JP2003176173A - 誘電体磁器組成物及び電子部品 - Google Patents

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（Ｂａ_1-x Ｙ_x ）ＴｉＯ₃ （但
し、０．００３≦ｘ≦０．０１０）からなる主組成物１
００ｍｏｌに対して、（Ｂａ_1-y Ｃａ_y ）_a ＺｒＯ_2+a
（但し、０．５≦ｙ≦１．０、０．９≦ａ≦１．１）で
表される第一添加物を０．２ｍｏｌ以上１．５ｍｏｌ未
満添加し、さらにＭｎＯ、ＭｇＯからなる第二添加物
と、ＭＯ₃ （但し、ＭはＭｏ，Ｗから選択された元素）
またはＡ₂ Ｏ ₅ （但し、ＡはＴａ，Ｎｂ，Ｖから選択さ
れた元素）から選択された少なくとも1 種または２種以
上を含む第三添加物及び、（Ｂａ_1-z Ｃａ_z ）_b ＳｉＯ
_2+b （但し、０≦ｚ≦１．０、０．８≦ｂ≦１．２）で
表される酸化物ガラスを含有させるように調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。このよ
うな小型対応のためには誘電率を大幅に増大させる必要
があり、誘電率４５００以上が要求されている。また、
小型化に伴って発熱が大きくなるので、温度特性もＸ５
Ｒ、Ｘ７Ｒ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、誘電率４５００以上の高誘電率は得られて
いない。

【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Ｘ７Ｒ
特性またはＸ５Ｒ特性を満足する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であ
る。具体的には、誘電率は４５００以上を示し、高い電
界強度（３Ｖ／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以上であ
り、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１０
０Ｖ／μｍ以上、３Ｖ／μｍの印可時における静電容量
の低下率が５０％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（Ｂａ_1-x Ｙ_x ）
ＴｉＯ₃ （但し、０．００３≦ｘ≦０．０１０）からな
る主組成物に対して、（Ｂａ_1-y Ｃａ_y ）_a ＺｒＯ_2+a
（但し、０．５≦ｙ≦１．０、０．９≦ａ≦１．１）で
表される第一添加物を０．２〜１．５ｍｏｌ添加し、さ
らにＭｎＯ、ＭｇＯからなる第二添加物と、ＭＯ₃ （但
し、ＭはＭｏ，Ｗから選択された元素）またはＡ₂ Ｏ₅
（但し、ＡはＴａ，Ｎｂ，Ｖから選択された元素）から
選択された少なくとも1 種または２種以上を含む第三添
加物及び（Ｂａ_1-z Ｃａ_z ）_b ＳｉＯ_2+b （但し、０≦
ｚ≦１．０、０．８≦ｂ≦１．２）で表される酸化物ガ
ラス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】主成分である（Ｂａ_1-x Ｙ_x ）ＴｉＯ₃ に
上記の各添加物を添加する場合、まず、添加物を１１０
０℃以上の高温で仮焼きし、粉砕することにより均一化
し、これを主組成物の（Ｂａ_1-x Ｙ_x ）ＴｉＯ₃ 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】請求項１記載の通り、組成式が（Ｂａ_1-x
Ｙ_x ）ＴｉＯ₃ （但し、０．００３≦ｘ≦０．０１０）
からなる主組成物に対して、（Ｂａ_1-y Ｃａ_y ）_a Ｚｒ
Ｏ_{2+ a} （但し、０．５≦ｙ≦１．０、０．９≦ａ≦１．
１）で表される第一添加物と、ＭｎＯ、ＭｇＯからなる
第二添加物とＭＯ₃ （但し、ＭはＭｏ，Ｗから選択され
た元素）またはＡ₂ Ｏ₅ （但し、ＡはＴａ，Ｎｂ，Ｖか
ら選択された元素）から選択された少なくとも1 種また
は２種以上を含む第三添加物及び、（Ｂａ_1-zＣａ_z ）
_b ＳｉＯ_2+b （但し、０≦ｚ≦１．０、０．８≦ｂ≦
１．２）で表される酸化物ガラス等の置換量及び元素を
選択したのは、以下の理由による。

【００１３】主組成物である（Ｂａ_1-x Ｙ_x ）ＴｉＯ₃
のイットリアの置換量ｘが０．００３≦ｘ≦０．０１
０、さらに０．００３≦ｘ≦０．００８であることが望
ましい。この範囲未満では、Ｂｉａｓ特性及び信頼性の
向上の効果が低減する。この範囲を超えると、誘電率が
低下してしまう。

