JPH10199748A - 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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- JPH10199748A JPH10199748A JP9001229A JP122997A JPH10199748A JP H10199748 A JPH10199748 A JP H10199748A JP 9001229 A JP9001229 A JP 9001229A JP 122997 A JP122997 A JP 122997A JP H10199748 A JPH10199748 A JP H10199748A
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-
- H—ELECTRICITY
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- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 誘電率が3000以上、2kV/mm及び20kV/mmでの
室温および125℃でのCR積で表した絶縁抵抗（MΩ・μ
F）がそれぞれ6000、2000以上、2000、500以上と高く、
静電容量の温度特性が各規格を満足し、耐候性能に優れ
た、低コストの小型大容量の積層セラミックコンデンサ
を提供する。 【解決手段】 (1-α-β-γ){BaO}m・TiO2+αM2O3+βRe
2O3+γ(Mn1-x-yNixCoy)O(ただし、M2O3は、Sc2O3，Y2O3
の中から選ばれる少なくとも1種類以上で、Re2O3は、Sm
2O3，Eu2O3の中から選ばれる少なくとも1種類以上で、
α,β,γ,m,x,yは、0.0025≦α+β≦0.025、0＜β≦
０．００７５、０．００２５≦γ≦０．０５、γ／（α
＋β）≦４、０≦x＜1.0、0≦y＜1.0、0≦x+y＜1.0、1.
000＜m≦1.035)で表される主成分100モルに対して、副
成分として、酸化マグネシウムをMgOに換算して0.5〜5.
0モル添加し、さらに酸化ケイ素をSiO2に換算して0.2〜
5.0モル添加したもの。）
室温および125℃でのCR積で表した絶縁抵抗（MΩ・μ
F）がそれぞれ6000、2000以上、2000、500以上と高く、
静電容量の温度特性が各規格を満足し、耐候性能に優れ
た、低コストの小型大容量の積層セラミックコンデンサ
を提供する。 【解決手段】 (1-α-β-γ){BaO}m・TiO2+αM2O3+βRe
2O3+γ(Mn1-x-yNixCoy)O(ただし、M2O3は、Sc2O3，Y2O3
の中から選ばれる少なくとも1種類以上で、Re2O3は、Sm
2O3，Eu2O3の中から選ばれる少なくとも1種類以上で、
α,β,γ,m,x,yは、0.0025≦α+β≦0.025、0＜β≦
０．００７５、０．００２５≦γ≦０．０５、γ／（α
＋β）≦４、０≦x＜1.0、0≦y＜1.0、0≦x+y＜1.0、1.
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成分として、酸化マグネシウムをMgOに換算して0.5〜5.
0モル添加し、さらに酸化ケイ素をSiO2に換算して0.2〜
5.0モル添加したもの。）
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電子機器に用い
られるセラミックコンデンサ、特にニッケルあるいはニ
ッケル合金からなる内部電極を有する積層セラミックコ
ンデンサに関する。
られるセラミックコンデンサ、特にニッケルあるいはニ
ッケル合金からなる内部電極を有する積層セラミックコ
ンデンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、積層セラミックコンデンサの
製造工程は、以下のようなものが一般的である。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
の誘電体セラミック材料が準備される。誘電体セラミッ
ク材料としては、たとえばＢａＴｉＯ3を主成分とする
材料が用いられる。次に、この電極材料を塗布したシー
ト状の誘電体セラミック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セラミッ
クが得られる。そして、この誘電体セラミックの端面
に、内部電極と導通する外部電極を焼き付けることによ
り、積層セラミックコンデンサが得られる。
製造工程は、以下のようなものが一般的である。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
の誘電体セラミック材料が準備される。誘電体セラミッ
ク材料としては、たとえばＢａＴｉＯ3を主成分とする
材料が用いられる。次に、この電極材料を塗布したシー
ト状の誘電体セラミック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セラミッ
クが得られる。そして、この誘電体セラミックの端面
に、内部電極と導通する外部電極を焼き付けることによ
り、積層セラミックコンデンサが得られる。
【０００３】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。 （ａ）誘電体セラミックと内部電極とが同時に焼成され
るので、誘電体セラミックが焼成される温度以上の融点
を有すること。 （ｂ）酸化性の高温雰囲気中においても酸化されず、し
かも誘電体セラミックと反応しないこと。 このような条件を満足させる電極としては、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
金属が用いられてきた。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の製造コストを上昇させ
る最大の要因となっていた。
のような条件を満たす必要がある。 （ａ）誘電体セラミックと内部電極とが同時に焼成され
るので、誘電体セラミックが焼成される温度以上の融点
を有すること。 （ｂ）酸化性の高温雰囲気中においても酸化されず、し
かも誘電体セラミックと反応しないこと。 このような条件を満足させる電極としては、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
金属が用いられてきた。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の製造コストを上昇させ
る最大の要因となっていた。
【０００４】貴金属以外に高融点をもつものとしてＮ
ｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｗ，Ｍｏ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、これらの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、誘電体セラミック
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、従来の誘電体セラミック材料では、
このような中性または還元性雰囲気で焼成すると著しく
還元してしまい、半導体化してしまうという欠点があっ
た。
ｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｗ，Ｍｏ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、これらの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、誘電体セラミック
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、従来の誘電体セラミック材料では、
このような中性または還元性雰囲気で焼成すると著しく
還元してしまい、半導体化してしまうという欠点があっ
た。
【０００５】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
ンサイトの比を化学量論比より過剰にした誘電体セラミ
ック材料や、特開昭６１−１０１４５９号公報に示され
るように、チタン酸バリウム固溶体にＬａ，Ｎｄ，Ｓ
ｍ，Ｄｙ，Ｙ等の希土類酸化物を添加した誘電体セラミ
ック材料が提案されてきた。
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
ンサイトの比を化学量論比より過剰にした誘電体セラミ
ック材料や、特開昭６１−１０１４５９号公報に示され
るように、チタン酸バリウム固溶体にＬａ，Ｎｄ，Ｓ
ｍ，Ｄｙ，Ｙ等の希土類酸化物を添加した誘電体セラミ
ック材料が提案されてきた。
【０００６】また、誘電率の温度変化を小さくしたもの
として、たとえば特開昭６２−２５６４２２号公報に示
されるＢａＴｉＯ3−ＣａＺｒＯ3−ＭｎＯ−ＭｇＯ系の
組成や、特公昭６１−１４６１１号公報に示されるＢａ
ＴｉＯ3−（Ｍｇ，Ｚｎ，Ｓｒ，Ｃａ）Ｏ−Ｂ2Ｏ3−Ｓ
ｉＯ2系の組成の誘電体セラミック材料が提案されてき
た。
として、たとえば特開昭６２−２５６４２２号公報に示
されるＢａＴｉＯ3−ＣａＺｒＯ3−ＭｎＯ−ＭｇＯ系の
組成や、特公昭６１−１４６１１号公報に示されるＢａ
ＴｉＯ3−（Ｍｇ，Ｚｎ，Ｓｒ，Ｃａ）Ｏ−Ｂ2Ｏ3−Ｓ
ｉＯ2系の組成の誘電体セラミック材料が提案されてき
た。
【０００７】このような誘電体セラミック材料を使用す
ることによって、還元性雰囲気で焼成しても半導体化し
ない誘電体セラミックを得ることができ、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。
ることによって、還元性雰囲気で焼成しても半導体化し
ない誘電体セラミックを得ることができ、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。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】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、大容量化の傾向が顕著
になってきた。そのため、誘電体セラミック材料の高誘
電率化と誘電体セラミック層の薄層化が急速な勢いで進
んでいる。したがって、高誘電率で、誘電率の温度変化
が小さく、信頼性に優れる誘電体セラミック材料に対す
る需要が大きくなっている。
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、大容量化の傾向が顕著
になってきた。そのため、誘電体セラミック材料の高誘
電率化と誘電体セラミック層の薄層化が急速な勢いで進
んでいる。したがって、高誘電率で、誘電率の温度変化
が小さく、信頼性に優れる誘電体セラミック材料に対す
る需要が大きくなっている。
【０００９】しかしながら、特公昭５７−４２５８８号
公報や、特開昭６１−１０１４５９号公報に示される誘
電体セラミック材料は、大きな誘電率が得られるもの
の、得られた誘電体セラミックの結晶粒が大きくなり、
積層セラミックコンデンサにおける誘電体セラミック層
厚みが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、信頼性が低下してしま
う欠点があった。しかも、誘電率の温度変化も大きいと
いう問題もあり、市場の要求に応えられていない。
公報や、特開昭６１−１０１４５９号公報に示される誘
電体セラミック材料は、大きな誘電率が得られるもの
の、得られた誘電体セラミックの結晶粒が大きくなり、
積層セラミックコンデンサにおける誘電体セラミック層
厚みが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、信頼性が低下してしま
う欠点があった。しかも、誘電率の温度変化も大きいと
いう問題もあり、市場の要求に応えられていない。
【００１０】また、特開昭６２−２５６４２２号公報に
示される誘電体セラミック材料では、誘電率が比較的高
く、得られた誘電体セラミックの結晶粒も小さく、誘電
率の温度変化も小さいものの、ＣａＺｒＯ3や焼成過程
で生成するＣａＴｉＯ3が、ＭｎＯなどとともに二次相
を生成しやすいため、高温での信頼性に問題があった。
示される誘電体セラミック材料では、誘電率が比較的高
く、得られた誘電体セラミックの結晶粒も小さく、誘電
率の温度変化も小さいものの、ＣａＺｒＯ3や焼成過程
で生成するＣａＴｉＯ3が、ＭｎＯなどとともに二次相
を生成しやすいため、高温での信頼性に問題があった。
【００１１】また、特公昭６１−１４６１１号公報に示
される誘電体セラミック材料では、得られる誘電体セラ
ミックの誘電率が２０００〜２８００であり、積層セラ
ミックコンデンサの小型大容量化という点で不利である
という欠点があった。しかも、ＥＩＡ規格で規定される
Ｘ７Ｒ特性、すなわち、温度範囲−５５℃〜＋１２５℃
の間で静電容量の変化率が±１５％以内を満足し得ない
という問題があった。
される誘電体セラミック材料では、得られる誘電体セラ
ミックの誘電率が２０００〜２８００であり、積層セラ
ミックコンデンサの小型大容量化という点で不利である
という欠点があった。しかも、ＥＩＡ規格で規定される
Ｘ７Ｒ特性、すなわち、温度範囲−５５℃〜＋１２５℃
の間で静電容量の変化率が±１５％以内を満足し得ない
という問題があった。
【００１２】さらに、特開昭６３−１０３８６１号公報
に開示されている非還元性誘電体セラミックでは、絶縁
抵抗および容量の温度変化率が主成分であるＢａＴｉＯ
3の結晶粒径に大きく影響を受け、安定した特性を得る
ための制御が困難である。しかも、絶縁抵抗を静電容量
との積（ＣＲ積）で示した場合１０００〜２０００ＭΩ
・μＦであり、実用的であるとは言えなかった。
に開示されている非還元性誘電体セラミックでは、絶縁
抵抗および容量の温度変化率が主成分であるＢａＴｉＯ
3の結晶粒径に大きく影響を受け、安定した特性を得る
ための制御が困難である。しかも、絶縁抵抗を静電容量
との積（ＣＲ積）で示した場合１０００〜２０００ＭΩ
・μＦであり、実用的であるとは言えなかった。
【００１３】さらに、これまで提案されている非還元性
誘電体セラミックでは、高温負荷寿命試験での絶縁抵抗
の劣化については種々の改善がなされているものの、湿
中負荷試験での絶縁抵抗の劣化についてはあまり改善さ
れていなかった。
誘電体セラミックでは、高温負荷寿命試験での絶縁抵抗
の劣化については種々の改善がなされているものの、湿
中負荷試験での絶縁抵抗の劣化についてはあまり改善さ
れていなかった。
【００１４】そこで、上記問題点を解決すべく、特開平
５−９０６６号公報、特開平５−９０６７号公報、特開
平５−９０６８号公報に種々の組成が提案されている。
しかし、その後のさらなる小型大容量化の要求により、
誘電体セラミック層の薄層化と並行して信頼性に対する
