JPH06342735A - 積層型セラミックチップコンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 容量の温度特性であるＸ７Ｒ特性を満足する
ことができ、かつ、直流電界下での容量の経時変化が小
さく、絶縁抵抗ＩＲの加速寿命が長く、直流バイアス特
性が良好な積層型セラミックチップコンデンサを提供す
る。 【構成】 ＢａＴｉＯ₃ １００モルに対し、ＭｇＯ：
０．１〜３モル、Ｙ₂Ｏ₃ ：１モル超５モル以下、Ｂａ
Ｏ＋ＣａＯ：２〜１２モル（ＢａＯまたはＣａＯ＝０を
含む）、ＳｉＯ₂ ：２〜１２モルの組成比の誘電体層を
用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、積層型セラミックチッ
プコンデンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】積層型セラミックチップコンデンサは、
小型、大容量、高信頼性の電子部品として広く利用され
ており、１台の電子機器の中で使用される個数も多数に
のぼる。近年、機器の小型・高性能化にともない、積層
型セラミックチップコンデンサに対する更なる小型、大
容量、低価格、高信頼性化への要求はますます厳しくな
っている。

【０００３】積層型セラミックチップコンデンサは通
常、内部電極層用のペーストと誘電体層用のペーストと
をシート法や印刷法等により積層し、一体同時焼成して
製造される。

【０００４】内部電極層の導電材には、一般にＰｄやＰ
ｄ合金が用いられているが、Ｐｄは高価であるため、比
較的安価なＮｉやＮｉ合金等の卑金属が使用されつつあ
る。内部電極層の導電材として卑金属を用いる場合、大
気中で焼成を行なうと内部電極層が酸化してしまうた
め、誘電体層と内部電極層との同時焼成を、還元性雰囲
気中で行なう必要がある。しかし、還元性雰囲気中で焼
成すると、誘電体層が還元され、比抵抗が低くなってし
まうため、非還元性の誘電体材料が提案されている。

【０００５】しかし、非還元性の誘電体材料を用いた積
層型セラミックチップコンデンサは、絶縁抵抗ＩＲの寿
命が短くなり、信頼性が低いという問題がある。

【０００６】また、誘電体を直流電界にさらすと、比誘
電率ε_s が経時的に低下するという問題が生じる。チッ
プコンデンサを小型、大容量化するために誘電体層の厚
みを薄くすると、直流電圧を印加したときの誘電体層に
かかる電界が強くなるため、比誘電率ε_s の経時変化、
すなわち容量の経時変化が著しく大きくなってしまう。

【０００７】さらに、コンデンサには直流バイアス特性
が良好であることも要求される。直流バイアス特性と
は、チップコンデンサに交流電界とこれに重畳する直流
成分とが印加されたときの容量の変化率を表わすもの
で、印加される直流電界が大きくなると、一般に容量の
低下がみられる。この特性が不十分であると、通常の使
用時に直流電界が印加されたとき、容量が著しく低下し
て規格の容量に満たなくなってしまう、という問題が生
じる。

【０００８】ところで、ＥＩＡ規格に定められたＸ７Ｒ
特性と呼ばれる規格では、容量の変化率が、−５５℃か
ら１２５℃の間で±１５％以内（基準温度２５℃）と定
められている。

【０００９】Ｘ７Ｒ特性を満足する誘電体材料として
は、例えば特開昭６１−３６１７０号公報に示されるＢ
ａＴｉＯ₃ ＋ＳｒＴｉＯ₃ ＋ＭｎＯ系の組成が知られて
いる。しかし、このものは、直流電界下における容量の
経時変化が大きく、例えば４０℃で５０V の直流電界を
１０００時間印加すると、容量の変化率が−１０〜−３
０％程度となってしまい、Ｘ７Ｒ特性を満足することが
できなくなる。

【００１０】また、この他、非還元性の誘電体磁器組成
物としては、特開昭５７−７１８６６号公報に開示され
ているＢａＴｉＯ₃ ＋ＭｎＯ＋ＭｇＯ、特開昭６１−２
５０９０５号公報に開示されている（Ｂａ_1-x Ｓｒ_x
Ｏ）_a Ｔｉ_1-y Ｚｒ_y Ｏ₂ ＋α（（１−ｚ）ＭｎＯ＋ｚ
ＣｏＯ）＋β（（１−ｔ）Ａ₂ Ｏ₅ ＋ｔＬ₂ Ｏ₃ ）＋ｗ
ＳｉＯ₂ （ただし、Ａ＝Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ、Ｌ＝Ｙまたは
希土類元素）、特開平２−８３２５６号公報に開示され
ているチタン酸バリウムにガラス状態のＢａαＣａ_1-α
ＳｉＯ₃ を添加したものなどが挙げられる。しかし、こ
れらのいずれの誘電体磁器組成物も、容量の温度特性が
良好で、直流電界下での容量の経時変化が少なく、直流
バイアス特性が良好であり、絶縁抵抗の加速寿命が長い
という特性の全てを満足することはできなかった。例え
ば、特開昭６１−２５０９０５号公報および特開平２−
８３２５６号公報にそれぞれ開示されているものでは、
絶縁抵抗の加速寿命が短い。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような事
情からなされたものであり、容量の温度特性であるＸ７
Ｒ特性を満足することができ、かつ、直流電界下での容
量の経時変化が小さく、、絶縁抵抗ＩＲの加速寿命が長
く、直流バイアス特性が良好な積層型セラミックチップ
コンデンサを提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（５）の本発明により達成される。 （１）誘電体層と内部電極層とが交互に積層された構成
のコンデンサチップ体を有する積層型セラミックチップ
コンデンサであって、前記誘電体層が、主成分としてチ
タン酸バリウムを、副成分として酸化マグネシウムと、
酸化イットリウムと、酸化バリウムおよび酸化カルシウ
ムから選択される少なくとも１種と、酸化ケイ素とを含
有し、チタン酸バリウムをＢａＴｉＯ₃ に、酸化マグネ
シウムをＭｇＯに、酸化イットリウムをＹ₂ Ｏ₃ に、酸
化バリウムをＢａＯに、酸化カルシウムをＣａＯに、酸
化ケイ素をＳｉＯ₂ にそれぞれ換算したとき、ＢａＴｉ
Ｏ₃ １００モルに対する比率がＭｇＯ：０．１〜３モ
ル、Ｙ₂ Ｏ₃ ：１モル超５モル以下、ＢａＯ＋ＣａＯ：
２〜１２モル、ＳｉＯ₂ ：２〜１２モルであることを特
徴とする積層型セラミックチップコンデンサ。 （２）前記誘電体層が副成分として酸化マンガンを含有
し、この酸化マンガンをＭｎＯに換算したとき、ＢａＴ
ｉＯ₃ １００モルに対するＭｎＯの比率が０．５モル以
下である上記（１）に記載の積層型セラミックチップコ
ンデンサ。 （３）前記内部電極層に含まれる導電材が、Ｎｉまたは
Ｎｉ合金である上記（１）または（２）に記載の積層型
セラミックチップコンデンサ。 （４）酸素分圧が１０^-8〜１０^-12 気圧である雰囲気中
で、１２００〜１４００℃の温度範囲内にて焼成された
上記（３）に記載の積層型セラミックチップコンデン
サ。 （５）焼成後に、酸素分圧が１０^-6気圧以上の雰囲気中
で１１００℃以下の温度範囲内にてアニールされた上記
（３）または（４）に記載の積層型セラミックチップコ
ンデンサ。

【００１３】

【具体的構成】以下、本発明の具体的構成について詳細
に説明する。

【００１４】［積層型セラミックチップコンデンサ］本
発明の積層型セラミックチップコンデンサの構成例の断
面図を、図１に示す。

【００１５】図１に示されるように、本発明の積層型セ
ラミックチップコンデンサ１は、誘電体層２と内部電極
層３とが交互に積層された構成のコンデンサチップ体１
０を有し、このコンデンサチップ体１０表面に、内部電
極層３と導通する外部電極４を有する。コンデンサチッ
プ体１０の形状に特に制限はないが、通常、直方体状と
される。また、その寸法にも特に制限はなく、用途に応
じて適当な寸法とすればよいが、通常、（１．０〜５．
６mm）×（０．５〜５．０mm）×（０．５〜１．９mm）
程度である。内部電極層３は、その端面がコンデンサチ
ップ体１０の対向する２表面に交互に露出するように積
層され、外部電極４は、コンデンサチップ体１０の前記
対向する２表面に形成され、所定のコンデンサ回路を構
成する。

