JP2917505B2 - 積層セラミックコンデンサ - Google Patents
積層セラミックコンデンサInfo
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- JP2917505B2 JP2917505B2 JP2317345A JP31734590A JP2917505B2 JP 2917505 B2 JP2917505 B2 JP 2917505B2 JP 2317345 A JP2317345 A JP 2317345A JP 31734590 A JP31734590 A JP 31734590A JP 2917505 B2 JP2917505 B2 JP 2917505B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、パラジウムを含む内部電極を有する積層セ
ラミックコンデンサに関するものである。
ラミックコンデンサに関するものである。
従来の技術 内部電極にパラジウムを含む積層セラミックコンデン
サの、誘電体層はMgO−CaO−TiO2系の材料を用いて形成
していた。
サの、誘電体層はMgO−CaO−TiO2系の材料を用いて形成
していた。
発明が解決しようとする課題 しかし、この組成は、例えば0.50MgO−0.14CaO−0.36
TiO2の組成比からなる誘電体材料を使用し、円板形磁器
コンデンサを作製すると、誘電率:43,静電容量温度係
数:N759ppm/℃,Q:10000以上，絶縁抵抗:4.0×1012Ωで
あり、満足のできる値ではない。
TiO2の組成比からなる誘電体材料を使用し、円板形磁器
コンデンサを作製すると、誘電率:43,静電容量温度係
数:N759ppm/℃,Q:10000以上，絶縁抵抗:4.0×1012Ωで
あり、満足のできる値ではない。
また、この誘電体材料を使用して、誘電体厚み:25μ
m,内部電極の重なり寸法:2.4mm×0.9mm,誘電体層数:20
の積層構造をもつ積層セラミックコンデンサを作製し、
温度:125℃，印加電圧:100V.D.C.の寿命試験を行うと、
絶縁抵抗が1000MΩ以下に劣化するものが発生するとい
う欠点を有していた。そこで本発明は、絶縁抵抗と絶縁
破壊強度が高く、特に高温負荷寿命特性に優れた積層セ
ラミックコンデンサを提供することを目的とするもので
ある。
m,内部電極の重なり寸法:2.4mm×0.9mm,誘電体層数:20
の積層構造をもつ積層セラミックコンデンサを作製し、
温度:125℃，印加電圧:100V.D.C.の寿命試験を行うと、
絶縁抵抗が1000MΩ以下に劣化するものが発生するとい
う欠点を有していた。そこで本発明は、絶縁抵抗と絶縁
破壊強度が高く、特に高温負荷寿命特性に優れた積層セ
ラミックコンデンサを提供することを目的とするもので
ある。
課題を解決するための手段 この目的を達成するために本発明の積層セラミックコ
ンデンサは、誘電体層と内部電極とを交互に積層した積
層体と、この積層体の前記内部電極の露出した端面に設
けた外部電極とを備え、前記誘電体層は、一般式xMgO−
yCaO−zTiO2（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝1.00）と表した
時、x,y,zが以下の表に示す各点a,b,c,dで囲まれるモル
比の範囲からなる主成分100重量部に対し、副成分とし
てNb2O5を0.5〜20.0重量部含有したものであり、前記内
部電極は、パラジウムを含有することを特徴とするもの
である。
ンデンサは、誘電体層と内部電極とを交互に積層した積
層体と、この積層体の前記内部電極の露出した端面に設
けた外部電極とを備え、前記誘電体層は、一般式xMgO−
yCaO−zTiO2（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝1.00）と表した
時、x,y,zが以下の表に示す各点a,b,c,dで囲まれるモル
比の範囲からなる主成分100重量部に対し、副成分とし
てNb2O5を0.5〜20.0重量部含有したものであり、前記内
部電極は、パラジウムを含有することを特徴とするもの
である。
作用 一般的にTiO2を多く含む化合物の誘電体層あるいはTi
O2過剰組成物が偏析した誘電体層を焼成する際、誘電体
層中に含まれる有機バインダーなどにより、TiO2が還元
されやすくなる。還元されたTiO2は焼結後の冷却過程で
ある程度再酸化されるが、誘電体層の内部、及び各結晶
