JPS63316416A - 積層セラミックコンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は４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。

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
にペロブスカイト構造を有するＢａＴｉＯ３を主成分と
する誘電体層と内部電極層を交互に積層し、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Ｏｕ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。

発明が解決しようとする問題点 従来、この問題を解決する手段の１つとして、高温でも
安定な導電性酸化物を内部電極として適用する事が検討
されてきた。たとえば、固付抵抗値〜１０−２Ω６Ｃ−
をもつＬａ　２　Ｎ　；　０４　　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ソクス７
１９８６　年６月２４日〜２８日ミラノで開催）。Ｂａ
ＴｉＯ３を誘電体層に用い、Ｌ　ａ　２　Ｎ　＋　０４
　と１３００℃程度で共焼結し、界面でのイオンの相互
拡散の検討が行なわれている。本発明者らも同様の実験
を行ない、コンデンサ特性を評価したところ、１ＫＨｚ
でもｔａｎδが１０％以上と大きく、実用的なコンデン
サ特性を得るには、イオンの相互拡散層をさらに薄くす
る必要のある事が判明した。

相互拡散層を薄くするには、低温で焼結させる技術を確
立する事が必要であり、ＢａＴｉＯ３に関してはＬｉＦ
　＋ＢａＬｉＦ３などの焼結助剤の添加によって９００
℃乃至１１００℃での焼結が可能であり、ＢａＴｉＯ３
以外の誘電体としては同じくペロブスカイト構造を有す
るＰｂ（Ｆｅ１／２Ｎｂ１／２）。、７゜（Ｆｅ　２／
３　Ｗ＋／３　）　０．３００３が同程度の温度で焼結
する事が知られているが、Ｌａ２Ｎｉ０４は１２００℃
以上でないと焼結させる事が出来ず、低温で焼結し、誘
電体層との良好な接合界面を形成する導電性酸化物の探
索が必要であった。

本発明は上記問題点に鑑み、内部電極として、安価で、
１０００℃程度の低温焼結し、誘電体層と良好な界面を
形成しうる導電性酸化物を使用した特性の優れた積層セ
ラミックコンデンサを提供す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
、ペロブスカイト構造を有する誘電体層と、ペロブスカ
イト類似の構造を有する（ｙｌｘＬａｘ）（Ｂａｌ　、
Ｓｒ、）２　ｃ１３ｏ７．　　で表わされる導電性酸化
物から成る内部電極層を含み、９００℃乃至１０００℃
で焼結された事を特徴とする積層セラミックコンデンサ
にある。

作用 本発明は導電性酸化物として（Ｙｌ−ｘＬａｘ）（Ｂａ
１　、Ｓｒ、）２０ｕ３０７　ａ　　で表わされるもの
を使用しており、この導電性酸化物は９００℃乃至１０
００″Ｏでも焼結可能であり、誘電体層と積層して共焼
結した場合、イオンの相互拡散層が薄くでき、これＫよ
るｔａｎδの増大を抑制することができる。

また本発明の（Ｙ　ｌｘＬ　ａ　ｘ　）　（Ｂ　ａ　１
　、Ｓ　ｒ　ｙ　）　２　Ｃｕ　３０７　ｄの組成範囲
は、０≦Ｘ≦１．０≦ｙ≦１．０≦α≦１にあることが
好ましく、この時、固有抵抗値がρが１０−２Ω・礪以
下と、従来のＬ　ａ　２　Ｎ　ｉ　Ｏ４の値に比べ低い
値のものが得られる。

更に本発明のペロブスカイト構造を有する誘電体層とし
ては、ＬｉＦ　　もしくはＢａＴｉＯ３などの焼結助剤
を添加したＢａＴ　ｉ０３　ｆ主成分とするものや、Ｐ
ｂ（Ｆｅ１／２Ｎｂ１／２）０．７０　（Ｆｅ２／３Ｗ
１／３　）　０．３００３よりなるものが好ましい。

実施例 以下に本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。

図に本発明の一実柿例における積層セラミックコンデン
サの概念図を示す。

積層セラミックコンデンサは、図に示す様に数１０μｍ
　の誘電体層１と内部電極層２を積層【−で焼結し、接
続電極３を両端面につけろ事によって形成される。内部
電圧層２は一層おきに各々別の接続電極３に接続される
。この様な構造をもつ積層セラミックコンデンサのｔａ
ｎδの要因の１つに内部電極層２の抵抗成分があり、抵
抗値比、容量Ｃ１周波数のとするとｔａｎδ＝（ＪＪＯ
Ｉ’ｔで表わされるため、Ｒが小さい程ｔａｎδは小さ
くなり高周波特性のすぐれたコンデンサが得られろ事と
なる。

