JP2008201616A - 誘電体セラミックス及び積層セラミックコンデンサ - Google Patents
誘電体セラミックス及び積層セラミックコンデンサ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008201616A JP2008201616A JP2007038557A JP2007038557A JP2008201616A JP 2008201616 A JP2008201616 A JP 2008201616A JP 2007038557 A JP2007038557 A JP 2007038557A JP 2007038557 A JP2007038557 A JP 2007038557A JP 2008201616 A JP2008201616 A JP 2008201616A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxide
- sio
- dielectric
- ceramic
- abo
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 62
- 239000003985 ceramic capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 claims abstract description 18
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 13
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052789 astatine Inorganic materials 0.000 claims description 3
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 17
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 11
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 4
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 4
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 4
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 239000002003 electrode paste Substances 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 2
- ZTQSAGDEMFDKMZ-UHFFFAOYSA-N Butyraldehyde Chemical compound CCCC=O ZTQSAGDEMFDKMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 101100513612 Microdochium nivale MnCO gene Proteins 0.000 description 1
- 101100170542 Mus musculus Disp1 gene Proteins 0.000 description 1
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/018—Dielectrics
- H01G4/06—Solid dielectrics
- H01G4/08—Inorganic dielectrics
- H01G4/12—Ceramic dielectrics
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B18/00—Layered products essentially comprising ceramics, e.g. refractory products
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/30—Stacked capacitors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
- C04B2237/32—Ceramic
- C04B2237/34—Oxidic
- C04B2237/345—Refractory metal oxides
- C04B2237/346—Titania or titanates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/68—Forming laminates or joining articles wherein at least one substrate contains at least two different parts of macro-size, e.g. one ceramic substrate layer containing an embedded conductor or electrode
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/70—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness
- C04B2237/704—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness of one or more of the ceramic layers or articles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Abstract
【課題】 従来よりも高温負荷寿命等の信頼性を示す特性が良好であり、誘電率の温度特性がＸ６Ｓ特性を満足し、誘電率が８００〜１８００である誘電体セラミックス及びＮｉ内部電極積層セラミックコンデンサを提供する。
【解決手段】 ＡＢＯ３＋ａＲｅ＋ｂＭ＋Ｚｒ酸化物（ただし、ＡＢＯ３はチタン酸バリウム系固溶体をペロブスカイト構造を示す一般式で表したもの、ＲｅはＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ及びＹから選ばれる少なくとも１種類の金属酸化物、ＭはＭｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ及びＺｎから選ばれる金属元素の酸化物を示す）で表記したとき、１．１００≦Ｂａ／Ｔｉ≦１．７００、０．０２≦ａ≦０．１０、０．０１≦ｂ≦０．０５の範囲であり、Ｚｒ酸化物は、Ｔｉに対するＺｒの比率で表記したとき、Ｔｉ：Ｚｒ＝９５：５〜６０：４０の範囲であることを特徴とする。
【選択図】 図１
【解決手段】 ＡＢＯ３＋ａＲｅ＋ｂＭ＋Ｚｒ酸化物（ただし、ＡＢＯ３はチタン酸バリウム系固溶体をペロブスカイト構造を示す一般式で表したもの、ＲｅはＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ及びＹから選ばれる少なくとも１種類の金属酸化物、ＭはＭｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ及びＺｎから選ばれる金属元素の酸化物を示す）で表記したとき、１．１００≦Ｂａ／Ｔｉ≦１．７００、０．０２≦ａ≦０．１０、０．０１≦ｂ≦０．０５の範囲であり、Ｚｒ酸化物は、Ｔｉに対するＺｒの比率で表記したとき、Ｔｉ：Ｚｒ＝９５：５〜６０：４０の範囲であることを特徴とする。
【選択図】 図１
Description
本発明は、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）を主体とする誘電体セラミックスとそれを用いた積層セラミックコンデンサに関するもので、ＮｉまたはＮｉ合金で構成された内部電極を有する積層セラミックコンデンサを得ることができるものである。
携帯機器、通信機器等の電子機器に用いられる積層セラミックコンデンサは、小型化及び大容量化の要求が高まっている。このような小型大容量の積層セラミックコンデンサを製造するために、例えば特許第３５６７７５９号公報に記載されているようなチタン酸バリウム系固溶体と添加成分からなり、高周波・高電圧下での損失及び発熱の小さい誘電体セラミック組成物が提案されている。
また、特許第３３６１５３１号公報では、チタン酸バリウムを主体として、還元雰囲気下でＮｉと同時に焼成でき、誘電率が高い誘電体セラミック組成物が提案されている。
近年、積層セラミックコンデンサにはさらなる小型化及び大容量化が要求され、焼成後のセラミック層の一層厚みは１０μｍ以下、さらには５μｍ以下のレベルに達してきている。特許第３５６７７５９号公報に示される誘電体セラミック組成物では、前記公報の実施例記載のグリーンシート厚み２０μｍのレベルでは高温負荷寿命が高く、充分な信頼性を有しているが、焼成後のセラミック層の一層厚み１０μｍ以下のレベルでは高温負荷寿命等の信頼性を示す特性が低下するという問題があった。
また、近年歪の小さい低歪コンデンサが要求されるようになってきているが、特許第３３６１５３１号公報に示される誘電体セラミック組成物では、誘電率は７０００以上と高く、大容量化に適しているものの、低歪コンデンサの用途には不適であった。
本発明の目的は、従来よりも高温負荷寿命等の信頼性を示す特性が良好であり、誘電率の温度特性がＸ６Ｓ特性を満足し、誘電率が８００〜１８００である誘電体セラミックス及びＮｉ内部電極積層セラミックコンデンサを提供することにある。
本発明では、ＡＢＯ３＋ａＲｅ＋ｂＭ＋Ｚｒ酸化物（ただし、ＡＢＯ３はチタン酸バリウム系固溶体をペロブスカイト構造を示す一般式で表したもの、ＲｅはＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ及びＹから選ばれる少なくとも１種類の金属酸化物、ＭはＭｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ及びＺｎから選ばれる金属元素の酸化物であり、ａ、ｂはそれぞれの酸化物を金属元素が１元素含まれる化学式に換算したときの、ＡＢＯ３１ｍｏｌに対するｍｏｌ数を示す）で表記したとき、１．１００≦Ｂａ／Ｔｉ≦１．７００、０．０２≦ａ≦０．１０、０．０１≦ｂ≦０．０５の範囲であり、Ｚｒ酸化物は、Ｔｉに対するＺｒの比率で表記したとき、Ｔｉ：Ｚｒ＝９５：５〜６０：４０の範囲である主成分と、ＳｉＯ２またはＳｉＯ２を主体とするガラス成分とで構成された焼結体であり、前記ＳｉＯ２またはＳｉＯ２を主体とするガラス成分は、前記チタン酸バリウム系固溶体１００重量部に対して０．２〜５．０重量部の範囲である誘電体セラミックスを提案する。さらに前記チタン酸バリウム系固溶体のＢａの一部をＳｒまたはＣａで置換しても良い。
なお、Ｂａ／Ｔｉ比はチタン酸バリウム系固溶体に含まれるＢａとＴｉの比を表しているもので、ペロブスカイト構造におけるＡ／Ｂ比とは必ずしも一致しない。例えばＢａＴｉＯ３と（Ｂａ１−ｘ−ｙＣａｘＳｒｙ）ＴｉＯ３でみた場合、Ａ／Ｂ比についてはどちらも１であるが、Ｂａ／Ｔｉ比についてはＢａＴｉＯ３では１になるが（Ｂａ１−ｘ−ｙＣａｘＳｒｙ）ＴｉＯ３では１−ｘ−ｙになる。
また、本発明では、複数の誘電体セラミック層と、該誘電体セラミック層間に形成された内部電極と、該内部電極に電気的に接続された外部電極とを有する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上記に示された誘電体セラミックスで構成されており、前記内部電極がＮｉまたはＮｉ合金で形成されている積層セラミックコンデンサを提案する。
本発明によれば、１２８０℃以下で焼結が可能であり、誘電率が８００〜１８００であり、温度特性がＸ６Ｓを満足するＮｉ内部電極積層セラミックコンデンサを構成する誘電体セラミックスを得ることができる。
また、本発明はＢａ／Ｔｉを特定したことにより、従来の誘電体セラミックスよりも高温負荷寿命等の信頼性を示す特性を向上させることができる。
また、本発明は、誘電率が８００〜１８００程度であり、低歪タイプの積層セラミックコンデンサに適用が可能になる。
本発明の誘電体セラミックスに係る実施形態について説明する。本発明の誘電体セラミックスは、チタン酸バリウム系固溶体、Ｒｅ（ＲｅはＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ及びＹから選ばれる少なくとも１種類の金属酸化物）、Ｍ（ＭはＭｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ及びＺｎから選ばれる金属元素の酸化物）及びＺｒ酸化物を、上記の組成比で含有し、ＳｉＯ２またはＳｉＯ２を主体とするガラス成分を焼結助剤として添加した焼結体である。ガラス成分としては、Ｌｉ２Ｏ−ＳｉＯ２系ガラスやＢ２Ｏ３−ＳｉＯ２系ガラス等が挙げられる。
このような誘電体セラミックスは、次ようにして得られる。まず、出発原料として、ＢａＣＯ３、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２を本発明の範囲の組成比になるように秤量して準備する。このとき、適宜ＣａＣＯ３、ＳｒＣＯ３を用意しても良い。また、ＺｒＯ２の代わりにＢａＺｒＯ３、ＣａＺｒＯ３、ＳｒＺｒＯ３を用いても良い。これらの原料に水を加えてボールミル、ビーズミル、ディスパミル等を用いて湿式混合する。混合したものを乾燥し、これを１１００〜１２５０℃で仮焼を行い、チタン酸バリウム系固溶体を得る。
得られたチタン酸バリウム系固溶体に、Ｒｅ成分（例えばＨｏ２Ｏ３）、Ｍ成分（例えばＭｇＯ及びＭｎＯ。ＭｎＣＯ３、Ｍｎ３Ｏ４でも可）及び焼結助剤（例えばＳｉＯ２）を本発明の範囲の組成比になるように秤量したものを加えて、ボールミル等で湿式混合し、乾燥後７００〜９００℃で仮焼し、誘電体セラミック粉末を得る。得られた誘電体セラミック粉末は、積層セラミックコンデンサの誘電体セラミック層を形成するために用いられる。
次に本発明の実施形態に係る積層セラミックコンデンサについて説明する。本実施形態による積層セラミックコンデンサ１は、図１に示すように、複数の誘電体セラミック層３と、該誘電体セラミック層間に形成された内部電極４で構成されるセラミック積層体２を備える。セラミック積層体２の両端面上には、内部電極と電気的に接続するように外部電極５が形成され、その上には必要に応じて第一のメッキ層６、第二のメッキ層７が形成される。
次に、この積層セラミックコンデンサ１の製造方法について説明する。まず、本発明の誘電体セラミックスを形成する原料粉末を用意する。これをブチラール系またはアクリル系の有機バインダー、溶剤及びその他添加剤と混合してセラミックスラリーを形成する。このセラミックスラリーをロールコータ等の塗布装置を用いてシート化し、誘電体セラミック層３となる所定の厚みのセラミックグリーンシートを形成する。このセラミックグリーンシート上に、スクリーン印刷によって所定のパターン形状にＮｉまたはＮｉ合金の導電ペーストを塗布して内部電極４となる導電体層を形成する。
