JP4353183B2 - 誘電体セラミック組成物及び積層型電子部品 - Google Patents
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Description
本発明は、誘電体セラミック組成物及び積層型電子部品に関し、更に詳しくは、温度補償用として好適に用いることができる誘電体セラミック組成物及び積層型電子部品に関するものである。
従来のこの種の誘電体セラミック組成物としては、例えば本出願人が提案した特許文献１に記載の高周波用誘電体磁器組成物が知られている。この誘電体磁器組成物は、一般式ｘＭｇＯ−ｙＳｉＯ２（但し、式中のｘ、ｙは、各成分の重量百分率を表し、４０≦ｘ≦８５、１５≦ｙ≦６０、ｘ＋ｙ＝１００である）で表される組成を有する磁器組成物に、焼結することによりバリウム酸化物となる物質（Ｂａ源）及び焼結することによりストロンチウム酸化物となる物質（Ｓｒ源）の一方または両方を、それぞれＢａＣＯ３またはＳｒＣＯ３に換算して、その合計が０．３〜３．０重量％になるような割合で添加してなるものである。
また、特許文献２には２種類以上の誘電特性の異なるセラミック誘電体層を多層に構成した積層セラミックコンデンサが提案されている。この積層セラミックコンデンサは、誘電体層と導体層を互いに積層してなるセラミックコンデンサの個々の誘電体層の少なくとも一方の面に導体層を設け、その導体層上を含めた全面に、ガラス材料ペースト層を形成し、このガラス材料ペースト層及び導体層によりなるものを接着剤層とし、この接着剤層は、導体層で一定のパターンを構成するもので、その時、ガラス材料ペースト層と導体層の一方または、両方がそれを挟んでいるセラミック薄板を接着して形成されており、更に、この導体層は導体ペースト或いは導電性接着剤よりなり、この誘電体層は、個別に形成された、誘電特性の異なる２種類以上の誘電体セラミック薄板を各々少なくとも１枚ずつ用い、積層されたものよりなるものである。
また、特許文献３には、フォルステライト、チタン酸亜鉛、チタン酸カルシウムからなる高周波用誘電体磁器組成物が提案されている。この誘電体磁器組成物は、一般式ｘＭｇ２ＳｉＯ４−ｙＺｎ２ＴｉＯ４−ｚＣａＴｉＯ３（但し、式中のｘ、ｙ、ｚは、それぞれｍｏｌ％を表し、２１＜ｘ＜８８、４＜ｙ＜７１、４≦ｚ≦１４、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００である）で表される組成を有するものである。
しかしながら、特許文献１の高周波用誘電体磁器組成物は、従来のフォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）よりは低温で焼結することができ、高いＱ値と高い比誘電率を有するため、例えばマイクロ波集積回路等のマイクロ波帯で用いられる回路素子用基板あるいは誘電体共振器用支持台用の材料としては好適に用いることができるが、焼成温度が１３５０〜１４００℃と高温であり、積層コンデンサ用材料として使用するには依然として焼成温度が高いという課題があった。
また、特許文献２の積層セラミックコンデンサは、誘電特性の異なる２種類以上の誘電体セラミック薄板、例えば正、負それぞれの温度係数を有する誘電体セラミック薄板を互いに接着剤層を介して貼り合わせて構成されているため、誘電性の異なる誘電体セラミック薄板をそれぞれ個別に製造し、これらの誘電体セラミック薄板をガラス材料ペースト及び導体ペーストからなる接着剤によって接合して積層体を得た後、この積層体を焼成処理するため、積層セラミックコンデンサの製造工程が複雑で製造に手間がかかり、しかも、ガラス材料ペースト及び導電ペーストからなる接着層とセラミック層との熱収縮率の差により構造欠陥を生じる虞があって積層セラミックコンデンサとしての小型化、多層化を実現することが難しいという課題があった。
また、特許文献３に記載の高周波用誘電磁器組成物は、比誘電率を８〜２０の範囲で調整することができ、共振周波数ｆ０とＱ値の積であるＱ×ｆ０も大きく、更に共振周波数ｆ０の温度係数τｆの絶対値が３０ｐｐｍ／℃以下で調整が容易な高周波用誘電体磁器組成物であるが、焼成温度が１３００℃〜１５００℃と非常に高温であり、また、負の温度特性を持つ材料として用いているＣａＴｉＯ３は負の傾きが−１５００ｐｐｍ／℃と小さいため、温度特性０ｐｐｍ／℃を達成するためにはＣａＴｉＯ３の添加量を多くする必要があり、その結果、比誘電率が０ｐｐｍ／℃で１６と高くなってしまうという課題があった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、従来のフォルステライトよりも低温で焼成することができると共に所定の誘電率温度特性に調整することができ、しかも小型低容量の積層型電子部品を設計する際にも、構造欠陥を生じさせることなく多層化でき、等価直列抵抗の低減、及び静電容量のバラツキの抑制が可能となり、更に温度補償用コンデンサとして要求される、ＪＩＳ規格のＣＧ〜ＣＫ、ＬＧ〜ＬＫ、ＰＧ〜ＰＫ、ＲＧ〜ＲＫ、ＳＨ〜ＳＫ、ＴＨ〜ＴＫ、ＵＨ〜ＵＫ及びＳＬ特性（以下、「ＣＧ特性からＳＬ特性」と略記する。）を満足することができる誘電体セラミック組成物及び積層型電子部品を提供することを目的としている。
本発明の請求項１に記載の誘電体セラミック組成物は、一般式がＭｇｘＳｉＯ２＋ｘ＋ａＳｒｙＴｉＯ２＋ｙで表される、フォルステライトとチタン酸ストロンチウムの混晶を主成分とする誘電体セラミック組成物であって、上記一般式におけるｘ、ｙ及びａは、それぞれモル比で１．７０≦ｘ≦１．９９、０．９８≦ｙ≦１．０２及び０．０５≦ａ≦０．４０の関係を満足することを特徴とするものである。
また、本発明の請求項２に記載の積層型電子部品は、積層された複数の誘電体セラミック層と、これらの誘電体セラミック層間に配置された内部電極と、これらの内部電極に電気的に接続された外部電極とを備え、上記誘電体セラミック層は、請求項１に記載の誘電体セラミック組成物によって形成されてなることを特徴とするものである。
即ち、本発明の誘電体セラミック組成物は、一般式がＭｇｘＳｉＯ２＋ｘ＋ａＳｒｙＴｉＯ２＋ｙで表される誘電体セラミック組成物である。この誘電体セラミック組成物は、基本的には、正の温度特性を有し且つ比誘電率が低く、高周波特性に優れたフォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）に、負の温度特性を有するチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）を所定量添加して構成されることにより、フォルステライトとチタン酸ストロンチウムの混晶を生じさせて、比誘電率が低く、その温度特性を容易に調整することができ、所望の温度係数値に得ることができる。その結果、温度補償用途で要求されるＪＩＳ規格のＣＧ特性からＳＬ特性までの広い範囲の温度特性を有する誘電体セラミック組成物を得ることができる。従って、本発明の誘電体セラミック組成物は、温度補償用の低容量セラミックコンデンサ等の積層型電子部品を製造する際に好適に用いることができる。
本発明の誘電体セラミック組成物は、ＭｇｘＳｉＯ２＋ｘに対するＳｒｙＴｉＯ２＋ｙのモル比ａ（＝ＳｒｙＴｉＯ２＋ｙ／ＭｇｘＳｉＯ２＋ｘ）が０．０５≦ａ≦０．４０の関係を満足するものである。チタン酸ストロンチウムの添加量ａの増加に伴い、静電容量の温度係数ＴＣＣがマイナス側に連続的に変化するため、ａの値を調整することで温度係数を所望の値にすることができる。即ち、ａが本発明の範囲を満足することによって、温度特性がＪＩＳ規格のＣＧ特性からＳＬ特性までの広い範囲の温度特性を有する誘電体セラミック組成物を得ることができる。ａが０．０５未満ではフォルステライトの温度特性が支配的となり、温度特性が改善されない虞がある。また、ａが０．４を超えると、温度に対する静電容量の変化率が必要以上に負に大きくなり、また、比誘電率εｒが大きくなる虞がある。但し、温度特性がＳＬ特性以上に負である必要がある用途の場合には、ａを０．４０以上に調整することでこれを実現することができる。
また、本発明の誘電体セラミック組成物は、上記一般式におけるｘが１．７０≦ｘ≦１．９９の関係を満足するものである。従来のフォルステライトは前述したように１３５０〜１４００℃と高温であるが、本発明の誘電体セラミック組成物は、ＭｇとＳｉとの比（Ｍｇ／Ｓｉ＝ｘ）が上記範囲にあるように調整され、更にチタン酸ストロンチウムが添加されるため、焼結性が大幅に改善されており、低融点ガラス等の焼結助剤を添加することなく、１１００〜１３００℃程度と、従来のフォルステライト系の誘電体セラミック組成物より低い温度で十分焼結させることができる。ｘが１．７０未満ではＭｇ２ＳｉＯ４相とＳｒＴｉＯ３相が生成せず、例えば温度補償用積層型電子部品として要求される温度特性を改善することができない虞がある。また、ｘが１．９９を超えると誘電体セラミック組成物の焼結温度を下げることができず、例えば積層電子部品のようなＡｇ−Ｐｄ合金やＰｄ等で内部電極を形成とする場合等に内部電極に悪影響を及ぼさない１３００℃程度までの低い温度範囲では焼結しない虞がある。
更に、本発明の誘電体セラミック組成物は、上記一般式におけるｙが０．９８≦ｙ≦１．０２の関係を満足するものである。チタン酸ストロンチウムのＳｒとＴｉとの比（Ｓｒ／Ｔｉ＝ｙ）を０．９８≦ｙ≦１．０２に調整することによって温度特性を安定化し、目標とする温度特性値に調整することができる。本発明ではｙが上記範囲を満足することによって、温度特性がＪＩＳ規格のＣＧ特性（静電容量温度係数ＴＣＣ＝０±３０ｐｐｍ／℃以内）からＳＬ特性（静電容量温度係数ＴＣＣ＝＋３５０〜−１０００ｐｐｍ／℃以内）までの広い範囲で温度特性を安定化することができる。ｙが０．９８未満であったり、１．０２を超えると、Ｍｇ２ＳｉＯ４相とＳｒＴｉＯ３相が安定して生成せず、温度特性が改善されない虞がある。
而して、本発明の積層型電子部品は、その誘電体セラミック層が本発明の誘電体セラミック組成物を用いて形成されるものである。本発明の誘電体セラミック組成物を用いて積層型電子部品の誘電体セラミック層を形成することにより、焼結助剤を添加することなく、例えば従来のフォルステライトの焼成温度よりも低温の、１１００〜１３００℃程度の低い温度で焼成することができ、積層型電子部品として比誘電率が低く、温度特性が平坦化した積層型電子部品を得ることができる。また、本発明の積層型電子部品として本発明の誘電体セラミック組成物を用いる場合には、本発明の誘電体セラミック組成物の比誘電率が小さいために誘電体セラミック層としての積層枚数を多くすることができ、また、積層枚数を多くすることができるため、等価直列抵抗が低く、静電容量のバラツキが小さい積層型電子部品を得ることができる。
また、本発明の積層型電子部品を構成する内部電極は、本発明の誘電体セラミック組成物の焼成温度で形成できる導電性材料によって形成されている。内部電極は、このような導電性材料であれば特に制限されないが、従来公知の導電性材料、例えばパラジウム（Ｐｄ）、パラジウム−銀（Ｐｄ−Ａｇ）合金が好ましく用いられる。上述のように焼成温度が１３００℃までの低温で焼成することができるため、内部電極としてＡｇ／ＰｄやＰｄを用いる場合でも、内部電極切れや構造欠陥のない積層型電子部品を得ることができる。また、本発明の積層型電子部品を構成する外部電極は、従来公知の導電性材料によって形成されている。外部電極の導電性材料は、内部電極のような焼成上の制約はないが、内部電極に準じた導電性材料が好ましく用いられる。
本発明によれば、一般式がＭｇ ｘ ＳｉＯ ２＋ｘ ＋ａＳｒ ｙ ＴｉＯ ２＋ｙ で表される、フォルステライトとチタン酸ストロンチウムの混晶を主成分とする誘電体セラミック組成物であって、上記一般式におけるｘ、ｙ及びａは、それぞれモル比で１．７０≦ｘ≦１．９９、０．９８≦ｙ≦１．０２及び０．０５≦ａ≦０．４０の関係を満足するため、従来のフォルステライトよりも低温で焼成することができると共に所定の誘電率温度特性に調整することができ、しかも小型低容量の積層型電子部品を設計する際にも、構造欠陥を生じさせることなく多層化でき、等価直列抵抗の低減、及び静電容量のバラツキの抑制が可能となり、更に温度補償用コンデンサとして要求されるＣＧ特性からＳＬ特性を満足し、それぞれの温度特性を安定化することができる誘電体セラミック組成物及び積層型電子部品を提供することができる。
以下、図１に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。尚、図１は本発明の積層型電子部品の一本実施形態を模式的に示す断面図である。
本実施形態の積層型電子部品（具体的には積層セラミックコンデンサ）１は、例えば図１に示すように、積層された複数層の誘電体セラミック層２と、これらの誘電体セラミック層２間にそれぞれ配置された複数の第１、第２内部電極３Ａ、３Ｂとを有する積層体４を備えている。積層体４の両端面にはそれぞれ第１、第２外部電極５Ａ、５Ｂが形成され、これらの外部電極５Ａ、５Ｂはそれぞれ第１、第２内部電極３Ａ、３Ｂに電気的に接続されている。
第１内部電極３Ａは、図１に示すように、誘電体セラミック層２の一端（同図の左端）から他端（右端）の近傍まで延び、第２内部電極３Ｂは誘電体セラミック層２の右端から左端の近傍まで延びている。第１、第２内部電極３Ａ、３Ｂは例えばＰｄとＡｇの合金によって形成されている。
また、第１外部電極５Ａは、図１に示すように、積層体４内の第１内部電極３Ａに電気的に接続され、第２外部電極５Ｂは積層体４内の第２内部電極３Ｂに電気的に接続されている。第１、第２外部電極５Ａ、５Ｂは、例えばＡｇとＰｄの合金によって形成されている。更に、第１、第２外部電極５Ａ、５Ｂの表面には従来公知の第１めっき層６Ａ、６Ｂ及び第２めっき層７Ａ、７Ｂが順次施されている。
次に、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。本実施例では、下記の手順で表１に示す複数の誘電体セラミック組成物を調製した後、これらの誘電体セラミック組成物を用いてそれぞれの積層セラミックコンデンサを作製した。次いで、これらの積層セラミックコンデンサの評価をそれぞれ行い、その結果を表１に示した。尚、表１において、＊印を付した試料は本発明の範囲外のものである。
（１）誘電体セラミック組成物の調製
まず、出発原料として高純度のＭｇＯ、ＳｉＯ２、ＳｒＣＯ３及びＴｉＯ２を準備し、これらの原料を表１の試料Ｎｏ.１〜Ｎｏ.１８に示す組成となるように秤量した後、それぞれの試料を、ボールミルを用いて湿式混合、粉砕を行ってスラリーを得た。次いで、得られた各試料のスラリーを蒸発乾燥した後、空気中において１０００℃で２時間仮焼を行った後、それぞれの仮焼粉末を乾式粉砕して誘電体セラミック組成物を得た。
まず、出発原料として高純度のＭｇＯ、ＳｉＯ２、ＳｒＣＯ３及びＴｉＯ２を準備し、これらの原料を表１の試料Ｎｏ.１〜Ｎｏ.１８に示す組成となるように秤量した後、それぞれの試料を、ボールミルを用いて湿式混合、粉砕を行ってスラリーを得た。次いで、得られた各試料のスラリーを蒸発乾燥した後、空気中において１０００℃で２時間仮焼を行った後、それぞれの仮焼粉末を乾式粉砕して誘電体セラミック組成物を得た。
また、誘電体セラミック組成物は、上述の方法以外に以下のようにしても調製することができる。即ち、予めＭｇＯとＳｉＯ２とを混合、粉砕した後、この粉末を仮焼することによってフォルステライトを合成する。次いで、ＳｒＣＯ３とＴｉＯ２とを混合、粉砕した後、この粉末を仮焼することによってＳｒＴｉＯ３を合成する。そして、合成フォルステライトと、合成ＳｒＴｉＯ３とを、Ｍｇ／Ｓｉのモル比を調整するためのＭｇＣＯ３とを混合して表１に示す組成の誘電体セラミック組成物を調製することができる。
試料Ｎｏ.１〜Ｎｏ.９は、Ｍｇ／Ｓｉ（＝ｘ）及びＳｒ／Ｔｉ（＝ｙ）をそれぞれ本発明の範囲内であるｘ＝１．９０及びｙ＝１．００に設定し、ＭｇｘＳｉＯ２＋ｘに対するＳｒｙＴｉＯ２＋ｙのモル比ａ（＝ＳｒｙＴｉＯ２＋ｙ／ＭｇｘＳｉＯ２＋ｘ）を、本発明の範囲から本発明の範囲外（ａ＝０．０４〜０．４２）まで振ってチタン酸ストロンチウムの添加量ａの影響を観るために調製した誘電体セラミック組成物である。
試料Ｎｏ.１０〜Ｎｏ.１４は、チタン酸ストロンチウムの添加量ａ及びｙをそれぞれ本発明の範囲内であるａ＝０．１０及びｙ＝１．００に設定し、Ｍｇ／Ｓｉ（＝ｘ）を本発明の範囲から本発明の範囲外（ｘ＝１．６０〜２．００）まで振ってｘの影響を観るために調製した誘電体セラミック組成物である。
試料Ｎｏ.１５〜Ｎｏ.１８は、ａ及びｘをそれぞれ本発明の範囲内であるａ＝０．１０及びｘ＝１．９０に設定し、ｙを本発明の範囲から本発明の範囲外（ｙ＝０．９７〜１．０３）まで振ってｙの影響を観るために調製した誘電体セラミック組成物である。
上述のようにして調製された誘電体セラミック組成物は、ＣａＯ、ＢａＯ、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３等を含んだものであっても電気的特性に大きな影響を与えない。
（２）積層セラミックコンデンサの作製
（１）で得られた誘電体セラミック組成物を秤量し、所定の添加物、ポリビニルブチラール系バインダ及びエタノール等の有機溶剤を加えて、ボールミルによって湿式混合してセラミックスラリーを調製した。
（１）で得られた誘電体セラミック組成物を秤量し、所定の添加物、ポリビニルブチラール系バインダ及びエタノール等の有機溶剤を加えて、ボールミルによって湿式混合してセラミックスラリーを調製した。
然る後、ドクターブレード法によって上記セラミックスラリーからセラミックグリーンシートを形成した後、セラミックグリーンシート上にＰｄを主成分とする導電性ペーストを印刷し、有効層が１０層の積層セラミックコンデンサとなるようにセラミックグリーンシートを積層した後、圧着し、所定のチップ寸法に切断して生のセラミック積層体を得た。
次いで、生のセラミック積層体を空気中、３５０℃で脱バインダ処理を行った後、空気中で５０℃／分の昇温速度で１２００℃まで加熱し、この温度で１０分間焼成を行って、Ｎｏ.１〜６、９、１０、１３〜１８の試料を得た。また、他のＮｏ.７、８、１１、１２の試料は、１１００℃まで加熱し、この温度で２時間焼成して得た。昇温速度は一般的に積層セラミックコンデンサの焼成条件に見られるような５℃／分であっても良いが、昇温速度５０℃／分のように高速で昇温することによって積層セラミックコンデンサとしての絶縁抵抗が向上させることができる。このようにして得られた積層セラミックコンデンサのチップ寸法は、２．０ｍｍ×１．２ｍｍ×１．２ｍｍ、素子厚５μｍであった。焼成後には第１、第２外部電極を形成した後、これらの表面にめっき処理を２段階で施して第１、第２めっき層を形成して試料Ｎｏ.１〜試料Ｎｏ.１８の評価用サンプルを得た。
（３）積層セラミックコンデンサの特性評価
ＬＣＲメータ（ＨＰ社製４２８４Ａ）を用いて、試料Ｎｏ.１〜試料Ｎｏ.１８について２５℃、１ＭＨｚ、１Ｖにおける静電容量及びＱ値を測定し、これらの測定値と電極面積、素子厚に基づいて比誘電率εｒを算出し、その結果を表１に示した。また、静電容量温度特性測定装置を用いて、各試料について静電容量を測定し、それぞれの静電容量の温度係数ＴＣＣを次式から算出し、その結果を表１に示した。
ＴＣＣ[ｐｐｍ／℃]
＝｛（Ｃ８５−Ｃ２０）／Ｃ２０｝×｛１／（８５−２０）｝×１０６
Ｃ２０：２０℃における静電容量
Ｃ８５：８５℃における静電容量
ＬＣＲメータ（ＨＰ社製４２８４Ａ）を用いて、試料Ｎｏ.１〜試料Ｎｏ.１８について２５℃、１ＭＨｚ、１Ｖにおける静電容量及びＱ値を測定し、これらの測定値と電極面積、素子厚に基づいて比誘電率εｒを算出し、その結果を表１に示した。また、静電容量温度特性測定装置を用いて、各試料について静電容量を測定し、それぞれの静電容量の温度係数ＴＣＣを次式から算出し、その結果を表１に示した。
ＴＣＣ[ｐｐｍ／℃]
＝｛（Ｃ８５−Ｃ２０）／Ｃ２０｝×｛１／（８５−２０）｝×１０６
Ｃ２０：２０℃における静電容量
Ｃ８５：８５℃における静電容量
表１に示す結果によれば、ＭｇｘＳｉＯ２＋ｘに対するＳｒＴｉＯ３の添加量ａの影響を観る試料Ｎｏ.１〜Ｎｏ.９のうち、０．０５≦ａ≦０．４０で本発明の範囲にある試料Ｎｏ.２〜Ｎｏ.８は、ＳｒＴｉＯ３の添加量ａの増加に伴い、温度係数がマイナス側に連続的に変化するため、ＳｒＴｉＯ３の添加量ａを調整することで静電容量温度係数ＴＣＣを所望の値に調整できることが判った。その結果、温度に対する静電容量の変化率ＴＣＣがＣＧ特性〜ＳＬ特性の広い範囲でＪＩＳ規格の温度特性を満たす誘電体セラミック組成物が得られることが判った。この時の比誘電率εｒは８〜２２と低い誘電率を実現できることが判った。
特に、試料Ｎｏ．２〜４のように、ＳｒＴｉＯ３の添加量ａが０．０５≦ａ≦０．１５の範囲では、比誘電率εｒが１２以下で、静電容量の温度係数ＴＣＣが０±６０ｐｐｍ／℃以下となり、ＣＧ特性またはＣＨ特性を満足し、平坦な温度特性を満足することが判った。
これに対し、ＳｒＴｉＯ３の添加量ａが０．０５未満の０．０４を示す試料Ｎｏ.１は、温度に対する静電容量の変化率ＴＣＣが正に大きくなってＳｒＴｉＯ３の添加効果が認められず温度特性が改善していないことが判った。また、ＳｒＴｉＯ３の添加量ａが０．４０を超える０．４２を示す試料Ｎｏ.９は、温度に対する静電容量の変化率ＴＣＣが負に大きくなり、比誘電率εも２６と大きくなることが判った。
また、表１に示す結果によれば、Ｍｇ／Ｓｉ（＝ｘ）の影響を観るための試料Ｎｏ.１０〜Ｎｏ.１４のうち、ｘが１．７０≦ｘ≦１．９９で本発明の範囲にある試料Ｎｏ.１１〜１３は、比誘電率が２２以下で、温度に対する静電容量の変化率ＴＣＣがＣＨ特性またはＣＧ特性の温度特性を満足することが判った。
これに対して、ｘが１．７０未満の１．６を示す試料Ｎｏ.１０は、Ｍｇ２ＳｉＯ４相とＳｒＴｉＯ３相との混晶を安定して生成せず、温度特性が改善していないことが判った。また、ｘが１．９９を超える２．０を示す試料Ｎｏ.１４は、焼結温度が高くなり、内部電極に悪影響を及ぼさない温度範囲である１３００℃において焼結しないことが判った。
また、表１に示す結果によれば、Ｓｒ／Ｔｉ（＝ｙ）の影響を観るための試料Ｎｏ.１５〜Ｎｏ.１８のうち、ｙが０．９８≦ｙ≦１．０２で本発明の範囲にある試料Ｎｏ.１６、１７は、１２００℃程度で焼結し、温度特性が安定し、目標の温度特性値に調整でき、比誘電率εｒが２２以下で、温度に対する静電容量の変化率ＴＣＣがＣＧ特性またはＣＨ特性を満足することが判った。
これに対して、ｙが０．９８未満の０．９７を示す試料Ｎｏ.１０は、温度に対する静電容量の変化率ＴＣＣがＣＧ特性及びＣＨ特性を満足せず温度特性が改善されていないことが判った。また、ｙが１．０２を超える試料Ｎｏ.１８は、試料Ｎｏ.１０と同様に温度に対する静電容量の変化率ＴＣＣがＣＧ特性及びＣＨ特性を満足せず温度特性が改善されていないことが判った。
以上説明したように本実施例によれば、一般式がＭｇｘＳｉＯ２＋ｘ＋ａＳｒｙＴｉＯ２＋ｙで表される誘電体セラミック組成物で、一般式におけるｘ、ｙ及びａは、それぞれ１．７０≦ｘ≦１．９９、０．９８≦ｙ≦１．０２及び０．０５≦ａ≦０．４０の関係を満足する誘電体セラミック組成物を積層セラミックコンデンサに用いることによって、１１００℃〜１２００℃の低い温度範囲で焼成することができ、比誘電率が２２以下と小さく、ＪＩＳ規格でＣＧ特性〜ＳＬ特性の広い範囲の温度特性を満足する積層セラミックコンデンサを得られることが判った。
尚、上記実施例では積層型電子部品として積層セラミックコンデンサを作製した場合について説明したが、本発明は積層セラミックコンデンサに限らずＬＣフィルタや多層基板等、他の積層型電子部品も同様にして作製することができる。また、積層セラミックコンデンサとして２．０ｍｍ×１．２ｍｍサイズのものについて説明したが、比誘電率が２２以下と小さいため、更に小型化した、例えば１．０ｍｍ×０．５ｍｍサイズ、０．６ｍｍ×０．３ｍｍサイズ、０．４ｍｍ×０．２ｍｍサイズの積層セラミックコンデンサを設計する際にも、構造欠陥を生じさせることなく多層化することができ、等価直列抵抗の低減及び静電容量のバラツキの抑制が可能となる。また、温度特性が−１０００ｐｐｍ／℃より負である用途がある場合には、Ｍｇ２ＳｉＯ４に対するＳｒＴｉＯ３の添加量ａを、本発明の範囲である０．４より大きくにすることによって、これを達成することができる。
本発明は、温度補償用の低容量積層セラミックコンデンサ等の積層型電子部品に好適に利用することができる。
１ 積層セラミックコンデンサ
２ 誘電体セラミック層
３Ａ、３Ｂ 第１、第２内部電極
５Ａ、５Ｂ 第１、第２外部電極
２ 誘電体セラミック層
３Ａ、３Ｂ 第１、第２内部電極
５Ａ、５Ｂ 第１、第２外部電極
Claims (2)
- 一般式がＭｇｘＳｉＯ２＋ｘ＋ａＳｒｙＴｉＯ２＋ｙで表される、フォルステライトとチタン酸ストロンチウムの混晶を主成分とする誘電体セラミック組成物であって、上記一般式におけるｘ、ｙ及びａは、それぞれモル比で１．７０≦ｘ≦１．９９、０．９８≦ｙ≦１．０２及び０．０５≦ａ≦０．４０の関係を満足することを特徴とする誘電体セラミック組成物。
- 積層された複数の誘電体セラミック層と、これらの誘電体セラミック層間に配置された内部電極と、これらの内部電極に電気的に接続された外部電極とを備え、上記誘電体セラミック層は、請求項１に記載の誘電体セラミック組成物によって形成されてなることを特徴とする積層型電子部品。
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