市場要求がより厳しくなり、さらに信頼性に優れた薄層
化対応の誘電体セラミック材料への要求が高まってきて
いる。したがって、高温、高湿下での信頼性特性に優れ
た小型大容量の積層セラミックコンデンサを提案する必
要が生じてきた。
５−９０６６号公報、特開平５−９０６７号公報、特開
平５−９０６８号公報に種々の組成が提案されている。
しかし、その後のさらなる小型大容量化の要求により、
誘電体セラミック層の薄層化と並行して信頼性に対する
市場要求がより厳しくなり、さらに信頼性に優れた薄層
化対応の誘電体セラミック材料への要求が高まってきて
いる。したがって、高温、高湿下での信頼性特性に優れ
た小型大容量の積層セラミックコンデンサを提案する必
要が生じてきた。
【００１５】しかしながら、所定の定格電圧で誘電体セ
ラミック層を単純に薄層化すると、一層当たりの電界強
度が大きくなる。したがって、室温、高温での絶縁抵抗
が低くなってしまい、信頼性が著しく低下してしまう。
そのため、従来の誘電体セラミック材料では、誘電体セ
ラミック層を薄層化する際には、定格電圧を下げる必要
があった。
ラミック層を単純に薄層化すると、一層当たりの電界強
度が大きくなる。したがって、室温、高温での絶縁抵抗
が低くなってしまい、信頼性が著しく低下してしまう。
そのため、従来の誘電体セラミック材料では、誘電体セ
ラミック層を薄層化する際には、定格電圧を下げる必要
があった。
【００１６】そこで、誘電体セラミック層を薄層化して
も定格電圧を下げる必要のない、高電界強度下での絶縁
抵抗が高く、信頼性に優れた積層セラミックコンデンサ
を提案する必要が生じてきた。
も定格電圧を下げる必要のない、高電界強度下での絶縁
抵抗が高く、信頼性に優れた積層セラミックコンデンサ
を提案する必要が生じてきた。
【００１７】それゆえに、この発明の主たる目的は、誘
電率が３０００以上、絶縁抵抗を静電容量との積（ＣＲ
積）で表した場合に、２ｋＶ／ｍｍでの室温および１２
５℃での絶縁抵抗がそれぞれ６０００ＭΩ・μＦ、２０
００ＭΩ・μＦ以上、２０ｋＶ／ｍｍでの室温および１
２５℃での絶縁抵抗がそれぞれ２０００ＭΩ・μＦ、５
００ＭΩ・μＦ以上と高く、静電容量の温度特性がＪＩ
Ｓ規格で規定するところのＢ特性およびＥＩＡ規格で規
定するところのＸ７Ｒ特性を満足し、高温負荷、湿中負
荷等の耐候性能に優れた、低コストの小型大容量の積層
セラミックコンデンサを提供することにある。
電率が３０００以上、絶縁抵抗を静電容量との積（ＣＲ
積）で表した場合に、２ｋＶ／ｍｍでの室温および１２
５℃での絶縁抵抗がそれぞれ６０００ＭΩ・μＦ、２０
００ＭΩ・μＦ以上、２０ｋＶ／ｍｍでの室温および１
２５℃での絶縁抵抗がそれぞれ２０００ＭΩ・μＦ、５
００ＭΩ・μＦ以上と高く、静電容量の温度特性がＪＩ
Ｓ規格で規定するところのＢ特性およびＥＩＡ規格で規
定するところのＸ７Ｒ特性を満足し、高温負荷、湿中負
荷等の耐候性能に優れた、低コストの小型大容量の積層
セラミックコンデンサを提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】すなわち、第１の発明
は、複数の誘電体セラミック層と、それぞれの端縁が前
記誘電体セラミック層の両端面に露出するように前記誘
電体セラミック層間に形成された複数の内部電極と、露
出した前記内部電極に電気的に接続されるように設けら
れた外部電極とを含む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、不純物として含まれる
アルカリ金属酸化物の含有量が０．０２重量％以下のチ
タン酸バリウムと、酸化スカンジウム、酸化イットリウ
ムの中から選ばれる少なくとも１種類以上と、酸化サマ
リウム、酸化ユーロピウムの中から選ばれる少なくとも
１種類以上と、酸化マンガン、酸化コバルト、酸化ニッ
ケルの中から選ばれる少なくとも１種類以上とからな
り、次の組成式、（１−α−β−γ）｛ＢａＯ｝m・Ｔ
ｉＯ2＋αＭ2Ｏ3＋βＲｅ2Ｏ3＋γ（Ｍｎ1-x-yＮｉxＣ
ｏy）Ｏ（ただし、Ｍ2Ｏ3は、Ｓｃ2Ｏ3，Ｙ2Ｏ3の中か
ら選ばれる少なくとも１種類以上であり、Ｒｅ2Ｏ3は、
Ｓｍ2Ｏ3，Ｅｕ2Ｏ3の中から選ばれる少なくとも１種類
以上であり、α，β，γ，ｍ，ｘ，ｙは、０．００２５
≦α＋β≦０．０２５、０＜β≦０．００７５、０．０
０２５≦γ≦０．０５、γ／（α＋β）≦４、０≦ｘ＜
１．０、０≦ｙ＜１．０、０≦ｘ＋ｙ＜１．０、１．０
００＜ｍ≦１．０３５）で表される主成分１００モルに
対して、副成分として、酸化マグネシウムをＭｇＯに換
算して０．５〜５．０モル添加含有し、さらに酸化ケイ
素をＳｉＯ2に換算して０．２〜５．０モル添加含有し
た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る積層セラミックコン
デンサである。
は、複数の誘電体セラミック層と、それぞれの端縁が前
記誘電体セラミック層の両端面に露出するように前記誘
電体セラミック層間に形成された複数の内部電極と、露
出した前記内部電極に電気的に接続されるように設けら
れた外部電極とを含む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、不純物として含まれる
アルカリ金属酸化物の含有量が０．０２重量％以下のチ
タン酸バリウムと、酸化スカンジウム、酸化イットリウ
ムの中から選ばれる少なくとも１種類以上と、酸化サマ
リウム、酸化ユーロピウムの中から選ばれる少なくとも
１種類以上と、酸化マンガン、酸化コバルト、酸化ニッ
ケルの中から選ばれる少なくとも１種類以上とからな
り、次の組成式、（１−α−β−γ）｛ＢａＯ｝m・Ｔ
ｉＯ2＋αＭ2Ｏ3＋βＲｅ2Ｏ3＋γ（Ｍｎ1-x-yＮｉxＣ
ｏy）Ｏ（ただし、Ｍ2Ｏ3は、Ｓｃ2Ｏ3，Ｙ2Ｏ3の中か
ら選ばれる少なくとも１種類以上であり、Ｒｅ2Ｏ3は、
Ｓｍ2Ｏ3，Ｅｕ2Ｏ3の中から選ばれる少なくとも１種類
以上であり、α，β，γ，ｍ，ｘ，ｙは、０．００２５
≦α＋β≦０．０２５、０＜β≦０．００７５、０．０
０２５≦γ≦０．０５、γ／（α＋β）≦４、０≦ｘ＜
１．０、０≦ｙ＜１．０、０≦ｘ＋ｙ＜１．０、１．０
００＜ｍ≦１．０３５）で表される主成分１００モルに
対して、副成分として、酸化マグネシウムをＭｇＯに換
算して０．５〜５．０モル添加含有し、さらに酸化ケイ
素をＳｉＯ2に換算して０．２〜５．０モル添加含有し
た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る積層セラミックコン
デンサである。
【００１９】また、第２の発明は、前記外部電極は、導
電性金属粉末、またはガラスフリットを添加した導電性
金属粉末の焼結層によって構成されている積層セラミッ
クコンデンサである。
電性金属粉末、またはガラスフリットを添加した導電性
金属粉末の焼結層によって構成されている積層セラミッ
クコンデンサである。
【００２０】さらに、第３の発明は、前記外部電極は、
導電性金属粉末、またはガラスフリットを添加した導電
性金属粉末の焼結層からなる第１層と、その上のメッキ
層からなる第２層とからなる積層セラミックコンデンサ
である。
導電性金属粉末、またはガラスフリットを添加した導電
性金属粉末の焼結層からなる第１層と、その上のメッキ
層からなる第２層とからなる積層セラミックコンデンサ
である。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて説明する。この発明の積層セラミックコンデンサ
は、誘電体セラミック層の材料として、チタン酸バリウ
