JP2003160378A - 誘電体磁器組成物及び電子部品 - Google Patents
誘電体磁器組成物及び電子部品Info
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- JP2003160378A JP2003160378A JP2001355899A JP2001355899A JP2003160378A JP 2003160378 A JP2003160378 A JP 2003160378A JP 2001355899 A JP2001355899 A JP 2001355899A JP 2001355899 A JP2001355899 A JP 2001355899A JP 2003160378 A JP2003160378 A JP 2003160378A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 還元雰囲気焼成が可能で、高い誘電率を維持
した状態で高い電界強度下での容量抵抗積が高く、Ｂｉ
ａｓ特性に優れ、信頼性の高い積層セラミックコンデン
サ用として好適な誘電体磁器組成物を提供する。 【解決手段】 組成式が（Ｂａ1-x Ｃａx ）a ＴｉＯ
2+a （但し、０≦ｘ≦０．０２、０．９９８≦ａ≦１．
００５）からなる主組成物１００ｍｏｌに対して、（Ｂ
ａ1-y Ｓｒy ）b ＳｉＯ2+b （但し、０≦ｙ≦１．０、
０．８≦ｂ≦１．２）で表される酸化物ガラス０．３〜
１．５ｍｏｌと、ＭｇＯ−ＭｎＯ−Ｌｎ2 Ｏ 3 （但し、
Ｌｎ＝Ｈｏ，Ｙ，Ｙｂ，Ｅｒから選択された１種類また
は２種以上の元素）からなる主添加物とを含有させるよ
うに調整する。
した状態で高い電界強度下での容量抵抗積が高く、Ｂｉ
ａｓ特性に優れ、信頼性の高い積層セラミックコンデン
サ用として好適な誘電体磁器組成物を提供する。 【解決手段】 組成式が（Ｂａ1-x Ｃａx ）a ＴｉＯ
2+a （但し、０≦ｘ≦０．０２、０．９９８≦ａ≦１．
００５）からなる主組成物１００ｍｏｌに対して、（Ｂ
ａ1-y Ｓｒy ）b ＳｉＯ2+b （但し、０≦ｙ≦１．０、
０．８≦ｂ≦１．２）で表される酸化物ガラス０．３〜
１．５ｍｏｌと、ＭｇＯ−ＭｎＯ−Ｌｎ2 Ｏ 3 （但し、
Ｌｎ＝Ｈｏ，Ｙ，Ｙｂ，Ｅｒから選択された１種類また
は２種以上の元素）からなる主添加物とを含有させるよ
うに調整する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、還元焼成用誘電体
磁器組成物と、その誘電体を用いた積層セラミックコン
デンサなどの電子部品に関するものである。
磁器組成物と、その誘電体を用いた積層セラミックコン
デンサなどの電子部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】積層磁器コンデンサは以下に示すような
方法により作製されるのが一般的である。まず、誘電体
粉末に有機バインダーや可塑剤、有機溶剤を混合してス
ラリーを作製し、ドクターブレード法等によりセラミッ
クグリーンシートを作製する。得られたグリーンシート
上に内部電極となる電極材料を塗布し、複数枚積層して
熱圧着し、一体化させたものを大気中において１０００
〜１３００℃で焼成して焼成体を作製する。得られた焼
成体の端面に内部電極と電気的に導通する外部電極を焼
き付けることにより積層磁器コンデンサは製造される。
方法により作製されるのが一般的である。まず、誘電体
粉末に有機バインダーや可塑剤、有機溶剤を混合してス
ラリーを作製し、ドクターブレード法等によりセラミッ
クグリーンシートを作製する。得られたグリーンシート
上に内部電極となる電極材料を塗布し、複数枚積層して
熱圧着し、一体化させたものを大気中において１０００
〜１３００℃で焼成して焼成体を作製する。得られた焼
成体の端面に内部電極と電気的に導通する外部電極を焼
き付けることにより積層磁器コンデンサは製造される。
【０００３】従来より低温焼成、高誘電率であるという
特徴を示す鉛系誘電体を用いた積層セラミックコンデン
サの内部電極は白金、パラジウム、銀−パラジウムとい
った貴金属が用いられてきた。これは、大気中焼成でも
誘電体材料と反応せず、酸化することによる抵抗の増大
も起らないためであった。しかし、近年の貴金属の高
騰、特にパラジウムが２０００円／ｇ以上と高価になっ
ているため、製造コストを高くする原因となっている。
特徴を示す鉛系誘電体を用いた積層セラミックコンデン
サの内部電極は白金、パラジウム、銀−パラジウムとい
った貴金属が用いられてきた。これは、大気中焼成でも
誘電体材料と反応せず、酸化することによる抵抗の増大
も起らないためであった。しかし、近年の貴金属の高
騰、特にパラジウムが２０００円／ｇ以上と高価になっ
ているため、製造コストを高くする原因となっている。
【０００４】また、地球的環境問題に対する世界的関心
から、各国において環境法規が整備されており、誘電体
材料に含まれる鉛も電子機器を構成する電子部品に含ま
れている有害物質の一つとして提示されている。現在の
ところ電子セラミック部品に含まれる鉛は適応外となっ
ているものの、鉛を使用しないチタン酸バリウム系の誘
電体を使用する方向になってきている。このように、コ
ストの削減のために、内部電極として卑金属であるＮｉ
を用い、環境の面に配慮した鉛フリーのチタン酸バリウ
ム系の誘電体材料を用いることが、一般的になってきて
いる。
から、各国において環境法規が整備されており、誘電体
材料に含まれる鉛も電子機器を構成する電子部品に含ま
れている有害物質の一つとして提示されている。現在の
ところ電子セラミック部品に含まれる鉛は適応外となっ
ているものの、鉛を使用しないチタン酸バリウム系の誘
電体を使用する方向になってきている。このように、コ
ストの削減のために、内部電極として卑金属であるＮｉ
を用い、環境の面に配慮した鉛フリーのチタン酸バリウ
ム系の誘電体材料を用いることが、一般的になってきて
いる。
【０００５】このように、内部電極として貴金属のＰｄ
（Ａｇ- Ｐｄ）ではなく卑金属であるＮｉを用いる場
合、問題となるのは焼成時の雰囲気である。大気中及び
酸化雰囲気下での焼成ではＮｉが酸化され、内部電極と
しての役割を果たさなくなる。そのため、還元雰囲気下
での焼成が必要となり、誘電体材料も還元雰囲気で焼成
可能な材料となる。鉛系誘電体材料ではＮｉがＮｉＯに
変わる酸素分圧でも、ＰｂＯがＰｂになってしまうとい
うことから、この条件下では使用できない。 このため、
鉛フリーのチタン酸バリウム系の誘電体材料を使用しな
くてはならない。
（Ａｇ- Ｐｄ）ではなく卑金属であるＮｉを用いる場
合、問題となるのは焼成時の雰囲気である。大気中及び
酸化雰囲気下での焼成ではＮｉが酸化され、内部電極と
しての役割を果たさなくなる。そのため、還元雰囲気下
