JPH07326540A

JPH07326540A - 積層コンデンサおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH07326540A
Application number: JP13942494A
Authority: JP
Inventors: Fumio Uchikoba; 文男内木場; Shigeyuki Nakajima; 重行中島; Taku Ito; 卓伊藤
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1994-05-30
Filing date: 1994-05-30
Publication date: 1995-12-12

Abstract

(57)【要約】【目的】１００MHz 以上、特に１００MHz 〜２GHz 程
度の高周波領域において使用する場合に高いＱ値を示す
積層コンデンサを提供する。このような積層コンデンサ
を高温・高電界下に長時間さらした場合の絶縁不良発生
を抑える。このような積層コンデンサを安価に提供す
る。【構成】誘電体層が酸化物骨材とガラスとからなるガ
ラス複合材を含有し、内部電極層がＡｇを主体とする導
体とガラスとを含有し、内部電極層中において、導体と
ガラスとの合計に対するガラスの比率が５〜２０重量％
である。６０〜２００℃において４ V／μm 以上の電界
下で使用される。焼成する際に、８５０℃以上となる時
間を３〜３０分間とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は積層コンデンサ、特に、
１００MHz 以上においてＱが高く、信頼性に優れる積層
コンデンサと、その製造方法とに関する。

【０００２】

【従来の技術】高周波領域で用いられる積層コンデンサ
には、誘電体材料として一般にＣａＴｉＯ₃ 、ＭｇＴｉ
Ｏ₃ 等のチタン酸塩系材料が使われている。しかし、こ
れらのチタン酸塩系材料は、焼結温度が１２００℃程度
と高い。内部電極層を誘電体層と同時に焼成する必要が
ある積層コンデンサでは、内部電極層に用いる導体の融
点が焼成温度よりも高い必要があるため、チタン酸塩系
材料を用いる場合には、導体として、通常、Ｐｄが用い
られている。

【０００３】一方、近年、素子に対する高周波化の要求
が著しく、積層コンデンサについても１００MHz から２
GHz 程度での使用が進められつつある。

【０００４】導体としてＰｄを用いる従来の積層コンデ
ンサの場合、１００MHz 未満の周波数では実使用に十分
なＱ値が得られるが、１００MHz 以上の周波数領域では
十分なＱ値が確保できなくなるので、使用上問題となっ
たり、あるいはＱ値の低いことを考慮した上で回路設計
をする必要が生じて、設計の自由度が制約されることが
ある。

【０００５】一般にコンデンサのＱ値は、角周波数をω
（Ｒａｄ・Ｈｚ）、容量をＣ（Ｆ）、誘電損失をＤ（無
次元）、素子に寄生しているインダクタンスをＬ
（Ｈ）、等価直列抵抗をＲ（Ω）とすると、式Ｑ＝（１−ω² ＬＣ）／（ωＣＲ＋Ｄ）で表わされる。この式から、容量Ｃおよびインダクタン
スＬが一定であるとすれば、Ｑ値は低周波領域において
誘電損失Ｄに、高周波領域において等価直列抵抗Ｒに支
配されることがわかる。

【０００６】Ｐｄの比抵抗は、ＡｇやＣｕなどに比べて
１桁ほど大きいので、高周波で高Ｑを得るためには、内
部電極にＡｇやＣｕを用いることが好ましい。これまで
に比抵抗の小さい金属を用いて高周波でのＱを改善した
例としては、例えば、以下の文献およびが挙げられ
る。

【０００７】 I.Burn and W.C.Porter,"Processing
Multilayer Ceramics with Internal Copper Conducto
rs",375,Materials and Processes for Microelectroni
c System, Ceramic Transaction, Vol.15, K.M.Nair,
R.Pohanka and R.C.Buchanan,Am. Ceram. Soc.,U.S.A,
(1990).

【０００８】 H.Mandai, Y.Skabe and J.P.Canne
r,"Multilayer Ceramic NPO Capacitors with Copper E
lectrode",313,Materials and Processes for Microele
ctronic System, Ceramic Transaction, Vol.15, K.M.N
air, R.Pohanka and R.C.Buchanan, Am. Ceram. Soc.,
U.S.A, (1990).

【０００９】上記文献およびでは、内部電極層にＣ
ｕを用いて高周波領域での高Ｑを実現しているが、製造
工程における高温の熱処理の際にＣｕが容易に酸化され
ることから、熱処理をすべて還元性雰囲気中で行なう必
要がある。そして、誘電体材料の還元を防ぐために、熱
処理中の酸素分圧を高い精度で安定させる必要がある。
しかし、熱処理の際には、脱脂処理工程や脱バインダ処
理工程などで被処理体自体が酸素分圧を変動させるた
め、量産時に酸素分圧を精度よく安定させることは難し
く、実用化には極めて困難を伴ない、コストアップも招
く。このため、内部電極には、空気中で焼成可能なＡｇ
を主体とする金属を用いることが好ましい。

【００１０】しかし、Ａｇを主体とする導体と組み合わ
せる誘電体材料は、Ａｇが溶融しない温度で緻密に焼結
可能であることが必要とされ、Ａｇの融点は約９６０℃
と低いため、誘電体材料の選択範囲が狭くなる。しか
も、１００MHz 〜２GHz 程度の範囲内における比較的低
い周波数で高いＱ値を得るためには、誘電体材料は低損
失である必要がある。また、容量の温度係数は誘電体材
料によってほぼ決定され、チタン酸塩系材料を使用して
いる従来の積層コンデンサの容量領域では３０ppm ／℃
以下であることが好ましいが、低温焼結化に際して容量
の温度係数が大きくならないようにする必要もある。さ
らに、誘電体ペーストと導体ペーストとを同時に焼成し
て積層コンデンサを製造する際には、デラミネーション
やクラックなどの構造的な欠陥が発生しやすいため、こ
れらの発生を抑える必要もある。さらにまた、Ａｇはマ
イグレーションが生じやすく、特に、高温・高電界下に
長時間さらした場合、内部電極層のＡｇが移動して絶縁
不良を引き起こすことが知られている。コンデンサの内
部電極層は、多層配線基板の内部導体などに比べ著しく
高い電界下にさらされるため、大きな問題となる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の主な目的は、
１００MHz 以上、特に１００MHz 〜２GHz 程度の高周波
領域において使用する場合に高いＱ値を示す積層コンデ
ンサを提供することであり、また、他の目的は、このよ
うな積層コンデンサを高温・高電界下に長時間さらした
場合の絶縁不良発生を抑えることであり、さらに、他の
目的は、このような積層コンデンサを安価に提供するこ
とである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（８）のいずれかの構成により達成される。（１）誘電体層と内部電極層とが積層されたコンデンサ
チップを有する積層コンデンサであって、誘電体層が酸
化物骨材とガラスとからなるガラス複合材を含有し、内
部電極層がＡｇを主体とする導体とガラスとを含有し、
内部電極層中において、導体とガラスとの合計に対する
ガラスの比率が５〜２０重量％であることを特徴とする
積層コンデンサ。（２）６０〜２００℃において４ V／μm 以上の電界下
で使用される上記（１）の積層コンデンサ。（３）内部電極層に含まれるガラスが、ＳｉＯ₂ ：５５〜７５モル％、Ａｌ₂ Ｏ₃ ：１０〜３０モル％、アルカリ土類金属酸化物の１種以上：１０〜３０モル
％、ＺｒＯ₂ ：０〜５モル％を含む上記（１）または（２）の積層コンデンサ。（４）誘電率の温度係数τεが正の酸化物骨材とτεが
負の酸化物骨材とを含有する上記（１）〜（３）のいず
れかの積層コンデンサ。（５）τεが正の酸化物骨材が、酸化アルミニウムおよ
びチタン酸マグネシウムの１種以上であり、τεが負の
酸化物骨材が、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロン
チウムおよび酸化チタンの１種以上である上記（４）の
積層コンデンサ。（６）誘電体層に含まれるガラスが、ＳｉＯ₂ ：５０〜７０モル％、Ａｌ₂ Ｏ₃ ：５〜２０モル％、アルカリ土類金属酸化物の１種以上：２５〜４５モル
％、Ｂ₂ Ｏ₃ ：０〜１０モル％を含む上記（１）〜（５）のいずれかの積層コンデン
サ。（７）誘電体層の比誘電率が６〜１５である上記（１）
〜（６）のいずれかの積層コンデンサ。（８）上記（１）〜（７）のいずれかの積層コンデンサ
を製造する方法であって、酸化物骨材粉末とガラス粉末
とを含む誘電体ペースト層と、導体粉末とガラス粉末と
を含む導体ペースト層との積層体を焼成する際に、８５
０℃以上となる時間を３〜３０分間とすることを特徴と
する積層コンデンサの製造方法。

【００１３】

【作用および効果】本発明では、誘電体ペーストに酸化
物骨材粉末とガラス粉末とからなるガラス複合材料を用
い、導体ペーストにＡｇを主体とする導体粉末とガラス
粉末との混合物を用いて、積層コンデンサを製造する。

【００１４】これらのペーストの積層体を焼成して製造
される積層コンデンサは、内部電極層の導体が比抵抗の
小さいＡｇを主体とするため、１００MHz 以上、特に１
００MHz 〜２GHz 程度の高周波領域において高Ｑを示
す。また、Ａｇを主体とする導体を用いるので空気中で
焼成することができ、高精度の雰囲気制御を行なう必要
がないため、製造コストが低い。高温（６０〜２００℃
程度）・高電界（４ V／μm 以上、特に１０ V／μm 以
上）下にさらしたときのＡｇのマイグレーションは、焼
成時に８５０℃以上となる時間を所定範囲内とすること
により、激減させることができる。

【００１５】導体ペーストが含有するガラス粉末は、導
体ペースト層の焼結モードを誘電体ペースト層の焼結モ
ードに近づける効果を示すため、デラミネーションやク
ラックの発生を防ぐことができる。また、導体ペースト
層中のガラス粉末は、焼成時のＡｇのマイグレーション
を防ぎ、誘電体層の絶縁抵抗劣化を抑える効果も示す。

【００１６】なお、特開平５−２１１００６号公報に
は、ガラス複合材を基板に用い、内部導体にＡｇを用い
た共振器が記載されている。しかし、共振器の内部導体
に加わる電界は積層コンデンサに加わる電界に比べて著
しく低いので、Ａｇのマイグレーションは問題となら
ず、実際、同公報では、Ａｇのマイグレーションを防ぐ
ための配慮はなされていない。

【００１７】

【具体的構成】以下、本発明の具体的構成について詳細
に説明する。

【００１８】本発明の積層コンデンサは、誘電体層と内
部電極層との積層体であるコンデンサチップを有する。
誘電体層は、酸化物骨材とガラスとからなるガラス複合
材を含有し、内部電極層は、Ａｇを主体とする導体とガ
ラスとを含有する。

【００１９】コンデンサチップは、酸化物骨材粉末とガ
ラス粉末とを含む誘電体ペースト層と、導体粉末とガラ
ス粉末とを含む導体ペースト層との積層体を焼成するこ
とにより製造される。

【００２０】内部電極層中において、導体とガラスとの
合計に対するガラスの比率は、５〜２０重量％、好まし
くは７〜１０重量％である。ガラスの比率が低いと、焼
成時に内部電極層と誘電体層との間にデラミネーション
が発生しやすくなり、また、焼成時にＡｇが拡散しやす
くなって絶縁抵抗の劣化が生じやすい。一方、ガラスの
比率が高いと、内部電極層の抵抗率が高くなって高周波
でのＱ値が著しく小さくなってしまい、本発明の効果が
実現しなくなる。

【００２１】Ａｇを主体とする導体は、ＡｇまたはＡｇ
を主体とする合金であり、合金としてはＡｇ−Ｐｄ、Ａ
ｇ−Ｐｔ、Ａｇ−Ｐｄ−Ｐｔ等が好ましい。高周波で高
Ｑを得るためにはＡｇを９０重量％以上含む導体が好ま
しく、特にＡｇ単独が好ましい。導体ペーストに使用す
る導体粉末の平均粒径は特に限定されないが、通常、１
〜４μm 程度とする。導体粉末の平均粒径が大きすぎる
とスクリーン印刷、転写法等による導体ペースト層の形
成が困難となる。一方、導体粉末の平均粒径が小さすぎ
ると分散性が悪くなるため、導体ペースト中の導体粉末
の含有量を多くすることが困難となり、含有量を多くす
るとペースト粘度が高くなってしまい、導体ペースト層
の形成が困難となる。導体粉末を構成する粒子の形状は
特に制限されないが、一般に球状とすることが好まし
い。ただし、導体粒子の一部または全部を鱗片状として
もよい。

【００２２】導体ペーストに用いるガラス粉末は、好ま
しくは７００〜１１００℃、より好ましくは８００〜９
８０℃の範囲に軟化点をもつことが望ましい。このよう
なガラス粉末を用いることにより、導体粉末の焼結開始
温度を高くすることが可能となり、内部電極層と誘電体
層とで収縮挙動をほぼ一致させることができる。その結
果、積層コンデンサのデラミネーションやクラックの発
生を防ぐことができる。

【００２３】導体ペーストに用いるガラス粉末の組成は
特に限定されず、所望の軟化点をもつ組成から適宜選択
すればよいが、具体的には、例えば、ＳｉＯ₂ ：５５〜７５モル％、Ａｌ₂ Ｏ₃ ：１０〜３０モル％、アルカリ土類金属酸化物の１種以上：１０〜３０モル
％、ＺｒＯ₂ ：０〜５モル％を含む組成範囲から選択することが好ましい。この場
合、アルカリ土類金属酸化物としては、ＳｒＯ、ＣａＯ
およびＭｇＯの１種〜３種が好ましい。ガラス粉末の平
均粒径に特に制限はないが、通常、０．５〜３．０μm
程度のものを用いる。

【００２４】導体ペーストには、導体粉末とガラス粉末
との他、ビヒクルが含まれる。ビヒクルはバインダおよ
び溶剤を含む。バインダとしては、エチルセルロース、
ポリビニルブチラール、メタクリル樹脂、ブチルメタア
クリレート等が挙げられ、溶剤としては、テルピネオー
ル、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテー
ト、トルエン、アルコール、キシレン等が挙げられる。
また、ビヒクル中には、これらの他、各種分散剤、活性
剤、可塑剤等が必要に応じて添加される。ペースト中の
ビヒクルの含有量は、１０〜２０重量％程度とすること
が好ましい。

【００２５】誘電体ペーストは、１０００℃程度以下、
例えば８００〜１０００℃程度の低温で緻密に焼結でき
るように、酸化物骨材粉末とガラス粉末とを含む。酸化
物骨材には、誘電率の温度係数τεが正の酸化物骨材と
τεが負の酸化物骨材とを用いることが好ましい。

【００２６】τεが正の酸化物骨材としては、例えばチ
タン酸マグネシウム（ＭｇＴｉＯ₃）、酸化アルミニウ
ム（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）、Ｒ₂ Ｔｉ₂ Ｏ₇ （Ｒはランタノイド
元素の１種以上）、Ｃａ₂ Ｎｂ₂ Ｏ₇ 、ＳｒＺｒＯ₃ 等
を挙げることができ、これらは単独で用いても、２種以
上併用してもよいが、焼成の際にガラスと反応しにくい
等の点から、ＭｇＴｉＯ₃ 、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、Ｒ₂ Ｔｉ₂ Ｏ
₇ およびＳｒＺｒＯ₃の１種以上、特にＭｇＴｉＯ₃ お
よび／またはＡｌ₂ Ｏ₃ が好ましい。

【００２７】τεが負の酸化物骨材としては、例えばチ
タン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ₃ ）、チタン酸ストロン
チウム（ＳｒＴｉＯ₃ ）、酸化チタン（ＴｉＯ₂ ）、Ｓ
ｎＯ₂ ・ＴｉＯ₂ 、ＺｒＴｉＯ₄ 、Ｂａ₂ Ｔｉ₉ Ｏ₂₀、
Ｓｒ₂ Ｎｂ₂ Ｏ₇ 、ＳｒＳｎＯ₃ 等を挙げることがで
き、これらは単独で用いても２種以上併用してもよい
が、焼成の際にガラスと反応しにくい等の点から、Ｃａ
ＴｉＯ₃ 、ＳｒＴｉＯ₃ およびＴｉＯ₂ の１種以上が好
ましい。

【００２８】τεが正の酸化物骨材と、τεが負の酸化
物骨材との混合比には特に制限がなく、酸化物骨材のτ
ε、ガラスのτε、酸化物骨材とガラスとの含有比等に
応じ、誘電体層のτεが所望の値に近づくように適宜決
定すればよい。

【００２９】具体的には、酸化物骨材としてＡｌ₂ Ｏ₃
（τε＞０）とＴｉＯ₂ （τε＜０）とを用いる場合に
τεの絶対値を小さくするためには、酸化物骨材中のＴ
ｉＯ₂ の比率を４０〜６０重量％とすることが好まし
い。

【００３０】また、酸化物骨材としてＭｇＴｉＯ₃ およ
び／またはＡｌ₂ Ｏ₃ （いずれもτε＞０）とＣａＴｉ
Ｏ₃ （τε＜０）とを用いる場合にτεの絶対値を小さ
くするためには、酸化物骨材中のＣａＴｉＯ₃ の比率を
４０〜６０重量％とすることが好ましい。

【００３１】また、酸化物骨材としてＭｇＴｉＯ₃ およ
び／またはＡｌ₂ Ｏ₃ （いずれもτε＞０）とＳｒＴｉ
Ｏ₃ （τε＜０）とを用いる場合にτεの絶対値を小さ
くするためには、酸化物骨材中のＳｒＴｉＯ₃ の比率を
４０〜６０重量％とすることが好ましい。

【００３２】また、酸化物骨材としてＭｇＴｉＯ₃ （τ
ε＞０）とＴｉＯ₂ （τε＜０）とを用いる場合にτε
の絶対値を小さくするためには、酸化物骨材中のＴｉＯ
₂ の比率を４０〜６０重量％とすることが好ましい。

【００３３】このように酸化物骨材を適宜選択して組み
合わせることにより、誘電体層のτεの絶対値を小さく
することができ、その結果、容量の温度係数の絶対値を
小さくすることができる。また、これらの酸化物骨材を
含む誘電体層は絶縁破壊電圧が高いため、バイアス電圧
の高いコンデンサに好適である。また、これらの酸化物
骨材を含む誘電体層とＡｇを主体とする導体を含む内部
電極とを組み合わせることにより、十分なＱ値が得られ
る。

【００３４】酸化物骨材は、化学量論組成から多少偏倚
した組成であってもよく、偏倚した組成のものとの混合
物、あるいは偏倚した組成のもの同士の混合物であって
もよい。

【００３５】酸化物骨材粉末の平均粒径は特に限定され
ないが、０．５〜３μm 程度が好ましい。平均粒径が小
さいとシート形成が困難となり、大きいと誘電体層の強
度が不十分となる。

【００３６】誘電体ペーストは１０００℃程度以下で緻
密に焼結できることが要求されるため、誘電体ペースト
に用いるガラス粉末の軟化点は７００〜９００℃である
ことが好ましい。軟化点が９００℃を超えると１０００
℃以下の温度での焼結が困難となり、軟化点が７００℃
未満では、バインダが抜けにくくなって絶縁性に問題が
出てくる。

【００３７】誘電体ペーストに用いるガラス粉末の組成
は特に限定されないが、結晶化しにくいこと、上記の軟
化点が得られやすいこと、１０００℃以下の焼成温度で
高強度の誘電体層が得られることなどの点で、ＳｉＯ₂ ：５０〜７０モル％、Ａｌ₂ Ｏ₃ ：５〜２０モル％、アルカリ土類金属酸化物の１種以上：２５〜４５モル
％、Ｂ₂ Ｏ₃ ：０〜１０モル％を含む組成が好ましい。

【００３８】この場合のアルカリ土類金属酸化物として
は、ＳｒＯ、ＣａＯおよびＭｇＯの１種以上、特に前記
３種を併用することが好ましく、３種を併用する場合、
ＳｒＯの含有量は１５〜３０モル％、ＣａＯの含有量は
１〜８モル％、ＭｇＯの含有量は１〜７モル％であるこ
とが好ましい。

【００３９】ガラス粉末の平均粒径には特に制限はない
が、成形性等を考慮して、通常、１〜２．５μm 程度の
ものを用いる。

【００４０】誘電体層中において、酸化物骨材およびガ
ラス全体に対するガラスの含有量は、５０〜８０重量
％、特に６０〜７５重量％が好ましい。少なすぎると焼
結性が悪化し、多すぎると誘電体層の抗析強度が低下し
てくる。

【００４１】上述した酸化物骨材およびガラスを含む誘
電体層の比誘電率は、１００MHz 〜２GHz において、通
常、６〜１５程度である。

【００４２】誘電体ペーストは、酸化物骨材粉末および
ガラス粉末にビヒクルを加えて調製される。ビヒクルに
は、導体ペーストの説明において挙げたものを用いれば
よい。ビヒクルの添加量は、酸化物骨材粉末とガラス粉
末との合計１００重量部に対し、６５〜８５重量部程度
とすることが好ましい。

【００４３】誘電体ペーストと導体ペーストとを印刷法
やシート法などにより積層し、脱脂、脱バインダを行な
った後、焼成し、さらに端子電極を設けて、誘電体層と
内部電極層とが交互に積層された積層コンデンサとす
る。焼成の際の最高温度は、導体が溶融しない温度とす
ることが好ましく、通常、９５０℃以下とする。そし
て、８５０℃以上となる時間が、好ましくは３〜３０分
間、より好ましくは７〜１５分間となるように焼成す
る。この時間が短いと緻密化が不十分となり、この時間
が長いと誘電体層中のガラスの結晶化が顕著になって、
いずれの場合にも高温・高電界下においてＡｇのマイグ
レーションによる絶縁不良が生じやすくなる。

【００４４】本発明の積層コンデンサでは、誘電体層１
層あたりの厚さが１００μm 以下、さらには３０〜７０
μm と薄い場合であっても、Ａｇのマイグレーションに
よる絶縁不良を効果的に抑えることができる。なお、誘
電体層の積層数は、通常、３〜１０程度である。

【００４５】

【実施例】以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明
をさらに詳細に説明する。

【００４６】＜導体ペースト＞平均粒径３．０μm の球
状の粒子からなるＡｇ粉末（純度９９．９％以上）とガ
ラス粉末とを、らいかい機によりビヒクル中に分散し
た。得られた混合物にさらにビヒクルを添加し、３本ロ
ールで混練して導体ペーストとした。ビヒクルには、バ
インダとしてアクリル樹脂、溶剤としてテルピネオール
を用いた。

【００４７】各成分の混合比率は、Ａｇ粉末＋ガラス粉末９０重量％、有機バインダ２．５重量％、有機溶剤７．５重量％とした。ガラス粉末添加率｛ガラス粉末／（Ａｇ粉末＋
ガラス粉末）｝（重量％）を、表１に示す。ガラス粉末
には、平均粒径：２．０μm 、軟化点：８９０℃、ＳｉＯ₂ ：６６．０モル％、Ａｌ₂ Ｏ₃ ：１６．０モル％、ＳｒＯ：１５．０モル％、ＺｒＯ₂ ：３．０モル％のものを用いた。

【００４８】＜誘電体ペースト＞ガラス粉末６２．７重
量部と、Ａｌ₂ Ｏ₃ 粉末２１．０重量部と、ＴｉＯ₂ 粉
末１６．３重量部とを、ジルコニアボールを利用したボ
ールミルで、純水中において２４時間粉砕・混合した。
粉砕後の平均粒径は、約０．８μm であった。粉砕後、
ビヒクルを７３重量部添加し、ボールミルにより２４時
間混合して誘電体ペーストとした。ビヒクルには、バイ
ンダとしてアクリル系樹脂、溶剤としてエチルアルコー
ルおよびトルエン、可塑剤としてフタル酸エステルを用
いた。ガラス粉末の組成は、ＳｉＯ₂ ：６２モル％、Ａｌ₂ Ｏ₃ ：８モル％、ＳｒＯ：２０モル％、ＣａＯ：４モル％、ＭｇＯ：３モル％Ｂ₂ Ｏ₃ ：３モル％、であり、ガラス粉末の軟化点は８１５℃であった。

【００４９】なお、周波数５００MHz 、２０℃における
誘電体層の比誘電率ε_r は、１０．７であった。

【００５０】＜積層コンデンサ＞誘電体ペーストをコー
ターを通してシート化し、このシートに導体ペーストを
印刷した。印刷後、シートを積層し、熱プレスにより圧
着した後、切断し、グリーンチップとした。グリーンチ
ップを、１２０℃および２５０℃でそれぞれ２時間脱脂
し、さらに６００℃で１時間脱バインダを行なった後、
急速に昇温して９００℃に保持して焼成し、次いで急速
に降温した。焼成は、空気中で行なった。８５０℃から
９００℃までの間は、昇温時および降温時共に１分間以
下とした。焼成時に８５０℃以上であった時間を、表１
に示す。焼成後、チップ端面をバレル研磨してＡｇの端
子電極を形成し、さらに、端子電極表面にＮｉめっき層
およびＳｎめっき層を形成して、積層コンデンササンプ
ルとした。各サンプルの誘電体層の厚さは約５０μm 、
誘電体層の積層数は５、静電容量は５pFであった。

【００５１】各サンプルについて、５００MHz でのＱ値
を測定した。また、各サンプルについて、２００℃、２
００ V（電界強度４ V／μm ）の加速条件で絶縁破壊試
験を行なった。絶縁抵抗が１０¹⁰Ω・cm以下となるまで
の時間を、絶縁破壊時間とした。なお、絶縁破壊試験は
最長で２４時間行なった。また、絶縁破壊試験後に各サ
ンプルを切断して断面を研磨し、Ａｇのマイグレーショ
ンの様子および誘電体層と内部電極層との界面のデラミ
ネーションの様子を、光学顕微鏡により調べた。これら
の結果を表１に示す。サンプルNo. ２９の絶縁破壊試験
後の断面写真を、図１に示す。

【００５２】

【表１】

【００５３】表１に示される結果から、本発明の効果が
明らかである。すなわち、内部電極層のガラス比率｛ガ
ラス／（Ａｇ＋ガラス）｝が５重量％未満であるとデラ
ミネーションが顕著になり、２０重量％を超えるとＱ値
の悪化が著しくなる。

【００５４】また、焼成時に８５０℃以上であった時間
が３分間未満であると誘電体層の緻密化が進まず、この
ため誘電体層中へのＡｇのマイグレーションによって絶
縁破壊が生じやすくなっている。なお、表１においてＡ
ｇのマイグレーションが「あり」または「僅かにあり」
と記してあるものは、図１に示されるように、絶縁破壊
試験後の光学顕微鏡観察により、Ａｇのマイグレーショ
ンに伴なう内部電極層（プラス極）のにじみが認められ
たものであるが、光学顕微鏡により変化が認められない
場合でも、絶縁破壊試験の結果からわかるようにＡｇの
マイグレショーンが生じている。一方、焼成時に８５０
℃以上であった時間が３０分間を超えても、Ａｇのマイ
グレーションにより絶縁破壊が生じやすくなっているこ
とがわかる。

【００５５】また、表１から、焼成時に８５０℃以上で
あった時間が７分間以上であれば十分に高いＱ値が得ら
れ、一方、１５分間以下であればＡｇのマイグレーショ
ンによる影響は認められないことがわかる。なお、サン
プルNo. ９では、容量の温度係数が＋１０ppm ／℃と低
いものであった。

【００５６】サンプルNo. ９の誘電体層のＸ線回折チャ
ートを図２に、サンプルNo. ２９の誘電体層のＸ線回折
チャートを図３に示す。また、サンプルNo. ９および２
９について、誘電体層断面の走査型電子顕微鏡写真をそ
れぞれ図４（ａ）および図４（ｂ）に示す。なお、これ
らは、絶縁破壊試験を行なっていないものである。焼成
時に８５０℃以上であった時間が短かったサンプルNo.
９（図２）では、非晶質ガラスに由来すると思われるハ
ローが顕著に認められる。一方、８５０℃以上であった
時間が長かったサンプルNo. ２９（図３）では、図２に
は認められないピーク（×を付してある）が存在し、ハ
ローも小さいので、誘電体層中のガラスが結晶化してい
ることがわかる。実際に、図４（ｂ）のサンプルNo. ２
９のガラスには、図４（ａ）では認められなかった針状
の結晶相の析出が認められる。

【００５７】以上の実施例の結果から、本発明の効果が
明らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】金属組織を表わす図面代用写真であって、内部
電極層のＡｇのマイグレーションの様子を示すための積
層コンデンサ（表１のサンプルNo. ２９）断面の光学顕
微鏡写真である。

【図２】表１のサンプルNo. ９のＸ線回折チャートであ
る。

【図３】表１のサンプルNo. ２９のＸ線回折チャートで
ある。

【図４】結晶構造を表わす図面代用写真であって、
（ａ）は、表１のサンプルNo. ９断面の走査型電子顕微
鏡写真であり、（ｂ）は、表１のサンプルNo. ２９断面
の走査型電子顕微鏡写真である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】誘電体層と内部電極層とが積層されたコ
ンデンサチップを有する積層コンデンサであって、誘電体層が酸化物骨材とガラスとからなるガラス複合材
を含有し、内部電極層がＡｇを主体とする導体とガラスとを含有
し、内部電極層中において、導体とガラスとの合計に対
するガラスの比率が５〜２０重量％であることを特徴と
する積層コンデンサ。
【請求項２】６０〜２００℃において４ V／μm 以上
の電界下で使用される請求項１の積層コンデンサ。
【請求項３】内部電極層に含まれるガラスが、ＳｉＯ₂ ：５５〜７５モル％、Ａｌ₂ Ｏ₃ ：１０〜３０モル％、アルカリ土類金属酸化物の１種以上：１０〜３０モル
％、ＺｒＯ₂ ：０〜５モル％を含む請求項１または２の積層
コンデンサ。
【請求項４】誘電率の温度係数τεが正の酸化物骨材
とτεが負の酸化物骨材とを含有する請求項１〜３のい
ずれかの積層コンデンサ。
【請求項５】 τεが正の酸化物骨材が、酸化アルミニ
ウムおよびチタン酸マグネシウムの１種以上であり、τ
εが負の酸化物骨材が、チタン酸カルシウム、チタン酸
ストロンチウムおよび酸化チタンの１種以上である請求
項４の積層コンデンサ。
【請求項６】誘電体層に含まれるガラスが、ＳｉＯ₂ ：５０〜７０モル％、Ａｌ₂ Ｏ₃ ：５〜２０モル％、アルカリ土類金属酸化物の１種以上：２５〜４５モル
％、Ｂ₂ Ｏ₃ ：０〜１０モル％を含む請求項１〜５のいずれ
かの積層コンデンサ。
【請求項７】誘電体層の比誘電率が６〜１５である請
求項１〜６のいずれかの積層コンデンサ。
【請求項８】請求項１〜７のいずれかの積層コンデン
サを製造する方法であって、酸化物骨材粉末とガラス粉末とを含む誘電体ペースト層
と、導体粉末とガラス粉末とを含む導体ペースト層との
積層体を焼成する際に、８５０℃以上となる時間を３〜
３０分間とすることを特徴とする積層コンデンサの製造
方法。