JPH0648668B2 - 積層セラミツクコンデンサ - Google Patents
積層セラミツクコンデンサInfo
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- JPH0648668B2 JPH0648668B2 JP27596486A JP27596486A JPH0648668B2 JP H0648668 B2 JPH0648668 B2 JP H0648668B2 JP 27596486 A JP27596486 A JP 27596486A JP 27596486 A JP27596486 A JP 27596486A JP H0648668 B2 JPH0648668 B2 JP H0648668B2
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- ceramic capacitor
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- multilayer ceramic
- conductive oxide
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は導電性酸化物を内部電極として用いた積層セラ
ミックコンデンサに関するものである。
ミックコンデンサに関するものである。
従来の技術 大容量を目的とした積層セラミックコンデンサは、一般
にBaTiO3を主成分とする誘電体層と電極材料を交互に積
層し、１２５０℃〜１３５０℃で空気中で焼結する事に
よって得られる。斯かる高温での焼成が必要なためにCu
やNiなどの安価な金属材料は酸化されて使用できず高価
なPbが使用され、積層セラミックコンデンサの低価格化
の大きなネックになっている。
にBaTiO3を主成分とする誘電体層と電極材料を交互に積
層し、１２５０℃〜１３５０℃で空気中で焼結する事に
よって得られる。斯かる高温での焼成が必要なためにCu
やNiなどの安価な金属材料は酸化されて使用できず高価
なPbが使用され、積層セラミックコンデンサの低価格化
の大きなネックになっている。
従来、この問題を解決するために、低温焼結技術の確
立、低い酸素分圧下での焼結技術の確立、Pbにかわる安
価で高温酸化雰囲気でも安定な電極材料が適用技術の確
立が検討されてきた。１０００℃以下での低温焼結技術
はBaTiO3では確立されておらず、また、Niなどの卑金属
材料が酸化せず、かつ、BaTiO3が半導体化しない雰囲気
での焼結も雰囲気の制御が微妙であるため、実用的には
高温で安定な導電性酸化物の適用が望ましい。
立、低い酸素分圧下での焼結技術の確立、Pbにかわる安
価で高温酸化雰囲気でも安定な電極材料が適用技術の確
立が検討されてきた。１０００℃以下での低温焼結技術
はBaTiO3では確立されておらず、また、Niなどの卑金属
材料が酸化せず、かつ、BaTiO3が半導体化しない雰囲気
での焼結も雰囲気の制御が微妙であるため、実用的には
高温で安定な導電性酸化物の適用が望ましい。
ランタノイド系元素を主成分として含むいくつかの酸化
物は１０-2Ω・cm以下の固有抵抗を有し、電極材料とし
て有望視されているが、価格的にはランタノイド系では
Laが最も安価であり、固有抵抗値〜１０-2Ω・cmをもつ
La2NiO4の適用が提案されている（ワールド コングレ
ス オン ハイテク セラミックス １９８６年６月２
４日〜２８日 ミラノで開催）。
物は１０-2Ω・cm以下の固有抵抗を有し、電極材料とし
て有望視されているが、価格的にはランタノイド系では
Laが最も安価であり、固有抵抗値〜１０-2Ω・cmをもつ
La2NiO4の適用が提案されている（ワールド コングレ
ス オン ハイテク セラミックス １９８６年６月２
４日〜２８日 ミラノで開催）。
発明が解決しようとする問題点 本発明者らは、Laを主成分として含む導電性酸化物を内
部電極として用いた積層セラミックコンデンサの研究を
