JP4992955B2 - 誘電体セラミックおよび積層セラミックコンデンサ - Google Patents
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Description
この発明は、誘電体セラミックおよび積層セラミックコンデンサに関するもので、特に、積層セラミックコンデンサの小型化かつ大容量化を図るのに適した誘電体セラミックおよびこの誘電体セラミックを用いて構成される積層セラミックコンデンサに関するものである。
積層セラミックコンデンサの小型化かつ大容量化の要求を満たす有効な手段の１つとして、積層セラミックコンデンサに備える誘電体セラミック層の薄層化を図ることがある。しかし、誘電体セラミック層の薄層化が進むに従って、誘電体セラミック層に印加される電界強度がより高くなる。そのため、積層セラミックコンデンサにおいて、耐電圧の低下や、高温・高電界の負荷試験に対する信頼性の低下を招くおそれがある。
上述の問題を解決するため、誘電体セラミック層を構成するセラミック粒子の小径化を図ることが有効である。しかしながら、セラミック粒子の小径化は誘電体セラミックの比誘電率の低下を招くという別の問題を引き起こす。
このような状況の下、国際公開第２００６／０１８９２８号パンフレット（特許文献１）には、誘電体セラミック層を薄層化しても、耐電圧および負荷試験に対する信頼性を確保しながら、３０００以上の比誘電率を得ることができる誘電体セラミックが開示されている。
すなわち、特許文献１には、
一般式｛１００（Ｂａ1-x-yＳｒｘＣａｙ）ｍ(Ｔｉ1-zＺｒｚ)Ｏ３＋ａＢａＯ＋ｂＲ２Ｏ３＋ｃＭｇＯ＋ｄＭｎＯ＋ｅＣｕＯ＋ｆＶ２Ｏ５＋ｇＸｕＯｖ（ただし、ＲはＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ及びＹの中から選択された少なくとも１種、ＸｕＯｖは少なくともＳｉを含有した酸化物のグループを示す。）で表され、
０≦ｘ≦０．０５、０≦ｙ≦０．０８、０≦ｚ≦０．０５、
０．９９０≦ｍ、１００．２≦（１００ｍ＋ａ）≦１０２、
０．０５≦ｂ≦０．５、０．０５≦ｃ≦２、０．０５≦ｄ≦１．３、
０．１≦ｅ≦１．０、０．０２≦ｆ≦０．１５、０．２≦ｇ≦２
である、誘電体セラミックが開示されている。
一般式｛１００（Ｂａ1-x-yＳｒｘＣａｙ）ｍ(Ｔｉ1-zＺｒｚ)Ｏ３＋ａＢａＯ＋ｂＲ２Ｏ３＋ｃＭｇＯ＋ｄＭｎＯ＋ｅＣｕＯ＋ｆＶ２Ｏ５＋ｇＸｕＯｖ（ただし、ＲはＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ及びＹの中から選択された少なくとも１種、ＸｕＯｖは少なくともＳｉを含有した酸化物のグループを示す。）で表され、
０≦ｘ≦０．０５、０≦ｙ≦０．０８、０≦ｚ≦０．０５、
０．９９０≦ｍ、１００．２≦（１００ｍ＋ａ）≦１０２、
０．０５≦ｂ≦０．５、０．０５≦ｃ≦２、０．０５≦ｄ≦１．３、
０．１≦ｅ≦１．０、０．０２≦ｆ≦０．１５、０．２≦ｇ≦２
である、誘電体セラミックが開示されている。
上記組成の誘電体セラミックの特徴の１つとして、１００（Ｂａ,Ｓｒ,Ｃａ）ｍ(Ｔｉ,Ｚｒ)Ｏ３に対して、Ｒの含有量ｂが、Ｒ２Ｏ３換算で０．０５〜０．５というように比較的少ないことがある。また、特許文献１の実施例の説明では、上記組成の誘電体セラミックから得られる焼結体には、焼成による粒成長がほとんど見られず、セラミック焼結体の平均粒径は、セラミック原料の主成分の平均粒径とほぼ同一であることが確認された旨記載されている。
