JPH10189384A - 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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- JPH10189384A JPH10189384A JP8351195A JP35119596A JPH10189384A JP H10189384 A JPH10189384 A JP H10189384A JP 8351195 A JP8351195 A JP 8351195A JP 35119596 A JP35119596 A JP 35119596A JP H10189384 A JPH10189384 A JP H10189384A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高容量で、誘電損失も小さく、かつ誘電体層が
５μｍ以下の積層セラミックコンデンサを提供する。 【解決手段】金属元素酸化物のモル比による組成式を、
ｘＰｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/ 3 ）Ｏ3 ・ｙＰｂＴｉＯ3 と表
した時、前記ｘおよびｙが９１≦ｘ≦９９、１≦ｙ≦
９、ｘ＋ｙ＝１００を満足するとともに、Ｐｂ元素をＡ
とし、Ｍｇ、ＮｂおよびＴｉをＢとし、前記ペロブスカ
イト型複合酸化物の化学式をＡＢＯ3 と表した時、Ａ／
Ｂのモル比が０．９５≦Ａ／Ｂ≦０．９９を満足し、か
つ、平均結晶粒径が０．５〜３μｍのものである。
５μｍ以下の積層セラミックコンデンサを提供する。 【解決手段】金属元素酸化物のモル比による組成式を、
ｘＰｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/ 3 ）Ｏ3 ・ｙＰｂＴｉＯ3 と表
した時、前記ｘおよびｙが９１≦ｘ≦９９、１≦ｙ≦
９、ｘ＋ｙ＝１００を満足するとともに、Ｐｂ元素をＡ
とし、Ｍｇ、ＮｂおよびＴｉをＢとし、前記ペロブスカ
イト型複合酸化物の化学式をＡＢＯ3 と表した時、Ａ／
Ｂのモル比が０．９５≦Ａ／Ｂ≦０．９９を満足し、か
つ、平均結晶粒径が０．５〜３μｍのものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は積層セラミックコン
デンサに関するもので、例えば、スイッチング電源の平
滑用コンデンサに好適に用いられる積層セラミックコン
デンサに関するものである。
デンサに関するもので、例えば、スイッチング電源の平
滑用コンデンサに好適に用いられる積層セラミックコン
デンサに関するものである。
【０００２】
【従来技術】近年、電子機器の小型化、高性能化に伴
い、コンデンサ等の電子部品の小型化、大容量化の要求
が高まってきている。
い、コンデンサ等の電子部品の小型化、大容量化の要求
が高まってきている。
【０００３】一般に、コンデンサなどに使用される誘電
体材料には、高い比誘電率が要求されることは勿論のこ
と、誘電損失が小さく、温度特性が良好であり、直流電
圧に対する誘電特性の依存性が小さい等の、種々の要求
を満足させる必要がある。
体材料には、高い比誘電率が要求されることは勿論のこ
と、誘電損失が小さく、温度特性が良好であり、直流電
圧に対する誘電特性の依存性が小さい等の、種々の要求
を満足させる必要がある。
【０００４】従来から、この様な要求を満足する誘電体
材料として、ＢａＴｉＯ3 のようなペロブスカイト型の
各種酸化物が報告されており、また実用化されている。
材料として、ＢａＴｉＯ3 のようなペロブスカイト型の
各種酸化物が報告されており、また実用化されている。
【０００５】しかしながら、ＢａＴｉＯ3 を主体とする
高誘電率系材料では焼成温度が１３００〜１３５０℃と
高く、内部電極としてＡｕ、Ｐｔ、Ｐｄなどの高価な貴
金属が一般に用いられ、積層セラミックコンデンサで
は、生産コストに占める電極材料費の割合が大きいた
め、全体のコストを低減することに限度があった。
高誘電率系材料では焼成温度が１３００〜１３５０℃と
高く、内部電極としてＡｕ、Ｐｔ、Ｐｄなどの高価な貴
金属が一般に用いられ、積層セラミックコンデンサで
は、生産コストに占める電極材料費の割合が大きいた
め、全体のコストを低減することに限度があった。