進め、La2NiO4をはじめ多くの導電性酸化物がBaTiO3と
積層して焼結した場合、界面での接合状況が必ずしも良
好でなく、界面でのハガレや面ワレを生ずる中で、BaTi
O3と同じペロブスカイト構造をもち、理想的な立方格子
もしくは立方格子からわずかに歪んだ菱面体格子をもつ
La1-x-ySrxBayCoO3（０ｘ０．８，０ｙ０．
５，０．１ｘ＋ｙ０．８）ではBaTiO3と良好な界面
の得られる事を見出し既に提案した。一方、コンデンサ
特性を積層セラミックコンデンサの基本構成要素である
内部電極層／誘電体層／内部電極層において評価したと
ころ損失（tanδ）が最適の構成でも９％程度であり、L
a1-x-ySrxBayCoO3を用いた積層セラミックコンデンサが
巾広く使用されるには更にtanδに低減する必要があっ
た。
部電極として用いた積層セラミックコンデンサの研究を
進め、La2NiO4をはじめ多くの導電性酸化物がBaTiO3と
積層して焼結した場合、界面での接合状況が必ずしも良
好でなく、界面でのハガレや面ワレを生ずる中で、BaTi
O3と同じペロブスカイト構造をもち、理想的な立方格子
もしくは立方格子からわずかに歪んだ菱面体格子をもつ
La1-x-ySrxBayCoO3（０ｘ０．８，０ｙ０．
５，０．１ｘ＋ｙ０．８）ではBaTiO3と良好な界面
の得られる事を見出し既に提案した。一方、コンデンサ
特性を積層セラミックコンデンサの基本構成要素である
内部電極層／誘電体層／内部電極層において評価したと
ころ損失（tanδ）が最適の構成でも９％程度であり、L
a1-x-ySrxBayCoO3を用いた積層セラミックコンデンサが
巾広く使用されるには更にtanδに低減する必要があっ
た。
本発明はBaTiO3を主成分とする誘電体層と内部電極とし
てLa1-x-ySrxBayCoO3で表わされる導電性酸化物層を含
む積層セラミックコンデンサのtanδを低下せしめる目
的でなされたものである。
てLa1-x-ySrxBayCoO3で表わされる導電性酸化物層を含
む積層セラミックコンデンサのtanδを低下せしめる目
的でなされたものである。
問題点を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するものでその技術的手段は、
化学量論値以上の過剰のBaを添加されたBaTiO3を主成分
とする材料を誘電体層として使用し、La1-x-ySrxBayCoO
3で表わされる導電性酸化物を電極層とすることを特徴
とする積層セラミックコンデンサにある。
化学量論値以上の過剰のBaを添加されたBaTiO3を主成分
とする材料を誘電体層として使用し、La1-x-ySrxBayCoO
3で表わされる導電性酸化物を電極層とすることを特徴
とする積層セラミックコンデンサにある。
作 用 コンデンサにおける誘電体層の絶縁抵抗はできるだけ高
いことが望ましく、低下するにつれて漏れ電流が増大し
tanδが増大する。BaTiO3そのものの絶縁抵抗は１０12
Ω・cm以上と高いが、Ba2+に位置にLa3+，Ce3+，Gd3+，
Sm3+，Sb3+，Bi3+など３価イオン、あるいは、Ti4+の位
置にNb5+，Ta5+の様な５価のイオンを添加すると、添加
量と共に抵抗は減少し、０．２〜０．４原子％の添加で
１０２Ω・cmの最小値を示し、これ以上の添加量、たと
えばLa3+の場合０．５原子％以上では比抵抗は１０８Ω
・cm以上と再び絶縁化する事が知られている。
いことが望ましく、低下するにつれて漏れ電流が増大し
tanδが増大する。BaTiO3そのものの絶縁抵抗は１０12
Ω・cm以上と高いが、Ba2+に位置にLa3+，Ce3+，Gd3+，
Sm3+，Sb3+，Bi3+など３価イオン、あるいは、Ti4+の位
置にNb5+，Ta5+の様な５価のイオンを添加すると、添加
量と共に抵抗は減少し、０．２〜０．４原子％の添加で
１０２Ω・cmの最小値を示し、これ以上の添加量、たと
えばLa3+の場合０．５原子％以上では比抵抗は１０８Ω
・cm以上と再び絶縁化する事が知られている。
BaTiO3とLa1-x-ySrxBayCoO3を積層して〜１３００℃の
高温で焼結した場合、界面で相互にイオンの拡散が生
じ、BaTiO3中に拡散したごく微量のLa3+が上記の様にBa
TiO3を低抵抗化せしめ、その結果、絶縁抵抗が低下し、
漏れ電流の増大、tanδの増大を生じせしめる。
高温で焼結した場合、界面で相互にイオンの拡散が生
じ、BaTiO3中に拡散したごく微量のLa3+が上記の様にBa
TiO3を低抵抗化せしめ、その結果、絶縁抵抗が低下し、
漏れ電流の増大、tanδの増大を生じせしめる。
本発明で用いるBaTiO3を主成分とした誘電体は、化学量
論値以上の過剰のBaを含む事を特徴とし、過剰に添加さ
れたBaはごく微量のLa3+の添加によるBaTiO3の抵抗化を
防ぐ作用を発揮する。BaTiO3に添加されたLa3+は一般的
にはBa2+と置換し、 Ba2+Ti4+▲Ｏ2- 3▼＋xLa→ ▲Ｂａ2+ 1-x▼▲Ｌａ3+ x▼▲Ｔｉ4+
1-x▼▲Ｔｉ3+ x▼▲Ｏ2- 3▼ によりTi3+を発生せしめ、これによりBaTiO3を半導体す
る。この様に２ケ以上の原子価状態を持つ元素Ａを構成
元素の一部に含む化合物に他の元素を添加して、元素Ａ
に正常な状態と異る原子価を持たせる操作を原子価制御
といい、こうして得られた半導体は原子価制御型半導体
と呼ばれている。本発明によるBaTiO3は化学量論値以上
のBaが添加されており、これによりLa3+はBa2+と置換で
きずTi4+と置換し上記の如き原子価制御が行われず低抵
抗下しないものと考えられる。
論値以上の過剰のBaを含む事を特徴とし、過剰に添加さ
れたBaはごく微量のLa3+の添加によるBaTiO3の抵抗化を
防ぐ作用を発揮する。BaTiO3に添加されたLa3+は一般的
にはBa2+と置換し、 Ba2+Ti4+▲Ｏ2- 3▼＋xLa→ ▲Ｂａ2+ 1-x▼▲Ｌａ3+ x▼▲Ｔｉ4+
1-x▼▲Ｔｉ3+ x▼▲Ｏ2- 3▼ によりTi3+を発生せしめ、これによりBaTiO3を半導体す
る。この様に２ケ以上の原子価状態を持つ元素Ａを構成
元素の一部に含む化合物に他の元素を添加して、元素Ａ
に正常な状態と異る原子価を持たせる操作を原子価制御
といい、こうして得られた半導体は原子価制御型半導体
と呼ばれている。本発明によるBaTiO3は化学量論値以上
のBaが添加されており、これによりLa3+はBa2+と置換で
きずTi4+と置換し上記の如き原子価制御が行われず低抵
抗下しないものと考えられる。
実施例 以下に本発明の実施例を詳細に説明する。
BaCO3，TiO2を出発原料とし、BaとTiの原子比が１．０
０：１．００，１．０２：１．００，１．０５：１．０
０，１．１０：１．００，１．１５：１．００，１．２
０：１．００，１．２５：１．００，１．３０：１．０
０になる様に各々の必要量を秤量しエタノール中で１２
時間ボールミル混合し、乾燥後９００℃で５時間仮焼き
８種類の組成の異る試料を作成した。これらの試料を粉
砕後、公知の方法で厚さ４０μｍのグリーンシートを誘
電体層として準備した。
０：１．００，１．０２：１．００，１．０５：１．０
０，１．１０：１．００，１．１５：１．００，１．２
０：１．００，１．２５：１．００，１．３０：１．０
０になる様に各々の必要量を秤量しエタノール中で１２
時間ボールミル混合し、乾燥後９００℃で５時間仮焼き
８種類の組成の異る試料を作成した。これらの試料を粉
砕後、公知の方法で厚さ４０μｍのグリーンシートを誘
電体層として準備した。
一方、La2O3，SrCO3，BaCO3，Co3O4を出発原料とし、各
々の必要量を秤量し上記と同様にして９００℃で仮焼し
粉砕した後、導電性酸化物試料４５ｇにメタノール１
４．５ｇ，ポリビニルブチラール（PVB）２．３ｇ，ジ
−ｎ−ブチルフタレート（DBP）１．５ｇを加えスラリ
ーを作成し、上記のBaTiO3の両面にドクターブレードで
厚さ４０μｍになる様に塗布し、８mm角に切断し１３０
０℃で２時間空気中で焼結を行ない内部電極層としてLa
1-x-ySrxBayCoO3を形成した。導電性酸化物はLa1-x-ySr
xBayCoO3で表わされ、電極材料としては抵抗値が低い程
望ましく、比抵抗が〜１０-3Ω・cmとなる０ｘ０．
８，０ｙ０．５，０．１ｘ＋ｙ０．８の範囲が
特に好適である。
々の必要量を秤量し上記と同様にして９００℃で仮焼し
粉砕した後、導電性酸化物試料４５ｇにメタノール１
４．５ｇ，ポリビニルブチラール（PVB）２．３ｇ，ジ
−ｎ−ブチルフタレート（DBP）１．５ｇを加えスラリ
ーを作成し、上記のBaTiO3の両面にドクターブレードで
厚さ４０μｍになる様に塗布し、８mm角に切断し１３０
０℃で２時間空気中で焼結を行ない内部電極層としてLa
1-x-ySrxBayCoO3を形成した。導電性酸化物はLa1-x-ySr
xBayCoO3で表わされ、電極材料としては抵抗値が低い程
望ましく、比抵抗が〜１０-3Ω・cmとなる０ｘ０．
８，０ｙ０．５，０．１ｘ＋ｙ０．８の範囲が
特に好適である。
焼結した試料の両面の内部電極層の各々の一端にＰｔペ
ーストで０．１mmφのリード線を取付けコンデンサ特性
を測定した。本実施例では積層セラミックコンデンサの
基本構成要素である内部電極層／誘電体層／内部電極層
についての評価を行なったが、この基本構成要素を複数
枚積層する事によって図に示す様な積層セラミックコン
デンサが得られ、内部電極層２を構成するLa1-x-ySrxBa
yCoO3の誘電体層１であるBaTiO3の電気抵抗に及ぼす効
果は上記基本構成要素での評価で充分である。なお３は
接続電極である。
ーストで０．１mmφのリード線を取付けコンデンサ特性
を測定した。本実施例では積層セラミックコンデンサの
基本構成要素である内部電極層／誘電体層／内部電極層
についての評価を行なったが、この基本構成要素を複数
枚積層する事によって図に示す様な積層セラミックコン
デンサが得られ、内部電極層２を構成するLa1-x-ySrxBa
yCoO3の誘電体層１であるBaTiO3の電気抵抗に及ぼす効
果は上記基本構成要素での評価で充分である。なお３は
接続電極である。
導電性酸化物として最小の比抵抗（２〜３）×１０-4Ω
・cmを示す。０．３ｘ０．８，ｙ〜０をもつLa
1-x-ySrxBayCoO3を用いた場合、１００KHzでのtanδ
は、BaとTiの原子比が１．００：１．００の場合９％、
１．０２：１．００の場合８〜９％、１．０５：１．０
０の場合６％、１．１０：１．００，１．１５：１．０
０，１．２０：１．００の場合４〜５％、１．２５：
１．００の場合７％、１．３０：１．００の場合９％で
あり、又、Baが１．２０：１．００以上の組成では容量
の低下がみられ、実用的にはＢａの過剰添加量は５乃至
２０原子％である事が望ましい。
・cmを示す。０．３ｘ０．８，ｙ〜０をもつLa
1-x-ySrxBayCoO3を用いた場合、１００KHzでのtanδ
は、BaとTiの原子比が１．００：１．００の場合９％、
１．０２：１．００の場合８〜９％、１．０５：１．０
０の場合６％、１．１０：１．００，１．１５：１．０
０，１．２０：１．００の場合４〜５％、１．２５：
１．００の場合７％、１．３０：１．００の場合９％で
あり、又、Baが１．２０：１．００以上の組成では容量
の低下がみられ、実用的にはＢａの過剰添加量は５乃至
２０原子％である事が望ましい。
本実施例では、誘電体としてBaTiO3を用いた場合につい
て述べたが、BaTiO3のキユリー温度を変化させたりある
いは、比誘電率の温度変化を変化させるために添加され
る各種添加物を含む場合でも、これらBaTiO3を主成分と
する誘電体がLa3+の添加で半導体化する場合には、Baを
化学量論値以上の比にする事は有効に作用し上記各種添
加物の使用は本発明の精神を逸脱するものではない。
て述べたが、BaTiO3のキユリー温度を変化させたりある
いは、比誘電率の温度変化を変化させるために添加され
る各種添加物を含む場合でも、これらBaTiO3を主成分と
する誘電体がLa3+の添加で半導体化する場合には、Baを
化学量論値以上の比にする事は有効に作用し上記各種添
加物の使用は本発明の精神を逸脱するものではない。
また、当然の事乍ら、Laを主成分として含む他の導電性
酸化物を内部電極として使用する際にも本発明は有効で
ある。
酸化物を内部電極として使用する際にも本発明は有効で
ある。
発明の効果 本発明による積層セラミックコンデンサは、化学量論値
以上の過剰のBaを添加されたBaTiO3を主成分とする誘電
体と、La1-x-ySrxBayCoO3を内部電極として含み、過剰
に添加したBaがLa3+に拡散によるBaTiO3の低抵抗化を防
ぎ、そのために低いtanδが達成され、かつ、安価であ
るという利点を有する。
以上の過剰のBaを添加されたBaTiO3を主成分とする誘電
体と、La1-x-ySrxBayCoO3を内部電極として含み、過剰
に添加したBaがLa3+に拡散によるBaTiO3の低抵抗化を防
ぎ、そのために低いtanδが達成され、かつ、安価であ
るという利点を有する。
図は本発明の一実施例における積層セラミックコンデン
サの概念を示す断面図である。 １……誘電体層、２……内部電極層、３……接続電極。
サの概念を示す断面図である。 １……誘電体層、２……内部電極層、３……接続電極。
Claims (3)
- 【請求項１】化学量論値以上の過剰のBaを添加されたBa
TiO3を主成分とする誘電体層と、La1-x-ySrxBayCoO3で
表わされる導電性酸化物を電極層として含む事を特徴と
する積層セラミックコンデンサ。 - 【請求項２】Baの過剰添加量が化学量論値の５乃至２０
原子％である事を特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の積層セラミックコンデンサ。 - 【請求項３】導電性酸化物が０ｘ０．８，０ｙ
０．５，０．１ｘ＋ｙ０．８の組成範囲にある事を
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の積層セラミック
コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27596486A JPH0648668B2 (ja) | 1986-11-19 | 1986-11-19 | 積層セラミツクコンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27596486A JPH0648668B2 (ja) | 1986-11-19 | 1986-11-19 | 積層セラミツクコンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63128706A JPS63128706A (ja) | 1988-06-01 |
| JPH0648668B2 true JPH0648668B2 (ja) | 1994-06-22 |
Family
ID=17562872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27596486A Expired - Fee Related JPH0648668B2 (ja) | 1986-11-19 | 1986-11-19 | 積層セラミツクコンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0648668B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4716267B2 (ja) * | 2007-05-23 | 2011-07-06 | Ｔｄｋ株式会社 | コイル部品及びコイル部品の製造方法 |
-
1986
- 1986-11-19 JP JP27596486A patent/JPH0648668B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63128706A (ja) | 1988-06-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |