JP3350326B2 - 積層型コンデンサ - Google Patents
積層型コンデンサInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は積層型コンデンサに
関するものであり、特に、ニッケル（Ｎｉ）を主成分と
する内部電極を有する積層型コンデンサに関するもので
ある。
関するものであり、特に、ニッケル（Ｎｉ）を主成分と
する内部電極を有する積層型コンデンサに関するもので
ある。
【０００２】
【従来技術】従来、一般に積層型コンデンサは、内部電
極層とＢａＴｉＯ3 を主成分とする誘電体層を交互に積
層してなり、その側面に内部電極と電気的に導通する外
部電極を設け、これを焼結一体化することにより形成さ
れていた。
極層とＢａＴｉＯ3 を主成分とする誘電体層を交互に積
層してなり、その側面に内部電極と電気的に導通する外
部電極を設け、これを焼結一体化することにより形成さ
れていた。
【０００３】そして、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、これに伴い電
子部品の各種電子回路に搭載される積層型コンデンサも
小型化が要求されるようになっている。
伴い、電子部品の小型化が急速に進行し、これに伴い電
子部品の各種電子回路に搭載される積層型コンデンサも
小型化が要求されるようになっている。
【０００４】従来のＢａＴｉＯ3 を主成分とする誘電体
材料は、１２５０℃〜１３５０℃の高温で焼結する必要
があり、この材料を積層型コンデンサの誘電体磁器とし
て使用した場合、内部電極は前記誘電体磁器の焼結温度
にて溶融することなく、かつ酸化することがない高価な
貴金属であるパラジウム（融点１５５５℃）またはその
合金を使用する必要があり、特に静電容量が大きいもの
では内部電極の積層枚数が大となり、コスト高になると
いう問題があった。
材料は、１２５０℃〜１３５０℃の高温で焼結する必要
があり、この材料を積層型コンデンサの誘電体磁器とし
て使用した場合、内部電極は前記誘電体磁器の焼結温度
にて溶融することなく、かつ酸化することがない高価な
貴金属であるパラジウム（融点１５５５℃）またはその
合金を使用する必要があり、特に静電容量が大きいもの
では内部電極の積層枚数が大となり、コスト高になると
いう問題があった。
【０００５】そこで、内部電極として安価な卑金属、例
えばニッケル（Ｎｉ）等を使用することが試みられてい
るが、前記卑金属を内部電極として使用すると、チタン
酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）等からなる誘電体磁器と卑
金属内部電極とを同時焼結する際、前記卑金属が酸化す
ることなく金属膜として焼結できる条件は、Ｎｉ／Ｎｉ
Ｏの平行酸素分圧が１３００℃において約３×１０ -8 Ｐ
ａであることから、それ以下の酸素分圧でなければなら
なかった。また、酸素分圧が３×１０ -8 Ｐａ以下であっ
たとしても、焼成温度が１３００℃を超える場合Ｎｉの
凝集が起こり、均一なＮｉの内部電極層が得られなかっ
た。
えばニッケル（Ｎｉ）等を使用することが試みられてい
るが、前記卑金属を内部電極として使用すると、チタン
酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）等からなる誘電体磁器と卑
金属内部電極とを同時焼結する際、前記卑金属が酸化す
ることなく金属膜として焼結できる条件は、Ｎｉ／Ｎｉ
Ｏの平行酸素分圧が１３００℃において約３×１０ -8 Ｐ
ａであることから、それ以下の酸素分圧でなければなら
なかった。また、酸素分圧が３×１０ -8 Ｐａ以下であっ
たとしても、焼成温度が１３００℃を超える場合Ｎｉの
凝集が起こり、均一なＮｉの内部電極層が得られなかっ
た。
【０００６】一方、酸素分圧が３×１０ -8 Ｐａ以下であ
ったとしても、ＢａＴｉＯ3またはその固溶体からなる
誘電体磁器が還元されて絶縁性を失い、その結果、積層
型磁器コンデンサを製造した場合に、実用的な誘電特性
が得られなくなるという欠点を有していた。
ったとしても、ＢａＴｉＯ3またはその固溶体からなる
誘電体磁器が還元されて絶縁性を失い、その結果、積層
型磁器コンデンサを製造した場合に、実用的な誘電特性
が得られなくなるという欠点を有していた。
【０００７】このような欠点を解決した非還元性誘電体
磁器組成物として、塩基性酸化物である（Ｂａ、Ｃａ、
Ｓｒ）Ｏを、酸性酸化物であるＴｉＯ2 に対して化学量
論比より過剰にしたチタン酸バリウム固溶体（Ｂａ、Ｃ
ａ、Ｓｒ）（ＴｉＺｒ）Ｏ3が、特開昭６１−１４７４
０４号公報等に開示されている。
