JP2843733B2 - 磁器コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents

磁器コンデンサ及びその製造方法

Info

Publication number
JP2843733B2
JP2843733B2 JP5059414A JP5941493A JP2843733B2 JP 2843733 B2 JP2843733 B2 JP 2843733B2 JP 5059414 A JP5059414 A JP 5059414A JP 5941493 A JP5941493 A JP 5941493A JP 2843733 B2 JP2843733 B2 JP 2843733B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mol
composition
sio
point
porcelain
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP5059414A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06251987A (ja
Inventor
喜和 沖野
寿光 静野
むつみ 本多
弘志 岸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiyo Yuden Co Ltd
Original Assignee
Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taiyo Yuden Co Ltd filed Critical Taiyo Yuden Co Ltd
Priority to JP5059414A priority Critical patent/JP2843733B2/ja
Publication of JPH06251987A publication Critical patent/JPH06251987A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2843733B2 publication Critical patent/JP2843733B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、1または2以上の誘
電体磁器層を少なくとも2以上の内部電極によって各々
挟持させてなる単層または積層構造の磁器コンデンサ及
びその製造方法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一般に次のような
方法によって製造されている。すなわち、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成し、こ
のグリーンシート上に内部電極となる金属粉末のペース
トのパターンを印刷し、このグリーンシートを複数枚積
み重ねて熱圧着し、酸化性雰囲気中において1300℃
以上の温度で焼成して焼結体を作り、内部電極と導通す
る外部電極を焼結体の端面に焼き付けることにより製造
されている。
【0003】ここで、内部電極の材料が、パラジウム、
白金、銀−パラジウムといった貴金属であれば、上記製
造条件下でもセラミックと接触して酸化したり、セラミ
ックと直接反応しない。このため、このような貴金属が
積層磁器コンデンサの内部電極の材料として使用されて
いた。しかし、これらの貴金属は高価であるため、積層
磁器コンデンサのコストを高くするという欠点を有して
いた。そこで、積層磁器コンデンサのコストを下げるた
め、内部電極の材料にニッケル等の卑金属を用いること
が試みられている。
【0004】しかし、内部電極の材料としてニッケル等
の卑金属を用いると、酸化性雰囲気中における焼成でニ
ッケルが酸化され、酸化されたニッケルがセラミックと
容易に反応し、所望の内部電極が形成されない。この場
合、内部電極の酸化を防止するために、焼成を還元性雰
囲気中で行なわせることが考えられるが、誘電体となる
べきセラミックの組成をそのままにして還元性雰囲気中
で焼成を行なわせると、セラミックが還元されて半導体
となり、得られたものがコンデンサとして機能しなくな
ってしまう。
【0005】そこで、このような問題を解決するため、
多くの誘電体磁器組成物が提案されている。例えば、特
開平3−278416号公報には、(Bak-(x+y)MxLy)O
k(Ti1- zRz)O2-z/2(但し、MはMg及び/またはZn、
LはCa及び/またはSr、RはSc,Y,Gd,D
y,Ho,Er及びYbから選択された1種または2種
以上の元素)からなる基本成分と、B23 ,SiO2
及びMO(但し、MOはBaO,CaO及びSrOから
選択された1種または2種以上の酸化物)からなる添加
成分とを含む誘電体磁器組成物が開示されている。
【0006】また、特開平3−278412号公報に
は、(Bak-xMx)Ok(Ti1-zRz)O2-z/2(但し、MはCa及び
/またはSr、RはSc,Y,Gd,Dy,Ho,Er
及びYbから選択された1種または2種以上の元素)か
らなる基本成分と、B23 ,SiO2 及びMO(但
し、MOはBaO,CaO及びSrOから選択された1
種または2種以上の酸化物)からなる添加成分とを含む
誘電体磁器組成物が開示されている。
【0007】また、特開平3−278414号公報に
は、(Bak-xMx)Ok(Ti1-zRz)O2-z/2(但し、MはMg及び
/またはZn、RはSc,Y,Gd,Dy,Ho,Er
及びYbから選択された1種または2種以上の元素)か
らなる基本成分と、B23 ,SiO2 及びMO(但
し、MOはBaO,CaO及びSrOから選択された1
種または2種以上の酸化物)からなる添加成分とを含む
誘電体磁器組成物が開示されている。
【0008】これらに開示されているの誘電体磁器組成
物は、非酸化性雰囲気中における1200℃以下の焼成