【００１４】（Ｂａ_1-y Ｃａ_y ）_a ＺｒＯ_2+a で表され
る第一添加物のｙが０．５〜１．０、さらに０．７〜
１．０の間に、ａが０．９〜１．１、さらに０．９５〜
１．０５の間の間にあることが望ましい。ｙがこの範囲
未満では絶縁抵抗、信頼性の向上の効果が低減する。ま
た、ａ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、誘電
体特性（特に温度特性）を低下させてしまう。一方、こ
の範囲を超えると、誘電率を向上させる効果が低減して
しまう。

【００１５】そして、（Ｂａ_1-y Ｃａ_y ）_a ＺｒＯ_2+a
（但し、０．５≦ｙ≦１．０、０．９≦ａ≦１．１）で
表される第一添加物の添加量が０．２〜１．５ｍｏｌで
あることが望ましい。添加量がこの範囲未満では、誘電
率、絶縁抵抗、信頼性の向上に効果が無く、この範囲を
超えると、Ｂｉａｓ特性、温度特性を低下させてしま
う。

【００１６】ＭＯ₃ （但し、ＭはＭｏ，Ｗから選択され
た元素）またはＡ₂ Ｏ₅ （但し、ＡはＴａ，Ｎｂ，Ｖか
ら選択された元素）から選択された少なくとも1 種また
は２種以上を含む第三添加物を添加することが望まし
い。 Ｍ成分のＭｏ，Ｗまたは、Ａ成分のＴａ，Ｎｂ，Ｖ
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
が得られている。

【００１７】（Ｂａ_1-z Ｃａ_z ）_b ＳｉＯ_2+b で表され
る酸化物ガラスのｚが０〜１．０の間に、ｂが０．８〜
１．２の間にあることが望ましい。焼結性の向上という
点では、ｚは０でも効果はほとんど変わらないが、絶縁
抵抗を改善させることでは、置換量ｚは０．５以上が好
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、誘電体特性（特に温度特性）を低下させてしま
う。一方、この範囲を超えると、誘電率が低下すると共
に、その他の特性も悪化させてしまう。

【００１８】請求項２に記載のＭｎＯ、ＭｇＯからなる
第二添加物とＭＯ₃ （但し、ＭはＭｏ，Ｗから選択され
た元素）またはＡ₂ Ｏ₅ （但し、ＡはＴａ，Ｖ，Ｎｂか
ら選択された元素）から選択された少なくとも1 種また
は２種以上を含む第三添加物、（Ｂａ_1-z Ｃａ_z ）_b Ｓ
ｉＯ_2+b （但し、０≦ｚ≦１．０、０．８≦ｂ≦１．
２）で表される酸化物ガラスは、それぞれ主組成物であ
る（Ｂａ_1-x Ｙ_x ）ＴｉＯ₃ １００ｍｏｌに対して各添
加物が 第二添加物：０．５〜２．０ｍｏｌ、 第三添加物：０．０２〜０．１５ｍｏｌ、 酸化物ガラス：０．２〜１．５ｍｏｌ ０＜第二添加物のＭｎＯ≦０．２ｍｏｌとしたのは、以
下の理由による。

【００１９】第二添加物であるＭｎＯ、ＭｇＯが０．５
ｍｏｌ≦ＭｎＯ＋ＭｇＯ≦２．０ｍｏｌ、さらに１．０
ｍｏｌ≦ＭｎＯ＋ＭｇＯ≦２．０ｍｏｌ、かつ０ｍｏｌ
＜ＭｎＯ≦０．２ｍｏｌであることが望ましい。ＭｎＯ
とＭｇＯの合計の添加量がこの範囲未満では、ＥＩＡ規
格で規定されているＸ７Ｒ特性またはＸ５Ｒ特性の高温
側の変化率が大きくなり、この範囲を超えると、急激に
信頼性及び誘電率が低下してしまう。そして、ＭｎＯが
０のとき、誘電損失が大きく、絶縁抵抗、Ｂｉａｓ特性
の向上に効果が無い。ＭｎＯが０．２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。

【００２０】また、ＭＯ₃ （但し、ＭはＭｏ，Ｗから選
択された元素）またはＡ₂ Ｏ₅ （但し、ＡはＴａ，Ｖ，
Ｎｂから選択された元素）から選択された少なくとも1
種または２種以上を含む第三添加物を０．０２〜０．１
５ｍｏｌ、さらに０．０５〜０．１０ｍｏｌ添加するこ
とが望ましい。この範囲未満では誘電率、信頼性の向上
に効果が無く、この範囲を超えると誘電損失が大きくな
り、温度特性がＸ７Ｒ特性、Ｘ５Ｒ特性を満足しない。

【００２１】（Ｂａ_1-z Ｃａ_z ）_b ＳｉＯ_2+b （但し、
０≦ｚ≦１．０、０．８≦ｂ≦１．２）で表される酸化
物ガラスの添加量が０．２〜１．５ｍｏｌ、さらに０．
３〜１．０ｍｏｌ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、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。

【００２２】また、請求項３に記載のにように、主組成
物の平均粒径を０．５〜０．８μｍにすることが望まし
い。この範囲未満では誘電率４５００以上が得られず、
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。

【００２３】そして、（Ｂａ_1-x Ｙ_x ）ＴｉＯ₃ の平均
粒径が０．５〜０．８μｍである原料に平均粒径０．１
μｍ以下の添加剤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、クラックを生
じ難くなる。そのため、層厚が５〜２５μｍの広範囲に
おいて、安定した電気特性が得られる。

【００２４】また、請求項４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、還
元雰囲気下で１１００〜１２００℃の焼成温度で焼成可
能であり、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。

【００２５】さらに、請求項５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、Ｘ５ＲまたはＸ７Ｒの温度特性を有
し、誘電率が４５００以上で、高い電界強度下（３Ｖ/
μｍ）での容量抵抗積が２０℃で３０００Ω・Ｆ以上で
耐圧も１００Ｖ／μｍ以上と極めて高く、３Ｖ／μｍの
印可における静電容量の低下率が５０％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。

【００２６】

【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０．６μｍの（Ｂａ_1-x Ｙ_x ）ＴｉＯ
₃ を用いた。なお、この（Ｂａ_1-x Ｙ_x ）ＴｉＯ₃ はシ
ュウ酸塩共沈法で得られたものを使用した。また、第一
添加物である（Ｂａ_1-y Ｃａ_y ）_a ＺｒＯ_2+a も共沈法
で作製したものを使用した。第二添加物（ＭｎＯ、Ｍｇ
Ｏ）及び第三添加物ＭＯ₃ 、Ａ₂ Ｏ₅ ）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。

【００２７】（Ｂａ_1-z Ｃａ_z ）_b ＳｉＯ_2+b で表され
る酸化物ガラスは、ＢａＣＯ₃ 、ＣａＣＯ₃ ，ＳｉＯ₂
をボールミルにより２４時間湿式混合し、乾燥後、１１
５０℃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。

【００２８】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２００ｃｐ
ｓに調整した。

【００２９】［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１２μｍ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。

【００３０】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２０
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。

【００３１】（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：１１００℃〜１２００℃ 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

【００３２】［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、
４．５×３．２×２．５ｍｍであり、有効誘電体層の厚
さは８μｍ×２００層、内部電極層の厚さは約１．０μ
ｍ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。

【００３３】（容量の温度特性）容量の温度特性は、Ｅ
ＩＡ規格のＸ７ＲまたはＸ５Ｒ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特性
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、Ｘ５Ｒ特性は−５５〜８
５℃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℃）を満たすかどうか調
べた。満足する場合を○、満足しない場合を×とした。

【００３４】（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。

【００３５】（耐圧）ＭＬＣ素子に電圧を印可して電流
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。

【００３６】（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３Ｖ印可
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。

【００３７】（ＤＣ Ｂｉａｓ特性）まず、１ｋＨｚ、
１ＶｒｍｓのＡＣ電圧を印可した時の静電容量を測定し
た後、ＤＣ２４Ｖ（３Ｖ/ μｍ）と１ｋＨｚ、１Ｖｒｍ
ｓのＡＣ電圧を同時に印可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。

【００３８】（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１２０Ｖ（１５Ｖ／μｍ）印
可して、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。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【表２】

【００４１】[ １．試験結果]表１及び表２に示したサ
ンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．７の結果から、イットリアの置
換量が適応範囲外の０．００３未満の場合（Ｎｏ．１，
２）、ＩＲ寿命時間が極端に短くなっている。 また、
適応範囲を超えた場合（Ｎｏ．７）、焼結性が低下する
ため焼結が不十分となってしまう。このため、誘電率、
絶縁抵抗、耐圧及びＩＲ寿命時間が低下することが確認
できた。 更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。

【００４２】そして、（Ｂａ_1-y Ｃａ_y ）_a ＺｒＯ_2+a
について、サンプルＮｏ．８〜Ｎｏ．２３の結果から、
カルシウムの置換量が適用範囲未満のＮｏ．８では、絶
縁抵抗の向上に効果がないことが確認できる。また、
（Ｂａ，Ｃａ）／Ｚｒの比が適用範囲外のＮｏ．１２、
Ｎｏ．１７では、十分な誘電率または温度特性を得るこ
とができない。また、添加量が適用範囲外のＮｏ．１
８、２３では、同じく十分な誘電率または温度特性を得
ることができない。

【００４３】サンプルＮｏ．２４〜Ｎｏ．３３の結果か
ら、ＭｇＯ，ＭｎＯの配合比及び添加量が、今回評価を
行った特性すべてに影響していることが確認できた。Ｍ
ｎＯは、特に誘電損失、Ｂｉａｓ特性への影響が大き
く、ＭｇＯは温度特性、信頼性への影響が大きいことが
確認できた。

【００４４】サンプルＮｏ．３４〜Ｎｏ．４８の結果か
ら、ＭＯ₃ （Ｍｏ，Ｗ）とＡ₂ Ｏ₅（Ｔａ，Ｖ，Ｎｂ）
を比較して、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。

【００４５】サンプルＮｏ．４９〜Ｎｏ．６３の結果か
ら、酸化物ガラスのＣａCa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、（Ｂａ，
Ｃａ）／Ｓｉを適応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
添加量を適応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。

【００４６】サンプルＮｏ．６４〜Ｎｏ．６８の結果か
ら、主成分の粒径を適応範囲内とすることによって、誘
電率と信頼性が向上していることがわかる。

【００４７】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、誘電率が高く、耐圧に優れたＭＬＣを製
造することができる。また、得られたＭＬＣは高い電界
強度下でも極めて高い絶縁抵抗を示し、さらにＤＣバイ
アス印可時の静電容量の低下率も小さく、信頼性も高
い。

【００４８】［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。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
還元雰囲気焼成が可能で、４５００以上もの高い誘電率
を維持した状態で高い電界強度下（３Ｖ／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、ＥＩＡ規格のＸ７Ｒ特性またはＸ５Ｒ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。

【図面の簡単な説明】

【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

【符号の説明】

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 Ｆターム(参考） 4G031 AA03 AA04 AA06 AA08 AA11 AA12 AA13 AA14 AA15 AA17 AA18 AA19 AA28 BA09 GA01 5E001 AB03 AE02 AE03 AF03 AH01 AH09 AJ02 5G303 AA01 AB06 AB11 BA12 CA01 CB03 CB17 CB18 CB35 CB37 CB40 CD01 CD04 CD06 CD07 DA05

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 組成式が（Ｂａ_1-x Ｙ_x ）ＴｉＯ₃ （但
   し、０．００３≦ｘ≦０．０１０）からなる主組成物１
   ００ｍｏｌに対して、（Ｂａ_1-y Ｃａ_y ）_a ＺｒＯ_2+a
   （但し、０．５≦ｙ≦１．０、０．９≦ａ≦１．１）で
   表される第一添加物を０．２ｍｏｌ以上１．５ｍｏｌ未
   満添加し、さらにＭｎＯ、ＭｇＯからなる第二添加物
   と、ＭＯ₃ （但し、ＭはＭｏ，Ｗから選択された元素）
   またはＡ₂ Ｏ ₅ （但し、ＡはＴａ，Ｎｂ，Ｖから選択さ
   れた元素）から選択された少なくとも1 種または２種以
   上を含む第三添加物及び、（Ｂａ_1-z Ｃａ_z ）_b ＳｉＯ
   _2+b （但し、０≦ｚ≦１．０、０．８≦ｂ≦１．２）で
   表される酸化物ガラスを有することを特徴とする誘電体
   磁器組成物。
2. 【請求項２】 主組成物（Ｂａ_1-x Ｙ_x ）ＴｉＯ₃ １０
   ０ｍｏｌに対して、各添加物の比率が 第二添加物：０．５〜２．０ｍｏｌ 第三添加物：０．０２〜０．１５ｍｏｌ 酸化物ガラス：０．２〜１．５ｍｏｌ ０＜第二添加物のＭｎＯ≦０．２ｍｏｌ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。
3. 【請求項３】 主組成物である（Ｂａ_1-x Ｙ_x ）ＴｉＯ
   ₃ の平均粒径が０．５μｍ〜０．８μｍ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。
4. 【請求項４】 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１〜３記載の誘
   電体組成である電子部品。
5. 【請求項５】 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４記載の電子部品。