【００１６】＜誘電体層２＞誘電体層２は、主成分とし
てチタン酸バリウム、副成分として酸化マグネシウム
と、酸化イットリウムと、酸化バリウムおよび酸化カル
シウムから選択される少なくとも１種と、酸化ケイ素と
を含有する。チタン酸バリウムをＢａＴｉＯ₃に、酸化
マグネシウムをＭｇＯに、酸化イットリウムをＹ₂ Ｏ₃
に、酸化バリウムをＢａＯに、酸化カルシウムをＣａＯ
に、酸化ケイ素をＳｉＯ₂ にそれぞれ換算したとき、誘
電体層中における各化合物の比率は、ＢａＴｉＯ₃ １０
０モルに対しＭｇＯ：０．１〜３モル、好ましくは０．
５〜２．０モル、Ｙ₂ Ｏ₃ ：１モル超５モル以下、好ま
しくは１．１〜３．５モル、ＢａＯ＋ＣａＯ：２〜１２
モル、好ましくは２〜６モル、ＳｉＯ₂ ：２〜１２モ
ル、好ましくは２〜６モル、である。

【００１７】各酸化物の酸化状態は特に限定されず、各
酸化物を構成する金属元素の含有量が上記範囲であれば
よい。

【００１８】なお、誘電体層２には他の化合物が含まれ
ていてもよいが、酸化コバルトは容量変化率を増大させ
るので実質的に含まれないことが好ましい。

【００１９】上記各副成分の含有量の限定理由は下記の
とおりである。

【００２０】酸化マグネシウムの含有量が前記範囲未満
であると、容量の温度特性を所望の範囲とすることがで
きない。酸化マグネシウムの含有量が前記範囲を超える
と、焼結性が急激に悪化し、緻密化が不十分となってＩ
Ｒ加速寿命が低下し、また、高い比誘電率が得られな
い。

【００２１】酸化イットリウムは、ＩＲ加速寿命を向上
させる効果を有し、直流バイアス特性も向上させる。酸
化イットリウムの含有量が１モル以下となると直流バイ
アス特性が不十分となる。酸化イットリウムの含有量が
前記範囲を超えると比誘電率が低下し、また、焼結性が
低下して緻密化が不十分となる。

【００２２】ＢａＯ＋ＣａＯの含有量が前記範囲未満で
あると、直流電界印加時の容量の経時変化が大きくな
り、また、ＩＲ加速寿命が不十分となり、また、容量の
温度特性を所望の範囲とすることができない。含有量が
前記範囲を超えると、ＩＲ加速寿命が不十分となり、ま
た、比誘電率の急激な低下が起こる。また、ＳｉＯ₂ の
含有量が前記範囲未満であると焼結性が低下して緻密化
が不十分となり、前記範囲を超えると初期絶縁抵抗が低
くなりすぎる。

【００２３】誘電体層中には、上記各化合物に加え酸化
マンガンが含有されていてもよい。酸化マンガンは誘電
体層を緻密化する作用とＩＲ加速寿命を向上させる作用
をもつが、含有量が多すぎると直流電界印加時の容量の
経時変化を小さくすることが困難となる。ＭｎＯに換算
したときの酸化マンガンの含有量は、ＢａＴｉＯ₃ １０
０モルに対し好ましくは０．５モル以下、より好ましく
は０．３モル以下であり、十分な効果を得るためには
０．０１モル以上添加することが好ましい。

【００２４】また、誘電体層中には、酸化アルミニウム
が含有されていてもよい。酸化アルミニウムは比較的低
温での焼結を可能にする作用をもつ。Ａｌ₂ Ｏ₃ に換算
したときの酸化アルミニウムの含有量は、誘電体材料全
体の１重量％以下とすることが好ましい。酸化アルミニ
ウムの含有量が多すぎると比誘電率が著しく低下してし
まい、同時にＩＲ加速寿命も短くなってしまう。

【００２５】本発明において誘電体層は、いわゆるコア
−シェル構造となっている。すなわち、ペロブスカイト
構造を有する高誘電率相の結晶粒（コア）の周囲を低誘
電率相の結晶粒界（シェル）が取り囲む構造となってい
る。コアには、通常、ＢａＯ、ＴｉＯ₂ 、ＭｎＯ、Ｃａ
Ｏなどが含まれ、シェルには、通常、ＣａＯ、ＴｉＯ
₂ 、ＢａＯ、ＳｉＯ₂ 、ＭｎＯ、ＭｇＯ、Ｙ₂ Ｏ₃ など
が含まれる。

【００２６】誘電体層の平均結晶粒径は特に限定されな
いが、上記組成とすることにより微細な結晶粒が得ら
れ、通常、平均結晶粒径は０．２〜０．７μm 程度とな
る。また、シェルの平均幅は、０．０２〜０．２μm 程
度である。

【００２７】誘電体層のキュリー温度は、適用される規
格に応じて組成を選択することにより適宜設定すること
ができるが、一般に８５℃以上、通常、１２０〜１３５
℃程度とする。

【００２８】誘電体層の一層あたりの厚さは、５０μm
以下、さらには２０μm 程度以下とする。厚さの下限は
０．５μm 程度である。本発明は、このような薄層化し
た誘電体層を有する積層型セラミックチップコンデンサ
の容量の経時変化防止に有効である。なお、誘電体層の
積層数は、通常、２〜３００程度とする。

【００２９】＜内部電極層３＞内部電極層３に含有され
る導電材は特に限定されないが、誘電体層２構成材料が
耐還元性を有するため、卑金属を用いることができる。
導電材として用いる卑金属としては、ＮｉまたはＮｉ合
金が好ましい。Ｎｉ合金としては、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｏお
よびＡｌから選択される１種以上の元素とＮｉとの合金
が好ましく、合金中のＮｉ含有量は９５重量％以上であ
ることが好ましい。

【００３０】なお、ＮｉまたはＮｉ合金中には、Ｐ等の
各種微量成分が０．１重量％程度以下含まれていてもよ
い。

【００３１】内部電極層の厚さは用途等に応じて適宜決
定すればよいが、通常、０．５〜５μm 、特に０．５〜
２．５μm 程度であることが好ましい。

【００３２】＜外部電極４＞外部電極４に含有される導
電材は特に限定されないが、本発明では安価なＮｉ、Ｃ
ｕや、これらの合金を用いることができる。

【００３３】外部電極の厚さは用途等に応じて適宜決定
されればよいが、通常、１０〜５０μm 程度であること
が好ましい。

【００３４】［積層型セラミックチップコンデンサの製
造方法］本発明の積層型セラミックチップコンデンサ
は、ペーストを用いた通常の印刷法やシート法によりグ
リーンチップを作製し、これを焼成した後、外部電極を
印刷ないし転写して焼成することにより製造される。

【００３５】＜誘電体層用ペースト＞誘電体層用ペース
トは、誘電体原料と有機ビヒクルとを混練して製造され
る。

【００３６】誘電体原料には、上記した複合酸化物や酸
化物の混合物を用いることができるが、その他、焼成に
より上記した複合酸化物や酸化物となる各種化合物、例
えば、炭酸塩、シュウ酸塩、硝酸塩、水酸化物、有機金
属化合物等から適宜選択し、混合して用いることができ
る。誘電体原料中の各化合物の含有量は、焼成後に上記
した誘電体層の組成となるように決定すればよい。

【００３７】誘電体原料は、通常、平均粒子径０．１〜
３μm 程度の粉末として用いられる。

【００３８】有機ビヒクルとは、バインダを有機溶剤中
に溶解したものである。有機ビヒクルに用いるバインダ
は特に限定されず、エチルセルロース等の通常の各種バ
インダから適宜選択すればよい。また、用いる有機溶剤
も特に限定されず、印刷法やシート法など、利用する方
法に応じて、テルピネオール、ブチルカルビトール、ア
セトン、トルエン等の各種有機溶剤から適宜選択すれば
よい。

