JP2005272262A - 誘電体磁器組成物、積層型セラミックコンデンサ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】主成分のBaTiO3100モルに対して次の7副成分を添加する。第1成分:Mg,Ca,Ba,Srの酸化物の少なくとも1種を0〜7モル、第2成分:V,Mo,Wの酸化物の少なくとも1種を0.01〜5モル、第3成分:R12O3を0.25〜3.5モル、第4成分:R22O3を0.25〜4.5モル、第5成分:Mn,Crの酸化物の少なくとも1種0〜0.5モル、第6成分:CaZrO3又はCaO+ZrO2の少なくとも1種を0〜5モル、第7成分:SiO2−Al2O3系複合酸化物0.5〜12モル、但し,R1はSC,Er等を,R2はY,Dy,HO等を示す。
【選択図】なし
Description
図1は、本発明の積層型セラミックコンデンサの一例を模式的に示す断面図である。本発明の積層型セラミックコンデンサは、図1に示されるように、誘電体層2と内部電極層3とが交互に積層された積層体(以下、積層誘電体素子本体10又は素子本体10という。)を有している。積層誘電体素子本体10の両端部には、素子本体10の内部で交互に配置された内部電極層3と各々導通する一対の外部電極4が形成されている。積層誘電体素子本体10の形状は、通常、直方体状であるが特に制限されない。また、その寸法も特に制限はないが、通常、長辺:0.6〜5.6mm程度×短辺:0.3〜5.0mm程度×高さ:0.3〜1.9mm程度である。
本発明の積層型セラミックコンデンサは、従来の積層型セラミックコンデンサと同様に、ペーストを用いた通常の印刷法やシート法によりグリーンチップを作製し、これを焼成した後、外部電極を印刷又は転写して焼成することにより製造される。
先ず、誘電体材料を作製するための出発原料として、それぞれの平均粒径が0.1〜1μmに含まれる主成分原料(BaTiO3)及び第1〜第7副成分原料を用意した。なお、主成分であるBaTiO3については、BaCO3及びTiO2をそれぞれ秤量し、ボールミルを用いて約16時間湿式混合し、これを乾燥したのち、1100℃の温度で空気中にて焼成したものをさらにボールミルにより約16時間湿式粉砕して作製したものを用いても同様のものが得られた。また、主成分であるBaTiO3は、水熱合成粉、蓚酸塩法等によって作製されたものを用いても同様のものが得られた。
上記のサンプル1の作製において、誘電体磁器組成物用原料の成分組成を表1に示したものに変更し、さらに焼成温度を表1に示した温度で行った以外は上記サンプル1と同様にして、サンプル2〜16の積層型セラミックコンデンサを作製した。なお、サンプル13〜16は、焼結助剤である第7成分として(Ba0.6Ca0.4)SiO3の複合酸化物を使用した。
作製されたサンプル1〜16について、焼結密度の測定結果を表1に示した。また、第7副成分である焼結助剤を用いることにより焼結密度が向上したサンプル1〜8及び14について、容量温度特性としてX8R特性を評価すると共に、MTTF(平均故障寿命)、寿命バラツキ(m値)、誘電損失(%)、Tc−bias(%)、Hot−IR特性、CR積のそれぞれについて測定・評価し、表2に示した。各特性の測定方法・評価方法は以下の通りである。
2… 誘電体層
3… 内部電極層
4… 外部電極
10… 積層誘電体素子本体
Claims (6)
- チタン酸バリウムのモル数を100モルとして各成分のモル数を相対的に表したときに、
(a)チタン酸バリウムと、(b)Mg酸化物、Ca酸化物、Ba酸化物及びSr酸化物から選択される少なくとも1種であり、それぞれMgO,CaO,BaO及びSrOに換算したときのモル数で0を超え7モル以下の第1副成分と、(c)V酸化物、Mo酸化物及びW酸化物から選択される少なくとも1種であり、それぞれV2O5,MoO3及びWO3に換算したモル数で0.01〜0.5モルの第2副成分と、(d)R1酸化物(R1は、Sc、Er、Tm、Yb及びLuから選択される少なくとも1種)を少なくとも1種含むものであり、それぞれR1 2O3に換算したモル数で0.25〜3.5モルの第3副成分と、(e)R2酸化物(R2は、Y、Dy、Ho、Tb、Gd及びEuから選択される少なくとも一種)を少なくとも1種含むものであり、それぞれR2 2O3に換算したモル数で0.25〜4.5モルの第4副成分と、(f)Mn酸化物及びCr酸化物から選択される少なくとも1種であり、それぞれMnO及びCr2O3に換算したモル数で0を超え0.5モル以下の第5副成分と、(g)ジルコニウム酸カルシウム及びCa酸化物とZr酸化物との混合物の少なくとも1種であり、それぞれCaZrO3及びCaO+ZrO2に換算したモル数で0を超え5モル以下の第6副成分と、(h)1モル中にAl原子とSi原子とを合計1モル含有する複合酸化物からなり、当該Al原子とSi原子との合計のモル数が0.5〜12モルの第7副成分とを含有し、
前記第7副成分中のAl原子のモル数Aと、Si原子のモル数Bとの比(A/B)が0を超え0.67未満であることを特徴とする誘電体磁器組成物。 - 前記第7副成分である複合酸化物が、(Ba1−αCaα)γ(Si1−βAlβ)Oγ+2−β/2の一般式(但し、αは0≦α≦1の範囲内、γは0.8≦γ≦1.2の範囲内、βは0<β<0.4の範囲内である。)で表されることを特徴とする請求項1に記載の誘電体磁器組成物。
