JP2001307940A - 積層セラミックコンデンサとその製造方法 - Google Patents
積層セラミックコンデンサとその製造方法Info
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Landscapes
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 積層セラミックコンデンサの小型大容量化の
ために誘電体層を薄層化させ、誘電体層の積層数を増加
させて行くと、１層当たりの電界強度が大きくなり、内
部電極間で絶縁破壊が生じ易くなり、積層セラミックコ
ンデンサの寿命が短くなり、積層セラミックコンデンサ
の電気的特性に対する信頼性が低下するという問題があ
った。 【解決手段】 複数の誘電体層と複数の内部電極とを一
体的に積層してなり、該誘電体層が誘電体磁器組成物か
らなり、該誘電体磁器組成物が主成分粒子と、該主成分
粒子の粒界に形成された二次相とを含む焼結体からなる
積層セラミックコンデンサにおいて、該二次相の絶縁抵
抗を該主成分粒子より高くした。ここで、前記主成分粒
子中に固溶している成分を前記二次相の主成分としても
よい。
ために誘電体層を薄層化させ、誘電体層の積層数を増加
させて行くと、１層当たりの電界強度が大きくなり、内
部電極間で絶縁破壊が生じ易くなり、積層セラミックコ
ンデンサの寿命が短くなり、積層セラミックコンデンサ
の電気的特性に対する信頼性が低下するという問題があ
った。 【解決手段】 複数の誘電体層と複数の内部電極とを一
体的に積層してなり、該誘電体層が誘電体磁器組成物か
らなり、該誘電体磁器組成物が主成分粒子と、該主成分
粒子の粒界に形成された二次相とを含む焼結体からなる
積層セラミックコンデンサにおいて、該二次相の絶縁抵
抗を該主成分粒子より高くした。ここで、前記主成分粒
子中に固溶している成分を前記二次相の主成分としても
よい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、寿命特性を向上
させ、薄層化・多層化による更なる小型大容量化を可能
にした積層セラミックコンデンサとその製造方法に関す
る。
させ、薄層化・多層化による更なる小型大容量化を可能
にした積層セラミックコンデンサとその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図２は積層セラミックコンデンサの説明
図である。同図に示すように、積層セラミックコンデン
サはチップ状の素体１８と、素体１８の両端部に形成さ
れた一対の外部電極２０，２０とからなる。素体１８は
一般に誘電体層２２と内部電極２４とが交互に多数層積
層された積層体からなる。内部電極２４のうち、隣り合
う内部電極２４，２４は誘電体層２２を介して対向し、
別々の外部電極２０，２０と電気的に接続されている。
図である。同図に示すように、積層セラミックコンデン
サはチップ状の素体１８と、素体１８の両端部に形成さ
れた一対の外部電極２０，２０とからなる。素体１８は
一般に誘電体層２２と内部電極２４とが交互に多数層積
層された積層体からなる。内部電極２４のうち、隣り合
う内部電極２４，２４は誘電体層２２を介して対向し、
別々の外部電極２０，２０と電気的に接続されている。
【０００３】ここで、誘電体層２２の材料としては、例
えばチタン酸バリウムを主成分とし、これに希土類元素
の酸化物を添加した、耐還元性誘電体磁器組成物が使用
されている。この誘電体磁器組成物は、図３に示すよう
に、セラミック粒子１０と焼結助剤２６とからなり、セ
ラミック粒子１０は中心部のコア部１２とコア部１２を
囲繞するシェル部１４とからなる。また、内部電極２４
の材料としては、例えばＮｉ金属粉末を主成分とする導
電性ペーストを焼結させたものが使用されている。
えばチタン酸バリウムを主成分とし、これに希土類元素
の酸化物を添加した、耐還元性誘電体磁器組成物が使用
されている。この誘電体磁器組成物は、図３に示すよう
に、セラミック粒子１０と焼結助剤２６とからなり、セ
ラミック粒子１０は中心部のコア部１２とコア部１２を
囲繞するシェル部１４とからなる。また、内部電極２４
の材料としては、例えばＮｉ金属粉末を主成分とする導
電性ペーストを焼結させたものが使用されている。
【０００４】素体１８は、セラミックグリーンシートと
内部電極パターンとを交互に一体的に積層させたチップ
状の積層体を脱バインダした後、非酸化性雰囲気中にお
いて１２００〜１３００℃程度の高温で焼成し、その
後、酸化性雰囲気中で再酸化させることにより製造され
ている。
内部電極パターンとを交互に一体的に積層させたチップ
状の積層体を脱バインダした後、非酸化性雰囲気中にお
いて１２００〜１３００℃程度の高温で焼成し、その