での焼成が必要となり、誘電体材料も還元雰囲気で焼成
可能な材料となる。鉛系誘電体材料ではＮｉがＮｉＯに
変わる酸素分圧でも、ＰｂＯがＰｂになってしまうとい
うことから、この条件下では使用できない。 このため、
鉛フリーのチタン酸バリウム系の誘電体材料を使用しな
くてはならない。
【０００６】しかし、この誘電体も還元雰囲気での焼成
では、主成分であるＴｉの価数が４価から３価に還元さ
れ半導体化すると共に、酸素空位が増加することによる
平均寿命（絶縁劣化時間）の低下が観察される。この対
策として、アクセプターとして働くＭｎＯ，Ｃｏ2 Ｏ3
等を添加することによるＴｉの還元を抑制し、再酸化処
理により酸素空位を低減することにより、半導体化する
ことを防止し、ドナーとして働く希土類元素（Ｙ
2 Ｏ3 ，Ｈｏ2 Ｏ3 ，Ｄｙ2 Ｏ3 ）等を添加し陽イオン
空位を形成することにより、平均寿命（絶縁劣化時間）
の低下を防止している。
では、主成分であるＴｉの価数が４価から３価に還元さ
れ半導体化すると共に、酸素空位が増加することによる
平均寿命（絶縁劣化時間）の低下が観察される。この対
策として、アクセプターとして働くＭｎＯ，Ｃｏ2 Ｏ3
等を添加することによるＴｉの還元を抑制し、再酸化処
理により酸素空位を低減することにより、半導体化する
ことを防止し、ドナーとして働く希土類元素（Ｙ
2 Ｏ3 ，Ｈｏ2 Ｏ3 ，Ｄｙ2 Ｏ3 ）等を添加し陽イオン
空位を形成することにより、平均寿命（絶縁劣化時間）
の低下を防止している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の電子
機器の高性能化に伴い、中高圧下で使用でき、かつ大容
量であるセラミックコンデンサの需要が増加している。
実際には、携帯電話やビデオカメラのバッテリーチャー
ジャーを代表する小型スイッチング電源、ＤＣ／ＤＣコ
ンバーター等の電源ユニット、蛍光灯などの照明回路等
のインバーター、デジタルスチルカメラ、コンパクトカ
メラ等のストロボ回路、ＭＯＤＥＭ、ＩＳＤＮ等の情報
通信機器を中心に著しい伸びが見られている。そして、
最近の高耐圧品に対応するには、高電界強度（５Ｖ／μ
ｍ）でのＣＲ積は３０００Ω・Ｆ以上あることが望まし
い。さらに、通常は５Ｖ／μｍもの高電界強度を負荷す
ると寿命特性が低下するが、寿命特性においても従来以
上の特性が要求される。また、小型化に伴って発熱が大
きくなるので、温度特性もＸ７ＲまたはＢ特性が求めら
れている。
機器の高性能化に伴い、中高圧下で使用でき、かつ大容
量であるセラミックコンデンサの需要が増加している。
実際には、携帯電話やビデオカメラのバッテリーチャー
ジャーを代表する小型スイッチング電源、ＤＣ／ＤＣコ
ンバーター等の電源ユニット、蛍光灯などの照明回路等
のインバーター、デジタルスチルカメラ、コンパクトカ
メラ等のストロボ回路、ＭＯＤＥＭ、ＩＳＤＮ等の情報
通信機器を中心に著しい伸びが見られている。そして、
最近の高耐圧品に対応するには、高電界強度（５Ｖ／μ
ｍ）でのＣＲ積は３０００Ω・Ｆ以上あることが望まし
い。さらに、通常は５Ｖ／μｍもの高電界強度を負荷す
ると寿命特性が低下するが、寿命特性においても従来以
上の特性が要求される。また、小型化に伴って発熱が大
きくなるので、温度特性もＸ７ＲまたはＢ特性が求めら
れている。
【０００８】しかしながら、このような要求に対応する
ために前記の従来の材料、例えば特開平６−３４２７３
５、特開平１０−２５５５４９、特開昭６１−１０１４
５９号、特公昭６１−１４６１１号等に開示されている
材料を用いた場合、高電界強度下で、高誘電率（＞２０
００）特性は得られるものの、信頼性の低下（絶縁劣
化）、諸特性の低下、特にＤＣＢｉａｓ電圧による容量
の低下が問題となっていた。 さらにこのような材料をも
ってしても、高電界強度（５Ｖ／μｍ）でのＣＲ積は２
０００Ω・Ｆ以下である。
ために前記の従来の材料、例えば特開平６−３４２７３
５、特開平１０−２５５５４９、特開昭６１−１０１４
５９号、特公昭６１−１４６１１号等に開示されている
材料を用いた場合、高電界強度下で、高誘電率（＞２０
００）特性は得られるものの、信頼性の低下（絶縁劣
化）、諸特性の低下、特にＤＣＢｉａｓ電圧による容量
の低下が問題となっていた。 さらにこのような材料をも
ってしても、高電界強度（５Ｖ／μｍ）でのＣＲ積は２
０００Ω・Ｆ以下である。
【０００９】本発明は、以上のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたものであり、その目的は、
Ｎｉ内部電極積層セラミックコンデンサ用として好適な
還元雰囲気焼成可能で高い誘電率を有し、高電界強度特
性の良好な誘電体磁器組成物を提供することにある。ま
た、静電容量の温度特性がＥＩＡ規格で規定するＸ７
Ｒ、ＪＩＳ規格で規定するＢ特性を満足する信頼性の高
い電子部品を提供することである。具体的には、層厚２
０μｍ以上において誘電率が３０００以上を示し、高い
電界強度（５Ｖ／μｍ）で使用した時、静電容量と絶縁
抵抗との積（ＣＲ積）が２０℃で３０００Ω・Ｆ以上
で、１５０℃で１５Ｖ／μｍになるように電圧を印加し
た加速寿命試験において絶縁抵抗が１０5 Ωに達するま
での時間が１０００時間以上と長く、また、耐圧が８０
Ｖ／μｍ以上、５Ｖ／μｍの印加時における静電容量の
低下率が４５％以下の特性を有する積層セラミックコン
デンサなどの電子部品を提供することである。
を解決するために提案されたものであり、その目的は、
Ｎｉ内部電極積層セラミックコンデンサ用として好適な
還元雰囲気焼成可能で高い誘電率を有し、高電界強度特
性の良好な誘電体磁器組成物を提供することにある。ま
た、静電容量の温度特性がＥＩＡ規格で規定するＸ７
Ｒ、ＪＩＳ規格で規定するＢ特性を満足する信頼性の高
い電子部品を提供することである。具体的には、層厚２
０μｍ以上において誘電率が３０００以上を示し、高い
電界強度（５Ｖ／μｍ）で使用した時、静電容量と絶縁
抵抗との積（ＣＲ積）が２０℃で３０００Ω・Ｆ以上
で、１５０℃で１５Ｖ／μｍになるように電圧を印加し
た加速寿命試験において絶縁抵抗が１０5 Ωに達するま
での時間が１０００時間以上と長く、また、耐圧が８０
Ｖ／μｍ以上、５Ｖ／μｍの印加時における静電容量の
低下率が４５％以下の特性を有する積層セラミックコン
デンサなどの電子部品を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の課
題を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、請求項１に記載
の通り、誘電体材料として、組成式が（Ｂａ1-x Ｃ
ａx ）a ＴｉＯ2+a （但し、０≦ｘ≦０．０２、０．９
９８≦ａ≦１．００５）からなる主組成物１００ｍｏｌ