で得ることができ、その比誘電率は3000以上、抵抗
率ρは1×106 MΩ・cm以上であり、誘電損失ta
nδが2.5%以下、かつ比誘電率の温度変化率が−5
5℃〜125℃で−15%〜+15%(25℃を基
準)、−25℃〜85℃で−10%〜+10%(20℃
を基準)の範囲の磁器コンデンサを得ることができるも
のである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、電子
回路の小型化、高密度化にともない積層磁器コンデンサ
の更なる小型大容量化が求められて来ている。積層磁器
コンデンサの小型大容量化の方法としては、誘電体磁器
層を薄膜化してその積層数を増加させることが考えられ
る。しかし、誘電体磁器層を薄膜化し過ぎると、誘電体
磁器層の絶縁抵抗が低下し、高温におけるCR積が著し
く悪くなる。
【0010】この発明は、高温におけるCR積の大きな
小型大容量の磁器コンデンサを低コストで提供すること
にある。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明に係る磁器コン
デンサは、誘電体磁器組成物からなる1または2以上の
誘電体磁器層と、この誘電体磁器層を挟持している少な
くとも2以上の内部電極とを備えており、前記誘電体磁
器組成物は100.0重量部の基本成分と、0.2〜
5.0重量部の添加成分とからなり、前記基本成分は、
組成式 (1−α)(Bak-(x+y)MxLy)Ok(Ti1-zRz)O2-z/2 +αMgNb2O6 …(1) (但し、MはMg及び/またはZn、LはCa及び/ま
たはSr、RはSc,Y,Gd,Tb,Dy,Ho,E
r,Tm,Yb及びLuから選択された1種または2種
以上の元素)で表される物質からなり、前記添加成分は
23 とSiO2 とMO(但し、MOはBaO,Sr
O,CaO,MgO及びZnOから選択された1種また
は2種以上の酸化物)とからなる。
【0012】ここで、基本成分の組成式(1) 中におい
て、αの値は、0.001≦α≦0.01の範囲が好ま
しい。αの値がこの範囲内にある場合は、所望の電気的
特性を有する緻密な誘電体磁器組成物を得ることができ
るが、αの値が0.001未満になると、150℃下に
おけるCR積が200F・Ω以下になり、比誘電率εs
が3300以下になってしまい、αの値が0.01を越
えると150℃下におけるCR積が200F・Ω以下に
なり、tanδが2.5%を越え、抵抗率ρが4.0×
106 MΩ・cmより小さくなり、静電容量の温度変化
率ΔC-55 ,ΔC125 が−15%〜+15%の範囲から
外れ、ΔC-25 ,ΔC85が−10%〜+10%の範囲か
ら外れてしまうからである。
【0013】また、基本成分の組成式(1) 中において、
kの値は、1.00≦k≦1.05の範囲が好ましい。
kの値がこの範囲内にある場合は、所望の電気的特性を
有する緻密な誘電体磁器組成物を得ることができるが、
kの値が1.00未満になると、抵抗率ρが4.00×
106 MΩ・cmより小さくなり、静電容量の温度変化
率ΔC-55 ,ΔC125 が−15%〜+15%の範囲から
外れ、ΔC-25 ,ΔC85が−10%〜+10%の範囲か
ら外れ、150℃下におけるCR積が200F・Ω以下
になってしまい、kの値が1.05を越えると、125
0℃の焼成で緻密な焼結体を得ることができなくなるか
らである。
【0014】また、基本成分の組成式(1) 中において、
x+yの値は、0.01≦x+y≦0.10の範囲が好
ましい。x+yの値がこの範囲内にある場合は、所望の
電気的特性を有する緻密な誘電体磁器組成物を得ること
ができるが、x+yの値が0.01未満になると、静電
容量の温度変化率ΔC-55 が−15%〜+15%の範囲
から外れ、x+yの値が0.10を越えると、静電容量
の温度変化率ΔC85が−10%〜+10%の範囲から外
れてしまうからである。
【0015】ただし、x+y≦0.10であっても、y
≦0.05が好ましい。x+y≦0.10を満足してい
ても、yの値が0.05を越えると静電容量の温度変化
率ΔC85が−10%〜+10%の範囲から外れてしまう
からである。
【0016】なお、M成分のMgとZn、及びL成分の
CaとSrはほゞ同様に働き、0≦x<0.10を満足
する範囲ではMgとZnのうち一方または両方を使用す
ること、また0≦y≦0.05を満足する範囲でCaと
Srのうちの一方または両方を使用することができる。
【0017】また、基本成分の組成式(1) 中において、
zの値は、0.002≦z≦0.06の範囲が好まし
い。zの値がこの範囲内にある場合は、所望の電気的特
性を有する緻密な誘電体磁器組成物を得ることができる
が、zの値が0.002未満になると、静電容量の温度
変化率ΔC-55 が−15%〜+15%の範囲から外れ、
ΔC-25 が−10%〜+10%の範囲から外れ、zの値
が0.06を越えると、緻密な焼結体が得られなくなる
からである。
【0018】なお、R成分のSc,Y,Gd,Tb,D
y,Ho,Er,Tm,Yb及びLuはほゞ同様に働
き、これらから選択された1つを使用しても、または複
数を組み合わせて使用しても同様な結果が得られる。
【0019】また、前記基本成分の組成式(1) 中におい
て、k−(x+y)はBaの原子数の割合を、xはM成
分の原子数の割合を、yはL成分の原子数の割合を、z
はR成分の原子数の割合を示している。
【0020】また、基本成分の中には、Cr23 ,M
nO,Fe23 ,CoO,NiOから選択された1種
または2種以上の酸化物を微量添加して焼結性を高めて
もよい。酸化物の添加量は、Cr,Mn,Fe,Co,
Niとして、1.0原子%以下が好ましい。また、基本
成分の中には、その他の物質を必要に応じて添加しても
よい。更に、基本成分を得るための出発原料を実施例で
示した以外の例えばBaO,SrO,CaO等の酸化物
または水酸化物またはその他の化合物としてもよい。
【0021】次に、添加成分の添加量の範囲を、100
重量部の基本成分に対して0.2〜5.0重量部とした