後、酸化性雰囲気中で再酸化させることにより製造され
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年におけ
る電子回路の小型化、高密度化の流れに伴い、積層セラ
ミックコンデンサについても小型大容量化が求められ、
小型大容量化のために誘電体層の積層数の更なる増加
と、１層当たりの誘電体層の更なる薄層化が進んでい
る。
る電子回路の小型化、高密度化の流れに伴い、積層セラ
ミックコンデンサについても小型大容量化が求められ、
小型大容量化のために誘電体層の積層数の更なる増加
と、１層当たりの誘電体層の更なる薄層化が進んでい
る。
【０００６】しかし、誘電体層を薄層化させると、１層
当たりの電界強度が大きくなり、積層セラミックコンデ
ンサの寿命が短くなり、所望の寿命の積層セラミックコ
ンデンサが得られなくなるという問題があった。
当たりの電界強度が大きくなり、積層セラミックコンデ
ンサの寿命が短くなり、所望の寿命の積層セラミックコ
ンデンサが得られなくなるという問題があった。
【０００７】この発明は、誘電体層を多層化・薄層化し
ても所望の寿命を有し、小型大容量化が可能な積層セラ
ミックコンデンサとその製造方法を提供することを目的
とする。
ても所望の寿命を有し、小型大容量化が可能な積層セラ
ミックコンデンサとその製造方法を提供することを目的
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明に係る積層セラ
ミックコンデンサは、複数の誘電体層と複数の内部電極
とを一体的に積層してなり、該誘電体層は誘電体磁器組
成物からなり、該誘電体磁器組成物は主成分粒子と、該
主成分粒子の粒界（粒子と粒子の間の部分）に形成され
た二次相（主成分粒子以外の部分）とを含む焼結体から
なり、該二次相は該主成分粒子より絶縁抵抗が高いこと
を特徴とするものである。
ミックコンデンサは、複数の誘電体層と複数の内部電極
とを一体的に積層してなり、該誘電体層は誘電体磁器組
成物からなり、該誘電体磁器組成物は主成分粒子と、該
主成分粒子の粒界（粒子と粒子の間の部分）に形成され
た二次相（主成分粒子以外の部分）とを含む焼結体から
なり、該二次相は該主成分粒子より絶縁抵抗が高いこと
を特徴とするものである。
【０００９】ここで、前記主成分粒子中に固溶している
成分が前記二次相の主成分となっていてもよい。また、
前記二次相が結晶体から形成されていてもよい。
成分が前記二次相の主成分となっていてもよい。また、
前記二次相が結晶体から形成されていてもよい。
【００１０】また、前記主成分粒子が、中心部を形成す
るコア部と、該コア部を囲繞するシェル部とからなり、
該コア部が結晶体からなり、該シェル部が固溶体からな
り、前記二次相の絶縁抵抗が該シェル部の絶縁抵抗より
高くてもよい。
るコア部と、該コア部を囲繞するシェル部とからなり、
該コア部が結晶体からなり、該シェル部が固溶体からな
り、前記二次相の絶縁抵抗が該シェル部の絶縁抵抗より
高くてもよい。
【００１１】また、前記誘電体磁器組成物は、例えばチ
タン酸バリウム系の誘電体磁器組成物、チタン酸ストロ
ンチウム系の誘電体磁器組成物又は鉛系の誘電体磁器組
成物によって形成することができるが、これら以外の誘
電体磁器組成物によって形成してもよい。
タン酸バリウム系の誘電体磁器組成物、チタン酸ストロ
ンチウム系の誘電体磁器組成物又は鉛系の誘電体磁器組
成物によって形成することができるが、これら以外の誘
電体磁器組成物によって形成してもよい。
【００１２】また、前記誘電体磁器組成物は、ＪＩＳの
温度特性がＢ特性の誘電体磁器組成物、Ｆ特性の誘電体
磁器組成物のいずれでもよい。ここで、Ｆ特性とは、−
２５〜８５℃の温度範囲で静電容量変化率が＋２０％〜
−８０％の範囲内にあること、Ｂ特性とは、−２５〜＋
８５℃の温度範囲で静電容量変化率が−１０〜＋１０％
の範囲内にあることをいう。
温度特性がＢ特性の誘電体磁器組成物、Ｆ特性の誘電体
磁器組成物のいずれでもよい。ここで、Ｆ特性とは、−
２５〜８５℃の温度範囲で静電容量変化率が＋２０％〜
−８０％の範囲内にあること、Ｂ特性とは、−２５〜＋
８５℃の温度範囲で静電容量変化率が−１０〜＋１０％
の範囲内にあることをいう。
【００１３】また、前記二次相中にＳｃ，Ｙ，Ｇｄ，Ｄ
ｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂ，Ｔｍ，Ｌｕから選択された１種
又は２種以上の希土類元素を含ませてもよい。この場
合、前記誘電体磁器組成物１００モル％に対し、前記希
土類元素を２〜１８ａｔｍ％の割合で含ませるのが好ま
しい。希土類元素が２ａｔｍ％未満では所望の寿命(lif
e)が得られず、１８ａｔｍ％を越えると所望の誘電率
(ε)が得られなくなるからである。
ｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂ，Ｔｍ，Ｌｕから選択された１種
又は２種以上の希土類元素を含ませてもよい。この場
合、前記誘電体磁器組成物１００モル％に対し、前記希
土類元素を２〜１８ａｔｍ％の割合で含ませるのが好ま
しい。希土類元素が２ａｔｍ％未満では所望の寿命(lif
e)が得られず、１８ａｔｍ％を越えると所望の誘電率
(ε)が得られなくなるからである。
【００１４】また、前記二次相中にＭｇを含ませてもよ
い。この場合、前記誘電体磁器組成物１００モル％に対
し、Ｍｇを０．８〜５．０ａｔｍ％の割合で含ませるの
が好ましい。Ｍｇが０．８ａｔｍ％未満では所望の寿命
(life)が得られず、５ａｔｍ％を越えても寿命(life)の
延びがこれ以上期待できないからである。
い。この場合、前記誘電体磁器組成物１００モル％に対
し、Ｍｇを０．８〜５．０ａｔｍ％の割合で含ませるの
が好ましい。Ｍｇが０．８ａｔｍ％未満では所望の寿命
(life)が得られず、５ａｔｍ％を越えても寿命(life)の
延びがこれ以上期待できないからである。
【００１５】また、前記二次相中にＭｎ，Ｖ，Ｃｒ，Ｃ
ｏ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｐ，Ｎｂ及びＴａから選
択された１種又は２種以上の元素を含ませてもよい。ま
た、焼結助剤は、実施例で使用されたＢａＳｉＯ３に限
定されず、ＬｉやＢを含むものであってもよい。
ｏ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｐ，Ｎｂ及びＴａから選
択された１種又は２種以上の元素を含ませてもよい。ま
た、焼結助剤は、実施例で使用されたＢａＳｉＯ３に限
定されず、ＬｉやＢを含むものであってもよい。
【００１６】また、この発明に係る積層セラミックコン
デンサの製造方法は、主成分化合物を形成する主成分原
料と該主成分化合物に固溶させる副成分原料とを含むセ
ラミック原料を準備する原料工程と、該セラミック原料
を用いてセラミックグリーンシートを形成するシート形
成工程と、該セラミックグリーンシートに内部電極パタ
ーンを印刷する印刷工程と、該印刷工程を経たセラミッ
クグリーンシートを積層して積層体を形成する積層工程
と、該積層体を内部電極パターン毎に裁断してチップ状
の積層体を得る裁断工程と、該裁断工程で得られたチッ
プ状の積層体を焼成する焼成工程とを備え、前記副成分
原料の量を前記主成分化合物に固溶する限度以上とした
ものである。
デンサの製造方法は、主成分化合物を形成する主成分原
料と該主成分化合物に固溶させる副成分原料とを含むセ
ラミック原料を準備する原料工程と、該セラミック原料
を用いてセラミックグリーンシートを形成するシート形
成工程と、該セラミックグリーンシートに内部電極パタ
ーンを印刷する印刷工程と、該印刷工程を経たセラミッ
クグリーンシートを積層して積層体を形成する積層工程
と、該積層体を内部電極パターン毎に裁断してチップ状
の積層体を得る裁断工程と、該裁断工程で得られたチッ
プ状の積層体を焼成する焼成工程とを備え、前記副成分
原料の量を前記主成分化合物に固溶する限度以上とした
ものである。
【００１７】ここで、前記セラミック原料は、例えばチ
タン酸バリウム系のセラミック原料、チタン酸ストロン
チウム系のセラミック原料又は鉛系のセラミック原料を
使用することができるが、これら以外の誘電体磁器組成
物を使用してもよい。
タン酸バリウム系のセラミック原料、チタン酸ストロン
チウム系のセラミック原料又は鉛系のセラミック原料を
使用することができるが、これら以外の誘電体磁器組成
物を使用してもよい。
【００１８】また、前記セラミック原料中にＳｃ，Ｙ，
Ｇｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂ，Ｔｍ，Ｌｕから選択さ
れた１種又は２種以上の希土類元素の化合物を含ませて
もよい。ここで、前記セラミック原料１００モル％に対
し、前記希土類元素を２〜１８ａｔｍ％の割合で含ませ
るのが好ましい。希土類元素が２ａｔｍ％未満では寿命
(life)の延びが期待できず、１８ａｔｍ％を越えると所
望の誘電率(ε)が得られなくなるからである。
Ｇｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂ，Ｔｍ，Ｌｕから選択さ
れた１種又は２種以上の希土類元素の化合物を含ませて
もよい。ここで、前記セラミック原料１００モル％に対
し、前記希土類元素を２〜１８ａｔｍ％の割合で含ませ
るのが好ましい。希土類元素が２ａｔｍ％未満では寿命
(life)の延びが期待できず、１８ａｔｍ％を越えると所