しかしながら、特許文献１に記載の誘電体セラミックをもって構成された積層セラミックコンデンサは、温度変化や機械的衝撃に対する信頼性が低く、そのため、破損やクラックが発生しやすく、耐電圧不良や絶縁抵抗の低下に至るという問題を抱えていた。したがって、積層セラミックコンデンサを所望の基板へ実装する際、不良が発生して、歩留まりを低下させることがあった。また、積層セラミックコンデンサに対して、たとえば車載用途の場合のように、特に厳しい環境が課される場合には、そのような環境に十分に対応できないこともあった。
そこで、この発明の目的は、誘電体セラミック層の薄層化が進んでも、高い信頼性を確保できる誘電体セラミックおよびこの誘電体セラミックを用いて構成される積層セラミックコンデンサを提供しようとすることである。
この発明に係る誘電体セラミックは、上述した技術的課題を解決するため、
（Ｂａ１−ｘＣａｘ）ＴｉＯ３（ただし、０．０４５≦ｘ≦０．１５）を主成分とし、かつＲｅ２Ｏ３（ただし、Ｒｅは、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、ＹｂおよびＹから選ばれる少なくとも１種）、ＭｇＯ、ＭｎＯ、Ｖ２Ｏ５およびＳｉＯ２を副成分とし、
一般式：１００（Ｂａ１−ｘＣａｘ）ＴｉＯ３＋ａＲｅ２Ｏ３＋ｂＭｇＯ＋ｃＭｎＯ＋ｄＶ２Ｏ５＋ｅＳｉＯ２で表わされ、
０．６５≦ａ≦１．５、
０．１５≦ｂ≦２．０、
０．４≦ｃ≦１．５、
０．０２≦ｄ≦０．２５、および
０．２≦ｅ≦３．０
の各条件を満足することを特徴としている。
（Ｂａ１−ｘＣａｘ）ＴｉＯ３（ただし、０．０４５≦ｘ≦０．１５）を主成分とし、かつＲｅ２Ｏ３（ただし、Ｒｅは、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、ＹｂおよびＹから選ばれる少なくとも１種）、ＭｇＯ、ＭｎＯ、Ｖ２Ｏ５およびＳｉＯ２を副成分とし、
一般式：１００（Ｂａ１−ｘＣａｘ）ＴｉＯ３＋ａＲｅ２Ｏ３＋ｂＭｇＯ＋ｃＭｎＯ＋ｄＶ２Ｏ５＋ｅＳｉＯ２で表わされ、
０．６５≦ａ≦１．５、
０．１５≦ｂ≦２．０、
０．４≦ｃ≦１．５、
０．０２≦ｄ≦０．２５、および
０．２≦ｅ≦３．０
の各条件を満足することを特徴としている。
この発明に係る誘電体セラミックにおいて、ＳｉＯ２／ＭｇＯの組成比ｅ／ｂは０．５以上かつ５．０以下であることが好ましい。
この発明は、また、積層された複数の誘電体セラミック層、および誘電体セラミック層間の特定の界面に沿って形成された複数の内部電極をもって構成される、コンデンサ本体と、コンデンサ本体の外表面上の互いに異なる位置に形成され、かつ内部電極の特定のものに電気的に接続される、複数の外部電極とを備える、積層セラミックコンデンサにも向けられる。
この発明に係る積層セラミックコンデンサは、誘電体セラミック層が、上述した本発明に係る誘電体セラミックからなることを特徴としている。
この発明に係る誘電体セラミックによれば、温度変化や機械的衝撃に対して、クラックが発生したり、絶縁抵抗の低下を招いたりするといった問題が生じにくく、高信頼性を確保することができる。このような効果がもたらされる理由は、次のように推測される。
この発明に係る誘電体セラミックでは、副成分が主成分粒子内へ拡散しやすい。他方、コアシェル構造では、コア部とシェル部とで線膨脹係数が異なるため、誘電体セラミック内に残留応力が溜まりやすい。この発明に係る誘電体セラミックによれば、コアシェル構造に頼ることなく、副成分を主成分粒子内に拡散させ、より均一な構造にすることによって、残留応力を低減させることができるので、まず、温度変化に対してクラックの発生を抑制できたものと推測される。
また、Ｒｅ（希土類元素）が主成分である（Ｂａ，Ｃａ）ＴｉＯ３結晶粒子に固溶することにより、主成分結晶粒子の格子定数が小さくなり、原子の変位が起こりにくくなる。そのため、誘電体セラミックの機械的強度が向上し、その結果、温度サイクル試験およびおもり落下試験に対し高信頼性を確保することができたものと推測される。
また、この発明に係る誘電体セラミックによる上記の作用効果は、誘電率および高温負荷寿命特性を犠牲にすることはない。
この発明に係る誘電体セラミックにおいて、ＳｉＯ２／ＭｇＯの組成比ｅ／ｂが０．５以上かつ５．０以下に選ばれると、機械的衝撃付与時のクラック発生率をより低下させることができる。このような機械的強度の向上は、セラミックの緻密化と粒成長のタイミングが適正化され、誘電体セラミック内のポアの撲滅、粒径ばらつきの抑制により、安定な構造体が得られることによるものと推測される。
図１を参照して、まず、この発明に係る誘電体セラミックが適用される積層セラミックコンデンサ１について説明する。
積層セラミックコンデンサ１は、積層された複数の誘電体セラミック層２と誘電体セラミック層２間の特定の界面に沿って形成される複数の内部電極３および４とをもって構成される、コンデンサ本体５を備えている。内部電極３および４は、たとえばＮｉを主成分としている。
コンデンサ本体５の外表面上の互いに異なる位置には、第１および第２の外部電極６および７が形成される。外部電極６および７は、たとえばＡｇまたはＣｕを主成分としている。図示しないが、外部電極６および７上に、必要に応じて、めっき膜が形成される。めっき膜は、たとえば、Ｎｉめっき膜およびその上に形成されるＳｎめっき膜から構成される。
図１に示した積層セラミックコンデンサ１では、第１および第２の外部電極６および７は、コンデンサ本体５の互いに対向する各端面上に形成される。内部電極３および４は、第１の外部電極６に電気的に接続される複数の第１の内部電極３と第２の外部電極７に電気的に接続される複数の第２の内部電極４とがあり、これら第１および第２の内部電極３および４は、積層方向に関して交互に配置されている。
なお、積層セラミックコンデンサ１は、２個の外部電極６および７を備える２端子型のものであっても、多数の外部電極を備える多端子型のものであってもよい。
このような積層セラミックコンデンサ１において、誘電体セラミック層２は、（Ｂａ１−ｘＣａｘ）ＴｉＯ３（ただし、０．０４５≦ｘ≦０．１５）を主成分とし、かつＲｅ２Ｏ３（ただし、Ｒｅは、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、ＹｂおよびＹから選ばれる少なくとも１種）、ＭｇＯ、ＭｎＯ、Ｖ２Ｏ５およびＳｉＯ２を副成分とする、誘電体セラミックから構成される。
この誘電体セラミックは、一般式：１００（Ｂａ１−ｘＣａｘ）ＴｉＯ３＋ａＲｅ２Ｏ３＋ｂＭｇＯ＋ｃＭｎＯ＋ｄＶ２Ｏ５＋ｅＳｉＯ２で表わされる組成を有する。ただし、上記一般式において、
０．６５≦ａ≦１．５、
０．１５≦ｂ≦２．０、
０．４≦ｃ≦１．５、
０．０２≦ｄ≦０．２５、および
０．２≦ｅ≦３．０
の各条件を満足する。
０．６５≦ａ≦１．５、
０．１５≦ｂ≦２．０、
０．４≦ｃ≦１．５、
０．０２≦ｄ≦０．２５、および
０．２≦ｅ≦３．０
の各条件を満足する。
上記の誘電体セラミックをもって誘電体セラミック層２を構成すれば、後述する実験例によって明らかになるように、積層セラミックコンデンサ１において、誘電率および高温負荷寿命特性を犠牲にすることなく、温度変化や機械的衝撃に対して高信頼性を確保することができる。
この発明に係る誘電体セラミックによる上記の作用効果は、コアシェル構造によるものではない。コアシェル構造では、コア部とシェル部とで線膨脹係数が異なるため、誘電体セラミック内に残留応力が溜まりやすいが、この発明に係る誘電体セラミックによれば、副成分を主成分粒子内に拡散させ、より均一な構造にすることができ、その結果、残留応力を低減させることができる。このことは、温度変化に対する信頼性の向上につながる。
この発明に係る誘電体セラミックにおいて、ＳｉＯ２／ＭｇＯの組成比ｅ／ｂが０．５以上かつ５．０以下に選ばれると、後述する実験例からわかるように、おもり落下試験のような機械的衝撃付与時のクラック発生率をより低下させることができる。
この発明に係る誘電体セラミックの主成分（Ｂａ１−ｘＣａｘ）ＴｉＯ３における（Ｂａ，Ｃａ）／Ｔｉ比は、好ましくは、０．９８〜１．０５程度であるが、この発明の目的を損なわない範囲で適宜調整することができる。なお、後述する実験例は、（Ｂａ，Ｃａ）／Ｔｉ比が１となる試料を作製した場合についてのものであるが、当該比が０．９８〜１．０５の範囲で変化させた場合でも、実質的に同様の結果が得られることが確認されている。
なお、積層セラミックコンデンサ１の製造過程において、ＺｒＯ２などの不純物が誘電体セラミック中に混入することもあり得るが、このような不純物は、通常、積層セラミックコンデンサ１の特性に実質的な影響を及ぼすものではない。
誘電体セラミックのための原料を作製するにあたっては、まず、（Ｂａ，Ｃａ）ＴｉＯ３系の主成分粉末が作製される。そのため、たとえば、主成分の構成元素を含む酸化物、炭酸物、塩化物、金属有機化合物などの化合物粉末が所定の割合で混合され、熱処理される、といった固相合成法が適用される。なお、固相合成法に代えて、水熱合成法、加水分解法などが適用されてもよい。
他方、副成分としてのＲｅ、Ｍｇ、Ｍｎ、ＶおよびＳｉの各々を含む酸化物、炭酸物、塩化物、金属有機化合物などの化合物粉末が用意される。そして、これら副成分粉末が、所定の割合で、上記主成分粉末と混合されることによって、誘電体セラミックのための原料粉末が得られる。
積層セラミックコンデンサ１を製造するため、上記のようにして得られた誘電体セラミック原料粉末を用いてセラミックスラリーを作製し、このセラミックスラリーからセラミックグリーンシートを成形し、これら複数枚のセラミックグリーンシートを積層することによって、コンデンサ本体５となるべき生の積層体を得、この生の積層体を焼成する工程が実施される。この生の積層体を焼成する工程において、上述のように配合された誘電体セラミック原料粉末が焼成され、焼結した誘電体セラミックからなる誘電体セラミック層２が得られる。
以下に、この発明に基づいて実施した実験例について説明する。
［実験例１］
主成分粉末を作製するにあたり、ＢａＣＯ３、ＣａＣＯ３およびＴｉＯ２の各粉末を準備し、これらを所定量ずつ秤量した後、純水および分散剤を加え、さらに、強制循環型の湿式粉砕機（ＰＳＺメディアを使用）を用いながら、粉砕および解砕処理を行なった。処理後のスラリーをオーブンで乾燥した後、９５０℃以上の温度で熱処理を行ない、平均粒径が０．１５〜０．２５μｍの（Ｂａ，Ｃａ）ＴｉＯ３系の主成分粉末を得た。
主成分粉末を作製するにあたり、ＢａＣＯ３、ＣａＣＯ３およびＴｉＯ２の各粉末を準備し、これらを所定量ずつ秤量した後、純水および分散剤を加え、さらに、強制循環型の湿式粉砕機（ＰＳＺメディアを使用）を用いながら、粉砕および解砕処理を行なった。処理後のスラリーをオーブンで乾燥した後、９５０℃以上の温度で熱処理を行ない、平均粒径が０．１５〜０．２５μｍの（Ｂａ，Ｃａ）ＴｉＯ３系の主成分粉末を得た。
続いて、誘電体原料粉末を作製するにあたり、上記主成分粉末に加え、Ｒｅ２Ｏ３、ＭｇＣＯ３、ＭｎＣＯ３、Ｖ２Ｏ５、ＳｉＯ２の各粉末を準備し、これらを所定量ずつ秤量した後、純水および分散剤を加え、さらに、強制循環型の湿式粉砕機（ＰＳＺメディアを使用）を用いながら、粉砕および解砕処理を行なった。次いで、処理後のスラリーをオーブンで乾燥させ、誘電体原料粉末を得た。
ここで、得られた各試料に係る誘電体原料粉末は、一般式：
１００（Ｂａ１−ｘＣａｘ）ＴｉＯ３＋ａＲｅ２Ｏ３＋ｂＭｇＯ＋ｃＭｎＯ＋ｄＶ２Ｏ５＋ｅＳｉＯ２
で表わされる組成を有するものであるが、Ｃａ量ｘ、Ｒｅ種およびＲｅ量ａ、Ｍｇ量ｂ、Ｍｎ量ｃ、Ｖ量ｄ、Ｓｉ量ｅ、ならびにｅ／ｂは、表１に示すとおりとした。
１００（Ｂａ１−ｘＣａｘ）ＴｉＯ３＋ａＲｅ２Ｏ３＋ｂＭｇＯ＋ｃＭｎＯ＋ｄＶ２Ｏ５＋ｅＳｉＯ２
で表わされる組成を有するものであるが、Ｃａ量ｘ、Ｒｅ種およびＲｅ量ａ、Ｍｇ量ｂ、Ｍｎ量ｃ、Ｖ量ｄ、Ｓｉ量ｅ、ならびにｅ／ｂは、表１に示すとおりとした。
次に、上記誘電体原料粉末に、ポリビニルブチラール系バインダおよび有機溶剤としてのエタノールを加え、これらをボールミルにより湿式混合し、セラミックスラリーを作製した。
次いで、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、矩形のセラミックグリーンシートを得た。
次に、上記セラミックグリーンシート上に、Ｎｉを含有する導電性ペーストをスクリーン印刷し、内部電極となるべき導電性ペースト膜を形成した。
次に、導電性ペースト膜が形成されたセラミックグリーンシートを、導電ペースト膜の引き出されている側が互い違いになるように１００枚積層し、コンデンサ本体となるべき生の積層体を得た。
次に、この積層体を、Ｎ２雰囲気中にて、２５０℃の温度に加熱し、脱バインダ処理を行ない、次いで、Ｈ２−Ｎ２−Ｈ２Ｏガスからなる還元性雰囲気中において、トップ温度１１５０〜１２００℃、酸素分圧１０−9〜１０−10ＭＰａの条件下で焼成し、焼結したコンデンサ本体を得た。
次に、上記コンデンサ本体の両端面に、Ｂ２Ｏ３−Ｌｉ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＢａＯ系ガラスフリットを含有するＣｕペーストを塗布し、Ｎ２雰囲気中において、８５０℃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、最後に、ＮｉめっきおよびＳｎめっきを行ない、各試料に係る積層セラミックコンデンサを得た。
こ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１．２ｍｍ、長さ２．０ｍｍ、厚さ１．１ｍｍであり、コンデンサの内部電極に挟まれた誘電体セラミック層の厚みは１．０μｍであった。また、焼結した誘電体セラミックの平均粒径は０．２〜０．３５μｍであった。
次に、各試料に係る積層セラミックコンデンサについて、以下のような評価を行なった。
自動ブリッジ式測定器を利用しながら、１ｋＨｚ、０．５Ｖｒｍｓの条件で積層セラミックコンデンサの静電容量を測定し、この静電容量から誘電体セラミックの比誘電率εｒを算出した。その結果が表２の「比誘電率」の欄に示されている。
また、積層セラミックコンデンサの直流電圧に対する耐電圧を評価するため、１００Ｖ／秒の昇圧速度で積層セラミックコンデンサに電圧を印加し、絶縁破壊する電界強度を測定した。その結果が表２の「耐電圧」の欄に示されている。
また、積層セラミックコンデンサの高温負荷寿命を評価するため、エポキシ樹脂基板に実装した積層セラミックコンデンサの試料に対して、温度１２５℃、電圧２５Ｖ（電界強度２５ｋＶ／ｍｍ）の条件で高温負荷試験を行ない、１０００時間経過後に絶縁抵抗が２００ｋΩを下回っているもの不良とみなし、試料１００個に対する不良数を求めた。その結果が表２の「高温負荷寿命不良数」の欄に示されている。
また、積層セラミックコンデンサの温度変化に対する信頼性を評価するため、エポキシ樹脂基板に実装した積層セラミックコンデンサの試料に対し、まず、前処理として１５０℃の温度で１時間放置し、次いで、常温にて２４時間放置した。次に、（１）１０℃／秒の降温速度で−５５℃の温度にまで冷却し、同温度で３０分間保持し、（２）その後、１０℃／秒の昇温速度で１５０℃の温度にまで加熱し、同温度で３０分間保持するサイクルを２００サイクル繰り返した。その後、外観および超音波探傷法によるクラック（または欠陥）の有無を評価し、クラックが確認されたものを不良とみなし、試料１００個に対する不良数を求めるとともに、耐電圧測定を実施した。それらの結果が表２の「温度サイクル試験」における「不良数」および「耐電圧」の各欄にそれぞれ示されている。
また、積層セラミックコンデンサの機械的衝撃に対する信頼性を評価するため、エポキシ樹脂基板に実装した積層セラミックコンデンサの試料に対し、支持ピッチ３０ｍｍで基板を支持し、ステンレス鋼球からなる質量１０ｇおよび２０ｇの各おもりを１００ｍｍの高さから積層セラミックコンデンサの上に落下させ、外観および超音波探傷法によるクラック（または欠陥）の有無を評価し、クラックが確認されたものを不良とみなし、試料１００個に対する不良数を求めた。その結果が表２の「おもり落下試験不良数」の欄に示されている。なお、「おもり１０ｇ」は１０ｇのおもりを落下させた場合、「おもり２０ｇ」は２０ｇのおもりを落下させた場合の「おもり落下試験不良数」である。
表１および表２において、試料４０〜５４は、この発明の範囲外の比較例である。なお、表１において、比較例となる試料４０〜５４については、この発明の範囲外の原因となる数値に＊を付している。
また、表２に示した各評価項目についての合否判定基準を次のとおりとした。
「比誘電率」については、３０００以上を合格とした。
「耐電圧」については、１００ｋＶ／ｍｍ以上を合格とした。
「高温負荷寿命不良数」については、０／１００のときを合格とした。
「温度サイクル試験」における「不良数」については、０／１００のときを合格とした。
「おもり落下試験不良数」については、「おもり１０ｇ」で０／１００のときを合格とし、さらに「おもり２０ｇ」で０／１００を満足したときをより高レベルの合格とした。
表１および表２を参照して、まず、比較例となる試料４０〜５４について考察する。
試料４０では、Ｃａ量ｘが０．０４５より少ないため、高温負荷寿命に対する信頼性が低く、また、温度サイクル試験でも不良が発生した。なお、おもり落下試験においては、「おもり１０ｇ」では不良が生じなかったが、「おもり２０ｇ」で不良が発生した。
試料４１では、Ｃａ量ｘが０．１５より多いため、比誘電率が３０００を下回った。
試料４２〜４４では、Ｒｅ量ａが０．６５より少ないため、温度サイクル試験で不良が発生した。特に、Ｒｅ量ａが０．２と極めて少ない試料４２では、さらに、高温負荷寿命に対する信頼性が低くなり、また、おもり落下試験で不良が生じた。なお、「おもり２０ｇ」のおもり落下試験では、試料４３および４４でも不良が生じた。
試料４５では、Ｒｅ量ａが１．５より多いため、比誘電率が３０００を下回った。
試料４６では、Ｍｇ量ｂが０．１５より少ないため、高温負荷寿命に対する信頼性が低く、温度サイクル試験およびおもり落下試験でも不良が発生した。
試料４７では、Ｍｇ量ｂが２．０より多いため、比誘電率が３０００を下回り、おもり落下試験においても不良が発生した。
試料４８および４９では、Ｍｎ量ｃが０．４より少ないため、高温負荷寿命に対する信頼性が低かった。
試料５０では、Ｍｎ量ｃが１．５より多いため、比誘電率が３０００を下回り、温度サイクル試験においても不良が発生した。
試料５１では、Ｖ量ｄが０．０２より少ないため、耐電圧および高温負荷寿命に対する信頼性が低く、温度サイクル試験においても不良が発生した。また、「おもり２０ｇ」のおもり落下試験では不良が発生した。
試料５２では、Ｖ量ｄが０．２５より多いため、高温負荷寿命に対する信頼性が低く、温度サイクル試験で不良が発生した。
試料５３では、Ｓｉ量ｅが０．２より少ないため、高温負荷寿命に対する信頼性が低く、おもり落下試験においても不良が発生した。
試料５４では、Ｓｉ量ｅが３．０より多いため、おもり落下試験で不良が発生した。
これらに対し、この発明の範囲内にある試料１〜３９では、比誘電率、耐電圧、高温負荷寿命、温度サイクル試験およびおもり落下試験において、良好な結果を示した。
なお、この発明の範囲内にある試料であるが、試料１９、２０および３４では、「おもり２０ｇ」のおもり落下試験において不良が発生した。これは、試料１９および２０では、ｅ／ｂが他の試料に比べて大きく、試料３４では、ｅ／ｂが他の試料に比べて小さいことから、ＳｉＯ２量とＭｇＯ量の比ｅ／ｂが関係するものと考えられる。そこで、ｅ／ｂについての好ましい範囲を求めるため、以下の実験例２を実施した。
［実験例２］
実験例２では、表３に示すように、Ｃａ量ｘ、Ｒｅ種およびＲｅ量ａ、Ｍｇ量ｂ、Ｍｎ量ｃ、Ｖ量ｄならびにＳｉ量ｅについては、この発明の範囲内にあるが、上述のＳｉＯ２量とＭｇＯ量の比ｅ／ｂを種々に変更した試料を、実験例１の場合と同様の要領で作製した。
実験例２では、表３に示すように、Ｃａ量ｘ、Ｒｅ種およびＲｅ量ａ、Ｍｇ量ｂ、Ｍｎ量ｃ、Ｖ量ｄならびにＳｉ量ｅについては、この発明の範囲内にあるが、上述のＳｉＯ２量とＭｇＯ量の比ｅ／ｂを種々に変更した試料を、実験例１の場合と同様の要領で作製した。
表３において、試料６１〜６６では、ｅ／ｂが０．５〜５．０の範囲内にあり、試料６７〜７１では、ｅ／ｂが０．５〜５．０の範囲から外れている。
次に、各試料に係る積層セラミックコンデンサについて、実験例１の場合と同様の要領で評価を行なった。その結果が表４に示されている。
表３および表４を参照して、ｅ／ｂが０．５〜５．０の範囲から外れた試料６７〜７１では、「おもり２０ｇ」のおもり落下試験において不良が発生した。他方、ｅ／ｂが０．５〜５．０の範囲内にある試料６１〜６６では、「おもり２０ｇ」のおもり落下試験においても不良が発生しなかった。このことから、ｅ／ｂは、０．５〜５．０の範囲内にあることが好ましいことがわかる。
１ 積層セラミックコンデンサ
２ 誘電体セラミック層
３，４ 内部電極
５ コンデンサ本体
６，７ 外部電極
２ 誘電体セラミック層
３，４ 内部電極
５ コンデンサ本体
６，７ 外部電極
Claims (3)
- （Ｂａ１−ｘＣａｘ）ＴｉＯ３（ただし、０．０４５≦ｘ≦０．１５）を主成分とし、かつＲｅ２Ｏ３（ただし、Ｒｅは、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、ＹｂおよびＹから選ばれる少なくとも１種）、ＭｇＯ、ＭｎＯ、Ｖ２Ｏ５およびＳｉＯ２を副成分とし、
一般式：１００（Ｂａ１−ｘＣａｘ）ＴｉＯ３＋ａＲｅ２Ｏ３＋ｂＭｇＯ＋ｃＭｎＯ＋ｄＶ２Ｏ５＋ｅＳｉＯ２で表わされ、
０．６５≦ａ≦１．５、
０．１５≦ｂ≦２．０、
０．４≦ｃ≦１．５、
０．０２≦ｄ≦０．２５、および
０．２≦ｅ≦３．０
の各条件を満足する、
誘電体セラミック。 - ＳｉＯ２／ＭｇＯの組成比ｅ／ｂが０．５以上かつ５．０以下である、請求項１に記載の誘電体セラミック。
- 積層された複数の誘電体セラミック層、および前記誘電体セラミック層間の特定の界面に沿って形成された複数の内部電極をもって構成される、コンデンサ本体と、
前記コンデンサ本体の外表面上の互いに異なる位置に形成され、かつ前記内部電極の特定のものに電気的に接続される、複数の外部電極と
を備え、
前記誘電体セラミック層は、請求項１または２に記載の誘電体セラミックからなる、
積層セラミックコンデンサ。
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