そこでまず、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＢａＣＯ３，５ｒ
Ｏ０３、ＣｕＯを出発原料とし、各々の必要量を秤量し
エタノール中で１２時間混合し、乾燥後９００℃〜１０
００″Ｃで１０時間〜２０時間、焼成、粉砕を数回くり
返し内部電極用導電性酸化物を作成した。固有抵抗値ρ
の測定は、上記粉末試料を２　ｔｏｎ／ｃ１１！の圧力
で１３眉φのベレットにし、９５０℃で２時間焼結させ
たものを用いて行なったｏ　　（”１−ｘ””ｘ）（Ｂ
ａ１−ｙＳ’ｙ）２Ｃｕ３０７−（１でｘ。

ｙを変化させ、また、焼結雰囲気、降温速度をかえαを
変化させて焼結を行なったところ、０≦Ｘ≦１．０≦ｙ
≦１、Ｏ≦α≦１の範囲にある時にρ≦１０〜２Ω・（
１）が得られ、ｘ”：Ｏ１ｙ二〇、α〜０．５　　の場
合にはρ〜５ｘｌＯ−３Ω−傭　であった。α〉１．０
ではρ＞　１０−２Ω・備　となり実用的には望ましく
ない。

上記組成範囲にある４電性酸化物４５グにメタノール１
４．５９、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）２．３ノ、
ジ−ｎ−ブチルフタレート（ＤＢＰ）１．５７を加え混
合しスラリーを作成し、以下の実姉例に示す実験を行な
った。

〈実施例１〉 １重量％のＬｉＦ　　を添加したＢ　ａ　Ｔ　ｉ　Ｏ３
と３重量％のＢ　ａ　Ｌ　ｉ　Ｆ　３を添加したＢａＴ
ｉＯ３を用い公知の方法で厚さ４０μｍ　のグリーンシ
ートラ作成し、両面に厚さ４０μｍ　で導電性酸化物ｘ
　＝　０、ｙ＝Ｑ、α＝０．５　　のスラリーを塗布し
、乾燥後８履角に切断し２０〜３０ケの試料を白金ボー
ドにのせ所定の温度で２時間焼結を行なった。

焼結した試料の両面の電極層の各々の一端に０、ＩＨφ
のリード線を取付はコンデンサ特性を測定した。本実櫂
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。この基本構成要素を複数枚積層する事によって
図に示すような積層セラミックコンデンサが得られるが
、積層数と共に容量Ｃは比例して増大し、抵抗Ｒは比例
して減少するのでｔａｎδ二ＷＯＲは上記基本構成要素
での評価で充分である。

焼結温度が８００“Ｃ，９００℃、１０００℃１１１０
０℃の場合のｌ０ＫＨ２でのｆａｎδは焼結助剤の種類
によらず各々１１％、５％、４チ、７チであり、９００
℃以上の焼結温度で１０チ以下のｆａｎδが得られたが
、１１００℃の焼結では試料の面ワレが生じ実用的には
９００℃乃至１０００℃が望ましい。

〈実施例２〉 実施例１においてＬｉＦもしくはＢ　ａ　Ｌ　ｒ　Ｆ　
３を添加したＢａＴ　ｉ０３のかわりにＰｂ（Ｆｅ１／
２　Ｎｂ　１／２）０．７０　（”ｅ　２／３　Ｗ１／
３　）　０．３００３　を用い、導電性酸化物として、
ｘ　＝　０　、５、ｙ＝０．５、α＝０．５　　の組成
のものを用い、焼結温度１０００℃で試料を作成し、１
０ＫＨｚでのｔａｎδとして４％を得た。

発明の効果 以上要するに本発明による積層セラミックコンデンサは
、内部電極として（Ｙｌ−ｘＬａｘ）（Ｂａｌ　、Ｓｒ
、）２ｃｕ３０７−ａｔを使用したもノテあり、９００
℃乃至１０００’Ｃの低温で焼結可能であるため、誘電
体層との界面でのイオンの相互拡散が小さく、特性のす
ぐれた安価なコンデンサを実現する事か出来る。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例における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、接続電極。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名ｌ誘
ｆ体層

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ペロブスカイト構造を有する誘電体層と、ペロブ
   スカイト類似の構造を有する（Ｙ＿１＿−＿ｘＬａ＿ｘ
   ）（Ｂａ＿１＿−＿ｙＳｒ＿ｙ）＿２ＣｕＯ＿７＿−＿
   ｘ′で表わされる導電性酸化物から成る内部電極層を含
   み、９００℃乃至１０００℃で焼結された事を特徴とす
   る積層セラミックコンデンサ。
2. （２）導電性酸化物が０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦α
   ≦１の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。
3. （３）ペロブスカイト構造を有する誘電体層が、ＢａＴ
   ｉＯ＿３を主成分とし、焼結助剤としてＬｉＦもしくは
   ＢａＬｉＦ＿３を含む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。
4. （４）ペロブスカイト構造を有する誘電体層が、Ｐｂ（
   Ｆｅ＿１＿／＿２Ｎｂ＿１＿／＿２）＿０＿．＿７＿０
   （Ｆｅ＿２＿／＿３Ｗ＿１＿／＿３）０．３０Ｏ＿３よ
   り成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。