望の誘電率(ε)が得られなくなるからである。
【００１９】また、前記副成分中にＭｇを含ませてもよ
い。ここで、前記セラミック原料１００モル％に対して
Ｍｇを０．８〜５．０ａｔｍ％の割合で含ませるのが好
ましい。Ｍｇが０．８ａｔｍ％未満では所望の寿命(lif
e)が得られず、５ａｔｍ％を越えても寿命(life)の延び
がこれ以上期待できないからである。
い。ここで、前記セラミック原料１００モル％に対して
Ｍｇを０．８〜５．０ａｔｍ％の割合で含ませるのが好
ましい。Ｍｇが０．８ａｔｍ％未満では所望の寿命(lif
e)が得られず、５ａｔｍ％を越えても寿命(life)の延び
がこれ以上期待できないからである。
【００２０】また、前記二次相中にＭｎ，Ｖ，Ｃｒ，Ｃ
ｏ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｐ，Ｎｂ及びＴａから選
択された１種又は２種以上の元素を含ませてもよい。ま
た、焼結助剤は、実施例で使用されたＢａＳｉＯ３に限
定されず、ＬｉやＢを含むものであってもよい。
ｏ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｐ，Ｎｂ及びＴａから選
択された１種又は２種以上の元素を含ませてもよい。ま
た、焼結助剤は、実施例で使用されたＢａＳｉＯ３に限
定されず、ＬｉやＢを含むものであってもよい。
【００２１】また、前記焼成工程は、前記チップ状の積
層体を非酸化性雰囲気中で焼成した後、酸化性雰囲気中
で焼成する再酸化工程を有していてもよい。
層体を非酸化性雰囲気中で焼成した後、酸化性雰囲気中
で焼成する再酸化工程を有していてもよい。
【００２２】
【実施例】まず、ＢａＣＯ３、ＭｇＯ、ＳｒＯ、ＴｉＯ
２及び希土類元素（Ｈｏ，Ｄｙ，Ｅｒ，Ｓｍ）の酸化物
を各々秤量し、これらの化合物をポットミルに、アルミ
ナボール及び水とともに入れ、充分に撹拌混合して、原
料混合物を得た。
２及び希土類元素（Ｈｏ，Ｄｙ，Ｅｒ，Ｓｍ）の酸化物
を各々秤量し、これらの化合物をポットミルに、アルミ
ナボール及び水とともに入れ、充分に撹拌混合して、原
料混合物を得た。
【００２３】次に、この原料混合物をステンレスポット
に入れ、熱風式乾燥器を用い、１５０℃で乾燥し、この
乾燥した原料混合物を粗粉砕し、この粗粉砕した原料混
合物をトンネル炉を用い、大気中において約１２００℃
で２時間仮焼し、第１基本成分の粉末を得た。
に入れ、熱風式乾燥器を用い、１５０℃で乾燥し、この
乾燥した原料混合物を粗粉砕し、この粗粉砕した原料混
合物をトンネル炉を用い、大気中において約１２００℃
で２時間仮焼し、第１基本成分の粉末を得た。
【００２４】また、ＢａＣＯ３ とＺｒＯ２ とが等モル
となるように、それぞれ秤量し、これ等を混合し、乾燥
し、粉砕した後、大気中において約１２５０℃で２時間
仮焼して、第２基本成分の粉末を得た。
となるように、それぞれ秤量し、これ等を混合し、乾燥
し、粉砕した後、大気中において約１２５０℃で２時間
仮焼して、第２基本成分の粉末を得た。
【００２５】そして、９８モル部（９７６．２８ｇ）の
第１基本成分の粉末と、２モル部（２３．８５ｇ）の第
２基本成分の粉末とを混合して１０００ｇの基本成分を
得た。
第１基本成分の粉末と、２モル部（２３．８５ｇ）の第
２基本成分の粉末とを混合して１０００ｇの基本成分を
得た。
【００２６】次に、前記基本成分１００モル部に対し、
ＢａＳｉＯ３（焼結助剤）を１．５ｍｏｌ％、ＭｎＯ
（還元防止剤）を０．０５ｍｏｌ％添加し、アクリル酸
エステルポリマー、グリセリン、縮合リン酸塩の水溶液
からなる有機バインダーを、１５重量％添加し、更に、
５０重量％の水を加え、これらをボールミルに入れて、
粉砕及び混合して磁器原料のスラリーを調製した。
ＢａＳｉＯ３（焼結助剤）を１．５ｍｏｌ％、ＭｎＯ
（還元防止剤）を０．０５ｍｏｌ％添加し、アクリル酸
エステルポリマー、グリセリン、縮合リン酸塩の水溶液
からなる有機バインダーを、１５重量％添加し、更に、
５０重量％の水を加え、これらをボールミルに入れて、
粉砕及び混合して磁器原料のスラリーを調製した。
【００２７】次に、上記セラミックスラリーを真空脱泡
機に入れて脱泡し、このセラミックスラリーをリバース
ロールコータに入れ、ここから得られる薄膜成形物を長
尺なポリエステルフィルム上に連続して受け取らせると
共に、同フィルム上でこれを１００℃に加熱して乾燥さ
せ、厚さ約５μｍで１０ｃｍ角の正方形のセラミックグ
リーンシートを得た。
機に入れて脱泡し、このセラミックスラリーをリバース
ロールコータに入れ、ここから得られる薄膜成形物を長
尺なポリエステルフィルム上に連続して受け取らせると
共に、同フィルム上でこれを１００℃に加熱して乾燥さ
せ、厚さ約５μｍで１０ｃｍ角の正方形のセラミックグ
リーンシートを得た。
【００２８】一方、平均粒径１．５μｍのニッケル粉末
１０ｇと、エチルセルロース０．９ｇをブチルカルビト
ール９．１ｇに溶解させたものとを撹拌機に入れ、１０
時間撹拌することにより内部電極用の導電性ペーストを
得た。そして、この導電性ペーストを用い、長さ１４ｍ
ｍ、幅７ｍｍのパターンを５０個有するスクリーンを介
して上記セラミックグリーンシートの片側に内部電極パ
ターンを印刷し、これを乾燥させた。
１０ｇと、エチルセルロース０．９ｇをブチルカルビト
ール９．１ｇに溶解させたものとを撹拌機に入れ、１０
時間撹拌することにより内部電極用の導電性ペーストを
得た。そして、この導電性ペーストを用い、長さ１４ｍ
ｍ、幅７ｍｍのパターンを５０個有するスクリーンを介
して上記セラミックグリーンシートの片側に内部電極パ
ターンを印刷し、これを乾燥させた。
【００２９】次に、内部電極パターンを印刷したセラミ
ックグリーンシートを内部電極パターンを上にした状態
で１１枚積層した。この際、隣接する上下のセラミック
グリーンシートにおいて、その印刷面が内部電極パター
ンの長手方向に約半分程ずれるように配置した。更に、
この積層物の上下両面に内部電極パターンを印刷してな
い保護層用のセラミックグリーンシートを２００μｍの
厚さで積層した。
ックグリーンシートを内部電極パターンを上にした状態
で１１枚積層した。この際、隣接する上下のセラミック
グリーンシートにおいて、その印刷面が内部電極パター
ンの長手方向に約半分程ずれるように配置した。更に、
この積層物の上下両面に内部電極パターンを印刷してな
い保護層用のセラミックグリーンシートを２００μｍの
厚さで積層した。
【００３０】次に、この積層物を約５０℃の温度で厚さ
方向に約４０トンの荷重を加えて圧着させ、しかる後、
この積層物を内部電極パターン毎に格子状に裁断して、
３．２×１．６ｍｍのチップ状の積層体を５０個得た。
方向に約４０トンの荷重を加えて圧着させ、しかる後、
この積層物を内部電極パターン毎に格子状に裁断して、
３．２×１．６ｍｍのチップ状の積層体を５０個得た。
【００３１】次に、このチップ状の積層体を雰囲気焼成
が可能な炉に入れ、大気雰囲気中において１００℃／ｈ
の速度で６００℃まで昇温させ、有機バインダを燃焼除
去させた。
が可能な炉に入れ、大気雰囲気中において１００℃／ｈ
の速度で６００℃まで昇温させ、有機バインダを燃焼除
去させた。
【００３２】その後、炉の雰囲気を大気雰囲気からＨ２
（２体積％）＋Ｎ２ （９８体積％）の還元性雰囲気に
変えた。そして、炉をこの還元性雰囲気とした状態を保
って、積層体チップの加熱温度を６００℃から焼結温度
の１１３０℃まで、１００℃／ｈの速度で昇温して１１
３０℃（最高温度）を３時間保持した。
（２体積％）＋Ｎ２ （９８体積％）の還元性雰囲気に
変えた。そして、炉をこの還元性雰囲気とした状態を保
って、積層体チップの加熱温度を６００℃から焼結温度
の１１３０℃まで、１００℃／ｈの速度で昇温して１１
３０℃（最高温度）を３時間保持した。
【００３３】そして、１００℃／ｈの速度で６００℃ま
で降温し、雰囲気を大気雰囲気（酸化性雰囲気）におき
かえて、６００℃を３０分間保持して酸化処理を行い、
その後、室温まで冷却して積層セラミックコンデンサの
素体を得た。
で降温し、雰囲気を大気雰囲気（酸化性雰囲気）におき
かえて、６００℃を３０分間保持して酸化処理を行い、
その後、室温まで冷却して積層セラミックコンデンサの
素体を得た。
【００３４】次に、内部電極の端部が露出する素体の側
面に亜鉛とガラスフリット（glassfrit）とビヒクル（v
ehicle）とからなる導電性ペーストを塗布して乾燥し、
これを大気中で５５０℃の温度で１５分間焼付け、亜鉛
電極層を形成し、更にこの上に無電解メッキ法で銅層を
形成し、更にこの上に電気メッキ法でＰｂ−Ｓｎ半田層
を設けて、一対の外部電極を形成した。
面に亜鉛とガラスフリット（glassfrit）とビヒクル（v
ehicle）とからなる導電性ペーストを塗布して乾燥し、
これを大気中で５５０℃の温度で１５分間焼付け、亜鉛
電極層を形成し、更にこの上に無電解メッキ法で銅層を
形成し、更にこの上に電気メッキ法でＰｂ−Ｓｎ半田層
を設けて、一対の外部電極を形成した。
【００３５】そして、このようにして作成した積層セラ
ミックコンデンサの寿命(Life)と、誘電体層の誘電率
(ε)を調べたところ、表１に示す通りであった。
ミックコンデンサの寿命(Life)と、誘電体層の誘電率
(ε)を調べたところ、表１に示す通りであった。
【００３６】ここで、寿命は、１７０℃の恒温槽内で、
積層セラミックコンデンサに７０Ｖの電圧を負荷し、ブ
レークダウンした時間を測定して求めた。なお、表１中
の寿命の数値は試料Ｎｏ．１の値を１とした場合の倍率
で表わしている。
積層セラミックコンデンサに７０Ｖの電圧を負荷し、ブ
レークダウンした時間を測定して求めた。なお、表１中
の寿命の数値は試料Ｎｏ．１の値を１とした場合の倍率
で表わしている。
【００３７】また、誘電率（ε）は、温度２０℃、周波
数１ｋＨｚ、電圧１．０Ｖの条件で積層セラミックコン
デンサの静電容量を測定し、この測定値と、一対の内部
電極の対向面積と誘電体層の厚みから計算で求めた。
数１ｋＨｚ、電圧１．０Ｖの条件で積層セラミックコン
デンサの静電容量を測定し、この測定値と、一対の内部
電極の対向面積と誘電体層の厚みから計算で求めた。
【００３８】
【表１】
【００３９】以上の結果から、最低でも２０％の寿命(L
ife)のアップが認められた。但し、Ｎｏ．６の試料のよ
うに希土類元素の添加量が２０ａｔｍ％を越えると誘電
率（ε）が大幅に低下してしまうこともわかった。
ife)のアップが認められた。但し、Ｎｏ．６の試料のよ
うに希土類元素の添加量が２０ａｔｍ％を越えると誘電
率（ε）が大幅に低下してしまうこともわかった。
【００４０】また、この積層セラミックコンデンサの誘
電体層の断面を顕微鏡で観察したところ、図１に示すよ
うに、セラミック粒子１０の粒界に二次相１６が形成さ
れていることがわかった。そして、二次相１６の成分を
分析したところ、セラミック粒子１０中に固溶している
添加成分と略同一のものであることがわかった。
電体層の断面を顕微鏡で観察したところ、図１に示すよ
うに、セラミック粒子１０の粒界に二次相１６が形成さ
れていることがわかった。そして、二次相１６の成分を
分析したところ、セラミック粒子１０中に固溶している
添加成分と略同一のものであることがわかった。
【００４１】
【発明の効果】この発明は、誘電体層を形成している誘
電体磁器組成物中に高絶縁性を有する二次相を分散状態
で存在させたので、誘電体層に印加される電圧の一部が
二次相によって分担され、セラミック粒子の電気的な負
荷が少なくなり、積層セラミックコンデンサの寿命特
性、特に誘電体層を薄層化させた時の寿命特性が向上
し、薄層化・多層化が可能になり、積層セラミックコン
デンサの小型大容量化が可能になるという効果がある。
電体磁器組成物中に高絶縁性を有する二次相を分散状態
で存在させたので、誘電体層に印加される電圧の一部が
二次相によって分担され、セラミック粒子の電気的な負
荷が少なくなり、積層セラミックコンデンサの寿命特
性、特に誘電体層を薄層化させた時の寿命特性が向上
し、薄層化・多層化が可能になり、積層セラミックコン
デンサの小型大容量化が可能になるという効果がある。
【００４２】また、この発明は、二次相が結晶体からな
る場合、誘電体層の誘電率の低下を抑えることができ、
積層セラミックコンデンサの小型大容量化に寄与すると
いう効果がある。
る場合、誘電体層の誘電率の低下を抑えることができ、
積層セラミックコンデンサの小型大容量化に寄与すると
いう効果がある。
【図１】この発明に係る積層セラミックコンデンサの誘
電体層を形成している磁器組成物の微細構造の説明図で
ある。
電体層を形成している磁器組成物の微細構造の説明図で
ある。
【図２】積層セラミックコンデンサの説明図である。
【図３】従来の積層セラミックコンデンサの誘電体層を
形成している磁器組成物の微細構造の説明図である。
形成している磁器組成物の微細構造の説明図である。
１０ セラミック粒子 １２ コア部 １４ シェル部 １６ 二次相 １８ 素体 ２０ 外部電極 ２２ 誘電体層 ２４ 内部電極 ２６ 焼結助剤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岸 弘志 東京都台東区上野６丁目16番20号 太陽誘 電株式会社内 Ｆターム(参考） 5E001 AB03 AD00 AE00 AE01 AE02 AE03 AE04 AF06 AH01 AH06 AH08 AH09 AJ01 AJ02 5E082 AA01 AB03 BC39 EE04 EE35 FG06 FG26 FG54 LL01 LL02 LL03 MM24 PP03
Claims (18)
- 【請求項１】 複数の誘電体層と複数の内部電極とを一
体的に積層してなり、該誘電体層は誘電体磁器組成物か
らなり、該誘電体磁器組成物は主成分粒子と、該主成分
粒子の粒界に形成された二次相とを含む焼結体からな
り、該二次相は該主成分粒子より絶縁抵抗が高いことを
特徴とする積層セラミックコンデンサ。 - 【請求項２】 前記主成分粒子中に固溶している成分が
前記二次相の主成分となっ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】 前記主成分粒子が、中心部を形成してい
るコア部と、該コア部を囲繞しているシェル部とからな
り、該コア部が結晶体からなり、該シェル部が固溶体か
らなり、前記二次相の絶縁抵抗が該シェル部の絶縁抵抗
より高いことを特徴とする請求項１又は２に記載の積層
セラミックコンデンサ。 - 【請求項４】 前記二次相が結晶体からなることを特徴
とする請求項１〜３のいずれかに記載の積層セラミック
コンデンサ。 - 【請求項５】 前記誘電体磁器組成物がチタン酸バリウ
ム系の誘電体磁器組成物、チタン酸ストロンチウム系の
誘電体磁器組成物又は鉛系の誘電体磁器組成物からなる
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の積層
セラミックコンデンサ。 - 【請求項６】 前記二次相中にＳｃ，Ｙ，Ｇｄ，Ｄｙ，
Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂ，Ｔｍ，Ｌｕから選択された１種又は
２種以上の希土類元素が含まれていることを特徴とする
請求項１〜５のいずれかに記載の積層セラミックコンデ
ンサ。 - 【請求項７】 前記誘電体磁器組成物１００モル％に対
し、前記希土類元素が２〜１８ａｔｍ％含まれているこ
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。 - 【請求項８】 前記二次相中にＭｇが含まれていること
を特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の積層セラ
ミックコンデンサ。 - 【請求項９】 前記誘電体磁器組成物１００モル％に対
し、Ｍｇが０．８〜５．０ａｔｍ％含まれていることを
特徴とする請求項８に記載の積層セラミックコンデン
サ。 - 【請求項１０】 前記二次相中にＭｎ，Ｖ，Ｃｒ，Ｃ
ｏ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｐ，Ｎｂ及びＴａから選
択された１種又は２種以上の元素が含まれていることを
特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の積層セラミ
ックコンデンサ。 - 【請求項１１】 主成分化合物を形成する主成分原料と
該主成分化合物に固溶させる副成分原料とを含むセラミ
ック原料を準備する原料工程と、該セラミック原料を用
いてセラミックグリーンシートを形成するシート形成工
程と、該セラミックグリーンシートに内部電極パターン
を印刷する印刷工程と、該印刷工程を経たセラミックグ
リーンシートを積層して積層体を形成する積層工程と、
該積層体を内部電極パターン毎に裁断してチップ状の積
層体を得る裁断工程と、該裁断工程で得られたチップ状
の積層体を焼成する焼成工程とを備え、前記副成分原料
の量を前記主成分化合物に固溶する限度以上としたこと
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１２】 前記セラミック原料がチタン酸バリウ
ム系のセラミック原料、チタン酸ストロンチウム系のセ
ラミック原料又は鉛系のセラミック原料からなることを
特徴とする請求項１１に記載の積層セラミックコンデン
サの製造方法。 - 【請求項１３】 前記セラミック原料中にＳｃ，Ｙ，Ｇ
ｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂ，Ｔｍ，Ｌｕから選択され
た１種又は２種以上の希土類元素の化合物が含まれてい
ることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の積層セ
ラミックコンデンサの製造方法。 - 【請求項１４】 前記セラミック原料１００モル％に対
し、前記希土類元素が２〜１８ａｔｍ％含まれているこ
とを特徴とする請求項１３に記載の積層セラミックコン
デンサの製造方法。 - 【請求項１５】 前記副成分中にＭｇが含まれているこ
とを特徴とする請求項１１〜１４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１６】 前記セラミック原料１００モル％に対
し、Ｍｇが０．８〜５．０ａｔｍ％含まれていることを
特徴とする請求項１５に記載の積層セラミックコンデン
サの製造方法。 - 【請求項１７】 前記二次相中にＭｎ，Ｖ，Ｃｒ，Ｃ
ｏ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｐ，Ｎｂ及びＴａから選
択された１種又は２種以上の元素が含まれていることを
特徴とする請求項１１〜１６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１８】 前記焼成工程が、前記チップ状の積層
体を非酸化性雰囲気中で焼成した後、酸化性雰囲気中で
焼成する再酸化工程を有していることを特徴とする請求
項１１〜１７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 |
|---|---|---|---|
| JP2000125294A JP2001307940A (ja) | 2000-04-26 | 2000-04-26 | 積層セラミックコンデンサとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000125294A JP2001307940A (ja) | 2000-04-26 | 2000-04-26 | 積層セラミックコンデンサとその製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006330404A Division JP4185544B2 (ja) | 2006-12-07 | 2006-12-07 | 積層セラミックコンデンサの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001307940A true JP2001307940A (ja) | 2001-11-02 |
Family
ID=18635274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000125294A Withdrawn JP2001307940A (ja) | 2000-04-26 | 2000-04-26 | 積層セラミックコンデンサとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030062931A (ko) * | 2002-01-21 | 2003-07-28 | 주식회사 바티오테크 | 유전율의 고온 안정성이 우수한 내환원성 적층세라믹커페시터용 조성물 |
| JP2006199563A (ja) * | 2005-01-24 | 2006-08-03 | Murata Mfg Co Ltd | 誘電体セラミックおよびその製造方法、ならびに積層セラミックコンデンサ |
| JP2008179493A (ja) * | 2007-01-23 | 2008-08-07 | Tdk Corp | 誘電体磁器組成物および電子部品 |
| JP2009208997A (ja) * | 2008-03-04 | 2009-09-17 | Tdk Corp | 誘電体磁器組成物 |
| JP2011046560A (ja) * | 2009-08-27 | 2011-03-10 | Kyocera Corp | 誘電体磁器およびコンデンサ |
| JP5070841B2 (ja) * | 2004-09-02 | 2012-11-14 | 株式会社村田製作所 | 誘電体セラミック組成物、その製造方法及び積層セラミックコンデンサ |
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| JP2021070596A (ja) * | 2019-10-29 | 2021-05-06 | Tdk株式会社 | 誘電体組成物および電子部品 |
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| CN112979308A (zh) * | 2019-12-12 | 2021-06-18 | Tdk株式会社 | 电介质组合物及电子部件 |
| CN115403368A (zh) * | 2021-05-26 | 2022-11-29 | Tdk株式会社 | 电介质组合物及层叠陶瓷电子部件 |
| CN115403369A (zh) * | 2021-05-26 | 2022-11-29 | Tdk株式会社 | 电介质组合物及层叠陶瓷电子部件 |
-
2000
- 2000-04-26 JP JP2000125294A patent/JP2001307940A/ja not_active Withdrawn
Cited By (16)
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| US11472742B2 (en) | 2019-12-12 | 2022-10-18 | Tdk Corporation | Dielectric composition and electronic component |
| CN115403368A (zh) * | 2021-05-26 | 2022-11-29 | Tdk株式会社 | 电介质组合物及层叠陶瓷电子部件 |
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