のは、添加成分の添加量がこの範囲にある場合は、所望
の電気的特性を有する緻密な誘電体磁器組成物を得るこ
とができるが、添加成分の添加量が0.2重量部未満に
なると、1250℃の焼成でも緻密な焼結体を得ること
ができなくなり、また、添加成分の添加量が5.0重量
部を越えると、比誘電率εs が3300未満となり、静
電容量の温度変化率ΔC-55 が−15%〜+15%の範
囲から外れてしまうからである。
【0022】また、添加成分の組成は、B23 −Si
2 −MOの組成比をモル%で示す三角図において、B
23 が1モル%、SiO2 が80モル%、MOが19
モル%の組成を示す第1の点Aと、B23 が1モル
%、SiO2 が39モル%、MOが60モル%の組成を
示す第2の点Bと、B23 が29モル%、SiO2
1モル%、MOが70モル%の組成を示す第3の点C
と、B23 が90モル%、SiO2 が1モル%、MO
が9モル%の組成を示す第4の点Dと、B23 が90
モル%、SiO2 が9モル%、MOが1モル%の組成を
示す第5の点Eと、B23 が19モル%、SiO2
80モル%、MOが1モル%の組成を示す第6の点Fと
をこの順に結ぶ6本の直線で囲まれた領域内にあるのが
好ましい。
【0023】添加成分の組成を、このようにB23
SiO2 −MOの組成比をモル%で示す三角図の第1〜
6の点A〜Fを順に結ぶ6本の直線で囲まれた領域内と
したのは、添加成分の組成をこの領域内とすれば、所望
の電気的特性を有する緻密な誘電体磁器組成物を得るこ
とができるが、添加成分の組成をこの領域外とすれば、
1250℃の焼成で緻密な焼結体を得ることができない
からである。なお、添加成分の出発原料は酸化物、水酸
化物等の他の化合物としてもよい。
【0024】次に、この発明に係る磁器コンデンサの製
造方法は、前記基本成分と添加成分とからなる未焼結の
磁器粉末からなる混合物を調製する工程と、前記混合物
からなる未焼結磁器シートを形成する工程と、前記未焼
結磁器シートを少なくとも2以上の導電性ペースト膜で
挟持させた積層物を形成する工程と、前記積層物を非酸
化性雰囲気中において焼成する工程と、前記焼成を受け
た積層物を酸化性雰囲気中において熱処理する工程とを
備えたものである。
【0025】ここで、非酸化性雰囲気としては、H2
CO等の還元性雰囲気のみならず、N2 やArなどの中
性雰囲気であってもよい。また、非酸化性雰囲気中にお
ける焼成温度は、電極材料を考慮して種々変更すること
ができ、ニッケルを内部電極の材料とする場合には、1
050〜1200℃の範囲でニッケル粒子の凝集をほと
んど生じさせることなく熱処理することができる。
【0026】また、酸化性雰囲気中における熱処理温度
は、非酸化性雰囲気中における焼成温度より低い温度で
あればよく、500℃〜1000℃の範囲が好ましい。
酸化性雰囲気としては、大気雰囲気に限定されることな
く、例えば、N2 に数ppmのO2 を混合したような低
酸素濃度の雰囲気から任意の酸素濃度の雰囲気を使用す
ることができる。どのような温度、あるいはどのような
酸素濃度の雰囲気にするかは、電極材料(ニッケル等)
の酸化と誘電体磁器層の酸化とを考慮して種々変更する
必要がある。後述する実施例ではこの熱処理温度を60
0℃としたが、この温度に限定されるものではない。
【0027】また、後述する実施例では、非酸化性雰囲
気中における熱処理と、酸化性雰囲気中における熱処理
を1つの連続した焼成プロファイルの中で行なっている
が、もちろん非酸化性雰囲気中における焼成工程と、酸
化性雰囲気における熱処理工程とを独立した工程に分け
て行なうことも可能である。
【0028】また、実施例では外部電極としてZn電極
を使用しているが、電極焼付け条件を選択することによ
りNi,Ag,Cu等の電極を用いることができるのは
もちろん、Ni外部電極を未焼成積層体の端面に塗布し
て積層体の焼成と外部電極の焼付けを同時に行なうこと
も可能である。
【0029】なお、基本成分の内容及び添加成分の内容
は前述した磁器コンデンサの場合と全く同様である。ま
た、この発明は積層磁器コンデンサ以外の一般的な単層
の磁器コンデンサにも勿論適用可能である。
【0030】
【実施例】まず、試料番号1の場合について説明する。
試料番号1の場合は、使用する出発原料として、純度9
9.0%以上のBaCO3 ,MgO,ZnO,CaCO
3,SrCO3 ,TiO2 及びEr23 の粉末を用意
し、基本成分の組成式 (1−α)(Bak-(x+y)MxLy)Ok(Ti1-zRz)O2-z/2 +αMgNb2O6 … (1) における第1項の (Bak-(x+y)MxLy)Ok(Ti1-zRz)O2-z/2 … (2) が (Ba0.96Mg0.03Zn0.01Ca0.01Sr0.01)O1.02(Ti0.98Er0.02)O1.99 … (3) となるように、前記粉末を以下のように秤量した。 BaCO3 1029.33g MgO 6.57g ZnO 4.42g CaCO3 5.43g SrCO3 8.02g TiO2 425.44g Er23 20.78g
【0031】次に、これらの粉末をボールミルで約20
時間湿式混合し、150℃で4時間乾燥させた後、粉砕
し、この粉砕物を大気中において約1200℃で2時間
仮焼し、基本成分の組成式(1) における第1項の組成の
粉末を得た。
【0032】次に、基本成分の組成式(1) における第2
項のMgNb26 を得るために、MgCO3 ,Nb2
5 の粉末を以下のように秤量した。 MgCO3 240.81g Nb25 759.19g
【0033】次に、これらをボールミルで約20時間湿
式混合し、150℃で4時間乾燥させた後、粉砕し、こ
の粉砕物を大気中において約1100℃で2時間仮焼
し、MgNb26 の粉末を得た。
【0034】そして、試料番号1の場合の基本成分を得
るために、上記基本成分の組成式(1) における1−αが
0.995モル、αが0.005モルとなるように、基