導電体層を形成したセラミックグリーンシートを必要枚数積層した後、圧着し、生の積層体を形成する。これを個別チップに切断分割した後、大気中または窒素等の非酸化性ガス中で脱バインダーする。脱バインダー後、個別チップの内部電極露出面に導電ペーストを塗布して外部電極５となる導電体膜を形成する。この導電体膜を形成した個別チップを所定の温度の窒素―水素雰囲気中（酸素分圧１０−１０ａｔｍ程度）で焼成する。なお、外部電極５は、個別チップを焼成してセラミック積層体２を形成した後、内部電極露出面にガラスフリットを含有する導電ペーストを塗布して焼付けても良い。外部電極５は、内部電極と同じ金属を使用できる他、Ａｇ、Ｐｄ、ＡｇＰｄ、Ｃｕ、Ｃｕ合金などが使用できる。さらに外部電極５上にＮｉ、Ｃｕ等で第一のメッキ層６、その上にＳｎまたはＳｎ合金等で第二のメッキ層７を形成し、積層セラミックコンデンサ１が得られる。
（実施例１）
出発原料として、表１の組成の焼結体が得られるように、ＢａＣＯ３、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｇｄ２Ｏ３、ＭｇＯを準備した。なお、表１においてＢａ、Ｔｉ、ＺｒはＴｉ＋Ｚｒを１００としたときの比で表している。
出発原料として、表１の組成の焼結体が得られるように、ＢａＣＯ３、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｇｄ２Ｏ３、ＭｇＯを準備した。なお、表１においてＢａ、Ｔｉ、ＺｒはＴｉ＋Ｚｒを１００としたときの比で表している。
準備したＢａＣＯ３、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２をボールミルにて湿式混合し、乾燥後１１００℃にて仮焼してチタン酸バリウム系固溶体を得た。次にこのチタン酸バリウム系固溶体に表１の組成になるようにＧｄ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＭｎＯ及びＳｉＯ２を加え、ボールミルで湿式混合し、乾燥後９００℃にて仮焼して誘電体セラミック粉末を得た。なお、表１において、焼結助剤はチタン酸バリウム系固溶体１００重量部に対する重量部で表記している。
上記の粉末に、ポリビニルブチラール、有機溶剤、可塑剤を加えて混合し、セラミックスラリーを形成した。このセラミックスラリーをロールコータにてシート化し、厚みが５μｍのセラミックグリーンシートを得た。このセラミックグリーンシート上にスクリーン印刷でＮｉ内部電極ペーストを塗布して、内部電極パターンを形成した。内部電極パターンを形成したセラミックグリーンシートを、２１枚積み重ね、圧着し、４．０×２．０ｍｍの大きさに切断分割して生チップを形成した。この生チップを窒素雰囲気中で脱バインダーし、Ｎｉ外部電極ペーストを塗布して、還元雰囲気中（窒素−水素雰囲気、酸素分圧１０−１０ａｔｍ）で表２に示す焼成温度で焼成した。こうして得られた３．２×１．６ｍｍサイズで誘電体セラミック層の厚み３μｍの積層セラミックコンデンサについて、εｒ（誘電率）、ｔａｎδ、温度特性、信頼性の評価として平均寿命（高温負荷寿命）を測定し、表２にまとめた。なお、平均寿命は１５０℃、２５Ｖ／μｍの負荷で試料１５個ずつ行い、絶縁抵抗値が１ＭΩ以下になった時間が、１５個の試料全部が４８時間以上の場合を○とした。ただし測定ができなかったデータについては−とした。また、Ｘ６Ｓ特性とは、−５５℃〜＋１０５℃の温度範囲で２５℃における誘電率（εｒ）を基準としたときの誘電率の変化率が±２２％となる温度特性である。また、Ｘ６Ｒ特性とは−５５℃〜＋１０５℃の温度範囲で２５℃における誘電率（εｒ）を基準としたときの誘電率の変化率が±１５％となる温度特性であるので、Ｘ６Ｒ特性のものはＸ６Ｓ特性を満足するものである。
上記の結果から、Ｂａ／Ｔｉが１．１００〜１．７００、Ｔｉ：Ｚｒが９５：５〜６０：４０の範囲にあれば、平均寿命が良好で、誘電率の温度特性がＸ６Ｓ特性を満足し、誘電率が８００〜１８００の範囲にある誘電体セラミックス及びＮｉ内部電極積層セラミックコンデンサを得ることができる。なお、試料１０４、１０５は焼結ＮＧであった。
（実施例２）
表３の組成の焼結体が得られるように、実施例１と同様にして誘電体セラミック粉末を形成した。ここではＲｅの添加量を増減させてその効果を検証した。
表３の組成の焼結体が得られるように、実施例１と同様にして誘電体セラミック粉末を形成した。ここではＲｅの添加量を増減させてその効果を検証した。
上記の誘電体セラミック粉末を、実施例１と同様にして積層セラミックコンデンサを形成し、εｒ、ｔａｎδ、温度特性、平均寿命を測定し、表４にまとめた。
上記の結果から、Ｒｅの組成比、すなわちａが、０．０２≦ａ≦０．１０の範囲にあれば、平均寿命が良好で、誘電率の温度特性がＸ６Ｓ特性を満足し、誘電率が８００〜１８００の範囲にある誘電体セラミックス及びＮｉ内部電極積層セラミックコンデンサを得ることができる。
（実施例３）
表５の組成の焼結体が得られるように、実施例１と同様にして誘電体セラミック粉末を形成した。ここではＭの添加量を増減させてその効果を検証した。
表５の組成の焼結体が得られるように、実施例１と同様にして誘電体セラミック粉末を形成した。ここではＭの添加量を増減させてその効果を検証した。
上記の誘電体セラミック粉末を、実施例１と同様にして積層セラミックコンデンサを形成し、εｒ、ｔａｎδ、温度特性、平均寿命を測定し、表６にまとめた。
上記の結果から、Ｍの組成比、すなわちｂが、０．０１≦ｂ≦０．０５の範囲にあれば、平均寿命が良好で、誘電率の温度特性がＸ６Ｓ特性を満足し、誘電率が８００〜１８００の範囲にある誘電体セラミックス及びＮｉ内部電極積層セラミックコンデンサを得ることができる。
（実施例４）
表７の組成の焼結体が得られるように、実施例１と同様にして誘電体セラミック粉末を形成した。ここで、試料４０８は特許文献１の実施例、４０９は公知の組成である。なお、焼結助剤として用いるガラス成分として、ここではＢ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＢａＯガラスを用いた。
表７の組成の焼結体が得られるように、実施例１と同様にして誘電体セラミック粉末を形成した。ここで、試料４０８は特許文献１の実施例、４０９は公知の組成である。なお、焼結助剤として用いるガラス成分として、ここではＢ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＢａＯガラスを用いた。
上記の誘電体セラミック粉末を、実施例１と同様にして積層セラミックコンデンサを形成し、εｒ、ｔａｎδ、温度特性、平均寿命を測定し、表８にまとめた。
上記の結果から、焼結助剤の組成が、チタン酸バリウム系固溶体１００重量部に対して０．２〜５．０重量部の範囲であれば、平均寿命が良好で、誘電率の温度特性がＸ６Ｓ特性を満足し、誘電率が８００〜１８００の範囲にある誘電体セラミックス及びＮｉ内部電極積層セラミックコンデンサを得ることができる。また、Ｂａの一部をＣａやＳｒで置き換えてもＢａ／Ｔｉが１．１００〜１．７００の範囲にあれば本発明の効果を有することがわかる。また、本発明の誘電体セラミックス及び積層セラミックコンデンサは、従来のものよりも優れた特性を有していることがわかる。
以上の結果から、本発明によれば、従来よりも高温負荷寿命等の信頼性を示す特性が良好であり、誘電率の温度特性がＸ６Ｓ特性を満足し、誘電率が８００〜１８００である誘電体セラミックス及びＮｉ内部電極積層セラミックコンデンサを提供することができる。
１ 積層セラミックコンデンサ
２ セラミック積層体
３ 誘電体セラミック層
４ 内部電極
５ 外部電極
６ 第一のメッキ層
７ 第二のメッキ層
２ セラミック積層体
３ 誘電体セラミック層
４ 内部電極
５ 外部電極
６ 第一のメッキ層
７ 第二のメッキ層
Claims (3)
- ＡＢＯ３＋ａＲｅ＋ｂＭ＋Ｚｒ酸化物
（ただし、ＡＢＯ３はチタン酸バリウム系固溶体をペロブスカイト構造を示す一般式で表したもの、ＲｅはＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ及びＹから選ばれる少なくとも１種類の金属酸化物、ＭはＭｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ及びＺｎから選ばれる金属元素の酸化物であり、ａ、ｂはそれぞれの酸化物を金属元素が１元素含まれる化学式に換算したときの、ＡＢＯ３１ｍｏｌに対するｍｏｌ数を示す）で表記したとき、
１．１００≦Ｂａ／Ｔｉ≦１．７００
０．０２≦ａ≦０．１０
０．０１≦ｂ≦０．０５
の範囲であり、Ｚｒ酸化物は、Ｔｉに対するＺｒの比率で表記したとき、
Ｔｉ：Ｚｒ＝９５：５〜６０：４０
の範囲である主成分と、ＳｉＯ２またはＳｉＯ２を主体とするガラス成分とで構成された焼結体であり、前記ＳｉＯ２またはＳｉＯ２を主体とするガラス成分は、前記チタン酸バリウム系固溶体１００重量部に対して０．２〜５．０重量部の範囲である
ことを特徴とする誘電体セラミックス。 - 前記チタン酸バリウム系固溶体の、Ｂａの一部をＳｒまたはＣａで置換したことを特徴とする請求項１に記載の誘電体セラミックス。
- 複数の誘電体セラミック層と、該誘電体セラミック層間に形成された内部電極と、該内部電極に電気的に接続された外部電極とを有する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
ＡＢＯ３＋ａＲｅ＋ｂＭ＋Ｚｒ酸化物
（ただし、ＡＢＯ３はチタン酸バリウム系固溶体をペロブスカイト構造を示す一般式で表したもの、ＲｅはＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ及びＹから選ばれる少なくとも１種類の金属酸化物、ＭはＭｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ及びＺｎから選ばれる金属元素の酸化物であり、ａ、ｂはそれぞれの酸化物を金属元素が１元素含まれる化学式に換算したときの、ＡＢＯ３１ｍｏｌに対するｍｏｌ数を示す）で表記したとき、
１．１００≦Ｂａ／Ｔｉ≦１．７００
０．０２≦ａ≦０．１０
０．０１≦ｂ≦０．０５
の範囲であり、Ｚｒ酸化物は、Ｔｉに対するＺｒの比率で表記したとき、
Ｔｉ：Ｚｒ＝９５：５〜６０：４０
の範囲である主成分と、ＳｉＯ２またはＳｉＯ２を主体とするガラス成分とで構成された焼結体であり、前記ＳｉＯ２またはＳｉＯ２を主体とするガラス成分が、前記チタン酸バリウム系固溶体１００重量部に対して０．２〜５．０重量部の範囲であり、前記内部電極がＮｉまたはＮｉ合金で形成されている
ことを特徴とする積層セラミックコンデンサ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007038557A JP2008201616A (ja) | 2007-02-19 | 2007-02-19 | 誘電体セラミックス及び積層セラミックコンデンサ |
| KR1020080010359A KR20080077321A (ko) | 2007-02-19 | 2008-01-31 | 유전체 세라믹스 및 적층 세라믹 콘덴서 |
| US12/033,806 US20080226927A1 (en) | 2007-02-19 | 2008-02-19 | Dielectric ceramics and multilayer ceramic capacitor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007038557A JP2008201616A (ja) | 2007-02-19 | 2007-02-19 | 誘電体セラミックス及び積層セラミックコンデンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008201616A true JP2008201616A (ja) | 2008-09-04 |
Family
ID=39763003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007038557A Withdrawn JP2008201616A (ja) | 2007-02-19 | 2007-02-19 | 誘電体セラミックス及び積層セラミックコンデンサ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20080226927A1 (ja) |
| JP (1) | JP2008201616A (ja) |
| KR (1) | KR20080077321A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009084110A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Tdk Corp | 誘電体磁器組成物および電子部品 |
| US8385049B2 (en) | 2008-10-21 | 2013-02-26 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Dielectric ceramic and laminated ceramic capacitor |
| US8445396B2 (en) | 2010-09-28 | 2013-05-21 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Dielectric ceramic and laminated ceramic capacitor |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007297258A (ja) * | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Taiyo Yuden Co Ltd | 誘電体セラミックス及び積層セラミックコンデンサ |
| JP5337316B2 (ja) * | 2012-01-30 | 2013-11-06 | モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社 | 高誘電絶縁性樹脂組成物 |
| DE102014110553A1 (de) | 2014-07-25 | 2016-01-28 | Epcos Ag | Sensorelement, Sensoranordnung und Verfahren zur Herstellung eines Sensorelements |
| DE102014110560A1 (de) * | 2014-07-25 | 2016-01-28 | Epcos Ag | Sensorelement, Sensoranordnung und Verfahren zur Herstellung eines Sensorelements und einer Sensoranordnung |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002293627A (ja) * | 2001-04-04 | 2002-10-09 | Taiyo Yuden Co Ltd | 誘電体磁器組成物及び磁器コンデンサ |
| JP4446324B2 (ja) * | 2001-09-27 | 2010-04-07 | 株式会社村田製作所 | 誘電体磁器組成物及びそれを用いたコンデンサ |
| JP2006005222A (ja) * | 2004-06-18 | 2006-01-05 | Tdk Corp | セラミック電子部品およびその製造方法 |
| JP2007297258A (ja) * | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Taiyo Yuden Co Ltd | 誘電体セラミックス及び積層セラミックコンデンサ |
-
2007
- 2007-02-19 JP JP2007038557A patent/JP2008201616A/ja not_active Withdrawn
-
2008
- 2008-01-31 KR KR1020080010359A patent/KR20080077321A/ko not_active Ceased
- 2008-02-19 US US12/033,806 patent/US20080226927A1/en not_active Abandoned
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009084110A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Tdk Corp | 誘電体磁器組成物および電子部品 |
| US8385049B2 (en) | 2008-10-21 | 2013-02-26 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Dielectric ceramic and laminated ceramic capacitor |
| US8445396B2 (en) | 2010-09-28 | 2013-05-21 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Dielectric ceramic and laminated ceramic capacitor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20080226927A1 (en) | 2008-09-18 |
| KR20080077321A (ko) | 2008-08-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100888020B1 (ko) | 유전체 세라믹스 및 적층 세라믹 콘덴서 | |
| KR100858764B1 (ko) | 적층형 전자 부품 및 그 제조 방법 | |
| JP5123542B2 (ja) | 誘電体セラミックス及び積層セラミックコンデンサ | |
| JP4805938B2 (ja) | 誘電体磁器およびその製法、並びに積層セラミックコンデンサ | |
| JP5035016B2 (ja) | 誘電体磁器組成物および電子部品 | |
| JP4786604B2 (ja) | 誘電体磁器及びそれを用いた積層セラミックコンデンサ | |
| JP4967965B2 (ja) | 誘電体磁器組成物および電子部品 | |
| JP5034839B2 (ja) | 誘電体磁器組成物および電子部品 | |
| JP2007331956A (ja) | 電子部品、誘電体磁器組成物およびその製造方法 | |
| JP4936825B2 (ja) | 積層セラミックコンデンサ | |
| JP2009084110A (ja) | 誘電体磁器組成物および電子部品 | |
| JP2008094673A (ja) | 誘電体セラミック組成物、積層セラミックコンデンサ及びその製造方法 | |
| JP4821357B2 (ja) | 電子部品、誘電体磁器組成物およびその製造方法 | |
| US20080297979A1 (en) | Dielectric ceramic composition and electronic device | |
| US7239501B2 (en) | Dielectric ceramic composition and laminated ceramic capacitor | |
| JP5133080B2 (ja) | 誘電体セラミックス及び積層セラミックコンデンサ | |
| KR100859058B1 (ko) | 적층형 전자 부품 및 그 제조 방법 | |
| US20080226927A1 (en) | Dielectric ceramics and multilayer ceramic capacitor | |
| JP2009096671A (ja) | 誘電体セラミックス及び積層セラミックコンデンサ | |
| JP2008227093A (ja) | 積層型電子部品の製造方法 | |
| JP2007246347A (ja) | 電子部品、誘電体磁器組成物およびその製造方法 | |
| JP2008174434A (ja) | 誘電体磁器組成物および電子部品 | |
| JP2008285373A (ja) | 誘電体磁器組成物および電子部品 | |
| JP2007258476A (ja) | 積層型電子部品およびその製造方法 | |
| JP2004292186A (ja) | 誘電体セラミックおよび積層セラミックコンデンサ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20100208 |