【００３９】＜内部電極層用ペースト＞内部電極層用ペ
ーストは、上記した各種導電性金属や合金からなる導電
材、あるいは焼成後に上記した導電材となる各種酸化
物、有機金属化合物、レジネート等と、上記した有機ビ
ヒクルとを混練して調製する。

【００４０】＜外部電極用ペースト＞外部電極用ペース
トは、上記した内部電極層用ペーストと同様にして調製
すればよい。

【００４１】＜有機ビヒクル含有量＞上記した各ペース
ト中の有機ビヒクルの含有量に特に制限はなく、通常の
含有量、例えば、バインダは１〜５重量％程度、溶剤は
１０〜５０重量％程度とすればよい。また、各ペースト
中には、必要に応じて各種分散剤、可塑剤、誘電体、絶
縁体等から選択される添加物が含有されていてもよい。
これらの総含有量は、１０重量％以下とすることが好ま
しい。

【００４２】＜グリーンチップ作製＞印刷法を用いる場
合、誘電体層用ペーストおよび内部電極層用ペースト
を、ＰＥＴ等の基板上に積層印刷し、所定形状に切断し
た後、基板から剥離してグリーンチップとする。

【００４３】また、シート法を用いる場合、誘電体層用
ペーストを用いてグリーンシートを形成し、この上に内
部電極層用ペーストを印刷した後、これらを積層してグ
リーンチップとする。

【００４４】＜脱バインダ処理＞焼成前に行なわれる脱
バインダ処理は、通常の条件で行えばよいが、内部電極
層の導電材にＮｉやＮｉ合金等の卑金属を用いる場合、
特に下記の条件で行うことが好ましい。 昇温速度：５〜３００℃／時間、特に１０〜１００℃／
時間 保持温度：２００〜４００℃、特に２５０〜３００℃ 温度保持時間：０．５〜２４時間、特に５〜２０時間 雰囲気：空気中

【００４５】＜焼成＞グリーンチップ焼成時の雰囲気
は、内部電極層用ペースト中の導電材の種類に応じて適
宜決定されればよいが、導電材としてＮｉやＮｉ合金等
の卑金属を用いる場合、焼成雰囲気中の酸素分圧は、１
０^-8〜１０^-12 気圧とすることが好ましい。酸素分圧が
前記範囲未満であると、内部電極層の導電材が異常焼結
を起こし、途切れてしまうことがある。また、酸素分圧
が前記範囲を超えると、内部電極層が酸化する傾向にあ
る。

【００４６】また、焼成時の保持温度は、１１００〜１
４００℃、特に１２００〜１３００℃とすることが好ま
しい。保持温度が前記範囲未満であると緻密化が不十分
であり、前記範囲を超えると直流電界印加時の容量の経
時変化が大きくなる。

【００４７】上記条件以外の各種条件は、下記のように
することが好ましい。

【００４８】昇温速度：５０〜５００℃／時間、特に２
００〜３００℃／時間 温度保持時間：０．５〜８時間、特に１〜３時間 冷却速度：５０〜５００℃／時間、特に２００〜３００
℃／時間 焼成雰囲気は還元性雰囲気とすることが好ましく、雰囲
気ガスとしては、例えば、Ｎ₂ とＨ₂ との混合ガスを加
湿して用いることが好ましい。

【００４９】＜アニール＞還元性雰囲気中で焼成した場
合、コンデンサチップ体にはアニールが施されることが
好ましい。アニールは、誘電体層を再酸化するための処
理であり、これによりＩＲ加速寿命を著しく長くするこ
とができる。

【００５０】アニール雰囲気中の酸素分圧は、１０^-6気
圧以上、特に１０^-5〜１０^-4気圧とすることが好まし
い。酸素分圧が前記範囲未満であると誘電体層の再酸化
が困難であり、前記範囲を超えると内部電極層が酸化す
る傾向にある。

【００５１】アニールの際の保持温度は、１１００℃以
下、特に５００〜１０００℃とすることが好ましい。保
持温度が前記範囲未満であると誘電体層の酸化が不十分
となって寿命が短くなる傾向にあり、前記範囲を超える
と内部電極層が酸化し、容量が低下するだけでなく、誘
電体素地と反応してしまい、寿命も短くなる傾向にあ
る。なお、アニールは昇温および降温だけから構成して
もよい。この場合、温度保持時間は零であり、保持温度
は最高温度と同義である。

【００５２】上記条件以外の各種条件は下記のようにす
ることが好ましい。

【００５３】温度保持時間：０〜２０時間、特に６〜１
０時間 冷却速度：５０〜５００℃／時間、特に１００〜３００
℃／時間 雰囲気用ガスには、加湿したＮ₂ ガス等を用いることが
好ましい。

【００５４】なお、上記した脱バインダ処理、焼成およ
びアニールにおいて、Ｎ₂ ガスや混合ガス等を加湿する
には、例えばウェッター等を使用すればよい。この場
合、水温は５〜７５℃程度が好ましい。

【００５５】脱バインダ処理、焼成およびアニールは、
連続して行なっても、独立に行なってもよい。

【００５６】これらを連続して行なう場合、脱バインダ
処理後、冷却せずに雰囲気を変更し、続いて焼成の際の
保持温度まで昇温して焼成を行ない、次いで冷却し、ア
ニールの保持温度に達したときに雰囲気を変更してアニ
ール行なうことが好ましい。

【００５７】また、これらを独立して行なう場合、焼成
に際しては、脱バインダ処理時の保持温度までＮ₂ ガス
あるいは加湿したＮ₂ ガス雰囲気下で昇温した後、雰囲
気を変更してさらに昇温を続けることが好ましく、アニ
ール時の保持温度まで冷却した後は、再びＮ₂ ガスある
いは加湿したＮ₂ ガス雰囲気に変更して冷却を続けるこ
とが好ましい。また、アニールに際しては、Ｎ₂ ガス雰
囲気下で保持温度まで昇温した後、雰囲気を変更しても
よく、アニールの全工程を加湿したＮ₂ ガス雰囲気とし
てもよい。

【００５８】＜外部電極形成＞上記のようにして得られ
たコンデンサチップ体に、例えばバレル研磨やサンドブ
ラストなどにより端面研磨を施し、外部電極用ペースト
を印刷ないし転写して焼成し、外部電極４を形成する。
外部電極用ペーストの焼成条件は、例えば、加湿したＮ
₂ とＨ₂ との混合ガス中で６００〜８００℃にて１０分
間〜１時間程度とすることが好ましい。

【００５９】そして、必要に応じ、外部電極４表面に、
めっき等により被覆層を形成する。

【００６０】このようにして製造された本発明の積層型
セラミックチップコンデンサは、ハンダ付等によりプリ
ント基板上などに実装され、各種電子機器等に使用され
る。

【００６１】そして、本発明の積層型セラミックチップ
コンデンサの誘電体層には、使用時に、０．０２V/μm
以上、 特に０．２V/μm 以上、さらには０．５V/μm 以
上、一般に５V/μm 程度以下の直流電界と、通常、これ
に重畳する交流成分とが印加されるが、このような直流
電界を負荷しても、容量の経時変化は極めて少ないもの
である。

【００６２】

【実施例】以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明
をさらに詳細に説明する。

【００６３】下記の各ペーストを調製した。誘電体層用ペースト 粒径０．１〜１μm のＢａＴｉＯ₃ 、（ＭｇＣＯ₃ ）₄
・Ｍｇ（ＯＨ）₂ ・５Ｈ₂ Ｏ、ＭｎＣＯ₃ 、ＢａＣＯ
₃ 、ＣａＣＯ₃ 、ＳｉＯ₂ 、Ｙ₂ Ｏ₃ から選択した材料
粉末をボールミルにより１６時間湿式混合し、次いでス
プレードライヤーで乾燥させて、誘電体原料とした。各
粉末の混合比率を変えて、複数の誘電体原料を作製し
た。

【００６４】各誘電体原料１００重量部と、アクリル樹
脂４．８重量部、塩化メチレン４０重量部、トリクロロ
エタン２０重量部、ミネラルスピリット６重量部および
アセトン４重量部とをボールミルで混合してペースト化
した。

