JP2762427B2 - 積層型セラミックチップコンデンサ - Google Patents
積層型セラミックチップコンデンサInfo
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- JP2762427B2 JP2762427B2 JP5085705A JP8570593A JP2762427B2 JP 2762427 B2 JP2762427 B2 JP 2762427B2 JP 5085705 A JP5085705 A JP 5085705A JP 8570593 A JP8570593 A JP 8570593A JP 2762427 B2 JP2762427 B2 JP 2762427B2
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- ceramic chip
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/018—Dielectrics
- H01G4/06—Solid dielectrics
- H01G4/08—Inorganic dielectrics
- H01G4/12—Ceramic dielectrics
- H01G4/1209—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material
- H01G4/1218—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material based on titanium oxides or titanates
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、積層型セラミックチッ
プコンデンサに関する。
プコンデンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】積層型セラミックチップコンデンサは、
小型、大容量、高信頼性の電子部品として広く利用され
ており、１台の電子機器の中で使用される個数も多数に
のぼる。近年、機器の小型・高性能化にともない、積層
型セラミックチップコンデンサに対する更なる小型、大
容量、低価格、高信頼性化への要求はますます厳しくな
っている。
小型、大容量、高信頼性の電子部品として広く利用され
ており、１台の電子機器の中で使用される個数も多数に
のぼる。近年、機器の小型・高性能化にともない、積層
型セラミックチップコンデンサに対する更なる小型、大
容量、低価格、高信頼性化への要求はますます厳しくな
っている。
【０００３】積層型セラミックチップコンデンサは通
常、内部電極層用のペーストと誘電体層用のペーストと
をシート法や印刷法等により積層し、一体同時焼成して
製造される。
常、内部電極層用のペーストと誘電体層用のペーストと
をシート法や印刷法等により積層し、一体同時焼成して
製造される。
【０００４】内部電極層の導電材には、一般にＰｄやＰ
ｄ合金が用いられているが、Ｐｄは高価であるため、比
較的安価なＮｉやＮｉ合金等の卑金属が使用されつつあ
る。内部電極層の導電材として卑金属を用いる場合、大
気中で焼成を行なうと内部電極層が酸化してしまうた
め、誘電体層と内部電極層との同時焼成を、還元性雰囲
気中で行なう必要がある。しかし、還元性雰囲気中で焼
成すると、誘電体層が還元され、比抵抗が低くなってし
まうため、非還元性の誘電体材料が提案されている。
ｄ合金が用いられているが、Ｐｄは高価であるため、比
較的安価なＮｉやＮｉ合金等の卑金属が使用されつつあ
る。内部電極層の導電材として卑金属を用いる場合、大
気中で焼成を行なうと内部電極層が酸化してしまうた
め、誘電体層と内部電極層との同時焼成を、還元性雰囲
気中で行なう必要がある。しかし、還元性雰囲気中で焼
成すると、誘電体層が還元され、比抵抗が低くなってし
まうため、非還元性の誘電体材料が提案されている。
【０００５】しかし、非還元性の誘電体材料を用いた積
層型セラミックチップコンデンサは、絶縁抵抗ＩＲの寿
命が短くなり、信頼性が低いという問題がある。
層型セラミックチップコンデンサは、絶縁抵抗ＩＲの寿
命が短くなり、信頼性が低いという問題がある。
【０００６】また、誘電体を直流電界にさらすと、比誘
電率εs が経時的に低下するという問題が生じる。チッ
プコンデンサを小型、大容量化するために誘電体層の厚
みを薄くすると、直流電圧を印加したときの誘電体層に
かかる電界が強くなるため、比誘電率εs の経時変化、
すなわち容量の経時変化が著しく大きくなってしまう。
電率εs が経時的に低下するという問題が生じる。チッ
プコンデンサを小型、大容量化するために誘電体層の厚
みを薄くすると、直流電圧を印加したときの誘電体層に
かかる電界が強くなるため、比誘電率εs の経時変化、
すなわち容量の経時変化が著しく大きくなってしまう。
【０００７】ところで、ＥＩＡ規格に定められたＸ７Ｒ
特性と呼ばれる規格では、容量の変化率が、−５５℃か
ら１２５℃の間で±１５％以内（基準温度２５℃）と定
められている。
特性と呼ばれる規格では、容量の変化率が、−５５℃か
ら１２５℃の間で±１５％以内（基準温度２５℃）と定
められている。
【０００８】Ｘ７Ｒ特性を満足する誘電体材料として
は、例えば特開昭６１−３６１７０号公報に示されるＢ
ａＴｉＯ3 ＋ＳｒＴｉＯ3 ＋ＭｎＯ系の組成が知られて
いる。しかし、このものは、直流電界下における容量の
経時変化が大きく、例えば４０℃で５０V の直流電界を
１０００時間印加すると、容量の変化率が−１０〜−３
０％程度となってしまい、Ｘ７Ｒ特性を満足することが
できなくなる。
は、例えば特開昭６１−３６１７０号公報に示されるＢ
ａＴｉＯ3 ＋ＳｒＴｉＯ3 ＋ＭｎＯ系の組成が知られて
いる。しかし、このものは、直流電界下における容量の
経時変化が大きく、例えば４０℃で５０V の直流電界を
１０００時間印加すると、容量の変化率が−１０〜−３
０％程度となってしまい、Ｘ７Ｒ特性を満足することが
できなくなる。
【０００９】また、この他、非還元性の誘電体磁器組成
物としては、特開昭５７−７１８６６号公報に開示され
ているＢａＴｉＯ3 ＋ＭｎＯ＋ＭｇＯ、特開昭６１−２
５０９０５号公報に開示されている（Ｂａ1-x Ｓｒx
Ｏ）a Ｔｉ1-y Ｚｒy Ｏ2 ＋α（（１−ｚ）ＭｎＯ＋ｚ
ＣｏＯ）＋β（（１−ｔ）Ａ2 Ｏ5 ＋ｔＬ2 Ｏ3 ）＋ｗ
ＳｉＯ2 （ただし、Ａ＝Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ、Ｌ＝Ｙまたは
希土類元素）、特開平２−８３２５６号公報に開示され
ているチタン酸バリウムにガラス状態のＢａαＣａ1-α
ＳｉＯ3 を添加したものなどが挙げられる。しかし、こ
れらのいずれの誘電体磁器組成物も、容量の温度特性が
良好で、直流電界下での容量の経時変化が少なく、絶縁
抵抗の加速寿命が長いという特性の全てを満足すること
はできなかった。例えば、特開昭６１−２５０９０５号
公報および特開平２−８３２５６号公報にそれぞれ開示
されているものでは、絶縁抵抗の加速寿命が短い。
物としては、特開昭５７−７１８６６号公報に開示され
ているＢａＴｉＯ3 ＋ＭｎＯ＋ＭｇＯ、特開昭６１−２
５０９０５号公報に開示されている（Ｂａ1-x Ｓｒx
Ｏ）a Ｔｉ1-y Ｚｒy Ｏ2 ＋α（（１−ｚ）ＭｎＯ＋ｚ
ＣｏＯ）＋β（（１−ｔ）Ａ2 Ｏ5 ＋ｔＬ2 Ｏ3 ）＋ｗ
ＳｉＯ2 （ただし、Ａ＝Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ、Ｌ＝Ｙまたは
希土類元素）、特開平２−８３２５６号公報に開示され
ているチタン酸バリウムにガラス状態のＢａαＣａ1-α
ＳｉＯ3 を添加したものなどが挙げられる。しかし、こ
れらのいずれの誘電体磁器組成物も、容量の温度特性が
良好で、直流電界下での容量の経時変化が少なく、絶縁
抵抗の加速寿命が長いという特性の全てを満足すること
はできなかった。例えば、特開昭６１−２５０９０５号
公報および特開平２−８３２５６号公報にそれぞれ開示
されているものでは、絶縁抵抗の加速寿命が短い。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような事
情からなされたものであり、容量の温度特性であるＸ７
Ｒ特性（ＥＩＡ規格）およびＢ特性（ＥＩＡＪ規格）を
いずれも満足することができ、かつ、直流電界下での容
量の経時変化が小さく、また、絶縁抵抗ＩＲの加速寿命
が長い積層型セラミックチップコンデンサを提供するこ
とを目的とする。
情からなされたものであり、容量の温度特性であるＸ７
Ｒ特性（ＥＩＡ規格）およびＢ特性（ＥＩＡＪ規格）を
いずれも満足することができ、かつ、直流電界下での容
量の経時変化が小さく、また、絶縁抵抗ＩＲの加速寿命
が長い積層型セラミックチップコンデンサを提供するこ
とを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（７）の本発明により達成される。 （１）誘電体層と内部電極層とが交互に積層された構成
のコンデンサチップ体を有する積層型セラミックチップ
コンデンサであって、前記誘電体層が、主成分としてチ
タン酸バリウムを、副成分として酸化マグネシウムと、
酸化マンガンと、酸化バリウムおよび酸化カルシウムか
ら選択される少なくとも１種と、酸化ケイ素とを含有
し、チタン酸バリウムをＢａＴｉＯ3 に、酸化マグネシ
ウムをＭｇＯに、酸化マンガンをＭｎＯに、酸化バリウ
ムをＢａＯに、酸化カルシウムをＣａＯに、酸化ケイ素
をＳｉＯ2 にそれぞれ換算したとき、ＢａＴｉＯ3 １０
０モルに対する比率がＭｇＯ：０．１〜３モル、Ｍｎ
Ｏ：０．０５〜１．０モル、ＢａＯ＋ＣａＯ：２〜１２
モル、ＳｉＯ2 ：２〜１２モルであることを特徴とする
積層型セラミックチップコンデンサ。 （２）前記ＢａＴｉＯ3 、ＭｇＯおよびＭｎＯの合計に
対し、ＢａＯ、ＣａＯおよびＳｉＯ2 が（Ｂａx Ｃａ
1-x Ｏ）y ・ＳｉＯ2 （ただし、０．３≦ｘ≦０．７、
０．９５≦ｙ≦１．０５である。）として１〜１０重量
％含有される上記（１）の積層型セラミックチップコン
デンサ。 （３）誘電体層と内部電極層とが交互に積層された構成
のコンデンサチップ体を有する積層型セラミックチップ
コンデンサであって、前記誘電体層が、主成分としてチ
タン酸バリウムを、副成分として酸化マグネシウムと、
酸化マンガンと、酸化イットリウムと、酸化バリウムお
よび酸化カルシウムから選択される少なくとも１種と、
酸化ケイ素とを含有し、チタン酸バリウムをＢａＴｉＯ
3 に、酸化マグネシウムをＭｇＯに、酸化マンガンをＭ
ｎＯに、酸化イットリウムをＹ2 Ｏ3 に、酸化バリウム
をＢａＯに、酸化カルシウムをＣａＯに、酸化ケイ素を
ＳｉＯ2 にそれぞれ換算したとき、ＢａＴｉＯ3 １００
モルに対する比率がＭｇＯ：０．１〜３モル、ＭｎＯ：
０．０５〜１．０モル、Ｙ2 Ｏ3 ：１モル以下、ＢａＯ
＋ＣａＯ：２〜１２モル、ＳｉＯ2 ：２〜１２モルであ
ることを特徴とする積層型セラミックチップコンデン
サ。 （４）ＢａＴｉＯ3 、ＭｇＯ、ＭｎＯおよびＹ2 Ｏ3 の
合計に対し、ＢａＯ、ＣａＯおよびＳｉＯ2 が（Ｂａx
Ｃａ1-x Ｏ）y ・ＳｉＯ2 （ただし、０．３≦ｘ≦０．
７、０．９５≦ｙ≦１．０５である。）として１〜１０
重量％含有される上記（３）の積層型セラミックチップ
コンデンサ。 （５）前記内部電極層に含まれる導電材が、Ｎｉまたは
Ｎｉ合金である上記（１）ないし（４）のいずれかの積
層型セラミックチップコンデンサ。 （６）酸素分圧が１０-8〜１０-12 気圧である雰囲気中
で、１２００〜１４００℃の温度範囲内にて焼成された
上記（５）の積層型セラミックチップコンデンサ。 （７）焼成後に、酸素分圧が１０-6気圧以上の雰囲気中
で１１００℃以下の温度範囲内にてアニールされた上記
（５）または（６）の積層型セラミックチップコンデン
サ。
（１）〜（７）の本発明により達成される。 （１）誘電体層と内部電極層とが交互に積層された構成
のコンデンサチップ体を有する積層型セラミックチップ
コンデンサであって、前記誘電体層が、主成分としてチ
タン酸バリウムを、副成分として酸化マグネシウムと、
酸化マンガンと、酸化バリウムおよび酸化カルシウムか
ら選択される少なくとも１種と、酸化ケイ素とを含有
し、チタン酸バリウムをＢａＴｉＯ3 に、酸化マグネシ
ウムをＭｇＯに、酸化マンガンをＭｎＯに、酸化バリウ
ムをＢａＯに、酸化カルシウムをＣａＯに、酸化ケイ素
をＳｉＯ2 にそれぞれ換算したとき、ＢａＴｉＯ3 １０
０モルに対する比率がＭｇＯ：０．１〜３モル、Ｍｎ
Ｏ：０．０５〜１．０モル、ＢａＯ＋ＣａＯ：２〜１２
モル、ＳｉＯ2 ：２〜１２モルであることを特徴とする
積層型セラミックチップコンデンサ。 （２）前記ＢａＴｉＯ3 、ＭｇＯおよびＭｎＯの合計に
対し、ＢａＯ、ＣａＯおよびＳｉＯ2 が（Ｂａx Ｃａ
1-x Ｏ）y ・ＳｉＯ2 （ただし、０．３≦ｘ≦０．７、
０．９５≦ｙ≦１．０５である。）として１〜１０重量
％含有される上記（１）の積層型セラミックチップコン
デンサ。 （３）誘電体層と内部電極層とが交互に積層された構成
のコンデンサチップ体を有する積層型セラミックチップ
コンデンサであって、前記誘電体層が、主成分としてチ
タン酸バリウムを、副成分として酸化マグネシウムと、
酸化マンガンと、酸化イットリウムと、酸化バリウムお
よび酸化カルシウムから選択される少なくとも１種と、
酸化ケイ素とを含有し、チタン酸バリウムをＢａＴｉＯ
3 に、酸化マグネシウムをＭｇＯに、酸化マンガンをＭ
ｎＯに、酸化イットリウムをＹ2 Ｏ3 に、酸化バリウム
をＢａＯに、酸化カルシウムをＣａＯに、酸化ケイ素を
ＳｉＯ2 にそれぞれ換算したとき、ＢａＴｉＯ3 １００
モルに対する比率がＭｇＯ：０．１〜３モル、ＭｎＯ：
０．０５〜１．０モル、Ｙ2 Ｏ3 ：１モル以下、ＢａＯ
＋ＣａＯ：２〜１２モル、ＳｉＯ2 ：２〜１２モルであ
ることを特徴とする積層型セラミックチップコンデン
サ。 （４）ＢａＴｉＯ3 、ＭｇＯ、ＭｎＯおよびＹ2 Ｏ3 の
合計に対し、ＢａＯ、ＣａＯおよびＳｉＯ2 が（Ｂａx
Ｃａ1-x Ｏ）y ・ＳｉＯ2 （ただし、０．３≦ｘ≦０．
７、０．９５≦ｙ≦１．０５である。）として１〜１０
重量％含有される上記（３）の積層型セラミックチップ
コンデンサ。 （５）前記内部電極層に含まれる導電材が、Ｎｉまたは
Ｎｉ合金である上記（１）ないし（４）のいずれかの積
層型セラミックチップコンデンサ。 （６）酸素分圧が１０-8〜１０-12 気圧である雰囲気中
で、１２００〜１４００℃の温度範囲内にて焼成された
上記（５）の積層型セラミックチップコンデンサ。 （７）焼成後に、酸素分圧が１０-6気圧以上の雰囲気中
で１１００℃以下の温度範囲内にてアニールされた上記
（５）または（６）の積層型セラミックチップコンデン
サ。
【００１２】
【具体的構成】以下、本発明の具体的構成について詳細
に説明する。
に説明する。
【００１３】［積層型セラミックチップコンデンサ］本
発明の積層型セラミックチップコンデンサの構成例の断
面図を、図１に示す。
発明の積層型セラミックチップコンデンサの構成例の断
面図を、図１に示す。
【００１４】図１に示されるように、本発明の積層型セ
ラミックチップコンデンサ１は、誘電体層２と内部電極
層３とが交互に積層された構成のコンデンサチップ体１
０を有し、このコンデンサチップ体１０表面に、内部電
極層３と導通する外部電極４を有する。コンデンサチッ
プ体１０の形状に特に制限はないが、通常、直方体状と
される。また、その寸法にも特に制限はなく、用途に応
じて適当な寸法とすればよいが、通常、（１．０〜５．
６mm）×（０．５〜５．０mm）×（０．５〜１．９mm）
程度である。内部電極層３は、その端面がコンデンサチ
ップ体１０の対向する２表面に交互に露出するように積
層され、外部電極４は、コンデンサチップ体１０の前記
対向する２表面に形成され、所定のコンデンサ回路を構
成する。
ラミックチップコンデンサ１は、誘電体層２と内部電極
層３とが交互に積層された構成のコンデンサチップ体１
０を有し、このコンデンサチップ体１０表面に、内部電
極層３と導通する外部電極４を有する。コンデンサチッ
プ体１０の形状に特に制限はないが、通常、直方体状と
される。また、その寸法にも特に制限はなく、用途に応
じて適当な寸法とすればよいが、通常、（１．０〜５．
６mm）×（０．５〜５．０mm）×（０．５〜１．９mm）
程度である。内部電極層３は、その端面がコンデンサチ
ップ体１０の対向する２表面に交互に露出するように積
層され、外部電極４は、コンデンサチップ体１０の前記
対向する２表面に形成され、所定のコンデンサ回路を構
成する。
【００１５】＜誘電体層２＞誘電体層２は、主成分とし
てチタン酸バリウム、副成分として酸化マグネシウム
と、酸化マンガンと、酸化バリウムおよび酸化カルシウ
ムから選択される少なくとも１種と、酸化ケイ素とを含
有する。チタン酸バリウムをＢａＴｉＯ3 に、酸化マグ
ネシウムをＭｇＯに、酸化マンガンをＭｎＯに、酸化バ
リウムをＢａＯに、酸化カルシウムをＣａＯに、酸化ケ
イ素をＳｉＯ2 にそれぞれ換算したとき、誘電体層中に
おける各化合物の比率は、ＢａＴｉＯ3 １００モルに対
しＭｇＯ：０．１〜３モル、好ましくは０．５〜１．５
モル、ＭｎＯ：０．０５〜１．０モル、好ましくは０．
２〜０．４モル、ＢａＯ＋ＣａＯ：２〜１２モル、Ｓｉ
Ｏ2 ：２〜１２モルである。
てチタン酸バリウム、副成分として酸化マグネシウム
と、酸化マンガンと、酸化バリウムおよび酸化カルシウ
ムから選択される少なくとも１種と、酸化ケイ素とを含
有する。チタン酸バリウムをＢａＴｉＯ3 に、酸化マグ
ネシウムをＭｇＯに、酸化マンガンをＭｎＯに、酸化バ
リウムをＢａＯに、酸化カルシウムをＣａＯに、酸化ケ
イ素をＳｉＯ2 にそれぞれ換算したとき、誘電体層中に
おける各化合物の比率は、ＢａＴｉＯ3 １００モルに対
しＭｇＯ：０．１〜３モル、好ましくは０．５〜１．５
モル、ＭｎＯ：０．０５〜１．０モル、好ましくは０．
２〜０．４モル、ＢａＯ＋ＣａＯ：２〜１２モル、Ｓｉ
Ｏ2 ：２〜１２モルである。
【００１６】（ＢａＯ＋ＣａＯ）／ＳｉＯ2 は特に限定
されないが、通常、０．９〜１．１とすることが好まし
い。ＢａＯ、ＣａＯおよびＳｉＯ2 は、（Ｂａx Ｃａ
1-x Ｏ）y ・ＳｉＯ2 として含まれていてもよい。この
場合、緻密な焼結体を得るためには０．３≦ｘ≦０．
７、０．９５≦ｙ≦１．０５とすることが好ましい。
（Ｂａx Ｃａ1-x Ｏ）y ・ＳｉＯ2 の含有量は、ＢａＴ
ｉＯ3 、ＭｇＯおよびＭｎＯの合計に対し、好ましくは
１〜１０重量％、より好ましくは４〜６重量％である。
なお、各酸化物の酸化状態は特に限定されず、各酸化物
を構成する金属元素の含有量が上記範囲であればよい。
されないが、通常、０．９〜１．１とすることが好まし
い。ＢａＯ、ＣａＯおよびＳｉＯ2 は、（Ｂａx Ｃａ
1-x Ｏ）y ・ＳｉＯ2 として含まれていてもよい。この
場合、緻密な焼結体を得るためには０．３≦ｘ≦０．
７、０．９５≦ｙ≦１．０５とすることが好ましい。
（Ｂａx Ｃａ1-x Ｏ）y ・ＳｉＯ2 の含有量は、ＢａＴ
ｉＯ3 、ＭｇＯおよびＭｎＯの合計に対し、好ましくは
１〜１０重量％、より好ましくは４〜６重量％である。
なお、各酸化物の酸化状態は特に限定されず、各酸化物
を構成する金属元素の含有量が上記範囲であればよい。
【００１７】誘電体層２には、ＢａＴｉＯ3 に換算した
チタン酸バリウム１００モルに対し、Ｙ2 Ｏ3 に換算し
て１モル以下の酸化イットリウムが副成分として含まれ
ることが好ましい。Ｙ2 Ｏ3 含有量の下限は特にない
が、十分な効果を実現するためには０．１モル以上含ま
れることが好ましい。酸化イットリウムを含む場合、
（Ｂａx Ｃａ1-x Ｏ）y ・ＳｉＯ2 の含有量は、ＢａＴ
ｉＯ3 、ＭｇＯ、ＭｎＯおよびＹ2 Ｏ3 の合計に対し好
ましくは１〜１０重量％、より好ましくは４〜６重量％
である。
チタン酸バリウム１００モルに対し、Ｙ2 Ｏ3 に換算し
て１モル以下の酸化イットリウムが副成分として含まれ
ることが好ましい。Ｙ2 Ｏ3 含有量の下限は特にない
が、十分な効果を実現するためには０．１モル以上含ま
れることが好ましい。酸化イットリウムを含む場合、
（Ｂａx Ｃａ1-x Ｏ）y ・ＳｉＯ2 の含有量は、ＢａＴ
ｉＯ3 、ＭｇＯ、ＭｎＯおよびＹ2 Ｏ3 の合計に対し好
ましくは１〜１０重量％、より好ましくは４〜６重量％
である。
【００１８】なお、誘電体層２には他の化合物が含まれ
ていてもよいが、酸化コバルトは容量変化率を増大させ
るので実質的に含まれないことが好ましい。
ていてもよいが、酸化コバルトは容量変化率を増大させ
るので実質的に含まれないことが好ましい。
【００１９】上記各副成分の含有量の限定理由は下記の
とおりである。
とおりである。
【００２０】酸化マグネシウムの含有量が前記範囲未満
であると、容量の温度特性を所望の範囲とすることがで
きない。酸化マグネシウムの含有量が前記範囲を超える
と、焼結性が急激に悪化し、緻密化が不十分となってＩ
Ｒ加速寿命が低下し、また、高い比誘電率が得られな
い。
であると、容量の温度特性を所望の範囲とすることがで
きない。酸化マグネシウムの含有量が前記範囲を超える
と、焼結性が急激に悪化し、緻密化が不十分となってＩ
Ｒ加速寿命が低下し、また、高い比誘電率が得られな
い。
【００２１】酸化マンガンの含有量が前記範囲未満であ
ると、良好な耐還元性が得られずＩＲ加速寿命が不十分
となり、また、損失 tanδを低くすることが困難とな
る。酸化マンガンの含有量が前記範囲を超えている場
合、直流電界印加時の容量の経時変化を小さくすること
が困難となる。
ると、良好な耐還元性が得られずＩＲ加速寿命が不十分
となり、また、損失 tanδを低くすることが困難とな
る。酸化マンガンの含有量が前記範囲を超えている場
合、直流電界印加時の容量の経時変化を小さくすること
が困難となる。
【００２２】ＢａＯ＋ＣａＯや、ＳｉＯ2 、（Ｂａx Ｃ
ａ1-x Ｏ）y ・ＳｉＯ2 の含有量が少なすぎると直流電
界印加時の容量の経時変化が大きくなり、また、ＩＲ加
速寿命が不十分となる。含有量が多すぎると比誘電率の
急激な低下が起こる。
ａ1-x Ｏ）y ・ＳｉＯ2 の含有量が少なすぎると直流電
界印加時の容量の経時変化が大きくなり、また、ＩＲ加
速寿命が不十分となる。含有量が多すぎると比誘電率の
急激な低下が起こる。
【００２３】酸化イットリウムはＩＲ加速寿命を向上さ
せる効果を有する。酸化イットリウムの含有量が前記範
囲を超えると、静電容量が減少し、また、焼結性が低下
して緻密化が不十分となることがある。
せる効果を有する。酸化イットリウムの含有量が前記範
囲を超えると、静電容量が減少し、また、焼結性が低下
して緻密化が不十分となることがある。
【００２４】誘電体層中には、酸化アルミニウムが含有
されていてもよい。酸化アルミニウムは比較的低温での
焼結を可能にする作用をもつ。Ａｌ２Ｏ３に換算したと
きの酸化アルミニウムの含有量は、誘電体材料全体の１
重量％以下とすることが好ましい。酸化アルミニウムの
含有量が多すぎると比誘電率が著しく低下してしまい、
同時にＩＲ加速寿命も短くなってしまう。
されていてもよい。酸化アルミニウムは比較的低温での
焼結を可能にする作用をもつ。Ａｌ２Ｏ３に換算したと
きの酸化アルミニウムの含有量は、誘電体材料全体の１
重量％以下とすることが好ましい。酸化アルミニウムの
含有量が多すぎると比誘電率が著しく低下してしまい、
同時にＩＲ加速寿命も短くなってしまう。
【００２５】本発明において誘電体層は、いわゆるコア
ーシェル構造となっている。すなわち、ペロブスカイト
構造を有する高誘電率相の結晶粒（コア）の周囲を低誘
電率相の結晶粒界（シェル）が取り囲む構造となってい
る。コアには、通常、ＢａＯ、ＴｉＯ２、ＭｎＯ、Ｃａ
Ｏなどが含まれ、シエルには、通常、ＣａＯ、Ｔｉ
Ｏ２、ＢａＯ、ＳｉＯ２、ＭｎＯ、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３な
どが含まれる。
ーシェル構造となっている。すなわち、ペロブスカイト
構造を有する高誘電率相の結晶粒（コア）の周囲を低誘
電率相の結晶粒界（シェル）が取り囲む構造となってい
る。コアには、通常、ＢａＯ、ＴｉＯ２、ＭｎＯ、Ｃａ
Ｏなどが含まれ、シエルには、通常、ＣａＯ、Ｔｉ
Ｏ２、ＢａＯ、ＳｉＯ２、ＭｎＯ、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３な
どが含まれる。
【００２６】誘電体層の平均結晶粒径は特に限定されな
いが、上記組成とすることにより微細な結晶粒が得ら
れ、通常、平均結晶粒径は０．２〜０．７μm 程度とな
る。また、シェルの平均幅は、０．０２〜０．２μm 程
度である。
いが、上記組成とすることにより微細な結晶粒が得ら
れ、通常、平均結晶粒径は０．２〜０．７μm 程度とな
る。また、シェルの平均幅は、０．０２〜０．２μm 程
度である。
【００２７】誘電体層のキュリー温度は、適用される規
格に応じて組成を選択することにより適宜設定すること
ができるが、一般に８５℃以上、通常、１２０〜１３５
℃程度とする。
格に応じて組成を選択することにより適宜設定すること
ができるが、一般に８５℃以上、通常、１２０〜１３５
℃程度とする。
【００２８】誘電体層の一層あたりの厚さは、５０μｍ
以下、好ましくは２０μｍ程度以下とする。厚さの下限
は０．５μｍ程度、好ましくは２μｍ程度である。本発
明は、このような薄層化した誘電体層を有する積層型セ
ラミックチップコンデンサの容量の経時変化防止に有効
である。なお、誘電体層は、通常、２〜３００層程度、
好ましくは２〜２００層程度積層する。
以下、好ましくは２０μｍ程度以下とする。厚さの下限
は０．５μｍ程度、好ましくは２μｍ程度である。本発
明は、このような薄層化した誘電体層を有する積層型セ
ラミックチップコンデンサの容量の経時変化防止に有効
である。なお、誘電体層は、通常、２〜３００層程度、
好ましくは２〜２００層程度積層する。
【００２９】＜内部電極層３＞内部電極層３に含有され
る導電材は特に限定されないが、誘電体層２構成材料が
耐還元性を有するため、卑金属を用いることができる。
導電材として用いる卑金属としては、ＮｉまたはＮｉ合
金が好ましい。Ｎｉ合金としては、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｏお
よびＡｌから選択される１種以上の元素とＮｉとの合金
が好ましく、合金中のＮｉ含有量は９５重量％以上であ
ることが好ましい。
る導電材は特に限定されないが、誘電体層２構成材料が
耐還元性を有するため、卑金属を用いることができる。
導電材として用いる卑金属としては、ＮｉまたはＮｉ合
金が好ましい。Ｎｉ合金としては、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｏお
よびＡｌから選択される１種以上の元素とＮｉとの合金
が好ましく、合金中のＮｉ含有量は９５重量％以上であ
ることが好ましい。
【００３０】なお、ＮｉまたはＮｉ合金中には、Ｐ等の
各種微量成分が０．１重量％程度以下含まれていてもよ
い。
各種微量成分が０．１重量％程度以下含まれていてもよ
い。
【００３１】内部電極層の厚さは用途等に応じて適宜決
定すればよいが、厚さの上限は通常５μｍ、好ましくは
２．５μｍ、厚さの下限は通常０．５μｍ、好ましくは
１μｍである。
定すればよいが、厚さの上限は通常５μｍ、好ましくは
２．５μｍ、厚さの下限は通常０．５μｍ、好ましくは
１μｍである。
【００３２】＜外部電極４＞外部電極４に含有される導
電材は特に限定されないが、本発明では安価なＮｉ、Ｃ
ｕや、これらの合金を用いることができる。
電材は特に限定されないが、本発明では安価なＮｉ、Ｃ
ｕや、これらの合金を用いることができる。
【００３３】外部電極の厚さは用途等に応じて適宜決定
されればよいが、通常、１０〜５０μm 程度であること
が好ましい。
されればよいが、通常、１０〜５０μm 程度であること
が好ましい。
【００３４】［積層型セラミックチップコンデンサの製
造方法］本発明の積層型セラミックチップコンデンサ
は、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
印刷ないし転写して焼成することにより製造される。
造方法］本発明の積層型セラミックチップコンデンサ
は、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
印刷ないし転写して焼成することにより製造される。
【００３５】＜誘電体層用ペースト＞誘電体層用ペース
トは、誘電体原料と有機ビヒクルとを混練して製造され
る。
トは、誘電体原料と有機ビヒクルとを混練して製造され
る。
【００３６】誘電体原料には、上記した複合酸化物や酸
化物の混合物を用いることができるが、その他、焼成に
より上記した複合酸化物や酸化物となる各種化合物、例
えば、炭酸塩、シュウ酸塩、硝酸塩、水酸化物、有機金
属化合物等から適宜選択し、混合して用いることができ
る。誘電体原料中の各化合物の含有量は、焼成後に上記
した誘電体層の組成となるように決定すればよい。
化物の混合物を用いることができるが、その他、焼成に
より上記した複合酸化物や酸化物となる各種化合物、例
えば、炭酸塩、シュウ酸塩、硝酸塩、水酸化物、有機金
属化合物等から適宜選択し、混合して用いることができ
る。誘電体原料中の各化合物の含有量は、焼成後に上記
した誘電体層の組成となるように決定すればよい。
【００３７】誘電体原料は、通常、平均粒子径０．１〜
３μｍ程度、特に０．１〜１μｍ程度の粉末として用い
られる。
３μｍ程度、特に０．１〜１μｍ程度の粉末として用い
られる。
【００３８】有機ビヒクルとは、バインダを有機溶剤中
に溶解したものである。有機ビヒクルに用いるバインダ
は特に限定されず、エチルセルロース等の通常の各種バ
インダから適宜選択すればよい。また、用いる有機溶剤
も特に限定されず、印刷法やシート法など、利用する方
法に応じて、テルピネオール、ブチルカルビトール、ア
セトン、トルエン等の各種有機溶剤から適宜選択すれば
よい。
に溶解したものである。有機ビヒクルに用いるバインダ
は特に限定されず、エチルセルロース等の通常の各種バ
インダから適宜選択すればよい。また、用いる有機溶剤
も特に限定されず、印刷法やシート法など、利用する方
法に応じて、テルピネオール、ブチルカルビトール、ア
セトン、トルエン等の各種有機溶剤から適宜選択すれば
よい。
【００３９】＜内部電極層用ペースト＞内部電極層用ペ
ーストは、上記した各種導電性金属や合金からなる導電
材、あるいは焼成後に上記した導電材となる各種酸化
物、有機金属化合物、レジネート等と、上記した有機ビ
ヒクルとを混練して調製する。
ーストは、上記した各種導電性金属や合金からなる導電
材、あるいは焼成後に上記した導電材となる各種酸化
物、有機金属化合物、レジネート等と、上記した有機ビ
ヒクルとを混練して調製する。
【００４０】＜外部電極用ペースト＞外部電極用ペース
トは、上記した内部電極層用ペーストと同様にして調製
すればよい。
トは、上記した内部電極層用ペーストと同様にして調製
すればよい。
【００４１】＜有機ビヒクル含有量＞上記した各ペース
ト中の有機ビヒクルの含有量に特に制限はなく、通常の
含有量、例えば、バインダは１〜５重量％程度、溶剤は
１０〜５０重量％程度とすればよい。また、各ペースト
中には、必要に応じて各種分散剤、可塑剤、誘電体、絶
縁体等から選択される添加物が含有されていてもよい。
これらの総含有量は、１０重量％以下とすることが好ま
しい。
ト中の有機ビヒクルの含有量に特に制限はなく、通常の
含有量、例えば、バインダは１〜５重量％程度、溶剤は
１０〜５０重量％程度とすればよい。また、各ペースト
中には、必要に応じて各種分散剤、可塑剤、誘電体、絶
縁体等から選択される添加物が含有されていてもよい。
これらの総含有量は、１０重量％以下とすることが好ま
しい。
【００４２】＜グリーンチップ作製＞印刷法を用いる場
合、誘電体層用ペーストおよび内部電極層用ペースト
を、ＰＥＴ等の基板上に積層印刷し、所定形状に切断し
た後、基板から剥離してグリーンチップとする。
合、誘電体層用ペーストおよび内部電極層用ペースト
を、ＰＥＴ等の基板上に積層印刷し、所定形状に切断し
た後、基板から剥離してグリーンチップとする。
【００４３】また、シート法を用いる場合、誘電体層用
ペーストを用いてグリーンシートを形成し、この上に内
部電極層用ペーストを印刷した後、これらを積層してグ
リーンチップとする。
ペーストを用いてグリーンシートを形成し、この上に内
部電極層用ペーストを印刷した後、これらを積層してグ
リーンチップとする。
【００４４】＜脱バインダ処理＞焼成前に行なわれる脱
バインダ処理は、通常の条件で行えばよいが、内部電極
層の導電材にＮｉやＮｉ合金等の卑金属を用いる場合、
特に下記の条件で行うことが好ましい。 昇温速度：５〜３００℃／時間、特に１０〜１００℃／
時間 保持温度：２００〜４００℃、特に２５０〜３００℃ 温度保持時間：０．５〜２４時間、特に５〜２０時間 雰囲気：空気中
バインダ処理は、通常の条件で行えばよいが、内部電極
層の導電材にＮｉやＮｉ合金等の卑金属を用いる場合、
特に下記の条件で行うことが好ましい。 昇温速度：５〜３００℃／時間、特に１０〜１００℃／
時間 保持温度：２００〜４００℃、特に２５０〜３００℃ 温度保持時間：０．５〜２４時間、特に５〜２０時間 雰囲気：空気中
【００４５】＜焼成＞グリーンチップ焼成時の雰囲気
は、内部電極層用ペースト中の導電材の種類に応じて適
宜決定されればよいが、導電材としてＮｉやＮｉ合金等
の卑金属を用いる場合、焼成雰囲気中の酸素分圧は、１
０-8〜１０-12 気圧とすることが好ましい。酸素分圧が
前記範囲未満であると、内部電極層の導電材が異常焼結
を起こし、途切れてしまうことがある。また、酸素分圧
が前記範囲を超えると、内部電極層が酸化する傾向にあ
る。
は、内部電極層用ペースト中の導電材の種類に応じて適
宜決定されればよいが、導電材としてＮｉやＮｉ合金等
の卑金属を用いる場合、焼成雰囲気中の酸素分圧は、１
０-8〜１０-12 気圧とすることが好ましい。酸素分圧が
前記範囲未満であると、内部電極層の導電材が異常焼結
を起こし、途切れてしまうことがある。また、酸素分圧
が前記範囲を超えると、内部電極層が酸化する傾向にあ
る。
【００４６】また、焼成時の保持温度は、好ましくは１
１００〜１４００℃、より好ましくは１２００〜１４０
０℃、さらに好ましくは１２００〜１３００℃とする。
保持温度が前記範囲未満であると緻密化が不十分であ
り、前記範囲を超えると直流電界印加時の容量の経時変
化が大きくなる。
１００〜１４００℃、より好ましくは１２００〜１４０
０℃、さらに好ましくは１２００〜１３００℃とする。
保持温度が前記範囲未満であると緻密化が不十分であ
り、前記範囲を超えると直流電界印加時の容量の経時変
化が大きくなる。
【００４７】上記条件以外の各種条件は、下記のように
することが好ましい。 昇温速度：５０〜５００℃／時間、特に２００〜３００
℃／時間 温度保持時間：０．５〜８時間、特に１〜３時間 冷却速度：５０〜５００℃／時間、特に２００〜３００
℃／時間 焼成雰囲気は還元性雰囲気とすることが好ましく、雰囲
気ガスとしては、例えば、Ｎ2 とＨ2 との混合ガスを加
湿して用いることが好ましい。
することが好ましい。 昇温速度：５０〜５００℃／時間、特に２００〜３００
℃／時間 温度保持時間：０．５〜８時間、特に１〜３時間 冷却速度：５０〜５００℃／時間、特に２００〜３００
℃／時間 焼成雰囲気は還元性雰囲気とすることが好ましく、雰囲
気ガスとしては、例えば、Ｎ2 とＨ2 との混合ガスを加
湿して用いることが好ましい。
【００４８】＜アニール＞還元性雰囲気中で焼成した場
合、コンデンサチップ体にはアニールが施されることが
好ましい。アニールは、誘電体層を再酸化するための処
理であり、これによりＩＲ加速寿命を著しく長くするこ
とができる。
合、コンデンサチップ体にはアニールが施されることが
好ましい。アニールは、誘電体層を再酸化するための処
理であり、これによりＩＲ加速寿命を著しく長くするこ
とができる。
【００４９】アニール雰囲気中の酸素分圧は、１０-6気
圧以上、特に１０-5〜１０-4気圧とすることが好まし
い。酸素分圧が前記範囲未満であると誘電体層の再酸化
が困難であり、前記範囲を超えると内部電極層が酸化す
る傾向にある。
圧以上、特に１０-5〜１０-4気圧とすることが好まし
い。酸素分圧が前記範囲未満であると誘電体層の再酸化
が困難であり、前記範囲を超えると内部電極層が酸化す
る傾向にある。
【００５０】アニールの際の保持温度は、１１００℃以
下、特に５００〜１０００℃とすることが好ましい。保
持温度が前記範囲未満であると誘電体層の酸化が不十分
となって寿命が短くなる傾向にあり、前記範囲を超える
と内部電極層が酸化し、容量が低下するだけでなく、誘
電体素地と反応してしまい、寿命も短くなる傾向にあ
る。なお、アニールは昇温および降温だけから構成して
もよい。この場合、温度保持時間は零であり、保持温度
は最高温度と同義である。
下、特に５００〜１０００℃とすることが好ましい。保
持温度が前記範囲未満であると誘電体層の酸化が不十分
となって寿命が短くなる傾向にあり、前記範囲を超える
と内部電極層が酸化し、容量が低下するだけでなく、誘
電体素地と反応してしまい、寿命も短くなる傾向にあ
る。なお、アニールは昇温および降温だけから構成して
もよい。この場合、温度保持時間は零であり、保持温度
は最高温度と同義である。
【００５１】上記条件以外の各種条件は下記のようにす
ることが好ましい。 温度保持時間：０〜２０時間、特に６〜１０時間 冷却速度：５０〜５００℃／時間、特に１００〜３００
℃／時間 雰囲気用ガスには、加湿したＮ2 ガス等を用いることが
好ましい。
ることが好ましい。 温度保持時間：０〜２０時間、特に６〜１０時間 冷却速度：５０〜５００℃／時間、特に１００〜３００
℃／時間 雰囲気用ガスには、加湿したＮ2 ガス等を用いることが
好ましい。
【００５２】なお、上記した脱バインダ処理、焼成およ
びアニールにおいて、Ｎ2 ガスや混合ガス等を加湿する
には、例えばウェッター等を使用すればよい。この場
合、水温は５〜７５℃程度が好ましい。
びアニールにおいて、Ｎ2 ガスや混合ガス等を加湿する
には、例えばウェッター等を使用すればよい。この場
合、水温は５〜７５℃程度が好ましい。
【００５３】脱バインダ処理、焼成およびアニールは、
連続して行なっても、独立に行なってもよい。
連続して行なっても、独立に行なってもよい。
【００５４】これらを連続して行なう場合、脱バインダ
処理後、冷却せずに雰囲気を変更し、続いて焼成の際の
保持温度まで昇温して焼成を行ない、次いで冷却し、ア
ニールの保持温度に達したときに雰囲気を変更してアニ
ールを行なうことが好ましい。
処理後、冷却せずに雰囲気を変更し、続いて焼成の際の
保持温度まで昇温して焼成を行ない、次いで冷却し、ア
ニールの保持温度に達したときに雰囲気を変更してアニ
ールを行なうことが好ましい。
【００５５】また、これらを独立して行なう場合、焼成
に際しては、脱バインダ処理時の保持温度までＮ2 ガス
あるいは加湿したＮ2 ガス雰囲気下で昇温した後、雰囲
気を変更してさらに昇温を続けることが好ましく、アニ
ール時の保持温度まで冷却した後は、再びＮ2 ガスある
いは加湿したＮ2 ガス雰囲気に変更して冷却を続けるこ
とが好ましい。また、アニールに際しては、Ｎ2 ガス雰
囲気下で保持温度まで昇温した後、雰囲気を変更しても
よく、アニールの全工程を加湿したＮ2 ガス雰囲気とし
てもよい。
に際しては、脱バインダ処理時の保持温度までＮ2 ガス
あるいは加湿したＮ2 ガス雰囲気下で昇温した後、雰囲
気を変更してさらに昇温を続けることが好ましく、アニ
ール時の保持温度まで冷却した後は、再びＮ2 ガスある
いは加湿したＮ2 ガス雰囲気に変更して冷却を続けるこ
とが好ましい。また、アニールに際しては、Ｎ2 ガス雰
囲気下で保持温度まで昇温した後、雰囲気を変更しても
よく、アニールの全工程を加湿したＮ2 ガス雰囲気とし
てもよい。
【００５６】＜外部電極形成＞ 上記のようにして得られたコンデンサチップ体に、例え
ばバレル研磨やサンドプラストなどにより端面研磨を施
し、外部電極用ペーストを印刷ないし転写して焼成し、
外部電極４を形成する。外部電極用ペーストの焼成条件
は、例えば、加湿したＮ２とＨ２との混合ガス中で６０
０〜８００℃にて１０分間〜１時間程度とすることが好
ましい。
ばバレル研磨やサンドプラストなどにより端面研磨を施
し、外部電極用ペーストを印刷ないし転写して焼成し、
外部電極４を形成する。外部電極用ペーストの焼成条件
は、例えば、加湿したＮ２とＨ２との混合ガス中で６０
０〜８００℃にて１０分間〜１時間程度とすることが好
ましい。
【００５７】そして、必要に応じ、外部電極４表面に、
めっき等により被覆層を形成する。
めっき等により被覆層を形成する。
【００５８】このようにして製造された本発明の積層型
セラミックチップコンデンサは、ハンダ付等によりプリ
ント基板上などに実装され、各種電子機器等に使用され
る。
セラミックチップコンデンサは、ハンダ付等によりプリ
ント基板上などに実装され、各種電子機器等に使用され
る。
【００５９】そして、本発明の積層型セラミックチップ
コンデンサの誘電体層には、使用時に、０．０２V/μm
以上、 特に０．２V/μm 以上、さらには０．５V/μm 以
上、一般に５V/μm 程度以下の直流電界と、通常、これ
に重畳する交流成分とが印加されるが、このような直流
電界を負荷しても、容量の経時変化は極めて少ないもの
である。
コンデンサの誘電体層には、使用時に、０．０２V/μm
以上、 特に０．２V/μm 以上、さらには０．５V/μm 以
上、一般に５V/μm 程度以下の直流電界と、通常、これ
に重畳する交流成分とが印加されるが、このような直流
電界を負荷しても、容量の経時変化は極めて少ないもの
である。
【００６０】
【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。
をさらに詳細に説明する。
【００６１】下記の各ペーストを調製した。誘電体層用ペースト 粒径０．１〜１μm のＢａＴｉＯ3 、（ＭｇＣＯ3 ）4
・Ｍｇ（ＯＨ）2 ・５Ｈ2 Ｏ、ＭｎＣＯ3 、（Ｂａ0.5
Ｃａ0.5 ）ＳｉＯ3 、Ｙ2 Ｏ3 から選択した材料粉末を
ボールミルにより１６時間湿式混合し、次いでスプレー
ドライヤーで乾燥させて、誘電体原料とした。各粉末の
混合比率を変えて、複数の誘電体原料を作製した。
・Ｍｇ（ＯＨ）2 ・５Ｈ2 Ｏ、ＭｎＣＯ3 、（Ｂａ0.5
Ｃａ0.5 ）ＳｉＯ3 、Ｙ2 Ｏ3 から選択した材料粉末を
ボールミルにより１６時間湿式混合し、次いでスプレー
ドライヤーで乾燥させて、誘電体原料とした。各粉末の
混合比率を変えて、複数の誘電体原料を作製した。
【００６２】各誘電体原料１００重量部と、アクリル樹
脂４．８重量部、塩化メチレン４０重量部、トリクロロ
エタン２０重量部、ミネラルスピリット６重量部および
アセトン４重量部とをボールミルで混合してペースト化
した。
脂４．８重量部、塩化メチレン４０重量部、トリクロロ
エタン２０重量部、ミネラルスピリット６重量部および
アセトン４重量部とをボールミルで混合してペースト化
した。
【００６３】内部電極層用ペースト 平均粒径０．８μm 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重量部およびブ
チルカルビトール１０重量部とを３本ロールにより混練