磁器組成物として、塩基性酸化物である（Ｂａ、Ｃａ、
Ｓｒ）Ｏを、酸性酸化物であるＴｉＯ2 に対して化学量
論比より過剰にしたチタン酸バリウム固溶体（Ｂａ、Ｃ
ａ、Ｓｒ）（ＴｉＺｒ）Ｏ3が、特開昭６１−１４７４
０４号公報等に開示されている。
【０００８】このような非還元性誘電体磁器組成物は、
焼成条件及び再酸化条件を適切にすることで比誘電率を
７０００〜１４０００とすることができる。
焼成条件及び再酸化条件を適切にすることで比誘電率を
７０００〜１４０００とすることができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の誘電体磁器組成物では、コンデンサとして用いた場
合に高温時における寿命が短いという問題があった。こ
のため、高温となる状態で使用される場合には、例え
ば、回路の電源部の一部として用いられる場合には、寿
命が短くなるという問題があった。
来の誘電体磁器組成物では、コンデンサとして用いた場
合に高温時における寿命が短いという問題があった。こ
のため、高温となる状態で使用される場合には、例え
ば、回路の電源部の一部として用いられる場合には、寿
命が短くなるという問題があった。
【００１０】
【発明の目的】本発明は、高温時における寿命を向上す
ることができるとともに、酸素分圧が３×１０-8〜３×
１０-3Ｐａの雰囲気で１１００〜１２５０℃で焼成して
も還元されず緻密な焼結体が得られ、かつ静電容量の温
度変化率が−３０℃〜＋８５℃の広い温度範囲にわたっ
て＋３０％〜−８０％であり、誘電正接も小さい極めて
経済性の高い積層型コンデンサを提供することにある。
ることができるとともに、酸素分圧が３×１０-8〜３×
１０-3Ｐａの雰囲気で１１００〜１２５０℃で焼成して
も還元されず緻密な焼結体が得られ、かつ静電容量の温
度変化率が−３０℃〜＋８５℃の広い温度範囲にわたっ
て＋３０％〜−８０％であり、誘電正接も小さい極めて
経済性の高い積層型コンデンサを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の積層型コンデン
サは、誘電体層と内部電極層とを交互に積層してなる積
層型コンデンサにおいて、前記内部電極層がＮｉを主成
分とし、前記誘電体層が、金属元素として少なくともＢ
ａ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒを含有し、その組成式を、（Ｂａ
1-xＣａx）z（Ｔｉ1-yＺｒy）Ｏ3と表したとき、前記
ｘ、ｙ、ｚが、０．０１≦ｘ≦０．０８、０．１０≦ｙ
≦０．２５、１．００≦ｚ≦１．０３を満足する複合酸
化物からなる主成分１００重量部に対して、二酸化マン
ガン（ＭｎＯ2）を０．１〜０．２重量部、酸化ネオジ
ウム（Ｎｄ2Ｏ3）を０．３〜０．８重量部、さらにＬｉ
2 ＯとＳｉＯ 2 からなるガラス成分を０．５〜０．９重量
部含有するとともに、前記複合酸化物の平均結晶粒径が
２〜４μｍであることを特徴とする。
サは、誘電体層と内部電極層とを交互に積層してなる積
層型コンデンサにおいて、前記内部電極層がＮｉを主成
分とし、前記誘電体層が、金属元素として少なくともＢ
ａ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒを含有し、その組成式を、（Ｂａ
1-xＣａx）z（Ｔｉ1-yＺｒy）Ｏ3と表したとき、前記
ｘ、ｙ、ｚが、０．０１≦ｘ≦０．０８、０．１０≦ｙ
≦０．２５、１．００≦ｚ≦１．０３を満足する複合酸
化物からなる主成分１００重量部に対して、二酸化マン
ガン（ＭｎＯ2）を０．１〜０．２重量部、酸化ネオジ
ウム（Ｎｄ2Ｏ3）を０．３〜０．８重量部、さらにＬｉ
2 ＯとＳｉＯ 2 からなるガラス成分を０．５〜０．９重量
部含有するとともに、前記複合酸化物の平均結晶粒径が
２〜４μｍであることを特徴とする。
【００１２】
【００１３】
【作用】本発明の積層型コンデンサでは、高温時におけ
る寿命を向上することができるとともに、静電容量の温
度変化率が−３０℃〜＋８５℃の広い温度範囲にわたっ
て＋３０％〜−８０％、誘電正接も小さい（ｔａｎδが
１４．５以下）極めて経済性の高い積層型コンデンサを
得ることができ、さらに、酸素分圧が３×１０-8〜３×
１０-3Ｐａの雰囲気で１１００〜１２５０℃で焼成して
も還元されずに緻密な焼結体を得ることができる。
る寿命を向上することができるとともに、静電容量の温
度変化率が−３０℃〜＋８５℃の広い温度範囲にわたっ
て＋３０％〜−８０％、誘電正接も小さい（ｔａｎδが
１４．５以下）極めて経済性の高い積層型コンデンサを
得ることができ、さらに、酸素分圧が３×１０-8〜３×
１０-3Ｐａの雰囲気で１１００〜１２５０℃で焼成して
も還元されずに緻密な焼結体を得ることができる。
【００１４】即ち、従来、上記従来の非還元性誘電体磁
器組成物では平均結晶粒径が５μｍ程度であったため、
この組成物を誘電体として用いたコンデンサでは高温時
における信頼性が悪く、寿命が短いという欠点があった
が、本発明では、ｘ，ｙ，ｚが所定値の（Ｂａ1-x Ｃａ
x ）z （Ｔｉ1-y Ｚｒy ）Ｏ3 で表される複合酸化物の
平均結晶粒径を２〜４μｍとしたので、誘電体磁器の比
誘電率を向上することができるとともに、この誘電体磁
器をコンデンサに用いた場合に高温時における信頼性を
向上することができ、高温時の寿命を向上することがで
きる。
器組成物では平均結晶粒径が５μｍ程度であったため、
この組成物を誘電体として用いたコンデンサでは高温時
における信頼性が悪く、寿命が短いという欠点があった
が、本発明では、ｘ，ｙ，ｚが所定値の（Ｂａ1-x Ｃａ
x ）z （Ｔｉ1-y Ｚｒy ）Ｏ3 で表される複合酸化物の
平均結晶粒径を２〜４μｍとしたので、誘電体磁器の比
誘電率を向上することができるとともに、この誘電体磁
器をコンデンサに用いた場合に高温時における信頼性を
向上することができ、高温時の寿命を向上することがで
きる。
【００１５】また、（Ｂａ1-x Ｃａx ）z （Ｔｉ1-y Ｚ
ｒy ）Ｏ3 で表される複合酸化物からなる主成分に、酸
化ネオジウム、酸化マンガン及びガラス成分を含有させ
たことから、誘電体磁器の比誘電率を８０００以上に保
持し、かつ１２５０℃以下の低温焼成を可能としなが
ら、その焼成温度でも異常粒成長し難く、均一な微結晶
粒径を有する緻密な焼結体磁器が得られる。このため、
内部電極としてニッケル（Ｎｉ）を使用して還元雰囲気
中で焼成しても絶縁抵抗が１００ＧΩ以上のものを得る
ことができる。
ｒy ）Ｏ3 で表される複合酸化物からなる主成分に、酸
化ネオジウム、酸化マンガン及びガラス成分を含有させ
たことから、誘電体磁器の比誘電率を８０００以上に保
持し、かつ１２５０℃以下の低温焼成を可能としなが
ら、その焼成温度でも異常粒成長し難く、均一な微結晶
粒径を有する緻密な焼結体磁器が得られる。このため、
内部電極としてニッケル（Ｎｉ）を使用して還元雰囲気
中で焼成しても絶縁抵抗が１００ＧΩ以上のものを得る
ことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の積層型コンデンサは、誘
電体層がチタンジルコン酸バリウムカルシウムからなる
複合酸化物を（Ｂａ1-x Ｃａx ）z （Ｔｉ1-y Ｚｒy ）
Ｏ3 と表したとき、ｘが０．０１≦ｘ≦０．０８を満足
するものであるが、これはｘが０．０１未満である場合
には絶縁抵抗が１００ＧΩ以下となるからであり、ｘが
０．０８を越える場合には、比誘電率が８０００以下と
なり実用範囲外となるからである。ｘは比誘電率向上と
いう観点から０．０４≦ｘ≦０．０６であることが望ま
しい。
電体層がチタンジルコン酸バリウムカルシウムからなる
複合酸化物を（Ｂａ1-x Ｃａx ）z （Ｔｉ1-y Ｚｒy ）
Ｏ3 と表したとき、ｘが０．０１≦ｘ≦０．０８を満足
するものであるが、これはｘが０．０１未満である場合
には絶縁抵抗が１００ＧΩ以下となるからであり、ｘが
０．０８を越える場合には、比誘電率が８０００以下と
なり実用範囲外となるからである。ｘは比誘電率向上と
いう観点から０．０４≦ｘ≦０．０６であることが望ま
しい。
【００１７】また、上記組成式においてｙを０．１０≦
ｙ≦０．２５としたのは、ｙが０．１０よりも小さい場
合には誘電損失（ｔａｎδ）が高くなり、ｙが０．２５
を超える場合には比誘電率が低くなり実用範囲外となる
からである。ｙは比誘電率向上という観点から０．１５
≦ｙ≦０．２０であることが望ましい。
ｙ≦０．２５としたのは、ｙが０．１０よりも小さい場
合には誘電損失（ｔａｎδ）が高くなり、ｙが０．２５
を超える場合には比誘電率が低くなり実用範囲外となる
からである。ｙは比誘電率向上という観点から０．１５
≦ｙ≦０．２０であることが望ましい。
【００１８】さらに、上記組成式において１．００≦ｚ
≦１．０３としたのは、ｚが１より小さい場合には絶縁
抵抗が低くなり、ｚが１．０３を超えると比誘電率が低
くなるからである。ｚは比誘電率向上という観点から
１．０１≦ｚ≦１．０２であることが望ましい。
≦１．０３としたのは、ｚが１より小さい場合には絶縁
抵抗が低くなり、ｚが１．０３を超えると比誘電率が低
くなるからである。ｚは比誘電率向上という観点から
１．０１≦ｚ≦１．０２であることが望ましい。
【００１９】そして、本発明では、上記組成式の主成分
１００重量部に対して、ＭｎＯ2 を０．１〜０．２重量
