JP3502731B2 - 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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- JP3502731B2 JP3502731B2 JP28874596A JP28874596A JP3502731B2 JP 3502731 B2 JP3502731 B2 JP 3502731B2 JP 28874596 A JP28874596 A JP 28874596A JP 28874596 A JP28874596 A JP 28874596A JP 3502731 B2 JP3502731 B2 JP 3502731B2
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Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、鉛を含有する誘電
体セラミック層を含有する積層セラミックコンデンサに
おける内部電極の材料構成に関するものである。
体セラミック層を含有する積層セラミックコンデンサに
おける内部電極の材料構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近時、積層セラミックコンデンサは、小
型・大容量化への市場要求に対して、誘電体セラミック
層にＰｂを含有した誘電体セラミック層を用いた積層セ
ラミックコンデンサが開発されている。その誘電体セラ
ミック層としては、例えば、Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）
Ｏ3 、Ｐｂ（Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 、ＰｂＴｉＯ3 の
固溶体から成るセラミック層が例示できる。これは、特
性的に、大きな比誘電率が得られ、温度やバイアス電圧
に対する容量依存性が小さいなど、小型・大容量化、し
かも信頼性が高い積層セラミックコンデンサが期待でき
ることから非常に有望の材料と言える。
型・大容量化への市場要求に対して、誘電体セラミック
層にＰｂを含有した誘電体セラミック層を用いた積層セ
ラミックコンデンサが開発されている。その誘電体セラ
ミック層としては、例えば、Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）
Ｏ3 、Ｐｂ（Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 、ＰｂＴｉＯ3 の
固溶体から成るセラミック層が例示できる。これは、特
性的に、大きな比誘電率が得られ、温度やバイアス電圧
に対する容量依存性が小さいなど、小型・大容量化、し
かも信頼性が高い積層セラミックコンデンサが期待でき
ることから非常に有望の材料と言える。
【０００３】このような積層セラミックコンデンサは、
その焼成温度が約１０００℃の温度で焼成される可能で
あるため、内部電極層の電極の材料としては、Ａｇ−Ｐ
ｄを主成分とする材料が用いられていた。
その焼成温度が約１０００℃の温度で焼成される可能で
あるため、内部電極層の電極の材料としては、Ａｇ−Ｐ
ｄを主成分とする材料が用いられていた。
【０００４】しかし、上述の誘電体セラミック層の特性
を充分に導出するために、９５０℃以上で焼成しようと
すると、内部電極材料のＡｇ／Ｐｄの凝集などの粒成長
が顕著となる。特に、内部電極層の厚み方向に粒成長が
進み、平面方向に空隙が発生してしまい、構造欠陥とな
ってしまう。同時に、この内部電極層の焼成に発生する
収縮応力は、引っ張り応力として誘電体セラミック層に
影響を与え、その結果、耐熱衝撃性の低下を招いてしま
う。即ち、プリント配線基板に半田接合した時に、半田
溶融の熱によって、誘電体セラミック層にクラックが発
生してしまう。
を充分に導出するために、９５０℃以上で焼成しようと
すると、内部電極材料のＡｇ／Ｐｄの凝集などの粒成長
が顕著となる。特に、内部電極層の厚み方向に粒成長が
進み、平面方向に空隙が発生してしまい、構造欠陥とな
ってしまう。同時に、この内部電極層の焼成に発生する
収縮応力は、引っ張り応力として誘電体セラミック層に
影響を与え、その結果、耐熱衝撃性の低下を招いてしま
う。即ち、プリント配線基板に半田接合した時に、半田
溶融の熱によって、誘電体セラミック層にクラックが発
生してしまう。
【０００５】また、この誘電体材料を用いた積層セラミ
ックコンデンサにおいて、特開平５−３６５６５では、
Ａｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｕの一種類あるいは二種類以上を
含む金属またはそれらの合金にＡｌ2 Ｏ3 やＳｉＯ2 を
含有させていた。具体的には、Ａｌ2 Ｏ3 やＳｉＯ
2 を、金属成分１００重量％に対して０．５〜６．０重
量部含有させることが提案されている。
ックコンデンサにおいて、特開平５−３６５６５では、
Ａｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｕの一種類あるいは二種類以上を
含む金属またはそれらの合金にＡｌ2 Ｏ3 やＳｉＯ2 を
含有させていた。具体的には、Ａｌ2 Ｏ3 やＳｉＯ
2 を、金属成分１００重量％に対して０．５〜６．０重
量部含有させることが提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平５−３
６５６５号では、内部電極材料Ａｇ−Ｐｄの単独に比較
して、破壊電圧の向上などに効果は見られるものの、内
部電極層の厚み方向に粒成長に伴う、構造欠陥が発生し
てしまい、誘電セラミック層には内部電極の特定方向に
引っ張り応力が内在してしまい、プリント配線基板に半
田接合する際に用いる溶融半田によって与えられる急激
な熱によって、そのような積層セラミックコンデンサの
誘電体セラミック層にクラックが発生するなど実用上の
問題（耐熱衝撃性の劣化）を解決するものではなかっ
た。
６５６５号では、内部電極材料Ａｇ−Ｐｄの単独に比較
して、破壊電圧の向上などに効果は見られるものの、内
部電極層の厚み方向に粒成長に伴う、構造欠陥が発生し
てしまい、誘電セラミック層には内部電極の特定方向に
引っ張り応力が内在してしまい、プリント配線基板に半
田接合する際に用いる溶融半田によって与えられる急激
な熱によって、そのような積層セラミックコンデンサの
誘電体セラミック層にクラックが発生するなど実用上の
問題（耐熱衝撃性の劣化）を解決するものではなかっ
た。
【０００７】本発明は、上述の問題点に鑑みて案出され
たものであり、その目的は、積層セラミックコンデンサ
の基本的な電気特性を満足し、且つ耐熱衝撃性に優れた
積層セラミックコンデンサを提供するものである。
たものであり、その目的は、積層セラミックコンデンサ
の基本的な電気特性を満足し、且つ耐熱衝撃性に優れた
積層セラミックコンデンサを提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、鉛を含有する
誘電体セラミック層と内部電極層とを交互に積層した積
層体の端面に、前記内部電極層と接続する端子電極を形
成した成る積層セラミックコンデンサに関するものであ
り、特に、Ａｇ−Ｐｄを主成分とする内部電極層の改良
したものである。
誘電体セラミック層と内部電極層とを交互に積層した積
層体の端面に、前記内部電極層と接続する端子電極を形
成した成る積層セラミックコンデンサに関するものであ
り、特に、Ａｇ−Ｐｄを主成分とする内部電極層の改良
したものである。
【０００９】 第１の発明は、内部電極層は、Ａｇ−Ｐ
ｄ粉末にＭｇＯ粉末を均質混合して得た金属ペーストの
印刷及び焼成によって単層で形成され、且つＡｇ−Ｐｄ
を主成分とする金属成分に、前記金属成分１００重量部
に対して５．０〜２０．０重量部の割合でＭｇＯを含有
して成るものであり、第２発明は、内部電極層は、Ａｇ
粉末又はＡｇ−Ｐｄ粉末にＡｌ2 Ｏ3粉末を均質混合し
て得た金属ペーストの印刷及び焼成によって単層で形成
され、且つＡｇ又はＡｇ−Ｐｄを主成分とする金属成分
に、前記金属成分１００重量部に対して６．１〜１８．
０重量部の割合でＡｌ2 Ｏ3 を含有して成るものであ
り、第３の発明は、内部電極層は、Ａｇ粉末又はＡｇ−
Ｐｄ粉末にＡｌ2 Ｏ3 −ＭｇＯ化合物の粉末を均質混合
して得た金属ペーストの印刷及び焼成によって単層で形
成され、且つＡｇ又はＡｇ−Ｐｄを主成分とする金属成
分に、前記金属成分１００重量部に対して６．０〜２
０．０重量部の割合でＡｌ2 Ｏ3 −ＭｇＯ化合物を含有
して成るものである。
ｄ粉末にＭｇＯ粉末を均質混合して得た金属ペーストの
印刷及び焼成によって単層で形成され、且つＡｇ−Ｐｄ
を主成分とする金属成分に、前記金属成分１００重量部
に対して５．０〜２０．０重量部の割合でＭｇＯを含有
して成るものであり、第２発明は、内部電極層は、Ａｇ
粉末又はＡｇ−Ｐｄ粉末にＡｌ2 Ｏ3粉末を均質混合し
て得た金属ペーストの印刷及び焼成によって単層で形成
され、且つＡｇ又はＡｇ−Ｐｄを主成分とする金属成分
に、前記金属成分１００重量部に対して６．１〜１８．
０重量部の割合でＡｌ2 Ｏ3 を含有して成るものであ
り、第３の発明は、内部電極層は、Ａｇ粉末又はＡｇ−
Ｐｄ粉末にＡｌ2 Ｏ3 −ＭｇＯ化合物の粉末を均質混合
して得た金属ペーストの印刷及び焼成によって単層で形
成され、且つＡｇ又はＡｇ−Ｐｄを主成分とする金属成
分に、前記金属成分１００重量部に対して６．０〜２
０．０重量部の割合でＡｌ2 Ｏ3 −ＭｇＯ化合物を含有
して成るものである。
【００１０】
【作用】上述のように、本発明では、Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎ
ｂ2/3 ）Ｏ3 、Ｐｂ（Ｚｎ1/3Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 、Ｐｂ
（Ｓｍ1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ3 及びＰｂＴｉＯ3 などから
成る鉛を有する誘電体セラミック層を用いた積層セラミ
ックコンデンサであり、大きな比誘電率が得られ、温度
やバイアス電圧に対する容量依存性が小さく、小型・大
容量化が可能であり、電気的な特性的として、例えばＹ
５Ｕ特性を満足する積層セラミックコンデンサとなる。
ｂ2/3 ）Ｏ3 、Ｐｂ（Ｚｎ1/3Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 、Ｐｂ
（Ｓｍ1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ3 及びＰｂＴｉＯ3 などから
成る鉛を有する誘電体セラミック層を用いた積層セラミ
ックコンデンサであり、大きな比誘電率が得られ、温度
やバイアス電圧に対する容量依存性が小さく、小型・大
容量化が可能であり、電気的な特性的として、例えばＹ
５Ｕ特性を満足する積層セラミックコンデンサとなる。
【００１１】特に、本発明では内部電極材料として、Ａ
ｇ−Ｐｄを主成分として、これにＡｌ2 Ｏ3 またはＭｇ
Ｏを添加している。この添加の目的は、Ａｇ−Ｐｄ粒子
と反応することがなく、Ａｇ−Ｐｄの粒成長を誘電体セ
ラミック層間に均一に分散させて、内部電極層内に空隙
などの構造欠陥の発生を抑え、誘電体セラミック層にか
かる収縮応力を緩和し、その結果、プリント配線基板上
に半田接合しても誘電体セラミック層にクラックを発生
させないものである。
ｇ−Ｐｄを主成分として、これにＡｌ2 Ｏ3 またはＭｇ
Ｏを添加している。この添加の目的は、Ａｇ−Ｐｄ粒子
と反応することがなく、Ａｇ−Ｐｄの粒成長を誘電体セ
ラミック層間に均一に分散させて、内部電極層内に空隙
などの構造欠陥の発生を抑え、誘電体セラミック層にか
かる収縮応力を緩和し、その結果、プリント配線基板上
に半田接合しても誘電体セラミック層にクラックを発生
させないものである。
【００１２】第１の発明では、ＭｇＯを添加しており、
このＭｇＯの添加量としては、Ａｇ−Ｐｄの金属成分に
対して５．０〜２０．０重量部添加するものである。
このＭｇＯの添加量としては、Ａｇ−Ｐｄの金属成分に
対して５．０〜２０．０重量部添加するものである。
【００１３】第２の発明では、Ａｌ2 Ｏ3 を添加してお
り、このＡｌ2 Ｏ3 の添加量としては、Ａｇ−Ｐｄの金
属成分に対して６．１〜１８．０重量部添加するもので
ある。
り、このＡｌ2 Ｏ3 の添加量としては、Ａｇ−Ｐｄの金
属成分に対して６．１〜１８．０重量部添加するもので
ある。
【００１４】第３の発明では、スピネル構造のＡｌ2 Ｏ
3 −ＭｇＯ化合物を添加しており、このＡｌ2 Ｏ3 −Ｍ
ｇＯの添加量としては、Ａｇ−Ｐｄの金属成分に対して
６．０〜２０．０重量部添加するものである。
3 −ＭｇＯ化合物を添加しており、このＡｌ2 Ｏ3 −Ｍ
ｇＯの添加量としては、Ａｇ−Ｐｄの金属成分に対して
６．０〜２０．０重量部添加するものである。
【００１５】これらの添加は、内部電極を形成するため
の金属ペーストの調合によって制御刷ることができる。
内部電極を形成するための金属ペーストは、Ａｇ−Ｐｄ
合金粉末、ＭｇＯ粉末、エチルセルロースなどの有機バ
インダをナフサ系などの有機溶剤に均質混合して形成さ
れ、これが製造工程中の脱バインダー処理で、有機ビヒ
クルが消失され、焼結処理によって金属成分の焼結反応
が発生する。従って、金属ペーストの調合に用いたＡｇ
−Ｐｄ合金粉末とＭｇＯ粉末との関係がそのまま、焼結
された内部電極の金属成分と添加したＭｇＯの量比の関
係となる。
の金属ペーストの調合によって制御刷ることができる。
内部電極を形成するための金属ペーストは、Ａｇ−Ｐｄ
合金粉末、ＭｇＯ粉末、エチルセルロースなどの有機バ
インダをナフサ系などの有機溶剤に均質混合して形成さ
れ、これが製造工程中の脱バインダー処理で、有機ビヒ
クルが消失され、焼結処理によって金属成分の焼結反応
が発生する。従って、金属ペーストの調合に用いたＡｇ
−Ｐｄ合金粉末とＭｇＯ粉末との関係がそのまま、焼結
された内部電極の金属成分と添加したＭｇＯの量比の関
係となる。
【００１６】また、Ａｌ2 Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3 −ＭｇＯ化
合物についても同様である。
合物についても同様である。
【００１７】第１の発明において、ＭｇＯがＡｇ−Ｐｄ
の金属成分に対して５．０重量部を満たない場合には、
本発明の本来の目的である内部電極層中におけるＡｇ−
Ｐｄの均一分散の効果がなくなり、内部構造欠陥や収縮
応力の内在を招いてしまう。
の金属成分に対して５．０重量部を満たない場合には、
本発明の本来の目的である内部電極層中におけるＡｇ−
Ｐｄの均一分散の効果がなくなり、内部構造欠陥や収縮
応力の内在を招いてしまう。
【００１８】また、ＭｇＯがＡｇ−Ｐｄの金属成分に対
して２０．０重量部を越えると、容量特性、絶縁抵抗、
破壊電圧の低下などの積層セラミックコンデンサとして
基本的な特性を劣化させてしまう。さらに、焼成時の収
縮応力が誘電体セラミック層で顕著に発生してしまい、
耐熱衝撃性を低下させることもある。
して２０．０重量部を越えると、容量特性、絶縁抵抗、
破壊電圧の低下などの積層セラミックコンデンサとして
基本的な特性を劣化させてしまう。さらに、焼成時の収
縮応力が誘電体セラミック層で顕著に発生してしまい、
耐熱衝撃性を低下させることもある。
【００１９】また、第２の発明において、Ａｌ2 Ｏ3 が
Ａｇ−Ｐｄの金属成分に対して６．１重量部を満たない
場合には、本発明の本来の目的である内部電極層中にお
けるＡｇ−Ｐｄの均一分散の効果がなくなり、内部構造
欠陥や収縮応力の内在を招いてしまう。また、Ａｌ2 Ｏ
3 がＡｇ−Ｐｄの金属成分に対して１８．０重量部を越
えると、内部電極層中の金属成分が相対的に減少するた
め、容量特性が低下するとともに、絶縁抵抗、破壊電圧
の低下などの、積層セラミックコンデンサとして基本的
な特性を大きく劣化させてしまうことになる。
Ａｇ−Ｐｄの金属成分に対して６．１重量部を満たない
場合には、本発明の本来の目的である内部電極層中にお
けるＡｇ−Ｐｄの均一分散の効果がなくなり、内部構造
欠陥や収縮応力の内在を招いてしまう。また、Ａｌ2 Ｏ
3 がＡｇ−Ｐｄの金属成分に対して１８．０重量部を越
えると、内部電極層中の金属成分が相対的に減少するた
め、容量特性が低下するとともに、絶縁抵抗、破壊電圧
の低下などの、積層セラミックコンデンサとして基本的
な特性を大きく劣化させてしまうことになる。
【００２０】さらに、第３の発明において、Ａｌ2 Ｏ3
−ＭｇＯの化合物がＡｇ−Ｐｄの金属成分に対して６．
０重量部を満たない場合には、本発明の本来の目的であ
る内部電極層中におけるＡｇ−Ｐｄの均一分散の効果が
なくなり、内部構造欠陥や収縮応力の内在を招いてしま
う。
−ＭｇＯの化合物がＡｇ−Ｐｄの金属成分に対して６．
０重量部を満たない場合には、本発明の本来の目的であ
る内部電極層中におけるＡｇ−Ｐｄの均一分散の効果が
なくなり、内部構造欠陥や収縮応力の内在を招いてしま
う。
【００２１】また、Ａｌ2 Ｏ3 −ＭｇＯの化合物がＡｇ
−Ｐｄの金属成分に対して２０．０重量部を越えると、
内部電極層中の金属成分が相対的に減少するため、容量
特性が低下するとともに、絶縁抵抗、破壊電圧の低下な
どの、積層セラミックコンデンサとして基本的な特性を
大きく劣化させてしまうことになる。
−Ｐｄの金属成分に対して２０．０重量部を越えると、
内部電極層中の金属成分が相対的に減少するため、容量
特性が低下するとともに、絶縁抵抗、破壊電圧の低下な
どの、積層セラミックコンデンサとして基本的な特性を
大きく劣化させてしまうことになる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の積層セラミックコ
ンデンサを詳細に説明する。
ンデンサを詳細に説明する。
【００２３】図１は、本発明の積層セラミックコンデン
サの断面図である。図において、１０は誘電体セラミッ
ク層１と内部電極層２とが交互に積層した積層体であ
り、３は端子電極である。
サの断面図である。図において、１０は誘電体セラミッ
ク層１と内部電極層２とが交互に積層した積層体であ
り、３は端子電極である。
【００２４】誘電体セラミック層１は、例えば、Ｐｂ
（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 、Ｐｂ（Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）
Ｏ3 、ＰｂＴｉＯ3 の固溶体から成る誘電体セラミック
からなり、その厚みは約２０μｍである。
（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 、Ｐｂ（Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）
Ｏ3 、ＰｂＴｉＯ3 の固溶体から成る誘電体セラミック
からなり、その厚みは約２０μｍである。
【００２５】内部電極層２は、Ａｇ−Ｐｄを主成分とす
る金属成分と、ＭｇＯ、またはＡｌ2 Ｏ3 とから成って
いる。誘電体セラミック層１を挟む２つの内部電極層の
一方は、誘電体セラミック層１の一方の端面にまで延出
しており、内部電極層の他方は、誘電体セラミック層１
の他方の端面にまで延出している。
る金属成分と、ＭｇＯ、またはＡｌ2 Ｏ3 とから成って
いる。誘電体セラミック層１を挟む２つの内部電極層の
一方は、誘電体セラミック層１の一方の端面にまで延出
しており、内部電極層の他方は、誘電体セラミック層１
の他方の端面にまで延出している。
【００２６】この誘電体セラミック層１と内部電極層２
とが交互に積層して積層体１０を構成する。
とが交互に積層して積層体１０を構成する。
【００２７】端子電極３は、Ａｇを主成分とする下地層
上にメッキが被着された多層構造であり、積層体１０の
内部電極２が延出する１対の端面に夫々形成されてい
る。具体的な構造は、Ａｇ性導電性ペーストを７００℃
で焼きつけて形成された下地導体層上に、Ｎｉメッキ、
Ｓｎ（ハンダ）メッキが施されている。また、上述の下
地導体層上に、Ａｇを含有する熱硬化性樹脂層を形成
し、さらにその表面にメッキ層を形成した構造となって
いる。
上にメッキが被着された多層構造であり、積層体１０の
内部電極２が延出する１対の端面に夫々形成されてい
る。具体的な構造は、Ａｇ性導電性ペーストを７００℃
で焼きつけて形成された下地導体層上に、Ｎｉメッキ、
Ｓｎ（ハンダ）メッキが施されている。また、上述の下
地導体層上に、Ａｇを含有する熱硬化性樹脂層を形成
し、さらにその表面にメッキ層を形成した構造となって
いる。
【００２８】このような積層セラミックコンデンサの製
造工程は、例えば、Ｐｂ（Ｍｇ1/3Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 、Ｐ
ｂ（Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 、ＰｂＴｉＯ3 の固溶体か
ら成る誘電体材料に有機ビヒクルを均質混合し、厚み２
０μｍのテープ成型を行い、複数の積層セラミックコン
デンサが抽出できる大きさに裁断して誘電体グリーンシ
ートを形成する。
造工程は、例えば、Ｐｂ（Ｍｇ1/3Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 、Ｐ
ｂ（Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 、ＰｂＴｉＯ3 の固溶体か
ら成る誘電体材料に有機ビヒクルを均質混合し、厚み２
０μｍのテープ成型を行い、複数の積層セラミックコン
デンサが抽出できる大きさに裁断して誘電体グリーンシ
ートを形成する。
【００２９】このような誘電体セラミック層１となるグ
リーンシート上に、内部電極層２となる導体膜を、Ａｇ
−Ｐｄ合金と、ＭｇＯ粉末、Ａｌ2 Ｏ3 粉末、スピネル
構造のＡｌ2 Ｏ3 −ＭｇＯ化合物粉末と、有機バインダ
と、有機溶剤とを均質混合した金属ペーストのスクリー
ン印刷によって形成し、乾燥を行う。これによって、内
部電極層２となる導体膜が複数形成されたグリーシート
が達成される。
リーンシート上に、内部電極層２となる導体膜を、Ａｇ
−Ｐｄ合金と、ＭｇＯ粉末、Ａｌ2 Ｏ3 粉末、スピネル
構造のＡｌ2 Ｏ3 −ＭｇＯ化合物粉末と、有機バインダ
と、有機溶剤とを均質混合した金属ペーストのスクリー
ン印刷によって形成し、乾燥を行う。これによって、内
部電極層２となる導体膜が複数形成されたグリーシート
が達成される。
【００３０】このようなグリーンシートを内部電極層２
となる導体膜が積層体１０の一対の端面に交互に延出さ
れるように、約１００枚積層し、加圧密着する。
となる導体膜が積層体１０の一対の端面に交互に延出さ
れるように、約１００枚積層し、加圧密着する。
【００３１】その後、グリーンシート積層体を、個々の
積層セラミックコンデンサの積層体の形状に応じて裁断
を行う。
積層セラミックコンデンサの積層体の形状に応じて裁断
を行う。
【００３２】次に、裁断によって得られた複数の未焼成
積層体を、焼成用治具に配置して、焼成する。
積層体を、焼成用治具に配置して、焼成する。
【００３３】焼成工程は、脱バインダ過程と焼結過程と
から成る。この脱バインダ過程は、昇温中、例えば約５
００〜６００℃の領域で行われ、積層体に含有する有機
ビヒクルを消失させるものである。そして、さらに昇温
することにより、誘電体材料及び内部電極材料の焼結反
応を行う。この焼結過程は、酸化性雰囲気で行われ、最
高温度約１０６０℃で行われる。これにより、誘電体セ
ラミック層１と内部電極層２とが交互に配置された積層
体１０が達成される。
から成る。この脱バインダ過程は、昇温中、例えば約５
００〜６００℃の領域で行われ、積層体に含有する有機
ビヒクルを消失させるものである。そして、さらに昇温
することにより、誘電体材料及び内部電極材料の焼結反
応を行う。この焼結過程は、酸化性雰囲気で行われ、最
高温度約１０６０℃で行われる。これにより、誘電体セ
ラミック層１と内部電極層２とが交互に配置された積層
体１０が達成される。
【００３４】次に、積層体１０の端面処理を行い、端子
電極３が形成される。
電極３が形成される。
【００３５】
【実験例】本発明者は、内部電極層２中の構造欠陥をな
くし、耐熱衝撃性を向上させるため、Ａｇ−Ｐｄを主成
分とする内部電極層２に、所定量のＭｇＯを添加し、そ
の特性を調べた。
くし、耐熱衝撃性を向上させるため、Ａｇ−Ｐｄを主成
分とする内部電極層２に、所定量のＭｇＯを添加し、そ
の特性を調べた。
【００３６】即ち、上述の製造方法で説明した内部電極
層２となる金属ペーストを調合するにあたり、固形成分
（焼成工程後に内部電極層２として残存する成分）とし
て、Ａｇ−Ｐｄ合金粉末（Ａｇ７０重量部、Ｐｄ３０重
量部）１００重量に対して、ＭｇＯ粉末（平均粒径１．
２μｍ）を無添加（試料番号１）、５．０重量部（試料
番号２）、７．５重量部（試料番号３）、１０．０重量
部（試料番号４）、１２．５重量部（試料番号５）、１
５．０重量部（試料番号６）、２０．０重量部（試料番
号７）、３０．０重量部（試料番号８）として、夫々５
０個の積層セラミックコンデンサを作成した。
層２となる金属ペーストを調合するにあたり、固形成分
（焼成工程後に内部電極層２として残存する成分）とし
て、Ａｇ−Ｐｄ合金粉末（Ａｇ７０重量部、Ｐｄ３０重
量部）１００重量に対して、ＭｇＯ粉末（平均粒径１．
２μｍ）を無添加（試料番号１）、５．０重量部（試料
番号２）、７．５重量部（試料番号３）、１０．０重量
部（試料番号４）、１２．５重量部（試料番号５）、１
５．０重量部（試料番号６）、２０．０重量部（試料番
号７）、３０．０重量部（試料番号８）として、夫々５
０個の積層セラミックコンデンサを作成した。
【００３７】そして、これらの５０個の積層セラミック
コンデンサにおける誘電体セラミック層１と内部電極層
２間にデラミネーションが発生した個数、耐熱衝撃性
（クラック発生数）、電気的特性の測定できる試料の平
均の容量、平均の誘電体損失、平均の絶縁抵抗、平均の
破壊電圧を調べた。尚、耐熱衝撃性（クラック発生率）
は、溶融半田（２５０℃）槽に積層セラミックコンデン
サの端部、即ち端子電極３が形成されている部分を浸漬
して、クラックが発生したものを測定した。その結果を
表１に示す。
コンデンサにおける誘電体セラミック層１と内部電極層
２間にデラミネーションが発生した個数、耐熱衝撃性
（クラック発生数）、電気的特性の測定できる試料の平
均の容量、平均の誘電体損失、平均の絶縁抵抗、平均の
破壊電圧を調べた。尚、耐熱衝撃性（クラック発生率）
は、溶融半田（２５０℃）槽に積層セラミックコンデン
サの端部、即ち端子電極３が形成されている部分を浸漬
して、クラックが発生したものを測定した。その結果を
表１に示す。
【００３８】
【表１】
【００３９】以上の表１の結果から、試料番号１のよう
にＭｇＯが無添加の場合には、デラミネーションが発生
し、特に、耐熱衝撃によるクラックが発生してしまう。
これは、上述したように内部電極層２となるＡｇ−Ｐｄ
合金の粒成長の方向が誘電体セラミック層１の厚み方向
となり、金属の収縮による応力がこの方向に蓄積されこ
とになり、このため熱衝撃が加わるとクラックが発生す
るものと思われる。
にＭｇＯが無添加の場合には、デラミネーションが発生
し、特に、耐熱衝撃によるクラックが発生してしまう。
これは、上述したように内部電極層２となるＡｇ−Ｐｄ
合金の粒成長の方向が誘電体セラミック層１の厚み方向
となり、金属の収縮による応力がこの方向に蓄積されこ
とになり、このため熱衝撃が加わるとクラックが発生す
るものと思われる。
【００４０】これに対して、試料番号２〜７のように、
ＭｇＯの添加量を適正に制御することによって、デラミ
ネーション、耐熱衝撃に起因するクラックは全く発生せ
ず、また、満足する電気的特性を導出できる積層セラミ
ックコンデンサが得られる。
ＭｇＯの添加量を適正に制御することによって、デラミ
ネーション、耐熱衝撃に起因するクラックは全く発生せ
ず、また、満足する電気的特性を導出できる積層セラミ
ックコンデンサが得られる。
【００４１】さらに、試料番号８のように、ＭｇＯの添
加量が２．０重量部を越えると、デラミネーション及び
耐熱衝撃によるクラックの発生が見られ、特に、静電容
量の低下（誘電損失が大きい）し、絶縁抵抗の低下が顕
著となる。これは、内部電極層２内における金属成分が
減少し、誘電体セラミック層を挟持して容量を発生する
金属層が相対的に減少するためと考えられる。また、添
加するＭｇＯが多量となると、焼成時に発生する収縮が
誘電体セラミック層１側で顕著に現れるようになり、そ
の結果、耐熱衝撃によるクラックが発生する傾向があ
る。
加量が２．０重量部を越えると、デラミネーション及び
耐熱衝撃によるクラックの発生が見られ、特に、静電容
量の低下（誘電損失が大きい）し、絶縁抵抗の低下が顕
著となる。これは、内部電極層２内における金属成分が
減少し、誘電体セラミック層を挟持して容量を発生する
金属層が相対的に減少するためと考えられる。また、添
加するＭｇＯが多量となると、焼成時に発生する収縮が
誘電体セラミック層１側で顕著に現れるようになり、そ
の結果、耐熱衝撃によるクラックが発生する傾向があ
る。
【００４２】このように、内部電極層２の金属成分であ
るＡｇ−Ｐｄ１００重量部に対して、５．０重量部〜２
０．０重量部であると、ＭｇＯがＡｇ−Ｐｄが厚み方向
に凝集することを防止して、その結果、内部電極層２中
に金属成分を均質に分散させる。これは、内部電極層２
中の構造を観察しても、空隙が存在しないことが確認し
た。
るＡｇ−Ｐｄ１００重量部に対して、５．０重量部〜２
０．０重量部であると、ＭｇＯがＡｇ−Ｐｄが厚み方向
に凝集することを防止して、その結果、内部電極層２中
に金属成分を均質に分散させる。これは、内部電極層２
中の構造を観察しても、空隙が存在しないことが確認し
た。
【００４３】次に、上述のＭｇＯ粉末の代替として、Ａ
ｌ2 Ｏ3 粉末を用いて、Ａｌ2 Ｏ3粉末の添加量を変化
させて、同様に積層セラミックコンデンサを作成した。
尚、Ａｌ2 Ｏ3 粉末の平均粒径約１．０μｍである。そ
の結果を表２に示す。
ｌ2 Ｏ3 粉末を用いて、Ａｌ2 Ｏ3粉末の添加量を変化
させて、同様に積層セラミックコンデンサを作成した。
尚、Ａｌ2 Ｏ3 粉末の平均粒径約１．０μｍである。そ
の結果を表２に示す。
【００４４】
【表２】
【００４５】以上の表２の結果から、試料番号９〜１１
のようにＡｌ2 Ｏ3 粉末の添加量が６．１重量部未満で
は、デラミネーションが発生し、特に、耐熱衝撃による
クラックが発生してしまう。これは、ある程度のＡｌ2
Ｏ3 を含有しているものの、上述したように内部電極層
２の金属成分であるＡｇ−Ｐｄを、内部電極層２中に均
質に分散させる効果が充分に得られないためと考えら
れ、試料番号９から１１のように、Ａｌ2 Ｏ3 添加量を
増加させること、その発生数が減少することからも理解
できる。
のようにＡｌ2 Ｏ3 粉末の添加量が６．１重量部未満で
は、デラミネーションが発生し、特に、耐熱衝撃による
クラックが発生してしまう。これは、ある程度のＡｌ2
Ｏ3 を含有しているものの、上述したように内部電極層
２の金属成分であるＡｇ−Ｐｄを、内部電極層２中に均
質に分散させる効果が充分に得られないためと考えら
れ、試料番号９から１１のように、Ａｌ2 Ｏ3 添加量を
増加させること、その発生数が減少することからも理解
できる。
【００４６】これに対して、試料番号１２〜１６におい
ては、デラミネーション、耐熱衝撃に起因するクラック
は全く発生せず、また、満足する電気的特性が導出でき
る。
ては、デラミネーション、耐熱衝撃に起因するクラック
は全く発生せず、また、満足する電気的特性が導出でき
る。
【００４７】さらに、試料番号１７のように、アルミナ
の添加量が１８．０重量部を越える例えば２１．０重量
部では、静電容量の低下（誘電損失が大きい）し、絶縁
抵抗の低下が顕著となる。これは、内部電極層２内にお
ける金属成分が減少し、誘電体セラミック層を挟持して
容量を発生する金属層が相対的に減少するためと考えら
れる。
の添加量が１８．０重量部を越える例えば２１．０重量
部では、静電容量の低下（誘電損失が大きい）し、絶縁
抵抗の低下が顕著となる。これは、内部電極層２内にお
ける金属成分が減少し、誘電体セラミック層を挟持して
容量を発生する金属層が相対的に減少するためと考えら
れる。
【００４８】さらに、上述のＭｇＯ粉末やＡｌ2 Ｏ3 粉
末の代替として、スピネル構造のＡｌ2 Ｏ3 −ＭｇＯ化
合物粉末を用いた。この粉末の平均粒径約０．６５μｍ
の粉末である。同様の実験の結果を表３に示す。
末の代替として、スピネル構造のＡｌ2 Ｏ3 −ＭｇＯ化
合物粉末を用いた。この粉末の平均粒径約０．６５μｍ
の粉末である。同様の実験の結果を表３に示す。
【００４９】
【表３】
【００５０】表３の結果から、試料番号１８のようにＡ
ｌ2 Ｏ3 −ＭｇＯ化合物粉末の添加量が６．０重量部未
満では、デラミネーションが発生し、特に、耐熱衝撃に
よるクラックの発生数が極めて多いものとなる。これは
ある程度のＡｌ2 Ｏ3 −ＭｇＯ粉末を添加しているもの
の、上述したように内部電極層２の金属成分であるＡｇ
−Ｐｄを、内部電極層２中に均質に分散させる効果が充
分に得られないために発生するものである。
ｌ2 Ｏ3 −ＭｇＯ化合物粉末の添加量が６．０重量部未
満では、デラミネーションが発生し、特に、耐熱衝撃に
よるクラックの発生数が極めて多いものとなる。これは
ある程度のＡｌ2 Ｏ3 −ＭｇＯ粉末を添加しているもの
の、上述したように内部電極層２の金属成分であるＡｇ
−Ｐｄを、内部電極層２中に均質に分散させる効果が充
分に得られないために発生するものである。
【００５１】これに対して、試料番号１９〜２４におい
ては、デラミネーション、耐衝撃に起因するクラックは
全く発生せず、また、満足する電気的特性を導出でき
る。
ては、デラミネーション、耐衝撃に起因するクラックは
全く発生せず、また、満足する電気的特性を導出でき
る。
【００５２】さらに、試料番号２５のように、Ａｌ2 Ｏ
3 −ＭｇＯ化合物粉末の添加量が２０．０重量部を越え
る例えば３０．０重量部では、デラミネーション及び耐
熱衝撃によるクラックの発生が見られ、特に、静電容量
の低下（誘電損失が大きい）し、絶縁抵抗の低下が顕著
となる。これは、内部電極層２内における金属成分が減
少し、誘電体セラミック層を挟持して容量を発生する金
属層が相対的に減少するためと考えられる。
3 −ＭｇＯ化合物粉末の添加量が２０．０重量部を越え
る例えば３０．０重量部では、デラミネーション及び耐
熱衝撃によるクラックの発生が見られ、特に、静電容量
の低下（誘電損失が大きい）し、絶縁抵抗の低下が顕著
となる。これは、内部電極層２内における金属成分が減
少し、誘電体セラミック層を挟持して容量を発生する金
属層が相対的に減少するためと考えられる。
【００５３】
【発明の効果】以上のように、本発明の積層セラミック
コンデンサによれば、良好な電気特性が導出することが
できるとともに、内部電極層中の構造欠陥を有効に行え
ることができ、デラミネーションの発生を皆無にし、耐
熱衝撃性に優れた積層セラミックコンデンサとなる。
コンデンサによれば、良好な電気特性が導出することが
できるとともに、内部電極層中の構造欠陥を有効に行え
ることができ、デラミネーションの発生を皆無にし、耐
熱衝撃性に優れた積層セラミックコンデンサとなる。
【図１】本発明の積層セラミックコンデンサの断面図で
ある。
ある。
１・・・誘電体セラミック層
２・・・内部電極層
３・・・端子電極
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01G 4/12
Claims (3)
- 【請求項１】鉛を含有する誘電体セラミック層と内部電
極層とを交互に積層した積層体の端面に、前記内部電極
層と接続する端子電極を形成して成る積層セラミックコ
ンデンサにおいて、前記内部電極層は、Ａｇ−Ｐｄ粉末
にＭｇＯ粉末を均質混合して得た金属ペーストの印刷及
び焼成によって単層で形成され、且つＡｇ−Ｐｄを主成
分とする金属成分に、前記金属成分１００重量部に対し
て５．０〜２０．０重量部の割合でＭｇＯを含有して成
ることを特徴とする積層セラミックコンデンサ。 - 【請求項２】鉛を含有する誘電体セラミック層と内部電
極層とを交互に積層した積層体の端面に、前記内部電極
層と接続する端子電極を形成して成る積層セラミックコ
ンデンサにおいて、前記内部電極層は、Ａｇ粉末又はＡ
ｇ−Ｐｄ粉末にＡｌ 2 Ｏ 3 粉末を均質混合して得た金属
ペーストの印刷及び焼成によって単層で形成され、且つ
Ａｇ又はＡｇ−Ｐｄを主成分とする金属成分に、前記金
属成分１００重量部に対して６．１〜１８．０重量部の
割合でＡｌ2 Ｏ3 を含有して成ることを特徴とする積層
セラミックコンデンサ。 - 【請求項３】鉛を含有する誘電体セラミック層と内部電
極層とを交互に積層した積層体の端面に、前記内部電極
層と接続する端子電極を形成して成る積層セラミックコ
ンデンサにおいて、前記内部電極層は、Ａｇ粉末又はＡ
ｇ−Ｐｄ粉末にＡｌ 2 Ｏ 3 −ＭｇＯ化合物の粉末を均質
混合して得た金属ペーストの印刷及び焼成によって単層
で形成され、且つＡｇ又はＡｇ−Ｐｄを主成分とする金
属成分に、前記金属成分１００重量部に対して６．０〜
２０．０重量部の割合でＡｌ2 Ｏ3 −ＭｇＯ化合物を含
有して成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 |
|---|---|---|---|
| JP28874596A JP3502731B2 (ja) | 1996-10-30 | 1996-10-30 | 積層セラミックコンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28874596A JP3502731B2 (ja) | 1996-10-30 | 1996-10-30 | 積層セラミックコンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10135067A JPH10135067A (ja) | 1998-05-22 |
| JP3502731B2 true JP3502731B2 (ja) | 2004-03-02 |
Family
ID=17734157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28874596A Expired - Fee Related JP3502731B2 (ja) | 1996-10-30 | 1996-10-30 | 積層セラミックコンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3502731B2 (ja) |
-
1996
- 1996-10-30 JP JP28874596A patent/JP3502731B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10135067A (ja) | 1998-05-22 |
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