【００６５】内部電極層用ペースト 平均粒径０．８μm のＮｉ粒子１００重量部と、有機ビ
ヒクル（エチルセルロース樹脂８重量部をブチルカルビ
トール９２重量部に溶解したもの）４０重量部およびブ
チルカルビトール１０重量部とを３本ロールにより混練
し、ペースト化した。

【００６６】外部電極用ペースト 平均粒径０．５μm のＣｕ粒子１００重量部と、有機ビ
ヒクル（エチルセルロース樹脂８重量部をブチルカルビ
トール９２重量部に溶解したもの）３５重量部およびブ
チルカルビトール７重量部とを混練し、ペースト化し
た。

【００６７】上記各誘電体層用ペーストおよび上記内部
電極層用ペーストを用い、図１に示される構成の積層型
セラミックコンデンサを作製した。

【００６８】まず、誘電体層用ペーストを用いてＰＥＴ
フィルム上に厚さ２０μm のグリーンシートを形成し、
この上に内部電極層用ペーストを印刷した後、ＰＥＴフ
ィルムからシートを剥離した。次いで、複数枚のシート
を積層し、加圧接着してグリーンチップを得た。シート
の積層数は４層とした。

【００６９】次いでグリーンチップを所定サイズに切断
し、脱バインダ処理、焼成およびアニールを下記の条件
にて連続的に行ない、コンデンサチップ体を作製した。

【００７０】脱バインダ処理 昇温速度：１５℃／時間 保持温度：２８０℃ 温度保持時間：８時間 雰囲気ガス：空気中

【００７１】焼成 昇温速度：２００℃／時間 保持温度：１３００℃ 温度保持時間：２時間 冷却速度：３００℃／時間 雰囲気ガス：加湿したＮ₂ とＨ₂ との混合ガス 酸素分圧：１０^-9気圧

【００７２】アニール 保持温度：９００℃ 温度保持時間：９時間 冷却速度：３００℃／時間 雰囲気ガス：加湿したＮ₂ ガス 酸素分圧：１０^-5気圧

【００７３】なお、それぞれの雰囲気ガスの加湿にはウ
ェッターを用い、水温は３５℃とした。

【００７４】得られたコンデンサチップ体の端面をサン
ドブラストにて研磨した後、上記外部電極用ペーストを
前記端面に転写し、加湿したＮ₂ ＋Ｈ₂ 雰囲気中で８０
０℃にて１０分間焼成して外部電極を形成し、積層型セ
ラミックチップコンデンササンプルを得た。

【００７５】このようにして製造した各サンプルのサイ
ズは、３．２mm×１．６mm×０．６mmであり、誘電体層
の厚さは１５μm 、内部電極層の厚さは２．５μm であ
った。

【００７６】各サンプルの誘電体層の組成を、下記表１
に示す。これらの組成は、前述した基準に従って算出し
た。

【００７７】各サンプルについて、下記の測定を行なっ
た。結果を表１に示す。

【００７８】容量の温度特性 Ｘ７Ｒ特性：ＬＣＲメータにより、−５５〜１２５℃に
ついて測定電圧１V で容量を測定し、容量変化率が±１
５％以内（基準温度２５℃）を満足するかどうかを調べ
た。満足する場合を○、満足しない場合を×とした。

【００７９】直流電界下での容量の経時変化 ＬＣＲメーターにより、測定電圧１．０V （交流）で初
期容量Ｃ₀ を測定した。次いで、誘電体層の厚さ１μm
あたり１．０６V の直流電界（サンプルへの印加電圧１
６V ）を４０℃にて１００時間印加した後、無負荷状態
で室温にて２４時間放置した。放置後に容量を測定し、
初期容量Ｃ₀ からの変化量ΔＣ₁ を求めて、変化率ΔＣ
₁ ／Ｃ₀ を算出した。なお、放置後の容量は上記条件に
て測定した。

【００８０】絶縁抵抗ＩＲの加速寿命 ２２０℃にて１０V/μm の電界下で加速試験を行ない、
抵抗（ＩＲ）が２×１０⁵ Ω以下になるまでの時間を寿
命時間とした。

【００８１】比誘電率ε_s ２５℃における比誘電率を測定した。

【００８２】直流バイアス特性 ＬＣＲメーターにより、測定電圧１．０V （交流）で初
期容量Ｃ₀ を測定した。次に、誘電体層の厚さ１μm あ
たり１．０V の直流電圧を１．０V の交流電圧に重畳し
て印加したときの容量を測定し、初期容量Ｃ₀ からの変
化量ΔＣ₂ を求めて、変化率ΔＣ₂ ／Ｃ₀ を算出した。

【００８３】

【表１】

【００８４】表１に示される結果から、本発明の効果が
明らかである。すなわち、誘電体層の組成が本発明の範
囲内であるサンプルでは、Ｘ７Ｒ特性を満足し、かつ、
直流電界下での容量の経時変化率が極めて低く、また、
加速試験における絶縁抵抗ＩＲの寿命が長い。そして、
１モル超のＹ₂ Ｏ₃ の添加により、ＩＲ加速寿命が著し
く向上すると共に直流バイアス特性が著しく良好となる
ことがわかる。なお、本発明サンプルは、静電容量の温
度特性がＢ特性［−２５〜８５℃で容量変化率±１０％
以内（基準温度２０℃）］も満足していた。

【００８５】

【発明の効果】本発明では、誘電体層を所定の組成とす
ることにより、容量の温度特性に関するＸ７Ｒ特性を満
足することができ、かつ、直流電界下での容量の経時変
化が小さく、絶縁抵抗ＩＲの加速寿命が長く、直流バイ
アス特性が良好な積層型セラミックチップコンデンサを
実現することができる。従って、誘電体層の厚さを５μ
m 以下としても実用的に十分な特性が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の積層型セラミックチップコンデンサの
構成例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 積層型セラミックチップコンデンサ １０ コンデンサチップ体 ２ 誘電体層 ３ 内部電極層 ４ 外部電極

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年７月２０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００８３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００８３】

【表１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 武史 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体層と内部電極層とが交互に積層さ
   れた構成のコンデンサチップ体を有する積層型セラミッ
   クチップコンデンサであって、 前記誘電体層が、主成分としてチタン酸バリウムを、副
   成分として酸化マグネシウムと、酸化イットリウムと、
   酸化バリウムおよび酸化カルシウムから選択される少な
   くとも１種と、酸化ケイ素とを含有し、チタン酸バリウ
   ムをＢａＴｉＯ₃ に、酸化マグネシウムをＭｇＯに、酸
   化イットリウムをＹ₂ Ｏ₃ に、酸化バリウムをＢａＯ
   に、酸化カルシウムをＣａＯに、酸化ケイ素をＳｉＯ₂
   にそれぞれ換算したとき、ＢａＴｉＯ₃ １００モルに対
   する比率が ＭｇＯ：０．１〜３モル、 Ｙ₂ Ｏ₃ ：１モル超５モル以下、 ＢａＯ＋ＣａＯ：２〜１２モル、 ＳｉＯ₂ ：２〜１２モル であることを特徴とする積層型セラミックチップコンデ
   ンサ。
2. 【請求項２】 前記誘電体層が副成分として酸化マンガ
   ンを含有し、この酸化マンガンをＭｎＯに換算したと
   き、ＢａＴｉＯ₃ １００モルに対するＭｎＯの比率が
   ０．５モル以下である請求項１に記載の積層型セラミッ
   クチップコンデンサ。
3. 【請求項３】 前記内部電極層に含まれる導電材が、Ｎ
   ｉまたはＮｉ合金である請求項１または２に記載の積層
   型セラミックチップコンデンサ。
4. 【請求項４】 酸素分圧が１０^-8〜１０^-12 気圧である
   雰囲気中で、１２００〜１４００℃の温度範囲内にて焼
   成された請求項３に記載の積層型セラミックチップコン
   デンサ。
5. 【請求項５】 焼成後に、酸素分圧が１０^-6気圧以上の
   雰囲気中で１１００℃以下の温度範囲内にてアニールさ
   れた請求項３または４に記載の積層型セラミックチップ
   コンデンサ。