部含有せしめたものであるが、これはＭｎＯ2 が０．１
重量部よりも少ない場合および０．２重量部よりも多く
なる場合には、絶縁抵抗が低くなるからである。
１００重量部に対して、ＭｎＯ2 を０．１〜０．２重量
部含有せしめたものであるが、これはＭｎＯ2 が０．１
重量部よりも少ない場合および０．２重量部よりも多く
なる場合には、絶縁抵抗が低くなるからである。
【００２０】また、本発明においてＮｄ2 Ｏ3 を添加し
たのは、誘電体磁器の焼結性を向上し、比誘電率を高く
するためである。そして、上記組成式の主成分１００重
量部に対して、Ｎｄ2 Ｏ3 を０．３〜０．８重量部含有
せしめたのは、Ｎｄ2 Ｏ3 が０．３重量部よりも少ない
場合には、比誘電率が８０００未満と低下してしまい、
０．８重量部よりも多くなると焼結体の密度及び絶縁抵
抗ＩＲが低下し、誘電損失（ｔａｎδ）も高くなり、実
用範囲外となってしまうからである。Ｎｄ2 Ｏ3 は、比
誘電率および絶縁抵抗を向上するためには０．５〜０．
７重量部含有せしめることが望ましい。
たのは、誘電体磁器の焼結性を向上し、比誘電率を高く
するためである。そして、上記組成式の主成分１００重
量部に対して、Ｎｄ2 Ｏ3 を０．３〜０．８重量部含有
せしめたのは、Ｎｄ2 Ｏ3 が０．３重量部よりも少ない
場合には、比誘電率が８０００未満と低下してしまい、
０．８重量部よりも多くなると焼結体の密度及び絶縁抵
抗ＩＲが低下し、誘電損失（ｔａｎδ）も高くなり、実
用範囲外となってしまうからである。Ｎｄ2 Ｏ3 は、比
誘電率および絶縁抵抗を向上するためには０．５〜０．
７重量部含有せしめることが望ましい。
【００２１】さらに、本発明では、比誘電率を向上する
ため、主成分１００重量部に対して、Ｌｉ 2 ＯとＳｉＯ 2
からなるガラス成分を０．５〜０．９重量部添加含有す
るものである。
ため、主成分１００重量部に対して、Ｌｉ 2 ＯとＳｉＯ 2
からなるガラス成分を０．５〜０．９重量部添加含有す
るものである。
【００２２】
【００２３】また、（Ｂａ1-x Ｃａx ）z （Ｔｉ1-y Ｚ
ｒy ）Ｏ3 で表される主成分の複合酸化物の平均結晶粒
径は２〜４μｍであるが、これは、この範囲内であれば
比誘電率を向上することができるとともに、コンデンサ
を構成した場合に高温時における寿命を向上することが
できるからである。（Ｂａ1-x Ｃａx ）z （Ｔｉ1-yＺ
ｒy ）Ｏ3 からなる複合酸化物中に、ＮｄやＭｎ，その
他の元素Ｌｉ，Ｓｉ，Ｂが固溶する場合もある。ここ
で、主成分からなる複合酸化物の平均結晶粒径が２μｍ
よりも小さい場合には比誘電率が低下し、一方、４μｍ
よりも大きい場合には高温時における寿命（信頼性）が
短くなるからである。主成分からなる複合酸化物の平均
結晶粒径は、比誘電率向上および高温時における信頼性
という観点から２〜３μｍであることが望ましい。
ｒy ）Ｏ3 で表される主成分の複合酸化物の平均結晶粒
径は２〜４μｍであるが、これは、この範囲内であれば
比誘電率を向上することができるとともに、コンデンサ
を構成した場合に高温時における寿命を向上することが
できるからである。（Ｂａ1-x Ｃａx ）z （Ｔｉ1-yＺ
ｒy ）Ｏ3 からなる複合酸化物中に、ＮｄやＭｎ，その
他の元素Ｌｉ，Ｓｉ，Ｂが固溶する場合もある。ここ
で、主成分からなる複合酸化物の平均結晶粒径が２μｍ
よりも小さい場合には比誘電率が低下し、一方、４μｍ
よりも大きい場合には高温時における寿命（信頼性）が
短くなるからである。主成分からなる複合酸化物の平均
結晶粒径は、比誘電率向上および高温時における信頼性
という観点から２〜３μｍであることが望ましい。
【００２４】（Ｂａ1-x Ｃａx ）z （Ｔｉ1-y Ｚｒy ）
Ｏ3 で表される主成分の複合酸化物の平均結晶粒径を２
〜４μｍと微粒にするためには、出発原料として水熱合
成法により作製した微粒のＢａ（Ｔｉ1-y Ｚｒy ）Ｏ3
で表されるチタンジルコン酸バリウム粉末や、ＣａＴｉ
Ｏ3 で表されるチタン酸カルシウム粉末を用いることに
より達成することができる。そして、さらに、添加物と
してＮｄを用いたり、ｚ値を１．０１以上とすることに
より、複合酸化物の平均結晶粒径を微粒に制御し易くな
る。
Ｏ3 で表される主成分の複合酸化物の平均結晶粒径を２
〜４μｍと微粒にするためには、出発原料として水熱合
成法により作製した微粒のＢａ（Ｔｉ1-y Ｚｒy ）Ｏ3
で表されるチタンジルコン酸バリウム粉末や、ＣａＴｉ
Ｏ3 で表されるチタン酸カルシウム粉末を用いることに
より達成することができる。そして、さらに、添加物と
してＮｄを用いたり、ｚ値を１．０１以上とすることに
より、複合酸化物の平均結晶粒径を微粒に制御し易くな
る。
【００２５】本発明の積層型コンデンサは、例えば、先
ず出発原料として、水熱合成法により合成した０．３〜
０．５μｍのＢａ（Ｔｉ1-y Ｚｒy ）Ｏ3 で表されるチ
タンジルコン酸バリウム粉末と、水熱合成法により合成
した０．１〜０．５μｍのＣａＴｉＯ3 で表されるチタ
ン酸カルシウム粉末を混合し、組成式（Ｂａ1-x Ｃ
ａx ）z （Ｔｉ1-y Ｚｒy ）Ｏ3 で表される主成分の混
合粉末を作製する。
ず出発原料として、水熱合成法により合成した０．３〜
０．５μｍのＢａ（Ｔｉ1-y Ｚｒy ）Ｏ3 で表されるチ
タンジルコン酸バリウム粉末と、水熱合成法により合成
した０．１〜０．５μｍのＣａＴｉＯ3 で表されるチタ
ン酸カルシウム粉末を混合し、組成式（Ｂａ1-x Ｃ
ａx ）z （Ｔｉ1-y Ｚｒy ）Ｏ3 で表される主成分の混
合粉末を作製する。
【００２６】また、ガラス成分として炭酸リチウム（Ｌ
ｉ 2 ＣＯ 3 ）と酸化硅素（ＳｉＯ 2 ）を所定の調合比にな
るように秤量し、これを所定温度で所定時間仮焼後、粉
砕してガラス成分の粉末を作製する。
ｉ 2 ＣＯ 3 ）と酸化硅素（ＳｉＯ 2 ）を所定の調合比にな
るように秤量し、これを所定温度で所定時間仮焼後、粉
砕してガラス成分の粉末を作製する。
【００２７】そして、この後、主成分粉末１００重量部
に対して、ネオジウム化合物及びマンガン化合物を、ネ
オジウム化合物はＮｄ2Ｏ3に、マンガン化合物はＭｎＯ
2に換算して所定量添加し、さらに前記主成分粉末１０
０重量部に対して、炭酸リチウム（Ｌｉ2ＣＯ3）と酸化
硅素（ＳｉＯ2）からなるガラス成分の粉末を所定量添
加し、この粉末をＺｒＯ2ボールにより混合粉砕し、得
られた混合物にバインダーを添加してスラリーを作製す
る。
に対して、ネオジウム化合物及びマンガン化合物を、ネ
オジウム化合物はＮｄ2Ｏ3に、マンガン化合物はＭｎＯ
2に換算して所定量添加し、さらに前記主成分粉末１０
０重量部に対して、炭酸リチウム（Ｌｉ2ＣＯ3）と酸化
硅素（ＳｉＯ2）からなるガラス成分の粉末を所定量添
加し、この粉末をＺｒＯ2ボールにより混合粉砕し、得
られた混合物にバインダーを添加してスラリーを作製す
る。
【００２８】得られたスラリーをドクターブレード法等
により所定回数台板に塗布し、乾燥して誘電体膜を作製
し、この誘電体膜の上に、内部電極用ペーストを所定形
状にスクリーン印刷する。このような誘電体膜作製から
内部電極用ペーストの印刷までの工程を所定回数繰り返
して得られた積層体を切断し、グリーンチップを作製す
る。
により所定回数台板に塗布し、乾燥して誘電体膜を作製
し、この誘電体膜の上に、内部電極用ペーストを所定形
状にスクリーン印刷する。このような誘電体膜作製から
内部電極用ペーストの印刷までの工程を所定回数繰り返
して得られた積層体を切断し、グリーンチップを作製す
る。
【００２９】内部電極用ペーストとしては、Ｎｉまたは
Ｃｕを主成分とするものが用いられるが、特にＮｉを主
成分とするものが望ましい。
Ｃｕを主成分とするものが用いられるが、特にＮｉを主
成分とするものが望ましい。
【００３０】そして、脱バインダー処理を行い、酸素分
圧が３×１０-8〜３×１０-3Ｐａの雰囲気中で１１００
〜１２５０℃の温度で所定時間焼成することにより、本
発明の積層コンデンサが得られる。
圧が３×１０-8〜３×１０-3Ｐａの雰囲気中で１１００
〜１２５０℃の温度で所定時間焼成することにより、本
発明の積層コンデンサが得られる。
【００３１】
【実施例】出発原料として水熱合成法により合成した
０．３〜０．５μｍのＢａ（Ｔｉ1- y Ｚｒy ）Ｏ3 で表
されるチタンジルコン酸バリウム粉末と、水熱合成法に
より合成した０．２μｍのＣａＴｉＯ3 で表されるチタ
ン酸カルシウム粉末を混合し、組成式におけるｘ，ｙ，
ｚが表１および表２に示す値となる（Ｂａ1-x Ｃａx）
z （Ｔｉ1-y Ｚｒy ）Ｏ3 で表される主成分の混合粉末
を作製する。
０．３〜０．５μｍのＢａ（Ｔｉ1- y Ｚｒy ）Ｏ3 で表
されるチタンジルコン酸バリウム粉末と、水熱合成法に
より合成した０．２μｍのＣａＴｉＯ3 で表されるチタ
ン酸カルシウム粉末を混合し、組成式におけるｘ，ｙ，
ｚが表１および表２に示す値となる（Ｂａ1-x Ｃａx）
z （Ｔｉ1-y Ｚｒy ）Ｏ3 で表される主成分の混合粉末
を作製する。
【００３２】また、ガラス成分として炭酸リチウム（Ｌ
ｉ2 ＣＯ3 ）と酸化硅素（ＳｉＯ2）及び酸化ホウ素
（Ｂ2 Ｏ3 ）を表１および表２の調合比になるように秤
量し、これを９００℃で２時間仮焼後、粉砕してガラス
成分の粉末を作製した。
ｉ2 ＣＯ3 ）と酸化硅素（ＳｉＯ2）及び酸化ホウ素
（Ｂ2 Ｏ3 ）を表１および表２の調合比になるように秤
量し、これを９００℃で２時間仮焼後、粉砕してガラス
成分の粉末を作製した。
【００３３】そして、前述した主成分の混合粉末１００
重量部に対して、ネオジウム化合物及びマンガン化合
物、ネオジウム化合物は酸化ネオジウム（Ｎｄ2 Ｏ3 ）
に、マンガン化合物は二酸化マンガン（ＭｎＯ2 ）に換
算して表１および表２に示す量だけ添加するとともに、
ガラス成分を表１および表２に示す量だけ添加し、得ら
れた混合粉末に有機溶剤を加え、ＺｒＯ2 ボールにより
２０時間混合粉砕し、この後有機系粘結剤と媒体からな
るバインダーを添加してスラリーを作製した。
重量部に対して、ネオジウム化合物及びマンガン化合
物、ネオジウム化合物は酸化ネオジウム（Ｎｄ2 Ｏ3 ）
に、マンガン化合物は二酸化マンガン（ＭｎＯ2 ）に換
算して表１および表２に示す量だけ添加するとともに、
ガラス成分を表１および表２に示す量だけ添加し、得ら
れた混合粉末に有機溶剤を加え、ＺｒＯ2 ボールにより
２０時間混合粉砕し、この後有機系粘結剤と媒体からな
るバインダーを添加してスラリーを作製した。
【００３４】得られたスラリーをドクターブレード法に
より所定回数台板に塗布し、乾燥して得られた誘電体膜
上に、Ｎｉ粉末とバインダからなる内部電極用ペースト
を用いて所定形状にスクリーン印刷した。このような誘
電体膜作製から内部電極ペースト印刷までの工程を２０
回繰り返して得られた積層体を切断し、グリーンチップ
を作製した。
より所定回数台板に塗布し、乾燥して得られた誘電体膜
上に、Ｎｉ粉末とバインダからなる内部電極用ペースト
を用いて所定形状にスクリーン印刷した。このような誘
電体膜作製から内部電極ペースト印刷までの工程を２０
回繰り返して得られた積層体を切断し、グリーンチップ
を作製した。
【００３５】作製したグリーンチップについて、４００
℃で２時間脱バインダー処理を行い、酸素分圧が３×１
０ -8〜３×１０-3Ｐａの雰囲気中で１１５０〜１３００
℃の温度で２時間焼成し、８００℃大気中で２時間熱処
理することにより、コンデンサの寸法が縦３．２ｍｍ、
横１．６ｍｍ、厚さ１．２ｍｍで、誘電体層の積層数が
２０層、誘電体層の厚み６μｍの積層コンデンサを作製
した。
℃で２時間脱バインダー処理を行い、酸素分圧が３×１
０ -8〜３×１０-3Ｐａの雰囲気中で１１５０〜１３００
℃の温度で２時間焼成し、８００℃大気中で２時間熱処
理することにより、コンデンサの寸法が縦３．２ｍｍ、
横１．６ｍｍ、厚さ１．２ｍｍで、誘電体層の積層数が
２０層、誘電体層の厚み６μｍの積層コンデンサを作製
した。
【００３６】
【表１】
【００３７】
【表２】
【００３８】その後、焼結体磁器の両側の側面に銅ペー
ストを塗布して焼き付け、外部電極を形成し、評価用チ
ップとした。
ストを塗布して焼き付け、外部電極を形成し、評価用チ
ップとした。
【００３９】かくして得られた評価用チップを用い、基
準温度２５℃、周波数１．０ｋＨｚ、入力信号レベル
１．０Ｖｒｍｓにて静電容量および誘電正接を測定し、
静電容量から比誘電率を算出した。その後、１６Ｖの直
流を１分間印加し、そのときの絶縁抵抗を測定した。
準温度２５℃、周波数１．０ｋＨｚ、入力信号レベル
１．０Ｖｒｍｓにて静電容量および誘電正接を測定し、
静電容量から比誘電率を算出した。その後、１６Ｖの直
流を１分間印加し、そのときの絶縁抵抗を測定した。
【００４０】また、評価用チップについて８５℃で電界
強度が１．２×１０4 Ｖ／ｍｍの直流電圧の印加状態を
保つ高温負荷試験を行った。この高温負荷試験は、３０
０個の評価用チップについて行い、最初にショートした
チップの、電圧印加開始からショートに至るまでの時間
を測定することにより行った。
強度が１．２×１０4 Ｖ／ｍｍの直流電圧の印加状態を
保つ高温負荷試験を行った。この高温負荷試験は、３０
０個の評価用チップについて行い、最初にショートした
チップの、電圧印加開始からショートに至るまでの時間
を測定することにより行った。
【００４１】さらに、−３０〜８５℃の温度範囲におい
ても前記と同様の条件にて静電容量を測定し、＋２５℃
での静電容量に対する各温度での静電容量の変化率を算
出した。
ても前記と同様の条件にて静電容量を測定し、＋２５℃
での静電容量に対する各温度での静電容量の変化率を算
出した。
【００４２】また、評価用チップの表面を無作為に５カ
所選び、これらを走査型電子顕微鏡で８００倍に拡大し
て撮影し、この写真から２００個の結晶をランダムに選
んで切片法により大きさを測定し、平均値を求めて平均
結晶粒径とした。
所選び、これらを走査型電子顕微鏡で８００倍に拡大し
て撮影し、この写真から２００個の結晶をランダムに選
んで切片法により大きさを測定し、平均値を求めて平均
結晶粒径とした。
【００４３】前記測定結果から、比誘電率εｒが８００
０未満では、積層型セラミックコンデンサとして小型化
ができないため、８０００以上を良品とし、また、誘電
損失(tanδ) ＤＦは、１．５％以上になると、例えばコ
ンデンサのチップ化が困難となるなどのため、１．５％
未満を良と評価した。
０未満では、積層型セラミックコンデンサとして小型化
ができないため、８０００以上を良品とし、また、誘電
損失(tanδ) ＤＦは、１．５％以上になると、例えばコ
ンデンサのチップ化が困難となるなどのため、１．５％
未満を良と評価した。
【００４４】絶縁抵抗ＩＲは１００ＧΩ未満では、積層
型セラミックコンデンサとして絶縁抵抗の規格を満足せ
ず絶縁不良となるため、１００ＧΩ以上を良と評価し
た。
型セラミックコンデンサとして絶縁抵抗の規格を満足せ
ず絶縁不良となるため、１００ＧΩ以上を良と評価し
た。
【００４５】一方、磁器密度を測定し、該密度が５．５
５ｇ／ｃｍ3 より小さいと焼成不十分であることを示し
ており、１１００℃未満の低温焼成で実用的な焼結体が
得られないことから、密度は５．５５ｇ／ｃｍ3 以上を
良とした。
５ｇ／ｃｍ3 より小さいと焼成不十分であることを示し
ており、１１００℃未満の低温焼成で実用的な焼結体が
得られないことから、密度は５．５５ｇ／ｃｍ3 以上を
良とした。
【００４６】静電容量の温度変化率（ＴＣＣ）は−８０
％〜３０％の範囲を良と評価した。
％〜３０％の範囲を良と評価した。
【００４７】高温負荷試験は、４０時間未満に不良が発
生した場合、積層型コンデンサの規格を満足しなくなる
ことから、４０時間以上不良が発生しないものを○とし
た。これらの結果を表３および表４に示す。尚、試料Ｎ
ｏ．３６〜３８、４０、４４、４５は参考資料である。
生した場合、積層型コンデンサの規格を満足しなくなる
ことから、４０時間以上不良が発生しないものを○とし
た。これらの結果を表３および表４に示す。尚、試料Ｎ
ｏ．３６〜３８、４０、４４、４５は参考資料である。
【００４８】
【表３】
【００４９】
【表４】
【００５０】表３，４からも明らかなように、ｘが０で
ある試料Ｎo.１では絶縁抵抗が１００ＧΩより低く、ｘ
が０．０８よりも大きくなる試料Ｎo.７では比誘電率が
８０００より小さくなった。また、ｙが０．１０未満で
ある試料番号８では、誘電損失（ＤＦ）が１．５％を超
え、ｙが０．２５を超える試料番号１３では比誘電率が
８０００より低くなり実用範囲外となった。Ａ／Ｂ比を
変化させるｚが１．００未満である試料番号１４は絶縁
抵抗が１００ＧΩより低く、ｚが１．０３よりも大きく
なる試料番号１８では比誘電率が８０００以下と低くな
り仕様範囲外であった。Ｎｄ2 Ｏ3 の含有量が０．３重
量部より少ない試料番号１９，２０では、磁器密度が低
下し、比誘電率が８０００以下と低く、逆に０．８重量
部を越える試料番号２７では、比誘電率が１００００以
上と高くなるが絶縁抵抗が１００ＧΩより低くなり、誘
電損失が１．５％より大きくなる。
ある試料Ｎo.１では絶縁抵抗が１００ＧΩより低く、ｘ
が０．０８よりも大きくなる試料Ｎo.７では比誘電率が
８０００より小さくなった。また、ｙが０．１０未満で
ある試料番号８では、誘電損失（ＤＦ）が１．５％を超
え、ｙが０．２５を超える試料番号１３では比誘電率が
８０００より低くなり実用範囲外となった。Ａ／Ｂ比を
変化させるｚが１．００未満である試料番号１４は絶縁
抵抗が１００ＧΩより低く、ｚが１．０３よりも大きく
なる試料番号１８では比誘電率が８０００以下と低くな
り仕様範囲外であった。Ｎｄ2 Ｏ3 の含有量が０．３重
量部より少ない試料番号１９，２０では、磁器密度が低
下し、比誘電率が８０００以下と低く、逆に０．８重量
部を越える試料番号２７では、比誘電率が１００００以
上と高くなるが絶縁抵抗が１００ＧΩより低くなり、誘
電損失が１．５％より大きくなる。
【００５１】試料Ｎo.４７は、水熱合成法ではなく、通
常の固相反応法により得られた２μｍのＢａ（Ｔｉ1-y
Ｚｒy ）Ｏ3 で表されるチタンジルコン酸バリウム粉末
と、６μｍのＣａＴｉＯ3 で表されるチタン酸カルシウ
ム粉末を用いて得られた試料である。この試料では、複
合酸化物の平均結晶粒径が４．５μｍであり、高温時に
おける信頼性も低いことが判る。
常の固相反応法により得られた２μｍのＢａ（Ｔｉ1-y
Ｚｒy ）Ｏ3 で表されるチタンジルコン酸バリウム粉末
と、６μｍのＣａＴｉＯ3 で表されるチタン酸カルシウ
ム粉末を用いて得られた試料である。この試料では、複
合酸化物の平均結晶粒径が４．５μｍであり、高温時に
おける信頼性も低いことが判る。
【００５２】
【発明の効果】本発明の積層型コンデンサでは、高温時
における寿命を向上することができるとともに、静電容
量の温度変化率が−３０℃〜＋８５℃の広い温度範囲に
わたって＋３０％〜−８０％、誘電正接も小さい極めて
経済性の高い積層型コンデンサを得ることができ、さら
に、酸素分圧が３×１０-8〜３×１０-3Ｐａの雰囲気で
１１００〜１２５０℃で焼成しても還元されずに緻密な
焼結体を得ることができる。
における寿命を向上することができるとともに、静電容
量の温度変化率が−３０℃〜＋８５℃の広い温度範囲に
わたって＋３０％〜−８０％、誘電正接も小さい極めて
経済性の高い積層型コンデンサを得ることができ、さら
に、酸素分圧が３×１０-8〜３×１０-3Ｐａの雰囲気で
１１００〜１２５０℃で焼成しても還元されずに緻密な
焼結体を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01G 4/00 - 4/42
Claims (1)
- 【請求項１】誘電体層と内部電極層とを交互に積層して
なる積層型コンデンサにおいて、前記内部電極層がＮｉ
を主成分とし、前記誘電体層が、金属元素として少なく
ともＢａ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒを含有し、その組成式を、 （Ｂａ1-xＣａx）z（Ｔｉ1-yＺｒy）Ｏ3 と表したとき、前記ｘ、ｙ、ｚが ０．０１≦ｘ≦０．０８ ０．１０≦ｙ≦０．２５ １．００≦ｚ≦１．０３ を満足する複合酸化物からなる主成分１００重量部に対
して、二酸化マンガン（ＭｎＯ2）を０．１〜０．２重
量部、酸化ネオジウム（Ｎｄ2Ｏ3）を０．３〜０．８重
量部、さらにＬｉ 2 ＯとＳｉＯ 2 からなるガラス成分を
０．５〜０．９重量部含有するとともに、前記複合酸化
物の平均結晶粒径が２〜４μｍであることを特徴とする
積層型コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30950295A JP3350326B2 (ja) | 1995-11-28 | 1995-11-28 | 積層型コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30950295A JP3350326B2 (ja) | 1995-11-28 | 1995-11-28 | 積層型コンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09148180A JPH09148180A (ja) | 1997-06-06 |
| JP3350326B2 true JP3350326B2 (ja) | 2002-11-25 |
Family
ID=17993774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30950295A Expired - Fee Related JP3350326B2 (ja) | 1995-11-28 | 1995-11-28 | 積層型コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3350326B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100418166C (zh) * | 2002-09-25 | 2008-09-10 | 广东风华高新科技集团有限公司 | 低频高介抗还原多层陶瓷电容器瓷料 |
| JP4752327B2 (ja) * | 2005-05-17 | 2011-08-17 | 株式会社村田製作所 | 誘電体セラミック組成物および積層セラミックコンデンサ |
| JP5272754B2 (ja) * | 2008-02-05 | 2013-08-28 | Ｔｄｋ株式会社 | 誘電体磁器組成物および電子部品 |
| KR20230068721A (ko) * | 2021-11-11 | 2023-05-18 | 삼성전기주식회사 | 커패시터 부품 및 커패시터 부품의 제조 방법 |
-
1995
- 1995-11-28 JP JP30950295A patent/JP3350326B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09148180A (ja) | 1997-06-06 |
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