ムと、酸化スカンジウム、酸化イットリウムの中から選
ばれる少なくとも１種類以上と、酸化サマリウム、酸化
ユーロピウムの中から選ばれる少なくとも１種類以上
と、酸化マンガン、酸化コバルト、酸化ニッケルの中か
ら選ばれる１種類以上の酸化物とを、上述の組成比に調
整し、酸化マグネシウムと、酸化ケイ素とを添加含有さ
せた誘電体セラミック材料を用いることによって、還元
性雰囲気中で焼成しても、その特性を劣化させることな
く焼成することができ、静電容量の温度特性がＪＩＳ規
格で規定されているＢ特性およびＥＩＡ規格で規定され
ているＸ７Ｒ特性を満足し、高電界強度下での室温およ
び高温において、絶縁抵抗が高く、信頼性が高い積層セ
ラミックコンデンサを得ることができる。
いて説明する。この発明の積層セラミックコンデンサ
は、誘電体セラミック層の材料として、チタン酸バリウ
ムと、酸化スカンジウム、酸化イットリウムの中から選
ばれる少なくとも１種類以上と、酸化サマリウム、酸化
ユーロピウムの中から選ばれる少なくとも１種類以上
と、酸化マンガン、酸化コバルト、酸化ニッケルの中か
ら選ばれる１種類以上の酸化物とを、上述の組成比に調
整し、酸化マグネシウムと、酸化ケイ素とを添加含有さ
せた誘電体セラミック材料を用いることによって、還元
性雰囲気中で焼成しても、その特性を劣化させることな
く焼成することができ、静電容量の温度特性がＪＩＳ規
格で規定されているＢ特性およびＥＩＡ規格で規定され
ているＸ７Ｒ特性を満足し、高電界強度下での室温およ
び高温において、絶縁抵抗が高く、信頼性が高い積層セ
ラミックコンデンサを得ることができる。
【００２２】また、得られる誘電体セラミック層の結晶
粒径が１μｍ以下と小さいため、１つの誘電体セラミッ
ク層中に存在する結晶粒の数を増やすことができ、積層
セラミックコンデンサの誘電体セラミック層の厚みを薄
くしても信頼性の低下を防ぐことができる。
粒径が１μｍ以下と小さいため、１つの誘電体セラミッ
ク層中に存在する結晶粒の数を増やすことができ、積層
セラミックコンデンサの誘電体セラミック層の厚みを薄
くしても信頼性の低下を防ぐことができる。
【００２３】また、誘電体セラミックス層がチタン酸バ
リウムと、酸化スカンジウム、酸化イットリウムの中か
ら選ばれる少なくとも１種類以上と、酸化サマリウム、
酸化ユーロピウムの中から選ばれる少なくとも１種類以
上と、酸化マンガン、酸化コバルト、酸化ニッケルの中
から選ばれる少なくとも１種類以上の酸化物とにより構
成される誘電体セラミック材料の主成分のうち、そのチ
タン酸バリウム中に不純物として存在するＳｒＯ，Ｃａ
Ｏ等のアルカリ土類金属酸化物、Ｎａ2Ｏ，Ｋ2Ｏ等のア
ルカリ金属酸化物、その他Ａｌ2Ｏ3，ＳｉＯ2等の酸化
物の中で、特にＮａ2Ｏ，Ｋ2Ｏ等のアルカリ金属酸化物
の含有量が電気的特性に大きく影響することを確認して
いる。つまり、不純物として存在するアルカリ金属酸化
物量が０．０２重量％未満のチタン酸バリウムを用いる
ことで、３０００以上の誘電率が得られることを確認し
ている。
リウムと、酸化スカンジウム、酸化イットリウムの中か
ら選ばれる少なくとも１種類以上と、酸化サマリウム、
酸化ユーロピウムの中から選ばれる少なくとも１種類以
上と、酸化マンガン、酸化コバルト、酸化ニッケルの中
から選ばれる少なくとも１種類以上の酸化物とにより構
成される誘電体セラミック材料の主成分のうち、そのチ
タン酸バリウム中に不純物として存在するＳｒＯ，Ｃａ
Ｏ等のアルカリ土類金属酸化物、Ｎａ2Ｏ，Ｋ2Ｏ等のア
ルカリ金属酸化物、その他Ａｌ2Ｏ3，ＳｉＯ2等の酸化
物の中で、特にＮａ2Ｏ，Ｋ2Ｏ等のアルカリ金属酸化物
の含有量が電気的特性に大きく影響することを確認して
いる。つまり、不純物として存在するアルカリ金属酸化
物量が０．０２重量％未満のチタン酸バリウムを用いる
ことで、３０００以上の誘電率が得られることを確認し
ている。
【００２４】さらに、誘電体セラミック層中に酸化ケイ
素を添加させることによって、焼成過程の比較的高温状
態において、その焼成雰囲気をＮｉ／ＮｉＯの平衡酸素
分圧付近の酸素分圧に調整することにより、焼結性がよ
くなるとともに、湿中負荷特性が向上することも確認し
ている。
素を添加させることによって、焼成過程の比較的高温状
態において、その焼成雰囲気をＮｉ／ＮｉＯの平衡酸素
分圧付近の酸素分圧に調整することにより、焼結性がよ
くなるとともに、湿中負荷特性が向上することも確認し
ている。
【００２５】上述したような誘電体セラミック材料を用
いて誘電体セラミック層を形成すれば、静電容量の温度
変化が小さく、信頼性が高い小型大容量の積層セラミッ
クコンデンサを実現することが可能となるとともに、ニ
ッケルまたはニッケル合金あるいはそれらにセラミック
粉末を少量添加したものを内部電極とすることが可能と
なる。
いて誘電体セラミック層を形成すれば、静電容量の温度
変化が小さく、信頼性が高い小型大容量の積層セラミッ
クコンデンサを実現することが可能となるとともに、ニ
ッケルまたはニッケル合金あるいはそれらにセラミック
粉末を少量添加したものを内部電極とすることが可能と
なる。
【００２６】また、外部電極の組成は特に限定されるも
のではない。例えば、Ａｇ，Ｐｄ，Ａｇ−Ｐｄ，Ｃｕ，
Ｃｕ合金等の種々の導電性金属粉末の焼結層、または、
上記導電性金属粉末と、Ｂ2Ｏ3−Ｌｉ2Ｏ−ＳｉＯ2−Ｂ
ａＯ系、Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＢａＯ系、Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2
−ＺｎＯ系、Ｌｉ2Ｏ−ＳｉＯ2−ＢａＯ系等の種々のガ
ラスフリットとを配合した焼結層によって構成されてい
ればよい。また、少量であれば、導電性金属粉末とガラ
スフリットとともに、セラミック粉末を添加してもよ
い。より好ましくは、この焼結層の上にメッキ層を被覆
する場合であり、メッキ層は、Ｎｉ，Ｃｕ，Ｎｉ−Ｃｕ
合金等からなるメッキ層のみでもよいし、さらにその上
にはんだ、錫などのメッキ層を有してもよい。
のではない。例えば、Ａｇ，Ｐｄ，Ａｇ−Ｐｄ，Ｃｕ，
Ｃｕ合金等の種々の導電性金属粉末の焼結層、または、
上記導電性金属粉末と、Ｂ2Ｏ3−Ｌｉ2Ｏ−ＳｉＯ2−Ｂ
ａＯ系、Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＢａＯ系、Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2
−ＺｎＯ系、Ｌｉ2Ｏ−ＳｉＯ2−ＢａＯ系等の種々のガ
ラスフリットとを配合した焼結層によって構成されてい
ればよい。また、少量であれば、導電性金属粉末とガラ
スフリットとともに、セラミック粉末を添加してもよ
い。より好ましくは、この焼結層の上にメッキ層を被覆
する場合であり、メッキ層は、Ｎｉ，Ｃｕ，Ｎｉ−Ｃｕ
合金等からなるメッキ層のみでもよいし、さらにその上
にはんだ、錫などのメッキ層を有してもよい。
【００２７】次に、この発明を実施例に基づき、さらに
具体的に説明するが、この発明はかかる実施例のみに限
定されるものではない。この発明の一実施例である積層
セラミックコンデンサについて説明する。図１は一実施
例の積層セラミックコンデンサの概略断面図、図２は一
実施例の内部電極を有する誘電体セラミック層の概略平
面図、図３は一実施例のセラミック積層体の分解斜視図
を示す。この発明にかかる積層セラミックコンデンサ１
は、図１に示すように、内部電極４を介在して複数枚の
誘電体セラミック層２ａ，２ｂを積層して得られたセラ
ミック積層体３の両端面に外部電極５およびニッケル、
銅などのメッキ第１層６、はんだ、錫などのメッキ第２
層７が形成された直方体形状のチップタイプである。
具体的に説明するが、この発明はかかる実施例のみに限
定されるものではない。この発明の一実施例である積層
セラミックコンデンサについて説明する。図１は一実施
例の積層セラミックコンデンサの概略断面図、図２は一
実施例の内部電極を有する誘電体セラミック層の概略平
面図、図３は一実施例のセラミック積層体の分解斜視図
を示す。この発明にかかる積層セラミックコンデンサ１
は、図１に示すように、内部電極４を介在して複数枚の
誘電体セラミック層２ａ，２ｂを積層して得られたセラ
ミック積層体３の両端面に外部電極５およびニッケル、
銅などのメッキ第１層６、はんだ、錫などのメッキ第２
層７が形成された直方体形状のチップタイプである。
【００２８】次に、この発明にかかる積層セラミックコ
ンデンサ１の製造方法について、製造工程順に説明す
る。まず、セラミック積層体３を形成する。このセラミ
ック積層体３は次のようにして製造される。図２に示す
ように、チタン酸バリウムと、酸化スカンジウム、酸化
イットリウムの中から選ばれる少なくとも１種類以上
と、酸化サマリウム、酸化ユーロピウムの中から選ばれ
る少なくとも１種類以上と、酸化マンガン、酸化コバル
ト、酸化ニッケルの中から選ばれる少なくとも１種類以
上の酸化物と、酸化マグネシウムと、酸化ケイ素とから
なる材料粉末をスラリー化してシート状とした誘電体セ
ラミック層２（グリーンシート）を用意し、その一面に
ニッケルまたはニッケル合金からなる内部電極４を形成
する。なお、内部電極４を形成する方法は、スクリーン
印刷などによる形成でも、蒸着、メッキ法による形成で
もどちらでも構わない。
ンデンサ１の製造方法について、製造工程順に説明す
る。まず、セラミック積層体３を形成する。このセラミ
ック積層体３は次のようにして製造される。図２に示す
ように、チタン酸バリウムと、酸化スカンジウム、酸化
イットリウムの中から選ばれる少なくとも１種類以上
と、酸化サマリウム、酸化ユーロピウムの中から選ばれ
る少なくとも１種類以上と、酸化マンガン、酸化コバル
ト、酸化ニッケルの中から選ばれる少なくとも１種類以
上の酸化物と、酸化マグネシウムと、酸化ケイ素とから
なる材料粉末をスラリー化してシート状とした誘電体セ
ラミック層２（グリーンシート）を用意し、その一面に
ニッケルまたはニッケル合金からなる内部電極４を形成
する。なお、内部電極４を形成する方法は、スクリーン
印刷などによる形成でも、蒸着、メッキ法による形成で
もどちらでも構わない。
【００２９】次に、内部電極４を有する誘電体セラミッ
ク層２ｂは必要枚数積層され、図３に示す如く、内部電
極４を有しない誘電体セラミック層２ａにて挟んで圧着
し、積層体とする。その後、この積層された誘電体セラ
ミック層２ａ，２ｂ，・・・，２ｂ，２ａを還元性雰囲
気中、所定の温度にて焼成し、セラミック積層体３が形
成される。次に、セラミック積層体３の両端面に、内部
電極４と接続するように、二つの外部電極５を形成す
る。
ク層２ｂは必要枚数積層され、図３に示す如く、内部電
極４を有しない誘電体セラミック層２ａにて挟んで圧着
し、積層体とする。その後、この積層された誘電体セラ
ミック層２ａ，２ｂ，・・・，２ｂ，２ａを還元性雰囲
気中、所定の温度にて焼成し、セラミック積層体３が形
成される。次に、セラミック積層体３の両端面に、内部
電極４と接続するように、二つの外部電極５を形成す
る。
【００３０】この外部電極５の材料としては、内部電極
４と同じ材料を使用することができる。また、銀、パラ
ジウム、銀−パラジウム合金、銅、銅合金等が使用可能
であり、また、これらの金属粉末にＢ2Ｏ3−ＳｉＯ2−
ＢａＯ系ガラス、Ｌｉ2Ｏ−ＳｉＯ2−ＢａＯ系ガラスな
どのガラスフリットを添加したものも使用されるが、積
層セラミックコンデンサの使用用途、使用場所などを考
慮に入れて、適当な材料が選択される。
４と同じ材料を使用することができる。また、銀、パラ
ジウム、銀−パラジウム合金、銅、銅合金等が使用可能
であり、また、これらの金属粉末にＢ2Ｏ3−ＳｉＯ2−
ＢａＯ系ガラス、Ｌｉ2Ｏ−ＳｉＯ2−ＢａＯ系ガラスな
どのガラスフリットを添加したものも使用されるが、積
層セラミックコンデンサの使用用途、使用場所などを考
慮に入れて、適当な材料が選択される。
【００３１】また、外部電極５は、材料となる金属粉末
から構成される導電ペーストを、焼成により得たセラミ
ック積層体３に塗布して、焼き付けることで形成される
が、焼成前のセラミック積層体３に導電ペーストを塗布
して、セラミック積層体３の焼成と同時に外部電極５を
形成してもよい。この後、外部電極５上にニッケル、銅
などのメッキを施し、メッキ第１層６を形成する。最後
に、このメッキ第１層６の上にはんだ、錫などのメッキ
第２層７を形成し、チップ型の積層セラミックコンデン
サ１が製造される。
から構成される導電ペーストを、焼成により得たセラミ
ック積層体３に塗布して、焼き付けることで形成される
が、焼成前のセラミック積層体３に導電ペーストを塗布
して、セラミック積層体３の焼成と同時に外部電極５を
形成してもよい。この後、外部電極５上にニッケル、銅
などのメッキを施し、メッキ第１層６を形成する。最後
に、このメッキ第１層６の上にはんだ、錫などのメッキ
第２層７を形成し、チップ型の積層セラミックコンデン
サ１が製造される。
【００３２】以下では、より詳細な実施例について説明
する。 （実施例１）まず、出発原料として種々の純度のＴｉＣ
ｌ4とＢａ（ＮＯ3）2とを準備して秤量した後、蓚酸に
より蓚酸チタニルバリウム（ＢａＴｉＯ（Ｃ2Ｏ4）・４
Ｈ2Ｏ）として沈澱させ、沈澱物を得た。この沈澱物を
１０００℃以上の温度で加熱分解させて、表１の４種類
のチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）を合成した。
する。 （実施例１）まず、出発原料として種々の純度のＴｉＣ
ｌ4とＢａ（ＮＯ3）2とを準備して秤量した後、蓚酸に
より蓚酸チタニルバリウム（ＢａＴｉＯ（Ｃ2Ｏ4）・４
Ｈ2Ｏ）として沈澱させ、沈澱物を得た。この沈澱物を
１０００℃以上の温度で加熱分解させて、表１の４種類
のチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）を合成した。
【００３３】
【表１】
【００３４】次に，チタン酸バリウムのＢａ／Ｔｉモル
比ｍを調整するためのＢａＣＯ3と、純度９９％以上の
Ｓｃ2Ｏ3，Ｙ2Ｏ3，Ｓｍ2Ｏ3，Ｅｕ2Ｏ3，ＭｎＣＯ3，
ＮｉＯ，Ｃｏ2Ｏ3，ＭｇＯと酸化ケイ素をＳｉＯ2に換
算して２０重量％含有したコロイドシリカを準備した。
これらの原料粉末を表２に示す組成比となるように配合
し、配合物を得た。
比ｍを調整するためのＢａＣＯ3と、純度９９％以上の
Ｓｃ2Ｏ3，Ｙ2Ｏ3，Ｓｍ2Ｏ3，Ｅｕ2Ｏ3，ＭｎＣＯ3，
ＮｉＯ，Ｃｏ2Ｏ3，ＭｇＯと酸化ケイ素をＳｉＯ2に換
算して２０重量％含有したコロイドシリカを準備した。
これらの原料粉末を表２に示す組成比となるように配合
し、配合物を得た。
【００３５】
【表２】
【００３６】この配合物に、ポリビニルブチラール系バ
インダー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、セラミックスラリーを調製し
た。しかる後、セラミックスラリーをドクターブレード
法によりシート成形し、厚み１１μｍの矩形のグリーン
シートを得た。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。
インダー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、セラミックスラリーを調製し
た。しかる後、セラミックスラリーをドクターブレード
法によりシート成形し、厚み１１μｍの矩形のグリーン
シートを得た。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。
【００３７】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の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。得ら
れた積層体を、Ｎ2雰囲気中にて３５０℃の温度に加熱
し、バインダを燃焼させた後、酸素分圧１０-9〜１０
-12ＭＰａのＨ2−Ｎ2−Ｈ2Ｏガスからなる還元性雰囲気
中において表３に示す温度で２時間焼成し、セラミック
焼結体を得た。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で観察し、グレインサイ
ズを測定した。
リーンシートを導電ペーストの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。得ら
れた積層体を、Ｎ2雰囲気中にて３５０℃の温度に加熱
し、バインダを燃焼させた後、酸素分圧１０-9〜１０
-12ＭＰａのＨ2−Ｎ2−Ｈ2Ｏガスからなる還元性雰囲気
中において表３に示す温度で２時間焼成し、セラミック
焼結体を得た。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で観察し、グレインサイ
ズを測定した。
【００３８】焼成後、得られた焼結体の両端面にＢ2Ｏ3
−Ｌｉ2Ｏ−ＳｉＯ2−ＢａＯ系のガラスフリットを含有
する銀ペーストを塗布し、Ｎ2雰囲気中において６００
℃の温度で焼き付け、内部電極と電気的に接続された外
部電極を形成した。上記のようにして得られた積層セラ
ミックコンデンサの外形寸法は、幅：１．６ｍｍ、長
さ：３．２ｍｍ、厚さ：１．２ｍｍであり、内部電極間
に介在する誘電体セラミック層の厚みは８μｍであっ
た。また、有効誘電体セラミック層の総数は、１９であ
り、一層当たりの対向電極の面積は、２．１ｍｍ2であ
った。
−Ｌｉ2Ｏ−ＳｉＯ2−ＢａＯ系のガラスフリットを含有
する銀ペーストを塗布し、Ｎ2雰囲気中において６００
℃の温度で焼き付け、内部電極と電気的に接続された外
部電極を形成した。上記のようにして得られた積層セラ
ミックコンデンサの外形寸法は、幅：１．６ｍｍ、長
さ：３．２ｍｍ、厚さ：１．２ｍｍであり、内部電極間
に介在する誘電体セラミック層の厚みは８μｍであっ
た。また、有効誘電体セラミック層の総数は、１９であ
り、一層当たりの対向電極の面積は、２．１ｍｍ2であ
った。
【００３９】そして、これらについて電気的特性を測定
した。静電容量（Ｃ）および誘電損失（ｔａｎδ）は、
自動ブリッジ式測定器を用いて周波数１ｋＨｚ、１Ｖｒ
ｍｓ、温度２５℃にて測定し、静電容量から誘電率
（ε）を算出した。次に、絶縁抵抗（Ｒ）を測定するた
めに、絶縁抵抗計を用い、１６Ｖの直流電圧を２分間印
加して、２５℃、１２５℃での絶縁抵抗（Ｒ）を測定
し、静電容量（Ｃ）と絶縁抵抗（Ｒ）との積、すなわち
ＣＲ積を求めた。また、２０ｋＶ／ｍｍの電界での絶縁
抵抗（Ｒ）を測定するために、１６０Ｖの直流電圧を２
分間印加して、同様に、２５℃、１２５℃での絶縁抵抗
（Ｒ）を測定して、ＣＲ積を求めた。
した。静電容量（Ｃ）および誘電損失（ｔａｎδ）は、
自動ブリッジ式測定器を用いて周波数１ｋＨｚ、１Ｖｒ
ｍｓ、温度２５℃にて測定し、静電容量から誘電率
（ε）を算出した。次に、絶縁抵抗（Ｒ）を測定するた
めに、絶縁抵抗計を用い、１６Ｖの直流電圧を２分間印
加して、２５℃、１２５℃での絶縁抵抗（Ｒ）を測定
し、静電容量（Ｃ）と絶縁抵抗（Ｒ）との積、すなわち
ＣＲ積を求めた。また、２０ｋＶ／ｍｍの電界での絶縁
抵抗（Ｒ）を測定するために、１６０Ｖの直流電圧を２
分間印加して、同様に、２５℃、１２５℃での絶縁抵抗
（Ｒ）を測定して、ＣＲ積を求めた。
【００４０】さらに、温度変化に対する静電容量の変化
率を測定した。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（ΔＣ／Ｃ２０℃）と、２５℃で
の静電容量を基準とした−５５℃と１２５℃での変化率
（ΔＣ／Ｃ２５℃）および−５５℃〜１２５℃の範囲内
で絶対値としてその変化率が最大である値（｜ΔＣ／△
Ｃ２５℃｜ｍａｘ）を示した。
率を測定した。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（ΔＣ／Ｃ２０℃）と、２５℃で
の静電容量を基準とした−５５℃と１２５℃での変化率
（ΔＣ／Ｃ２５℃）および−５５℃〜１２５℃の範囲内
で絶対値としてその変化率が最大である値（｜ΔＣ／△
Ｃ２５℃｜ｍａｘ）を示した。
【００４１】また、高温負荷寿命試験として、各試料を
３６個ずつ、温度１５０℃にて直流電圧を１００Ｖ印加
して、その絶縁抵抗の経時変化を測定した。なお、高温
負荷寿命試験は、各試料の絶縁抵抗値（Ｒ）が１０6Ω
以下になったときの時間を寿命時間とし、その平均寿命
時間を示す。
３６個ずつ、温度１５０℃にて直流電圧を１００Ｖ印加
して、その絶縁抵抗の経時変化を測定した。なお、高温
負荷寿命試験は、各試料の絶縁抵抗値（Ｒ）が１０6Ω
以下になったときの時間を寿命時間とし、その平均寿命
時間を示す。
【００４２】さらに、湿中負荷試験として、各試料を７
２個ずつ、２気圧（相対湿度１００％）、温度１２１℃
にて直流電流を１６Ｖ印加した場合において、２５０時
間経過するまでに絶縁抵抗値（Ｒ）が１０6Ω以下にな
った試料の個数を示す。以上の結果を表３に示した。
２個ずつ、２気圧（相対湿度１００％）、温度１２１℃
にて直流電流を１６Ｖ印加した場合において、２５０時
間経過するまでに絶縁抵抗値（Ｒ）が１０6Ω以下にな
った試料の個数を示す。以上の結果を表３に示した。
【００４３】
【表３】
【００４４】表１、表２、表３から明かなように、この
発明の積層セラミックコンデンサは誘電率が３０００以
上と高く、誘電損失は２．５％以下で、温度に対する静
電容量の変化率が、−２５℃〜８５℃での範囲でＪＩＳ
規格に規定されているＢ特性規格および、−５５℃と１
２５℃での範囲内でＥＩＡ規格に規定されているＸ７Ｒ
特性規格を満足する。また、２０ｋＶ／ｍｍと高電界強
度での２５℃、１２５℃における絶縁抵抗をＣＲ積で表
したときに、それぞれ２０００ＭΩ・μＦ、５００ＭΩ
・μＦ以上と高い値を示す。また、平均寿命時間が５０
０時間以上と長く、湿中負荷試験での不良の発生は認め
られない。さらに、焼成温度も１３００℃以下と比較的
低温で焼結可能であり、粒径についても１μｍ以下と小
さい。
発明の積層セラミックコンデンサは誘電率が３０００以
上と高く、誘電損失は２．５％以下で、温度に対する静
電容量の変化率が、−２５℃〜８５℃での範囲でＪＩＳ
規格に規定されているＢ特性規格および、−５５℃と１
２５℃での範囲内でＥＩＡ規格に規定されているＸ７Ｒ
特性規格を満足する。また、２０ｋＶ／ｍｍと高電界強
度での２５℃、１２５℃における絶縁抵抗をＣＲ積で表
したときに、それぞれ２０００ＭΩ・μＦ、５００ＭΩ
・μＦ以上と高い値を示す。また、平均寿命時間が５０
０時間以上と長く、湿中負荷試験での不良の発生は認め
られない。さらに、焼成温度も１３００℃以下と比較的
低温で焼結可能であり、粒径についても１μｍ以下と小
さい。
【００４５】ここで、この発明の積層セラミックコンデ
ンサに用いる誘電体セラミック材料の組成限定理由につ
いて説明する。（１−α−β−γ）｛ＢａＯ｝m・Ｔｉ
Ｏ2＋αＭ2Ｏ3＋βＲｅ2Ｏ3＋γ（Ｍｎ1-x-yＮｉxＣ
ｏy）Ｏ（ただし、Ｍ2Ｏ3は、Ｓｃ2Ｏ3，Ｙ2Ｏ3の中か
ら選ばれる少なくとも１種類以上、Ｒｅ2Ｏ3は、Ｓｍ2
Ｏ3，Ｅｕ2Ｏ3の中から選ばれる少なくとも１種類以
上）において、試料番号１のように、（Ｍ2Ｏ3＋Ｒｅ2
Ｏ3）量（α＋β）が０．００２５未満の場合には、誘
電率が３０００より低く、静電容量の温度変化率も大き
くなり、１２５℃で高電圧の絶縁抵抗が低くなり、平均
寿命時間が極端に短くなるからである。試料番号１９の
ように（Ｍ2Ｏ3＋Ｒｅ2Ｏ3）量（α＋β）が０．０２５
を超える場合には、誘電率が３０００より低く、２５
℃、１２５℃での絶縁抵抗が低下し、平均寿命時間が短
く、湿中負荷試験で不良が発生し、焼結温度が高くなる
からである。
ンサに用いる誘電体セラミック材料の組成限定理由につ
いて説明する。（１−α−β−γ）｛ＢａＯ｝m・Ｔｉ
Ｏ2＋αＭ2Ｏ3＋βＲｅ2Ｏ3＋γ（Ｍｎ1-x-yＮｉxＣ
ｏy）Ｏ（ただし、Ｍ2Ｏ3は、Ｓｃ2Ｏ3，Ｙ2Ｏ3の中か
ら選ばれる少なくとも１種類以上、Ｒｅ2Ｏ3は、Ｓｍ2
Ｏ3，Ｅｕ2Ｏ3の中から選ばれる少なくとも１種類以
上）において、試料番号１のように、（Ｍ2Ｏ3＋Ｒｅ2
Ｏ3）量（α＋β）が０．００２５未満の場合には、誘
電率が３０００より低く、静電容量の温度変化率も大き
くなり、１２５℃で高電圧の絶縁抵抗が低くなり、平均
寿命時間が極端に短くなるからである。試料番号１９の
ように（Ｍ2Ｏ3＋Ｒｅ2Ｏ3）量（α＋β）が０．０２５
を超える場合には、誘電率が３０００より低く、２５
℃、１２５℃での絶縁抵抗が低下し、平均寿命時間が短
く、湿中負荷試験で不良が発生し、焼結温度が高くなる
からである。
【００４６】試料番号２のように（Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｏ）
Ｏ量γが０．００２５未満の場合には、還元性雰囲気で
焼成すると誘電体セラミックが還元され、半導体化して
絶縁抵抗が低下してしまうからである。試料番号２０の
ように（Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｏ）Ｏ量γが０．０５を超える
場合には、印加電圧に依存せず、１２５℃での絶縁抵抗
が低くなり、平均寿命時間が短くなる。また、静電容量
の温度変化率も大きくなるからである。
Ｏ量γが０．００２５未満の場合には、還元性雰囲気で
焼成すると誘電体セラミックが還元され、半導体化して
絶縁抵抗が低下してしまうからである。試料番号２０の
ように（Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｏ）Ｏ量γが０．０５を超える
場合には、印加電圧に依存せず、１２５℃での絶縁抵抗
が低くなり、平均寿命時間が短くなる。また、静電容量
の温度変化率も大きくなるからである。
【００４７】試料番号２３，２４，２５のように、Ｍｎ
を全く含まない場合には、絶縁抵抗が低下し、平均寿命
時間が５００時間よりも短くなるからである。
を全く含まない場合には、絶縁抵抗が低下し、平均寿命
時間が５００時間よりも短くなるからである。
【００４８】試料番号３のように、Ｒｅ2Ｏ3量βが０の
場合には、平均寿命時間が５００時間よりも短くなるか
らである。試料番号２２のように、Ｒｅ2Ｏ3量βが０．
００７５を超える場合には、静電容量の温度変化率が大
きくなり、ＪＩＳ規格のＢ特性およびＥＩＡ規格のＸ７
Ｒ特性を満足しなくなるからである。
場合には、平均寿命時間が５００時間よりも短くなるか
らである。試料番号２２のように、Ｒｅ2Ｏ3量βが０．
００７５を超える場合には、静電容量の温度変化率が大
きくなり、ＪＩＳ規格のＢ特性およびＥＩＡ規格のＸ７
Ｒ特性を満足しなくなるからである。
【００４９】試料番号２１のように、（Ｍ2Ｏ3＋Ｒｅ2
Ｏ3）量（α＋β）と（Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｏ）Ｏ量γの比
率γ／（α＋β）が４を越える場合には、静電容量の温
度変化率が大きくなり、１２５℃での絶縁抵抗が低く、
平均寿命が５００時間より短くなるからである。
Ｏ3）量（α＋β）と（Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｏ）Ｏ量γの比
率γ／（α＋β）が４を越える場合には、静電容量の温
度変化率が大きくなり、１２５℃での絶縁抵抗が低く、
平均寿命が５００時間より短くなるからである。
【００５０】試料番号４，５のように、チタン酸バリウ
ムのモル比ｍが１．０００以下の場合には、還元性雰囲
気で焼成したとき、半導体化する、あるいは絶縁抵抗が
低下し、平均寿命時間が５００時間よりも短くなるから
である。試料番号２６のように、モル比ｍが１．０３５
を超える場合には、焼結性が極端に悪くなるからであ
る。
ムのモル比ｍが１．０００以下の場合には、還元性雰囲
気で焼成したとき、半導体化する、あるいは絶縁抵抗が
低下し、平均寿命時間が５００時間よりも短くなるから
である。試料番号２６のように、モル比ｍが１．０３５
を超える場合には、焼結性が極端に悪くなるからであ
る。
【００５１】試料番号６のように、ＭｇＯ量が０．５モ
ル未満の場合には、絶縁抵抗が低下し、平均寿命時間が
５００時間よりも短くなり、静電容量の温度変化率がＪ
ＩＳ規格が規定するＢ特性を満足するものの、ＥＩＡ規
格が規定するＸ７Ｒ特性を満足することができないから
である。試料番号２７のようにＭｇＯ量が５．０モルを
超える場合には、焼結温度が高くなり、誘電率が３００
０より低く、平均寿命時間が短く、湿中負荷試験で不良
が発生するからである。
ル未満の場合には、絶縁抵抗が低下し、平均寿命時間が
５００時間よりも短くなり、静電容量の温度変化率がＪ
ＩＳ規格が規定するＢ特性を満足するものの、ＥＩＡ規
格が規定するＸ７Ｒ特性を満足することができないから
である。試料番号２７のようにＭｇＯ量が５．０モルを
超える場合には、焼結温度が高くなり、誘電率が３００
０より低く、平均寿命時間が短く、湿中負荷試験で不良
が発生するからである。
【００５２】試料番号７のように、酸化ケイ素の量が
０．２モル未満の場合には、焼結不足となるからであ
る。試料番号２８のように、酸化ケイ素の量が５．０モ
ルを超える場合には、誘電率が３０００を越えないから
である。
０．２モル未満の場合には、焼結不足となるからであ
る。試料番号２８のように、酸化ケイ素の量が５．０モ
ルを超える場合には、誘電率が３０００を越えないから
である。
【００５３】試料番号２９のように、チタン酸バリウム
に不純物として含まれるアルカリ金属酸化物の量が０．
０２重量部を越える場合には、誘電率の低下を生じるか
らである。
に不純物として含まれるアルカリ金属酸化物の量が０．
０２重量部を越える場合には、誘電率の低下を生じるか
らである。
【００５４】Ｍ2Ｏ3量αに対するＲｅ2Ｏ3量βの比率
（β／α）値は特に規定しないが、静電容量の温度変化
率を規格の許容値から余裕をもたせるためには、β／α
≦１にすることが好ましい。
（β／α）値は特に規定しないが、静電容量の温度変化
率を規格の許容値から余裕をもたせるためには、β／α
≦１にすることが好ましい。