【０００６】このため、ＢａＴｉＯ3 を主体とする高誘
電率系材料にＢ、Ｂｉ、Ｓｉ、Ｐｂなどの酸化物からな
るガラス成分を添加し、焼成温度を１３００〜１３５０
℃から１１００〜１１５０℃に低下させた積層セラミッ
クコンデンサが開発されている。この積層セラミックコ
ンデンサは、低温での焼結が可能なため、比較的安価な
Ａｇ−Ｐｄ合金を内部電極に使用することができる。し
かし、この積層セラミックコンデンサでは、ガラス成分
を添加することによって、比誘電率が低下してしまうと
いう問題点があった。
電率系材料にＢ、Ｂｉ、Ｓｉ、Ｐｂなどの酸化物からな
るガラス成分を添加し、焼成温度を１３００〜１３５０
℃から１１００〜１１５０℃に低下させた積層セラミッ
クコンデンサが開発されている。この積層セラミックコ
ンデンサは、低温での焼結が可能なため、比較的安価な
Ａｇ−Ｐｄ合金を内部電極に使用することができる。し
かし、この積層セラミックコンデンサでは、ガラス成分
を添加することによって、比誘電率が低下してしまうと
いう問題点があった。
【０００７】このような問題を解決したものとして、従
来、Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3−ＰｂＴｉＯ3 を主
とする組成物であって、Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3
を８８〜９９モル％と、ＰｂＴｉＯ3 を１〜１２モル％
とからなり、Ｐｂ元素をＡとし、Ｍｇ、ＮｂおよびＴｉ
をＢとし、ペロブスカイト型複合酸化物の化学式をＡＢ
Ｏ3 と表した時、Ａ／Ｂのモル比が０．９４≦Ａ／Ｂ≦
１．００を満足する誘電体磁器組成物が開示されている
（特公平６１−２８６２０号公報参照）。
来、Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3−ＰｂＴｉＯ3 を主
とする組成物であって、Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3
を８８〜９９モル％と、ＰｂＴｉＯ3 を１〜１２モル％
とからなり、Ｐｂ元素をＡとし、Ｍｇ、ＮｂおよびＴｉ
をＢとし、ペロブスカイト型複合酸化物の化学式をＡＢ
Ｏ3 と表した時、Ａ／Ｂのモル比が０．９４≦Ａ／Ｂ≦
１．００を満足する誘電体磁器組成物が開示されている
（特公平６１−２８６２０号公報参照）。
【０００８】この誘電体磁器組成物は、出発原料として
ＰｂＯ、Ｎｂ2 Ｏ5 、ＭｇＯ、ＴｉＯ2 を所定配合比と
なるように秤量し、７００〜８５０℃で仮焼し、この仮
焼物をボールミルを用いて数μｍ程度に粉砕する。これ
を成形し、８５０〜１１００℃で２時間焼成することに
より得られる。
ＰｂＯ、Ｎｂ2 Ｏ5 、ＭｇＯ、ＴｉＯ2 を所定配合比と
なるように秤量し、７００〜８５０℃で仮焼し、この仮
焼物をボールミルを用いて数μｍ程度に粉砕する。これ
を成形し、８５０〜１１００℃で２時間焼成することに
より得られる。
【０００９】このようにして得られた誘電体磁器組成物
は、高誘電率を有し、誘電損失も低いものであった。
は、高誘電率を有し、誘電損失も低いものであった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公平
６１−２８６２０号公報に開示された誘電体磁器組成物
では、ペロブスカイト型複合酸化物の平均結晶粒径が大
きいため、積層コンデンサの誘電体層が厚くなり、近年
における積層コンデンサの薄型化、例えば誘電体層の厚
みが５μｍ以下の薄層コンデンサに対応できないという
問題があった。
６１−２８６２０号公報に開示された誘電体磁器組成物
では、ペロブスカイト型複合酸化物の平均結晶粒径が大
きいため、積層コンデンサの誘電体層が厚くなり、近年
における積層コンデンサの薄型化、例えば誘電体層の厚
みが５μｍ以下の薄層コンデンサに対応できないという
問題があった。
【００１１】本発明は、高容量で、誘電損失も小さく、
かつ誘電体層が５μｍ以下の積層セラミックコンデンサ
を提供することを目的とする。
かつ誘電体層が５μｍ以下の積層セラミックコンデンサ
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】本発明の誘電体磁器組成
物は、金属元素として少なくともＰｂ、Ｍｇ、Ｎｂおよ
びＴｉを含有するペロブスカイト型複合酸化物であっ
て、これらの金属元素酸化物のモル比による組成式を、
ｘＰｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 ・ｙＰｂＴｉＯ3 と表
した時、前記ｘおよびｙが９１≦ｘ≦９９、１≦ｙ≦
９、ｘ＋ｙ＝１００を満足するとともに、Ｐｂ元素をＡ
とし、Ｍｇ、ＮｂおよびＴｉ元素をＢとし、前記ペロブ
スカイト型複合酸化物の化学式をＡＢＯ3 と表した時、
Ａ／Ｂのモル比が０．９５≦Ａ／Ｂ≦０．９９を満足
し、かつ、ペロブスカイト型結晶粒子の平均結晶粒径が
０．５〜３μｍのものである。ここで、粒径３μｍ以下
のペロブスカイト型結晶粒子の割合が８０％以上である
ことが望ましい。
物は、金属元素として少なくともＰｂ、Ｍｇ、Ｎｂおよ
びＴｉを含有するペロブスカイト型複合酸化物であっ
て、これらの金属元素酸化物のモル比による組成式を、
ｘＰｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 ・ｙＰｂＴｉＯ3 と表
した時、前記ｘおよびｙが９１≦ｘ≦９９、１≦ｙ≦
９、ｘ＋ｙ＝１００を満足するとともに、Ｐｂ元素をＡ
とし、Ｍｇ、ＮｂおよびＴｉ元素をＢとし、前記ペロブ
スカイト型複合酸化物の化学式をＡＢＯ3 と表した時、
Ａ／Ｂのモル比が０．９５≦Ａ／Ｂ≦０．９９を満足
し、かつ、ペロブスカイト型結晶粒子の平均結晶粒径が
０．５〜３μｍのものである。ここで、粒径３μｍ以下
のペロブスカイト型結晶粒子の割合が８０％以上である
ことが望ましい。
【００１３】
【作用】上記した特公平６１−２８６２０号公報に開示
された誘電体磁器組成物では、出発原料としてＰｂＯ、
Ｎｂ2 Ｏ5 、ＭｇＯ、ＴｉＯ2 を用い、これらの仮焼物
を数μｍに粉砕し、８５０〜１１００℃で焼成している
ため、明確な記載はないが、本発明者の実験によれば３
〜８μｍ程度の平均結晶粒径を有することが確認されて
いる。このような誘電体磁器組成物では、平均結晶粒径
が大きいため、積層コンデンサの誘電体層が厚くなり、
誘電体層厚み５μｍ以下の薄層コンデンサに対応できな
い。
された誘電体磁器組成物では、出発原料としてＰｂＯ、
Ｎｂ2 Ｏ5 、ＭｇＯ、ＴｉＯ2 を用い、これらの仮焼物
を数μｍに粉砕し、８５０〜１１００℃で焼成している
ため、明確な記載はないが、本発明者の実験によれば３
〜８μｍ程度の平均結晶粒径を有することが確認されて
いる。このような誘電体磁器組成物では、平均結晶粒径
が大きいため、積層コンデンサの誘電体層が厚くなり、
誘電体層厚み５μｍ以下の薄層コンデンサに対応できな
い。
【００１４】本発明では、５μｍ以下の誘電体層を得る
ために、Ｎｂ2 Ｏ5 、ＭｇＯを一旦仮焼して得られたニ
オブ酸マグネシウムＭｇＮｂ2 Ｏ6 を出発原料として用
い、しかもこのＭｇＮｂ2 Ｏ6 の仮焼粉末を１μｍ以下
に粉砕して用いるとともに、このＭｇＮｂ2 Ｏ6 にＰｂ
Ｏ、ＴｉＯ2 を添加し、仮焼した仮焼粉末を０．５〜１
μｍに粉砕したのである。また、Ａ／Ｂのモル比を小さ
くし、粒成長を抑制したのである。
ために、Ｎｂ2 Ｏ5 、ＭｇＯを一旦仮焼して得られたニ
オブ酸マグネシウムＭｇＮｂ2 Ｏ6 を出発原料として用
い、しかもこのＭｇＮｂ2 Ｏ6 の仮焼粉末を１μｍ以下
に粉砕して用いるとともに、このＭｇＮｂ2 Ｏ6 にＰｂ
Ｏ、ＴｉＯ2 を添加し、仮焼した仮焼粉末を０．５〜１
μｍに粉砕したのである。また、Ａ／Ｂのモル比を小さ
くし、粒成長を抑制したのである。
【００１５】このような製法により、上記仮焼粉末を成
形し、焼成して得られた磁器のペロブスカイト型結晶粒
子の平均粒径が０．５〜３μｍとなり、誘電体層厚み５
μｍ以下の薄層コンデンサに対応できる。
形し、焼成して得られた磁器のペロブスカイト型結晶粒
子の平均粒径が０．５〜３μｍとなり、誘電体層厚み５
μｍ以下の薄層コンデンサに対応できる。
【００１６】また、ニオブ酸マグネシウムＭｇＮｂ2 Ｏ
6 を一旦作製して、ＰｂＯ、ＴｉＯ2 を添加し、誘電体
層が形成されるため、高誘電率であるペロブスカイト型
結晶の合成率を著しく向上でき、積層セラミックコンデ
ンサの静電容量を増加できるのである。
6 を一旦作製して、ＰｂＯ、ＴｉＯ2 を添加し、誘電体