粒子の内側は再酸化されにくく酸素欠乏状態のまま残
る。そこで酸素原子が持つ有効電荷＋2eがチタン原子上
の3d電子によって中和されることにより、各酸素空孔に
ついて２個のTi3+が形成される。その結果Ti3+を介した
電子ホッピングによって、誘電体層の絶縁抵抗、絶縁破
壊強度が劣化することとなる。
O2過剰組成物が偏析した誘電体層を焼成する際、誘電体
層中に含まれる有機バインダーなどにより、TiO2が還元
されやすくなる。還元されたTiO2は焼結後の冷却過程で
ある程度再酸化されるが、誘電体層の内部、及び各結晶
粒子の内側は再酸化されにくく酸素欠乏状態のまま残
る。そこで酸素原子が持つ有効電荷＋2eがチタン原子上
の3d電子によって中和されることにより、各酸素空孔に
ついて２個のTi3+が形成される。その結果Ti3+を介した
電子ホッピングによって、誘電体層の絶縁抵抗、絶縁破
壊強度が劣化することとなる。
そこで本発明は、誘電体層中の４価のTiの一部を５価
のNbで置換することにより生じた陽イオン空孔で、焼成
時の酸素欠陥による。e-を補償し、TiO2が還元されるこ
とにより発生する上記問題を解決するものである。その
結果、絶縁抵抗と絶縁破壊強度が高く、非常に高温負荷
寿命特性に優れた積層セラミックコンデンサを得ること
ができる。
のNbで置換することにより生じた陽イオン空孔で、焼成
時の酸素欠陥による。e-を補償し、TiO2が還元されるこ
とにより発生する上記問題を解決するものである。その
結果、絶縁抵抗と絶縁破壊強度が高く、非常に高温負荷
寿命特性に優れた積層セラミックコンデンサを得ること
ができる。
実施例 以下に、本発明を具体的実施例により説明する。
（実施例１） 出発原料には化学的に高純度のNb2O5,TiO2,MgOおよび
CaCO3粉末を下記の第１表に示す組成比になるように秤
量し、めのうボールを備えたゴム内張りのボールミルに
純水とともに入れ、湿式混合後、脱水乾燥した。この乾
燥粉末を高アルミナ質のルツボに入れ、空気中で1000〜
1100℃にて２時間仮焼した。この仮焼粉末を、めのうボ
ールを備えたゴム内張りのボールミルに純水とともに入
れ、湿式粉砕後、脱水乾燥した。この粉砕粉末に、有機
バインダーを加え、均質とした後、32メッシュのふるい
を通して整粒し、金型と油圧プレスを用いて成形圧力1t
on/cm2で直径15mm、厚み0.4mmに成形した。次いで、得
られた成形円板をアルミナ質のサヤに入れ、空気中にて
下記の第１表に示す温度で２時間焼成し、第１表に示す
組成比の誘電体磁器を得た。
CaCO3粉末を下記の第１表に示す組成比になるように秤
量し、めのうボールを備えたゴム内張りのボールミルに
純水とともに入れ、湿式混合後、脱水乾燥した。この乾
燥粉末を高アルミナ質のルツボに入れ、空気中で1000〜
1100℃にて２時間仮焼した。この仮焼粉末を、めのうボ
ールを備えたゴム内張りのボールミルに純水とともに入
れ、湿式粉砕後、脱水乾燥した。この粉砕粉末に、有機
バインダーを加え、均質とした後、32メッシュのふるい
を通して整粒し、金型と油圧プレスを用いて成形圧力1t
on/cm2で直径15mm、厚み0.4mmに成形した。次いで、得
られた成形円板をアルミナ質のサヤに入れ、空気中にて
下記の第１表に示す温度で２時間焼成し、第１表に示す
組成比の誘電体磁器を得た。
このようにして得られた誘電体磁器円板は、厚みと直
径を測定し、誘電率、Ｑ、静電容量温度係数測定用試料
は、誘電体磁器円板の両面全体に銀電極を焼き付け、絶
縁抵抗測定用試料は、誘電体磁器円板の外周より内画を
に1mmの幅で銀電極のない部分を設け、銀電極を焼き付
けた。そして、誘電体、Ｑ、静電容量温度係数は、横河
・ヒューレット・パッカード（株）製デジタルLCRメー
タのモデル4275Aを使用し、測定温度:20℃，測定電圧:
1.0Vrms,測定周波数:1MHzでの測定より求めた。なお、
静電容量温度係数は、20℃と85℃の静電容量を測定し、
次式により求めた。
径を測定し、誘電率、Ｑ、静電容量温度係数測定用試料
は、誘電体磁器円板の両面全体に銀電極を焼き付け、絶
縁抵抗測定用試料は、誘電体磁器円板の外周より内画を
に1mmの幅で銀電極のない部分を設け、銀電極を焼き付
けた。そして、誘電体、Ｑ、静電容量温度係数は、横河
・ヒューレット・パッカード（株）製デジタルLCRメー
タのモデル4275Aを使用し、測定温度:20℃，測定電圧:
1.0Vrms,測定周波数:1MHzでの測定より求めた。なお、
静電容量温度係数は、20℃と85℃の静電容量を測定し、
次式により求めた。
TC＝（Ｃ−Co）/Co×1/65×106 TC:静電容量温度係数（ppm/℃） Co:20℃での静電容量（pF） C:85℃での静電容量（pF） また、誘電率は次式より求めた。
Ｋ＝143.8×Co×t/D2 K:誘電率 Co:20℃での静電容量（pF） D:誘電体磁器の直径（mm） t:誘電体磁器の厚み（mm） さらに、絶縁抵抗は、横河・ヒューレット・パッカー
ド（株）製HRメータのモデル4329Aを使用し、測定電圧:
50V.D.C.測定時間:1分間による測定より求めた。
ド（株）製HRメータのモデル4329Aを使用し、測定電圧:
50V.D.C.測定時間:1分間による測定より求めた。
試験条件を第１表に併せて示し、試験結果を下記の第
２表に示す。
２表に示す。
（実施例２） 出発原料には化学的に高純度のNb2O5,TiO2,MgOおよび
CaCO3粉末を使用し、組成比0.42MgO−0.18CaO−0.40TiO
2の主成分100重量部に対し、副成分Nb2O5を3Wt％含有し
た仮焼粉砕粉末を実施例１と同様の方法で作製する。
CaCO3粉末を使用し、組成比0.42MgO−0.18CaO−0.40TiO
2の主成分100重量部に対し、副成分Nb2O5を3Wt％含有し
た仮焼粉砕粉末を実施例１と同様の方法で作製する。
この仮焼粉砕粉末に、有機バインダー、可塑剤、分散
剤、有機溶剤を加え混合し、スラリーを作製した。この
スラリーをろ過後、ドクターブレードにより、焼結後の
誘導体厚みが25μｍとなるようにシートを成形した。
剤、有機溶剤を加え混合し、スラリーを作製した。この
スラリーをろ過後、ドクターブレードにより、焼結後の
誘導体厚みが25μｍとなるようにシートを成形した。
このシートに、焼結後の内部電極重なり寸法が2.4mm
×0.9mmとなるように、内部電極パラジウムペーストを
印刷し、乾燥後、内部電極パラジウムペーストを印刷し
ていないシートを上下に６枚と中央部に内部電極パラジ
ウムペーストを印刷したシート21枚を積層し、切断し
た。
×0.9mmとなるように、内部電極パラジウムペーストを
印刷し、乾燥後、内部電極パラジウムペーストを印刷し
ていないシートを上下に６枚と中央部に内部電極パラジ
ウムペーストを印刷したシート21枚を積層し、切断し
た。
この切断した試料は、ジルコニア粉末を敷いたアルミ
ナ質のサヤに入れ、空気中にて室温から350℃までを５
℃/hrで昇温し、350℃より100℃/hrで昇温し、1350℃で
２時間焼成した。
ナ質のサヤに入れ、空気中にて室温から350℃までを５
℃/hrで昇温し、350℃より100℃/hrで昇温し、1350℃で
２時間焼成した。
この焼成した試料は、内部電極露出端面を研摩し、内
部電極露出部分に銀の外部電極を焼き付け、内部電極と
導通させ、積層セラミックコンデンサを作製した。
部電極露出部分に銀の外部電極を焼き付け、内部電極と
導通させ、積層セラミックコンデンサを作製した。
これらの試料100個の静電容量、Ｑ、絶縁抵抗を実施
例１と同様の条件で測定し、寿命試験用基板に半田付
し、125℃の試験槽で100V.D.C.印加の寿命試験を行っ
た。
例１と同様の条件で測定し、寿命試験用基板に半田付
し、125℃の試験槽で100V.D.C.印加の寿命試験を行っ
た。
そして、寿命試験1000時間後の静電容量、Ｑ、絶縁抵
抗を実施例１と同様の条件で測定し、静電容量変化率
は、次式により求め、試験結果を下記の第３表に示す。
抗を実施例１と同様の条件で測定し、静電容量変化率
は、次式により求め、試験結果を下記の第３表に示す。
ΔＣ＝（C1000hr−C0hr）／C0hr×100 ΔC:静電容量変化率（％） C0hr：寿命試験０時間の静電容量（pF） C1000hr：寿命試験1000時間の静電容量（pF） ここで第１図は本発明にかかる誘電体層の主成分組成
範囲を示す三元図であり、主成分の組成範囲を限定した
理由を第１図を参照しながら説明する。すなわちA,B領
域では絶縁抵抗が低く実用的でない。またＣ領域では焼
結が困難である。
範囲を示す三元図であり、主成分の組成範囲を限定した
理由を第１図を参照しながら説明する。すなわちA,B領
域では絶縁抵抗が低く実用的でない。またＣ領域では焼
結が困難である。
また、主成分に対し、副成分Nb2O5の含有量が主成分1
00重量部に対し、0.5重量部末端では含有効果がなく、
本発明の範囲から除外した。一方Nb2O5の含有量が主成
分に対し、20.0重量部を越えるとＱ値が低下するものが
あり、実用的でなくなる。
00重量部に対し、0.5重量部末端では含有効果がなく、
本発明の範囲から除外した。一方Nb2O5の含有量が主成
分に対し、20.0重量部を越えるとＱ値が低下するものが
あり、実用的でなくなる。
なお、実施例における誘電体磁器の作製方法では、Nb
2O5,TiO2,MgOおよびCaCO3を使用したが、この方法に限
定されるものではなく、所望の組成比になるように、Ca
TiO3,MgTiO3などの化合物、あるいは炭酸塩，水酸化物
など空気中での加熱により、Nb2O5,TiO2,MgOおよびCaO
となる化合物を使用しても実施例と同程度の特性を得る
ことができる。
2O5,TiO2,MgOおよびCaCO3を使用したが、この方法に限
定されるものではなく、所望の組成比になるように、Ca
TiO3,MgTiO3などの化合物、あるいは炭酸塩，水酸化物
など空気中での加熱により、Nb2O5,TiO2,MgOおよびCaO
となる化合物を使用しても実施例と同程度の特性を得る
ことができる。
また、主成分をあらかじめ仮焼し、副成分を添加して
も実施例と同程度の特性を得ることができる。
も実施例と同程度の特性を得ることができる。
また、誘電体磁器用として一般に使用される工業用原
料の二酸化チタン、例えばチタン工業（株）製二酸化チ
タンKA-10、古河鉱業（株）製二酸化チタンFA-55Wには
最大0.45重量％のNb2O5が含まれているが、これらの二
酸化チタンを使用して主成分の誘電体磁器を作製しても
主成分100重量部に対して、Nb2O5の含有料は最大で0.41
重量部であり、この発明の範囲外であるが、工業用原料
の二酸化チタン中のNb2O5量を考慮し、不足分のNb2O5を
含有させることにより、実施例と同程度の特性を得るこ
とができる。
料の二酸化チタン、例えばチタン工業（株）製二酸化チ
タンKA-10、古河鉱業（株）製二酸化チタンFA-55Wには
最大0.45重量％のNb2O5が含まれているが、これらの二
酸化チタンを使用して主成分の誘電体磁器を作製しても
主成分100重量部に対して、Nb2O5の含有料は最大で0.41
重量部であり、この発明の範囲外であるが、工業用原料
の二酸化チタン中のNb2O5量を考慮し、不足分のNb2O5を
含有させることにより、実施例と同程度の特性を得るこ
とができる。
また、上述の基本組成のほかに、SiO2,MnO2,Fe2O3,Zn
O,Al2O3など一般にフラックスと考えられている塩類、
酸化物などを、特性を損なわない範囲で加えることもで
きる。
O,Al2O3など一般にフラックスと考えられている塩類、
酸化物などを、特性を損なわない範囲で加えることもで
きる。
発明の効果 以上のように本発明によれば、絶縁抵抗が高く、寿命
特性にすぐれた誘電体磁器を得ることが可能である。す
なわち、一般的にTiO2を多く含む化合物の誘電体層ある
いはTiO2過剰組成物が偏析した誘電体層を焼成する際、
誘電体層中に含まれる有機バインダーなどにより、TiO2
が還元されやすくなる。還元されたTiO2は焼結後の冷却
過程である程度再酸化されるが、誘電体層の内部、及び
各結晶粒子の内側は再酸化されにくく酸素欠乏状態のま
ま残る。そこで酸素原子が持つ有効電荷＋2eがチタン原
子上の3d電子によって中和されることにより、各酸素空
孔について２個のTi3+が形成される。その結果、Ti3+を
介して電子ホッピングによって、誘電体層の絶縁抵抗、
絶縁破壊強度が劣化することとなる。
特性にすぐれた誘電体磁器を得ることが可能である。す
なわち、一般的にTiO2を多く含む化合物の誘電体層ある
いはTiO2過剰組成物が偏析した誘電体層を焼成する際、
誘電体層中に含まれる有機バインダーなどにより、TiO2
が還元されやすくなる。還元されたTiO2は焼結後の冷却
過程である程度再酸化されるが、誘電体層の内部、及び
各結晶粒子の内側は再酸化されにくく酸素欠乏状態のま
ま残る。そこで酸素原子が持つ有効電荷＋2eがチタン原
子上の3d電子によって中和されることにより、各酸素空
孔について２個のTi3+が形成される。その結果、Ti3+を
介して電子ホッピングによって、誘電体層の絶縁抵抗、
絶縁破壊強度が劣化することとなる。
そこで本発明は、誘電体層中の４価のTiの一部を５価
のNbで置換することにより生じた陽イオン空孔で、焼成
時の酸素欠陥によるｅを補償し、TiO2が還元されること
により発生する上記問題を解決するものである。その結
果、絶縁抵抗と絶縁破壊強度が高く、特に高温負荷寿命
特性に優れた積層セラミックコンデンサを得ることがで
きるのである。
のNbで置換することにより生じた陽イオン空孔で、焼成
時の酸素欠陥によるｅを補償し、TiO2が還元されること
により発生する上記問題を解決するものである。その結
果、絶縁抵抗と絶縁破壊強度が高く、特に高温負荷寿命
特性に優れた積層セラミックコンデンサを得ることがで
きるのである。
第１図は本発明にかかる組成物の主成分の組成範囲を説
明する三元図である。
明する三元図である。
Claims (1)
- 【請求項１】誘電体層と内部電極とを交互に積層した積
層体と、この積層体の前記内部電極の露出した端面に設
けた外部電極とを備え、前記誘電体層は、一般的xMgO−
yCaO−zTiO2（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝1.00）と表した
時、x,y,zが以下の表に示す各点a,b,c,dで囲まれるモル
比の範囲からなる主成分100重量部に対し、副成分とし
てNb2O5を0.5〜20.0重量部含有したものであり、前記内
部電極は、パラジウムを含有することを特徴とする積層
セラミックコンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2317345A JP2917505B2 (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 積層セラミックコンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2317345A JP2917505B2 (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 積層セラミックコンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04188506A JPH04188506A (ja) | 1992-07-07 |
| JP2917505B2 true JP2917505B2 (ja) | 1999-07-12 |
Family
ID=18087189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2317345A Expired - Fee Related JP2917505B2 (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 積層セラミックコンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2917505B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5340784A (en) * | 1992-08-03 | 1994-08-23 | Ngk Spark Plug Company, Ltd. | Microwave dielectric ceramic composition |
| JP2825736B2 (ja) * | 1993-07-30 | 1998-11-18 | 京セラ株式会社 | 誘電体磁器組成物および半導体素子収容用パッケージ |
| US5484753A (en) * | 1994-03-08 | 1996-01-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dielectric ceramic compositions |
| JP4494931B2 (ja) * | 2004-10-19 | 2010-06-30 | 日本特殊陶業株式会社 | 誘電体磁器組成物及びこれを用いた電子部品 |
| JP5197559B2 (ja) * | 2009-12-11 | 2013-05-15 | 京セラ株式会社 | 高周波用誘電体磁器組成物およびこれを用いた誘電体共振器 |
-
1990
- 1990-11-20 JP JP2317345A patent/JP2917505B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04188506A (ja) | 1992-07-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |