JP3316720B2 - 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

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JP3316720B2
JP3316720B2 JP00330395A JP330395A JP3316720B2 JP 3316720 B2 JP3316720 B2 JP 3316720B2 JP 00330395 A JP00330395 A JP 00330395A JP 330395 A JP330395 A JP 330395A JP 3316720 B2 JP3316720 B2 JP 3316720B2
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晴信 佐野
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株式会社村田製作所
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子機器に用いられる
セラミックコンデンサ、特にニッケルあるいはニッケル
合金からなる内部電極を有する積層セラミックコンデン
サに関する。
【0002】
【従来の技術】一般的に積層セラミックコンデンサの製
造工程は、以下のようである。まず、その表面に内部電
極となる電極材料を塗布したシート状の誘電体材料が準
備される。誘電体材料としては、たとえばBaTiO3
を主成分とする材料が用いられる。次に、この電極材料
を塗布したシート状の誘電体材料を積層して熱圧着し、
一体化したものを自然雰囲気中において1250〜13
50℃で焼成することで、内部電極を有する誘電体磁器
が得られる。そして、この誘電体磁器の端面に、内部電
極と導通する外部電極を焼き付けることにより、積層セ
ラミックコンデンサが得られる。
【0003】したがって、内部電極の材料としては、次
のような条件を満たす必要がある。 (a)誘電体材料と同時に焼成されるので、誘電体材料
が焼成される温度以上の融点を有すること。 (b)酸化性の高温雰囲気中においても酸化されず、し
かも誘電体材料と反応しないこと。
【0004】このような条件を満足させる電極として
は、白金、金、パラジウムあるいは銀−パラジウム合金
などのような貴金属が用いられてきた。
【0005】しかしながら、これらの電極材料は優れた
特性を有する反面、高価であった。そのため、積層セラ
ミックコンデンサの製造コストに占める電極材料費の割
合は30〜70%にも達し、製造コストを上昇させる最
大の要因となっていた。
【0006】貴金属以外に高融点をもつものとしてN
i、Fe、Co、W、Moなどの卑金属があるが、これ
らの卑金属は高温の酸化性雰囲気中では容易に酸化され
てしまい、電極としての役目を果たさなくなってしま
う。そのため、これらの卑金属を積層セラミックコンデ
ンサの内部電極として使用するためには、誘電体材料と
ともに中性又は還元性雰囲気中で焼成する必要がある。
しかしながら、従来の誘電体材料では、このような中性
又は還元性雰囲気で焼成すると著しく還元されてしま
い、半導体化してしまうという欠点があった。
【0007】このような欠点を克服するために、たとえ
ば特公昭57−42588号公報に示されるように、チ
タン酸バリウム固溶体において、バリウムサイト/チタ
ンサイトの比を化学量論比より過剰にした誘電体材料
や、特開昭61−101459号公報のようにチタン酸
バリウム固溶体にLa、Nd、Sm、Dy、Yなどの希
土類酸化物を添加した誘電体材料が考えだされた。
【0008】又、誘電率の温度変化を小さくしたものと
して、たとえば特開昭62−256422号に示される
BaTiO3 −CaZrO3 −MnO−MgO系の組成
や、特公昭61−14611号のBaTiO3 −(M
g,Zn,Sr,Ca)O−B2 3 −SiO2 系の組
成の誘電体材料が提案されてきた。
【0009】このような誘電体材料を使用することによ
って、還元性雰囲気で焼成しても半導体化しない誘電体
磁器を得ることができ、内部電極としてニッケルなどの
卑金属を使用した積層セラミックコンデンサの製造が可
能になった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】近年のエレクトロニク
スの発展に伴い電子部品の小型化が急速に進行し、積層
セラミックコンデンサも小型化、大容量化の傾向が顕著
になってきた。
【0011】そのため、誘電体材料の高誘電率化と誘電
体層の薄層化が急激な勢いで進んでいる。したがって、
高誘電率で、誘電率の温度変化が小さく、信頼性に優れ
る誘電体材料に対する需要が大きくなっている。
【0012】しかしながら、特公昭57−42588号
公報や、特開昭61−101459号公報に示される誘
電体材料は、大きな誘電率が得られるものの、得られた
誘電体磁器の結晶粒が大きくなり、積層セラミックコン
デンサにおける誘電体層厚みが10μm以下のような薄
膜になると、1つの層中に存在する結晶粒の数が減少
し、信頼性が低下してしまう欠点があった。又、誘電率
の温度変化も大きいという問題もあり、市場の要求に応
えられていない。
【0013】一方、特開昭62−256422号公報に
示される誘電体材料では、誘電率が比較的高く、得られ
た誘電体磁器の結晶粒も小さく、誘電率の温度変化も小
さいものの、CaZrO3 や焼成過程で生成するCaT
iO3 が、Mnなどとともに二次相を生成しやすいた
め、高温での信頼性に問題があった。
【0014】又、特公昭61−14611号公報に示さ
れる誘電体材料では、得られる誘電率が2000〜28
00であり、積層セラミックコンデンサの小型大容量化
という点で不利であるという欠点があった。さらに、E
IA規格で規定されるところの、温度範囲−55℃〜+
125℃の間で静電容量の変化率が±15%以内を満足
し得ないという問題があった。
【0015】ところで、小型大容量の積層セラミックコ
ンデンサにおいては、自動表面実装に対応するため、外
部電極として導電性金属粉末の焼き付け電極の上にはん
だなどのめっき膜が形成される。そして、めっき膜の形
成方法としては、電解めっきが一般的である。
【0016】通常、導電性金属粉末の焼き付け電極に
は、微細な空隙が生じる。そのため、その上にめっき被
膜を形成するためにめっき液中に積層セラミックコンデ
ンサを浸漬すると、焼き付け電極の空隙にめっき液が侵
入し、内部電極と誘電体セラミック界面にまでおよぶこ
とがある。このため、上記に示す誘電体材料を用いた場
合、信頼性の低下を招くという問題がある。
【0017】それゆえに、本発明の主たる目的は、誘電
率が3000以上、絶縁抵抗が静電容量との積(CR
積)で表した場合に3000MΩ・μF以上であり、静
電容量の温度特性がJIS規格で規定するところのB特
性及びEIA規格で規定するところのX7R特性を満足
し、めっきの有無に関係なく信頼性の高い、低コストの
小型大容量の積層セラミックコンデンサを提供すること
にある。
【0018】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の積層セラミックコンデンサは、複数の誘電
体セラミック層と、該誘電体セラミック層を介して配置
された複数の内部電極と、該内部電極に接続された外部
電極とからなる積層セラミックコンデンサにおいて、前
記誘電体セラミック層は、不純物として含まれるアルカ
リ金属酸化物の含有量が0.03重量%以下のチタン酸
バリウムと、酸化イットリウムと、酸化亜鉛と、酸化ニ
ッケルとからなり、組成式(1−α−β)(BaO)m
TiO2 +αY2 3 +β(Zn1-x Nix )O(但
し、0.0025≦α≦0.03、0.0025≦β≦
0.08、0<β/α≦8、0<x<1、1.000≦
m≦1.035)で表される主成分100モルに対し
て、副成分として、酸化マグネシウムをMgOに換算し
て0.2〜2.5モル、酸化マンガンをMnOに換算し
て0.05〜2.0モル含有し、さらに、上記主成分と
副成分との合計を100重量部として、Li2 O−RO
−(Ti,Si)O2 (但し、RはBa,Sr,Ca及
びMgのうち少なくとも1種類)系の酸化物ガラスを
0.2〜3.0重量部含有する材料によって構成され、
前記内部電極は、ニッケル又はニッケル合金によって構
成されていることを特徴とする。
【0019】又、Li2 O−RO−(Ti,Si)O2
(但し、RはBa,Sr,Ca及びMgのうち少なくと
も1種類)系の酸化物ガラスは、Li2 O−MO−RO
−(Ti,Si)O2 (但し、MはZn,Mnのうち少
なくとも1種類)と表したとき、Li2 Oが2〜45モ
ル%、MOが0〜40モル%、ROが5〜40モル%、
(Ti,Si)O2 が35〜70モル%{但し、(T
i,Si)O2 のうちSiO2 成分は15モル%以上}
の組成範囲にあり、上記成分を100重量部として、A
2 3 及びZrO2 のうち少なくとも1種類を合計で
20重量部以下(但し、ZrO2 は10重量部以下)含
有するものであることを特徴とする。
【0020】又、外部電極は、導電性金属粉末の焼結
層、または導電性金属粉末とガラスフリットの焼結層に
よって構成されていることを特徴とする。
【0021】さらに、外部電極は、導電性金属粉末の焼
結層からなる第1層、または導電性金属粉末とガラスフ
リットの焼結層からなる第1層と、その上のめっき層か
らなる第2層とから構成されていることを特徴とする。
【0022】
【作用】誘電体セラミック層の材料として、チタン酸バ
リウム、酸化イットリウム、酸化亜鉛、酸化ニッケルの
組成比を調整し、酸化マグネシウム、酸化マンガン、及
びLi2 O−RO−(Ti,Si)O2 (但し、RはB
a,Sr,Ca及びMgのうち少なくとも1種類)系の
酸化物ガラスを添加含有させた誘電体セラミック組成物
を用いることによって、還元性雰囲気中で焼成しても、
その特性を劣化させることなく焼結させることができ
る。又、得られる焼結体の結晶粒径が1μm以下と小さ
いため、1つの誘電体層中に存在する結晶粒の数を増や
すことができ、積層セラミックコンデンサの誘電体層の
厚みを薄くしても信頼性の低下を防ぐことができる。
【0023】さらに、チタン酸バリウム、酸化イットリ
ウム、酸化亜鉛、酸化ニッケルの誘電体セラミック層を
構成する誘電体磁器組成物の主成分において、そのチタ
ン酸バリウム中に不純物として存在するSrO、CaO
などのアルカリ土類金属酸化物、Na2 O、K2 Oなど
のアルカリ金属酸化物、その他Al2 3 、SiO2
どの酸化物のうち、特にNa2 O、K2 Oなどのアルカ
リ金属酸化物の含有量が電気的特性に大きく影響する。
つまり、チタン酸バリウム中に不純物として存在するア
ルカリ金属酸化物量が0.03重量%を超えると、得ら
れる誘電率が3000よりも小さくなってしまう。
【0024】又、誘電体セラミック層中にLi2 O−R
O−(Ti,Si)O2 系の酸化物ガラスを添加させる
ことによって、焼結性がよくなるとともに、耐めっき性
が向上する。さらに、前記Li2 O−RO−(Ti,S
i)O2 系の酸化物ガラス中にAl2 3 、ZrO2
添加含有させることで、より高い絶縁抵抗を得ることが
可能となる。
【0025】
【実施例】本発明に係る積層セラミックコンデンサは、
図1に示すように、内部電極3を介して複数枚の誘電体
セラミック2を積層して得られた積層誘電体セラミック
1の両端面に外部電極5及びニッケル、銅などのめっき
被膜6、はんだ、錫などのめっき被膜7が形成され、直
方体形状のチップタイプとされる。
【0026】次に、この積層セラミックコンデンサを、
その製造工程順に説明する。まず、積層誘電体セラミッ
ク1を形成する。この積層誘電体セラミック1は次のよ
うにして製造される。図2に示すように、チタン酸バリ
ウム、酸化イットリウム、酸化亜鉛、酸化ニッケル、酸
化マグネシウム、酸化マンガン、及びLi2 O−RO−
(Ti,Si)O2 (但し、RはBa,Sr,Ca及び
Mgのうち少なくとも1種類)系の酸化物ガラスからな
る材料粉末をスラリー化してシート状とした誘電体セラ
ミック2(グリーンシート)を用意し、その一面にニッ
ケル又はニッケル合金からなる内部電極3を形成する。
なお、内部電極3を形成する方法としては、スクリーン
印刷法、蒸着法、めっき法などがある。
【0027】次に、内部電極3を有する誘電体セラミッ
ク2を必要枚数積層し、図3に示すように、内部電極3
を有しない誘電体セラミック4にて挟んで圧着し、積層
体とする。その後、還元性雰囲気中、所定の温度にて焼
成し、積層誘電体セラミック1を形成する。次に、積層
誘電体セラミック1の両端面に、内部電極3と接続する
ように、二つの外部電極5を形成する。この外部電極5
の材料としては、内部電極3と同じ材料を使用すること
ができる。又、銀、パラジウム、銀−パラジウム合金、
銅、銅合金などが使用可能であり、またこれらの金属粉
末にガラスフリットを添加したものも使用されるが、積
層セラミックコンデンサの使用用途、使用場所などを考
慮に入れて、適当な材料が選択される。又、外部電極5
は、材料となる金属粉末ペーストを、焼成により得た積
層誘電体セラミック1に塗布して焼き付けることで得る
が、焼成前に塗布して積層誘電体セラミック1と同時に
形成してもよい。この後、外部電極5上にニッケル、銅
などのめっきを施し、めっき被膜6を形成する。最後
に、このめっき被膜6の上にはんだ、錫などのめっき被
膜7を形成し、チップ型の積層セラミックコンデンサを
得る。
【0028】(実施例1)まず、出発原料として種々の
純度のTiCl4 とBa(NO3 2 とを準備して秤量
した後、蓚酸により蓚酸チタニルバリウム(BaTiO
(C2 4 )・4H2 O)として沈澱させ、この沈澱物
を1000℃以上の温度で加熱分解させて表1の4種類
のチタン酸バリウム(BaTiO3 )を合成した。又
0.24Li2 O−0.06MnO−0.14BaO−
0.06CaO−0.03TiO2 −0.47SiO2
(但し、モル比)の組成割合になるように各成分の酸化
物、炭酸塩あるいは水酸化物を秤量し、混合粉砕した
後、蒸発乾燥して粉末を得た。そして、この粉末をアル
ミナるつぼ中において、1300℃で1時間保持した
後、急冷し、粉砕することで平均粒径が1μm以下の酸
化物ガラスを得た。
【0029】次に、チタン酸バリウムのBa/Tiモル
比を調整するためのBaCO3 とTiO2 、及び純度9
9%以上のY2 3 、ZnO、NiO、MgO、MnO
を準備した。
【0030】そして、これらの原料粉末と先に準備した
BaTiO3 及び酸化物ガラスとを表2に示す組成比と
なるように配合した後、ポリビニルブチラール系バイン
ダー及びエタノールなどの有機溶剤を加えて、ボールミ
ルにより湿式混合し、セラミックスラリーを調整した。
その後、このセラミックスラリーをドクターブレード法
によりシート成形し、厚み14μmの矩形のセラミック
グリーンシートを得た。その後、上記セラミックグリー
ンシート上に、Niを主体とする導電ペーストを印刷
し、内部電極を構成するための導電ペースト層を形成し
た。
【0031】次に、導電ペースト層が形成されたセラッ
ミクグリーンシートを導電ペースト層の引き出されてい
る側が互い違いとなるように複数枚積層し、積層体を得
た。得られた積層体を、N2 雰囲気中にて350℃の温
度に加熱し、バインダを燃焼させた後、酸素分圧10-9
〜10-11 MPaのH2 −N2 −H2 Oガスからなる還
元性雰囲気中において表3に示す温度で2時間焼成し、
セラミック焼結体を得た。
【0032】その後、得られたセラミック焼結体の表面
を走査型電子顕微鏡にて、倍率1500倍で観察し、グ
レインサイズを測定した。
【0033】そして最後に、焼結体の両端面に硼珪酸バ
リウム系のガラスフリットを添加した銀ペーストを塗布
し、N2 雰囲気中において600℃の温度で焼き付け、
内部電極と電気的に接続された外部電極を形成して、積
層セラミックコンデンサを得た。
【0034】以上のようにして得られた積層セラミック
コンデンサの外形寸法は、幅:1.6mm、長さ:3.
2mm、厚さ:1.2mmであり、内部電極間に介在す
る誘電体セラミック層の厚みは10μmであった。又、
有効誘電体セラミック層の総数は19であり、1層当た
りの対向電極の面積は2.1mm2 であった。
【0035】その後、静電容量(C)及び誘電損失(t
anδ)を、自動ブリッジ式測定器を用いて周波数1k
Hz、1Vrms、温度25℃にて測定し、静電容量か
ら誘電率(ε)を算出した。又、絶縁抵抗計を用い、1
6Vの直流電圧を2分間印加して、25℃及び125℃
での絶縁抵抗(R)を測定し、静電容量(C)と絶縁抵
抗(R)との積、すなわちCR積を求めた。
【0036】又、温度変化に対する静電容量の変化率を
測定した。なお、この場合、20℃での静電容量を基準
とした−25℃と85℃での変化率(ΔC/C20℃
と、25℃での静電容量を基準とした−55℃と125
℃での変化率(ΔC/C25℃)及び−55℃〜125℃
の範囲内で絶対値としてその変化率の最大(|ΔC|
max )を求めた。
【0037】又、高温負荷寿命試験として、各試料を3
6個ずつ、温度150℃にて直流電圧150Vを印加し
て、その絶縁抵抗の経時変化を測定した。なお、高温負
荷寿命試験は、各試料の絶縁抵抗(R)が106 Ω以下
になったときの時間を寿命時間とし、その平均を求め
た。
【0038】以上の結果を表3、表4に示す。表2、表
3及び表4から明かなように、本発明の積層セラミック
コンデンサは誘電率(ε)が3000以上と高く、誘電
損失(tanδ)は2.5%以下で、温度に対する静電
容量の変化率が、−25℃〜85℃の範囲でJIS規格
に規定するB特性(即ち、静電容量変化率が±10%以
内)、及び−55℃と125℃の範囲内でEIA規格に
規定するX7R特性((即ち、静電容量変化率が±15
%以内)を満足する。
【0039】しかも、25℃、125℃における絶縁抵
抗は、CR積で表したときに、それぞれ3000MΩ・
μF以上、500MΩ・μF以上と高い値を示す。又、
平均寿命時間が250時間以上と長い。
【0040】さらに、焼成温度も1300℃以下と比較
的低温で焼結可能であり、粒径についても1μm以下と
小さい。
【0041】ここで、本発明の組成限定理由について説
明する。 (1−α−β)(BaO)m TiO2 +αY2 3 +β
(Zn1-x Nix )O において、試料番号1−1のように、Y2 3 量αが
0.0025未満の場合、誘電率εが3000未満と低
く、又、誘電損失(tanδ)が2.5%を超え、静電
容量の温度変化率も大きくなる。さらに、平均寿命時間
が極端に短くなり、結晶粒径も1.0μmより大きくな
り誘電体層を薄膜化できず好ましくない。
【0042】一方、試料番号1−17のように、Y2
3 量αが0.03を超える場合、誘電率が3000未満
と低く、25℃及び125℃での絶縁抵抗が低下し、平
均寿命時間が短くなる。また、焼結温度が低下する。
【0043】試料番号1−2のように、(Zn1-x Ni
x )O量βが0.0025未満の場合、誘電損失(ta
nδ)が2.5を超え、25℃及び125℃の絶縁抵抗
が低下し、平均寿命時間も短くなる。さらに、静電容量
の温度変化率が大きくなり、JIS規格のB特性及びE
IA規格のX7R特性を満足しなくなる。一方、試料番
号1−18のように、(Zn1-x Nix )O量βが0.
08を超える場合、125℃での絶縁抵抗が500MΩ
・μF未満と低く、平均寿命時間が250時間よりも短
くなる。又、試料番号1−3のように、(Zn1-x Ni
x )OにおけるNi量xが0の場合、焼結温度が130
0℃を超え、誘電率が3000未満となり好ましくな
い。一方、試料番号1−8のように、Ni量xが1の場
合、(Zn1-x Nix )O量βが0.06を超えると、
静電容量の温度変化率が大きくなり、EIA規格のX7
R特性を満足しなくなる。
【0044】又、試料番号1−19のように、Y2 3
量αと(Zn1-x Nix )O量βの比率β/αが8より
も大きい場合、静電容量の温度変化率が大きくなり好ま
しくない。したがって、β/αは8以下が好ましく、1
/4≦β/α≦4がより好ましい。
【0045】試料番号1−4のように、チタン酸バリウ
ムのモル比mが1.000未満の場合、還元性雰囲気で
焼成したとき磁器が還元され、半導体化して絶縁抵抗が
低下する。一方、試料番号1−20のように、モル比m
が1.035を超える場合、焼結性が極端に悪くなる。
【0046】試料番号1−5のように、MgO量が0.
2モル未満の場合、125℃での絶縁抵抗が500MΩ
・μF未満と低く、平均寿命時間が250時間よりも短
くなる。又、静電容量の温度変化率は、EIA規格に規
定のX7R特性は満足するものの、JIS規格に規定の
B特性規格を満足することができない。一方、試料番号
1−21のようにMgO量が2.5モルを超える場合、
焼結温度が高くなり、誘電率が3000未満と低く、絶
縁抵抗が低下する。
【0047】試料番号1−6のように、MnO量が0.
05モル未満の場合、25℃及び125℃での絶縁抵抗
が低下し、平均寿命時間が短くなる。一方、試料番号1
−22のようにMnO量が2.0モルを超える場合、1
25℃での絶縁抵抗が低くなり、平均寿命時間が短くな
る。
【0048】試料番号1−7のように、酸化物ガラスの
量が0.2重量部未満の場合、焼結温度が高くなるとと
もに、絶縁抵抗が低下し、平均寿命時間が極端に短くな
る。一方、試料番号1−23のように、酸化物ガラスの
量が3.0重量部を超える場合、誘電率が3000未満
と低く、静電容量の温度変化率が大きくなって好ましく
ない。
【0049】又、試料番号1−24のように、チタン酸
バリウムに不純物として含有されるアルカリ金属量が
0.03重量%よりも多い場合、誘電率の低下を生じて
好ましくない。
【0050】(実施例2)誘電体粉末として、表1のA
のチタン酸バリウムを用いて、97.9(BaO)
1.010 TiO2 +0.7Y2 3 +0.7ZnO+0.
7NiO(但し、モル比)に対して、MgOが1.2モ
ル、MnOが0.35モルになるように配合された原料
を準備した。そしてこの原料に、表5に示す組成であっ
て平均粒径1μm以下の酸化物ガラスを添加して、実施
例1と同様の方法で、内部電極と電気的に接続した銀お
よびガラスフリットからなる外部電極を有する積層セラ
ミックコンデンサを作製した。
【0051】なお、作製した積層セラミックコンデンサ
の外形寸法、誘電体セラミック層の厚みなどは実施例1
と同様である。
【0052】そして、これらについて電気的特性を測定
した。静電容量(C)及び誘電損失(tanδ)は、自
動ブリッジ式測定器を用いて周波数1kHz、1Vrm
s、温度25℃にて測定し、静電容量から誘電率(ε)
を算出した。又、絶縁抵抗計を用い、16Vの直流電圧
を2分間印加して、25℃及び125℃での絶縁抵抗
(R)を測定し、静電容量(C)と絶縁抵抗(R)との
積、すなわちCR積を求めた。
【0053】又、温度変化に対する静電容量の変化率を
測定した。なお、この場合、20℃での静電容量を基準
とした−25℃と85℃での変化率(ΔC/C20℃
と、25℃での静電容量を基準とした−55℃と125
℃での変化率(ΔC/C25℃)及び−55℃〜125℃
の範囲内で絶対値としてその変化率の最大(|ΔC/C
20℃ max )を求めた。
【0054】これらを測定した後、硫酸ニッケル、塩化
ニッケル及びホウ酸を主成分とするニッケルめっき液を
用意し、バレルめっき法にて銀外部電極上にニッケルめ
っきした。最後に、AS浴(アルカノ−ルスルホン酸
浴)からなるはんだめっき液を用意し、バレルめっき法
にて、このニッケルめっき被膜上にはんだめっきして、
外部電極上にめっき層を有する積層セラミックコンデン
サを得た。
【0055】得られた積層セラミックコンデンサについ
て、静電容量(C)を自動ブリッジ式測定器を用いて周
波数1kHz、1Vrms、温度25℃にて測定した。
又、絶縁抵抗計を用い、16Vの直流電圧を2分間印加
して、25℃及び125℃での絶縁抵抗(R)を測定
し、静電容量(C)と絶縁抵抗(R)との積、すなわち
CR積を求めた。
【0056】以上の結果を表6、表7に示す。表5、表
6及び表7から明かなように、本発明の組成の酸化物ガ
ラスを含有した誘電体セラミック層から構成される積層
セラミックコンデンサは誘電率(ε)が3000以上と
高く、誘電損失(tanδ)は2.5%以下で、温度に
対する静電容量の変化率が、−25℃〜85℃の範囲で
JIS規格に規定するB特性、及び−55℃と125℃
の範囲内でEIA規格に規定するX7R特性を満足す
る。しかも、めっきを施しても、電気的特性が劣化しな
い。
【0057】これに対して、本発明の組成範囲の酸化物
ガラスを含有しない誘電体セラミック層で構成される積
層セラミックコンデンサは以下のようになる。
【0058】即ち、試料番号2−1のように、Li2
−MO−RO−(Ti,Si)O2からなる酸化物ガラ
スを含有しない場合は、焼結温度が高くなり、絶縁抵抗
が低くなるとともに、めっきによってさらに絶縁抵抗が
低下する。
【0059】又、試料番号2−2のように、Li2 O量
が2モル%未満の場合、焼結温度が1300℃よりも高
くなり、誘電損失(tanδ)が2.5%を超え、静電
容量の温度変化率が大きくなる。一方、試料番号2−1
6のように、Li2 O量が45モル%を超える場合、デ
ラミネーションが発生して好ましくない。
【0060】試料番号2−15のように、MO量が40
モル%を超える場合、焼結温度が高くなり、誘電率が3
000未満と低い。
【0061】試料番号2−3のように、RO量が5モル
%未満の場合、焼結温度が1300℃よりも高くなる。
一方、試料番号2−17のように、RO量が40モル%
を超える場合、焼結温度が高くなるとともに、誘電率が
3000未満と低い。又、めっきによって絶縁抵抗が低
下する。
【0062】試料番号2−4のように、(Ti,Si)
2 量が35モル%未満の場合、焼結温度が高くなり、
めっきによって絶縁抵抗が極端に低下する。一方、試料
番号2−18のように、(Ti,Si)O2 量が70モ
ル%を超える場合、焼結温度が高くなり好ましくない。
さらに、試料番号2−5のように、SiO2 量が15モ
ル%未満の場合、焼結温度が高くなり、めっきによって
絶縁抵抗が極端に低下してしまう。又、試料番号2−6
のように、TiO2 量が0の場合も、めっきによって絶
縁抵抗が極端に低下して好ましくない。
【0063】Li2 O−MO−RO−(Ti,Si)O
2 酸化物ガラスにAl2 3 、ZrO2 を含有させるこ
とで、試料番号2−12〜2−14に示すように、25
℃、125℃の絶縁抵抗がそれぞれ5000MΩ・μF
以上、1000MΩ・μF以上の積層セラミックコンデ
ンサが得られる。しかしながら、試料番号2−19のよ
うにAl3 3 量が20重量%を超える場合、あるい
は、試料番号2−20のようにZrO2 量が10重量部
を超える場合、共に焼結性が低下し、誘電率が3000
未満となり、絶縁抵抗が低下して好ましくない。又、め
っきによっても、絶縁抵抗が極端に低下する。
【0064】なお、上記実施例では、チタン酸バリウム
として、蓚酸法により作製した粉末を用いたが、これに
限定するものではない。即ち、アルコキシド法あるいは
水熱合成法などにより作製されたチタン酸バリウム粉末
を用いてもよく、これらの粉末を用いることにより、本
実施例で示した特性よりも向上することも有り得る。
又、酸化イットリウム、酸化コバルト、酸化ニッケルな
ども酸化物粉末を用いたが、これに限定されるものでは
ない。即ち、本発明の範囲の誘電体セラミック層を構成
するように配合すれば、アルコキシド、有機金属などの
溶液を用いても得られる特性を何等損なうものではな
い。
【0065】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、積層セラミックコンデンサの誘電体セラミック
層に、還元性雰囲気中で焼成しても還元されて半導体化
することのない材料を用いるため、電極材料として卑金
属のニッケル又はニッケル合金を用いることができる。
又、この誘電体材料は1300℃以下と比較的低温で焼
結可能である。したがって、低コストの積層セラミック
コンデンサが得られる。又、この誘電体材料を用いた積
層セラミックコンデンサは、誘電率が3000以上あ
り、しかもこのように高誘電率であるにもかかわらず、
静電容量の温度特性がJIS規格で規定するところのB
特性及びEIA規格で規定するところのX7R特性を満
足する。又、絶縁抵抗も静電容量との積(CR積)で表
した場合に3000MΩ・μF以上と高い値を示し、高
温での寿命特性に優れる。さらに、焼結後の誘電体の結
晶粒径が1μm以下と小さいため、誘電体層を薄膜化し
ても、従来の積層セラミックコンデンサのように誘電体
層中に存在する結晶粒の数が少なくならない。したがっ
て、信頼性が高く、しかも小型で大容量の積層セラミッ
クコンデンサが得られる。
【0066】又、誘電体セラミック層中のLi2 O−R
O−(Ti,Si)O2 系の酸化物ガラスによって、め
っきによる電気的特性の劣化がない積層セラミックコン
デンサが得られる。
【0067】
【表1】
【0068】
【表2】
【0069】
【表3】
【0070】
【表4】
【0071】
【表5】
【0072】
【表6】
【0073】
【表7】
【図面の簡単な説明】
【図1】積層セラミックコンデンサの一例を示す断面図
である。
【図2】積層前の誘電体セラミックの一例を示す平面図
である。
【図3】図2に示す誘電体セラミックを積層した状態を
示す斜視図である。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の誘電体セラミック層と、該誘電体
    セラミック層を介して配置された複数の内部電極と、該
    内部電極に接続された外部電極とからなる積層セラミッ
    クコンデンサにおいて、 前記誘電体セラミック層は、不純物として含まれるアル
    カリ金属酸化物の含有量が0.03重量%以下のチタン
    酸バリウムと、酸化イットリウムと、酸化亜鉛と、酸化
    ニッケルとからなり、次の組成式、 (1−α−β)(BaO)m TiO2 +αY2 3 +β
    (Zn1-x Nix )O 但し、0.0025≦α≦0.03 0.0025≦β≦0.08 0<β/α≦8 0<x<1 1.000≦m≦1.035 で表される主成分100モルに対して、 副成分として、酸化マグネシウムをMgOに換算して
    0.2〜2.5モル、酸化マンガンをMnOに換算して
    0.05〜2.0モル含有し、 さらに、上記主成分と副成分との合計を100重量部と
    して、Li2 O−RO−(Ti,Si)O2 (但し、R
    はBa,Sr,Ca及びMgのうち少なくとも1種類)
    系の酸化物ガラスを0.2〜3.0重量部含有する材料
    によって構成され、 前記内部電極は、ニッケル又はニッケル合金によって構
    成されていることを特徴とする積層セラミックコンデン
    サ。
  2. 【請求項2】 Li2 O−RO−(Ti,Si)O
    2 (但し、RはBa,Sr,Ca及びMgのうち少なく
    とも1種類)系の酸化物ガラスは、Li2 O−MO−R
    O−(Ti,Si)O2 (但し、MはZn,Mnのうち
    少なくとも1種類)と表したとき、Li2 Oが2〜45
    モル%、MOが0〜40モル%、ROが5〜40モル
    %、(Ti,Si)O2 が35〜70モル%{但し、
    (Ti,Si)O2 のうちSiO2 成分は15モル%以
    上}の組成範囲にあり、上記成分を100重量部とし
    て、Al2 3 及びZrO2 のうち少なくとも1種類を
    合計で20重量部以下(但し、ZrO2 は10重量部以
    下)含有するものであることを特徴とする請求項1記載
    の積層セラミックコンデンサ。
  3. 【請求項3】 外部電極は、導電性金属粉末の焼結層、
    または導電性金属粉末とガラスフリットの焼結層によっ
    て構成されていることを特徴とする請求項1記載の積層
    セラミックコンデンサ。
  4. 【請求項4】 外部電極は、導電性金属粉末の焼結層か
    らなる第1層、または導電性金属粉末とガラスフリット
    の焼結層からなる第1層と、その上のめっき層からなる
    第2層とから構成されていることを特徴とする請求項1
    記載の積層セラミックコンデンサ。
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