本成分の第1項の成分粉末99.5モル部(995.4
2g)と、基本成分の第2項の成分粉末0.5モル部
(4.58g)とを混合し、基本成分の粉末1000g
を得た。
【0035】一方、試料番号1の添加成分を得るため
に、 B23 30.54g SiO2 52.71g CaCO3 11.71g SrCO3 2.16g BaCO3 2.89g を秤量し、これらにアルコールを300cc加え、ポリ
エチレンポットにてアルミナボールを用いて10時間撹
拌した後、大気中1000℃で2時間仮焼し、これを3
00ccのアルコールと共にアルミナポットに入れ、ア
ルミナボールで15時間粉砕し、しかる後、150℃で
4時間乾燥させて、B23 が30モル%、SiO2
60モル%、MOが10モル%(CaO:8モル%,S
rO:1モル%,BaO:1モル%)の組成の添加成分
の粉末を得た。
【0036】次に、基本成分の粉末1000g(100
重量部)に対して上記添加成分の粉末10g(1重量
部)を加え、更に、アクリル酸エステルポリマー、グリ
セリン及び縮合リン酸塩の水溶液からなる有機バインダ
ーを基本成分と添加成分との合計重量に対して15重量
%添加し、更に、50重量%の水を加え、これらをボー
ルミルに入れて粉砕及び混合して磁器原料のスラリーを
作成した。なお、この例ではCr23 ,MnO等の焼
結助剤を添加しなかったが、焼結助剤を添加する場合は
この段階で添加する。
【0037】次に、上記スラリーを真空脱泡器に入れて
脱泡し、このスラリーをリバースロールコーターに入
れ、これを使用してポリエステルフィルム上にこのスラ
リーに基づく薄膜を形成し、この薄膜をフィルム上で1
00℃に加熱して乾燥させ、厚さ約25μmのグリーン
シートを得た。このシートを10cm角の正方形に打ち
抜いて使用した。
【0038】一方、内部電極の導電ペーストは、平均粒
径が1.5μmのニッケル粉末10gと、エチルセルロ
ース0.9gをブチルカルビトール9.1gに溶解させ
たものとを攪拌器に入れ、10時間攪拌することにより
得た。この導電性ペーストを長さ14mm、幅7mmの
パターンを50個有するスクリーンを介して上記グリー
ンシートの片面に印刷した後、これを乾燥させた。
【0039】次に、上記印刷面を上にしてグリーンシー
トを2枚積層した。この際、隣接する上下のシートにお
いて、その印刷面がパターンの長手方向に約半分ほどず
れるように配置した。更に、この積層物の上下両面にそ
れぞれ10枚づつ印刷の施されていないグリーンシート
を積層した。次いで、この積層物を約50℃の温度で厚
さ方向に約40トンの圧力を加えて圧着させた。しかる
後、この積層物を格子状に裁断し、約50個の積層チッ
プを得た。
【0040】次に、この積層チップを雰囲気焼成可能な
炉に入れ、大気雰囲気中で100℃/hrの速度で60
0℃まで加熱して、有機バインダーを燃焼させた。しか
る後、炉の雰囲気を大気からH2(2体積%)+N2(98
体積%)の雰囲気に変えた。そして、炉を上記のごとき
還元性雰囲気とした状態を保って、積層チップの加熱温
度を600℃から焼成温度の1150℃(最高温度)を
3時間保持した後、100℃/hrの速度で600℃ま
で降温し、雰囲気を大気雰囲気(酸化性雰囲気)に置き
換えて、600℃を30分間保持して酸化処理を行い、
その後、室温まで冷却して積層焼結体チップ15を得た
(図1参照)。
【0041】次に、電極が露出する積層焼結体チップ1
5の側面に亜鉛とガラスフリットとビヒクルとからなる
導電性ペーストを塗布して乾燥し、これを大気中で55
0℃の温度で15分間焼付けて亜鉛電極層18を形成
し、更にこの上に銅層20を無電解メッキで被着させ、
更にこの上に電気メッキ法でPb−Sn半田層22を設
けて、一対の外部電極16,16を形成した。
【0042】これにより、図1に示すごとく誘電体磁器
層12と、内部電極14と、外部電極16,16とから
なる積層磁器コンデンサ10が得られた。なお、この積
層磁器コンデンサ10の誘電体磁器層12の厚さは0.
02mm、内部電極14の対向面積は、5mm×5mm
=25mm2 である。また、焼結後の誘電体磁器層12
の組成は、焼結前の基本成分及び添加成分の混合物の組
成と実質的に同じである。
【0043】次に、積層磁器コンデンサ10の電気的特
性を測定したところ、表3に示すように、比誘電率ε
s が3560、tanδが1.0%、抵抗率ρが5.9
×106 MΩ・cm、150℃下におけるCR積が31
5F・Ω、25℃の静電容量を基準にした−55℃及び
+125℃の静電容量の変化率ΔC-55 ,ΔC125 が−
12.1%,+6.1%、20℃の静電容量を基準にし
た−25℃,+85℃の静電容量の変化率ΔC-25 ,Δ
85が−7.2%,−4.9%であった。
【0044】なお、電気的特性は次の要領で測定した。 (A) 比誘電率εs は、温度20℃、周波数1kHz、電
圧(実効値)1.0Vの条件で静電容量を測定し、この
測定値と、一対の内部電極の対向面積(25mm2 )と
一対の内部電極間の誘電体磁器層の厚さ0.02mmか
ら計算で求めた。 (B) 誘電損失tanδ(%)は、上記比誘電率の測定の
場合と同一の条件で測定した。 (C) 抵抗率ρ(MΩ・cm)は、温度20℃においてD
C100Vを60秒間印加した後に、一対の外部電極間
の抵抗値を測定し、この測定値と寸法とに基づいて計算
で求めた。 (D) 高温CR積(F・Ω)は、温度150℃、周波数1
kHz、電圧(実効値)1.0Vの条件で、静電容量を
測定し、しかる後、DC100Vを60秒間印加した後
に、一対の外部電極間の抵抗値を測定し、前記静電容量
の測定値と抵抗値を乗じたものを計算で求めた。 (E) 静電容量の温度特性は、恒温槽中に試料を入れ、−
55℃,−25℃,0℃,+20℃,+25℃,+50
℃,+85℃,+110℃,+125℃の各温度におい
て、周波数1kHz、電圧(実効値)1.0Vの条件で
静電容量を測定し、温度20℃及び25℃に於ける静電
容量に対して各温度の静電容量の変化率を求めることに
より得た。
