JP6533429B2 - 積層セラミックコンデンサ - Google Patents
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Description
積層セラミックコンデンサ1は、規格で定められたチップ寸法及び形状(例えば1.0×0.5×0.5mmの直方体)を有する、セラミック粒子の焼結体であるセラミック焼結体10と、セラミック焼結体10の両側に形成される一対の外部電極20とから概ね構成される。セラミック焼結体10は、BaTiO3を含む粒子結晶を主成分とし、内部に内部電極層13が誘電体層12を介して交互に積層されてなる積層体11と、積層方向上下の最外層として形成されるカバー層15とを有している。さらに、図示されないが、積層体11(の内部電極層13)が外部に露出しないようにこれをカバーするサイドマージンが存在する。
以下、以上説明した本発明の積層セラミックコンデンサの製造方法について説明する。
まず、誘電体層を形成するための原料粉末を用意する。原料粉末としては、セラミック焼結体を形成するBaTiO3の粉末を使用することができる。
イオン交換水に分散剤を添加した水溶液に、BaCO3(比表面積30m2/g)及びTiO2(比表面積50m2/g)をBa/Tiモル比=1となるよう加えてスラリーとし、ビーズミルを使用して混合・分散した。前記スラリーを乾燥し水を除去して、935℃で仮焼を行い、SEM写真から求めた平均粒子径が100nmのBaTiO3を合成した。
MoO3=0.1mol(換算値)とし、(Ho2O3)/2=1.0mol(換算値)とした以外は、実施例1と同様に積層セラミックコンデンサを作製した。その結果、Moの平均価数は4.20であった。積層セラミックコンデンサの高温加速寿命試験の結果は120分となり、DCバイアス特性の測定結果は−50%であった。
(Ho2O3)/2=1.0mol(換算値)とした以外は、実施例1と同様に積層セラミックコンデンサを作製した。その結果、Moの平均価数は4.22であった。積層セラミックコンデンサの高温加速寿命試験の結果は775分となり、DCバイアス特性の測定結果は−50%であった。
MnCO3=0.03mol(換算値)とした以外は、実施例3と同様に積層セラミックコンデンサを作製した。その結果、Moの平均価数は4.21であった。積層セラミックコンデンサの高温加速寿命試験の結果は680分となり、DCバイアス特性の測定結果は−48%であった。
(Ho2O3)/2=0.5mol(換算値)とした以外は、実施例4と同様に積層セラミックコンデンサを作製した。その結果、Moの平均価数は4.18であった。積層セラミックコンデンサの高温加速寿命試験の結果は105分となり、DCバイアス特性の測定結果は−47%であった。
MnCO3=0.01mol(換算値)とし、(Ho2O3)/2=1.8mol(換算値)とした以外は、実施例1と同様に積層セラミックコンデンサを作製した。その結果、Moの平均価数は4.20であった。積層セラミックコンデンサの高温加速寿命試験の結果は1530分となり、DCバイアス特性の測定結果は−47%であった。
MnCO3=0.2mol(換算値)とし、(Ho2O3)/2=0.1mol(換算値)とした以外は、実施例1と同様に積層セラミックコンデンサを作製した。その結果、Moの平均価数は4.30であった。積層セラミックコンデンサの高温加速寿命試験の結果は103分となり、DCバイアス特性の測定結果は−54%であった。
MoO3=0.3mol(換算値)とした以外は、実施例3と同様に積層セラミックコンデンサを作製した。その結果、Moの平均価数は4.50であった。積層セラミックコンデンサの高温加速寿命試験の結果は990分となり、DCバイアス特性の測定結果は−52%であった。
(Ho2O3)/2の代わりに、(Dy2O3)/2を使用した以外は、実施例3と同様に積層セラミックコンデンサを作製した。その結果、Moの平均価数は4.30であった。積層セラミックコンデンサの高温加速寿命試験の結果は220分となり、DCバイアス特性の測定結果は−50%であった。
(Ho2O3)/2の代わりに、(Gd2O3)/2を使用した以外は、実施例3と同様に積層セラミックコンデンサを作製した。その結果、Moの平均価数は4.40であった。積層セラミックコンデンサの高温加速寿命試験の結果は350分となり、DCバイアス特性の測定結果は−51%であった。
(Ho2O3)/2の代わりに、(Y2O3)/2を使用した以外は、実施例3と同様に積層セラミックコンデンサを作製した。その結果、Moの平均価数は4.40であった。積層セラミックコンデンサの高温加速寿命試験の結果は180分となり、DCバイアス特性の測定結果は−51%であった。
(Ho2O3)/2の代わりに、(Dy2O3)/2と(Gd2O3)/2とを1:1で混合したものを使用した以外は、実施例3と同様に積層セラミックコンデンサを作製した。その結果、Moの平均価数は4.30であった。積層セラミックコンデンサの高温加速寿命試験の結果は290分となり、DCバイアス特性の測定結果は−50%であった。
(Ho2O3)/2=1.5mol(換算値)とした以外は、実施例3と同様に積層セラミックコンデンサを作製した。その結果、Moの平均価数は4.44であった。積層セラミックコンデンサの高温加速寿命試験の結果は1283分となり、DCバイアス特性の測定結果は−51%であった。
MnCO3=0.20mol(換算値)とした以外は、実施例13と同様に積層セラミックコンデンサを作製した。その結果、Moの平均価数は4.56であった。積層セラミックコンデンサの高温加速寿命試験の結果は880分となり、DCバイアス特性の測定結果は−55%であった。
七モリブデン酸六アンモニウム四水和物をイオン交換水に溶解させ、分散剤を添加した水溶液に、BaCO3(比表面積30m2/g)及びTiO2(比表面積50m2/g)をBa/Tiモル比=1となるよう加えてスラリーとし、ビーズミルを使用して混合・分散した。
MnCO3=0.28mol(換算値)とした以外は、実施例13と同様に積層セラミックコンデンサを作製した。その結果、Moの平均価数は4.58であった。積層セラミックコンデンサの高温加速寿命試験の結果は900分となり、DCバイアス特性の測定結果は−56%であった。
(Ho2O3)/2=1.8mol(換算値)とした以外は、実施例16と同様に積層セラミックコンデンサを作製した。その結果、Moの平均価数は4.60であった。積層セラミックコンデンサの高温加速寿命試験の結果は1010分となり、DCバイアス特性の測定結果は−58%であった。
MnCO3=0.3mol(換算値)とした以外は、実施例3と同様に積層セラミックコンデンサを作製した。その結果、Moの平均価数は4.60であった。積層セラミックコンデンサの高温加速寿命試験の結果は930分となり、DCバイアス特性の測定結果は−56%であった。
実施例16のMnCO3=0.28mol(換算値)のうち、0.14molをMgOに置換した(換算値)以外は、実施例16と同様に積層セラミックコンデンサを作製した。その結果、Moの平均価数は4.57であった。積層セラミックコンデンサの高温加速寿命試験の結果は860分となり、DCバイアス特性の測定結果は−54%であった。
(Ho2O3)/2=1.8molとした(換算値)以外は、実施例13と同様に積層セラミックコンデンサを作製した。その結果、Moの平均価数は4.50であった。積層セラミックコンデンサの高温加速寿命試験の結果は1400分となり、DCバイアス特性の測定結果は−55%であった。
(Ho2O3)/2=0.1mol(換算値)とした以外は、実施例1と同様に積層セラミックコンデンサを作製した。その結果、Moの平均価数は、4.10であった。積層セラミックコンデンサのDCバイアス特性の測定結果は−49%であったが、高温加速寿命試験の結果は98分となり、100分より短くなってしまった。Moの平均価数が、4.18より低くなった事が要因と推察される。
MnCO3=0.01mol(換算値)とした以外は、実施例13と同様に積層セラミックコンデンサを作製した。その結果、Moの平均価数は4.10であった。積層セラミックコンデンサのDCバイアス特性の測定結果は−47%であったが、高温加速寿命試験の結果は95分となり、100分より短くなってしまった。Moの平均価数が、4.18より低くなった事が要因と推察される。
MoO3=0.05mol(換算値)とし、(Ho2O3)/2=1.5mol(換算値)とした以外は、実施例3と同様に積層セラミックコンデンサを作製した。その結果、Moの平均価数は4.10であった。積層セラミックコンデンサのDCバイアス特性の測定結果は−48%であったが、高温加速寿命試験の結果は90分となり、100分より短くなってしまった。Moの平均価数が、4.18より低くなった事が要因と推察される。
MnCO3=0.3mol(換算値)とした以外は、実施例14と同様に積層セラミックコンデンサを作製した。その結果、Moの平均価数は4.70であった。積層セラミックコンデンサの高温加速寿命試験の結果は913分であった。しかし、DCバイアス特性の測定結果は−65%となり、目標値−60%より悪化した。Moの平均価数が4.60より高くなったことが要因と考えられる。
(Ho2O3)/2=2.0mol(換算値)とした以外は、実施例13と同様に積層セラミックコンデンサを作製した。その結果、HoとSiを含む析出物が生成し、積層セラミックコンデンサの絶縁性が悪化した。
MoO3=0.4mol(換算値)とした以外は、実施例13と同様に積層セラミックコンデンサを作製した。その結果、Moの平均価数は4.70であった。積層セラミックコンデンサの高温加速寿命試験の結果は980分であった。DCバイアス特性の測定結果は−62%となり、目標値−60%より悪化した。Moの平均価数が4.60より高くなったことが要因と考えられる。
焼成後の誘電体層の厚さを0.6μm、内部電極層の厚さを0.7μmとした以外は実施例5と同様に積層セラミックコンデンサを作製した。その結果、Moの平均価数は4.18であった。積層セラミックコンデンサの高温加速寿命試験(105℃、30V/μm直流電界下にて絶縁抵抗率(ρ)が1×1010Ωcmになるまでの時間)の結果は103分となり、DCバイアス特性の測定結果は−50%であった。
焼成後の誘電体層の厚さを0.4μm、内部電極層の厚さを0.5μmとした以外は実施例5と同様に積層セラミックコンデンサを作製した。その結果、Moの平均価数は4.18であった。積層セラミックコンデンサの高温加速寿命試験(105℃、12V/μm直流電界下にて絶縁抵抗率(ρ)が1×1010Ωcmになるまでの時間)の結果は101分となり、DCバイアス特性の測定結果は−53%であった。
焼成後の誘電体層の厚さを1.0μm、内部電極層の厚さを0.9μmとした以外は実施例5と同様に積層セラミックコンデンサを作製した。その結果、Moの平均価数は4.18であった。積層セラミックコンデンサの高温加速寿命試験(105℃、50V/μm直流電界下にて絶縁抵抗率(ρ)が1×1010Ωcmになるまでの時間)の結果は120分となり、DCバイアス特性の測定結果は−45%であった。
焼成後の誘電体層の厚さを0.6μm、内部電極層の厚さを0.7μmとした以外は実施例17と同様に積層セラミックコンデンサを作製した。その結果、Moの平均価数は4.60であった。積層セラミックコンデンサの高温加速寿命試験(105℃、30V/μm直流電界下にて絶縁抵抗率(ρ)が1×1010Ωcmになるまでの時間)の結果は990分となり、DCバイアス特性の測定結果は−58%であった。
焼成後の誘電体層の厚さを0.4μm、内部電極層の厚さを0.5μmとした以外は実施例17と同様に積層セラミックコンデンサを作製した。その結果、Moの平均価数は4.60であった。積層セラミックコンデンサの高温加速寿命試験(105℃、12V/μm直流電界下にて絶縁抵抗率(ρ)が1×1010Ωcmになるまでの時間)の結果は920分となり、DCバイアス特性の測定結果は−59%であった。
焼成後の誘電体層の厚さを1.0μm、内部電極層の厚さを0.9μmとした以外は実施例17と同様に積層セラミックコンデンサを作製した。その結果、Moの平均価数は4.60であった。積層セラミックコンデンサの高温加速寿命試験(105℃、50V/μm直流電界下にて絶縁抵抗率(ρ)が1×1010Ωcmになるまでの時間)の結果は1020分となり、DCバイアス特性の測定結果は−55%であった。
焼成後の誘電体層の厚さを0.6μm、内部電極層の厚さを0.7μmとした以外は比較例2と同様に積層セラミックコンデンサを作製した。その結果、Moの平均価数は4.10であった。積層セラミックコンデンサの高温加速寿命試験(105℃、30V/μm直流電界下にて絶縁抵抗率(ρ)が1×1010Ωcmになるまでの時間)の結果は88分となり、DCバイアス特性の測定結果は−52%であった。
焼成後の誘電体層の厚さを0.4μm、内部電極層の厚さを0.5μmとした以外は比較例2と同様に積層セラミックコンデンサを作製した。その結果、Moの平均価数は4.10であった。積層セラミックコンデンサの高温加速寿命試験(105℃、12V/μm直流電界下にて絶縁抵抗率(ρ)が1×1010Ωcmになるまでの時間)の結果は81分となり、DCバイアス特性の測定結果は−54%であった。
焼成後の誘電体層の厚さを1.0μm、内部電極層の厚さを0.9μmとした以外は比較例2と同様に積層セラミックコンデンサを作製した。その結果、Moの平均価数は4.10であった。積層セラミックコンデンサの高温加速寿命試験(105℃、50V/μm直流電界下にて絶縁抵抗率(ρ)が1×1010Ωcmになるまでの時間)の結果は102分となり、DCバイアス特性の測定結果は−48%であった。
焼成後の誘電体層の厚さを0.6μm、内部電極層の厚さを0.7μmとした以外は比較例4と同様に積層セラミックコンデンサを作製した。その結果、Moの平均価数は4.70であった。積層セラミックコンデンサの高温加速寿命試験(105℃、30V/μm直流電界下にて絶縁抵抗率(ρ)が1×1010Ωcmになるまでの時間)の結果は890分となり、DCバイアス特性の測定結果は−67%であった。
焼成後の誘電体層の厚さを0.4μm、内部電極層の厚さを0.5μmとした以外は比較例4と同様に積層セラミックコンデンサを作製した。その結果、Moの平均価数は4.70であった。積層セラミックコンデンサの高温加速寿命試験(105℃、12V/μm直流電界下にて絶縁抵抗率(ρ)が1×1010Ωcmになるまでの時間)の結果は790分となり、DCバイアス特性の測定結果は−69%であった。
焼成後の誘電体層の厚さを1.0μm、内部電極層の厚さを0.9μmとした以外は比較例4と同様に積層セラミックコンデンサを作製した。その結果、Moの平均価数は4.70であった。積層セラミックコンデンサの高温加速寿命試験(105℃、50V/μm直流電界下にて絶縁抵抗率(ρ)が1×1010Ωcmになるまでの時間)の結果は890分となり、DCバイアス特性の測定結果は−60%であった。
10 セラミック焼結体
11 積層体
12 誘電体層
13 内部電極層
15 カバー層
20 外部電極
Claims (4)
- 極性の異なる内部電極層が誘電体層を介して交互に積層されてなる積層体を備える積層セラミックコンデンサであって、
前記誘電体層は、BaTiO3を主成分とするセラミック粒子を含み、
該セラミック粒子は、Moと、Mnと、Mgと、希土類Rとを含み、
前記誘電体層中におけるMnとMgとを合計した量が、BaTiO3100molに対して0.03〜0.28molであり、
前記セラミック粒子中のMoの平均価数が4.18〜4.60である、積層セラミックコンデンサ。 - 前記誘電体層中におけるMoの量が、BaTiO3100molに対して0.1〜0.3molである、請求項1に記載の積層セラミックコンデンサ。
- 前記誘電体層中における希土類Rの量が、BaTiO3100molに対して0.5〜1.8molである、請求項1又は2に記載の積層セラミックコンデンサ。
- 前記誘電体層の厚さが0.8μm以下である、請求項1〜3のいずれかに記載の積層セラミックコンデンサ。
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