- 請求項1又は2に記載の誘電体磁器組成物からなる誘電体層と、内部電極層とが交互に積層された積層体を有することを特徴とする積層型セラミックコンデンサ。
- (1)チタン酸バリウム及び/又は焼成によりチタン酸バリウムになる化合物若しくは混合物と、(2)MgO、CaO、BaO及びSrOから選択される少なくとも1種の酸化物及び/又は焼成により当該酸化物になる化合物からなる第1副成分と、(3)V2O5、MoO3及びWO3から選択される少なくとも1種の酸化物及び/又は焼成により当該酸化物になる化合物からなる第2副成分と、(4)式R1 2O3 で表される少なくとも1種の酸化物及び/又は焼成により当該酸化物になる化合物(但し、R1 は、Sc、Er、Tm、Yb及びLuから選択される元素)からなる第3副成分と、(5)式R2 2O3 で表される少なくとも1種の酸化物及び/又は焼成により当該酸化物になる化合物(但し、R2 は、Y、Dy、Ho、Tb、Gd及びEuから選択される元素)からなる第4副成分と、(6)MnO及びCr2O3から選択される少なくとも1種の酸化物及び/又は焼成により当該酸化物になる化合物からなる第5副成分と、(7)CaZrO3、CaOとZrO2との混合物、焼成によりCaZrO3になる化合物、及び焼成によりCaOになる化合物と焼成によりZrO2になる化合物との混合物から選択される少なくとも1種からなる第6副成分と、(8)1モル中にAl原子とSi原子とを合計1モル含有する複合酸化物からなる第7副成分とを含有し、前記チタン酸バリウムのモル数を100モルとして各成分のモル数を相対的に表したときに、前記各副成分のモル数が、前記各酸化物に換算したときの換算量で、第1副成分:0を超え7モル以下、第2副成分:0.01〜0.5モル、第3副成分:0.25〜3.5モル、第4副成分:0.25〜4.5モル、第5副成分:0を超え0.5モル以下、第6副成分:0を超え5モル以下、第7副成分:0.5〜12モルであると共に、当該第7副成分中のAl原子のモル数AとSi原子のモル数Bとの比(A/B)が0を超え0.67未満である誘電体磁器組成物用原料を用意する準備工程と、
前記誘電体磁器組成物用原料で作製した誘電体層形成用のグリーンシートと、内部電極層形成用のペースト層とが交互に積層された状態で焼成されて、前記グリーンシートが誘電体層になると共に前記ペースト層が内部電極層になったセラミックスチップを形成する焼成工程と、
前記セラミックスチップ中の誘電体層を再酸化する再酸化工程とを含むことを特徴とする積層型セラミックコンデンサの製造方法。 - 前記第7副成分である複合酸化物が、(Ba1−αCaα)γ(Si1−βAlβ)Oγ+2−β/2の一般式(但し、αは0≦α≦1の範囲内、γは0.8≦γ≦1.2の範囲内、βは0<β<0.4の範囲内である。)で表されることを特徴とする請求項4に記載の積層型セラミックコンデンサの製造方法。
- (1)チタン酸バリウム及び/又は焼成によりチタン酸バリウムになる化合物若しくは混合物と、(2)MgO、CaO、BaO及びSrOから選択される少なくとも1種の酸化物及び/又は焼成により当該酸化物になる化合物からなる第1副成分と、(3)V2O5、MoO3及びWO3から選択される少なくとも1種の酸化物及び/又は焼成により当該酸化物になる化合物からなる第2副成分と、(4)式R1 2O3 で表される少なくとも1種の酸化物及び/又は焼成により当該酸化物になる化合物(但し、R1 は、Sc、Er、Tm、Yb及びLuから選択される元素)からなる第3副成分と、(5)式R2 2O3 で表される少なくとも1種の酸化物及び/又は焼成により当該酸化物になる化合物(但し、R2 は、Y、Dy、Ho、Tb、Gd及びEuから選択される元素)からなる第4副成分と、(6)MnO及びCr2O3から選択される少なくとも1種の酸化物及び/又は焼成により当該酸化物になる化合物からなる第5副成分と、(7)CaZrO3、CaOとZrO2との混合物、焼成によりCaZrO3になる化合物、及び焼成によりCaOになる化合物と焼成によりZrO2になる化合物との混合物から選択される少なくとも1種からなる第6副成分と、(8)1モル中にAl原子とSi原子とを合計1モル含有する複合酸化物からなる第7副成分とを含有し、
前記チタン酸バリウムのモル数を100モルとして各成分のモル数を相対的に表したときに、前記各副成分のモル数が、前記各酸化物に換算したときの換算量で、第1副成分:0を超え7モル以下、第2副成分:0.01〜0.5モル、第3副成分:0.25〜3.5モル、第4副成分:0.25〜4.5モル、第5副成分:0を超え0.5モル以下、第6副成分:0を超え5モル以下、第7副成分:0.5〜12モルであると共に、当該第7副成分中のAl原子のモル数AとSi原子のモル数Bとの比(A/B)が0を超え0.67未満であることを特徴とする誘電体磁器組成物用原料。
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