層が形成されるため、高誘電率であるペロブスカイト型
結晶の合成率を著しく向上でき、積層セラミックコンデ
ンサの静電容量を増加できるのである。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の積層セラミックコンデン
サは、厚み５μｍ以下の誘電体層と内部電極とを交互に
積層してなるものである。ここで、誘電体層の厚みを５
μｍ以下としたのは、近年における薄層コンデンサの高
容量化に対応するためである。
サは、厚み５μｍ以下の誘電体層と内部電極とを交互に
積層してなるものである。ここで、誘電体層の厚みを５
μｍ以下としたのは、近年における薄層コンデンサの高
容量化に対応するためである。
【００１８】そして、誘電体層は、金属元素酸化物のモ
ル比による組成式を、ｘＰｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3
・ｙＰｂＴｉＯ3 と表した時、ｘおよびｙが、９１≦ｘ
≦９９、１≦ｙ≦９、ｘ＋ｙ＝１００を満足するもので
ある。
ル比による組成式を、ｘＰｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3
・ｙＰｂＴｉＯ3 と表した時、ｘおよびｙが、９１≦ｘ
≦９９、１≦ｙ≦９、ｘ＋ｙ＝１００を満足するもので
ある。
【００１９】ここで、Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 量
を示すｘを９１〜９９モル％としたのは、ｘが９１モル
％よりも少ない場合（ｙが９モル％よりも多い場合）に
は、積層セラミックコンデンサのショート率が高くな
り、積層コンデンサとして有用性がなくなり、９９モル
％よりも多い場合（ｙが１モル％よりも少ない場合）に
は、比誘電率は１５０００以下となり、絶縁抵抗も低く
なるからである。ｘおよびｙは、高い誘電率を得、高い
絶縁抵抗を得るという点から９３≦ｘ≦９８、２≦ｙ≦
７を満足することが望ましい。
を示すｘを９１〜９９モル％としたのは、ｘが９１モル
％よりも少ない場合（ｙが９モル％よりも多い場合）に
は、積層セラミックコンデンサのショート率が高くな
り、積層コンデンサとして有用性がなくなり、９９モル
％よりも多い場合（ｙが１モル％よりも少ない場合）に
は、比誘電率は１５０００以下となり、絶縁抵抗も低く
なるからである。ｘおよびｙは、高い誘電率を得、高い
絶縁抵抗を得るという点から９３≦ｘ≦９８、２≦ｙ≦
７を満足することが望ましい。
【００２０】また、Ｐｂ元素をＡとし、Ｍｇ、Ｎｂおよ
びＴｉ元素をＢとし、ペロブスカイト型複合酸化物の化
学式をＡＢＯ3 と表した時、Ａ／Ｂのモル比を０．９５
≦Ａ／Ｂ≦０．９９としたのは、Ａ／Ｂ比が０．９５よ
りも小さい場合には焼成温度が高くなり、Ａ／Ｂ比が
０．９９よりも大きい場合には積層コンデンサを作製し
た時の歩留りが低下するからである。
びＴｉ元素をＢとし、ペロブスカイト型複合酸化物の化
学式をＡＢＯ3 と表した時、Ａ／Ｂのモル比を０．９５
≦Ａ／Ｂ≦０．９９としたのは、Ａ／Ｂ比が０．９５よ
りも小さい場合には焼成温度が高くなり、Ａ／Ｂ比が
０．９９よりも大きい場合には積層コンデンサを作製し
た時の歩留りが低下するからである。
【００２１】さらに、本発明の誘電体層は、ペロブスカ
イト型結晶粒子の平均結晶粒径が０．５〜３μｍであ
る。ここで、平均結晶粒径が０．５μｍよりも小さい場
合には比誘電率が１５０００以下となり、３μｍよりも
大きくなると積層コンデンサとしたときのショート率が
高くなるからである。ペロブスカイト型結晶粒子の平均
結晶粒径は、比誘電率および製品の歩留りという点から
１〜３μｍであることが望ましい。
イト型結晶粒子の平均結晶粒径が０．５〜３μｍであ
る。ここで、平均結晶粒径が０．５μｍよりも小さい場
合には比誘電率が１５０００以下となり、３μｍよりも
大きくなると積層コンデンサとしたときのショート率が
高くなるからである。ペロブスカイト型結晶粒子の平均
結晶粒径は、比誘電率および製品の歩留りという点から
１〜３μｍであることが望ましい。
【００２２】さらにまた、本発明の誘電体層は、粒径３
μｍ以下のペロブスカイト型結晶粒子の割合が８０％以
上であることが望ましい。これは、粒径３μｍ以下のペ
ロブスカイト型複合酸化物の割合が８０％よりも少ない
場合には、積層セラミックコンデンサを作製した場合の
ショート率が高くなるからである。
μｍ以下のペロブスカイト型結晶粒子の割合が８０％以
上であることが望ましい。これは、粒径３μｍ以下のペ
ロブスカイト型複合酸化物の割合が８０％よりも少ない
場合には、積層セラミックコンデンサを作製した場合の
ショート率が高くなるからである。
【００２３】本発明の誘電体層は、粉砕ボール等により
ＺｒＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 等が混入する場合がある。さら
に、本願発明では、原料粉末からの不純物として、Ａｌ
2 Ｏ3、ＳｉＯ2 、ＢａＯ、ＣａＯ、Ｔａ2 Ｏ5 、Ｍｎ
Ｏ2 、Ｋ、Ｎａ、ＰＯ4 が混入する場合もある。
ＺｒＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 等が混入する場合がある。さら
に、本願発明では、原料粉末からの不純物として、Ａｌ
2 Ｏ3、ＳｉＯ2 、ＢａＯ、ＣａＯ、Ｔａ2 Ｏ5 、Ｍｎ
Ｏ2 、Ｋ、Ｎａ、ＰＯ4 が混入する場合もある。
【００２４】また、本発明の誘電体層では、結晶相とし
て、Ｐｂ、Ｍｇ、ＮｂおよびＴｉを含有するペロブスカ
イト型複合酸化物、Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 、Ｐ
ｂＴｉＯ3 の相互固溶体からなるペロブスカイト型結晶
を主結晶とするものであるが、その他の結晶として、Ｐ
ｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 、ＰｂＴｉＯ3 のそれぞれ
の結晶が存在することもある。
て、Ｐｂ、Ｍｇ、ＮｂおよびＴｉを含有するペロブスカ
イト型複合酸化物、Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 、Ｐ
ｂＴｉＯ3 の相互固溶体からなるペロブスカイト型結晶
を主結晶とするものであるが、その他の結晶として、Ｐ
ｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 、ＰｂＴｉＯ3 のそれぞれ
の結晶が存在することもある。
【００２５】本発明の誘電体層は、先ず、出発原料とし
て、ＰｂＯ、ＭｇＯ、Ｎｂ2 Ｏ5 を準備した。まずＭｇ
ＯとＮｂ2 Ｏ5 を反応させニオブ酸マグネシウムＭｇＮ
ｂ2Ｏ6 （ＭＮと表記）の合成粉を、大気等の酸化性雰
囲気において７００〜１０００℃で２〜４時間仮焼し、
仮焼粉末を得る。
て、ＰｂＯ、ＭｇＯ、Ｎｂ2 Ｏ5 を準備した。まずＭｇ
ＯとＮｂ2 Ｏ5 を反応させニオブ酸マグネシウムＭｇＮ
ｂ2Ｏ6 （ＭＮと表記）の合成粉を、大気等の酸化性雰
囲気において７００〜１０００℃で２〜４時間仮焼し、
仮焼粉末を得る。
【００２６】次にＭＮと化学量論量より少ない所定のＰ
ｂＯ、ＴｉＯ2 を所定量秤量し、７００〜９００℃で２
〜４時間仮焼し、所定の化合物粉体を得た。
ｂＯ、ＴｉＯ2 を所定量秤量し、７００〜９００℃で２
〜４時間仮焼し、所定の化合物粉体を得た。
【００２７】本発明では、ペロブスカイト型結晶粒子の
平均結晶粒径が０．５〜３μｍとするために、Ｎｂ2 Ｏ
5 、ＭｇＯを一旦仮焼して得られたニオブ酸マグネシウ
ムＭｇＮｂ2 Ｏ6 を出発原料として用い、しかもこのＭ
ｇＮｂ2 Ｏ6 の仮焼粉末を平均粒径１μｍ以下に粉砕す
る必要がある。また、このＭｇＮｂ2 Ｏ6 にＰｂＯ、Ｔ
ｉＯ2 を添加し仮焼した仮焼粉末を平均粒径０．５〜１
μｍに粉砕する必要がある。さらに、Ａ／Ｂのモル比を
小さくし、粒成長を抑制する必要がある。このように微
細に粉砕する方法として、アトライターミル、振動ミル
を用いる方法、通常のボールミルにより長時間粉砕する
方法等がある。
平均結晶粒径が０．５〜３μｍとするために、Ｎｂ2 Ｏ
5 、ＭｇＯを一旦仮焼して得られたニオブ酸マグネシウ
ムＭｇＮｂ2 Ｏ6 を出発原料として用い、しかもこのＭ
ｇＮｂ2 Ｏ6 の仮焼粉末を平均粒径１μｍ以下に粉砕す
る必要がある。また、このＭｇＮｂ2 Ｏ6 にＰｂＯ、Ｔ
ｉＯ2 を添加し仮焼した仮焼粉末を平均粒径０．５〜１
μｍに粉砕する必要がある。さらに、Ａ／Ｂのモル比を
小さくし、粒成長を抑制する必要がある。このように微
細に粉砕する方法として、アトライターミル、振動ミル
を用いる方法、通常のボールミルにより長時間粉砕する
方法等がある。
【００２８】そして、上記仮焼粉末を成形し、焼成して
得られた磁器のペロブスカイト型結晶粒子の平均結晶粒
径は０．５〜３μｍとなり、誘電体層厚み５μｍ以下の
薄層コンデンサに対応できる。
得られた磁器のペロブスカイト型結晶粒子の平均結晶粒
径は０．５〜３μｍとなり、誘電体層厚み５μｍ以下の
薄層コンデンサに対応できる。
【００２９】ここではＭＮを先に合成したが、ＭｇＯ、
ＴｉＯ2 、Ｎｂ2 Ｏ5 を反応させＭＮ−ＴｉＯ2 系化合
物粉体を合成し、これを粉砕した原料にＰｂＯを配合、
仮焼し最終組成の化合物粉体を得ても良い。いずれにし
ても、仮焼粉末は、平均粒径１μｍ以下に粉砕する必要
がある。鉛源としてＰｂＯ以外のＰｂ3 Ｏ4 等の他の鉛
酸化物を用いても良い。ゾルゲル、アルコキシド、水熱
等の他の合成方法により作製した一時原料、ＭＮ等の化
合物を用いても良い。
ＴｉＯ2 、Ｎｂ2 Ｏ5 を反応させＭＮ−ＴｉＯ2 系化合
物粉体を合成し、これを粉砕した原料にＰｂＯを配合、
仮焼し最終組成の化合物粉体を得ても良い。いずれにし
ても、仮焼粉末は、平均粒径１μｍ以下に粉砕する必要
がある。鉛源としてＰｂＯ以外のＰｂ3 Ｏ4 等の他の鉛
酸化物を用いても良い。ゾルゲル、アルコキシド、水熱
等の他の合成方法により作製した一時原料、ＭＮ等の化
合物を用いても良い。
【００３０】しかし、一旦ＭＮが合成する過程を含まな
い合成プロセスでは、誘電体磁器において高誘電率を与
える結晶構造であるペロブスカイト構造の合成率が著し
く低下し、誘電率が急激に低下しコンデンサ材料として
有用性がなくなる。従って、必ずＭＮが一旦合成するプ
ロセスを経なければならない。
い合成プロセスでは、誘電体磁器において高誘電率を与
える結晶構造であるペロブスカイト構造の合成率が著し
く低下し、誘電率が急激に低下しコンデンサ材料として
有用性がなくなる。従って、必ずＭＮが一旦合成するプ
ロセスを経なければならない。
【００３１】このように合成した化合物粉体を混合粉砕
し、この後、混合粉砕物にバインダーを添加し攪拌して
セラミック泥漿を調製した後、得られたセラミック泥漿
を用いてドクターブレード法等の公知の成形技術により
台板上に誘電体層成形体を作製し、その誘電体層成形体
の上に、内部電極用ペーストを所定形状にスクリーン印
刷した後、誘電体層成形体を塗り重ね、内部電極用ペー
ストの印刷から誘電体層成形体の工程を所定回数繰り返
し、積層成形体を作製した。この積層成形体を所定寸法
に切断してグリーンチップを作製した。得られたグリー
ンチップを脱バインダー処理した後、大気中等の酸化性
雰囲気において、１０５０〜１１００℃で２〜１０時間
焼成することにより、本発明のセラミックコンデンサを
得る。
し、この後、混合粉砕物にバインダーを添加し攪拌して
セラミック泥漿を調製した後、得られたセラミック泥漿
を用いてドクターブレード法等の公知の成形技術により
台板上に誘電体層成形体を作製し、その誘電体層成形体
の上に、内部電極用ペーストを所定形状にスクリーン印
刷した後、誘電体層成形体を塗り重ね、内部電極用ペー
ストの印刷から誘電体層成形体の工程を所定回数繰り返
し、積層成形体を作製した。この積層成形体を所定寸法
に切断してグリーンチップを作製した。得られたグリー
ンチップを脱バインダー処理した後、大気中等の酸化性
雰囲気において、１０５０〜１１００℃で２〜１０時間
焼成することにより、本発明のセラミックコンデンサを
得る。
【００３２】
【実施例】出発原料として、酸化鉛ＰｂＯ、酸化マグネ
シウムＭｇＯ、酸化ニオブＮｂ2O5 を準備した。まず、
ＭｇＯとＮｂ2 Ｏ5 を１０００℃、４時間仮焼し、反応
させニオブ酸マグネシウムＭｇＮｂ2 Ｏ6 （ＭＮと表
記）の合成粉を作製した。
シウムＭｇＯ、酸化ニオブＮｂ2O5 を準備した。まず、
ＭｇＯとＮｂ2 Ｏ5 を１０００℃、４時間仮焼し、反応
させニオブ酸マグネシウムＭｇＮｂ2 Ｏ6 （ＭＮと表
記）の合成粉を作製した。
【００３３】このＭＮ仮焼粉末をＺｒＯ2 ボール、ポリ
ポットを用いて表１に示す平均粒径まで粉砕した。
ポットを用いて表１に示す平均粒径まで粉砕した。
【００３４】次にＭＮとＰｂＯ、ＴｉＯ2 を、表１に示
す組成となるように所定量秤量し、９００℃で２時間仮
焼し、ＰＭＮ−ＰＴからなる所定の仮焼粉体を得た。こ
のＰＭＮ−ＰＴ仮焼粉体をＺｒＯ2 ボール、ポリポット
を用いて表１に示す平均粒径まで粉砕した。
す組成となるように所定量秤量し、９００℃で２時間仮
焼し、ＰＭＮ−ＰＴからなる所定の仮焼粉体を得た。こ
のＰＭＮ−ＰＴ仮焼粉体をＺｒＯ2 ボール、ポリポット
を用いて表１に示す平均粒径まで粉砕した。
【００３５】このようにして得られたスラリーを乾燥
後、１重量％のＰＶＡを加えバインダー混合し造粒粉を
作製した。１ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で直径１２ｍｍ、厚
み約１ｍｍの円板に成形した。その後、４００℃で４時
間脱脂した後、表１に示す温度で２時間、マグネシア甲
鉢に入れ焼成した。
後、１重量％のＰＶＡを加えバインダー混合し造粒粉を
作製した。１ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で直径１２ｍｍ、厚
み約１ｍｍの円板に成形した。その後、４００℃で４時
間脱脂した後、表１に示す温度で２時間、マグネシア甲
鉢に入れ焼成した。
【００３６】焼結体の電気特性はＩｎ−Ｇａ合金を電極
として、温度２５℃、周波数１ＫＨｚ，測定電圧１Ｖで
誘電率及び誘電損失を測定した。絶縁抵抗は直流電圧５
００Ｖを印加し１分後に測定した。また、得られた試料
の断面を、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察し、平
均結晶粒径を求めるとともに、粒径３μｍ以下のペロブ
スカイト型結晶粒子の割合を求めた。
として、温度２５℃、周波数１ＫＨｚ，測定電圧１Ｖで
誘電率及び誘電損失を測定した。絶縁抵抗は直流電圧５
００Ｖを印加し１分後に測定した。また、得られた試料
の断面を、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察し、平
均結晶粒径を求めるとともに、粒径３μｍ以下のペロブ
スカイト型結晶粒子の割合を求めた。
【００３７】また、本発明者は、上記試料を誘電体層と
するとともに厚みを５μｍとし、この誘電体層１０層
と、Ａｇ−Ｐｄ合金を内部電極とを交互に積層した積層
セラミックコンデンサを１００個作製し、印加電圧１０
Ｖでのショート率を求めた。この結果を表２に記載す
る。
するとともに厚みを５μｍとし、この誘電体層１０層
と、Ａｇ−Ｐｄ合金を内部電極とを交互に積層した積層
セラミックコンデンサを１００個作製し、印加電圧１０
Ｖでのショート率を求めた。この結果を表２に記載す
る。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【表２】
【００４０】これらの表１、２により、本発明の試料で
は、比誘電率が１６０００以上であり、ｔａｎδが４％
以下、絶縁抵抗が６×１０12Ω以上、ショート率が２％
以下であった。
は、比誘電率が１６０００以上であり、ｔａｎδが４％
以下、絶縁抵抗が６×１０12Ω以上、ショート率が２％
以下であった。
【００４１】これに対して、Ａ／Ｂ比が０．９４の試料
Ｎo.６では比誘電率が１４０００となり、積層コンデン
サとして有用性がなくなることが判る。また、ｙが０の
試料Ｎo.７では、比誘電率は１５０００と低く、かつ絶
縁抵抗も低いことが判る。一方、ｙが１０モル％の試料
Ｎo.１２では焼成温度が高く、平均結晶粒径も６μｍと
大きいことが判る。
Ｎo.６では比誘電率が１４０００となり、積層コンデン
サとして有用性がなくなることが判る。また、ｙが０の
試料Ｎo.７では、比誘電率は１５０００と低く、かつ絶
縁抵抗も低いことが判る。一方、ｙが１０モル％の試料
Ｎo.１２では焼成温度が高く、平均結晶粒径も６μｍと
大きいことが判る。
【００４２】また、粒径３μｍ以下のペロブスカイト型
結晶粒子の割合が８０％よりも少ない試料Ｎo.２、４で
は、ショート率が増加し歩留りが低下することが判る。
結晶粒子の割合が８０％よりも少ない試料Ｎo.２、４で
は、ショート率が増加し歩留りが低下することが判る。
【００４３】さらに、−２５℃から８５℃までの温度範
囲での比誘電率の変化率を測定し、この温度において２
５℃を基準とした時の変化率を（ＫT −Ｋ25）×１００
／Ｋ25で算出したところ（Ｔ℃の比誘電率をＫT とし、
２５℃の比誘電率をＫ25とする）、本発明の試料はすべ
てＪＩＳ規格のＦ特性を満足した。
囲での比誘電率の変化率を測定し、この温度において２
５℃を基準とした時の変化率を（ＫT −Ｋ25）×１００
／Ｋ25で算出したところ（Ｔ℃の比誘電率をＫT とし、
２５℃の比誘電率をＫ25とする）、本発明の試料はすべ
てＪＩＳ規格のＦ特性を満足した。
【００４４】
【発明の効果】本発明の積層セラミックコンデンサで
は、ペロブスカイト型結晶粒子の平均粒径が０．５〜３
μｍであるため、誘電体層厚み５μｍ以下の薄層コンデ
ンサに対応できるとともに、ニオブ酸マグネシウムＭｇ
Ｎｂ2 Ｏ6 を一旦作製して、ＰｂＯ、ＴｉＯ2 を添加
し、誘電体層が形成されるため、高誘電率であるペロブ
スカイト型結晶の合成率を著しく向上でき、積層セラミ
ックコンデンサの静電容量を増加できる。
は、ペロブスカイト型結晶粒子の平均粒径が０．５〜３
μｍであるため、誘電体層厚み５μｍ以下の薄層コンデ
ンサに対応できるとともに、ニオブ酸マグネシウムＭｇ
Ｎｂ2 Ｏ6 を一旦作製して、ＰｂＯ、ＴｉＯ2 を添加
し、誘電体層が形成されるため、高誘電率であるペロブ
スカイト型結晶の合成率を著しく向上でき、積層セラミ
ックコンデンサの静電容量を増加できる。
【００４５】従って、高容量で、誘電損失も小さく、か
つ誘電体層の厚みが５μｍ以下の積層セラミックコンデ
ンサを得ることができる。
つ誘電体層の厚みが５μｍ以下の積層セラミックコンデ
ンサを得ることができる。
Claims (2)
- 【請求項１】厚み５μｍ以下の誘電体層と内部電極とを
交互に積層してなる積層セラミックコンデンサであっ
て、前記誘電体層が、 金属元素として少なくともＰｂ、Ｍｇ、ＮｂおよびＴｉ
を含有するペロブスカイト型複合酸化物であって、これ
らの金属元素酸化物のモル比による組成式を、 ｘＰｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 ・ｙＰｂＴｉＯ3 と表した時、前記ｘおよびｙが ９１≦ｘ≦９９ １≦ｙ≦９ ｘ＋ｙ＝１００ を満足するとともに、Ｐｂ元素をＡとし、Ｍｇ、Ｎｂお
よびＴｉ元素をＢとし、前記ペロブスカイト型複合酸化
物の化学式をＡＢＯ3 と表した時、Ａ／Ｂのモル比が
０．９５≦Ａ／Ｂ≦０．９９を満足し、かつ、ペロブス
カイト型複合酸化物の平均結晶粒径が０．５〜３μｍの
範囲にあ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】粒径３μｍ以下のペロブスカイト型結晶粒
子の割合が８０％以上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 |
|---|---|---|---|
| JP8351195A JPH10189384A (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 積層セラミックコンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8351195A JPH10189384A (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 積層セラミックコンデンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10189384A true JPH10189384A (ja) | 1998-07-21 |
Family
ID=18415703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8351195A Pending JPH10189384A (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 積層セラミックコンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10189384A (ja) |
-
1996
- 1996-12-27 JP JP8351195A patent/JPH10189384A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040824 |