【0045】以上、試料番号1の場合について説明した
が、試料番号2〜87の場合についても、基本成分及び
添加成分の組成及びその割合、また、還元性雰囲気中に
おける焼成温度を変えた他は、試料番号1の場合と全く
同様の方法で積層磁器コンデンサを作成し、同一の方法
でその電気的特性を測定した。
【0046】なお、表1〜は各々の試料についての
基本成分の組成及びその割合を示し、表2〜は各々
の試料についての添加成分の組成及びその割合を示し、
表3〜は各々の試料についての焼成温度及び積層磁
器コンデンサの電気的特性を示す。
【0047】また、表1〜のx,y,kの欄の数値
は、前述した基本成分の組成式(1)の各元素の原子数、
すなわち、(Ti+R)の原子数を1とした場合の各元
素の原子数の割合を示す。
【0048】また、表1〜の、xの欄のMg,Zn
は、前述した基本成分の組成式(1)におけるMの内容を
示し、yの欄のCa,Srは、基本成分の組成式(1) に
おけるLの内容を示し、zの欄のSc,Y,Gd,T
b,Dy,Ho,Er,Tm,Yb及びLuは前述した
基本成分の組成式(1) のRの内容を示す。
【0049】また、表2〜の添加成分の添加量は、
基本成分100重量部に対する重量部で示されている。
添加成分のMOの欄には、BaO,SrO,CaO,M
gO及びZnOの割合がモル%で示されている。また、
焼結助剤の添加量は、前述した基本成分の組成式(1) に
おける基本成分1モル部に対するCr,Mn,Fe,C
o,Niの割合が原子%で示されている。
【0050】また、表3〜において、静電容量の温
度特性は、25℃の静電容量を基準にした−55℃及び
+125℃の静電容量の変化率をΔC-55 (%)及びΔ
12 5 (%)で、20℃の静電容量を基準にした−25
℃及び+85℃の静電容量の変化率をΔC-25 (%)及
びΔC85(%)で示されている。
【0051】
【表1】
【0052】
【表1】
【0053】
【表1】
【0054】
【表1】
【0055】
【表2】
【0056】
【表2】
【0057】
【表2】
【0058】
【表2】
【0059】
【表3】
【0060】
【表3】
【0061】
【表3】
【0062】
【表3】
【0063】表1〜、表2〜及び表3〜か
ら明らかなように、この発明に従う実施例によれば、非
酸化性雰囲気中における1200℃以下の焼成で、誘電
体層の比誘電率εs が3300以上、抵抗率ρが4.0
×106 MΩ・cm以上であり、tanδが2.5%以
下、150℃下におけるCR積が200F・Ω以上、静
電容量の温度変化率ΔC-55 及びΔC125 が−15%〜
+15%の範囲内、ΔC-25 及びΔC85が−10%〜+
10%の範囲内の電気的特性を有する積層磁器コンデン
サを得ることができるものである。
【0064】これに対し、試料番号2,5,17,2
2,23,25〜27,30,31,35,36,3
8,43,51〜55,71〜77及び82の例によれ
ば、この発明の目的とする電気的特性を備えた磁器コン
デンサを得ることができないので、これらの試料番号の
例はこの発明の範囲外のものである。
【0065】表3〜には静電容量の温度変化率ΔC
-55 ,ΔC125 ,ΔC-25 ,ΔC85のみが表示されてい
るが、この発明に従う実施例では、−25℃〜+85℃
の範囲の静電容量の温度変化率ΔCは、−10%〜+1
0%の範囲内に収まっており、又、−55℃〜+125
℃の範囲の静電容量の温度変化率ΔCは、−15%〜+
15%の範囲内に収まっている。
【0066】次に、この発明に係る磁器コンデンサに用
いられている誘電体磁器組成物の組成の適正範囲につい
て、表1〜、表2〜及び表3〜に示す実験
結果を参照しながら検討する。
【0067】まず、αの値の適正範囲について検討す
る。α=0.001(試料番号3)の場合には、所望の
電気的特性のものが得られるが、α=0(試料番号2)
の場合には、150℃におけるCR積が200F・Ω以
下になり、比誘電率εs が3300以下になってしま
う。従って、αの下限値は0.001である。
【0068】また、α=0.01(試料番号4)の場合
には、所望の電気的特性のものが得られるが、α=0.
015(試料番号5)の場合には、150℃におけるC
R積が200F・Ω以下になり、tanδが2.5%を
越え、抵抗率ρが4×106MΩ・cmより小さくな
り、静電容量の温度変化率ΔC-55 ,ΔC125 が−15
%〜+15%の範囲から外れ、ΔC-25 ,ΔC85が−1
0%〜+10%の範囲から外れる。従って、αの上限値
は0.01である。
【0069】次に、kの値の適正範囲について検討す
る。k=1.00(試料番号32)の場合には、所望の
電気的特性のものが得られるが、k<1.00(試料番
号30,31)の場合には、抵抗率ρが4.0×106
MΩ・cmより大幅に小さくなり、静電容量の温度変化
率ΔC-55 ,ΔC125 が−15%〜+15%の範囲から
外れ、ΔC-25 ,ΔC85が−10%〜+10%の範囲か
ら外れ、150℃下におけるCR積が200F・Ωより
大幅に小さくなってしまう。従って、kの下限値は1.
00である。
【0070】また、k=1.05(試料番号34)の場
合には、所望の電気的特性のものが得られるが、k>
1.05(試料番号35,36)の場合には、1250
℃の焼成で緻密な焼結体が得られなくなってしまう。従
って、kの上限値は1.05である。
【0071】次に、x+yの値の適正範囲について検討
する。x+y=0.01(試料番号18,19)の場合
には、所望の電気的特性のものが得られるが、x+y=
0(試料番号17)の場合には、静電容量の温度変化率
ΔC-55 が−15%〜+15%の範囲から外れる。従っ
て、x+yの下限値は0.01である。
【0072】また、x+y=0.10(試料番号28,
29)の場合には、所望の電気的特性のものが得られる
が、x+y=0.11(試料番号23,25,27)の
場合には、静電容量の温度変化率ΔC85が−10%〜+
