外部電極２０ｂとが対向する方向である。Ｙ軸方向（第２方向）は、内部電極層の幅方向である。Ｚ軸方向は、積層方向である。Ｘ軸方向と、Ｙ軸方向と、Ｚ軸方向とは、互いに直交している。

【0018】

積層チップ１０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１１と、卑金属材料を含む内部電極層１２とが、交互に積層された構成を有する。各内部電極層１２の端縁は、積層チップ１０の外部電極２０ａが設けられた端面と、外部電極２０ｂが設けられた端面とに、交互に露出している。それにより、各内部電極層１２は、外部電極２０ａと外部電極２０ｂとに、交互に導通している。その結果、積層セラミックコンデンサ１００は、複数の誘電体層１１が内部電極層１２を介して積層された構成を有する。また、誘電体層１１と内部電極層１２との積層体において、積層方向の最外層には内部電極層１２が配置され、当該積層体の上面および下面は、カバー層１３によって覆われている。カバー層１３は、セラミック材料を主成分とする。例えば、カバー層１３の材料は、誘電体層１１とセラミック材料の主成分が同じである。

【0019】

積層セラミックコンデンサ１００のサイズは、例えば、長さ０．２５ｍｍ、幅０．１２５ｍｍ、高さ０．１２５ｍｍであり、または長さ０．４ｍｍ、幅０．２ｍｍ、高さ０．２ｍｍ、または長さ０．６ｍｍ、幅０．３ｍｍ、高さ０．３ｍｍであり、または長さ１．０ｍｍ、幅０．５ｍｍ、高さ０．５ｍｍであり、または長さ３．２ｍｍ、幅１．６ｍｍ、高さ１．６ｍｍであり、または長さ４．５ｍｍ、幅３．２ｍｍ、高さ２．５ｍｍであるが、これらのサイズに限定されるものではない。

【0020】

誘電体層１１は、例えば、一般式ＡＢＯ_３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成分とする。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ＡＢＯ_３－αを含む。例えば、当該セラミック材料として、ＢａＴｉＯ_３（チタン酸バリウム），ＣａＺｒＯ_３（ジルコン酸カルシウム），ＣａＴｉＯ_３（チタン酸カルシウム），ＳｒＴｉＯ_３（チタン酸ストロンチウム），ペロブスカイト構造を形成するＢａ_{１-ｘ－ｙ}Ｃａ_ｘＳｒ_ｙＴｉ_１－ｚＺｒ_ｚＯ_３(０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，０≦ｚ≦１)等を用いることができる。１層あたりの誘電体層１１の厚みは、例えば、０．０５μｍ以上５μｍ以下であり、または０．１μｍ以上３μｍ以下であり、または０．２μｍ以上１μｍ以下である。

【0021】

図２で例示するように、外部電極２０ａに接続された内部電極層１２と外部電極２０ｂに接続された内部電極層１２とが対向する領域は、積層セラミックコンデンサ１００において電気容量を生じる領域である。そこで、当該電気容量を生じる領域を、容量領域１４と称する。すなわち、容量領域１４は、異なる外部電極に接続された隣接する内部電極層１２同士が対向する領域である。

【0022】

外部電極２０ａに接続された内部電極層１２同士が、外部電極２０ｂに接続された内部電極層１２を介さずに対向する領域を、エンドマージン１５と称する。また、外部電極２０ｂに接続された内部電極層１２同士が、外部電極２０ａに接続された内部電極層１２を介さずに対向する領域も、エンドマージン１５である。すなわち、エンドマージン１５は、同じ外部電極に接続された内部電極層１２が異なる外部電極に接続された内部電極層１２を介さずに対向する領域である。エンドマージン１５は、電気容量を生じない領域である。

【0023】

図３で例示するように、積層チップ１０において、積層チップ１０の２側面から内部電極層１２に至るまでの領域をサイドマージン１６と称する。すなわち、サイドマージン１６は、上記積層構造において積層された複数の内部電極層１２が２側面側に延びた端部を覆うように設けられた領域である。サイドマージン１６も、電気容量を生じない領域である。

【0024】

このような積層セラミックコンデンサ１００において、内部電極層１２にＮｉを用いると、誘電体層１１に酸素欠陥が生じるなどして誘電体層１１の信頼性が劣化するおそれがある。例えば、焼成工程の際にＮｉの酸化を抑制するために雰囲気を還元雰囲気とすると、誘電体層１１に酸素欠陥が生じやすい。酸素欠陥が生じた誘電体層１１を薄層化して高電界強度の電圧を印加すると、誘電体層１１の耐久性が不十分となる。この場合、積層セラミックコンデンサ１００の寿命が短くなる、寿命にバラツキが生じる、など、寿命特性が劣化するおそれがある。そこで、本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ１００は、寿命特性を向上させる構成を有している。

【0025】

まず、内部電極層１２は、Ｎｉに加えてＳｎを含んでいる。内部電極層１２がＮｉとＳｎとを含むことで、積層セラミックコンデンサ１００の寿命を向上させることができる。例えば、ＮｉとＳｎとが合金化することで、内部電極層１２と誘電体層１１との界面の状態が変化することで、積層セラミックコンデンサ１００の寿命が向上すると考えられる。

【0026】

次に、メカニズムは明らかになっていないが、内部電極層１２に含まれるＮｉが誘電体層１１に拡散すると、積層セラミックコンデンサ１００に十分な寿命が得られない傾向が認められている。したがって、内部電極層１２から誘電体層１１へのＮｉの拡散を抑制することが求められる。そこで、本発明者らは、内部電極層１２への添加元素がＮｉの拡散に及ぼす影響を調べた。

【0027】

まず、４種類のサンプルを用意した。第１サンプルとして、チタン酸バリウムを主成分とする誘電体グリーンシート上にＮｉからなる内部電極パターン（厚さは２００ｎｍ）をスパッタリングで形成したサンプルを用意した。第２サンプルとして、チタン酸バリウムを主成分とする誘電体グリーンシート上に３．３μｇのＮｉペーストを印刷したサンプルを用意した。第３サンプルとして、チタン酸バリウムを主成分とする誘電体グリーンシート上にＮｉおよびＳｎを含む内部電極パターン（Ｓｎが３．２ａｔｍ％で、厚さは２００ｎｍ）をスパッタリングで形成したサンプルを用意した。第４サンプルとして、チタン酸バリウムを主成分とする誘電体グリーンシート上にＮｉおよびＡｕを含む内部電極パターン（Ａｕが１．０ａｔｍ％で、厚さは２００ｎｍ）をスパッタリングで形成したサンプルを用意した。

【0028】

各サンプルに対して、酸素分圧１０^－５ａｔｍ～１０^－８ａｔｍの還元雰囲気中で１１００℃～１３００℃で焼成を行ない、サンプルを作製した。Ｌａ－ＩＣＰ（レーザアブレーション融合イオンプラズマ質量分析）を用いて、誘電体層におけるＮｉ濃度を測定した。内部電極層からの距離と、Ｎｉ濃度比である（Ｎｉ／Ｔｉ）ａｔｍ％との関係を測定した。

【0029】

図４は、結果を示す図である。図４に示すように、第１サンプル～第３サンプルについては、内部電極層から離れた箇所でもＮｉ濃度が高くなった。これは、焼成の際にＮｉが拡散したからであると考えられる。これに対して、第４サンプルについては、内部電極層から離れた箇所ではＮｉ濃度が低くなった。これは、焼成の際にＮｉの拡散が抑制されたからであると考えられる。これらの結果から、内部電極層にＡｕを添加することで、誘電体層へのＮｉの拡散が抑制されることが確認された。

【0030】

そこで、本実施形態に係る内部電極層１２は、Ｎｉに加えてＳｎを含むとともに、Ａｕを含んでいる。内部電極層１２がＡｕをさらに含むことで、ＡｕがＮｉの拡散をバリアする機能を有し、誘電体層１１へのＮｉの拡散がより一層抑制される。それにより、誘電体層１１の高電界強度の電圧印加に対する耐久性が向上する。その結果、積層セラミックコンデンサ１００の寿命が向上する。寿命が向上することによって短い寿命が含まれなくなり、寿命のバラツキも抑制される。そのため、積層セラミックコンデンサ１００の寿命特性が向上する。

【0031】

内部電極層１２の厚みは、例えば、０．０１μｍ以上５μｍ以下であり、または０．０５μｍ以上３μｍ以下であり、または０．１μｍ以上１μｍ以下である。

【0032】

なお、内部電極層１２におけるＳｎの含有量が少ないと、内部電極層１２と誘電体層１１との界面の状態を十分に制御できないおそれがある。また、Ａｕの含有量が少ないと、十分にＮｉの拡散を抑制できないおそれがある。そこで、Ｓｎ含有量と、Ａｕの含有量と、の合計に下限を設けることが好ましい。例えば、内部電極層１２において、Ｎｉに対する、Ｓｎ含有量とＡｕの含有量との合計は、０．０１ａｔ％以上であることが好ましく、０．０５ａｔ％以上であることがより好ましく、０．１ａｔ％以上であることがさらに好ましく、０．２ａｔ％以上であることがさらに好ましい。

【0033】

一方、Ｓｎ含有量と、Ａｕの含有量との合計が多いと、融点の低下やコストアップといった不具合が生じるおそれがある。そこで、Ｓｎ含有量と、Ａｕの含有量との合計に上限を設けることが好ましい。例えば、内部電極層１２において、Ｎｉに対する、Ｓｎ含有量とＡｕの含有量との合計は、９５ａｔ％以下であることが好ましく、５０ａｔ％以下であることがより好ましく、１０ａｔ％以下であることがさらに好ましい。

【0034】

なお、Ｓｎ含有量とＡｕ含有量との合計が０．２ａｔ％以上１０ａｔ％以下であれば、Ａｕ含有量がＳｎ含有量より少なくても内部電極層１２と誘電体層１１との界面の状態を制御しつつＮｉの拡散を抑制することができる。そこで、Ｓｎ含有量とＡｕ含有量との合計が０．２ａｔ％以上１０ａｔ％以下であれば、Ａｕ使用量を減らしてコストを下げる観点から、Ａｕ含有量がＳｎ含有量よりも少ないことが好ましい。

【0035】

なお、内部電極層１２における誘電体層１１との界面近傍において、Ｓｎ濃度が高くなっていることが好ましい。信頼性を支配するのは内部電極層全体ではなく、誘電体層１１と内部電極層１２との界面の近傍のみだからである。そこで、図５（ａ）で例示するように、内部電極層１２においては、厚さ方向の中心部においてはＳｎ濃度が低く、誘電体層１１との界面近傍においてはＳｎ濃度が高くなるような濃度勾配が形成されていることが好ましい。また、図５（ｂ）で例示するように、内部電極層１２における誘電体層１１との界面近傍において、Ａｕの濃度が高くなっていることが好ましい。誘電体層１１へのＮｉの拡散を効率的に抑制できる状態だからである。そこで、内部電極層１２においては、積層方向の中心部においてはＡｕの濃度が低く、誘電体層１１との界面近傍においてはＡｕの濃度が高くなるような濃度勾配が形成されていることが好ましい。

【0036】

続いて、積層セラミックコンデンサ１００の製造方法について説明する。図６は、積層セラミックコンデンサ１００の製造方法のフローを例示する図である。

【0037】

（原料粉末作製工程）
まず、誘電体層１１を形成するための誘電体材料を用意する。誘電体層１１に含まれるＡサイト元素およびＢサイト元素は、通常はＡＢＯ_３の粒子の焼結体の形で誘電体層１１に含まれる。例えば、ＢａＴｉＯ_３は、ペロブスカイト構造を有する正方晶化合物であって、高い誘電率を示す。このＢａＴｉＯ_３は、一般的に、二酸化チタンなどのチタン原料と炭酸バリウムなどのバリウム原料とを反応させてチタン酸バリウムを合成することで得ることができる。誘電体層１１の主成分セラミックの合成方法としては、従来種々の方法が知られており、例えば固相法、ゾル－ゲル法、水熱法等が知られている。本実施形態においては、これらのいずれも採用することができる。

【0038】

得られたセラミック粉末に、目的に応じて所定の添加化合物を添加する。添加化合物としては、マグネシウム（Ｍｇ）、マンガン（Ｍｎ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、希土類元素(イットリウム（Ｙ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホロミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ)、ツリウム（Ｔｍ）およびイッテルビウム（Ｙｂ）)の酸化物、または、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル、リチウム（Ｌｉ）、ホウ素（Ｂ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）もしくはケイ素（Ｓｉ）を含む酸化物、または、コバルト、ニッケル、リチウム、ホウ素、ナトリウム、カリウムもしくはケイ素を含むガラスが挙げられる。

【0039】

例えば、セラミック原料粉末に添加化合物を含む化合物を湿式混合し、乾燥および粉砕してセラミック材料を調製する。例えば、上記のようにして得られたセラミック材料について、必要に応じて粉砕処理して粒径を調節し、あるいは分級処理と組み合わせることで粒径を整えてもよい。以上の工程により、誘電体材料が得られる。

【0040】

（積層工程）
次に、得られた誘電体材料に、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５１上に例えば厚み０．５μｍ以上１．０μｍ以下の誘電体グリーンシート５２を塗工して乾燥させる。基材５１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。

【0041】

次に、図７（ａ）で例示するように、誘電体グリーンシート５２上に、内部電極パターン５３を成膜する。図７（ａ）では、一例として、誘電体グリーンシート５２上に４層の内部電極パターン５３が所定の間隔を空けて成膜されている。成膜手法は、特に限定されるものではないが、例えば、Ｎｉ－Ｓｎ－Ａｕの混合物を含む電極ペーストを用いる、Ｎｉ金属粉のペーストにＡｕやＳｎを含む成分を混ぜる、合金ターゲットを用いたスパッタなどの真空成膜、個別ターゲットを用いた同時スパッタなどを用いることができる。内部電極パターン５３が成膜された誘電体グリーンシート５２を、積層単位とする。

【0042】

次に、誘電体グリーンシート５２を基材５１から剥がしつつ、図７（ｂ）で例示するように、積層単位を積層する。

【0043】

次に、積層単位が積層されることで得られた積層体の上下にカバーシートを所定数（例えば２～１０層）だけ積層して熱圧着させ、所定チップ寸法（例えば１．０ｍｍ×０．５ｍｍ）にカットする。図７（ｂ）の例では、点線に沿ってカットする。カバーシートは、誘電体グリーンシート５２と同じ成分であってもよく、添加化合物が異なっていてもよい。

【0044】

（焼成工程）
このようにして得られたセラミック積層体を、Ｎ_２雰囲気で脱バインダ処理した後に外部電極２０ａ，２０ｂの下地層となる金属ペーストをディップ法で塗布し、酸素分圧１０^－５～１０^－８ａｔｍの還元雰囲気中で１１００～１３００℃で１０分～２時間焼成する。このようにして、積層セラミックコンデンサ１００が得られる。

【0045】

（再酸化処理工程）
その後、Ｎ_２ガス雰囲気中で６００℃～１０００℃で再酸化処理を行ってもよい。

【0046】

（めっき処理工程）
その後、めっき処理により、外部電極２０ａ，２０ｂに、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｓｎ等の金属コーティングを行ってもよい。

【0047】

本実施形態に係る製造方法によれば、内部電極層１２がＮｉに加えてＳｎを含むとともに、Ａｕを含むことになる。それにより、得られる積層セラミックコンデンサ１００の寿命が向上する。寿命が向上することによって短い寿命が含まれなくなり、寿命のバラツキも抑制される。そのため、積層セラミックコンデンサ１００の寿命特性が向上する。

【0048】

なお、上記各実施形態においては、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したが、それに限られない。例えば、バリスタやサーミスタなどの、他の電子部品を用いてもよい。

【実施例0049】

以下、実施形態に係る積層セラミックコンデンサを作製し、特性について調べた。

【0050】

（実施例１）
チタン酸バリウム粉末に対して添加物を添加し、ボールミルで十分に湿式混合粉砕して誘電体材料を得た。誘電体材料に有機バインダとしてブチラール系、溶剤としてトルエン、エチルアルコールを加えてドクターブレード法にてＰＥＴの基材上に誘電体グリーンシートを塗工した。誘電体グリーンシートの厚みは、１．０μｍとした。

【0051】

次に、誘電体グリーンシート上に、Ｎｉ－Ｓｎ－Ａｕ合金を含むペーストを用いて内部電極パターンを成膜した。Ｎｉ／Ｓｎ／Ａｕ比は、原子比で９６／２／２とした。

【0052】

次に、誘電体グリーンシートを基材から剥がしつつ、積層単位を積層した。積層の際の温度は８０℃とした。積層単位の積層後に、４ＭＰａの圧力かけてプレスした。プレス時間は、５秒とした。次に、積層単位が積層されることで得られた積層体の上下にカバーシートを所定数だけ積層して静水圧で熱圧着した。静水圧の圧力は１２０ＭＰａとし、温度は１００℃とし、プレス時間は２５秒とした。その後、所定チップ寸法（１．０ｍｍ×０．５ｍｍ×０．５ｍｍ）にカットした。

【0053】

このようにして得られたセラミック積層体を、Ｎ_２雰囲気で脱バインダ処理した後に外部電極の下地層となる金属ペーストをディップ法で塗布し、還元雰囲気下で焼成した。

【0054】

（実施例２）
Ｎｉ／Ｓｎ／Ａｕの原子比を９９．６／０．２／０．２に変更した他は、実施例１と同様の製造条件で積層セラミックコンデンサを作製した。

【0055】

（実施例３）
Ｎｉ／Ｓｎ／Ａｕの原子比を８０／１０／１０に変更した他は、実施例１と同様の製造条件で積層セラミックコンデンサを作製した。

【0056】

（比較例１）
内部電極層にＳｎもＡｕも添加しなかった。その他の製造条件は、実施例１と同様とした。

【0057】

（比較例２）
内部電極層に実施例１と同じ濃度のＡｕを添加したものの、Ｓｎを添加しなかった。その他の製造条件は、実施例１と同様とした。

【0058】

（比較例３）
内部電極層に実施例１と同じ濃度のＳｎを添加したものの、Ａｕを添加しなかった。その他の製造条件は、実施例１と同様とした。

【0059】

（寿命試験）
実施例１～３および比較例１～３のそれぞれについて、複数のサンプルの故障に至るまでの時間を測定した。測定手法は、１５０℃／１８Ｖ／μｍの直流電界下にて漏れ電流が最小漏れ電流の１０倍になるまでの時間を測定した。

【0060】

図８は、実施例１～３および比較例１～３のそれぞれについて、故障に至るまでの時間と、累積故障率との関係を示すワイブルプロット図である。表１は、図８のワイブルプロットの傾きを示す。また、表１は、実施例１～３および比較例１～３のそれぞれについて、５０％の個数のサンプルが故障した時間を示す。

【表1】

【0061】

図８および表１に示すように、比較例１では、ワイブルプロットの傾きが緩慢であり、寿命の短いサンプルが多くなった。また、サンプル間で寿命の差が大きくなった。これは、内部電極層がＳｎもＡｕも含まなかったからであると考えられる。比較例２では、比較例１よりは寿命が長くなったものの、十分な寿命が得られなかった。これは、内部電極層のＮｉにＳｎのみを加えてＡｕを加えなかったために、Ｎｉの拡散が十分に抑制されなかったからであると考えられる。比較例３では、比較例１よりは寿命が長くなったものの、十分な寿命が得られなかった。これは、内部電極層のＮｉにＡｕのみを加えてＳｎを加えなかったために、内部電極層と誘電体層との界面が十分に制御されなかったからであると考えられる。

【0062】

これに対して、実施例１～３では、どのサンプルについても寿命が十分に長くなった。また、ワイブルプロットの傾きが大きくなり、寿命のバラツキも抑制された。これは、内部電極層に、Ｎｉに加えてＳｎおよびＡｕの両方を含ませたからであると考えられる。

【0063】

実施例１および比較例２，３に対して、Ｌａ－ＩＣＰを用いて、誘電体層におけるＮｉ濃度を測定した。図９（ａ）は、比較例３の結果を示す図である。図９（ｂ）は、比較例２の結果を示す図である。図９（ｃ）は、実施例１の結果を示す図である。図９（ａ）に示すように、内部電極層にＡｕを添加しない場合には、誘電体層中に多くのＮｉが拡散していた。これに対して、図９（ｂ）に示すように、Ｓｎの代わりにＡｕを内部電極層に添加すると、誘電体層へのＮｉの拡散量が抑制されていることがわかる。さらに、図９（ｃ）に示すように、ＳｎとＡｕの両方を内部電極層に添加すると、誘電体層へのＮｉの拡散量がさらに抑制されていることがわかる。このように、内部電極層がＳｎおよびＡｕの両方を含むことで、誘電体層へのＮｉの拡散がより一層抑制されたことがわかる。これらの結果が、表１の結果が得られた要因になっているものと考えられる。

【0064】

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。

【符号の説明】

【0065】

１０ 積層チップ
１１ 誘電体層
１２ 内部電極層
１３ カバー層
１４ 容量領域
１５ エンドマージン
１６ サイドマージン
２０ａ，２０ｂ 外部電極
５１ 基材
５２ 誘電体グリーンシート
５３ 内部電極パターン
１００ 積層セラミックコンデンサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】