JPH0955332A - 積層セラミックコンデンサおよびその製造方法 - Google Patents
積層セラミックコンデンサおよびその製造方法Info
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- JPH0955332A JPH0955332A JP8140275A JP14027596A JPH0955332A JP H0955332 A JPH0955332 A JP H0955332A JP 8140275 A JP8140275 A JP 8140275A JP 14027596 A JP14027596 A JP 14027596A JP H0955332 A JPH0955332 A JP H0955332A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 中性、還元性雰囲気で焼成しても誘電体層が
還元されず、電気的特性の劣化が生じず、低コスト材料
である卑金属材料を内部電極に用いた積層セラミックコ
ンデンサおよびその製造方法を提供することである。 【構成】 チタン酸ストロンチウム、酸化ビスマス等を
含む材料からなる複数の誘電体セラミック層と、ニッケ
ルまたはニッケル合金を含む卑金属材料からなり、前記
誘電体セラミック層を介して互いに積層され、静電容量
を形成するための複数の内部電極と、前記内部電極と電
気的に接続される外部電極とを備えた積層セラミックコ
ンデンサにおいて、前記誘電体セラミック層に一般式ａ
ＭＯ＋ｂＭｎＯ2＋ｃＢ2Ｏ3＋（１００−ａ−ｂ−ｃ）
ＳｉＯ2 で表される還元防止剤が添加されている。
還元されず、電気的特性の劣化が生じず、低コスト材料
である卑金属材料を内部電極に用いた積層セラミックコ
ンデンサおよびその製造方法を提供することである。 【構成】 チタン酸ストロンチウム、酸化ビスマス等を
含む材料からなる複数の誘電体セラミック層と、ニッケ
ルまたはニッケル合金を含む卑金属材料からなり、前記
誘電体セラミック層を介して互いに積層され、静電容量
を形成するための複数の内部電極と、前記内部電極と電
気的に接続される外部電極とを備えた積層セラミックコ
ンデンサにおいて、前記誘電体セラミック層に一般式ａ
ＭＯ＋ｂＭｎＯ2＋ｃＢ2Ｏ3＋（１００−ａ−ｂ−ｃ）
ＳｉＯ2 で表される還元防止剤が添加されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、積層セラミックコン
デンサおよびその製造方法に関するものである。
デンサおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、積層セラミックコンデンサ
は、複数の誘電体セラミックス層と、各誘電体セラミッ
クス層間に形成され、前記誘電体セラミックス層の両端
面に導出される内部電極と、前記内部電極と接続された
外部電極とから構成されている。
は、複数の誘電体セラミックス層と、各誘電体セラミッ
クス層間に形成され、前記誘電体セラミックス層の両端
面に導出される内部電極と、前記内部電極と接続された
外部電極とから構成されている。
【０００３】そして、前記積層セラミックコンデンサの
製造方法としては、誘電体粉末と有機バインダ−を混合
してスラリ−状にし、ドクタ−ブレ−ド法等によって、
グリ−ンシ−トを作成し、このグリーンシート上に内部
電極となる金属粉末を含有するペ−ストをスクリ−ン印
刷法等によって印刷し、積層、圧着後、空気中で１３０
０〜１４００℃の温度で焼成する。得られた焼結体の両
端面に、内部電極と導通する外部電極を塗布、焼き付け
て、積層セラミックコンデンサが得られる。
製造方法としては、誘電体粉末と有機バインダ−を混合
してスラリ−状にし、ドクタ−ブレ−ド法等によって、
グリ−ンシ−トを作成し、このグリーンシート上に内部
電極となる金属粉末を含有するペ−ストをスクリ−ン印
刷法等によって印刷し、積層、圧着後、空気中で１３０
０〜１４００℃の温度で焼成する。得られた焼結体の両
端面に、内部電極と導通する外部電極を塗布、焼き付け
て、積層セラミックコンデンサが得られる。
【０００４】高耐電圧を必要とする電気回路に用いられ
る積層セラミックコンデンサとしては、比較的比誘電率
が大きく、誘電率の電圧依存性が小さく、かつ損失の小
さいものが要求されている。これらの特性を有する積層
セラミックコンデンサの材料として、チタン酸ストロン
チウムを主成分とし、さらにビスマス化合物を含有した
ものが用いられている。
る積層セラミックコンデンサとしては、比較的比誘電率
が大きく、誘電率の電圧依存性が小さく、かつ損失の小
さいものが要求されている。これらの特性を有する積層
セラミックコンデンサの材料として、チタン酸ストロン
チウムを主成分とし、さらにビスマス化合物を含有した
ものが用いられている。
【０００５】また、積層セラミックコンデンサの内部電
極に使用される材料としては、次の（１），（２），
（３）の条件の制約を受ける。 （１）誘電体磁器が焼成される温度以上の融点を有す
る。 （２）高温で誘電体磁器と反応しない。 （３）大気中で焼成するとき酸化されない。
極に使用される材料としては、次の（１），（２），
（３）の条件の制約を受ける。 （１）誘電体磁器が焼成される温度以上の融点を有す
る。 （２）高温で誘電体磁器と反応しない。 （３）大気中で焼成するとき酸化されない。
【０００６】このような条件を満たす電極材料として、
白金、金、パラジウム、あるいはそれらの合金等の貴金
属が知られている。しかし、これら貴金属を用いた電極
は優れた特性を有する反面、高価であるため積層セラミ
ックコンデンサに占める内部電極の材料費の割合は３０
〜７０％にも達し、コストを上昇させ、大量生産を行っ
てもコストダウンを阻む要因となっていた。また、銀−
パラジウム合金で形成された内部電極では、銀のマイグ
レーションによる特性劣化という問題も生じていた。
白金、金、パラジウム、あるいはそれらの合金等の貴金
属が知られている。しかし、これら貴金属を用いた電極
は優れた特性を有する反面、高価であるため積層セラミ
ックコンデンサに占める内部電極の材料費の割合は３０
〜７０％にも達し、コストを上昇させ、大量生産を行っ
てもコストダウンを阻む要因となっていた。また、銀−
パラジウム合金で形成された内部電極では、銀のマイグ
レーションによる特性劣化という問題も生じていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このような問題を解決
するため、内部電極材料にニッケル、銅、鉄、コバル
ト、タングステン、モリブデン等の卑金属を使用するこ
とも考えられるが、これら卑金属材料は、高温大気中で
容易に酸化されるため、中性または還元性雰囲気で焼成
しなければならない。
するため、内部電極材料にニッケル、銅、鉄、コバル
ト、タングステン、モリブデン等の卑金属を使用するこ
とも考えられるが、これら卑金属材料は、高温大気中で
容易に酸化されるため、中性または還元性雰囲気で焼成
しなければならない。
【０００８】しかしながら、従来の誘電体磁器材料では
ビスマス化合物が還元されて、誘電体セラミックが半導
体化され、誘電体として使用できなくなるという新たな
問題が生じていた。
ビスマス化合物が還元されて、誘電体セラミックが半導
体化され、誘電体として使用できなくなるという新たな
問題が生じていた。
【０００９】また、１０００℃付近で酸素分圧が１０-7
MPa程度の中性雰囲気で焼結可能な金属として銅が知ら
れているが、銅は比較的低温で酸化反応が起こりやす
い。そのため、銅を内部電極として積層セラミックコン
デンサを作製する場合、焼成雰囲気をＣｕ／ＣｕＯの平
衡酸素分圧よりも高い酸素分圧で焼成すると、銅が容易
にセラミックス中に拡散して特性を劣化させてしまう。
このことから、焼成時の雰囲気調整を正確に行う必要が
あった。
MPa程度の中性雰囲気で焼結可能な金属として銅が知ら
れているが、銅は比較的低温で酸化反応が起こりやす
い。そのため、銅を内部電極として積層セラミックコン
デンサを作製する場合、焼成雰囲気をＣｕ／ＣｕＯの平
衡酸素分圧よりも高い酸素分圧で焼成すると、銅が容易
にセラミックス中に拡散して特性を劣化させてしまう。
このことから、焼成時の雰囲気調整を正確に行う必要が
あった。
【００１０】この発明の目的は、中性、還元性雰囲気で
焼成しても誘電体セラミックが還元されず、電気的特性
の劣化が生じず、低コスト材料である卑金属材料を内部
電極に用いた積層セラミックコンデンサおよびその製造
方法を提供することである。
焼成しても誘電体セラミックが還元されず、電気的特性
の劣化が生じず、低コスト材料である卑金属材料を内部
電極に用いた積層セラミックコンデンサおよびその製造
方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
複数の誘電体セラミック層と、誘電体セラミック層を介
して互いに積層された状態で配置され静電容量を形成す
るための複数の内部電極と、内部電極に電気的に接続さ
れるように設けられた外部電極とを備えた積層セラミッ
クコンデンサにおいて、誘電体セラミック層は、チタン
酸ストロンチウムを主成分とし、酸化ビスマスあるいは
ビスマス化合物を含む酸化物を副成分とする誘電体セラ
ミック材料からなり、内部電極は、ニッケルまたはニッ
ケル合金を含む卑金属材料からなり、誘電体セラミック
材料に還元防止剤が添加されている積層セラミックコン
デンサである。
複数の誘電体セラミック層と、誘電体セラミック層を介
して互いに積層された状態で配置され静電容量を形成す
るための複数の内部電極と、内部電極に電気的に接続さ
れるように設けられた外部電極とを備えた積層セラミッ
クコンデンサにおいて、誘電体セラミック層は、チタン
酸ストロンチウムを主成分とし、酸化ビスマスあるいは
ビスマス化合物を含む酸化物を副成分とする誘電体セラ
ミック材料からなり、内部電極は、ニッケルまたはニッ
ケル合金を含む卑金属材料からなり、誘電体セラミック
材料に還元防止剤が添加されている積層セラミックコン
デンサである。
【００１２】請求項２に係る発明は、誘電体セラミック
材料に添加される還元防止剤が、一般式ａＭＯ＋ｂＭｎ
Ｏ2＋ｃＢ2Ｏ3＋（１００−ａ−ｂ−ｃ）ＳｉＯ2（ただ
し、Ｍ：Ｍｇ，Ｓｒ，ＣａおよびＢａの内の少なくとも
一種類、ａ，ｂ，ｃはモル％で表され、１０≦ａ≦６
０，５≦ｂ≦２０，２０≦ｃ≦３５）で表されるものか
らなる。
材料に添加される還元防止剤が、一般式ａＭＯ＋ｂＭｎ
Ｏ2＋ｃＢ2Ｏ3＋（１００−ａ−ｂ−ｃ）ＳｉＯ2（ただ
し、Ｍ：Ｍｇ，Ｓｒ，ＣａおよびＢａの内の少なくとも
一種類、ａ，ｂ，ｃはモル％で表され、１０≦ａ≦６
０，５≦ｂ≦２０，２０≦ｃ≦３５）で表されるものか
らなる。
【００１３】請求項３に係る発明は、誘電体セラミック
材料に添加される還元防止剤の量が、誘電体セラミック
材料に対して４重量％〜２５重量％である。
材料に添加される還元防止剤の量が、誘電体セラミック
材料に対して４重量％〜２５重量％である。
【００１４】請求項４に係る発明は、誘電体セラミック
グリーンシートを準備し、誘電体セラミックグリーンシ
ートの間に内部電極となる電極材を介在させて積層体と
し、この積層体を最高焼成温度域までに１０〜１７℃／
minの昇温速度で昇温する、積層セラミックコンデンサ
の製造方法である。
グリーンシートを準備し、誘電体セラミックグリーンシ
ートの間に内部電極となる電極材を介在させて積層体と
し、この積層体を最高焼成温度域までに１０〜１７℃／
minの昇温速度で昇温する、積層セラミックコンデンサ
の製造方法である。
【００１５】請求項５に係る発明は、誘電体セラミック
グリーンシートを準備し、誘電体セラミックグリーンシ
ートの間に内部電極となる電極材を介在させて積層体と
し、この積層体を最高焼成温度域までに１０〜１７℃／
minの昇温速度で昇温し、最高焼成温度到達後の冷却過
程で１０℃／min以上の降温速度で降温する、積層セラ
ミックコンデンサの製造方法である。
グリーンシートを準備し、誘電体セラミックグリーンシ
ートの間に内部電極となる電極材を介在させて積層体と
し、この積層体を最高焼成温度域までに１０〜１７℃／
minの昇温速度で昇温し、最高焼成温度到達後の冷却過
程で１０℃／min以上の降温速度で降温する、積層セラ
ミックコンデンサの製造方法である。
【００１６】請求項６に係る発明は、誘電体セラミック
グリーンシートを構成する誘電体セラミック材料が、チ
タン酸ストロンチウムを主成分、酸化ビスマスあるいは
ビスマス化合物を含む酸化物を副成分、さらに還元防止
剤を添加物として含有しており、内部電極となる電極材
が、ニッケルまたはニッケル合金を含む卑金属材料から
なる積層セラミックコンデンサの製造方法である。
グリーンシートを構成する誘電体セラミック材料が、チ
タン酸ストロンチウムを主成分、酸化ビスマスあるいは
ビスマス化合物を含む酸化物を副成分、さらに還元防止
剤を添加物として含有しており、内部電極となる電極材
が、ニッケルまたはニッケル合金を含む卑金属材料から
なる積層セラミックコンデンサの製造方法である。
【００１７】請求項７に係る発明は、誘電体セラミック
材料に添加する還元防止剤が、一般式ａＭＯ＋ｂＭｎＯ
2＋ｃＢ2Ｏ3＋（１００−ａ−ｂ−ｃ）ＳｉＯ2（ただ
し、Ｍ：Ｍｇ，Ｓｒ，ＣａおよびＢａの内の少なくとも
一種類、ａ，ｂ，ｃはモル％で表され、１０≦ａ≦６
０，５≦ｂ≦２０，２０≦ｃ≦３５）で表されるものか
らなる積層セラミックコンデンサの製造方法である。
材料に添加する還元防止剤が、一般式ａＭＯ＋ｂＭｎＯ
2＋ｃＢ2Ｏ3＋（１００−ａ−ｂ−ｃ）ＳｉＯ2（ただ
し、Ｍ：Ｍｇ，Ｓｒ，ＣａおよびＢａの内の少なくとも
一種類、ａ，ｂ，ｃはモル％で表され、１０≦ａ≦６
０，５≦ｂ≦２０，２０≦ｃ≦３５）で表されるものか
らなる積層セラミックコンデンサの製造方法である。
【００１８】請求項８に係る発明は、誘電体セラミック
材料に添加する還元防止剤の量が、誘電体セラミック材
料に対して４重量％〜２５重量％であること積層セラミ
ックコンデンサの製造方法である。
材料に添加する還元防止剤の量が、誘電体セラミック材
料に対して４重量％〜２５重量％であること積層セラミ
ックコンデンサの製造方法である。
【００１９】この発明の積層セラミックコンデンサの還
元防止剤及びその添加量を請求範囲に限定したのは、下
記の理由による。還元防止剤の一般式において、ａＭＯ
（ただし、Ｍ：Ｍｇ，Ｓｒ，ＣａおよびＢａの内の少な
くとも一種類）は、還元防止の働きがあり、１０モル％
未満であれば絶縁抵抗の低下、誘電損失の増大を生じ、
６０モル％を越えると絶縁抵抗の低下を生じる。
元防止剤及びその添加量を請求範囲に限定したのは、下
記の理由による。還元防止剤の一般式において、ａＭＯ
（ただし、Ｍ：Ｍｇ，Ｓｒ，ＣａおよびＢａの内の少な
くとも一種類）は、還元防止の働きがあり、１０モル％
未満であれば絶縁抵抗の低下、誘電損失の増大を生じ、
６０モル％を越えると絶縁抵抗の低下を生じる。
【００２０】また、ｂＭｎＯ2は、還元防止の働きがあ
り、５モル％未満であれば誘電体セラミックの半導体化
が生じ、２０モル％を越えると絶縁抵抗の低下を生じ
る。
り、５モル％未満であれば誘電体セラミックの半導体化
が生じ、２０モル％を越えると絶縁抵抗の低下を生じ
る。
【００２１】さらに、ｃＢ2Ｏ3は、ガラス形成剤であ
り、２０モル％未満であれば焼結不足による誘電損失の
増大と絶縁抵抗の低下を生じ、３５モル％を越えると誘
電率の低下を生じる。
り、２０モル％未満であれば焼結不足による誘電損失の
増大と絶縁抵抗の低下を生じ、３５モル％を越えると誘
電率の低下を生じる。
【００２２】さらにまた、（１００−ａ−ｂ−ｃ）Ｓｉ
Ｏ2は、ガラス形成剤であり、ａ，ｂ，ｃが各請求範囲
内にあれば絶縁抵抗、誘電損失、誘電率などにおいて良
好な特性を得られるが、ａ，ｂ，ｃが各範囲外になれば
絶縁抵抗の低下、誘電損失の増大、誘電率の低下を生じ
るためである。
Ｏ2は、ガラス形成剤であり、ａ，ｂ，ｃが各請求範囲
内にあれば絶縁抵抗、誘電損失、誘電率などにおいて良
好な特性を得られるが、ａ，ｂ，ｃが各範囲外になれば
絶縁抵抗の低下、誘電損失の増大、誘電率の低下を生じ
るためである。
【００２３】また、還元防止剤の添加量が誘電体セラミ
ック原料に対して、４重量％未満であると耐還元性付与
に効果がなく、誘電体セラミックの半導体化を生じ、２
５重量％を越えると誘電率の低下が著しくなるためであ
る。
ック原料に対して、４重量％未満であると耐還元性付与
に効果がなく、誘電体セラミックの半導体化を生じ、２
５重量％を越えると誘電率の低下が著しくなるためであ
る。
【００２４】また、この発明において、昇温速度、降温
速度を限定したのは、下記の理由による。昇温速度が１
０℃/min未満であると、誘電体セラミックの半導体化を
生じ、１７℃/minを越えると焼結性が低下するからであ
る。また、昇温速度、降温速度がともに１０℃/min未満
であると、誘電体セラミックの半導体化を生じるからで
ある。
速度を限定したのは、下記の理由による。昇温速度が１
０℃/min未満であると、誘電体セラミックの半導体化を
生じ、１７℃/minを越えると焼結性が低下するからであ
る。また、昇温速度、降温速度がともに１０℃/min未満
であると、誘電体セラミックの半導体化を生じるからで
ある。
【００２５】
【作用】この発明の積層セラミックコンデンサは、誘電
体セラミック材料に還元防止剤が添加されることによ
り、中性または還元性の雰囲気で焼成しても、誘電体が
半導体化されない。
体セラミック材料に還元防止剤が添加されることによ
り、中性または還元性の雰囲気で焼成しても、誘電体が
半導体化されない。
【００２６】また、この発明の積層セラミックコンデン
サの誘電体セラミック材料に添加される還元防止剤は、
一般式ａＭＯ＋ｂＭｎＯ2＋ｃＢ2Ｏ3＋（１００−ａ−
ｂ−ｃ）ＳｉＯ2（ただし、Ｍ：Ｍｇ，Ｓｒ，Ｃａおよ
びＢａの内の少なくとも一種類、ａ，ｂ，ｃはモル％で
表され、１０≦ａ≦６０，５≦ｂ≦２０，２０≦ｃ≦３
５）であり、その添加される量が４〜２５重量％である
ことにより、誘電体セラミックの半導体化を防ぎ電気的
特性が向上する。
サの誘電体セラミック材料に添加される還元防止剤は、
一般式ａＭＯ＋ｂＭｎＯ2＋ｃＢ2Ｏ3＋（１００−ａ−
ｂ−ｃ）ＳｉＯ2（ただし、Ｍ：Ｍｇ，Ｓｒ，Ｃａおよ
びＢａの内の少なくとも一種類、ａ，ｂ，ｃはモル％で
表され、１０≦ａ≦６０，５≦ｂ≦２０，２０≦ｃ≦３
５）であり、その添加される量が４〜２５重量％である
ことにより、誘電体セラミックの半導体化を防ぎ電気的
特性が向上する。
【００２７】また、この発明の積層セラミックコンデン
サの製造方法によれば、最高焼成温度到達までの昇温過
程で昇温速度を１０〜１７℃/minにしたり、最高焼成温
度到達までの昇温速度を１０〜１７℃/minにし、最高焼
成温度到達後の冷却過程での降温速度を１０℃/min以上
にすることで、中性または還元性の雰囲気で焼成して
も、誘電体が半導体化されない。
サの製造方法によれば、最高焼成温度到達までの昇温過
程で昇温速度を１０〜１７℃/minにしたり、最高焼成温
度到達までの昇温速度を１０〜１７℃/minにし、最高焼
成温度到達後の冷却過程での降温速度を１０℃/min以上
にすることで、中性または還元性の雰囲気で焼成して
も、誘電体が半導体化されない。
【００２８】さらに、誘電体セラミック材料に還元防止
剤を添加することで、中性または還元性の雰囲気で焼成
しても、誘電体が半導体化せず、ニッケル等の卑金属材
料を内部電極に用いることができる。
剤を添加することで、中性または還元性の雰囲気で焼成
しても、誘電体が半導体化せず、ニッケル等の卑金属材
料を内部電極に用いることができる。
【００２９】さらにまた、内部電極にニッケルあるいは
ニッケル合金を用いて、Ｎｉ／ＮｉＯの平衡酸素分圧よ
り高い酸素分圧の雰囲気で焼成しても、ニッケルが酸化
されない。
ニッケル合金を用いて、Ｎｉ／ＮｉＯの平衡酸素分圧よ
り高い酸素分圧の雰囲気で焼成しても、ニッケルが酸化
されない。
【００３０】
【実施例】この発明の実施例を下記に説明する。 実施例１ 誘電体の原料として、ＳｒＣＯ3，Ｐｂ3Ｏ4，ＣａＣ
Ｏ3，Ｂｉ2Ｏ3，ＳｎＯ2および ＴｉＯ2を準備し、化学
式３６．９ＳｒＴｉＯ3＋２６．４ＰｂＴｉＯ3＋１９．
５ＣａＴｉＯ3＋４．３Ｂｉ2Ｏ3＋１．８ＳｎＯ2＋１
１．１ＴｉＯ2で示される誘電体を得るために、秤量
し、ボールミルで１６時間湿式混合する。この混合物を
蒸発乾燥して粉体とし、この粉体をアルミナ質の匣中で
９００〜９５０℃の温度で２時間仮焼し、平均粒径が１
μｍとなるよう粉砕し、仮焼粉を得る。
Ｏ3，Ｂｉ2Ｏ3，ＳｎＯ2および ＴｉＯ2を準備し、化学
式３６．９ＳｒＴｉＯ3＋２６．４ＰｂＴｉＯ3＋１９．
５ＣａＴｉＯ3＋４．３Ｂｉ2Ｏ3＋１．８ＳｎＯ2＋１
１．１ＴｉＯ2で示される誘電体を得るために、秤量
し、ボールミルで１６時間湿式混合する。この混合物を
蒸発乾燥して粉体とし、この粉体をアルミナ質の匣中で
９００〜９５０℃の温度で２時間仮焼し、平均粒径が１
μｍとなるよう粉砕し、仮焼粉を得る。
【００３１】次に、還元防止剤の原料として、ＭｇＯ，
ＢａＯ，ＳｒＯ，ＣａＯ，ＭｎＯ2，Ｂ2Ｏ3，ＳｉＯ2を
準備し、一般式ａＭＯ＋ｂＭｎＯ2＋ｃＢ2Ｏ3＋（１０
０−ａ−ｂ−ｃ）ＳｉＯ2 （ただし、ＭはＭｇ，Ｓｒ，
Ｃａ，およびＢａの中から選ばれる少なくとも１種類、
ａ，ｂ，ｃはモル％で表され、１０≦ａ≦６０，５≦ｂ
≦２０，２０≦ｃ≦３５の範囲内）を表２に示す割合と
なるよう秤量し、調合し、この調合原料を、ボールミル
にて湿式混合・粉砕し、蒸発乾燥し、アルミナ坩堝中１
３００℃にて十分加熱溶融する。この溶融物を急冷しガ
ラス化させて、平均粒径１μｍに粉砕する。
ＢａＯ，ＳｒＯ，ＣａＯ，ＭｎＯ2，Ｂ2Ｏ3，ＳｉＯ2を
準備し、一般式ａＭＯ＋ｂＭｎＯ2＋ｃＢ2Ｏ3＋（１０
０−ａ−ｂ−ｃ）ＳｉＯ2 （ただし、ＭはＭｇ，Ｓｒ，
Ｃａ，およびＢａの中から選ばれる少なくとも１種類、
ａ，ｂ，ｃはモル％で表され、１０≦ａ≦６０，５≦ｂ
≦２０，２０≦ｃ≦３５の範囲内）を表２に示す割合と
なるよう秤量し、調合し、この調合原料を、ボールミル
にて湿式混合・粉砕し、蒸発乾燥し、アルミナ坩堝中１
３００℃にて十分加熱溶融する。この溶融物を急冷しガ
ラス化させて、平均粒径１μｍに粉砕する。
【００３２】これら誘電体仮焼粉と還元防止剤とを表１
に示す割合で混合し、ポリビニルブチラール系のバイン
ダとエタノールおよびトルエンを添加した後、ボールミ
ル中で１６時間湿式混合し、スラリーを得る。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、乾
燥後所定の大きさに切断してセラミックグリーンシート
を得る。得られたセラミックグリーンシートの片主面に
スクリーン印刷法によりニッケルペーストを塗布し、そ
の後積層、圧着する。
に示す割合で混合し、ポリビニルブチラール系のバイン
ダとエタノールおよびトルエンを添加した後、ボールミ
ル中で１６時間湿式混合し、スラリーを得る。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、乾
燥後所定の大きさに切断してセラミックグリーンシート
を得る。得られたセラミックグリーンシートの片主面に
スクリーン印刷法によりニッケルペーストを塗布し、そ
の後積層、圧着する。
【００３３】得られた積層体を、空気中３００℃にて脱
バインダを行った後、Ｎ2，Ｈ2，Ｈ2Ｏからなる混合ガ
スにより酸素分圧１０-6〜１０-10MPaの雰囲気下におい
て８５０〜１０５０℃の温度で２時間焼成し、焼結体を
得る。この時の焼成条件は、最高温度に達するまで１０
〜１７℃/minの昇温速度で昇温し、焼成最高温度到達後
の降温過程で１０℃/min以上の降温速度で降温する。
バインダを行った後、Ｎ2，Ｈ2，Ｈ2Ｏからなる混合ガ
スにより酸素分圧１０-6〜１０-10MPaの雰囲気下におい
て８５０〜１０５０℃の温度で２時間焼成し、焼結体を
得る。この時の焼成条件は、最高温度に達するまで１０
〜１７℃/minの昇温速度で昇温し、焼成最高温度到達後
の降温過程で１０℃/min以上の降温速度で降温する。
【００３４】この焼結体の両端面に銀ペーストを塗布、
焼き付けて、内部電極と電気的に接続する外部電極を形
成し、積層セラミックコンデンサが得られる。得られた
積層セラミックコンデンサの厚みは３０μｍである。
焼き付けて、内部電極と電気的に接続する外部電極を形
成し、積層セラミックコンデンサが得られる。得られた
積層セラミックコンデンサの厚みは３０μｍである。
【００３５】得られた積層セラミックコンデンサについ
て、室温での誘電率（ε）、誘電損失（tanδ）、容量
の温度変化率（ＴＣＣ）およびＤＣバイアス特性につい
て測定した。その結果を表１に示す。なお、表中の＊印
はこの発明の請求範囲外であり、それ以外は発明の範囲
内である。
て、室温での誘電率（ε）、誘電損失（tanδ）、容量
の温度変化率（ＴＣＣ）およびＤＣバイアス特性につい
て測定した。その結果を表１に示す。なお、表中の＊印
はこの発明の請求範囲外であり、それ以外は発明の範囲
内である。
【００３６】なお、誘電率（ε）、誘電損失（tanδ）
については温度２５℃，測定周波数１KHz，ＡＣ１Ｖの
条件で測定した結果について示し、容量の温度変化率
（ＴＣＣ）についてはＪＩＳ規格に定められている温度
特性について示した。さらに、ＤＣバイアス特性につい
ては、積層セラミックコンデンサに２kV/mmの直流電圧
を印加した際の静電容量の変化率で示している。
については温度２５℃，測定周波数１KHz，ＡＣ１Ｖの
条件で測定した結果について示し、容量の温度変化率
（ＴＣＣ）についてはＪＩＳ規格に定められている温度
特性について示した。さらに、ＤＣバイアス特性につい
ては、積層セラミックコンデンサに２kV/mmの直流電圧
を印加した際の静電容量の変化率で示している。
【００３７】
【表１】
【００３８】表１より、還元防止剤を添加しない積層セ
ラミックコンデンサは、誘電損失、誘電率の電圧依存性
および絶縁抵抗等の特性の劣化が生じ、積層セラミック
コンデンサとして使用不可能になる。
ラミックコンデンサは、誘電損失、誘電率の電圧依存性
および絶縁抵抗等の特性の劣化が生じ、積層セラミック
コンデンサとして使用不可能になる。
【００３９】実施例２ 実施例１と同様に出発原料を準備し、一般式uＳｒＴｉ
Ｏ3＋vＰｂＴｉＯ3＋wＣａＴｉＯ3＋xＢｉ2Ｏ3＋yＳｎ
Ｏ2＋zＴｉＯ2（ただし、u，v，w，x，yおよびzは定
数）を表１に示す割合となるよう秤量し、調合し、この
調合原料を、ボールミルで湿式混合・粉砕し、蒸発乾燥
し、仮焼する。この仮焼物を乾式粉砕し、篩分けして仮
焼粉とする。
Ｏ3＋vＰｂＴｉＯ3＋wＣａＴｉＯ3＋xＢｉ2Ｏ3＋yＳｎ
Ｏ2＋zＴｉＯ2（ただし、u，v，w，x，yおよびzは定
数）を表１に示す割合となるよう秤量し、調合し、この
調合原料を、ボールミルで湿式混合・粉砕し、蒸発乾燥
し、仮焼する。この仮焼物を乾式粉砕し、篩分けして仮
焼粉とする。
【００４０】次に、実施例１と同様に、還元防止剤の出
発原料を準備し、化学式１０ＭｇＯ＋１５ＳｒＯ＋１０
ＣａＯ＋１５ＢａＯ＋１０ＭｎＯ2＋２５Ｂ2Ｏ3＋１５
ＳｉＯ2（モル％）となるよう秤量し、調合して、この調
合原料を、ボールミルにて湿式混合・粉砕し、蒸発乾燥
し、アルミナ坩堝中１３００℃にて十分加熱溶融する。
この溶融物を急冷しガラス化させて、平均粒径１μｍに
粉砕する。
発原料を準備し、化学式１０ＭｇＯ＋１５ＳｒＯ＋１０
ＣａＯ＋１５ＢａＯ＋１０ＭｎＯ2＋２５Ｂ2Ｏ3＋１５
ＳｉＯ2（モル％）となるよう秤量し、調合して、この調
合原料を、ボールミルにて湿式混合・粉砕し、蒸発乾燥
し、アルミナ坩堝中１３００℃にて十分加熱溶融する。
この溶融物を急冷しガラス化させて、平均粒径１μｍに
粉砕する。
【００４１】これら誘電体仮焼粉と還元防止剤とを表２
に示す割合で混合し、実施例１と同じ製造方法で積層セ
ラミックコンデンサを作製し、実施例１と同じ方法で電
気的特性を測定した。その結果を表２に示す。なお、表
中の＊印はこの発明の請求範囲外であり、それ以外は発
明の範囲内である。
に示す割合で混合し、実施例１と同じ製造方法で積層セ
ラミックコンデンサを作製し、実施例１と同じ方法で電
気的特性を測定した。その結果を表２に示す。なお、表
中の＊印はこの発明の請求範囲外であり、それ以外は発
明の範囲内である。
【００４２】
【表２】
【００４３】表１および表２に示すように、この発明に
おける積層セラミックコンデンサは、１０10Ω・cm以上
の良好な絶縁抵抗を有するとともに、誘電率も比較的高
く、その電圧依存性も小さく、さらに誘電損失も小さ
い。
おける積層セラミックコンデンサは、１０10Ω・cm以上
の良好な絶縁抵抗を有するとともに、誘電率も比較的高
く、その電圧依存性も小さく、さらに誘電損失も小さ
い。
【００４４】なお、実施例１、実施例２で用いた内部電
極および外部電極の材料となるニッケルまたは銀ペース
トは、例えば、粒径が０．３〜５μｍの金属粉末にワニ
スとしてエチルセルロースを添加し、α−テレピネオー
ル等の溶媒中に分散させたものである。これらの内部電
極および外部電極の厚みは、好ましくは内部電極の方が
０．５〜５μｍ、外部電極の方が１０〜８０μｍであれ
ばよい。
極および外部電極の材料となるニッケルまたは銀ペース
トは、例えば、粒径が０．３〜５μｍの金属粉末にワニ
スとしてエチルセルロースを添加し、α−テレピネオー
ル等の溶媒中に分散させたものである。これらの内部電
極および外部電極の厚みは、好ましくは内部電極の方が
０．５〜５μｍ、外部電極の方が１０〜８０μｍであれ
ばよい。
【００４５】実施例３ 実施例１の試料番号１で得られた積層体の焼成工程にお
ける、昇温速度、降温速度を表３に示すように様々に変
化させて、得られた積層セラミックコンデンサの電気的
特性を測定した。なお、表中の＊印はこの発明の請求範
囲外であり、それ以外は発明の範囲内である。
ける、昇温速度、降温速度を表３に示すように様々に変
化させて、得られた積層セラミックコンデンサの電気的
特性を測定した。なお、表中の＊印はこの発明の請求範
囲外であり、それ以外は発明の範囲内である。
【００４６】
【表３】
【００４７】昇温速度、降温速度が遅いと、内部電極が
酸化され、それにともない絶縁抵抗の低下と誘電損失の
増大が生じている。
酸化され、それにともない絶縁抵抗の低下と誘電損失の
増大が生じている。
【００４８】実施例４ 内部電極となる金属ペーストとして、ニッケルペースト
の代わりに、１０Ｃｒ−９０Ｎｉ（原子％）組成のニッ
ケル合金ペーストを用いる以外は実施例１と同じ方法で
積層セラミックコンデンサを作製した。得られた積層セ
ラミックコンデンサを実施例１と同じ方法で電気的特性
を測定した。その結果、ニッケル合金ペーストを用いた
場合も、ニッケルペーストを用いた場合と同等の特性を
得ることを確認した。
の代わりに、１０Ｃｒ−９０Ｎｉ（原子％）組成のニッ
ケル合金ペーストを用いる以外は実施例１と同じ方法で
積層セラミックコンデンサを作製した。得られた積層セ
ラミックコンデンサを実施例１と同じ方法で電気的特性
を測定した。その結果、ニッケル合金ペーストを用いた
場合も、ニッケルペーストを用いた場合と同等の特性を
得ることを確認した。
【００４９】誘電体粉末としては、ここに示した以外
に、例えば、特公昭５９−８９２３号公報に開示された
ＳｒＴｉＯ3＋ＭｇＴｉＯ3＋Ｂｉ2Ｏ3＋ＴｉＯ2＋Ｐｂ3
Ｏ4や特開昭５９−２０９０８号公報に開示されたＳｒ
ＴｉＯ3＋ＣａＴｉＯ3＋Ｂｉ2Ｏ3・ｎＴｉＯ2、特開昭
６０−１４５９５１号公報に開示されているＳｒＴｉＯ
3＋Ｂｉ2Ｏ3＋ＴｉＯ2＋ＮｉＯ 等を用いてもよい。
に、例えば、特公昭５９−８９２３号公報に開示された
ＳｒＴｉＯ3＋ＭｇＴｉＯ3＋Ｂｉ2Ｏ3＋ＴｉＯ2＋Ｐｂ3
Ｏ4や特開昭５９−２０９０８号公報に開示されたＳｒ
ＴｉＯ3＋ＣａＴｉＯ3＋Ｂｉ2Ｏ3・ｎＴｉＯ2、特開昭
６０−１４５９５１号公報に開示されているＳｒＴｉＯ
3＋Ｂｉ2Ｏ3＋ＴｉＯ2＋ＮｉＯ 等を用いてもよい。
【００５０】また、還元防止剤の出発原料として、Ｍｇ
Ｏ，ＢａＯ，ＳｒＯ，ＣａＯ，ＭｎＯ2，Ｂ2Ｏ3，Ｓｉ
Ｏ2等の酸化物を用いたが、この他に、炭酸塩または水
酸化物を用いてもよい。
Ｏ，ＢａＯ，ＳｒＯ，ＣａＯ，ＭｎＯ2，Ｂ2Ｏ3，Ｓｉ
Ｏ2等の酸化物を用いたが、この他に、炭酸塩または水
酸化物を用いてもよい。
【００５１】内部電極の材料として、ニッケルまたはニ
ッケル合金を用いたが、上記誘電体粉末原料および還元
防止剤原料のうちの少なくとも一種類を添加したニッケ
ルまたはニッケル合金であってもよい。
ッケル合金を用いたが、上記誘電体粉末原料および還元
防止剤原料のうちの少なくとも一種類を添加したニッケ
ルまたはニッケル合金であってもよい。
【００５２】また、積層セラミックコンデンサの特性を
損なわない限り、各種添加物、例えば酸化マンガン、酸
化鉄、酸化ケイ素、ガラスなどを積層セラミックコンデ
ンサの材料に添加してもよい。
損なわない限り、各種添加物、例えば酸化マンガン、酸
化鉄、酸化ケイ素、ガラスなどを積層セラミックコンデ
ンサの材料に添加してもよい。
【００５３】ニッケル合金ペーストを用いる場合、ニッ
ケル以外の金属の種類および添加量によりニッケル合金
の導電率や融点が変化するため、純粋なニッケルと比較
してコンデンサとしての特性を大きく損なわれないよう
な金属を選ぶ必要がある。このため、ニッケル合金ペー
ストの組成は、積層セラミックコンデンサの使用用途
や、誘電体粉末および還元防止剤の組成により限定され
る。
ケル以外の金属の種類および添加量によりニッケル合金
の導電率や融点が変化するため、純粋なニッケルと比較
してコンデンサとしての特性を大きく損なわれないよう
な金属を選ぶ必要がある。このため、ニッケル合金ペー
ストの組成は、積層セラミックコンデンサの使用用途
や、誘電体粉末および還元防止剤の組成により限定され
る。
【００５４】外部電極の材料としては、内部電極と同じ
材料を用いてもよい。また、銀、パラジウム、銀−パラ
ジウム合金等も使用可能であるが、積層セラミックコン
デンサの用途等を考慮に入れて適当な材料が選択され
る。
材料を用いてもよい。また、銀、パラジウム、銀−パラ
ジウム合金等も使用可能であるが、積層セラミックコン
デンサの用途等を考慮に入れて適当な材料が選択され
る。
【００５５】
【発明の効果】この発明の積層セラミックコンデンサに
よれば、還元防止剤の作用により中性または還元性の雰
囲気で焼成しても、セラミックス層中のビスマス化合物
が還元されず、電気的諸特性の劣化を生じない積層セラ
ミックコンデンサができる。
よれば、還元防止剤の作用により中性または還元性の雰
囲気で焼成しても、セラミックス層中のビスマス化合物
が還元されず、電気的諸特性の劣化を生じない積層セラ
ミックコンデンサができる。
【００５６】また、内部電極材料としてニッケルやニッ
ケル合金を使用しても、内部電極が酸化されず電気的諸
特性の劣化を生じない。
ケル合金を使用しても、内部電極が酸化されず電気的諸
特性の劣化を生じない。
【００５７】さらに、内部電極材料としてニッケルまた
はニッケル合金を使用することにより、銀を用いたとき
のようなマイグレーションがなくなり、特性劣化がな
く、かつ、従来材料と比較して大幅なコスト低減が可能
である。
はニッケル合金を使用することにより、銀を用いたとき
のようなマイグレーションがなくなり、特性劣化がな
く、かつ、従来材料と比較して大幅なコスト低減が可能
である。
【００５８】また、この発明の積層セラミックコンデン
サの製造方法によれば、昇温速度、降温速度を早くする
ことで、焼成時間が短くなり、内部電極が酸化されず、
誘電体セラミックが半導体化されずに、諸特性を劣化さ
せることなく積層セラミックコンデンサを得ることがで
きる。
サの製造方法によれば、昇温速度、降温速度を早くする
ことで、焼成時間が短くなり、内部電極が酸化されず、
誘電体セラミックが半導体化されずに、諸特性を劣化さ
せることなく積層セラミックコンデンサを得ることがで
きる。
【００５９】さらに、還元防止剤を添加することによ
り、誘電体セラミック中のビスマス化合物が酸化され
ず、誘電体セラミックが半導体化しないことで、特性劣
化の生じない積層セラミックコンデンサを得ることがで
きる。
り、誘電体セラミック中のビスマス化合物が酸化され
ず、誘電体セラミックが半導体化しないことで、特性劣
化の生じない積層セラミックコンデンサを得ることがで
きる。
【００６０】さらにまた、安価な卑金属であるニッケル
あるいはニッケル合金等の卑金属を内部電極材料として
使用することが可能であり、マイグレーション等の懸念
もなく低コストの積層セラミックコンデンサを得ること
ができる。
あるいはニッケル合金等の卑金属を内部電極材料として
使用することが可能であり、マイグレーション等の懸念
もなく低コストの積層セラミックコンデンサを得ること
ができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０４Ｂ 35/64 Ｃ０９Ｋ 15/02 // Ｃ０９Ｋ 3/00 １０９ Ｃ０４Ｂ 35/46 Ｅ 15/02 35/64 Ｃ
Claims (8)
- 【請求項１】 複数の誘電体セラミック層と、 前記誘電体セラミック層を介して互いに積層された状態
で配置され静電容量を形成するための複数の内部電極
と、 前記内部電極に電気的に接続されるように設けられた外
部電極とを備えた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は、チタン酸ストロンチウムを
主成分とし、酸化ビスマスあるいはビスマス化合物の酸
化物を副成分とする誘電体セラミック材料からなり、 前記内部電極は、ニッケルまたはニッケル合金を含む卑
金属材料からなり、 前記誘電体セラミック材料に還元防止剤が添加されてい
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材料に添加される
還元防止剤は、一般式ａＭＯ＋ｂＭｎＯ2＋ｃＢ2Ｏ3＋
（１００−ａ−ｂ−ｃ）ＳｉＯ2（ただし、Ｍ：Ｍｇ，
Ｓｒ，ＣａおよびＢａの内の少なくとも一種類、ａ，
ｂ，ｃはモル％で表され、１０≦ａ≦６０，５≦ｂ≦２
０，２０≦ｃ≦３５）で表されるものからなることを特
徴とする請求項１に記載の積層セラミックコンデンサ。 - 【請求項３】 前記誘電体セラミック材料に添加される
還元防止剤の量は、前記誘電体セラミック材料に対して
４重量％〜２５重量％であることを特徴とする請求項１
または請求項２のいずれかに記載の積層セラミックコン
デンサ。 - 【請求項４】 誘電体セラミックグリーンシートを準備
し、前記誘電体セラミックグリーンシートの間に内部電
極となる電極材を介在させて積層体とし、前記積層体を
最高焼成温度域までに１０〜１７℃／minの昇温速度で
昇温することを特徴とする積層セラミックコンデンサの
製造方法。 - 【請求項５】 誘電体セラミックグリーンシートを準備
し、前記誘電体セラミックグリーンシートの間に内部電
極となる電極材を介在させて積層体とし、前記積層体を
最高焼成温度域までに１０〜１７℃／minの昇温速度で
昇温し、最高焼成温度到達後の冷却過程で１０℃／min
以上の降温速度で降温することを特徴とする積層セラミ
ックコンデンサの製造方法。 - 【請求項６】 前記誘電体セラミックグリーンシートを
構成する誘電体セラミック材料は、チタン酸ストロンチ
ウムを主成分、酸化ビスマスあるいはビスマス化合物を
含む酸化物を副成分、さらに還元防止剤を添加物として
含有しており、 前記内部電極となる電極材は、ニッケルまたはニッケル
合金を含む卑金属材料からなることを特徴とする請求項
４または請求項５のいずれかに記載の積層セラミックコ
ンデンサの製造方法。 - 【請求項７】 前記誘電体セラミック材料に添加する還
元防止剤は、一般式ａＭＯ＋ｂＭｎＯ2＋ｃＢ2Ｏ3＋
（１００−ａ−ｂ−ｃ）ＳｉＯ2（ただし、Ｍ：Ｍｇ，
Ｓｒ，ＣａおよびＢａの内の少なくとも一種類、ａ，
ｂ，ｃはモル％で表され、１０≦ａ≦６０，５≦ｂ≦２
０，２０≦ｃ≦３５）で表されるものからなることを特
徴とする請求項６に記載の積層セラミックコンデンサの
製造方法。 - 【請求項８】 前記誘電体セラミック材料に添加する還
元防止剤の量は、前記誘電体セラミック材料に対して４
重量％〜２５重量％であることを特徴とする請求項６ま
たは請求項７のいずれかに記載の積層セラミックコンデ
ンサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14027596A JP3233020B2 (ja) | 1995-06-06 | 1996-06-03 | 積層セラミックコンデンサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-139555 | 1995-06-06 | ||
| JP13955595 | 1995-06-06 | ||
| JP14027596A JP3233020B2 (ja) | 1995-06-06 | 1996-06-03 | 積層セラミックコンデンサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0955332A true JPH0955332A (ja) | 1997-02-25 |
| JP3233020B2 JP3233020B2 (ja) | 2001-11-26 |
Family
ID=26472334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14027596A Expired - Fee Related JP3233020B2 (ja) | 1995-06-06 | 1996-06-03 | 積層セラミックコンデンサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3233020B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013503502A (ja) * | 2010-05-02 | 2013-01-31 | メリト・インコーポレーテッド | 超伝導スーパーキャパシタ |
| JP2015051909A (ja) * | 2013-09-05 | 2015-03-19 | サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． | 誘電体磁器組成物及びそれを含む積層セラミックキャパシタ |
-
1996
- 1996-06-03 JP JP14027596A patent/JP3233020B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013503502A (ja) * | 2010-05-02 | 2013-01-31 | メリト・インコーポレーテッド | 超伝導スーパーキャパシタ |
| JP2015051909A (ja) * | 2013-09-05 | 2015-03-19 | サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． | 誘電体磁器組成物及びそれを含む積層セラミックキャパシタ |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3233020B2 (ja) | 2001-11-26 |
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