10%の範囲から外れてしまう。従って、x+yの上限
値は0.10である。
【0073】ただし、x+y≦0.10であっても、y
の値が0.05を越えると(試料番号22,26)、静
電容量の温度変化率ΔC85が−10%〜+10%の範囲
から外れてしまう。従って、x+yの値は、0.01≦
x+y≦0.10の範囲であるが、同時に、y≦0.0
5でなければならない。
【0074】なお、M成分のMgとZnはほゞ同様に働
き、0≦x<0.10を満足する範囲ではMgとZnの
うち一方または両方を使用することができ、また、L成
分のCaとSrはほゞ同様に働き、0≦y≦0.05を
満足する範囲でCaとSrのうち一方または両方を使用
することができる。ただし、M成分及びL成分の1種ま
たは複数種のいずれを使用する場合も、x+yの値は、
0.01≦x+y≦0.10の範囲としなければならな
い。
【0075】次に、zの値の適正範囲について検討す
る。z=0.002(試料番号39)の場合には、所望
の電気的特性のものが得られるが、z=0(試料番号3
8)の場合には、静電容量の温度変化率ΔC-55 が−1
5%〜+15%から外れ、ΔC-25 が−10%〜+10
%から外れ、150℃下におけるCR積が200F・Ω
以下になってしまう。従って、zの下限値は0.002
である。
【0076】また、z=0.06(試料番号42)の場
合には、所望の電気的特性のものが得られるが、z=
0.07(試料番号43)の場合には、1250℃の焼
成で緻密な焼結体が得られない。従って、zの上限値は
0.06である。
【0077】なお、R成分のSc,Y,Gd,Tb,D
y,Ho,Er,Tm,Yb及びLuは各々ほゞ同様に
働き、これらから選択された一つを使用しても、または
複数を組み合わせて使用しても同様な効果が得られるも
のである。
【0078】次に、添加成分の添加量の適正範囲につい
て検討する。添加成分の添加量が、基本成分100重量
部に対して0.2重量部(試料番号78)の場合には、
1190℃の焼成で所望の電気的特性のものが得られる
が、0重量部(試料番号77)の場合には、1250℃
の焼成で緻密な焼結体が得られない。従って、添加成分
の添加量の下限値は基本成分100重量部に対して0.
2重量部である。
【0079】また、添加成分の添加量が、基本成分10
0重量部に対して5.0重量部(試料番号81)の場合
には、所望の電気的特性のものが得られるが、7.0重
量部(試料番号82)の場合には、比誘電率が3300
未満となり、静電容量の温度変化率ΔC-55 が−15%
〜+15%から外れてしまう。従って、添加成分の添加
量の上限値は基本成分100重量部に対して5.0重量
部である。
【0080】次に、添加成分の組成範囲は、B23
SiO2 −MOの組成比をモル%で示す三角図(図2)
の第1〜6の点A〜Fを順に結ぶ6本の直線で囲まれた
範囲内である。三角図における第1の点Aは、B23
が1モル%、SiO2 が80モル%、MOが19モル%
(試料番号61)の組成を示し、第2の点Bは、B23
が1モル%、SiO2 が39モル%、MOが60モル
%の組成(試料番号62)を示し、第3の点Cは、B2
3 が29モル%、SiO2 が1モル%、MOが70モ
ル%(試料番号63)の組成を示し、第4の点Dは、B
23 が90モル%、SiO2 が1モル%、MOが9モ
ル%(試料番号64)の組成を示し、第5の点Eは、B
23 が90モル%、SiO2 が9モル%、MOが1モ
ル%(試料番号65)の組成を示し、第6の点Fは、B
23 が19モル%、SiO2 が80モル%、MOが1
モル%(試料番号66)の組成を示す。
【0081】添加成分の組成範囲が、このようにB2
3 −SiO2 −MOの組成比をモル%で示す三角図(図
2)の第1〜6の点A〜Fを順に結ぶ6本の直線で囲ま
れた範囲内(試料番号61〜70)であれば所望の電気
的特性のものを得ることができるが、添加成分の組成範
囲を上記範囲外(試料番号71〜76)とすれば、12
50℃の焼成で緻密な焼結体を得ることができない。
【0082】なお、MO成分は、試料番号83〜87の
場合に示されているように、BaO,SrO,CaO,
MgO,ZnOのいずれか1種であってもよいし、他の
試料に示すように2種以上の適当な比率でもよい。
【0083】次に、焼結助剤であるCr,Mn,Fe,
Co,Niの添加量は、1.0原子%(試料番号56〜
60)の場合には、所望の電気的特性のものが得られる
が、1.5原子%(試料番号51〜55)の場合には、
比誘電率εs が3300以下になってしまう。従って、
焼結助剤の添加量は、1.0原子%以下が好ましい。
【0084】
【発明の効果】この発明によれば、誘電体層の比誘電率
εs が3300以上、抵抗率ρが4.0×106 MΩ・
cm以上であり、tanδが2.5%以下、150℃下
におけるCR積が200F・Ω以上、静電容量の温度変
化率が−55℃〜125℃で−15%〜+15%(25
℃を基準)、−25℃〜85℃で−10%〜+10%
(20℃を基準)の範囲にある磁器コンデンサを提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例に係る積層磁器コンデンサの
断面図である。
【図2】この発明に係る磁器コンデンサの誘電体層を構
成する誘電体磁器組成物の添加成分の組成範囲を示す三
角図である。
【符号の説明】
12 誘電体磁器層 14 内部電極 15 積層焼結体チップ 16 外部電極 18 亜鉛電極層 20 銅層 22 Pb−Sn半田層
【表1○1】
【表1○2】
【表1○3】
【表1○4】
【表2○1】
【表2○2】
【表2○3】
【表2○4】
【表3○1】
【表3○2】
【表3○3】
【表3○4】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岸 弘志 東京都台東区上野6丁目16番20号 太陽 誘電株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01G 4/12