に対して、（Ｂａ1-y Ｓｒy ）b ＳｉＯ2+b （但し、０
≦ｙ≦１．０、０．８≦ｂ≦１．２）で表される酸化物
ガラス０．３〜１．５ｍｏｌと、ＭｇＯ−ＭｎＯ−Ｌｎ
2 Ｏ3 （但し、Ｌｎ＝Ｈｏ，Ｙ，Ｙｂ，Ｅｒから選択さ
れた１種類または２種以上の元素）からなる主添加物と
を有することを特徴とする誘電体磁器組成物を用いるこ
とにより、上記課題を達成し得ることを見出した。
題を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、請求項１に記載
の通り、誘電体材料として、組成式が（Ｂａ1-x Ｃ
ａx ）a ＴｉＯ2+a （但し、０≦ｘ≦０．０２、０．９
９８≦ａ≦１．００５）からなる主組成物１００ｍｏｌ
に対して、（Ｂａ1-y Ｓｒy ）b ＳｉＯ2+b （但し、０
≦ｙ≦１．０、０．８≦ｂ≦１．２）で表される酸化物
ガラス０．３〜１．５ｍｏｌと、ＭｇＯ−ＭｎＯ−Ｌｎ
2 Ｏ3 （但し、Ｌｎ＝Ｈｏ，Ｙ，Ｙｂ，Ｅｒから選択さ
れた１種類または２種以上の元素）からなる主添加物と
を有することを特徴とする誘電体磁器組成物を用いるこ
とにより、上記課題を達成し得ることを見出した。
【００１１】主成分として、Ｂａの一部をＣａと置換し
た（Ｂａ1-x Ｃａx ）a ＴｉＯ2+aを用いることによ
り、還元雰囲気で焼成可能で良好な特性を示す誘電体磁
器組成物を得ることができる。そして、主成分である
（Ｂａ1-x Ｃａx ）a ＴｉＯ2+aに上記の各添加物を添
加する場合、まず、添加物を１１００℃以上の高温度で
仮焼きし、粉砕することにより均一化し、これを主組成
物の（Ｂａ1-x Ｃａx ）aＴｉＯ2+a に添加することが
好ましい。この方法により焼結した後に粒界に選択的に
これらの添加物を均一に析出させることが可能となり、
絶縁抵抗及び信頼性の向上が見られる。また、添加物の
比重差が小さいために、より均一なグリーンシートを作
製することも可能である。
た（Ｂａ1-x Ｃａx ）a ＴｉＯ2+aを用いることによ
り、還元雰囲気で焼成可能で良好な特性を示す誘電体磁
器組成物を得ることができる。そして、主成分である
（Ｂａ1-x Ｃａx ）a ＴｉＯ2+aに上記の各添加物を添
加する場合、まず、添加物を１１００℃以上の高温度で
仮焼きし、粉砕することにより均一化し、これを主組成
物の（Ｂａ1-x Ｃａx ）aＴｉＯ2+a に添加することが
好ましい。この方法により焼結した後に粒界に選択的に
これらの添加物を均一に析出させることが可能となり、
絶縁抵抗及び信頼性の向上が見られる。また、添加物の
比重差が小さいために、より均一なグリーンシートを作
製することも可能である。
【００１２】Ｌｎ2 Ｏ3 については、Ｌｎ＝Ｈｏ，Ｙ，
Ｙｂ，Ｅｒから選択された１種類または２種以上の元素
を添加することが望ましい。 Ｈｏ，Ｙ，Ｙｂ，Ｅｒはほ
ぼ同じような特性を示し、これらから選択された１成分
を使用しても、組み合わせて使用しても同様な結果が得
られる。
Ｙｂ，Ｅｒから選択された１種類または２種以上の元素
を添加することが望ましい。 Ｈｏ，Ｙ，Ｙｂ，Ｅｒはほ
ぼ同じような特性を示し、これらから選択された１成分
を使用しても、組み合わせて使用しても同様な結果が得
られる。
【００１３】請求項２に記載のＭｇＯ−ＭｎＯ−Ｌｎ2
Ｏ3 （但し、Ｌｎ＝Ｈｏ，Ｙ，Ｙｂ，Ｅｒから選択され
た１種類または２種以上の元素）からなる主添加物は、
それぞれ主組成物である（Ｂａ1-x Ｃａx ）a ＴｉＯ
2+a １００ｍｏｌに対して各添加物がＭｇＯ：０．５〜
２．５ｍｏｌ、ＭｎＯ：０．０５〜０．５ｍｏｌ、Ｌｎ
2 Ｏ3 ：０．２〜２．０ｍｏｌであり、この添加物の平
均粒径は０．１μｍ以下であることが望ましい。
Ｏ3 （但し、Ｌｎ＝Ｈｏ，Ｙ，Ｙｂ，Ｅｒから選択され
た１種類または２種以上の元素）からなる主添加物は、
それぞれ主組成物である（Ｂａ1-x Ｃａx ）a ＴｉＯ
2+a １００ｍｏｌに対して各添加物がＭｇＯ：０．５〜
２．５ｍｏｌ、ＭｎＯ：０．０５〜０．５ｍｏｌ、Ｌｎ
2 Ｏ3 ：０．２〜２．０ｍｏｌであり、この添加物の平
均粒径は０．１μｍ以下であることが望ましい。
【００１４】（Ｂａ1-x Ｃａx ）a ＴｉＯ2+a の平均粒
径が０．３〜０．６μｍである原料に、平均粒径０．１
μｍ以下の前記添加物を混合することが望ましい。これ
により、焼成時に均一な焼結が行われるため、クラック
が生じにくくなる。そのため、層厚が１０〜５０μｍの
広範囲において、安定した電気特性が得られる。
径が０．３〜０．６μｍである原料に、平均粒径０．１
μｍ以下の前記添加物を混合することが望ましい。これ
により、焼成時に均一な焼結が行われるため、クラック
が生じにくくなる。そのため、層厚が１０〜５０μｍの
広範囲において、安定した電気特性が得られる。
【００１５】また、請求項３に記載の主組成物の平均粒
径を０．３〜０．６μｍ、さらに０．４〜０．５μｍに
することが望ましい。この範囲未満では誘電率が低下
し、この範囲を超えてしまうと、ＤＣＢｉａｓ特性及び
信頼性が悪化してしまう。
径を０．３〜０．６μｍ、さらに０．４〜０．５μｍに
することが望ましい。この範囲未満では誘電率が低下
し、この範囲を超えてしまうと、ＤＣＢｉａｓ特性及び
信頼性が悪化してしまう。
【００１６】さらに、請求項４に記載の通り、前記主添
加物を含有すると共に副添加物として、Ｖ2 Ｏ5 または
ＭｏＯ3 の少なくともいずれか一方を前記主組成物に対
して０．０５〜０．５ｍｏｌ添加することが望ましい。
これにより、信頼性が向上する。
加物を含有すると共に副添加物として、Ｖ2 Ｏ5 または
ＭｏＯ3 の少なくともいずれか一方を前記主組成物に対
して０．０５〜０．５ｍｏｌ添加することが望ましい。
これにより、信頼性が向上する。
【００１７】ここで、請求項１記載の通り、組成式が
（Ｂａ1-x Ｃａx ）a ＴｉＯ2+a （但し、０≦ｘ≦０．
０２、０．９９８≦ａ≦１．００５）からなる主組成物
１００ｍｏｌに対して、（Ｂａ1-y Ｓｒy ）b ＳｉＯ
2+b （但し、０≦ｙ≦１．０、０．８≦ｂ≦１．２）で
表される酸化物ガラス０．３〜１．５ｍｏｌと、ＭｇＯ
−ＭｎＯ−Ｌｎ2 Ｏ3 （但し、Ｌｎ＝Ｈｏ，Ｙ，Ｙｂ，
Ｅｒから選択された１種類または２種以上の元素）から
なる主添加物等の置換量、元素、添加量を選択したの
は、以下の理由による。
（Ｂａ1-x Ｃａx ）a ＴｉＯ2+a （但し、０≦ｘ≦０．
０２、０．９９８≦ａ≦１．００５）からなる主組成物
１００ｍｏｌに対して、（Ｂａ1-y Ｓｒy ）b ＳｉＯ
2+b （但し、０≦ｙ≦１．０、０．８≦ｂ≦１．２）で
表される酸化物ガラス０．３〜１．５ｍｏｌと、ＭｇＯ
−ＭｎＯ−Ｌｎ2 Ｏ3 （但し、Ｌｎ＝Ｈｏ，Ｙ，Ｙｂ，
Ｅｒから選択された１種類または２種以上の元素）から