【００５５】なお、上記実施例では、チタン酸バリウム
として、蓚酸法により作製した粉末を用いたが、これに
限定するものではなく、アルコキシド法あるいは水熱合
成法により作製されたチタン酸バリウム粉末を用いても
よい。これらの粉末を用いることにより、この実施例で
示した特性よりも向上することも有り得る。また、酸化
スカンジウム、酸化イットリウム、酸化サマリウム、酸
化ユーロピウム、酸化マンガン、酸化コバルト、酸化ニ
ッケルおよび酸化マグネシウムなども、酸化物粉末を用
いたが、これに限定されるものではなく、この発明の範
囲の誘電体セラミック層を構成するように配合すれば、
アルコキシド、有機金属などの溶液を用いても、得られ
る特性を何等損なうものではない。
として、蓚酸法により作製した粉末を用いたが、これに
限定するものではなく、アルコキシド法あるいは水熱合
成法により作製されたチタン酸バリウム粉末を用いても
よい。これらの粉末を用いることにより、この実施例で
示した特性よりも向上することも有り得る。また、酸化
スカンジウム、酸化イットリウム、酸化サマリウム、酸
化ユーロピウム、酸化マンガン、酸化コバルト、酸化ニ
ッケルおよび酸化マグネシウムなども、酸化物粉末を用
いたが、これに限定されるものではなく、この発明の範
囲の誘電体セラミック層を構成するように配合すれば、
アルコキシド、有機金属などの溶液を用いても、得られ
る特性を何等損なうものではない。
【００５６】
【発明の効果】この発明の積層セラミックコンデンサ
は、還元性雰囲気中で焼成しても還元されず、半導体化
しない誘電体セラミック材料から構成されているので、
電極材料として卑金属であるニッケルまたはニッケル合
金を用いることができ、１３００℃以下と比較的低温で
焼成可能であり、積層セラミックコンデンサのコストダ
ウンを図ることができる。
は、還元性雰囲気中で焼成しても還元されず、半導体化
しない誘電体セラミック材料から構成されているので、
電極材料として卑金属であるニッケルまたはニッケル合
金を用いることができ、１３００℃以下と比較的低温で
焼成可能であり、積層セラミックコンデンサのコストダ
ウンを図ることができる。
【００５７】また、この誘電体セラミック材料を用いた
積層セラミックコンデンサでは、誘電率が３０００以上
あり、かつ誘電率の温度変化が小さい。また、絶縁抵抗
が高く、高温下、高湿下での特性劣化のない優れた特性
を示す。したがって、誘電体セラミック層を薄層化して
も、定格電圧を下げる必要がない。
積層セラミックコンデンサでは、誘電率が３０００以上
あり、かつ誘電率の温度変化が小さい。また、絶縁抵抗
が高く、高温下、高湿下での特性劣化のない優れた特性
を示す。したがって、誘電体セラミック層を薄層化して
も、定格電圧を下げる必要がない。
【００５８】さらに、結晶粒径が１μｍ以下と小さいた
め、誘電体セラミック層を薄層化したときに、従来の積
層セラミックコンデンサに比較して層中に存在する結晶
粒の量を多くできる。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を得ることが
できる。
め、誘電体セラミック層を薄層化したときに、従来の積
層セラミックコンデンサに比較して層中に存在する結晶
粒の量を多くできる。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を得ることが
できる。
【図１】この発明の一実施例である積層セラミックコン
デンサの概略断面図である。
デンサの概略断面図である。
【図２】この発明の一実施例である内部電極を有する誘
電体セラミック層の概略平面図である。
電体セラミック層の概略平面図である。
【図３】この発明の一実施例であるセラミック積層体の
分解斜視図である。
分解斜視図である。
１ 積層セラミックコンデンサ ２ 誘電体セラミック層 ２ａ 内部電極を有しない誘電体セラミック層 ２ｂ 内部電極を有する誘電体セラミック層 ３ セラミック積層体 ４ 内部電極 ５ 外部電極 ６ メッキ第１層 ７ メッキ第２層
Claims (3)
- 【請求項１】 複数の誘電体セラミック層と、 それぞれの端縁が前記誘電体セラミック層の両端面に露
出するように前記誘電体セラミック層間に形成された複
数の内部電極と、 露出した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含む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、 不純物として含まれるアルカリ金属酸化物の含有量が
０．０２重量％以下のチタン酸バリウムと、 酸化スカンジウム、酸化イットリウムの中から選ばれる
少なくとも１種類以上と、 酸化サマリウム、酸化ユーロピウムの中から選ばれる少
なくとも１種類以上と、 酸化マンガン、酸化コバルト、酸化ニッケルの中から選
ばれる少なくとも１種類以上とからなり、 次の組成式、 （１−α−β−γ）｛ＢａＯ｝m・ＴｉＯ2＋αＭ2Ｏ3＋
βＲｅ2Ｏ3＋γ（Ｍｎ1-x-yＮｉxＣｏy）Ｏ （ただし、Ｍ2Ｏ3は、Ｓｃ2Ｏ3，Ｙ2Ｏ3の中から選ばれ
る少なくとも１種類以上であり、Ｒｅ2Ｏ3は、Ｓｍ
2Ｏ3，Ｅｕ2Ｏ3の中から選ばれる少なくとも１種類以上
であり、α，β，γ，ｍ，ｘ，ｙは、 ０．００２５≦α＋β≦０．０２５ ０＜β≦０．００７５ ０．００２５≦γ≦０．０５ γ／（α＋β）≦４ ０≦ｘ＜１．０ ０≦ｙ＜１．０ ０≦ｘ＋ｙ＜１．０ １．０００＜ｍ≦１．０３５） で表される主成分１００モルに対して、 副成分として、酸化マグネシウムをＭｇＯに換算して
０．５〜５．０モル添加含有し、 さらに酸化ケイ素をＳｉＯ2に換算して０．２〜５．０
モル添加含有した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】 前記外部電極は、導電性金属粉末、また
はガラスフリットを添加した導電性金属粉末の焼結層に
よって構成されてい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】 前記外部電極は、導電性金属粉末、また
はガラスフリットを添加した導電性金属粉末の焼結層か
らなる第１層と、その上のメッキ層からなる第２層とか
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。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9001229A JP3039409B2 (ja) | 1997-01-08 | 1997-01-08 | 積層セラミックコンデンサ |
| CNB981039669A CN1155028C (zh) | 1997-01-08 | 1998-01-08 | 独石瓷介电容器 |
| KR1019980000291A KR100271727B1 (ko) | 1997-01-08 | 1998-01-08 | 모놀리식 세라믹 커패시터 |
| US09/004,696 US6002577A (en) | 1997-01-08 | 1998-01-08 | Monolithic ceramic capacitor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9001229A JP3039409B2 (ja) | 1997-01-08 | 1997-01-08 | 積層セラミックコンデンサ |
Publications (2)
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