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誘電体磁器組成物からなる1または2以
    上の誘電体磁器層と、この誘電体磁器層を挟持している
    少なくとも2以上の内部電極とを備えた磁器コンデンサ
    において、 前記誘電体磁器組成物が、100.0重量部の基本成分
    と、0.2〜5.0重量部の添加成分との混合物を焼成
    したものからなり、 前記基本成分が、組成式 (1−α)(Bak-(x+y)MxLy)Ok(Ti1-zRz)O2-z/2 +αMgNb2O
    6 (但し、MはMg及び/またはZn、LはCa及び/ま
    たはSr、RはSc,Y,Gd,Tb,Dy,Ho,E
    r,Tm,Yb及びLuから選択された1種または2種
    以上の元素、α,k,x,y,zは、 0.001≦α≦0.01 1.00≦k≦1.05 0≦x<0.10 0≦y≦0.05 0.01≦x+y≦0.10 0.002≦z≦0.06 を満足する数値)で表される物質からなり、 前記添加成分がB23 とSiO2 とMO(但し、MO
    はBaO,SrO,CaO,MgO及びZnOから選択
    された1種または2種以上の酸化物)とからなり、 前記B23 と前記SiO2 と前記MOとの組成範囲
    が、これらの組成をモル%で示す三角図において、 前記B23 が1モル%、前記SiO2 が80モル%、
    前記MOが19モル%の組成を示す第1の点Aと、 前記B23 が1モル%、前記SiO2 が39モル%、
    前記MOが60モル%の組成を示す第2の点Bと、 前記B23 が29モル%、前記SiO2 が1モル%、
    前記MOが70モル%の組成を示す第3の点Cと、 前記B23 が90モル%、前記SiO2 が1モル%、
    前記MOが9モル%の組成を示す第4の点Dと、 前記B23 が90モル%、前記SiO2 が9モル%、
    前記MOが1モル%の組成を示す第5の点Eと、 前記B23 が19モル%、前記SiO2 が80モル
    %、前記MOが1モル%の組成を示す第6の点Fとをこ
    の順に結ぶ6本の直線で囲まれた領域内にあることを特
    徴とする磁器コンデンサ。
  2. 【請求項2】 誘電体磁器組成物中に、Cr,Mn,F
    e,Co及びNiから選択された1種または2種以上の
    元素の酸化物が1.0原子%以下の割合で含有されてい
    ることを特徴とする請求項1記載の磁器コンデンサ。
  3. 【請求項3】 未焼結の磁器粉末からなる混合物を調製
    する工程と、前記混合物からなる未焼結磁器シートを形
    成する工程と、前記未焼結磁器シートを少なくとも2以
    上の導電性ペースト膜で挟持させた積層物を形成する工
    程と、前記積層物を非酸化性雰囲気中においておいて焼
    成する工程と、前記焼成を受けた積層物を酸化性雰囲気
    中において熱処理する工程とを備え、 前記未焼結の磁器粉末からなる混合物が、100.0重
    量部の基本成分と、0.2〜5重量部の添加成分とから
    なり、 前記基本成分が、組成式 (1−α)(Bak-(x+y)MxLy)Ok(Ti1-zRz)O2-z/2 +αMgNb2O
    6 (但し、MはMg及び/またはZn、LはCa及び/ま
    たはSr、RはSc,Y,Gd,Tb,Dy,Ho,E
    r,Tm,Yb及びLuから選択された1種または2種
    以上の元素、α,k,x,y,zは、 0.001≦α≦0.01 1.00≦k≦1.05 0≦x<0.10 0≦y≦0.05 0.01≦x+y≦0.10 0.002≦z≦0.06 を満足する数値)で表される物質からなり、 前記添加成分がB23 とSiO2 とMO(但し、MO
    はBaO,SrO,CaO,MgO及びZnOから選択
    された1種または2種以上の酸化物)とからなり、 前記B23 と前記SiO2 と前記MOとの組成範囲
    が、これらの組成をモル%で示す三角図において、 前記B23 が1モル%、前記SiO2 が80モル%、
    前記MOが19モル%の組成を示す第1の点Aと、 前記B23 が1モル%、前記SiO2 が39モル%、
    前記MOが60モル%の組成を示す第2の点Bと、 前記B23 が29モル%、前記SiO2 が1モル%、
    前記MOが70モル%の組成を示す第3の点Cと、 前記B23 が90モル%、前記SiO2 が1モル%、
    前記MOが9モル%の組成を示す第4の点Dと、 前記B23 が90モル%、前記SiO2 が9モル%、
    前記MOが1モル%の組成を示す第5の点Eと、 前記B23 が19モル%、前記SiO2 が80モル
    %、前記MOが1モル%の組成を示す第6の点Fとをこ
    の順に結ぶ6本の直線で囲まれた領域内にあることを特
    徴とする磁器コンデンサの製造方法。
  4. 【請求項4】 誘電体磁器組成物中に、Cr,Mn,F
    e,Co及びNiから選択された1種または2種以上の
    元素の酸化物が1.0原子%以下の割合で含有されてい
    ることを特徴とする請求項3記載の磁器コンデンサの製
    造方法。
JP5059414A 1993-02-25 1993-02-25 磁器コンデンサ及びその製造方法 Expired - Fee Related JP2843733B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5059414A JP2843733B2 (ja) 1993-02-25 1993-02-25 磁器コンデンサ及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5059414A JP2843733B2 (ja) 1993-02-25 1993-02-25 磁器コンデンサ及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06251987A JPH06251987A (ja) 1994-09-09
JP2843733B2 true JP2843733B2 (ja) 1999-01-06