なる主添加物等の置換量、元素、添加量を選択したの
は、以下の理由による。
【００１８】主組成物である（Ｂａ1-x Ｃａx ）a Ｔｉ
Ｏ2+a のＣａの置換量ｘが０≦ｘ≦０．０２、さらに
０．００５≦ｘ≦０．０１５であることが望ましい。絶
縁性の向上という点ではｘは０でも効果は低減しない
が、適応範囲では、耐還元性が向上するのでＣＲ積が高
くなる。ここで、ｘがこの範囲を超えてしまうと焼結性
が低下するので誘電率とＣＲ積が低下し、その他の特性
も悪化させてしまう。また、ａの範囲が０．９９８≦ａ
≦１．００５、さらに１．００１≦ａ≦１．００３であ
ることが望ましい。この範囲未満では、急激な粒成長を
起こし易く誘電損失を悪化させてしまう。一方、この範
囲を超えると、焼結性が低下する。
Ｏ2+a のＣａの置換量ｘが０≦ｘ≦０．０２、さらに
０．００５≦ｘ≦０．０１５であることが望ましい。絶
縁性の向上という点ではｘは０でも効果は低減しない
が、適応範囲では、耐還元性が向上するのでＣＲ積が高
くなる。ここで、ｘがこの範囲を超えてしまうと焼結性
が低下するので誘電率とＣＲ積が低下し、その他の特性
も悪化させてしまう。また、ａの範囲が０．９９８≦ａ
≦１．００５、さらに１．００１≦ａ≦１．００３であ
ることが望ましい。この範囲未満では、急激な粒成長を
起こし易く誘電損失を悪化させてしまう。一方、この範
囲を超えると、焼結性が低下する。
【００１９】（Ｂａ1-y Ｓｒy ）b ＳｉＯ2+b で表され
る酸化物ガラスのｙが０〜１．０、さらに０．５〜１．
０の間に、ｂが０．８〜１．２、さらに０．９〜１．１
の間にあることが望ましい。焼結性の向上という点では
ｙは０でも効果は低減しないが、絶縁抵抗を改善させる
ことができ、ＣＲ積が高くなるので、置換量ｙはこの範
囲が好ましい。 また、ｂがこの範囲未満では、主組成物
と過剰に反応を起こし、粒成長を引き起こす場合があ
る。そのため信頼性が低下するので、ＩＲ寿命が低下し
てしまう。一方、この範囲を超えると焼結性が低下す
る。
る酸化物ガラスのｙが０〜１．０、さらに０．５〜１．
０の間に、ｂが０．８〜１．２、さらに０．９〜１．１
の間にあることが望ましい。焼結性の向上という点では
ｙは０でも効果は低減しないが、絶縁抵抗を改善させる
ことができ、ＣＲ積が高くなるので、置換量ｙはこの範
囲が好ましい。 また、ｂがこの範囲未満では、主組成物
と過剰に反応を起こし、粒成長を引き起こす場合があ
る。そのため信頼性が低下するので、ＩＲ寿命が低下し
てしまう。一方、この範囲を超えると焼結性が低下す
る。
【００２０】（Ｂａ1-y Ｓｒy ）b ＳｉＯ2+b （但し、
０≦ｙ≦１．０、０．８≦ｂ≦１．２）で表される酸化
物ガラスの添加量が０．３〜１．５ｍｏｌ、さらに０．
５〜１．２ｍｏｌの間にあることが望ましい。この範囲
未満では、焼結助剤としての役割が低下して焼結性が低
下する。また、この範囲を超えてしまうと誘電率が低下
すると共に、耐圧も悪化させてしまう。
０≦ｙ≦１．０、０．８≦ｂ≦１．２）で表される酸化
物ガラスの添加量が０．３〜１．５ｍｏｌ、さらに０．
５〜１．２ｍｏｌの間にあることが望ましい。この範囲
未満では、焼結助剤としての役割が低下して焼結性が低
下する。また、この範囲を超えてしまうと誘電率が低下
すると共に、耐圧も悪化させてしまう。
【００２１】ここで、酸化物ガラスの添加量を０．５〜
０．９ｍｏｌとし、さらに（Ｂａ1- x Ｃａx ）a ＴｉＯ
2+a のＣａの置換量ｘを０．００５≦ｘ≦０．０１５と
し、ａの範囲を１．００１≦ａ≦１．００３とすること
によって、高い電界強度（５Ｖ／μｍ）での高信頼性を
得ることができる。
０．９ｍｏｌとし、さらに（Ｂａ1- x Ｃａx ）a ＴｉＯ
2+a のＣａの置換量ｘを０．００５≦ｘ≦０．０１５と
し、ａの範囲を１．００１≦ａ≦１．００３とすること
によって、高い電界強度（５Ｖ／μｍ）での高信頼性を
得ることができる。
【００２２】また、請求項２に記載のＭｇＯ−ＭｎＯ−
Ｌｎ2 Ｏ3 （但し、Ｌｎ＝Ｈｏ，Ｙ，Ｙｂ，Ｅｒから選
択された１種類または２種以上の元素）からなる主添加
物は、それぞれ主組成物である（Ｂａ1-x Ｃａx ）a Ｔ
ｉＯ2+a １００ｍｏｌに対して各添加物がＭｇＯ：０．
５〜２．５ｍｏｌ、ＭｎＯ：０．０５〜０．５ｍｏｌ、
Ｌｎ2 Ｏ3 ：０．２〜２．０ｍｏｌとしたのは、以下の
理由による。
Ｌｎ2 Ｏ3 （但し、Ｌｎ＝Ｈｏ，Ｙ，Ｙｂ，Ｅｒから選
択された１種類または２種以上の元素）からなる主添加
物は、それぞれ主組成物である（Ｂａ1-x Ｃａx ）a Ｔ
ｉＯ2+a １００ｍｏｌに対して各添加物がＭｇＯ：０．
５〜２．５ｍｏｌ、ＭｎＯ：０．０５〜０．５ｍｏｌ、
Ｌｎ2 Ｏ3 ：０．２〜２．０ｍｏｌとしたのは、以下の
理由による。
【００２３】主添加物であるＭｇＯが０．５ｍｏｌ≦Ｍ
ｇＯ≦２．５ｍｏｌ、さらに１．０ｍｏｌ≦ＭｇＯ≦
２．０ｍｏｌであることが望ましい。 この範囲未満で
は、低温側の容量の変化率が大きくなってしまい、温度
特性が低下する。また、粒成長も起こし易くなり、Ｂｉ
ａｓ特性も悪化してしまう。また、この範囲を超えてし
まうと、誘電率が低下してしまうと共に、信頼性も低下
してしまう。これに加えて、ＭｎＯが０．０５ｍｏｌ≦
ＭｎＯ≦０．５ｍｏｌ、さらに０．１０ｍｏｌ≦ＭｎＯ
≦０．３ｍｏｌであることが望ましい。この範囲未満で
は、誘電損失が大きく、絶縁抵抗、Ｂｉａｓ特性、信頼
性の向上の効果が低減する。この範囲を超えると、絶縁
抵抗が低下すると共に信頼性が低下してしまう。
ｇＯ≦２．５ｍｏｌ、さらに１．０ｍｏｌ≦ＭｇＯ≦
２．０ｍｏｌであることが望ましい。 この範囲未満で
は、低温側の容量の変化率が大きくなってしまい、温度
特性が低下する。また、粒成長も起こし易くなり、Ｂｉ
ａｓ特性も悪化してしまう。また、この範囲を超えてし
まうと、誘電率が低下してしまうと共に、信頼性も低下
してしまう。これに加えて、ＭｎＯが０．０５ｍｏｌ≦
ＭｎＯ≦０．５ｍｏｌ、さらに０．１０ｍｏｌ≦ＭｎＯ
≦０．３ｍｏｌであることが望ましい。この範囲未満で
は、誘電損失が大きく、絶縁抵抗、Ｂｉａｓ特性、信頼
性の向上の効果が低減する。この範囲を超えると、絶縁
抵抗が低下すると共に信頼性が低下してしまう。
【００２４】Ｌｎ2 Ｏ3 （但し、Ｌｎ＝Ｈｏ，Ｙ，Ｙ
ｂ，Ｅｒから選択された１種類または２種以上の元素）
を０．２ｍｏｌ≦Ｌｎ2 Ｏ3 ≦２．０ｍｏｌ、さらに
０．５ｍｏｌ≦Ｌｎ2 Ｏ3 ≦１．２ｍｏｌ添加すること
が望ましい。この範囲未満では信頼性の向上の効果が低
減し、この範囲を超えると焼結性、信頼性が低下する。
ｂ，Ｅｒから選択された１種類または２種以上の元素）
を０．２ｍｏｌ≦Ｌｎ2 Ｏ3 ≦２．０ｍｏｌ、さらに
０．５ｍｏｌ≦Ｌｎ2 Ｏ3 ≦１．２ｍｏｌ添加すること
が望ましい。この範囲未満では信頼性の向上の効果が低
減し、この範囲を超えると焼結性、信頼性が低下する。
【００２５】また、請求項４に記載の通り、前記主添加
物を含有すると共に副添加物として、Ｖ2 Ｏ5 またはＭ
ｏＯ3 の少なくともいずれか一方を前記主組成物に対し
て０．０５〜０．５ｍｏｌ添加することが望ましい。 前
記主組成物と主添加物を配合することにより高信頼性を
示すが、この副添加物を添加することにより、更に信頼
性を向上させることが可能である。一方、０．５ｍｏｌ
を超えてしまうと、ＣＲ積が低下してしまう。
物を含有すると共に副添加物として、Ｖ2 Ｏ5 またはＭ
ｏＯ3 の少なくともいずれか一方を前記主組成物に対し
て０．０５〜０．５ｍｏｌ添加することが望ましい。 前
記主組成物と主添加物を配合することにより高信頼性を
示すが、この副添加物を添加することにより、更に信頼
性を向上させることが可能である。一方、０．５ｍｏｌ
を超えてしまうと、ＣＲ積が低下してしまう。
【００２６】そして、請求項５に記載のように、誘電体
磁器組成物を前記のような組成範囲にすることにより、
１１５０〜１３００℃の還元雰囲気焼成温度で焼成可能
で、高誘電率を有し、高電界強度特性の良好な誘電体材
料を得ることができる。
磁器組成物を前記のような組成範囲にすることにより、
１１５０〜１３００℃の還元雰囲気焼成温度で焼成可能
で、高誘電率を有し、高電界強度特性の良好な誘電体材
料を得ることができる。
【００２７】さらに、請求項６に記載のように、前記の
誘電体組成物を用いたＮｉ内部電極を用いた積層セラミ
ックコンデンサは、Ｘ７Ｒ、Ｂ特性の温度特性を有し、
層厚２０μｍ以上で誘電率が３０００以上を示し、高い
電界強度下（５Ｖ/ μｍ）での容量抵抗積が２０℃で３
０００Ω・Ｆ以上で耐圧も８０Ｖ／μｍ以上と極めて高
く、５Ｖ／μｍの印加における静電容量の低下率が４５
％以下で、１５０℃で１５Ｖ／μｍになるように電圧を
印加した加速寿命試験での絶縁抵抗の劣化に至るまでの
時間が１０００時間以上である電子部品である。
誘電体組成物を用いたＮｉ内部電極を用いた積層セラミ
ックコンデンサは、Ｘ７Ｒ、Ｂ特性の温度特性を有し、
層厚２０μｍ以上で誘電率が３０００以上を示し、高い
電界強度下（５Ｖ/ μｍ）での容量抵抗積が２０℃で３
０００Ω・Ｆ以上で耐圧も８０Ｖ／μｍ以上と極めて高
く、５Ｖ／μｍの印加における静電容量の低下率が４５
％以下で、１５０℃で１５Ｖ／μｍになるように電圧を
印加した加速寿命試験での絶縁抵抗の劣化に至るまでの
時間が１０００時間以上である電子部品である。
【００２８】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明
をさらに詳細に説明する。 ［１．製造工程］ ［１−１．誘電体スラリーの調製］誘電体ベース材料と
して、平均粒径が０．４μｍの（Ｂａ1-x Ｃａx ）a Ｔ
ｉＯ2+a を用いた。なお、この（Ｂａ1-x Ｃａx ）a Ｔ
ｉＯ2+a はシュウ酸塩共沈法で得られたものを使用し
た。主添加物（ＭｎＯ、ＭｇＯ、Ｌｎ2 Ｏ3 ）の酸化物
は、それぞれ、表１に示した組成に従って所定の量を秤
量した。これらをアルミるつぼに入れ、１１５０℃で４
時間の仮焼を行った。次に、得られた仮焼粉を、ジェッ
トミル、アトライタミルなどの微粉砕機を用いて粉砕す
ることにより、平均粒径が０．１μｍの酸化物粉末を得
た。なお、この酸化物粉末は、作製条件により一部また
は全部がガラス化する場合があるが、その組成が均一で
あれば得られる特性には大きな差はない。
をさらに詳細に説明する。 ［１．製造工程］ ［１−１．誘電体スラリーの調製］誘電体ベース材料と
して、平均粒径が０．４μｍの（Ｂａ1-x Ｃａx ）a Ｔ
ｉＯ2+a を用いた。なお、この（Ｂａ1-x Ｃａx ）a Ｔ
ｉＯ2+a はシュウ酸塩共沈法で得られたものを使用し
た。主添加物（ＭｎＯ、ＭｇＯ、Ｌｎ2 Ｏ3 ）の酸化物
は、それぞれ、表１に示した組成に従って所定の量を秤
量した。これらをアルミるつぼに入れ、１１５０℃で４
時間の仮焼を行った。次に、得られた仮焼粉を、ジェッ
トミル、アトライタミルなどの微粉砕機を用いて粉砕す
ることにより、平均粒径が０．１μｍの酸化物粉末を得
た。なお、この酸化物粉末は、作製条件により一部また
は全部がガラス化する場合があるが、その組成が均一で
あれば得られる特性には大きな差はない。
【００２９】（Ｂａ1-y Ｓｒy ）b ＳｉＯ2+b で表され
る酸化物ガラスは、ＢａＣＯ3 、ＳｒＣ3 ，ＳｉＯ2 を
ボールミルにより２４時間湿式混合し、乾燥後、１１５
０℃の空気中で焼成し、ジェットミル、アトライタミル
などの微粉砕機を用いて粉砕することにより、製造し
た。
る酸化物ガラスは、ＢａＣＯ3 、ＳｒＣ3 ，ＳｉＯ2 を
ボールミルにより２４時間湿式混合し、乾燥後、１１５
０℃の空気中で焼成し、ジェットミル、アトライタミル
などの微粉砕機を用いて粉砕することにより、製造し
た。
【００３０】以上のようにして得られた誘電体ベース材
料と酸化物粉末及び酸化物ガラスから、元素の配合比率
の異なる複数の誘電体原料を作製した。すなわち、各誘
電体原料１０００ｇに対して、水とエチルアルコール及
び分散剤を８０：１９：１で混合した溶剤を７００ｇ入
れ、ホモジナイザーを用いて分散させた。この混合物
を、通常の良く知られている分散方法であるボールミル
やアトリッションミルを用いて２０時間分散させた後、
さらに水性エマルジョンとアクリル樹脂と可塑剤を含む
溶液を入れて、複数種類の誘電体スラリーを作製した。
なお、これらのスラリーの粘性はいずれも約３００ｃｐ
ｓに調整した。
料と酸化物粉末及び酸化物ガラスから、元素の配合比率
の異なる複数の誘電体原料を作製した。すなわち、各誘
電体原料１０００ｇに対して、水とエチルアルコール及
び分散剤を８０：１９：１で混合した溶剤を７００ｇ入
れ、ホモジナイザーを用いて分散させた。この混合物
を、通常の良く知られている分散方法であるボールミル
やアトリッションミルを用いて２０時間分散させた後、
さらに水性エマルジョンとアクリル樹脂と可塑剤を含む
溶液を入れて、複数種類の誘電体スラリーを作製した。
なお、これらのスラリーの粘性はいずれも約３００ｃｐ
ｓに調整した。
【００３１】［１−２．グリーンチップの作製］上記の
ようにして得られた誘電体スラリーを用いて、ダイコー
ターにより、ＰＥＴフィルム上に３０μｍの厚さを持つ
グリーンシートを成形し、このグリーンシート上に、内
部電極用ペーストを１．５μｍの厚みで印刷した。な
お、内部電極用ペーストとしては、平均粒径０．４μｍ
のＮｉ粒子１００重量部と、有機ビヒクル（エチルセル
ロース樹脂８重量部をブチルカルビトール９２重量部に
溶解したもの）４０重量部、及びブチルカルビトール１
０重量部とを、３本ロールにより混練し、ペースト化し
たものを使用した。
ようにして得られた誘電体スラリーを用いて、ダイコー
ターにより、ＰＥＴフィルム上に３０μｍの厚さを持つ
グリーンシートを成形し、このグリーンシート上に、内
部電極用ペーストを１．５μｍの厚みで印刷した。な
お、内部電極用ペーストとしては、平均粒径０．４μｍ
のＮｉ粒子１００重量部と、有機ビヒクル（エチルセル
ロース樹脂８重量部をブチルカルビトール９２重量部に
溶解したもの）４０重量部、及びブチルカルビトール１
０重量部とを、３本ロールにより混練し、ペースト化し
たものを使用した。
【００３２】次いで、ＰＥＴフィルムからシートを剥離
して積層し、８０℃で１トン／ｃｍ 2 の静水圧を用いて
加圧接着してグリーンチップを得た。有効積層数は１２
０層とした。次に、このグリーンチップを所定サイズに
切断し、金属板セッターに搭載し、脱バインダー処理、
焼成及びアニールを、下記の条件で連続的に行ない、コ
ンデンサ素子を作製した。なお、脱バインダー処理、焼
成及びアニールの条件は、以下の通りである。また、そ
れぞれの雰囲気ガスの加湿にはウェッターを用いた。
して積層し、８０℃で１トン／ｃｍ 2 の静水圧を用いて
加圧接着してグリーンチップを得た。有効積層数は１２
０層とした。次に、このグリーンチップを所定サイズに
切断し、金属板セッターに搭載し、脱バインダー処理、
焼成及びアニールを、下記の条件で連続的に行ない、コ
ンデンサ素子を作製した。なお、脱バインダー処理、焼
成及びアニールの条件は、以下の通りである。また、そ
れぞれの雰囲気ガスの加湿にはウェッターを用いた。
【００３３】（脱バインダー処理）
昇温速度：２０℃／時間
保持温度：３２０℃
温度保持時間：１２時間
雰囲気ガス：空気中
（焼成）
昇温速度：２５０℃／時間
保持温度：１１５０℃〜１３００℃
温度保持時間：４時間
冷却速度：２５０℃／時間
雰囲気ガス：加湿したＮ2 とＨ2 との混合ガス
酸素分圧：１×１０-10 ａｔｍ
（アニール）
保持温度：９５０℃
温度保持時間：８時間
昇温、降温速度：２００℃／時間
雰囲気ガス：加湿したＮ2 ガス
酸素分圧：２×１０-5ａｔｍ
【００３４】［１−３．バレル処理・外部電極の形成］
得られたコンデンサ素子の端面をバレル処理により研磨
した後、平均粒径０．５μｍのＣｕ粒子１００重量部
と、有機ビヒクル（エチルセルロース樹脂８重量部をブ
チルカルビトール９２重量部に溶解したもの）３５重量
部、及びブチルカルビトール７重量部とを混練し、ペー
スト化した外部電極用ペーストを前記端面に転写し、Ｎ
2 雰囲気中で７５０℃にて１０分間焼成して外部電極を
形成し、図１に示すような構成を有する積層セラミック
コンデンサ（以下、ＭＬＣ）を得た。なお、図におい
て、１は誘電体層、２は内部電極、３は外部電極であ
る。上記のようにして製造したサンプルのサイズは、
４．５×３．２×２．７ｍｍであり、有効誘電体層の厚
さは２０μｍ×１２０層、内部電極層の厚さは約１．０
μｍであった。各サンプルについて下記に示す特性の評
価を行った。
得られたコンデンサ素子の端面をバレル処理により研磨
した後、平均粒径０．５μｍのＣｕ粒子１００重量部
と、有機ビヒクル（エチルセルロース樹脂８重量部をブ
チルカルビトール９２重量部に溶解したもの）３５重量
部、及びブチルカルビトール７重量部とを混練し、ペー
スト化した外部電極用ペーストを前記端面に転写し、Ｎ
2 雰囲気中で７５０℃にて１０分間焼成して外部電極を
形成し、図１に示すような構成を有する積層セラミック
コンデンサ（以下、ＭＬＣ）を得た。なお、図におい
て、１は誘電体層、２は内部電極、３は外部電極であ
る。上記のようにして製造したサンプルのサイズは、
４．５×３．２×２．７ｍｍであり、有効誘電体層の厚
さは２０μｍ×１２０層、内部電極層の厚さは約１．０
μｍであった。各サンプルについて下記に示す特性の評
価を行った。
【００３５】（容量の温度特性）容量の温度特性は、Ｅ
ＩＡ規格のＸ７Ｒ、ＪＩＳ規格のＢ特性を満足するか否
かを調べた。具体的には、ＬＣＲメータにより、Ｘ７Ｒ
は−５５〜１２５℃について測定電圧１Ｖで容量を測定
し、容量変化率が±１５％以内（基準温度２５℃）を満
足するか否かを調べた。また、Ｂ特性は−２５〜８５℃
について測定電圧１Ｖで容量を測定し、容量変化率が±
１０％以内（基準温度２０℃）を満たすかどうか調べ
た。両者を満足する場合を○、少なくともどちらかを満
足しない場合を×とした。
ＩＡ規格のＸ７Ｒ、ＪＩＳ規格のＢ特性を満足するか否
かを調べた。具体的には、ＬＣＲメータにより、Ｘ７Ｒ
は−５５〜１２５℃について測定電圧１Ｖで容量を測定
し、容量変化率が±１５％以内（基準温度２５℃）を満
足するか否かを調べた。また、Ｂ特性は−２５〜８５℃
について測定電圧１Ｖで容量を測定し、容量変化率が±
１０％以内（基準温度２０℃）を満たすかどうか調べ
た。両者を満足する場合を○、少なくともどちらかを満
足しない場合を×とした。
【００３６】（比誘電率εｓ及び誘電損失）２０℃にお
ける静電容量を測定し、電極面積と誘電体の厚みから比
誘電率を測定した。なお、誘電率と誘電損失は１ｖｒｍ
ｓ、１．０ｋＨｚでの値を用いた。
ける静電容量を測定し、電極面積と誘電体の厚みから比
誘電率を測定した。なお、誘電率と誘電損失は１ｖｒｍ
ｓ、１．０ｋＨｚでの値を用いた。
【００３７】（耐圧）ＭＬＣ素子に電圧を印加して電流
が１０ｍＡ以上流れた電圧を耐圧とした。測定数は各組
成ごとに５０個であり、中心値を代表値とした。
が１０ｍＡ以上流れた電圧を耐圧とした。測定数は各組
成ごとに５０個であり、中心値を代表値とした。
【００３８】（容量抵抗積）素子を２０℃の恒温槽に放
置し、１０分後に容量と誘電体厚み１μｍ当り５Ｖ印加
した時の絶縁抵抗の１分値を測定し、その値と容量の積
をＣＲ積とした。
置し、１０分後に容量と誘電体厚み１μｍ当り５Ｖ印加
した時の絶縁抵抗の１分値を測定し、その値と容量の積
をＣＲ積とした。
【００３９】（ＤＣ Ｂｉａｓ特性）まず、１ｋＨｚ、
１ＶｒｍｓのＡＣ電圧を印加した時の静電容量を測定し
た後、ＤＣ１００Ｖ（５Ｖ/ μｍ）と１ｋＨｚ、１Ｖｒ
ｍｓのＡＣ電圧を同時に印加した時の静電容量を測定し
た。得られた測定値により、静電容量の低下率を算出し
た。
１ＶｒｍｓのＡＣ電圧を印加した時の静電容量を測定し
た後、ＤＣ１００Ｖ（５Ｖ/ μｍ）と１ｋＨｚ、１Ｖｒ
ｍｓのＡＣ電圧を同時に印加した時の静電容量を測定し
た。得られた測定値により、静電容量の低下率を算出し
た。
【００４０】（加速寿命試験）加速寿命試験として、温
度１５０℃にて直流電圧を３００Ｖ（１５Ｖ／μｍ）印
加して、その絶縁抵抗の経時変化を測定した。 なお、加
速寿命試験では、各試料の絶縁抵抗値が１０5 Ω以下に
なったときの時間をＩＲ寿命時間とし、複数の試料につ
いての平均寿命時間を求めた。
度１５０℃にて直流電圧を３００Ｖ（１５Ｖ／μｍ）印
加して、その絶縁抵抗の経時変化を測定した。 なお、加
速寿命試験では、各試料の絶縁抵抗値が１０5 Ω以下に
なったときの時間をＩＲ寿命時間とし、複数の試料につ
いての平均寿命時間を求めた。
【００４１】
【表１】
【００４２】
【表２】
【００４３】[ １．試験結果]表２に示したサンプルＮ
ｏ．１〜Ｎｏ．１０の結果から、Ｃａの置換量を０．０
１程度にすることにより、耐還元性が向上して、ＣＲ積
が大きくなっている。また、０．０２を超えてしまうと
焼結性及び誘電率の低下が急激に起きており、特性の悪
化が確認できた。さらに焼成温度を高くすることにより
焼結性を向上させることは可能であるが、高温になるに
従って内部電極が切れやすくなり、容量の低下または、
構造欠陥を引き起こす可能性が高くなってしまう。 そし
て、（Ｂａ，Ｃａ）／Ｔｉが適用範囲未満では誘電損失
が上昇し、適用範囲を超えると焼結性が低下して、誘電
率とＣＲ積が悪化している。
ｏ．１〜Ｎｏ．１０の結果から、Ｃａの置換量を０．０
１程度にすることにより、耐還元性が向上して、ＣＲ積
が大きくなっている。また、０．０２を超えてしまうと
焼結性及び誘電率の低下が急激に起きており、特性の悪
化が確認できた。さらに焼成温度を高くすることにより
焼結性を向上させることは可能であるが、高温になるに
従って内部電極が切れやすくなり、容量の低下または、
構造欠陥を引き起こす可能性が高くなってしまう。 そし
て、（Ｂａ，Ｃａ）／Ｔｉが適用範囲未満では誘電損失
が上昇し、適用範囲を超えると焼結性が低下して、誘電
率とＣＲ積が悪化している。
【００４４】また、サンプルＮｏ．１１〜Ｎｏ．２１の
結果から、酸化物ガラスのＳｒを置換させることで、絶
縁抵抗特性が向上していることがわかる。そして、（Ｂ
ａ，Ｓｒ）／Ｓｉを適用範囲内とすることによって、信
頼性、焼結性とも向上している。さらに、酸化物ガラス
の添加量を適用範囲内とすることによって、焼結性が向
上し、誘電率、耐圧が向上している。
結果から、酸化物ガラスのＳｒを置換させることで、絶
縁抵抗特性が向上していることがわかる。そして、（Ｂ
ａ，Ｓｒ）／Ｓｉを適用範囲内とすることによって、信
頼性、焼結性とも向上している。さらに、酸化物ガラス
の添加量を適用範囲内とすることによって、焼結性が向
上し、誘電率、耐圧が向上している。
【００４５】そして、サンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．２１の
中で、Ｃａの置換量が前記の範囲にあって、（Ｂａ，Ｃ
ａ）／Ｔｉを１．００１以上の１．００２とし、酸化物
ガラスの添加量が０．５〜０．９ｍｏｌの範囲としたＮ
ｏ．８のＩＲ寿命は１４５０時間と最も良好な寿命特性
を示している。さらに、誘電率が３４００以上となって
いるので、誘電体層厚を大きくすることができ、そのこ
とによってさらに高い信頼性を有するＭＬＣを作製する
ことが可能である。
中で、Ｃａの置換量が前記の範囲にあって、（Ｂａ，Ｃ
ａ）／Ｔｉを１．００１以上の１．００２とし、酸化物
ガラスの添加量が０．５〜０．９ｍｏｌの範囲としたＮ
ｏ．８のＩＲ寿命は１４５０時間と最も良好な寿命特性
を示している。さらに、誘電率が３４００以上となって
いるので、誘電体層厚を大きくすることができ、そのこ
とによってさらに高い信頼性を有するＭＬＣを作製する
ことが可能である。
【００４６】サンプルＮｏ．２２〜Ｎｏ．３０の結果か
ら、ＭｇＯ，ＭｎＯを適用範囲量添加することによっ
て、温度特性、誘電率などの諸特性が向上し、特に信頼
性が向上して良好なＩＲ寿命特性を得ていることがわか
る。
ら、ＭｇＯ，ＭｎＯを適用範囲量添加することによっ
て、温度特性、誘電率などの諸特性が向上し、特に信頼
性が向上して良好なＩＲ寿命特性を得ていることがわか
る。
【００４７】そして、サンプルＮｏ．３１〜Ｎｏ．４４
の結果から、希土類元素であるＨｏ，Ｙ，Ｙｂ，Ｅｒを
適用範囲量添加することによって、焼結性、信頼性の向
上が得られることがわかる。また、適応範囲内ではどの
元素を選択または組み合わせても十分に信頼性を確保で
きることが確認できた。
の結果から、希土類元素であるＨｏ，Ｙ，Ｙｂ，Ｅｒを
適用範囲量添加することによって、焼結性、信頼性の向
上が得られることがわかる。また、適応範囲内ではどの
元素を選択または組み合わせても十分に信頼性を確保で
きることが確認できた。
【００４８】また、サンプルＮｏ．４５〜Ｎｏ．４９の
結果から、Ｖ2 Ｏ5 またはＭｏＯ2を適用範囲量添加す
ることによって、焼結性と信頼性が向上していることが
わかる。
結果から、Ｖ2 Ｏ5 またはＭｏＯ2を適用範囲量添加す
ることによって、焼結性と信頼性が向上していることが
わかる。
【００４９】さらに、サンプルＮｏ．５０〜Ｎｏ．５３
の結果から、主成分の粒径を適用範囲内とすることによ
って、誘電率と信頼性が著しく向上していることがわか
る。
の結果から、主成分の粒径を適用範囲内とすることによ
って、誘電率と信頼性が著しく向上していることがわか
る。
【００５０】そして、主成分に酸化物ガラス、主添加
物、副添加物を適用範囲添加したサンプルはＩＲ寿命が
１３００時間以上となっており、誘電率、耐圧など優れ
た特性と高い信頼性を有する誘電体材料であることがわ
かる。
物、副添加物を適用範囲添加したサンプルはＩＲ寿命が
１３００時間以上となっており、誘電率、耐圧など優れ
た特性と高い信頼性を有する誘電体材料であることがわ
かる。
【００５１】表１、表２から明らかなように、本発明に
係る誘電体組成を持つサンプルの各特性は、いずれも本
発明の範囲外の誘電体組成を持つサンプルに比べて格段
に優れている。すなわち、本発明に係る誘電体組成を用
いた場合には、２０μｍ以上において誘電率が３０００
以上を示し、高い電界強度（５Ｖ／μｍ）で使用した
時、静電容量と絶縁抵抗との積（ＣＲ積）が２０℃で３
０００Ω・Ｆ以上で、１５０℃で１５Ｖ／μｍになるよ
うに電圧を印加した加速寿命試験において絶縁抵抗が１
０5 Ωに達するまでの時間が１０００時間以上と長く、
また、耐圧が８０Ｖ／μｍ以上、５Ｖ／μｍの印加時に
おける静電容量の低下率が４５％以下の特性を有するＭ
ＬＣを製造することができる。
係る誘電体組成を持つサンプルの各特性は、いずれも本
発明の範囲外の誘電体組成を持つサンプルに比べて格段
に優れている。すなわち、本発明に係る誘電体組成を用
いた場合には、２０μｍ以上において誘電率が３０００
以上を示し、高い電界強度（５Ｖ／μｍ）で使用した
時、静電容量と絶縁抵抗との積（ＣＲ積）が２０℃で３
０００Ω・Ｆ以上で、１５０℃で１５Ｖ／μｍになるよ
うに電圧を印加した加速寿命試験において絶縁抵抗が１
０5 Ωに達するまでの時間が１０００時間以上と長く、
また、耐圧が８０Ｖ／μｍ以上、５Ｖ／μｍの印加時に
おける静電容量の低下率が４５％以下の特性を有するＭ
ＬＣを製造することができる。
