JP2003332165A - 積層セラミック電子部品及びその製造方法 - Google Patents
積層セラミック電子部品及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】耐還元性が高く、かつ主成分の基本特性を充分
発揮できるセラミック層を持った積層セラミック電子部
品及びその製造方法を提供する。 【解決手段】Ｍｎ及びＶ化合物から選ばれる少なくとも
１つの元素を含有するセラミック層11と、内部電極層12
とを交互に積層した積層体と、前記積層体の前記内部電
極12の露出した端面に設けた外部電極13,14とを含む積
層セラミック電子部品であって、前記セラミック層11の
前記内部電極12に接触する部分は非接触の部分よりもＭ
ｎ化合物及びＶ化合物から選ばれる少なくとも１つの元
素の含有量が多い。あるいは、最外セラミック層はＭｎ
及びＶ化合物から選ばれる少なくとも１つの元素の含有
量が他のセラミック層よりも多い。
発揮できるセラミック層を持った積層セラミック電子部
品及びその製造方法を提供する。 【解決手段】Ｍｎ及びＶ化合物から選ばれる少なくとも
１つの元素を含有するセラミック層11と、内部電極層12
とを交互に積層した積層体と、前記積層体の前記内部電
極12の露出した端面に設けた外部電極13,14とを含む積
層セラミック電子部品であって、前記セラミック層11の
前記内部電極12に接触する部分は非接触の部分よりもＭ
ｎ化合物及びＶ化合物から選ばれる少なくとも１つの元
素の含有量が多い。あるいは、最外セラミック層はＭｎ
及びＶ化合物から選ばれる少なくとも１つの元素の含有
量が他のセラミック層よりも多い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、積層セラミックコ
ンデンサ等の積層セラミック電子部品及びその製造方法
に関するものである。
ンデンサ等の積層セラミック電子部品及びその製造方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、卑金属を内部電極層とする積
層セラミックコンデンサでは、還元雰囲気中で積層体を
焼成するために、誘電体層の組成は耐還元性を有するも
のでなければならない。
層セラミックコンデンサでは、還元雰囲気中で積層体を
焼成するために、誘電体層の組成は耐還元性を有するも
のでなければならない。
【０００３】そこで誘電体層は、チタン酸バリウムを主
成分とし、副成分として例えばＭｎ化合物などを添加し
たものが知られている。
成分とし、副成分として例えばＭｎ化合物などを添加し
たものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、耐還元
性を持たせる副成分を添加した場合、主成分の基本特性
が変わり、所望の特性を有する積層セラミックコンデン
サを得ることができないという問題を有していた。
性を持たせる副成分を添加した場合、主成分の基本特性
が変わり、所望の特性を有する積層セラミックコンデン
サを得ることができないという問題を有していた。
【０００５】本発明は、前記従来の問題を解決するた
め、耐還元性が高く、かつ主成分の基本特性を充分発揮
できるセラミック層を持った積層セラミック電子部品及
びその製造方法を提供することを目的とする。
め、耐還元性が高く、かつ主成分の基本特性を充分発揮
できるセラミック層を持った積層セラミック電子部品及
びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の積層セラミック電子部品は、Ｍｎ及びＶ化
合物から選ばれる少なくとも１つの元素を含有するセラ
ミック層と、内部電極層とを交互に積層した積層体と、
前記積層体の前記内部電極の露出した端面に設けた外部
電極とを含む積層セラミック電子部品であって、前記セ
ラミック層の前記内部電極に接触する部分は非接触の部
分よりもＭｎ化合物及びＶ化合物から選ばれる少なくと
も１つの元素の含有量が多いことを特徴とする。
め、本発明の積層セラミック電子部品は、Ｍｎ及びＶ化
合物から選ばれる少なくとも１つの元素を含有するセラ
ミック層と、内部電極層とを交互に積層した積層体と、
前記積層体の前記内部電極の露出した端面に設けた外部
電極とを含む積層セラミック電子部品であって、前記セ
ラミック層の前記内部電極に接触する部分は非接触の部
分よりもＭｎ化合物及びＶ化合物から選ばれる少なくと
も１つの元素の含有量が多いことを特徴とする。
【０００７】本発明の別の積層セラミック電子部品は、
Ｍｎ及びＶ化合物から選ばれる少なくとも１つの元素を
含有するセラミック層と、内部電極層とを交互に積層し
た積層体と、前記積層体の前記内部電極の露出した端面
に設けた外部電極とを含む積層セラミック電子部品であ
って、最外セラミック層は、Ｍｎ及びＶ化合物から選ば
れる少なくとも１つの元素の含有量が他のセラミック層
よりも多いことを特徴とする。
Ｍｎ及びＶ化合物から選ばれる少なくとも１つの元素を
含有するセラミック層と、内部電極層とを交互に積層し
た積層体と、前記積層体の前記内部電極の露出した端面
に設けた外部電極とを含む積層セラミック電子部品であ
って、最外セラミック層は、Ｍｎ及びＶ化合物から選ば
れる少なくとも１つの元素の含有量が他のセラミック層
よりも多いことを特徴とする。
【０００８】次に本発明の積層セラミック電子部品の製
造方法は、セラミックグリーンシート上に、Ｍｎ3Ｏ4及
びＶ2Ｏ5から選ばれる少なくとも一種類を含有する電極
ペーストをスクリーン印刷し、内部電極層付きセラミッ
クグリーンシートを作製し、前記内部電極層付きセラミ
ックグリーンシートを含む複数枚のセラミックシートを
積層し、加圧して一体化し、このとき前記内部電極層の
一方の端部が端面に露出するようにし、次いで前記露出
面に外部電極を塗布形成し、非酸化雰囲気中で焼結処理
することを特徴とする。
造方法は、セラミックグリーンシート上に、Ｍｎ3Ｏ4及
びＶ2Ｏ5から選ばれる少なくとも一種類を含有する電極
ペーストをスクリーン印刷し、内部電極層付きセラミッ
クグリーンシートを作製し、前記内部電極層付きセラミ
ックグリーンシートを含む複数枚のセラミックシートを
積層し、加圧して一体化し、このとき前記内部電極層の
一方の端部が端面に露出するようにし、次いで前記露出
面に外部電極を塗布形成し、非酸化雰囲気中で焼結処理
することを特徴とする。
【０００９】次に本発明の別の積層セラミック電子部品
の製造方法は、セラミックグリーンシート上に、電極ペ
ーストをスクリーン印刷し、内部電極層付きセラミック
グリーンシートを作製し、前記内部電極層付きセラミッ
クグリーンシートを含む複数枚のセラミックシートを積
層し、加圧して一体化し、このとき前記内部電極層の一
方の端部が端面に露出するようにし、次いで前記露出面
に外部電極を塗布形成し、予備加熱処理し、次に積層セ
ラミックを焼結する際、Ｍｎ3Ｏ4及びＶ2Ｏ5から選ばれ
る少なくとも一種類を含有するしき粉中に前記積層セラ
ミックを埋め込んで非酸化雰囲気中で焼結することを特
徴とする。
の製造方法は、セラミックグリーンシート上に、電極ペ
ーストをスクリーン印刷し、内部電極層付きセラミック
グリーンシートを作製し、前記内部電極層付きセラミッ
クグリーンシートを含む複数枚のセラミックシートを積
層し、加圧して一体化し、このとき前記内部電極層の一
方の端部が端面に露出するようにし、次いで前記露出面
に外部電極を塗布形成し、予備加熱処理し、次に積層セ
ラミックを焼結する際、Ｍｎ3Ｏ4及びＶ2Ｏ5から選ばれ
る少なくとも一種類を含有するしき粉中に前記積層セラ
ミックを埋め込んで非酸化雰囲気中で焼結することを特
徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明は、前記セラミック層の前
記内部電極層に接触するものは非接触のものよりもＭｎ
化合物及びＶ化合物の少なくとも１種類の含有量が多い
ことにより、耐還元性に優れ、かつ主成分の基本特性を
充分発揮できる。
記内部電極層に接触するものは非接触のものよりもＭｎ
化合物及びＶ化合物の少なくとも１種類の含有量が多い
ことにより、耐還元性に優れ、かつ主成分の基本特性を
充分発揮できる。
【００１１】また、内部電極層は卑金属を含むことが好
ましい。卑金属とは、例えばＮｉ、Ｃｕ等を挙げること
ができる。
ましい。卑金属とは、例えばＮｉ、Ｃｕ等を挙げること
ができる。
【００１２】また、本発明は、最外セラミック層のＭｎ
及びＶ化合物の少なくとも１種類の含有量が他のセラミ
ック層よりも多い。このような構成にしたことにより、
耐還元性に優れ、かつ主成分の基本特性を充分発揮でき
る。
及びＶ化合物の少なくとも１種類の含有量が他のセラミ
ック層よりも多い。このような構成にしたことにより、
耐還元性に優れ、かつ主成分の基本特性を充分発揮でき
る。
【００１３】また、内部電極層にＭｎ化合物及びＶ化合
物の少なくとも１種類を含んでいてもよい。このような
構成にしたことにより、耐還元性に優れ、かつ主成分の
基本特性を充分発揮できる。
物の少なくとも１種類を含んでいてもよい。このような
構成にしたことにより、耐還元性に優れ、かつ主成分の
基本特性を充分発揮できる。
【００１４】また、Ｍｎを含有するセラミック層と内部
電極層とを積層した積層体の周囲に例えばＺｒＯ2粉末
にＭｎ化合物及びＶ化合物の粉末の少なくとも１種類を
混合した粉末（しき粉）を配置して、この中で非酸化雰
囲気中で焼成する。このような製造方法によれば、耐還
元性に優れ、かつ主成分の基本特性を充分発揮できる。
電極層とを積層した積層体の周囲に例えばＺｒＯ2粉末
にＭｎ化合物及びＶ化合物の粉末の少なくとも１種類を
混合した粉末（しき粉）を配置して、この中で非酸化雰
囲気中で焼成する。このような製造方法によれば、耐還
元性に優れ、かつ主成分の基本特性を充分発揮できる。
【００１５】また、本発明の製造方法においては、少な
くとも一層のセラミック層は、少なくとも３枚のセラミ
ックシートを貼り合わせて作製したものであり、前記セ
ラミックシートの内部電極と接触するものは非接触のも
のよりＭｎ化合物及びＶ化合物の少なくとも１種類の含
有量を多くしてもよい。この方法により、耐還元性に優
れ、かつ主成分の基本特性を充分発揮できる積層セラミ
ック電子部品を得ることができる。
くとも一層のセラミック層は、少なくとも３枚のセラミ
ックシートを貼り合わせて作製したものであり、前記セ
ラミックシートの内部電極と接触するものは非接触のも
のよりＭｎ化合物及びＶ化合物の少なくとも１種類の含
有量を多くしてもよい。この方法により、耐還元性に優
れ、かつ主成分の基本特性を充分発揮できる積層セラミ
ック電子部品を得ることができる。
【００１６】以下実施の形態を用いて本発明を説明す
る。
る。
【００１７】（実施の形態１）図１は、本実施の形態に
おける積層セラミックコンデンサの断面図である。この
積層セラミックコンデンサは、誘電体層１１と内部電極
層１２ａ、１２ｂとを交互に積層した積層体と、この積
層体の内部電極層１２ａ，１２ｂの露出した端面に形成
された下層外部電極１３と、下層外部電極１３の表面に
形成された上層外部電極１４とを備えている。
おける積層セラミックコンデンサの断面図である。この
積層セラミックコンデンサは、誘電体層１１と内部電極
層１２ａ、１２ｂとを交互に積層した積層体と、この積
層体の内部電極層１２ａ，１２ｂの露出した端面に形成
された下層外部電極１３と、下層外部電極１３の表面に
形成された上層外部電極１４とを備えている。
【００１８】図２は本実施の形態における積層セラミッ
クコンデンサの製造工程を説明するための断面図であ
り、２１はサヤ、２２はしき粉、２３は積層体である。
クコンデンサの製造工程を説明するための断面図であ
り、２１はサヤ、２２はしき粉、２３は積層体である。
【００１９】図３は本実施の形態における積層セラミッ
クコンデンサの断面図であり、図１と同要素については
同番号を付して説明を省略する。図３において３１はＭ
ｎ及びＶから選ばれる少なくとも一つの元素含有量が多
い誘電体層である。
クコンデンサの断面図であり、図１と同要素については
同番号を付して説明を省略する。図３において３１はＭ
ｎ及びＶから選ばれる少なくとも一つの元素含有量が多
い誘電体層である。
【００２０】次に、基本的な製造方法を説明する。
【００２１】まず、温度変化に対する静電容量の安定性
（ＳＬ特性）を発揮ように誘電体層１１は、（ＣａXＳ
ｒ1-X）mαＯ2+m（但し、０．３≦Ｘ≦０．４、０．９
９５≦ｍ≦１．００５、αはＴｉまたはＴｉ1-yＺｒ
y（但し、ｙは１．５〜３．０ｗｔ％））で表される基
本成分とし、副成分にＭｎ3Ｏ4、Ｖ2Ｏ5、Ｙ2Ｏ3の各粉
末を用いた。これらを所定の組成となるように秤量し、
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、湿式混合した。
（ＳＬ特性）を発揮ように誘電体層１１は、（ＣａXＳ
ｒ1-X）mαＯ2+m（但し、０．３≦Ｘ≦０．４、０．９
９５≦ｍ≦１．００５、αはＴｉまたはＴｉ1-yＺｒ
y（但し、ｙは１．５〜３．０ｗｔ％））で表される基
本成分とし、副成分にＭｎ3Ｏ4、Ｖ2Ｏ5、Ｙ2Ｏ3の各粉
末を用いた。これらを所定の組成となるように秤量し、
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、湿式混合した。
【００２２】次に、この混合物を脱水、乾燥した後、走
査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で測定される混合粉末の平均
粒径が１．０μｍ以下になるように粉砕した。この混合
粉末に、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、スラリーを調製した。
査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で測定される混合粉末の平均
粒径が１．０μｍ以下になるように粉砕した。この混合
粉末に、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、スラリーを調製した。
【００２３】次いで、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製膜し、誘電体
層１１となるセラミックグリーンシートを作製した。こ
のとき、乾燥後のセラミックグリーンシートの厚みが約
２５μｍとなるようにした。この時、Ｍｎ3Ｏ4量及びＶ
2Ｏ5量が異なるセラミックグリーンシートを数種類作製
した。
ドクターブレード法によりフィルム状に製膜し、誘電体
層１１となるセラミックグリーンシートを作製した。こ
のとき、乾燥後のセラミックグリーンシートの厚みが約
２５μｍとなるようにした。この時、Ｍｎ3Ｏ4量及びＶ
2Ｏ5量が異なるセラミックグリーンシートを数種類作製
した。
【００２４】その後、セラミックグリーンシート上に、
平均粒径約０．１μｍのＮｉ粉末を含む電極ペーストを
スクリーン印刷し、内部電極層１２付きセラミックグリ
ーンシートを作製した。この時、電極ペーストにＭｎ3
Ｏ4及びＶ2Ｏ5の少なくとも一種類以上含有するペース
トも使用した。
平均粒径約０．１μｍのＮｉ粉末を含む電極ペーストを
スクリーン印刷し、内部電極層１２付きセラミックグリ
ーンシートを作製した。この時、電極ペーストにＭｎ3
Ｏ4及びＶ2Ｏ5の少なくとも一種類以上含有するペース
トも使用した。
【００２５】次に、セラミックグリーンシートを複数枚
積層した上に、内部電極層１２付きセラミックグリーン
シートを数枚積層し、更にその上にセラミックグリーン
シートを複数枚積層した。これを、加熱加圧して一体化
した後、横４．０８ｍｍ、縦２．０４ｍｍ、高さ１．７
２ｍｍの大きさに切断して、積層体２３を作製した。こ
の積層体は、内部電極層１２とセラミックグリーンシー
トとが交互に積層され、内部電極層１２の一方の端部が
端面に露出している。
積層した上に、内部電極層１２付きセラミックグリーン
シートを数枚積層し、更にその上にセラミックグリーン
シートを複数枚積層した。これを、加熱加圧して一体化
した後、横４．０８ｍｍ、縦２．０４ｍｍ、高さ１．７
２ｍｍの大きさに切断して、積層体２３を作製した。こ
の積層体は、内部電極層１２とセラミックグリーンシー
トとが交互に積層され、内部電極層１２の一方の端部が
端面に露出している。
【００２６】続いて、積層体２３の内部電極層１２の露
出した端面に、Ｎｉ粉末を含有する電極ペーストを塗
布、乾燥し、下層外部電極１３を形成した。続いて、図
２に示すように積層体２３をしき粉２２（ＺｒＯ2粉末
単体かもしくはこの粉末にＭｎ3Ｏ4及びＶ2Ｏ5の少なく
とも一種類以上を混合した粉末）を敷いたジルコニア質
のサヤ２１に入れ、ＮｉとＮｉＯの平衡酸素分圧以下の
酸素分圧に調整した窒素雰囲気中において、４００℃で
２〜５時間の予備加熱処理を行った。
出した端面に、Ｎｉ粉末を含有する電極ペーストを塗
布、乾燥し、下層外部電極１３を形成した。続いて、図
２に示すように積層体２３をしき粉２２（ＺｒＯ2粉末
単体かもしくはこの粉末にＭｎ3Ｏ4及びＶ2Ｏ5の少なく
とも一種類以上を混合した粉末）を敷いたジルコニア質
のサヤ２１に入れ、ＮｉとＮｉＯの平衡酸素分圧以下の
酸素分圧に調整した窒素雰囲気中において、４００℃で
２〜５時間の予備加熱処理を行った。
【００２７】次いで、ＮｉとＮｉＯの平衡酸素分圧以下
の酸素分圧に調整したＮ2(90vol.%)＋Ｈ2(10vol.%)雰囲
気中、最高温度１４００℃で２時間焼成を行い、焼結体
を得た。焼結体の下層外部電極１３上に、Ａｇを含む電
極ペーストを塗布し、６００℃で３０分間焼き付けて、
上層外部電極１４を形成した。これにより、図１に示す
二層構造の外部電極を有する積層セラミックコンデンサ
を得た。
の酸素分圧に調整したＮ2(90vol.%)＋Ｈ2(10vol.%)雰囲
気中、最高温度１４００℃で２時間焼成を行い、焼結体
を得た。焼結体の下層外部電極１３上に、Ａｇを含む電
極ペーストを塗布し、６００℃で３０分間焼き付けて、
上層外部電極１４を形成した。これにより、図１に示す
二層構造の外部電極を有する積層セラミックコンデンサ
を得た。
【００２８】この積層セラミックコンデンサの各誘電体
層１１の厚みは約１０μｍであり、各内部電極層１２の
厚みは約２μｍであった。その後、上層外部電極１４の
上に、Ｎｉメッキ、ハンダメッキの順にメッキ層（図示
せず）を形成した。
層１１の厚みは約１０μｍであり、各内部電極層１２の
厚みは約２μｍであった。その後、上層外部電極１４の
上に、Ｎｉメッキ、ハンダメッキの順にメッキ層（図示
せず）を形成した。
【００２９】上記方法により、セラミックシート中のＭ
ｎ3Ｏ4量及びＶ2Ｏ5量の含有量が（表１）に示すような
積層セラミックコンデンサを作製した。
ｎ3Ｏ4量及びＶ2Ｏ5量の含有量が（表１）に示すような
積層セラミックコンデンサを作製した。
【００３０】
【表１】
【００３１】（表１）において、Ｍｎ3Ｏ4量、Ｖ2Ｏ
5量、Ｙ2Ｏ3量はグリーンシートを構成する無機粉末を
１００モル％とした時の含有量である。
5量、Ｙ2Ｏ3量はグリーンシートを構成する無機粉末を
１００モル％とした時の含有量である。
【００３２】次に（表１）の各工法について説明する。
特に記載のない工程については、上記方法で作製したも
のである。
特に記載のない工程については、上記方法で作製したも
のである。
【００３３】工法１（試料Ｎｏ．３）は、図２に示す積
層体２３を熱処理及び焼成する工程において，しき粉２
２として、粒径１〜５μｍのＺｒＯ2粉末を主成分と
し、副成分として粒径０．５〜１μｍのＭｎ3Ｏ4粉末を
１〜５ｗｔ％混合したものを用いたものである。
層体２３を熱処理及び焼成する工程において，しき粉２
２として、粒径１〜５μｍのＺｒＯ2粉末を主成分と
し、副成分として粒径０．５〜１μｍのＭｎ3Ｏ4粉末を
１〜５ｗｔ％混合したものを用いたものである。
【００３４】工法２（試料Ｎｏ．４）は、図３に示すよ
うに積層体の最外側二層の誘電体層３１のＭｎ3Ｏ4の含
有量を内部電極層１２と接触していない他の誘電体層１
１よりも多くしたものである。さらに内部電極層１２と
接触する一層の誘電体層３１を少なくとも３枚のセラミ
ックシートを用いて形成したものであり、内部電極層１
２に接するセラミックシートのＭｎ3Ｏ4の含有量をセラ
ミックシート間に挟まれたセラミックシートよりも多く
するものである。この時、最外側二層の誘電体層３１及
び内部電極層３１と接触するセラミックシ−トの組成
は、試料Ｎｏ．２のものを用いる。他の誘電体層１１
は、試料Ｎｏ．４のものを用いた。また各層の厚みは、
上記方法で示したものとなるようにした。
うに積層体の最外側二層の誘電体層３１のＭｎ3Ｏ4の含
有量を内部電極層１２と接触していない他の誘電体層１
１よりも多くしたものである。さらに内部電極層１２と
接触する一層の誘電体層３１を少なくとも３枚のセラミ
ックシートを用いて形成したものであり、内部電極層１
２に接するセラミックシートのＭｎ3Ｏ4の含有量をセラ
ミックシート間に挟まれたセラミックシートよりも多く
するものである。この時、最外側二層の誘電体層３１及
び内部電極層３１と接触するセラミックシ−トの組成
は、試料Ｎｏ．２のものを用いる。他の誘電体層１１
は、試料Ｎｏ．４のものを用いた。また各層の厚みは、
上記方法で示したものとなるようにした。
【００３５】工法３（試料Ｎｏ．５）は、Ｎｉを主成分
とし、副成分としてＭｎ3Ｏ4粉末０．１〜０．５ｗｔ％
含有させた電極ペーストを用いて内部電極層１２を上記
方法で作製したものである。
とし、副成分としてＭｎ3Ｏ4粉末０．１〜０．５ｗｔ％
含有させた電極ペーストを用いて内部電極層１２を上記
方法で作製したものである。
【００３６】これらの工法を用いて作製した（表１）に
示す積層セラミックコンデンサについて、誘電体層１１
の容量及び誘電正接（tanδ）の温度特性を測定した。
結果を図４に示す。
示す積層セラミックコンデンサについて、誘電体層１１
の容量及び誘電正接（tanδ）の温度特性を測定した。
結果を図４に示す。
【００３７】図４について説明する。
【００３８】試料Ｎｏ．１と２は本発明の請求範囲外
（各誘電体層１１が同一組成）であり、容量温度変化率
が大きい（試料Ｎｏ．２）、もしくはtanδの温度特性
変化率が大きい（試料Ｎｏ．１）ものである。また、試
料Ｎｏ．１では絶縁抵抗値が他の試料に比べ一桁小さか
った。即ち、誘電体層１１にＭｎ3Ｏ4を添加しないとta
nδの温度特性が悪くなりかつ絶縁抵抗値が小さくな
る。
（各誘電体層１１が同一組成）であり、容量温度変化率
が大きい（試料Ｎｏ．２）、もしくはtanδの温度特性
変化率が大きい（試料Ｎｏ．１）ものである。また、試
料Ｎｏ．１では絶縁抵抗値が他の試料に比べ一桁小さか
った。即ち、誘電体層１１にＭｎ3Ｏ4を添加しないとta
nδの温度特性が悪くなりかつ絶縁抵抗値が小さくな
る。
【００３９】また、逆に、Ｍｎ3Ｏ4の添加量を多くする
(０．１５mol%)（試料Ｎｏ．２）と容量温度特性が悪く
なった。Ｍｎ3Ｏ4の添加量は０．０５mol%程度（試料Ｎ
ｏ．６）が最適である。そしてＭｎ3Ｏ4添加量を少なく
して、０．０１mol%にしても工法１〜３（試料Ｎｏ．３
〜５）を使用すれば同等の特性を再現することが可能と
なる。
(０．１５mol%)（試料Ｎｏ．２）と容量温度特性が悪く
なった。Ｍｎ3Ｏ4の添加量は０．０５mol%程度（試料Ｎ
ｏ．６）が最適である。そしてＭｎ3Ｏ4添加量を少なく
して、０．０１mol%にしても工法１〜３（試料Ｎｏ．３
〜５）を使用すれば同等の特性を再現することが可能と
なる。
【００４０】Ｍｎ3Ｏ4の効果について記載すると、Ｍｎ
3Ｏ4を添加することで誘電体層１１の耐還元性が向上
し、Ｎ2＋Ｈ2雰囲気中で焼成しても抵抗値が下がること
がなく誘電体として機能する。即ち、Ｍｎがアクセプタ
−として作用すると考えられる。従って、Ｍｎ3Ｏ4量が
ある一定量添加された組成では（例えば試料Ｎｏ．６の
ように）容量のＳＬ特性の誘電体として充分に機能す
る。しかし、添加量がある一定以上になると、結晶構造
が乱れ容量のＳＬ特性から逸脱してしまう（試料Ｎｏ．
２）。
3Ｏ4を添加することで誘電体層１１の耐還元性が向上
し、Ｎ2＋Ｈ2雰囲気中で焼成しても抵抗値が下がること
がなく誘電体として機能する。即ち、Ｍｎがアクセプタ
−として作用すると考えられる。従って、Ｍｎ3Ｏ4量が
ある一定量添加された組成では（例えば試料Ｎｏ．６の
ように）容量のＳＬ特性の誘電体として充分に機能す
る。しかし、添加量がある一定以上になると、結晶構造
が乱れ容量のＳＬ特性から逸脱してしまう（試料Ｎｏ．
２）。
【００４１】本実施の形態のように卑金属のＮｉを内部
電極層１２とする積層セラミックコンデンサを作製する
場合、焼成をＮ2＋Ｈ2雰囲気中のような還元雰囲気中で
実施しなければならないために、組成に耐還元性を持た
せるためにＭｎ3Ｏ4を添加することが一般的である。し
かし、Ｍｎ3Ｏ4の添加量を増加すると結晶構造に歪み等
を生じさせ、結果として電気特性等の諸特性を変化させ
てしまうことがある。従って、Ｍｎ3Ｏ4の添加量を極力
抑える必要がある。そこで、本発明の（試料Ｎｏ．３〜
５）ように、周囲の雰囲気の影響を受けやすい最外の誘
電体層１１あるいは内部電極層１２にＭｎの含有量を増
加させることで、より一層Ｍｎ3Ｏ4の効果を発揮するこ
とができ、結果として少量のＭｎ3Ｏ4添加量で同様の効
果を発揮することが可能となる。
電極層１２とする積層セラミックコンデンサを作製する
場合、焼成をＮ2＋Ｈ2雰囲気中のような還元雰囲気中で
実施しなければならないために、組成に耐還元性を持た
せるためにＭｎ3Ｏ4を添加することが一般的である。し
かし、Ｍｎ3Ｏ4の添加量を増加すると結晶構造に歪み等
を生じさせ、結果として電気特性等の諸特性を変化させ
てしまうことがある。従って、Ｍｎ3Ｏ4の添加量を極力
抑える必要がある。そこで、本発明の（試料Ｎｏ．３〜
５）ように、周囲の雰囲気の影響を受けやすい最外の誘
電体層１１あるいは内部電極層１２にＭｎの含有量を増
加させることで、より一層Ｍｎ3Ｏ4の効果を発揮するこ
とができ、結果として少量のＭｎ3Ｏ4添加量で同様の効
果を発揮することが可能となる。
【００４２】（実施の形態２）実施の形態１と同様に下
記（表２）に示す方法により積層セラミックコンデンサ
を作製した。
記（表２）に示す方法により積層セラミックコンデンサ
を作製した。
【００４３】
【表２】
【００４４】その結果を図５に示す。
【００４５】ここで、各工法について説明する。
【００４６】工法４（試料Ｎｏ．９）は、図２に示す積
層体２３を熱処理及び焼成する工程において，ＺｒＯ2
粉末を主成分とし、副成分としてＶ2Ｏ5粉末を１〜５wt
%混合した粉末をしき粉２２として用いる。
層体２３を熱処理及び焼成する工程において，ＺｒＯ2
粉末を主成分とし、副成分としてＶ2Ｏ5粉末を１〜５wt
%混合した粉末をしき粉２２として用いる。
【００４７】工法５（試料Ｎｏ．１０）は、図３に示す
ように、積層体の最外側から二層の誘電体層３１のＶ2
Ｏ5の含有量を内部電極層１２と接触していない他の誘
電体層１１よりも多くしたものである。さらに内部電極
層１２と接触する誘電体層３１を少なくとも３枚のセラ
ミックシートを用いて形成したものであり、内部電極層
１２に接するセラミックシートのＶ2Ｏ5の含有量をセラ
ミックシート間に挟まれたセラミックシートよりも多く
するものである。この時、最外側二層の誘電体層３１及
び内部電極層１２と接触するセラミックシ−トの組成
は、試料Ｎｏ．２のものを用いる。他の誘電体層１１
は、試料Ｎｏ．１０のものを用いた。また各層の厚み
は、実施の形態１で示したものとなるようにした。
ように、積層体の最外側から二層の誘電体層３１のＶ2
Ｏ5の含有量を内部電極層１２と接触していない他の誘
電体層１１よりも多くしたものである。さらに内部電極
層１２と接触する誘電体層３１を少なくとも３枚のセラ
ミックシートを用いて形成したものであり、内部電極層
１２に接するセラミックシートのＶ2Ｏ5の含有量をセラ
ミックシート間に挟まれたセラミックシートよりも多く
するものである。この時、最外側二層の誘電体層３１及
び内部電極層１２と接触するセラミックシ−トの組成
は、試料Ｎｏ．２のものを用いる。他の誘電体層１１
は、試料Ｎｏ．１０のものを用いた。また各層の厚み
は、実施の形態１で示したものとなるようにした。
【００４８】工法６（試料Ｎｏ，１１）は、Ｎｉを主成
分とする電極ペーストに副成分としてＶ2Ｏ5粉末を０．
１〜０．５ｗｔ％含有させたものを用いて内部電極層１
２を形成する。
分とする電極ペーストに副成分としてＶ2Ｏ5粉末を０．
１〜０．５ｗｔ％含有させたものを用いて内部電極層１
２を形成する。
【００４９】ここで説明した以外の製造工程は、実施の
形態１で示したものと同様の工程により積層セラミック
コンデンサを作製する。
形態１で示したものと同様の工程により積層セラミック
コンデンサを作製する。
【００５０】（表２）に示す積層セラミックコンデンサ
の誘電体層１１の容量及び誘電正接（tanδ）の温度特
性を測定した。結果を図５に示す。
の誘電体層１１の容量及び誘電正接（tanδ）の温度特
性を測定した。結果を図５に示す。
【００５１】図５について説明する。
【００５２】試料Ｎｏ．７と８は本発明の請求範囲外で
あり、容量の温度変化率が大きい（試料Ｎｏ．８）、も
しくはtanδの温度変化率が大きい（試料Ｎｏ．７）も
のである。また、試料Ｎｏ．７では絶縁抵抗値が他の試
料に比べ一桁小さかった。即ち、組成にＶ2Ｏ5を添加し
ないとtanδの温度特性が悪くなりかつ絶縁抵抗値が小
さくなる。また、逆に、Ｖ2Ｏ5の添加量を多くする
(０．３０mol%)（試料Ｎｏ．８）と容量温度特性が悪く
なった。このことから、Ｖ2Ｏ5の添加量は０．１０mol%
付近（試料Ｎｏ．１２）が最適であると思われる。そし
てＶ2Ｏ5添加量を減少させて０．０２mol%にしても工法
４〜６（試料Ｎｏ．９〜１１）を使用すればＶ2Ｏ5の添
加量は０．１０mol%とした時と同等の特性を再現するこ
とが可能となる。
あり、容量の温度変化率が大きい（試料Ｎｏ．８）、も
しくはtanδの温度変化率が大きい（試料Ｎｏ．７）も
のである。また、試料Ｎｏ．７では絶縁抵抗値が他の試
料に比べ一桁小さかった。即ち、組成にＶ2Ｏ5を添加し
ないとtanδの温度特性が悪くなりかつ絶縁抵抗値が小
さくなる。また、逆に、Ｖ2Ｏ5の添加量を多くする
(０．３０mol%)（試料Ｎｏ．８）と容量温度特性が悪く
なった。このことから、Ｖ2Ｏ5の添加量は０．１０mol%
付近（試料Ｎｏ．１２）が最適であると思われる。そし
てＶ2Ｏ5添加量を減少させて０．０２mol%にしても工法
４〜６（試料Ｎｏ．９〜１１）を使用すればＶ2Ｏ5の添
加量は０．１０mol%とした時と同等の特性を再現するこ
とが可能となる。
【００５３】Ｖ2Ｏ5の効果について説明すると、前記し
たＭｎ3Ｏ4とほぼ同等の機能を発揮するものと考えられ
る。相違点は、Ｖ2Ｏ5を添加すると焼結密度が上がり、
結果として室温付近でのtanδの異常上昇が抑えられ
る。これはＶ2Ｏ5が焼結促進剤として作用するものと考
えられる。逆に、Ｍｎ3Ｏ4は高温付近でtanδの上昇を
抑えるものと考えられる。
たＭｎ3Ｏ4とほぼ同等の機能を発揮するものと考えられ
る。相違点は、Ｖ2Ｏ5を添加すると焼結密度が上がり、
結果として室温付近でのtanδの異常上昇が抑えられ
る。これはＶ2Ｏ5が焼結促進剤として作用するものと考
えられる。逆に、Ｍｎ3Ｏ4は高温付近でtanδの上昇を
抑えるものと考えられる。
【００５４】また、上記各実施の形態では示さなかった
が、工法１〜６においてＭｎ3Ｏ4とＶ2Ｏ5の混合粉を使
用して前記実施の形態と同様の実験を行った結果、Ｍｎ
3Ｏ4とＶ2Ｏ5の両方を効果を得ることができ、１０〜１
４０℃の範囲でtanδの上昇が抑制できる。
が、工法１〜６においてＭｎ3Ｏ4とＶ2Ｏ5の混合粉を使
用して前記実施の形態と同様の実験を行った結果、Ｍｎ
3Ｏ4とＶ2Ｏ5の両方を効果を得ることができ、１０〜１
４０℃の範囲でtanδの上昇が抑制できる。
【００５５】さらに、上記実施の形態では、ＳｒＴｉＯ
3−ＣａＴｉＯ3系を主成分とする積層セラミックコンデ
ンサについて示したが、ＢａＴｉＯ3を主成分とする積
層セラミックコンデンサでも同様の効果を確認した。も
ちろんチタン酸塩のみでなくジルコン酸塩も同様の効果
を示した。
3−ＣａＴｉＯ3系を主成分とする積層セラミックコンデ
ンサについて示したが、ＢａＴｉＯ3を主成分とする積
層セラミックコンデンサでも同様の効果を確認した。も
ちろんチタン酸塩のみでなくジルコン酸塩も同様の効果
を示した。
【００５６】さらにまた、コンデンサのみでなくサ−ミ
スタ、セラミスタ、バリスタ等の半導体及び圧電体にも
同様の効果が期待できるものである。また、積層体以外
の形状でも同様の効果が期待できる。
スタ、セラミスタ、バリスタ等の半導体及び圧電体にも
同様の効果が期待できるものである。また、積層体以外
の形状でも同様の効果が期待できる。
【００５７】以上のように、内部電極層１２に卑金属例
えばＮｉ及びＮｉを含む合金などで構成される積層体で
は還元雰囲気焼成が必要となり、この時に添加剤にＭｎ
3Ｏ4やＶ2Ｏ5等を添加し耐還元性を向上させる必要が有
る。しかし、これらの副成分を過剰に添加すると本来必
要とする基本特性を逸脱する可能性がある。従って、必
要最低限の添加量で工法１〜６に示した方法を用いるこ
とで、基本特性を満足する積層セラミック電子部品を得
ることが可能となる。Ｍｎ化合物を粉末で使用する場合
は、ＭｎＯ、ＭｎＯ2、ＭｎＣＯ3などに比べて粒径が細
かく分散しやすいＭｎ3Ｏ4を用いることが好ましい。
えばＮｉ及びＮｉを含む合金などで構成される積層体で
は還元雰囲気焼成が必要となり、この時に添加剤にＭｎ
3Ｏ4やＶ2Ｏ5等を添加し耐還元性を向上させる必要が有
る。しかし、これらの副成分を過剰に添加すると本来必
要とする基本特性を逸脱する可能性がある。従って、必
要最低限の添加量で工法１〜６に示した方法を用いるこ
とで、基本特性を満足する積層セラミック電子部品を得
ることが可能となる。Ｍｎ化合物を粉末で使用する場合
は、ＭｎＯ、ＭｎＯ2、ＭｎＣＯ3などに比べて粒径が細
かく分散しやすいＭｎ3Ｏ4を用いることが好ましい。
【００５８】また、Ｍｎ化合物を溶液で使用すると、粉
末で使用する場合と比較して、更に分散性を向上させる
ことができる。この場合、Ｍｎ化合物としては、酢酸塩
または硝酸塩を用いることが好ましい。後工程のアルカ
リ溶液（例えば、アンモニア水）で容易に沈殿を析出さ
せることができ、不純物を仮焼などにより容易に熱分解
することができるからである。
末で使用する場合と比較して、更に分散性を向上させる
ことができる。この場合、Ｍｎ化合物としては、酢酸塩
または硝酸塩を用いることが好ましい。後工程のアルカ
リ溶液（例えば、アンモニア水）で容易に沈殿を析出さ
せることができ、不純物を仮焼などにより容易に熱分解
することができるからである。
【００５９】Ｖ化合物を粉末で使用する場合は、ＶＯ、
Ｖ2Ｏ3、ＶＯ2などに比べて粒径が細かく分散しやすい
Ｖ2Ｏ5を用いることが好ましい。
Ｖ2Ｏ3、ＶＯ2などに比べて粒径が細かく分散しやすい
Ｖ2Ｏ5を用いることが好ましい。
【００６０】さらに、工法１及び４で示した、しき粉と
して主成分ＺｒＯ2粉末に副成分としてＭｎ3Ｏ4及びＶ2
Ｏ5粉末の少なくとも一種類以上を混合した粉末は、数
回使用しても良いものであるが、、焼成過程でＭｎ3Ｏ4
及びＶ2Ｏ5が飛散・拡散することがあり３、４回使用し
たら新たに前記粉末を添加する方が良いものと思われ
る。
して主成分ＺｒＯ2粉末に副成分としてＭｎ3Ｏ4及びＶ2
Ｏ5粉末の少なくとも一種類以上を混合した粉末は、数
回使用しても良いものであるが、、焼成過程でＭｎ3Ｏ4
及びＶ2Ｏ5が飛散・拡散することがあり３、４回使用し
たら新たに前記粉末を添加する方が良いものと思われ
る。
【００６１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
耐還元性に優れ、かつ主成分の基本特性を充分発揮でき
るセラミック層を持った積層セラミック電子部品及びそ
の製造方法を提供することができる。
耐還元性に優れ、かつ主成分の基本特性を充分発揮でき
るセラミック層を持った積層セラミック電子部品及びそ
の製造方法を提供することができる。
【図１】本発明の一実施の形態における積層セラミック
コンデンサの断面図
コンデンサの断面図
【図２】本発明の一実施の形態における積層セラミック
コンデンサの製造工程を説明するための断面図
コンデンサの製造工程を説明するための断面図
【図３】本発明の一実施の形態における積層セラミック
コンデンサの断面図
コンデンサの断面図
【図４】本発明の実施の形態１の積層セラミックコンデ
ンサの温度特性を示す特性曲線図
ンサの温度特性を示す特性曲線図
【図５】本発明の実施の形態２の積層セラミックコンデ
ンサの温度特性を示す特性曲線図
ンサの温度特性を示す特性曲線図
１１ 誘電体層
１２ 内部電極
１３ 下層外部電極
１４ 上層外部電極
２１ サヤ
２２ しき粉
２３ 積層体
３１ 誘電体層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 岡野 和之
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
Ｆターム(参考） 5E001 AB03 AC09 AE00 AF06 AH01
AH05 AH08 AH09 AJ01 AJ03
Claims (10)
- 【請求項１】 Ｍｎ及びＶ化合物から選ばれる少なくと
も１つの元素を含有するセラミック層と、内部電極層と
を交互に積層した積層体と、前記積層体の前記内部電極
の露出した端面に設けた外部電極とを含む積層セラミッ
ク電子部品であって、 前記セラミック層の前記内部電極に接触する部分は非接
触の部分よりもＭｎ化合物及びＶ化合物から選ばれる少
なくとも１つの元素の含有量が多いことを特徴とする積
層セラミック電子部品。 - 【請求項２】 内部電極層は、卑金属を含む請求項１に
記載の積層セラミック電子部品。 - 【請求項３】 内部電極層は、Ｍｎ化合物及びＶ化合物
から選ばれる少なくとも１つの元素を含む請求項１に記
載の積層セラミック電子部品。 - 【請求項４】 Ｍｎ及びＶ化合物から選ばれる少なくと
も１つの元素を含有するセラミック層と、内部電極層と
を交互に積層した積層体と、前記積層体の前記内部電極
の露出した端面に設けた外部電極とを含む積層セラミッ
ク電子部品であって、 最外セラミック層は、Ｍｎ及びＶ化合物から選ばれる少
なくとも１つの元素の含有量が他のセラミック層よりも
多いことを特徴とする積層セラミック電子部品。 - 【請求項５】 セラミック層のＭｎ及びＶ化合物から選
ばれる少なくとも１つの元素の含有量が０．０１モル％
以上０．５モル％以下の範囲である請求項１〜４のいず
れかに記載の積層セラミック電子部品。 - 【請求項６】 セラミック層のＭｎ及びＶ化合物から選
ばれる少なくとも１つの元素の含有量が、他の部分より
１ｐｐｍ以上１重量％未満の範囲多い請求項１〜５のい
ずれかに記載の積層セラミック電子部品。 - 【請求項７】 セラミックグリーンシート上に、Ｍｎ3
Ｏ4及びＶ2Ｏ5から選ばれる少なくとも一種類を含有す
る電極ペーストをスクリーン印刷し、内部電極層付きセ
ラミックグリーンシートを作製し、 前記内部電極層付きセラミックグリーンシートを含む複
数枚のセラミックシートを積層し、加圧して一体化し、
このとき前記内部電極層の一方の端部が端面に露出する
ようにし、次いで前記露出面に外部電極を塗布形成し、 非酸化雰囲気中で焼結処理することを特徴とする積層セ
ラミック電子部品の製造方法。 - 【請求項８】 電極ペーストにＭｎ3Ｏ4及びＶ2Ｏ5から
選ばれる少なくとも一種類を０．１〜０．５重量％の範
囲含有する請求項７に記載の積層セラミック電子部品の
製造方法。 - 【請求項９】 セラミックグリーンシート上に、電極ペ
ーストをスクリーン印刷し、内部電極層付きセラミック
グリーンシートを作製し、 前記内部電極層付きセラミックグリーンシートを含む複
数枚のセラミックシートを積層し、加圧して一体化し、
このとき前記内部電極層の一方の端部が端面に露出する
ようにし、次いで前記露出面に外部電極を塗布形成し、 積層セラミックを焼結する際、Ｍｎ3Ｏ4及びＶ2Ｏ5から
選ばれる少なくとも一種類を含有するしき粉中に前記積
層セラミックを埋め込んで非酸化雰囲気中で焼結するこ
とを特徴とする積層セラミック電子部品の製造方法。 - 【請求項１０】 しき粉にＭｎ3Ｏ4及びＶ2Ｏ5から選ば
れる少なくとも一種類を１〜５重量％の範囲含有する請
求項９に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002139152A JP2003332165A (ja) | 2002-05-14 | 2002-05-14 | 積層セラミック電子部品及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002139152A JP2003332165A (ja) | 2002-05-14 | 2002-05-14 | 積層セラミック電子部品及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003332165A true JP2003332165A (ja) | 2003-11-21 |
Family
ID=29700405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002139152A Withdrawn JP2003332165A (ja) | 2002-05-14 | 2002-05-14 | 積層セラミック電子部品及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003332165A (ja) |
-
2002
- 2002-05-14 JP JP2002139152A patent/JP2003332165A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050802 |