JPH03263708A - 非還元性誘電体磁器組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は非還元性誘電体磁器組成物に関し、特にたと
えば積層セラミックコンデンサなどに用いられる非還元
性誘電体磁器組成物に関する。

（従来技術） 積層セラミックコンデンサを製造するには、まず、その
表面に内部電極となる電極材料を塗布したシート状の誘
電体材料が準備される。この誘電体材料としては、たと
えばＢａＴｉＯｓを主成分とする材料などが用いられる
。この電極材料を塗布した誘電体材料を積層して熱圧着
し、一体化したものを自然雰囲気中において１２５０〜
１３５０℃で坑底して、内部電極を有する誘電体磁器が
得られる。そして、この誘電体磁器の端面に、内部電極
と導通する外部電極を焼き付けて、積層セラミックコン
デンサが製造される。

したがって、内部電極の材料としては、次のような条件
を満たす必要がある。

ｆａ）　　誘電体磁器と内部電極とが開時にｔｔｔ威さ
れるので、誘電体磁器が焼成される温度以Ｌσ）融立を
有すること。

ｉｂ＋　　酸化性の高温雰囲気中ｇ＝おい′ζも酸化さ
れず、しかも誘電体と反ｉｂないこと。

このような条（１条溝足°づる電極材料Ｊしζ゛は、ｒ
Ｊ金、金、パラジウムあるいはどれらの合金などのよう
な負金属が用いられ”ていた。

Ｅ２かし７ながら、これもの電極材料は優れた特例を有
する反面、高価であった。そのため、積層セラミックコ
ンデンサにａｊめる電極材料費の割−０一番ま３０〜７
０バーセ：／トにも達し、製造１ストｌ昇させる最大の
要因となっていた。

負金属以外に高融点をも一゛）ものとしてＮｉ、Ｆｅ、
Ｃｏ、Ｗ、Ｍｏなどの卑金属があるが、これらの卑金属
は高温の酸化性雰囲気中では容易に酸化されてしまい、
電極とＬ７でσ）役１１を果たさｔｔ（なっ−こしまう
、モθ）ため、これらの卑金属る６稙層セラＦＱ　７ク
コソ）′ンサσ）内部電極とＬ７で使用するためには、
誘電体磁器とともに中性または還元性雰囲気中で焼成さ
れる必要がある。し、かＬ２ながら、従来の誘電体磁器
利料では、このような還元性雰囲気中で焼成するとＷＬ
、＜還元され−ζし圭い、゛１′１体化し、イ′しまう
という欠点かあ、）六・１゜このような欠点を党服イー
るために、たとえば特公昭５７　４２５８８９公報に示
されるように、チタン酸バリウム固溶体において、バリ
ウムザイト／チタンシイトの比を化学量論比より過剰に
し７た誘電弾材ネ：１が考え出された。ごＱ）ような講
電体拐１・′１を使用することＧ、″よって、還元性雰
囲気中で焼成Ｌ７ても半導体化しない誘電体磁器を得る
ことができ、内部電極−二してＪ゛−ツケル２（どの卑
金属を他用した積層セラ元ツク、“２ンデンザの製造が
可能となった。

（発明が解決しようとする課題） 過年山エレクトｏ−＝、クスの発展に伴い電子一部品の
小型化が急速に進行し５、積層セラ４ツクコンｙンザも
小型化Ｑ）傾向が頴−杵にな、ってきた。禎層セシミソ
クユｊンデンサを小型化する方法とし−ζは、−船的に
誘電体層を菌膜化することがＩＡＩられているが、１０
．ｉＪｍ以Ｆのよ−）な薄膜になると、１・つの層中に
存在イる結晶粒の数が減少し、信頼Ｐ１が低下してしま
う。

それゆえに、この発明のｊ二たる目的は、還元性雰囲気
中で焼成しても半導体化せず、しかもこれを用いること
によって積層セラａソクコンデンザを小型化することが
できる、非還元性誘電、体磁器組成物を堤供することで
ある。

〈課題を解決するための手段） この発明は、その主成分が１３ａ、（：ａ、Ｍｇ。

Ｓｒ、Ｃｅ、ＴｉおよびＺ「の各酸化物からなり、次の
一般式、（Ｉ）　ａ　＋−ｅ　−ａ−＋＋−ｏｓ　ｒ　
ｇ　Ｃａ　ｌＩＭ　ｇｎｃｅｏ）ｑ（Ｔ＋ｉ−、Ｚｒｐ
）Ｏｚで表され、１、　ｍ、　ｎ、　　ｏ、　　ｐおよ
びｑが、０．０５＄ｆｆ＄０．３０．０゜Ｏ０５＄ｒｎ
：＄０．２２．０゜０００５＄ｎ＄０．０５．０．００
０５＄ｏ＄Ｑ。０２、Ｑ＜ｐ≦０．２０．１．００２＄
Ｑ＄１．０３の関係を満足し、前記主成分１００モル％
Ｃご対し２て、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｒ、・Ｃｏの各酸化物を
ＭｎＧｚ　、Ｆｅｗ　Ｇ、、Ｃｒｚ　ｏ、、Ｃｏ０１：
！：表したとき、各酸化物の少なくとも〜ｌｊｉ類が０
．０２〜２．０むル％添加された、非還元性誘電体磁器
組成物である。

（発明ω効鉗） この発明Ｃごよれば、還元性雰囲気中で焼成しても還元
されず、半導体化しない非還元性誘電体磁器組成物を得
るこＬができる。したがっ“ζ、この非還元性誘電体磁
器組成物を用い°（磁器積層コンデン９を製造すれば、
電極材ネ・１とＬ／て卑金属を用いることができ、積屑
セフミック：］ンダンザのコス］ダウンを図ることがで
きる。

また、この非還元性誘電体磁器組成物を用いプ（・磁器
では、従来の誘電体組成物を用いた場合に比べで、モの
結品わを小さり４″ることかできる。しまたが、って、
積層セラらツクコンデ：／すを製造するときに、誘電体
層を薄膜化しても、４従来の積層セラ壽ツクコンデンサ
のよ・うに層中に存在する結晶粒の景が少なくならない
。したがって、信頼性が高く、しかも小型化６Ｊ能な積
層セラミックコンデンサを得ることができる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう
。

（実施例） まず、原料として、純度９９．８％以上のＢａＣ０３、
Ｓ　ｒ　ＣＯｓ　＋　Ｃａ　ＣＯ３１Ｍ　ｇ　ＣＯｓ　
。

ＣｅＯ２、’Ｉ’＋　Ｏｔ、Ｚｒ０ｔ、ＭｎＯ２、Ｆｅ
，ｃｒｏ□、Ｃｏｏを準備した。これらの原料を（Ｂ　
ａ　、ｔ−、−、−０３ｒｇ　Ｃａｎ　Ｍｇｎ　ｃｅｏ
　）ｑ　（Ｔｆ＋−ｐＺｒｐ）Ｏｓの組成式で表され、
１、ｍ、ｎ、Ｏ，ｐ＋　　Ｑが別表に示す割合となるよ
うに配合して、配合原料を得た。この配合原料をボール
旦ルで湿式混合し、粉砕したのち乾燥し、空気中におい
て１１００℃で２時間仮焼して仮焼物を得た。この仮焼
物に有機バインダ、分散剤および消泡剤よりなる混合水
溶液を１５重量％添加し、５０重量％の水とともに、ボ
ールミルで混合、粉砕してスラリーを調整した。

このスラリーをドクターブレードに流して、グリーンシ
ートを底形した。このグリーンシートを積み重ね、熱圧
着後打ち抜いて、直径１０韻、厚さｌ　ａｍの円板を得
た。得られた円板を空気中において５００℃まで加熱し
て有機バインダを燃焼さセタノチ、酸素分圧が３×１０
−１′〜３×１０−１゜ａｉｍのＨｚ　　Ｎｔ−空気ガ
スからなる還元雰囲気炉中において１２５０〜１３５０
℃で２時間焼成し焼結体を得た。得られた焼結体の両主
面に１ｎ−Ｇａ合金を塗布して特性測定用試料とした。

得られた試料について、静電容量（Ｃ）および誘電正接
（ｔａｎδ）を自動ブリフジを用いて１ｋＨｚ、、ＩＶ
、□の条件で測定した。また、絶縁抵抗（Ｒ）は、高絶
縁計によって５００Ｖの直流電圧を２分間印加したのち
の値を測定した。絶縁抵抗は、２５℃および８５℃の値
を測定し、それぞれの抵抗率の対数（ｆｏｇρ）を算出
した。さらに、試料の結晶粒径は、試料表面の電子顕微
鏡観察によって評価した。そして、これらの測定結果を
別表に示した。

次に、各＆１ｌｆｉ、の限定理由について説明する。

（Ｂａｄ−１１−ａｍ−ｎ−ｏＳ　ｒＩＩＣａｅａ　Ｍ
ｇｎ　Ｃｅｏ　）ｑ　（Ｔ　ｒ　ｌ−ｐ　Ｚ　ｒｐ）　
０３において、試料番号１のように、ストロンチウム量
ｌが０．０５未満の場合、磁器の焼結性が悪く、誘電率
が６０００以下と小さくなる。また、試料番号２５のよ
うに、ストロンチウム量ｌが０．３０を超えると、焼結
性が極度に悪くなり好ましくない。

さらに、試料番号２のように、カルシウム１ｍが０．０
０５未満であれば、磁器の焼結性が悪く、誘電率が６０
００以下となり、誘電正接が５．　０％を超える。一方
、試料番号２４のように、カルシウムａｍが０．２２を
超えると、焼結性が極度に悪くなり好ましくない。

また、試料番号３のように、マグネシウム量ｎがｏ、ｏ
ｏｏｓ未満であれば、磁器の焼結性が悪く、誘電率が６
０００以下と小さくなる。一方、試料番号２３のように
、マグネシウム量ｎが０゜０５を超えると、誘電率が１
０００以下と小さくなる。

試料番号４のように、セリウム量０が０．０００５未満
であれば、磁器の結晶粒径が３μｍを超えてしまい、Ｉ
Ｉセラミックコンデンサにした場合、誘電体層を薄膜化
することができず好ましくない。一方、・試料番号２２
のように、セリウム量０が０．０２を超えると、還元性
雰囲気中で坑底したとき磁器が還元され、半導体化して
絶縁抵抗が大幅に低下し好ましくない。

試料番号５のように、ジルコニウム′Ｍｐがｏの場合、
誘電正接が５．０％以上と大きくなる。

方、試料番号２１のように、ジルコニウムＩｐが０．２
０を超えると焼結性が低下し、誘電率が６０００以下、
誘電正接が５．０％以上となって好ましくない。

試料番号６のように、（Ｂ　ａ　Ｉ−、−６−Ｍ−０Ｓ
ｒｇＣａａ　Ｍｇｎ　Ｃｅｏ　）のモル比ｑが１．００
２未満では、還元性雰囲気中で坑底したときに磁器が還
元され、絶縁抵抗が低下してしまう。一方、試料番号２
０のように、モル比ｑが１．０３を超えると、焼結性が
悪くなり好ましくない。

また、試料番号７のように、添加物としてのＭｎ０ｚ　
、Ｆ　ｅｚ　０３　、Ｃｒｔ　０３　、Ｃｏｏの添別置
が０．０２モル％未満の場合、８５℃以上での＄ｉ！！
縁抵抗が小さくなり、高温中における長時間使用の信頼
性が低Ｆする。一方、試料番号１８゜１９のよう番こ、
これらの添加物の量が２．０セル％を超えるよ、誘電正
接が５，０％以にとなっこ好まし７くない。

それに刻して、この発明の非還元性誘電体磁器組成物を
用いれば、還元性雰囲気中で坑底しても還元されず、絶
縁抵抗ω劣化の少ない誘電体磁器を得ることができる。

したがって、山部電極の科料としてニソｂ・ルなどの卑
金属を使用することができ、積層セラミツダニ１ンデン
サのニゴストダウンを図ることができる。

さらに、結晶粒径が３μｎ１以１Ｊと小さく、胱電体順
を薄膜化しでも誘電体層間に結晶粒が多く春作するため
、信頼性の高い誘電体磁器を得るこ２゜ができる。また
、誘電体磁器を薄膜化することができるため、積層セラ
迅ツクコンデンサを小型化することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 その主成分がＢａ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｓｒ，Ｃｅ，Ｔｉおよ
   びＺｒの各酸化物からなり、次の一般式（Ｂａ＿１＿−
   ＿ｌ＿−＿ｍ＿−＿ｎ＿−＿ｏＳｒ＿ｌＣａ＿ｍＭｇ＿
   ｎＣｅ＿ｏ）＿ｑ（Ｔｉ＿１＿−＿ｐＺｒ＿ｐ）Ｏ＿３ で表され、ｌ，ｍ，ｎ，ｏ，ｐおよびｑが、０．０５≦
   ｌ≦０．３０ ０．００５≦ｍ≦０．２２ ０．０００５≦ｎ≦０．０５ ０．０００５≦ｏ≦０．０２ ０＜ｐ≦０．２０ １．００２≦ｑ≦１．０３ の関係を満足し、前記主成分１００モル％に対して、Ｍ
   ｎ，Ｆｅ，Ｃｒ，Ｃｏの各酸化物をＭｎＯ＿２，Ｆｅ＿
   ２Ｏ＿３，Ｃｒ＿２Ｏ＿３，ＣｏＯと表したとき、各酸
   化物の少なくとも一種類が０．０２〜２．０モル％添加
   された、非還元性誘電体磁器組成