【００５２】［２．他の実施例］なお、本発明は、前記
実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で他
にも多種多様な変形例を実施可能である。例えば、誘電
体磁器組成物の具体的な組成は、本発明の範囲内で適宜
選択可能である。同様に、電極用金属の組成やバインダ
ーの組成等も、適宜選択可能である。さらに、具体的な
製造工程や各工程の条件も適宜選択可能である。例え
ば、脱バインダー処理や焼成、アニールにおける温度条
件や昇温・降温速度条件、雰囲気ガス条件等は、適宜選
択可能である。
実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で他
にも多種多様な変形例を実施可能である。例えば、誘電
体磁器組成物の具体的な組成は、本発明の範囲内で適宜
選択可能である。同様に、電極用金属の組成やバインダ
ーの組成等も、適宜選択可能である。さらに、具体的な
製造工程や各工程の条件も適宜選択可能である。例え
ば、脱バインダー処理や焼成、アニールにおける温度条
件や昇温・降温速度条件、雰囲気ガス条件等は、適宜選
択可能である。
【００５３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
層厚が２０μｍ以上の範囲で、高い誘電率を維持した状
態で高い電界強度下（５Ｖ／μｍ）での容量抵抗積が高
く、Ｂｉａｓ特性に優れ、信頼性の高い積層セラミック
コンデンサ用として好適な誘電体磁器組成物を提供する
ことができる。また、そのような組成物を用いて、ＥＩ
Ａ規格のＸ７Ｒ特性、ＪＩＳ規格のＢ特性を満たすこと
が可能な、高性能で信頼性の高い積層セラミックコンデ
ンサなどの電子部品を提供することができる。
層厚が２０μｍ以上の範囲で、高い誘電率を維持した状
態で高い電界強度下（５Ｖ／μｍ）での容量抵抗積が高
く、Ｂｉａｓ特性に優れ、信頼性の高い積層セラミック
コンデンサ用として好適な誘電体磁器組成物を提供する
ことができる。また、そのような組成物を用いて、ＥＩ
Ａ規格のＸ７Ｒ特性、ＪＩＳ規格のＢ特性を満たすこと
が可能な、高性能で信頼性の高い積層セラミックコンデ
ンサなどの電子部品を提供することができる。
【図１】本発明に係る積層セラミックコンデンサの構成
を示す斜視図
を示す斜視図
１・誘電体層
２・内部電極
３・外部電極
フロントページの続き
(72)発明者 半田 喜代二
東京都青梅市東青梅１丁目167番地の１日
本ケミコン株式会社内
Ｆターム(参考） 4G031 AA03 AA04 AA05 AA06 AA07
AA08 AA11 AA13 AA17 AA19
AA30 BA09 CA01 CA04 CA08
GA01 GA03 GA04 GA06 GA08
GA11
5E001 AB03 AC09 AE02 AE03 AH01
AH09 AJ01 AJ02
5G303 AA01 AB06 AB11 AB14 BA12
CA01 CB03 CB06 CB17 CB18
CB30 CB32 CB35 CB36 CB40
CB43
Claims (6)
- 【請求項１】 組成式が（Ｂａ1-x Ｃａx ）a ＴｉＯ
2+a （但し、０≦ｘ≦０．０２、０．９９８≦ａ≦１．
００５）からなる主組成物１００ｍｏｌに対して、（Ｂ
ａ1-y Ｓｒy ）b ＳｉＯ2+b （但し、０≦ｙ≦１．０、
０．８≦ｂ≦１．２）で表される酸化物ガラス０．３〜
１．５ｍｏｌと、ＭｇＯ−ＭｎＯ−Ｌｎ2 Ｏ 3 （但し、
Ｌｎ＝Ｈｏ，Ｙ，Ｙｂ，Ｅｒから選択された１種類また
は２種以上の元素）からなる主添加物とを有することを
特徴とする誘電体磁器組成物。 - 【請求項２】 主組成物（Ｂａ1-x Ｃａx ）a ＴｉＯ
2+a １００ｍｏｌに対して、各添加物の比率が ＭｇＯ：０．５〜２．５ｍｏｌ ＭｎＯ：０．０５〜０．５ｍｏｌ Ｌｎ2 Ｏ3 ：０．２〜２．０ｍｏｌ であり、前記添加物の平均粒径は０．１μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１記載の誘電体磁器組成物。 - 【請求項３】 主組成物である（Ｂａ1-x Ｃａx ）a Ｔ
ｉＯ2+a の平均粒径が０．３μｍ〜０．６μｍである請
求項１記載又は請求項２記載の誘電体磁器組成物。 - 【請求項４】 副添加物としてＶ2 Ｏ5 またはＭｏＯ3
の少なくともいずれか一方を前記主組成物に対して０．
０５〜０．５ｍｏｌ添加したことを特徴とする請求項１
〜請求項３記載の誘電体磁器組成物。 - 【請求項５】 セラミック誘電体層を有する電子部品で
あり、前記セラミック誘電体層が請求項１〜４記載の誘
電体組成である電子部品。 - 【請求項６】 前記セラミック誘電体層とＮｉ内部電極
とが交互に積層してある積層セラミックコンデンサ本体
を有する請求項５記載の電子部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001355899A JP4717302B2 (ja) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | 誘電体磁器組成物及び電子部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2001355899A JP4717302B2 (ja) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | 誘電体磁器組成物及び電子部品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003160378A true JP2003160378A (ja) | 2003-06-03 |
| JP4717302B2 JP4717302B2 (ja) | 2011-07-06 |
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ID=19167521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001355899A Expired - Lifetime JP4717302B2 (ja) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | 誘電体磁器組成物及び電子部品 |
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| JP (1) | JP4717302B2 (ja) |
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2001
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