JP2001172081A - 誘電体磁器組成物とこれを用いた積層セラミックコンデンサとその製造方法 - Google Patents
誘電体磁器組成物とこれを用いた積層セラミックコンデンサとその製造方法Info
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- JP2001172081A JP2001172081A JP36025699A JP36025699A JP2001172081A JP 2001172081 A JP2001172081 A JP 2001172081A JP 36025699 A JP36025699 A JP 36025699A JP 36025699 A JP36025699 A JP 36025699A JP 2001172081 A JP2001172081 A JP 2001172081A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 誘電損失が小さく、絶縁抵抗の高い誘電体磁
器組成物を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明は（化１）で表わされる誘電体磁
器組成物である。 【化１】
器組成物を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明は（化１）で表わされる誘電体磁
器組成物である。 【化１】
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はテレビジョン受像機
の電子チューナ、携帯電話、ビデオカメラ等の各種電子
機器に利用される積層セラミックコンデンサに用いる誘
電体磁器組成物とこれを用いた積層セラミックコンデン
サとその製造方法に関するものである。
の電子チューナ、携帯電話、ビデオカメラ等の各種電子
機器に利用される積層セラミックコンデンサに用いる誘
電体磁器組成物とこれを用いた積層セラミックコンデン
サとその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、誘電損失が小さく、静電容量の温
度変化率が小さい特性を有する積層セラミックコンデン
サに対する要望が高まっている。
度変化率が小さい特性を有する積層セラミックコンデン
サに対する要望が高まっている。
【０００３】従来、これらの積層セラミックコンデンサ
は、ＳｒＴｉＯ3を主成分とする誘電体層とＰｄからな
る内部電極層とを交互に積層して積層体を形成して焼成
した後、その端面に外部電極を形成することにより、複
数の並列等価なセラミックコンデンサを有する構造を実
現していた。
は、ＳｒＴｉＯ3を主成分とする誘電体層とＰｄからな
る内部電極層とを交互に積層して積層体を形成して焼成
した後、その端面に外部電極を形成することにより、複
数の並列等価なセラミックコンデンサを有する構造を実
現していた。
【０００４】具体的には、誘電率が２００〜２５０の誘
電体材料を用い、誘電損失が０．１％、絶縁抵抗が１０
12Ω、（数１）で表わされる静電容量の温度変化率が＋
３５０ｐｐｍ／℃〜−１０００ｐｐｍ／℃の積層セラミ
ックコンデンサが実用化されている。
電体材料を用い、誘電損失が０．１％、絶縁抵抗が１０
12Ω、（数１）で表わされる静電容量の温度変化率が＋
３５０ｐｐｍ／℃〜−１０００ｐｐｍ／℃の積層セラミ
ックコンデンサが実用化されている。
【０００５】
【数１】
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】近年、内部電極層の材
料に安価な卑金属のＮｉを用い低コスト化を図る試みが
なされているが、Ｎｉを内部電極層として使用すると、
誘電体層とＮｉとをＮｉが酸化されない還元雰囲気で同
時に焼成しなければならない。ところが、還元雰囲気で
焼成することにより誘電体層中の酸素が離脱し、半導体
化するために絶縁抵抗が劣化するといった問題点を有し
ていた。
料に安価な卑金属のＮｉを用い低コスト化を図る試みが
なされているが、Ｎｉを内部電極層として使用すると、
誘電体層とＮｉとをＮｉが酸化されない還元雰囲気で同
時に焼成しなければならない。ところが、還元雰囲気で
焼成することにより誘電体層中の酸素が離脱し、半導体
化するために絶縁抵抗が劣化するといった問題点を有し
ていた。
【０００７】そこで本発明は、還元雰囲気中で焼成を行
っても低誘電損失、高絶縁抵抗でかつ静電容量の温度依
存性が小さい誘電体磁器組成物とこれを用いた積層セラ
ミックコンデンサを提供することを目的とするものであ
る。
っても低誘電損失、高絶縁抵抗でかつ静電容量の温度依
存性が小さい誘電体磁器組成物とこれを用いた積層セラ
ミックコンデンサを提供することを目的とするものであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の誘電体磁器組成物は、（化２）で表わされる
ものである。
に本発明の誘電体磁器組成物は、（化２）で表わされる
ものである。
【０００９】
【化２】
【００１０】この構成によるとＳｒＯの一部をＣａＯお
よびＭｇＯで置換することで誘電率を向上させ、静電容
量の温度変化率を小さく抑えることができ、またＴｉＯ
2の一部をＺｒＯ2で置換することで誘電損失を小さく抑
えることができ、また、副成分としてＭｎ成分を添加す
ることで還元雰囲気で焼成したとしても、絶縁抵抗の劣
化を抑制することができ、さらにまた、Ｖ成分は静電容
量の温度変化率を小さく抑えることに対して絶大なる効
果があり、従って低誘電損失、高絶縁抵抗でかつ静電容
量の温度依存性の小さいものとすることができる。
よびＭｇＯで置換することで誘電率を向上させ、静電容
量の温度変化率を小さく抑えることができ、またＴｉＯ
2の一部をＺｒＯ2で置換することで誘電損失を小さく抑
えることができ、また、副成分としてＭｎ成分を添加す
ることで還元雰囲気で焼成したとしても、絶縁抵抗の劣
化を抑制することができ、さらにまた、Ｖ成分は静電容
量の温度変化率を小さく抑えることに対して絶大なる効
果があり、従って低誘電損失、高絶縁抵抗でかつ静電容
量の温度依存性の小さいものとすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、（化２）で表わされる誘電体磁器組成物であり、低
誘電損失、高絶縁抵抗でかつ静電容量の温度依存性が小
さいものである。
は、（化２）で表わされる誘電体磁器組成物であり、低
誘電損失、高絶縁抵抗でかつ静電容量の温度依存性が小
さいものである。
【００１２】請求項２に記載の発明は、誘電体層と内部
電極層とが交互に積層した積層体と、この積層体の前記
内部電極層の露出した端面に設けた外部電極とを備え、
前記誘電体層は（化２）で表わされる誘電体磁器組成物
を用いて形成された積層セラミックコンデンサであり、
低誘電損失、高絶縁抵抗でかつ静電容量の温度依存性の
小さいものである。
電極層とが交互に積層した積層体と、この積層体の前記
内部電極層の露出した端面に設けた外部電極とを備え、
前記誘電体層は（化２）で表わされる誘電体磁器組成物
を用いて形成された積層セラミックコンデンサであり、
低誘電損失、高絶縁抵抗でかつ静電容量の温度依存性の
小さいものである。
【００１３】請求項３に記載の発明は、内部電極層とし
てＮｉを主成分とする金属を用いた請求項２に記載の積
層セラミックコンデンサであり、安価な卑金属のＮｉを
用い、低コスト化を図ることができるものである。
てＮｉを主成分とする金属を用いた請求項２に記載の積
層セラミックコンデンサであり、安価な卑金属のＮｉを
用い、低コスト化を図ることができるものである。
【００１４】請求項４に記載の発明は、誘電体材料を用
いて形成したグリーンシートと、Ｎｉを主成分とする内
部電極とが交互に積層された積層体を形成する第１工程
と、次にこの積層体を前記グリーンシートが焼結し始め
る温度よりも低温で加熱処理する第２工程と、次いでこ
の積層体を前記内部電極の融点より低温の還元雰囲気中
で焼成する第３工程と、その後前記積層体の端面に外部
電極を形成する第４工程とを備え、前記誘電体材料は
（化２）で表わされる組成のものを用いる積層セラミッ
クコンデンサの製造方法であり、低誘電損失、高絶縁抵
抗でかつ静電容量の温度依存性が小さい積層セラミック
コンデンサが得られるものである。
いて形成したグリーンシートと、Ｎｉを主成分とする内
部電極とが交互に積層された積層体を形成する第１工程
と、次にこの積層体を前記グリーンシートが焼結し始め
る温度よりも低温で加熱処理する第２工程と、次いでこ
の積層体を前記内部電極の融点より低温の還元雰囲気中
で焼成する第３工程と、その後前記積層体の端面に外部
電極を形成する第４工程とを備え、前記誘電体材料は
（化２）で表わされる組成のものを用いる積層セラミッ
クコンデンサの製造方法であり、低誘電損失、高絶縁抵
抗でかつ静電容量の温度依存性が小さい積層セラミック
コンデンサが得られるものである。
【００１５】以下本発明の一実施の形態について説明す
る。
る。
【００１６】（実施の形態１）図１は一般的な積層セラ
ミックコンデンサの一部切欠斜視図であり、１は誘電体
層、２は内部電極層、３は外部電極である。
ミックコンデンサの一部切欠斜視図であり、１は誘電体
層、２は内部電極層、３は外部電極である。
【００１７】まず、誘電体層１の出発原料には高純度の
ＳｒＣＯ3、ＣａＣＯ3、ＭｇＯ、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、Ｍ
ｎ3Ｏ4、Ｖ2Ｏ5を用いて、（表１）に示すように炭酸塩
は酸化物に換算して本発明の範囲内外の組成比になるよ
うに秤量した。
ＳｒＣＯ3、ＣａＣＯ3、ＭｇＯ、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、Ｍ
ｎ3Ｏ4、Ｖ2Ｏ5を用いて、（表１）に示すように炭酸塩
は酸化物に換算して本発明の範囲内外の組成比になるよ
うに秤量した。
【００１８】
【表１】
【００１９】なお、Ｍｎ3Ｏ4、Ｖ2Ｏ5の添加量はＳｒ
Ｏ、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2の合計量を１０
０重量％としたときの重量％として添加した。
Ｏ、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2の合計量を１０
０重量％としたときの重量％として添加した。
【００２０】次にジルコニアボールを備えたボールミル
に純水とともに入れ、湿式混合後脱水乾燥した。次いで
この乾燥粉末を高純度のアルミナルツボに入れ、空気中
で１１００℃にて２時間仮焼した。仮焼後には炭酸化物
の大部分が酸化物に変化していた。その後この仮焼粉末
をジルコニアボールを備えたボールミルに純水とともに
入れ、湿式粉砕後、脱水乾燥した。この時粉砕粉末の平
均粒径が２μｍ以下になるようにした。
に純水とともに入れ、湿式混合後脱水乾燥した。次いで
この乾燥粉末を高純度のアルミナルツボに入れ、空気中
で１１００℃にて２時間仮焼した。仮焼後には炭酸化物
の大部分が酸化物に変化していた。その後この仮焼粉末
をジルコニアボールを備えたボールミルに純水とともに
入れ、湿式粉砕後、脱水乾燥した。この時粉砕粉末の平
均粒径が２μｍ以下になるようにした。
【００２１】次にこの粉砕粉末に有機バインダとしてポ
リビニルブチラール樹脂、可塑剤としてＢＢＰ（ベンジ
ルブチルフタレート）、溶剤としてｎ−酢酸ブチルを加
えて、ジルコニアを備えたボールミルにて混合し、スラ
リーを調整した。次にこのスラリーを真空脱泡した後、
ドクターブレード法によりフィルム状に造膜し、グリー
ンシートを作製した。この時、乾燥後のグリーンシート
の厚みは、約９０μｍとなるようにした。
リビニルブチラール樹脂、可塑剤としてＢＢＰ（ベンジ
ルブチルフタレート）、溶剤としてｎ−酢酸ブチルを加
えて、ジルコニアを備えたボールミルにて混合し、スラ
リーを調整した。次にこのスラリーを真空脱泡した後、
ドクターブレード法によりフィルム状に造膜し、グリー
ンシートを作製した。この時、乾燥後のグリーンシート
の厚みは、約９０μｍとなるようにした。
【００２２】次に、このグリーンシート上に平均粒径約
１．０μｍのＮｉ粉末からなる内部電極ペーストを用
い、所望の内部電極パターンとなるようにスクリーン印
刷を行った。次いで内部電極パターン形成済みのグリー
ンシートを内部電極パターンがグリーンシートを介して
対向するように５枚重ね合わせ、加熱加圧して一体化し
た後、横３．８ｍｍ、縦１．８ｍｍの寸法に切断して、
未焼結積層体を準備した。次にこの未焼結積層体をジル
コニア粉末を敷いたジルコニア質サヤに入れ、３５０℃
まで空気中で加熱し、有機バインダを燃焼させ、その後
Ｎ2＋Ｈ2中で１３５０℃で２時間焼成して焼結体を得
た。次に得られた焼結体の端面に外部電極として市販の
９００℃窒素雰囲気焼成用銅ペーストを塗布し、メッシ
ュ型の連続ベルトによって焼付け、積層セラミックコン
デンサを得た。なお、誘電体層１の厚みは約６０μｍ、
内部電極層２の厚みは約２〜２．５μｍであった。
１．０μｍのＮｉ粉末からなる内部電極ペーストを用
い、所望の内部電極パターンとなるようにスクリーン印
刷を行った。次いで内部電極パターン形成済みのグリー
ンシートを内部電極パターンがグリーンシートを介して
対向するように５枚重ね合わせ、加熱加圧して一体化し
た後、横３．８ｍｍ、縦１．８ｍｍの寸法に切断して、
未焼結積層体を準備した。次にこの未焼結積層体をジル
コニア粉末を敷いたジルコニア質サヤに入れ、３５０℃
まで空気中で加熱し、有機バインダを燃焼させ、その後
Ｎ2＋Ｈ2中で１３５０℃で２時間焼成して焼結体を得
た。次に得られた焼結体の端面に外部電極として市販の
９００℃窒素雰囲気焼成用銅ペーストを塗布し、メッシ
ュ型の連続ベルトによって焼付け、積層セラミックコン
デンサを得た。なお、誘電体層１の厚みは約６０μｍ、
内部電極層２の厚みは約２〜２．５μｍであった。
【００２３】次に得られた積層セラミックコンデンサの
静電容量および誘電損失を２０℃の恒温層中で周波数１
ｋＨｚ、入力信号レベル１．０Ｖｒｍｓにて測定し、静
電容量から、（数２）を用いて比誘電率を算出した。
静電容量および誘電損失を２０℃の恒温層中で周波数１
ｋＨｚ、入力信号レベル１．０Ｖｒｍｓにて測定し、静
電容量から、（数２）を用いて比誘電率を算出した。
【００２４】
【数２】
【００２５】その後、直流１６Ｖを１分間印加し、その
時の絶縁抵抗を測定した。静電容量の温度に対する変化
率は、−２５℃から昇温させながら８５℃まで静電容量
を測定し、（数３）を用いて算出した。
時の絶縁抵抗を測定した。静電容量の温度に対する変化
率は、−２５℃から昇温させながら８５℃まで静電容量
を測定し、（数３）を用いて算出した。
【００２６】
【数３】
【００２７】上記の測定結果を（表２）に示した。
【００２８】
【表２】
【００２９】（表２）から明らかなように、本発明の範
囲内の誘電体磁器組成物を用いて誘電体層１を作製した
積層セラミックコンデンサは、高比誘電率、低誘電損
失、高絶縁抵抗でかつ静電容量の温度に対する変化率が
小さく実用上十分な値を示した。一方、本発明の範囲外
の誘電体磁器組成物を用いて作製した積層セラミックコ
ンデンサは、誘電損失が大きく、絶縁抵抗が低く、静電
容量の温度に対する変化率が大きくなる傾向にあった。
囲内の誘電体磁器組成物を用いて誘電体層１を作製した
積層セラミックコンデンサは、高比誘電率、低誘電損
失、高絶縁抵抗でかつ静電容量の温度に対する変化率が
小さく実用上十分な値を示した。一方、本発明の範囲外
の誘電体磁器組成物を用いて作製した積層セラミックコ
ンデンサは、誘電損失が大きく、絶縁抵抗が低く、静電
容量の温度に対する変化率が大きくなる傾向にあった。
【００３０】すなわち、ＳｒＯをＣａＯとＭｇＯで置換
することは比誘電率を高め、静電容量の温度変化率を小
さくすることができる。ＳｒＯ １ｍｏｌに対して、
０．３〜０．４ｍｏｌをＣａＯで、０．０１〜０．１ｍ
ｏｌをＭｇＯで置換する範囲において誘電率が２３０〜
２５０、静電容量の温度変化率＋３５０ｐｐｍ／℃〜１
０００ｐｐｍ／℃を実現することができる。本特性はＳ
ｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの三種類が上記の範囲にあるとき
にのみ得られる特性であり、上記を超える範囲において
は誘電率が低下したり、静電容量の温度変化率が−１０
００ｐｐｍ／℃を超えるために不適当である。また、Ｍ
ｇＯは焼結性を向上させ、粒成長を均一化させる効果も
有しており重要である。粒成長を均一にさせることで、
積層セラミックコンデンサを実装するときに発生する熱
的および機械的ストレスによるクラックの発生を抑制す
ることができる。
することは比誘電率を高め、静電容量の温度変化率を小
さくすることができる。ＳｒＯ １ｍｏｌに対して、
０．３〜０．４ｍｏｌをＣａＯで、０．０１〜０．１ｍ
ｏｌをＭｇＯで置換する範囲において誘電率が２３０〜
２５０、静電容量の温度変化率＋３５０ｐｐｍ／℃〜１
０００ｐｐｍ／℃を実現することができる。本特性はＳ
ｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの三種類が上記の範囲にあるとき
にのみ得られる特性であり、上記を超える範囲において
は誘電率が低下したり、静電容量の温度変化率が−１０
００ｐｐｍ／℃を超えるために不適当である。また、Ｍ
ｇＯは焼結性を向上させ、粒成長を均一化させる効果も
有しており重要である。粒成長を均一にさせることで、
積層セラミックコンデンサを実装するときに発生する熱
的および機械的ストレスによるクラックの発生を抑制す
ることができる。
【００３１】また、ＴｉＯ2の一部をＺｒＯ2に置換する
ことは、誘電損失を低下させるために有効である。とこ
ろが、ＴｉＯ2に対するＺｒＯ2の置換量が増加するほど
誘電率が低下する傾向にあり、従来と同等以上の誘電率
を補償するためには、ＴｉＯ 2 １ｍｏｌに対する置換
量を０．１ｍｏｌ以下にしなければならない。好ましく
は、０〜０．０５ｍｏｌである。
ことは、誘電損失を低下させるために有効である。とこ
ろが、ＴｉＯ2に対するＺｒＯ2の置換量が増加するほど
誘電率が低下する傾向にあり、従来と同等以上の誘電率
を補償するためには、ＴｉＯ 2 １ｍｏｌに対する置換
量を０．１ｍｏｌ以下にしなければならない。好ましく
は、０〜０．０５ｍｏｌである。
【００３２】さらに、Ｍｎ成分は焼成中での絶縁抵抗劣
化を防止するために重要であり、（化３）で表わされる
主成分を１００重量％とした時、Ｍｎ3Ｏ4に換算して
０．０１〜２．０重量％添加することにより絶縁抵抗が
増加する。
化を防止するために重要であり、（化３）で表わされる
主成分を１００重量％とした時、Ｍｎ3Ｏ4に換算して
０．０１〜２．０重量％添加することにより絶縁抵抗が
増加する。
【００３３】
【化３】
【００３４】添加量が０．０１％未満の場合（Ｎｏ．１
８）においては、十分な絶縁抵抗が得られない。また
２．０重量％を超えて添加した場合（Ｎｏ．２２）に
は、誘電損失が大きく、また静電容量の温度変化率が−
１０００ｐｐｍ／℃を超えるため実用的ではない。好ま
しい添加量は、０．１〜１．５重量％である。Ｍｎ3Ｏ4
は、他のＭｎ化合物と比較して微粒子で、かつ他の無機
添加物と混合するときに非常に分散性が優れているた
め、少量の添加で耐還元性を向上させることができ、絶
縁抵抗の劣化を防止できる。
８）においては、十分な絶縁抵抗が得られない。また
２．０重量％を超えて添加した場合（Ｎｏ．２２）に
は、誘電損失が大きく、また静電容量の温度変化率が−
１０００ｐｐｍ／℃を超えるため実用的ではない。好ま
しい添加量は、０．１〜１．５重量％である。Ｍｎ3Ｏ4
は、他のＭｎ化合物と比較して微粒子で、かつ他の無機
添加物と混合するときに非常に分散性が優れているた
め、少量の添加で耐還元性を向上させることができ、絶
縁抵抗の劣化を防止できる。
【００３５】Ｖ成分は静電容量の温度変化率を正側にシ
フトさせる効果があり、Ｍｎ成分によって温度変化率が
負側にシフトする作用を緩和することができる。添加量
を増加させるとその効果は増加するが、ＳｒＯ、Ｃａ
Ｏ、ＭｇＯ、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2の合計量を１００重量％
とした時、Ｖ2Ｏ5に換算して２．０重量％の範囲を超え
て添加した場合（Ｎｏ．２７）には、絶縁抵抗が大幅に
減少し不適当である。また、添加量が０．０１重量％未
満の場合（Ｎｏ．２３）では十分な効果が得られない。
従って０．０１〜２．０重量％添加することが好まし
い。好ましい添加量は０．１〜１．５重量％である。
フトさせる効果があり、Ｍｎ成分によって温度変化率が
負側にシフトする作用を緩和することができる。添加量
を増加させるとその効果は増加するが、ＳｒＯ、Ｃａ
Ｏ、ＭｇＯ、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2の合計量を１００重量％
とした時、Ｖ2Ｏ5に換算して２．０重量％の範囲を超え
て添加した場合（Ｎｏ．２７）には、絶縁抵抗が大幅に
減少し不適当である。また、添加量が０．０１重量％未
満の場合（Ｎｏ．２３）では十分な効果が得られない。
従って０．０１〜２．０重量％添加することが好まし
い。好ましい添加量は０．１〜１．５重量％である。
【００３６】このように本発明の誘電体層１は、（化
３）で表わされる誘電体層または（化４）で表わされる
誘電体層と比較すると、絶縁抵抗、誘電損失、静電容量
の温度変化率に優れたものとなる。
３）で表わされる誘電体層または（化４）で表わされる
誘電体層と比較すると、絶縁抵抗、誘電損失、静電容量
の温度変化率に優れたものとなる。
【００３７】
【化４】
【００３８】さらにバランスのとれた特性を得るために
は、Ｖ2Ｏ5よりもＭｎ3Ｏ4を多く添加することが好まし
い。
は、Ｖ2Ｏ5よりもＭｎ3Ｏ4を多く添加することが好まし
い。
【００３９】（実施の形態２）本実施の形態２は、誘電
体層１となる誘電体磁器組成物において（ＳｒＯ＋Ｃａ
Ｏ＋ＭｇＯ）と（Ｔｉ＋Ｚｒ）の比率を変えた時の積層
セラミックコンデンサの特性を測定する。
体層１となる誘電体磁器組成物において（ＳｒＯ＋Ｃａ
Ｏ＋ＭｇＯ）と（Ｔｉ＋Ｚｒ）の比率を変えた時の積層
セラミックコンデンサの特性を測定する。
【００４０】すなわち（化５）に示す誘電体磁器組成物
を用いて、実施の形態１と同様にして積層セラミックコ
ンデンサを作製し、特性を測定した結果を（表３）に示
した。
を用いて、実施の形態１と同様にして積層セラミックコ
ンデンサを作製し、特性を測定した結果を（表３）に示
した。
【００４１】
【化５】
【００４２】
【表３】
【００４３】（表３）に示すように（ＳｒＯ＋ＣａＯ＋
ＭｇＯ）／（Ｔｉ＋Ｚｒ）すなわちｍが１．０〜１．０
２の範囲においては実用上十分な値を示している。一
方、（ＳｒＯ＋ＣａＯ＋ＭｇＯ）／（Ｔｉ＋Ｚｒ）が
１．０未満の場合（Ｎｏ．２８）は、静電容量の温度変
化率が大きく、また誘電体層の粒子径が不揃いとなり、
絶縁抵抗が小さくなり、１．０２を超える場合（Ｎｏ．
３２）は焼結性が低下し、実用的ではない。ｍが１．０
〜１．０２の範囲で焼結性が安定しており好ましい。ま
た、この傾向は（化５）に示す組成以外の本発明の全範
囲に対しても同様となる。
ＭｇＯ）／（Ｔｉ＋Ｚｒ）すなわちｍが１．０〜１．０
２の範囲においては実用上十分な値を示している。一
方、（ＳｒＯ＋ＣａＯ＋ＭｇＯ）／（Ｔｉ＋Ｚｒ）が
１．０未満の場合（Ｎｏ．２８）は、静電容量の温度変
化率が大きく、また誘電体層の粒子径が不揃いとなり、
絶縁抵抗が小さくなり、１．０２を超える場合（Ｎｏ．
３２）は焼結性が低下し、実用的ではない。ｍが１．０
〜１．０２の範囲で焼結性が安定しており好ましい。ま
た、この傾向は（化５）に示す組成以外の本発明の全範
囲に対しても同様となる。
【００４４】以上の結果より、本発明の誘電体磁器組成
物で誘電体層１を構成することにより、内部電極層２に
卑金属を用いることができ、低誘電損失、高絶縁抵抗で
かつ静電容量の温度依存性が小さい積層セラミックコン
デンサの作製が可能となる。
物で誘電体層１を構成することにより、内部電極層２に
卑金属を用いることができ、低誘電損失、高絶縁抵抗で
かつ静電容量の温度依存性が小さい積層セラミックコン
デンサの作製が可能となる。
【００４５】以下本発明のポイントについて記載する。
【００４６】（１）本実施の形態において、誘電体層１
の出発原料として用いたＳｒＣＯ3、ＣａＣＯ3、Ｍｇ
Ｏ、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2は（化３）の組成比になるよう
に、ＳｒＴｉＯ3などの化合物あるいは炭酸塩、水酸化
物など空気中での加熱によりＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯ、
ＴｉＯ2、ＺｒＯ2となる化合物を使用しても本実施の形
態と同程度の特性を有する誘電体磁器組成物を得ること
ができる。また、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＴｉＯ2、
ＺｒＯ2以外の化合物を出発原料として用いる場合は、
ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2に換算した
量を用いる。
の出発原料として用いたＳｒＣＯ3、ＣａＣＯ3、Ｍｇ
Ｏ、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2は（化３）の組成比になるよう
に、ＳｒＴｉＯ3などの化合物あるいは炭酸塩、水酸化
物など空気中での加熱によりＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯ、
ＴｉＯ2、ＺｒＯ2となる化合物を使用しても本実施の形
態と同程度の特性を有する誘電体磁器組成物を得ること
ができる。また、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＴｉＯ2、
ＺｒＯ2以外の化合物を出発原料として用いる場合は、
ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2に換算した
量を用いる。
【００４７】（２）内部電極層２としてＮｉを用いた
が、Ｎｉ−Ｃｕなど、Ｎｉを含みその融点が誘電体層１
の焼成温度よりも高い融点を持つ金属であれば卑金属あ
るいは貴金属でも内部電極層２として用いることができ
る。具体的には１４００℃以上のものが好ましい。
が、Ｎｉ−Ｃｕなど、Ｎｉを含みその融点が誘電体層１
の焼成温度よりも高い融点を持つ金属であれば卑金属あ
るいは貴金属でも内部電極層２として用いることができ
る。具体的には１４００℃以上のものが好ましい。
【００４８】（３）脱バインダ、焼成条件についても固
定して行ったが、脱バインダ工程は使用する有機バイン
ダの燃焼温度に応じて熱処理条件を最適に選択すれば良
く、焼成工程はＮ2＋Ｈ2中での焼成に限らず、誘電体層
１が還元されず内部電極層２が過度に酸化されない雰囲
気、つまり内部電極層２としての機能を果たせるように
焼成できる雰囲気であればよい。しかしながら、一度に
大量の積層体を焼成する場合、脱バインダ工程において
積層体中のバインダを分解しきれないことがある。この
分解されなかったバインダが誘電体層１の焼結の際に残
留していると、誘電体層１を還元したり、構造欠陥を招
いたりする可能性がある。
定して行ったが、脱バインダ工程は使用する有機バイン
ダの燃焼温度に応じて熱処理条件を最適に選択すれば良
く、焼成工程はＮ2＋Ｈ2中での焼成に限らず、誘電体層
１が還元されず内部電極層２が過度に酸化されない雰囲
気、つまり内部電極層２としての機能を果たせるように
焼成できる雰囲気であればよい。しかしながら、一度に
大量の積層体を焼成する場合、脱バインダ工程において
積層体中のバインダを分解しきれないことがある。この
分解されなかったバインダが誘電体層１の焼結の際に残
留していると、誘電体層１を還元したり、構造欠陥を招
いたりする可能性がある。
【００４９】従って、焼成工程においてバインダの分解
温度以上誘電体層１の焼結開始温度未満の温度で昇温を
一時停止して、この温度での保持過程を設け、積層体中
の残留有機物を分解することが望ましい。特に、Ｎｉを
内部電極層２とする場合、焼成時の最高温度付近では、
Ｎｉの平行酸素分圧から１／２０〜１／１００００の低
い酸素分圧の時に十分な比誘電率、絶縁抵抗が得られ
る。しかしながら平行酸素分圧の１／１００００より低
い酸素分圧で焼成すると誘電体層１が還元され、絶縁抵
抗が低下する場合がある。この時には、焼成の降温工程
あるいは焼成後にＮｉの平行酸素分圧以上の雰囲気で熱
処理することで絶縁抵抗を回復することができる。焼成
時の最高温度については、１３００℃〜１３８０℃の範
囲の温度で十分な比誘電率が得られる。
温度以上誘電体層１の焼結開始温度未満の温度で昇温を
一時停止して、この温度での保持過程を設け、積層体中
の残留有機物を分解することが望ましい。特に、Ｎｉを
内部電極層２とする場合、焼成時の最高温度付近では、
Ｎｉの平行酸素分圧から１／２０〜１／１００００の低
い酸素分圧の時に十分な比誘電率、絶縁抵抗が得られ
る。しかしながら平行酸素分圧の１／１００００より低
い酸素分圧で焼成すると誘電体層１が還元され、絶縁抵
抗が低下する場合がある。この時には、焼成の降温工程
あるいは焼成後にＮｉの平行酸素分圧以上の雰囲気で熱
処理することで絶縁抵抗を回復することができる。焼成
時の最高温度については、１３００℃〜１３８０℃の範
囲の温度で十分な比誘電率が得られる。
【００５０】（４）本実施の形態において、積層セラミ
ックコンデンサを作製し、誘電体磁器組成物の特性を評
価したが、本発明の誘電体磁器組成物は、単板型のセラ
ミックコンデンサに使用できることは言うまでもない。
ックコンデンサを作製し、誘電体磁器組成物の特性を評
価したが、本発明の誘電体磁器組成物は、単板型のセラ
ミックコンデンサに使用できることは言うまでもない。
【００５１】
【発明の効果】以上のことより本発明の誘電体磁器組成
物は、誘電損失が小さく、還元雰囲気の焼成後において
も優れた絶縁抵抗を示すもので、卑金属を主成分とする
内部電極層を有する積層セラミックコンデンサの作製に
あたって非常に有効である。
物は、誘電損失が小さく、還元雰囲気の焼成後において
も優れた絶縁抵抗を示すもので、卑金属を主成分とする
内部電極層を有する積層セラミックコンデンサの作製に
あたって非常に有効である。
【図１】本発明の一実施の形態における積層セラミック
コンデンサの一部切欠断面斜視図
コンデンサの一部切欠断面斜視図
１ 誘電体層 ２ 内部電極層 ３ 外部電極
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｇ 4/30 ３０１ Ｈ０１Ｇ 4/30 ３０１Ｆ ３１１ ３１１Ｚ Ｆターム(参考） 4G031 AA03 AA04 AA05 AA11 AA12 AA13 AA19 BA09 CA08 GA10 GA11 5E001 AA01 AB03 AE01 AE03 AE04 AH09 AJ01 AJ02 5E082 AA01 AB03 BC30 EE04 EE11 EE23 EE35 FF05 FG06 FG26 FG54 GG10 KK01 PP03 5G303 AA01 AB06 AB07 AB11 AB20 BA12 CA01 CB06 CB17 CB18 CB32 CB35 CB36 CB39
Claims (4)
- 【請求項１】 （化１）で表わされる誘電体磁器組成
物。 【化１】 - 【請求項２】 誘電体層と内部電極層とが交互に積層さ
れた積層体と、この積層体の前記内部電極層の露出した
端面に設けた外部電極とを備え、前記誘電体層は（化
１）で表わされる誘電体磁器組成物を用いて形成された
積層セラミックコンデンサ。 - 【請求項３】 内部電極層としてＮｉを主成分とする金
属を用いた請求項２に記載の積層セラミックコンデン
サ。 - 【請求項４】 誘電体材料を用いて形成したグリーンシ
ートとＮｉを主成分とする内部電極とが交互に積層され
た積層体を形成する第１工程と、次にこの積層体を前記
グリーンシートが焼結し始める温度より低温で加熱処理
する第２工程と、次いでこの積層体を前記内部電極の融
点より低温の還元雰囲気中で焼成する第３工程と、その
後前記積層体の端面に外部電極を形成する第４工程とを
備え、前記誘電体材料は（化１）で表わされる組成のも
のを用いる積層セラミックコンデンサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36025699A JP2001172081A (ja) | 1999-12-20 | 1999-12-20 | 誘電体磁器組成物とこれを用いた積層セラミックコンデンサとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36025699A JP2001172081A (ja) | 1999-12-20 | 1999-12-20 | 誘電体磁器組成物とこれを用いた積層セラミックコンデンサとその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001172081A true JP2001172081A (ja) | 2001-06-26 |
Family
ID=18468603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36025699A Pending JP2001172081A (ja) | 1999-12-20 | 1999-12-20 | 誘電体磁器組成物とこれを用いた積層セラミックコンデンサとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001172081A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003087012A1 (fr) * | 2002-04-16 | 2003-10-23 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Ceramique dielectrique non reductrice, son procede de production et condensateur ceramique multicouche |
-
1999
- 1999-12-20 JP JP36025699A patent/JP2001172081A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003087012A1 (fr) * | 2002-04-16 | 2003-10-23 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Ceramique dielectrique non reductrice, son procede de production et condensateur ceramique multicouche |
| US7498285B2 (en) | 2002-04-16 | 2009-03-03 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Nonreducing dielectric ceramic, and manufacturing method and monolithic ceramic capacitor of the same |
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