し、ペースト化した。
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重量部およびブ
チルカルビトール１０重量部とを３本ロールにより混練
し、ペースト化した。
【００６４】外部電極用ペースト 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重量部およびブ
チルカルビトール７重量部とを混練し、ペースト化し
た。
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重量部およびブ
チルカルビトール７重量部とを混練し、ペースト化し
た。
【００６５】上記各誘電体層用ペーストおよび上記内部
電極層用ペーストを用い、図１に示される構成の積層型
セラミックコンデンサを作製した。
電極層用ペーストを用い、図１に示される構成の積層型
セラミックコンデンサを作製した。
【００６６】まず、誘電体層用ペーストを用いてＰＥＴ
フィルム上にグリーンシートを作製し、この上に内部電
極層用ペーストを印刷した。次いで、ＰＥＴフィルムか
らシートを剥離して積層し、加圧接着してグリーンチッ
プを得た。積層数は４層とした。
フィルム上にグリーンシートを作製し、この上に内部電
極層用ペーストを印刷した。次いで、ＰＥＴフィルムか
らシートを剥離して積層し、加圧接着してグリーンチッ
プを得た。積層数は４層とした。
【００６７】次いでグリーンチップを所定サイズに切断
し、脱バインダ処理、焼成およびアニールを下記の条件
にて連続的に行ない、コンデンサチップ体を作製した。
し、脱バインダ処理、焼成およびアニールを下記の条件
にて連続的に行ない、コンデンサチップ体を作製した。
【００６８】脱バインダ処理 昇温速度：１５℃／時間 保持温度：２８０℃ 温度保持時間：８時間 雰囲気ガス：空気中
【００６９】焼成 昇温速度：２００℃／時間 保持温度：１３００℃ 温度保持時間：２時間 冷却速度：３００℃／時間 雰囲気ガス：加湿したＮ2 とＨ2 との混合ガス 酸素分圧：１０-9気圧
【００７０】アニール 保持温度：９００℃ 温度保持時間：９時間 冷却速度：３００℃／時間 雰囲気ガス：加湿したＮ2 ガス 酸素分圧：１０-5気圧
【００７１】なお、それぞれの雰囲気ガスの加湿にはウ
ェッターを用い、水温は３５℃とした。
ェッターを用い、水温は３５℃とした。
【００７２】得られたコンデンサチップ体の端面をサン
ドブラストにて研磨した後、上記外部電極用ペーストを
前記端面に転写し、加湿したＮ２＋Ｈ２雰囲気中で８０
０℃にて１０分間焼成して外部電極を形成し、積層型セ
ラミックチップコンデンササンプルを得た。
ドブラストにて研磨した後、上記外部電極用ペーストを
前記端面に転写し、加湿したＮ２＋Ｈ２雰囲気中で８０
０℃にて１０分間焼成して外部電極を形成し、積層型セ
ラミックチップコンデンササンプルを得た。
【００７３】このようにして製造した各サンプルのサイ
ズは、３．２mm×１．６mm×１．２mmであり、誘電体層
の厚さは１５μm 、内部電極層の厚さは２．５μm であ
った。
ズは、３．２mm×１．６mm×１．２mmであり、誘電体層
の厚さは１５μm 、内部電極層の厚さは２．５μm であ
った。
【００７４】各サンプルの誘電体層の組成を、下記表１
に示す。これらの組成は、前述した基準に従って算出し
た。なお、表１中の（Ｂａ，Ｃａ）ＳｉＯ3 とは、（Ｂ
ａ0. 5 Ｃａ0.5 ）ＳｉＯ3 である。
に示す。これらの組成は、前述した基準に従って算出し
た。なお、表１中の（Ｂａ，Ｃａ）ＳｉＯ3 とは、（Ｂ
ａ0. 5 Ｃａ0.5 ）ＳｉＯ3 である。
【００７５】各サンプルについて、下記の測定を行なっ
た。結果を表１に示す。
た。結果を表１に示す。
【００７６】容量の温度特性 Ｘ７Ｒ特性：ＬＣＲメータにより、−５５〜１２５℃に
ついて測定電圧１V で容量を測定し、容量変化率が±１
５％以内（基準温度２５℃）を満足するかどうかを調べ
た。満足する場合を○、満足しない場合を×とした。
ついて測定電圧１V で容量を測定し、容量変化率が±１
５％以内（基準温度２５℃）を満足するかどうかを調べ
た。満足する場合を○、満足しない場合を×とした。
【００７７】直流電界下での容量の経時変化 誘電体層の厚さ１μm あたり１．０６V の直流電界（サ
ンプルへの印加電圧１６V ）を４０℃にて６６時間印加
し、次いで、無負荷状態で室温にて２４時間放置した
後、容量を測定し、直流電界印加前の容量Ｃ0 （初期容
量）からの変化量ΔＣを求めて、変化率ΔＣ／Ｃ0 を算
出した。なお、容量は上記条件にて測定した。
ンプルへの印加電圧１６V ）を４０℃にて６６時間印加
し、次いで、無負荷状態で室温にて２４時間放置した
後、容量を測定し、直流電界印加前の容量Ｃ0 （初期容
量）からの変化量ΔＣを求めて、変化率ΔＣ／Ｃ0 を算
出した。なお、容量は上記条件にて測定した。
【００７８】絶縁抵抗ＩＲの加速寿命 １８０℃にて１０V/μm の電界下で加速試験を行ない、
抵抗（ＩＲ）が２×１０5 Ω以下になるまでの時間を寿
命時間とした。
抵抗（ＩＲ）が２×１０5 Ω以下になるまでの時間を寿
命時間とした。
【００７９】比誘電率εs ２５℃における比誘電率を測定した。
【００８０】
【表１】
【００８１】表１に示される結果から、本発明の効果が
明らかである。すなわち、誘電体層の組成が本発明の範
囲内であるサンプルでは、Ｘ７Ｒ特性を満足し、かつ、
直流電界下での容量の経時変化率が１０％以下と極めて
低く、また、加速試験における絶縁抵抗ＩＲの寿命が長
い。そして、Ｙ2 Ｏ3 の添加により、ＩＲ加速寿命が著
しく向上することがわかる。また、表１の本発明サンプ
ルは、静電容量の温度特性がＢ特性［−２５〜８５℃で
容量変化率±１０％以内（基準温度２０℃）］も満足し
ていた。
明らかである。すなわち、誘電体層の組成が本発明の範
囲内であるサンプルでは、Ｘ７Ｒ特性を満足し、かつ、
直流電界下での容量の経時変化率が１０％以下と極めて
低く、また、加速試験における絶縁抵抗ＩＲの寿命が長
い。そして、Ｙ2 Ｏ3 の添加により、ＩＲ加速寿命が著
しく向上することがわかる。また、表１の本発明サンプ
ルは、静電容量の温度特性がＢ特性［−２５〜８５℃で
容量変化率±１０％以内（基準温度２０℃）］も満足し
ていた。
【００８２】本発明のサンプルNo. １および比較例のサ
ンプルNo. １６の誘電体層断面の走査型電子顕微鏡写真
を、それぞれ図２および図３に示す。これらの写真は、
断面を鏡面研磨し、フッ酸−硝酸の混合水溶液によりエ
ッチングした後に撮影した。比較例であるサンプルNo.
１６（図３）では平均結晶粒径が約１μm 、結晶粒界の
平均幅が約０．２μm であるが、本発明のサンプルNo.
１（図２）では平均結晶粒径が約０．５μm 、結晶粒界
の平均幅が約０．２μm と細かい。なお、表１に示され
る他の比較サンプルおよび本発明サンプルについても、
同様な関係がみられた。
ンプルNo. １６の誘電体層断面の走査型電子顕微鏡写真
を、それぞれ図２および図３に示す。これらの写真は、
断面を鏡面研磨し、フッ酸−硝酸の混合水溶液によりエ
ッチングした後に撮影した。比較例であるサンプルNo.
１６（図３）では平均結晶粒径が約１μm 、結晶粒界の
平均幅が約０．２μm であるが、本発明のサンプルNo.
１（図２）では平均結晶粒径が約０．５μm 、結晶粒界
の平均幅が約０．２μm と細かい。なお、表１に示され
る他の比較サンプルおよび本発明サンプルについても、
同様な関係がみられた。
【００８３】また、比較例のサンプルNo. １６の誘電体
層の透過型電子顕微鏡写真を、上記直流電界印加前およ
び印加後に撮影した。印加前の写真を図４に、印加後の
写真を図５にそれぞれ示す。図４および図５から、直流
電界の印加によりドメインが減少していることがわか
る。
層の透過型電子顕微鏡写真を、上記直流電界印加前およ
び印加後に撮影した。印加前の写真を図４に、印加後の
写真を図５にそれぞれ示す。図４および図５から、直流
電界の印加によりドメインが減少していることがわか
る。
【００８４】
【発明の効果】本発明では、誘電体層を所定の組成とす
ることにより、容量の温度特性に関するＸ７Ｒ特性およ
びＢ特性を満足することができ、かつ、直流電界下での
容量の経時変化が小さく、また、絶縁抵抗ＩＲの加速寿
命が長い積層型セラミックチップコンデンサを実現する
ことができる。
ることにより、容量の温度特性に関するＸ７Ｒ特性およ
びＢ特性を満足することができ、かつ、直流電界下での
容量の経時変化が小さく、また、絶縁抵抗ＩＲの加速寿
命が長い積層型セラミックチップコンデンサを実現する
ことができる。
【図１】本発明の積層型セラミックチップコンデンサの
構成例を示す断面図である。
構成例を示す断面図である。
【図２】粒子構造を示す図面代用写真であって、本発明
の積層型セラミックチップコンデンサの誘電体層断面の
走査型電子顕微鏡写真である。
の積層型セラミックチップコンデンサの誘電体層断面の
走査型電子顕微鏡写真である。
【図３】粒子構造を示す図面代用写真であって、従来の
積層型セラミックチップコンデンサの誘電体層断面の走
査型電子顕微鏡写真である。
積層型セラミックチップコンデンサの誘電体層断面の走
査型電子顕微鏡写真である。
【図４】粒子構造を示す図面代用写真であって、積層型
セラミックチップコンデンサの誘電体層の透過型電子顕
微鏡写真である。
セラミックチップコンデンサの誘電体層の透過型電子顕
微鏡写真である。
【図５】粒子構造を示す図面代用写真であって、直流電
界印加後の積層型セラミックチップコンデンサの誘電体
層の透過型電子顕微鏡写真である。
界印加後の積層型セラミックチップコンデンサの誘電体
層の透過型電子顕微鏡写真である。
１ 積層型セラミックチップコンデンサ １０ コンデンサチップ体 ２ 誘電体層 ３ 内部電極層 ４ 外部電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 武史 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 テ ィーディーケイ株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01G 4/12
Claims (7)
- 【請求項１】 誘電体層と内部電極層とが交互に積層さ
れた構成のコンデンサチップ体を有する積層型セラミッ
クチップコンデンサであって、 前記誘電体層が、主成分としてチタン酸バリウムを、副
成分として酸化マグネシウムと、酸化マンガンと、酸化
バリウムおよび酸化カルシウムから選択される少なくと
も１種と、酸化ケイ素とを含有し、チタン酸バリウムを
ＢａＴｉＯ3 に、酸化マグネシウムをＭｇＯに、酸化マ
ンガンをＭｎＯに、酸化バリウムをＢａＯに、酸化カル
シウムをＣａＯに、酸化ケイ素をＳｉＯ2 にそれぞれ換
算したとき、ＢａＴｉＯ3 １００モルに対する比率が ＭｇＯ：０．１〜３モル、 ＭｎＯ：０．０５〜１．０モル、 ＢａＯ＋ＣａＯ：２〜１２モル、 ＳｉＯ2 ：２〜１２モル であることを特徴とする積層型セラミックチップコンデ
ンサ。 - 【請求項２】 前記ＢａＴｉＯ3 、ＭｇＯおよびＭｎＯ
の合計に対し、ＢａＯ、ＣａＯおよびＳｉＯ2 が（Ｂａ
x Ｃａ1-x Ｏ）y ・ＳｉＯ2 （ただし、０．３≦ｘ≦
０．７、０．９５≦ｙ≦１．０５である。）として１〜
１０重量％含有される請求項１の積層型セラミックチッ
プコンデンサ。 - 【請求項３】 誘電体層と内部電極層とが交互に積層さ
れた構成のコンデンサチップ体を有する積層型セラミッ
クチップコンデンサであって、 前記誘電体層が、主成分としてチタン酸バリウムを、副
成分として酸化マグネシウムと、酸化マンガンと、酸化
イットリウムと、酸化バリウムおよび酸化カルシウムか
ら選択される少なくとも１種と、酸化ケイ素とを含有
し、チタン酸バリウムをＢａＴｉＯ3 に、酸化マグネシ
ウムをＭｇＯに、酸化マンガンをＭｎＯに、酸化イット
リウムをＹ2 Ｏ3 に、酸化バリウムをＢａＯに、酸化カ
ルシウムをＣａＯに、酸化ケイ素をＳｉＯ2 にそれぞれ
換算したとき、ＢａＴｉＯ3 １００モルに対する比率が ＭｇＯ：０．１〜３モル、 ＭｎＯ：０．０５〜１．０モル、 Ｙ2 Ｏ3 ：１モル以下、 ＢａＯ＋ＣａＯ：２〜１２モル、 ＳｉＯ2 ：２〜１２モル であることを特徴とする積層型セラミックチップコンデ
ンサ。 - 【請求項４】 ＢａＴｉＯ3 、ＭｇＯ、ＭｎＯおよびＹ
2 Ｏ3 の合計に対し、ＢａＯ、ＣａＯおよびＳｉＯ2 が
（Ｂａx Ｃａ1-x Ｏ）y ・ＳｉＯ2 （ただし、０．３≦
ｘ≦０．７、０．９５≦ｙ≦１．０５である。）として
１〜１０重量％含有される請求項３の積層型セラミック
チップコンデンサ。 - 【請求項５】 前記内部電極層に含まれる導電材が、Ｎ
ｉまたはＮｉ合金である請求項１ないし４のいずれかの
積層型セラミックチップコンデンサ。 - 【請求項６】 酸素分圧が１０-8〜１０-12 気圧である
雰囲気中で、１２００〜１４００℃の温度範囲内にて焼
成された請求項５の積層型セラミックチップコンデン
サ。 - 【請求項７】 焼成後に、酸素分圧が１０-6気圧以上の
雰囲気中で１１００℃以下の温度範囲内にてアニールさ
れた請求項５または６の積層型セラミックチップコンデ
ンサ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5085705A JP2762427B2 (ja) | 1992-07-13 | 1993-03-19 | 積層型セラミックチップコンデンサ |
| US08/090,257 US5335139A (en) | 1992-07-13 | 1993-07-13 | Multilayer ceramic chip capacitor |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4-208483 | 1992-07-13 | ||
| JP20848392 | 1992-07-13 | ||
| JP5085705A JP2762427B2 (ja) | 1992-07-13 | 1993-03-19 | 積層型セラミックチップコンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0684692A JPH0684692A (ja) | 1994-03-25 |
| JP2762427B2 true JP2762427B2 (ja) | 1998-06-04 |
Family
ID=26426710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5085705A Expired - Lifetime JP2762427B2 (ja) | 1992-07-13 | 1993-03-19 | 積層型セラミックチップコンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2762427B2 (ja) |
Families Citing this family (14)
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| JP2000353591A (ja) * | 1999-04-07 | 2000-12-19 | Tdk Corp | 複合基板、これを用いた薄膜発光素子、およびその製造方法 |
| JP4252665B2 (ja) | 1999-04-08 | 2009-04-08 | アイファイヤー アイピー コーポレイション | Ｅｌ素子 |
| JP5051937B2 (ja) * | 2000-02-29 | 2012-10-17 | 京セラ株式会社 | 誘電体磁器及びその製法並びに積層セラミックコンデンサ |
| JP3934352B2 (ja) | 2000-03-31 | 2007-06-20 | Ｔｄｋ株式会社 | 積層型セラミックチップコンデンサとその製造方法 |
| US6785121B2 (en) | 2000-05-30 | 2004-08-31 | Tdk Corporation | Multilayer ceramic capacitor and production method thereof |
| KR100372687B1 (ko) * | 2000-07-05 | 2003-02-19 | 삼성전기주식회사 | 유전특성의 편차가 적은 적층 세라믹 커패시터의 제조방법 |
| JP4663141B2 (ja) * | 2001-03-07 | 2011-03-30 | 京セラ株式会社 | 誘電体磁器および積層型電子部品 |
| JP4519342B2 (ja) * | 2001-03-16 | 2010-08-04 | 京セラ株式会社 | 誘電体磁器および積層型電子部品 |
| KR101010305B1 (ko) | 2002-02-08 | 2011-01-25 | 토토 가부시키가이샤 | 변기 시트 또는 변기 덮개의 자동 개폐 장치 |
| JP2005314224A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-11-10 | Nippon Chemicon Corp | 誘電体磁器組成物及び電子部品 |
| US20100317502A1 (en) * | 2009-06-12 | 2010-12-16 | Snu R&Db Foundation | Sintered material for dielectric substance and process for preparing the same |
| JP5924543B2 (ja) | 2013-03-19 | 2016-05-25 | 株式会社村田製作所 | 積層セラミックコンデンサ |
| WO2014148133A1 (ja) | 2013-03-19 | 2014-09-25 | 株式会社村田製作所 | 積層セラミックコンデンサ |
-
1993
- 1993-03-19 JP JP5085705A patent/JP2762427B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0684692A (ja) | 1994-03-25 |
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