Family

ID=13112597

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5059414A Expired - Fee Related JP2843733B2 (ja) 1993-02-25 1993-02-25 磁器コンデンサ及びその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2843733B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200844072A (en) 2006-11-29 2008-11-16 Kyocera Corp Dielectric ceramic and capacitor
WO2008066119A1 (fr) * 2006-11-29 2008-06-05 Kyocera Corporation Céramique diélectrique et condensateur
JP5137431B2 (ja) * 2007-03-23 2013-02-06 京セラ株式会社 誘電体磁器およびコンデンサ

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06251987A (ja) 1994-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5453409A (en) Ceramic capacitor and method for fabricating the same
JP3269910B2 (ja) 磁器コンデンサ及びその製造方法
JP2736397B2 (ja) 磁器コンデンサ及びその製造方法
JP2843736B2 (ja) 磁器コンデンサ及びその製造方法
JP2843733B2 (ja) 磁器コンデンサ及びその製造方法
JP2831894B2 (ja) 磁器コンデンサ及びその製造方法
JP2761690B2 (ja) 磁器コンデンサ及びその製造方法
JP3269908B2 (ja) 磁器コンデンサ及びその製造方法
JP2736396B2 (ja) 磁器コンデンサ及びその製造方法
JP3269907B2 (ja) 磁器コンデンサ及びその製造方法
JP2521856B2 (ja) 磁器コンデンサ及びその製造方法
JP2761689B2 (ja) 磁器コンデンサ及びその製造方法
JP2843735B2 (ja) 磁器コンデンサ及びその製造方法
JP2843734B2 (ja) 磁器コンデンサ及びその製造方法
JP2831893B2 (ja) 磁器コンデンサ及びその製造方法
JP3029502B2 (ja) 磁器コンデンサ及びその製造方法
JP3269909B2 (ja) 磁器コンデンサ及びその製造方法
JP2779293B2 (ja) 磁器コンデンサ及びその製造方法
JP2879867B2 (ja) 磁器コンデンサ及びその製造方法
JP2938671B2 (ja) 磁器コンデンサ及びその製造方法
JP2938672B2 (ja) 磁器コンデンサ及びその製造方法
JP2938673B2 (ja) 磁器コンデンサ及びその製造方法
JP2879868B2 (ja) 磁器コンデンサ及びその製造方法
JP2521857B2 (ja) 磁器コンデンサ及びその製造方法
JP3269989B2 (ja) 磁器コンデンサ及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19981006

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081023

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081023

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091023

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091023

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101023

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111023

Year of fee payment: 13

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees