JPH088137A - 積層セラミックコンデンサ - Google Patents
積層セラミックコンデンサInfo
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- JPH088137A JPH088137A JP6141800A JP14180094A JPH088137A JP H088137 A JPH088137 A JP H088137A JP 6141800 A JP6141800 A JP 6141800A JP 14180094 A JP14180094 A JP 14180094A JP H088137 A JPH088137 A JP H088137A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】低コストで高信頼性の積層セラミックコンデン
サを提供する。 【構成】積層セラミックコンデンサにおいて、誘電体セ
ラミック層が、一般式Ａ｛（Ｂａ1-x-y-z Ｓｒx Ｃａy
Ｒｅz ）Ｏ1+z/2 ｝・Ｂ｛（１−α−β）（Ｔｉ1-o-p
Ｚｒo Ｈｆp ）Ｏ2 ＋αＭａＯ＋βＭｂＯ3/2 ｝で表さ
れ、ＲｅはＤｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｙの中から選ばれ
る少なくとも１種類の元素からなり、ＭａはＭｎ、Ｎ
ｉ、Ｃｏから選ばれる少なくとも１種類の元素からな
り、ＭｂはＦｅ、Ｃｒから選ばれる少なくとも１種類の
元素からなり、０＜ｘ≦０．２５、０≦ｙ≦０．１５、
０＜ｚ≦０．０３、０＜ｏ≦０．２４、０＜ｐ≦０．１
６、０＜α≦０．０２、０≦β≦０．０１、ｚ／３≦α
＋β≦３ｚ、０．９９≦Ａ／Ｂ≦１．０３の関係を満足
する非還元性誘電体材料によって構成され、内部電極が
ニッケルまたはニッケル合金によって構成されている。
サを提供する。 【構成】積層セラミックコンデンサにおいて、誘電体セ
ラミック層が、一般式Ａ｛（Ｂａ1-x-y-z Ｓｒx Ｃａy
Ｒｅz ）Ｏ1+z/2 ｝・Ｂ｛（１−α−β）（Ｔｉ1-o-p
Ｚｒo Ｈｆp ）Ｏ2 ＋αＭａＯ＋βＭｂＯ3/2 ｝で表さ
れ、ＲｅはＤｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｙの中から選ばれ
る少なくとも１種類の元素からなり、ＭａはＭｎ、Ｎ
ｉ、Ｃｏから選ばれる少なくとも１種類の元素からな
り、ＭｂはＦｅ、Ｃｒから選ばれる少なくとも１種類の
元素からなり、０＜ｘ≦０．２５、０≦ｙ≦０．１５、
０＜ｚ≦０．０３、０＜ｏ≦０．２４、０＜ｐ≦０．１
６、０＜α≦０．０２、０≦β≦０．０１、ｚ／３≦α
＋β≦３ｚ、０．９９≦Ａ／Ｂ≦１．０３の関係を満足
する非還元性誘電体材料によって構成され、内部電極が
ニッケルまたはニッケル合金によって構成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子機器に用いられる
積層セラミックコンデンサ、特にニッケルまたはニッケ
ル合金からなる内部電極を有する小型大容量の積層セラ
ミックコンデンサに関する。
積層セラミックコンデンサ、特にニッケルまたはニッケ
ル合金からなる内部電極を有する小型大容量の積層セラ
ミックコンデンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】積層セラミックコンデンサは、複数の誘
電体セラミック層と各誘電体セラミック層間に配置され
る複数の内部電極と、誘電体セラミック層の両端面にお
いてこれらの内部電極と接続される外部電極とからな
る。
電体セラミック層と各誘電体セラミック層間に配置され
る複数の内部電極と、誘電体セラミック層の両端面にお
いてこれらの内部電極と接続される外部電極とからな
る。
【０００３】そして、一般に、積層セラミックコンデン
サは、以下のようにして製造されている。即ち、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
の誘電体材料を準備する。この場合、誘電体材料として
は、たとえばＢａＴｉＯ3 を主成分とする材料等を用い
る。そして、この電極材料を塗布したシート状の誘電体
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℃で焼成することで、内
部電極を有する誘電体磁器を得る。その後、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付ける
ことにより、積層セラミックコンデンサを得る。
サは、以下のようにして製造されている。即ち、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
の誘電体材料を準備する。この場合、誘電体材料として
は、たとえばＢａＴｉＯ3 を主成分とする材料等を用い
る。そして、この電極材料を塗布したシート状の誘電体
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℃で焼成することで、内
部電極を有する誘電体磁器を得る。その後、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付ける
ことにより、積層セラミックコンデンサを得る。
【０００４】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。 （１）誘電体磁器と内部電極が同時に焼成されるので、
誘電体磁器が焼成される温度以上の融点を有すること （２）酸化性の高温雰囲気中においても酸化されず、し
かも誘電体と反応しないこと。
のような条件を満たす必要がある。 （１）誘電体磁器と内部電極が同時に焼成されるので、
誘電体磁器が焼成される温度以上の融点を有すること （２）酸化性の高温雰囲気中においても酸化されず、し
かも誘電体と反応しないこと。
【０００５】このような条件を満足させる内部電極材料
として、白金、金、パラジウムあるいはこれらの合金等
の貴金属が用いられてきた。
として、白金、金、パラジウムあるいはこれらの合金等
の貴金属が用いられてきた。
【０００６】しかしながら、これらの電極材料は優れた
特性を有する反面、高価であった。そのため、積層セラ
ミックコンデンサに占める電極材料費の割合は３０〜７
０％にも達し、製造コストを上昇させる最大の要因とな
っていた。
特性を有する反面、高価であった。そのため、積層セラ
ミックコンデンサに占める電極材料費の割合は３０〜７
０％にも達し、製造コストを上昇させる最大の要因とな
っていた。
【０００７】貴金属以外に高融点を持つものとして、ニ
ッケル、鉄、コバルト、タングステン、モリブデン等の
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、電極としての役目を果
たさなくなってしまう。そのため、これら卑金属を積層
セラミックコンデンサの内部電極として使用するために
は、誘電体磁器とともに中性または還元性雰囲気中で焼
成する必要がある。しかしながら、従来の誘電体磁器材
料は、このような還元性雰囲気で焼成すると著しく還元
されてしまい、半導体化してしまうという欠点があっ
た。
ッケル、鉄、コバルト、タングステン、モリブデン等の
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、電極としての役目を果
たさなくなってしまう。そのため、これら卑金属を積層
セラミックコンデンサの内部電極として使用するために
は、誘電体磁器とともに中性または還元性雰囲気中で焼
成する必要がある。しかしながら、従来の誘電体磁器材
料は、このような還元性雰囲気で焼成すると著しく還元
されてしまい、半導体化してしまうという欠点があっ
た。
【０００８】このような欠点を克服するために、たとえ
ば特公昭５７−４２５８８号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、バリウムサイト／チタ
ンサイトの元素の比を化学量論比より過剰にした誘電体
材料が考え出された。
ば特公昭５７−４２５８８号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、バリウムサイト／チタ
ンサイトの元素の比を化学量論比より過剰にした誘電体
材料が考え出された。
【０００９】このような誘電体材料を使用することによ
って、還元性雰囲気で焼成しても半導体化しない誘電体
磁器を得ることができ、内部電極としてニッケル等の卑
金属を使用した積層セラミックコンデンサの製造が可能
になった。
って、還元性雰囲気で焼成しても半導体化しない誘電体
磁器を得ることができ、内部電極としてニッケル等の卑
金属を使用した積層セラミックコンデンサの製造が可能
になった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、内部電
極としてニッケル等の卑金属を使用した積層セラミック
コンデンサは、自然雰囲気中で焼成される白金、金、パ
ラジウムあるいは銀−パラジウム合金などのような貴金
属を内部電極とする積層セラミックコンデンサと比較し
て、高温負荷寿命が短く、高温負荷試験中における静電
容量の低下が大きいという問題点を有していた。
極としてニッケル等の卑金属を使用した積層セラミック
コンデンサは、自然雰囲気中で焼成される白金、金、パ
ラジウムあるいは銀−パラジウム合金などのような貴金
属を内部電極とする積層セラミックコンデンサと比較し
て、高温負荷寿命が短く、高温負荷試験中における静電
容量の低下が大きいという問題点を有していた。
【００１１】また、近年のエレクトロニクスの発展に伴
い電子部品の小型化が急速に進行し、積層セラミックコ
ンデンサも小型化の傾向が顕著になってきた。積層セラ
ミックコンデンサを小型化する方法としては、一般的
に、大きな誘電率を有する材料を用いるか、誘電体層を
薄膜化することが知られている。しかし、大きな誘電率
を有する材料は、結晶粒が大きく、誘電体層が１０μｍ
以下のような薄膜になると１つの層中に存在する結晶粒
の数が減少し、著しく信頼性が低下してしまうという問
題を有していた。
い電子部品の小型化が急速に進行し、積層セラミックコ
ンデンサも小型化の傾向が顕著になってきた。積層セラ
ミックコンデンサを小型化する方法としては、一般的
に、大きな誘電率を有する材料を用いるか、誘電体層を
薄膜化することが知られている。しかし、大きな誘電率
を有する材料は、結晶粒が大きく、誘電体層が１０μｍ
以下のような薄膜になると１つの層中に存在する結晶粒
の数が減少し、著しく信頼性が低下してしまうという問
題を有していた。
【００１２】そこで、本発明の目的は、誘電体セラミッ
ク層として、還元性雰囲気中で焼成しても半導体化せ
ず、しかも高温負荷寿命が長くて、高温での電圧印加に
対する誘電率の経時変化が小さく、さらに、結晶粒径が
小さいにもかかわらず大きな誘電率が得られる非還元性
誘電体材料を用いることで、低コストで信頼性の高い小
型大容量の積層セラミックコンデンサを提供することに
ある。
ク層として、還元性雰囲気中で焼成しても半導体化せ
ず、しかも高温負荷寿命が長くて、高温での電圧印加に
対する誘電率の経時変化が小さく、さらに、結晶粒径が
小さいにもかかわらず大きな誘電率が得られる非還元性
誘電体材料を用いることで、低コストで信頼性の高い小
型大容量の積層セラミックコンデンサを提供することに
ある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の積層セラミックコンデンサは、複数の誘電
体セラミック層と、該誘電体セラミック層を介して配置
された複数の内部電極と、該内部電極に接続された外部
電極とからなる積層セラミックコンデンサにおいて、前
記誘電体セラミック層が、一般式Ａ｛（Ｂａ1-x-y-z Ｓ
ｒx Ｃａy Ｒｅz ）Ｏ1+z/2 ｝・Ｂ｛（１−α−β）
（Ｔｉ1-o-p Ｚｒo Ｈｆp ）Ｏ2 ＋αＭａＯ＋βＭｂＯ
3/2 ｝で表され、ＲｅはＤｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｙの
中から選ばれる少なくとも１種類の元素からなり、Ｍａ
はＭｎ、Ｎｉ、Ｃｏから選ばれる少なくとも１種類の元
素からなり、ＭｂはＦｅ、Ｃｒから選ばれる少なくとも
１種類の元素からなり、ｘ、ｙ、ｚ、ｏ、ｐ、α、β、
ＡおよびＢが、０＜ｘ≦０．２５、０≦ｙ≦０．１５、
０＜ｚ≦０．０３、０＜ｏ≦０．２４、０＜ｐ≦０．１
６、０＜α≦０．０２、０≦β≦０．０１、ｚ／３≦α
＋β≦３ｚ、０．９９≦Ａ／Ｂ≦１．０３である非還元
性誘電体材料によって構成され、前記内部電極はニッケ
ルまたはニッケル合金によって構成されていることを特
徴とする。
め、本発明の積層セラミックコンデンサは、複数の誘電
体セラミック層と、該誘電体セラミック層を介して配置
された複数の内部電極と、該内部電極に接続された外部
電極とからなる積層セラミックコンデンサにおいて、前
記誘電体セラミック層が、一般式Ａ｛（Ｂａ1-x-y-z Ｓ
ｒx Ｃａy Ｒｅz ）Ｏ1+z/2 ｝・Ｂ｛（１−α−β）
（Ｔｉ1-o-p Ｚｒo Ｈｆp ）Ｏ2 ＋αＭａＯ＋βＭｂＯ
3/2 ｝で表され、ＲｅはＤｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｙの
中から選ばれる少なくとも１種類の元素からなり、Ｍａ
はＭｎ、Ｎｉ、Ｃｏから選ばれる少なくとも１種類の元
素からなり、ＭｂはＦｅ、Ｃｒから選ばれる少なくとも
１種類の元素からなり、ｘ、ｙ、ｚ、ｏ、ｐ、α、β、
ＡおよびＢが、０＜ｘ≦０．２５、０≦ｙ≦０．１５、
０＜ｚ≦０．０３、０＜ｏ≦０．２４、０＜ｐ≦０．１
６、０＜α≦０．０２、０≦β≦０．０１、ｚ／３≦α
＋β≦３ｚ、０．９９≦Ａ／Ｂ≦１．０３である非還元
性誘電体材料によって構成され、前記内部電極はニッケ
ルまたはニッケル合金によって構成されていることを特
徴とする。
【００１４】また、前記誘電体セラミック層の結晶粒径
が３μｍ以下であることを特徴とする。
が３μｍ以下であることを特徴とする。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の積層セラミックコンデンサに
ついて、その製造方法を実施例に基づき説明する。
ついて、その製造方法を実施例に基づき説明する。
【００１６】まず、誘電体粉末の出発原料として、純度
９９．８％以上のＢａＣＯ3 、ＳｒＣＯ3 、ＣａＣ
Ｏ3 、Ｄｙ2 Ｏ3 、Ｈｏ2 Ｏ3 、Ｅｒ2 Ｏ3 、Ｙｂ2 Ｏ
3 、Ｙ2Ｏ3 、ＴｉＯ2 、ＺｒＯ2 、ＨｆＯ2 、Ｍｎ
Ｏ、ＮｉＯ、ＣｏＯ、Ｆｅ2 Ｏ3 およびＣｒ2 Ｏ3 を準
備した。
９９．８％以上のＢａＣＯ3 、ＳｒＣＯ3 、ＣａＣ
Ｏ3 、Ｄｙ2 Ｏ3 、Ｈｏ2 Ｏ3 、Ｅｒ2 Ｏ3 、Ｙｂ2 Ｏ
3 、Ｙ2Ｏ3 、ＴｉＯ2 、ＺｒＯ2 、ＨｆＯ2 、Ｍｎ
Ｏ、ＮｉＯ、ＣｏＯ、Ｆｅ2 Ｏ3 およびＣｒ2 Ｏ3 を準
備した。
【００１７】そして、これらの原料を、Ａ｛（Ｂａ
1-x-y-z Ｓｒx Ｃａy Ｒｅz ）Ｏ1+z/2｝・Ｂ｛（１−
α−β）（Ｔｉ1-o-p Ｚｒo Ｈｆp ）Ｏ2 ＋αＭａＯ＋
βＭｂＯ2/3 ｝の組成式において、表１に示す誘電体が
得られるように秤量した。その後、この配合原料をボー
ルミルで湿式混合し粉砕した後乾燥し、空気中にて１１
００℃で２時間仮焼して仮焼物を得た。そして、この仮
焼物を乾式粉砕機により粉砕し、粒径が１μｍ以下の原
料を得た。
1-x-y-z Ｓｒx Ｃａy Ｒｅz ）Ｏ1+z/2｝・Ｂ｛（１−
α−β）（Ｔｉ1-o-p Ｚｒo Ｈｆp ）Ｏ2 ＋αＭａＯ＋
βＭｂＯ2/3 ｝の組成式において、表１に示す誘電体が
得られるように秤量した。その後、この配合原料をボー
ルミルで湿式混合し粉砕した後乾燥し、空気中にて１１
００℃で２時間仮焼して仮焼物を得た。そして、この仮
焼物を乾式粉砕機により粉砕し、粒径が１μｍ以下の原
料を得た。
【００１８】次に、上記仮焼済みの原料粉末に、ポリビ
ニルブチラール系バインダおよびエタノール等の有機溶
剤を加えてボールミルにより湿式混合してスラリーを得
た。そして、このスラリーをドクターブレード法により
シート状に成形して厚み１４μｍのセラミックグリーン
シートを得た。
ニルブチラール系バインダおよびエタノール等の有機溶
剤を加えてボールミルにより湿式混合してスラリーを得
た。そして、このスラリーをドクターブレード法により
シート状に成形して厚み１４μｍのセラミックグリーン
シートを得た。
【００１９】次に、上記セラミックグリーンシート上
に、Ｎｉを主体とする導電ペーストを印刷し、内部電極
を構成するための導電ペースト層を形成した。その後、
導電ペースト層が形成されたセラミックグリーンシート
を導電ペーストが引き出されている側が互い違いとなる
ように複数枚積層し、積層体を得た。
に、Ｎｉを主体とする導電ペーストを印刷し、内部電極
を構成するための導電ペースト層を形成した。その後、
導電ペースト層が形成されたセラミックグリーンシート
を導電ペーストが引き出されている側が互い違いとなる
ように複数枚積層し、積層体を得た。
【００２０】その後、この積層体をＮ2 雰囲気中におい
て３５０℃まで加熱して有機バインダを燃焼させた後、
酸素分圧１０-9〜１０-12 ＭＰａのＨ2 −Ｎ2 −Ｈ2 Ｏ
ガスからなる還元性雰囲気中において、表２に示す温度
で２時間焼成し、セラミック焼結体を得た。
て３５０℃まで加熱して有機バインダを燃焼させた後、
酸素分圧１０-9〜１０-12 ＭＰａのＨ2 −Ｎ2 −Ｈ2 Ｏ
ガスからなる還元性雰囲気中において、表２に示す温度
で２時間焼成し、セラミック焼結体を得た。
【００２１】次に、得られたセラミック焼結体表面を走
査型電子顕微鏡にて、倍率１５００倍で観察し、グレイ
ンサイズを測定した。その結果を表２に示す。
査型電子顕微鏡にて、倍率１５００倍で観察し、グレイ
ンサイズを測定した。その結果を表２に示す。
【００２２】その後、焼結体の両端面に銀ペーストを塗
布し、Ｎ2 雰囲気中にて６００℃で焼付けて、内部電極
と電気的に接続された外部電極を形成した。
布し、Ｎ2 雰囲気中にて６００℃で焼付けて、内部電極
と電気的に接続された外部電極を形成した。
【００２３】このようにして、外形寸法が幅１．６ｍｍ
×長さ３．２ｍｍ×厚み１．２ｍｍ、内部電極間の誘電
体セラミック層の厚みが１０μｍ、有効誘電体セラミッ
ク層の総数が１９、１層当たりの対向電極の面積が２．
１ｍｍ2 の積層セラミックコンデンサを得た。
×長さ３．２ｍｍ×厚み１．２ｍｍ、内部電極間の誘電
体セラミック層の厚みが１０μｍ、有効誘電体セラミッ
ク層の総数が１９、１層当たりの対向電極の面積が２．
１ｍｍ2 の積層セラミックコンデンサを得た。
【００２４】次に、これら積層セラミックコンデンサの
静電容量（Ｃ）および誘電損失（ｔａｎδ）を、温度２
５℃において周波数１ｋＨｚ、１Ｖｒｍｓの条件で測定
し、得られた静電容量から誘電率（ε）を算出した。さ
らに、１６Ｖの直流電圧を２分間印加して、２５℃およ
び８５℃での絶縁抵抗（Ｒ）を測定し、静電容量（Ｃ）
と絶縁抵抗（Ｒ）の積、即ちＣＲ積を求めた。また、温
度変化に対する静電容量の変化を測定した。なお、温度
変化に対する静電容量の変化率については、２０℃での
静電容量を基準とした−２５℃と８５℃での変化率（Δ
Ｃ／Ｃ20℃ ）を求めた。
静電容量（Ｃ）および誘電損失（ｔａｎδ）を、温度２
５℃において周波数１ｋＨｚ、１Ｖｒｍｓの条件で測定
し、得られた静電容量から誘電率（ε）を算出した。さ
らに、１６Ｖの直流電圧を２分間印加して、２５℃およ
び８５℃での絶縁抵抗（Ｒ）を測定し、静電容量（Ｃ）
と絶縁抵抗（Ｒ）の積、即ちＣＲ積を求めた。また、温
度変化に対する静電容量の変化を測定した。なお、温度
変化に対する静電容量の変化率については、２０℃での
静電容量を基準とした−２５℃と８５℃での変化率（Δ
Ｃ／Ｃ20℃ ）を求めた。
【００２５】また、高温負荷寿命試験として、各試料を
３６ケずつ、温度１５０℃にて直流電圧１００Ｖを印加
して、その絶縁抵抗の経時変化を測定した。このとき、
各試料の絶縁抵抗値が１０6 Ω以下になったときの時間
を寿命とし、その平均値を平均寿命時間とした。
３６ケずつ、温度１５０℃にて直流電圧１００Ｖを印加
して、その絶縁抵抗の経時変化を測定した。このとき、
各試料の絶縁抵抗値が１０6 Ω以下になったときの時間
を寿命とし、その平均値を平均寿命時間とした。
【００２６】さらに、高温負荷試験として、各試料を３
６ケずつ、温度８５℃にて直流電圧３６Ｖを１０００時
間印加し、その前後での静電容量（Ｃ）を測定した。そ
して、試験前の静電容量（Ｃ0 ）に対する１０００時間
経過後の静電容量（Ｃ1000）の変化率｛（Ｃ1000−
Ｃ0 ）／Ｃ0 ×１００｝の平均値を高温負荷１０００時
間後の容量変化率として算出した。以上の各試験の結果
を、表２に合わせて示す。
６ケずつ、温度８５℃にて直流電圧３６Ｖを１０００時
間印加し、その前後での静電容量（Ｃ）を測定した。そ
して、試験前の静電容量（Ｃ0 ）に対する１０００時間
経過後の静電容量（Ｃ1000）の変化率｛（Ｃ1000−
Ｃ0 ）／Ｃ0 ×１００｝の平均値を高温負荷１０００時
間後の容量変化率として算出した。以上の各試験の結果
を、表２に合わせて示す。
【００２７】表１、表２から明らかなとおり、本発明の
磁器組成物を用いた積層セラミックコンデンサは、誘電
率が８０００以上と高く、誘電損失は５．０％以下で、
温度に対する静電容量の変化率（ΔＣ／Ｃ20℃ ）が、
−２５℃〜８５℃の範囲でＪＩＳ規格に規定するＦ特性
規格を満足する。しかも、２５℃および８５℃における
絶縁抵抗は、ＣＲ積で表したときに、それぞれ５０００
ＭΩ・μＦ以上および５００ＭΩ・μＦ以上と高い値を
示す。また、平均寿命時間が１００時間以上と長く、高
温負荷試験１０００時間前後の容量の変化率が１０％以
内と小さい。
磁器組成物を用いた積層セラミックコンデンサは、誘電
率が８０００以上と高く、誘電損失は５．０％以下で、
温度に対する静電容量の変化率（ΔＣ／Ｃ20℃ ）が、
−２５℃〜８５℃の範囲でＪＩＳ規格に規定するＦ特性
規格を満足する。しかも、２５℃および８５℃における
絶縁抵抗は、ＣＲ積で表したときに、それぞれ５０００
ＭΩ・μＦ以上および５００ＭΩ・μＦ以上と高い値を
示す。また、平均寿命時間が１００時間以上と長く、高
温負荷試験１０００時間前後の容量の変化率が１０％以
内と小さい。
【００２８】さらに、焼成温度は１３００℃以下と比較
的低温で焼結可能であり、粒径についても３μｍ以下と
小さい。
的低温で焼結可能であり、粒径についても３μｍ以下と
小さい。
【００２９】次に、本発明の積層セラミックコンデンサ
の誘電体セラミック層の組成限定理由について説明す
る。
の誘電体セラミック層の組成限定理由について説明す
る。
【００３０】Ａ｛（Ｂａ1-x-y-z Ｓｒx Ｃａy Ｒｅz ）
Ｏ1+z/2 ｝・Ｂ｛（１−α−β）（Ｔｉ1-o-p Ｚｒo Ｈ
ｆp ）Ｏ2 ＋αＭａＯ＋βＭｂＯ3/2 ｝において、試料
番号の１に示すように、Ｓｒ量ｘが０の場合、誘電率が
８０００以下と低く、また誘電損失が５．０％を超え
る。また、試料番号１７に示すようにＳｒ量ｘが０．２
５を超えると、静電容量の温度変化率がＪＩＳ規格のＦ
特性を満足しなくなる。
Ｏ1+z/2 ｝・Ｂ｛（１−α−β）（Ｔｉ1-o-p Ｚｒo Ｈ
ｆp ）Ｏ2 ＋αＭａＯ＋βＭｂＯ3/2 ｝において、試料
番号の１に示すように、Ｓｒ量ｘが０の場合、誘電率が
８０００以下と低く、また誘電損失が５．０％を超え
る。また、試料番号１７に示すようにＳｒ量ｘが０．２
５を超えると、静電容量の温度変化率がＪＩＳ規格のＦ
特性を満足しなくなる。
【００３１】さらに、試料番号１８に示すようにＣａ量
ｙが０．１５を超えると、焼結性が悪くなり、誘電率が
低下する。
ｙが０．１５を超えると、焼結性が悪くなり、誘電率が
低下する。
【００３２】試料番号２に示すように、Ｒｅ量ｚが０の
場合、結晶粒径が３μｍより大きくなり、平均寿命時間
が短くなり、また、高温負荷１０００時間後の容量変化
率が１０％を超える。また、試料番号１９に示すよう
に、Ｒｅ量ｚが０．０３を超えると、誘電損失が５．０
％を超え、２５℃および８５℃での絶縁抵抗値が低下す
る。その上、平均寿命時間が極端に短くなり、高温負荷
１０００時間後の容量変化率は、高温負荷試験中に試料
の絶縁抵抗が劣化して測定できなかった。
場合、結晶粒径が３μｍより大きくなり、平均寿命時間
が短くなり、また、高温負荷１０００時間後の容量変化
率が１０％を超える。また、試料番号１９に示すよう
に、Ｒｅ量ｚが０．０３を超えると、誘電損失が５．０
％を超え、２５℃および８５℃での絶縁抵抗値が低下す
る。その上、平均寿命時間が極端に短くなり、高温負荷
１０００時間後の容量変化率は、高温負荷試験中に試料
の絶縁抵抗が劣化して測定できなかった。
【００３３】試料番号３に示すように、Ｚｒ量ｏが０の
場合、静電容量の温度変化率が大きくなる。また、試料
番号２０に示すように、Ｚｒ量ｏが０．２４を超える
と、焼結性が低下し、誘電率が８０００以下になる。
場合、静電容量の温度変化率が大きくなる。また、試料
番号２０に示すように、Ｚｒ量ｏが０．２４を超える
と、焼結性が低下し、誘電率が８０００以下になる。
【００３４】試料番号４に示すように、Ｈｆ量ｐが０の
場合、誘電率が８０００以下になる。また、試料番号２
１に示すように、Ｈｆ量ｐが０．１６を超えると、静電
容量の温度変化率がＪＩＳ規格のＦ特性を満足しない。
場合、誘電率が８０００以下になる。また、試料番号２
１に示すように、Ｈｆ量ｐが０．１６を超えると、静電
容量の温度変化率がＪＩＳ規格のＦ特性を満足しない。
【００３５】試料番号５に示すように、ＭａＯの添加量
αが０の場合、誘電損失が５．０％を超え、２５℃およ
び８５℃での絶縁抵抗が低下する。その上、平均寿命時
間が極端に短くなり、高温負荷１０００時間後の容量変
化率は、高温負荷試験中に試料の絶縁抵抗が劣化して測
定できなかった。また、試料番号２２に示すように、Ｍ
ａＯの添加量αが０．０２を超えると、誘電損失が５．
０％を超えて大きくなり、同時に２５℃および８５℃で
の絶縁抵抗が、それぞれ５０００ＭΩ・μＦおよび５０
０ＭΩ・μＦよりも小さくなり、平均寿命時間が短くな
る。その上、高温負荷１０００時間後の容量変化率が大
きくなる。また、試料番号２３に示すように、ＭｂＯ
3/2 の添加量βが０．０１を超えると、高温負荷１００
０時間後の容量変化率が極端に大きくなる。
αが０の場合、誘電損失が５．０％を超え、２５℃およ
び８５℃での絶縁抵抗が低下する。その上、平均寿命時
間が極端に短くなり、高温負荷１０００時間後の容量変
化率は、高温負荷試験中に試料の絶縁抵抗が劣化して測
定できなかった。また、試料番号２２に示すように、Ｍ
ａＯの添加量αが０．０２を超えると、誘電損失が５．
０％を超えて大きくなり、同時に２５℃および８５℃で
の絶縁抵抗が、それぞれ５０００ＭΩ・μＦおよび５０
０ＭΩ・μＦよりも小さくなり、平均寿命時間が短くな
る。その上、高温負荷１０００時間後の容量変化率が大
きくなる。また、試料番号２３に示すように、ＭｂＯ
3/2 の添加量βが０．０１を超えると、高温負荷１００
０時間後の容量変化率が極端に大きくなる。
【００３６】さらに、試料番号６に示すように、ＭａＯ
の添加量αとＭｂＯ2/3 の添加量βの和α＋βがＲｅ量
ｚの１／３より小さくなると、ｚ、α、βそれぞれが本
発明の組成範囲であっても、誘電損失が５．０％を超
え、２５℃および８５℃での絶縁抵抗値がそれぞれ５０
００ＭΩ・μＦおよび５００ＭΩ・μＦよりも小さくな
り、平均寿命時間が１００時間よりも短くなる。また、
試料番号２４に示すように、ＭａＯの添加量αとＭｂＯ
2/3 の添加量βの和α＋βがＲｅ量ｚの３倍よりも大き
くなると、ｚ、α、βそれぞれが本発明の組成範囲であ
っても、平均寿命時間が１００時間よりも短くなり、高
温負荷１０００時間後の容量変化率が１０％よりも大き
くなる。
の添加量αとＭｂＯ2/3 の添加量βの和α＋βがＲｅ量
ｚの１／３より小さくなると、ｚ、α、βそれぞれが本
発明の組成範囲であっても、誘電損失が５．０％を超
え、２５℃および８５℃での絶縁抵抗値がそれぞれ５０
００ＭΩ・μＦおよび５００ＭΩ・μＦよりも小さくな
り、平均寿命時間が１００時間よりも短くなる。また、
試料番号２４に示すように、ＭａＯの添加量αとＭｂＯ
2/3 の添加量βの和α＋βがＲｅ量ｚの３倍よりも大き
くなると、ｚ、α、βそれぞれが本発明の組成範囲であ
っても、平均寿命時間が１００時間よりも短くなり、高
温負荷１０００時間後の容量変化率が１０％よりも大き
くなる。
【００３７】なお、試料番号８、試料番号１４〜１６に
示すように、ＭａＯの添加量αとＭｂＯ2/3 の添加量β
の和α＋βがｚ／２≦α＋β＜３ｚの関係を満足すると
きには、平均寿命時間が３００時間を超え、かつ、高温
負荷試験１０００時間後の容量の変化率が５％以内とな
り、より好ましい特性が得られる。
示すように、ＭａＯの添加量αとＭｂＯ2/3 の添加量β
の和α＋βがｚ／２≦α＋β＜３ｚの関係を満足すると
きには、平均寿命時間が３００時間を超え、かつ、高温
負荷試験１０００時間後の容量の変化率が５％以内とな
り、より好ましい特性が得られる。
【００３８】次に、試料番号７に示すように、Ａ／Ｂ比
が０．９９未満の場合は、還元性雰囲気で焼成したとき
磁器が還元され、半導体化して絶縁抵抗が低下してしま
う。また、試料番号２５に示すように、モル比Ａ／Ｂが
１．０３を超えると焼結性が極端に悪くなる。
が０．９９未満の場合は、還元性雰囲気で焼成したとき
磁器が還元され、半導体化して絶縁抵抗が低下してしま
う。また、試料番号２５に示すように、モル比Ａ／Ｂが
１．０３を超えると焼結性が極端に悪くなる。
【００３９】なお、上記実施例においては、出発原料と
してＢａＣＯ3 、ＳｒＣＯ3 、ＣａＣＯ3 、ＺｒＯ2 、
ＨｆＯ2 等の炭酸塩または酸化物の粉末を用いたが、こ
れらに限定されるものではない。即ち、アルコキシド法
や共沈法、または水熱合成法により作製された粉末を用
いてもよく、これら粉末を用いることにより、本実施例
で示した特性よりも向上することもあり得る。
してＢａＣＯ3 、ＳｒＣＯ3 、ＣａＣＯ3 、ＺｒＯ2 、
ＨｆＯ2 等の炭酸塩または酸化物の粉末を用いたが、こ
れらに限定されるものではない。即ち、アルコキシド法
や共沈法、または水熱合成法により作製された粉末を用
いてもよく、これら粉末を用いることにより、本実施例
で示した特性よりも向上することもあり得る。
【００４０】また、本発明の誘電体セラミック層に、微
量のシリカおよび酸化物ガラスのような焼結助剤を含有
させても、得られる積層セラミックコンデンサの特性を
何等損なうものではない。
量のシリカおよび酸化物ガラスのような焼結助剤を含有
させても、得られる積層セラミックコンデンサの特性を
何等損なうものではない。
【００４１】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、積層セラミックコンデンサの誘電体セラミック
層に、還元性雰囲気中で焼成しても還元されず、かつ、
高温での電圧印加に対する誘電率および絶縁抵抗の経時
変化が小さい非還元性誘電体材料を用いるので、卑金属
のニッケルまたはニッケル合金を内部電極とする低コス
トで、しかも高信頼性の積層セラミックコンデンサが得
られる。
よれば、積層セラミックコンデンサの誘電体セラミック
層に、還元性雰囲気中で焼成しても還元されず、かつ、
高温での電圧印加に対する誘電率および絶縁抵抗の経時
変化が小さい非還元性誘電体材料を用いるので、卑金属
のニッケルまたはニッケル合金を内部電極とする低コス
トで、しかも高信頼性の積層セラミックコンデンサが得
られる。
【００４２】また、この非還元性誘電体材料を用いた積
層セラミックコンデンサは、誘電率が８０００以上あ
り、しかもこのように高誘電率であるにもかかわらず結
晶粒径が３μｍ以下と小さい。したがって、誘電体セラ
ミック層を薄膜化しても、従来の積層セラミックコンデ
ンサのように層中に存在する結晶粒の量が少なくならな
い。このため、信頼性が高く、しかも小型で大容量の積
層セラミックコンデンサが得られる。
層セラミックコンデンサは、誘電率が８０００以上あ
り、しかもこのように高誘電率であるにもかかわらず結
晶粒径が３μｍ以下と小さい。したがって、誘電体セラ
ミック層を薄膜化しても、従来の積層セラミックコンデ
ンサのように層中に存在する結晶粒の量が少なくならな
い。このため、信頼性が高く、しかも小型で大容量の積
層セラミックコンデンサが得られる。
【００４３】
【表１】
【００４４】
【表２】
Claims (2)
- 【請求項１】 複数の誘電体セラミック層と、該誘電体
セラミック層を介して配置された複数の内部電極と、該
内部電極に接続された外部電極とからなる積層セラミッ
クコンデンサにおいて、 前記誘電体セラミック層が、次の一般式 Ａ｛（Ｂａ1-x-y-z Ｓｒx Ｃａy Ｒｅz ）Ｏ1+z/2 ｝・
Ｂ｛（１−α−β）（Ｔｉ1-o-p Ｚｒo Ｈｆp ）Ｏ2 ＋
αＭａＯ＋βＭｂＯ3/2 ｝ で表され、ＲｅはＤｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｙの中から
選ばれる少なくとも１種類の元素からなり、ＭａはＭ
ｎ、Ｎｉ、Ｃｏから選ばれる少なくとも１種類の元素か
らなり、ＭｂはＦｅ、Ｃｒから選ばれる少なくとも１種
類の元素からなり、ｘ、ｙ、ｚ、ｏ、ｐ、α、β、Ａお
よびＢが、 ０＜ｘ≦０．２５ ０≦ｙ≦０．１５ ０＜ｚ≦０．０３ ０＜ｏ≦０．２４ ０＜ｐ≦０．１６ ０＜α≦０．０２ ０≦β≦０．０１ ｚ／３≦α＋β≦３ｚ ０．９９≦Ａ／Ｂ≦１．０３ である非還元性誘電体材料によって構成され、 前記内部電極はニッケルまたはニッケル合金によって構
成されていることを特徴とする積層セラミックコンデン
サ。 - 【請求項２】 前記誘電体セラミック層の結晶粒径が３
μｍ以下であることを特徴とする請求項１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 |
|---|---|---|---|
| JP14180094A JP3316717B2 (ja) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | 積層セラミックコンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14180094A JP3316717B2 (ja) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | 積層セラミックコンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH088137A true JPH088137A (ja) | 1996-01-12 |
| JP3316717B2 JP3316717B2 (ja) | 2002-08-19 |
Family
ID=15300434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14180094A Expired - Lifetime JP3316717B2 (ja) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | 積層セラミックコンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3316717B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7037831B2 (en) | 2003-10-31 | 2006-05-02 | Tdk Corporation | Method of production of multilayer ceramic electronic device |
| US7157396B2 (en) | 2003-11-28 | 2007-01-02 | Tdk Corporation | Dielectric ceramic composition and method of production and electronic device of the same |
| US7242571B2 (en) | 2003-01-31 | 2007-07-10 | Murata Manufacturing Co. Ltd. | Dielectric ceramic, manufacturing method therefor, and multilayer ceramic capacitor |
-
1994
- 1994-06-23 JP JP14180094A patent/JP3316717B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7242571B2 (en) | 2003-01-31 | 2007-07-10 | Murata Manufacturing Co. Ltd. | Dielectric ceramic, manufacturing method therefor, and multilayer ceramic capacitor |
| US7037831B2 (en) | 2003-10-31 | 2006-05-02 | Tdk Corporation | Method of production of multilayer ceramic electronic device |
| US7157396B2 (en) | 2003-11-28 | 2007-01-02 | Tdk Corporation | Dielectric ceramic composition and method of production and electronic device of the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3316717B2 (ja) | 2002-08-19 |
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