JPH09232180A - 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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- JPH09232180A JPH09232180A JP8126405A JP12640596A JPH09232180A JP H09232180 A JPH09232180 A JP H09232180A JP 8126405 A JP8126405 A JP 8126405A JP 12640596 A JP12640596 A JP 12640596A JP H09232180 A JPH09232180 A JP H09232180A
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Abstract
び125℃での絶縁抵抗がそれぞれ6,000MΩ・μ
F、2,000MΩ・μF以上と高く、静電容量の温度
特性がJIS規格で規定するB特性およびEIA規格で
規定するX7R特性を満足し、高温負荷、耐湿負荷等の
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。 【解決手段】 積層セラミックコンデンサ10におい
て、誘電体セラミック層14a,14bは、(1−α−
β){BaO}m ・TiO2 +αRe2 O3 +β(Mn
1-x-y Nix Coy )O(0.0025≦α≦0.02
5、0.0025≦β≦0.05、β/α≦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、MgOを0.5〜5.0モル
含有し、上記成分を100重量部として、SiO2 −T
iO2 −MO系の酸化物を0.2〜3.0重量部含有し
た材料によって構成される。
Description
られる積層セラミックコンデンサ、特に、ニッケルまた
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。
造工程は、以下の通りである。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材料が準
備される。誘電体材料としては、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1250〜13
50℃で焼成することによって、内部電極を有する誘電
体磁器が得られる。そして、この誘電体磁器の端面に、
内部電極と導通する外部電極を焼き付けることによっ
て、積層セラミックコンデンサが得られる。
のような条件を満たす必要がある。 (a)誘電体磁器と内部電極とが同時に焼成されるの
で、誘電体磁器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に占める電極材料費の割
合は30〜70%にも達し、製造コストを上昇させる最
大の要因となっていた。
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、誘電体磁器ととも
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、従来の誘電体磁器材料では、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。
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,Sm,D
y,Y等の希土類酸化物を添加した誘電体材料が提案さ
れた。
として、たとえば特開昭62−256422号に示され
るBaTiO3 −CaZrO3 −MnO−MgO系の組
成や、特公昭61−14611号に示されるBaTiO
3 −(Mg,Zn,Sr,Ca)O−B2 O3 −SiO
2 系の組成の誘電体材料が提案されてきた。
って、還元性雰囲気で焼成しても半導体化しない誘電体
磁器を得ることができ、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
となった。
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、誘電体材料の高誘電率化と誘
電体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
優れる誘電体材料に対する需要が大きくなっている。
公報や、特開昭61−101459号公報に示される誘
電体材料は、大きな誘電率が得られるものの、得られた
誘電体磁器の結晶粒が大きくなり、積層コンデンサにお
ける誘電体層厚みが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。また、誘電率の温度変
化も大きいという問題点もあり、市場の要求に応えられ
ていない。
示される誘電体材料では、誘電率が比較的高く、得られ
た誘電体磁器の結晶粒も小さく、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CaT
iO3 が、Mn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点があった。
される誘電体材料では、得られる誘電率が2000〜2
800であり、積層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。さらに、EIA規格
で規定されているX7R特性、すなわち、温度範囲−5
5℃〜+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点があった。
誘電体磁器組成物では、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、耐
湿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。
05−09066号、特開平05−09067号、特開
平05−09068号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って、誘
電体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。
電率が3000以上、絶縁抵抗が静電容量との積(CR
積)で表した場合に、室温および125℃での絶縁抵抗
がそれぞれ6,000MΩ・μF、2,000MΩ・μ
F以上と高く、静電容量の温度特性がJIS規格で規格
するB特性およびEIA規格で規定するX7R特性を満
足し、さらには、高温負荷、耐湿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
サを提供することである。
体セラミック層と、それぞれの端縁が誘電体セラミック
層の両端面に露出するように誘電体セラミック層間に形
成された複数の内部電極、および、露出した内部電極に
電気的に接続されるように設けられた外部電極を含む積
層セラミックコンデンサにおいて、誘電体セラミック層
は、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、酸化テル
ビウム、酸化ジスプロシウム、酸化ホルミウム、酸化エ
ルビウム、酸化イッテルビウム、酸化マンガン、酸化コ
バルトおよび酸化ニッケルとからなり、次の組成式、
(1−α−β){BaO}m ・TiO2 +αRe2 O3
+β(Mn1-x-y Nix Coy )O(ただし、Re2 O
3 は、Tb2 O3 、Dy2 O3 、Ho2 O3 、Er2 O
3 、Yb2 O3 の中から選ばれる一種類以上であり、
α、β、m、x、yは、0.0025≦α≦0.02
5、0.0025≦β≦0.05、β/α≦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、上記
成分を100重量部として、SiO2 −TiO2 −MO
系(MOはBaO、CaO、SrO、MgO、ZnO、
MnOの中から選ばれる酸化物)の酸化物を0.2〜
3.0重量部含有した材料によって構成され、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。
O、CaO、SrO、MgO、ZnO、MnOの中から
選ばれる酸化物)の酸化物は、{SiO2 ,TiO2 ,
MO}の三角図としたときに(モル%で示す)、A(8
5,1,14)、B(35,51,14)、C(30,
20,50)、D(39,1,60)の4点を結ぶ4本
の直線で囲まれた組成範囲にあり、上記成分を100重
量部として、Al2 O3 およびZrO2 のうち少なくと
も一種類を合計で15重量部以下(ただし、ZrO2 は
5重量部以下)を添加含有するのが好ましい。
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
成されているのが好ましい。また、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層とからなるのが好ましい。
リウムと、酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム、酸化
ホルミウム、酸化エルビウム、酸化イッテルビウムの中
から選ばれる1種類以上の希土類酸化物と、酸化マンガ
ン、酸化コバルトおよび酸化ニッケルとの組成比を調整
し、酸化マグネシウムおよびSiO2 −TiO2−MO
系の酸化物を添加含有させた誘電体磁器組組成物を用い
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規格で規定するB特性およびEIA
規格で規定するX7R特性を満足し、室温、高温の絶縁
抵抗の高い、高信頼性の積層セラミックコンデンサを得
ることができる。また、得られる焼結体の結晶粒径が1
μm以下と小さいため、1つの誘電体層中に存在する結
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。
リウムと、酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム、酸化
ホルミウム、酸化エルビウム、酸化イッテルビウムの中
から選ばれる1種類以上の希土類酸化物と、酸化マンガ
ン、酸化コバルトおよび酸化ニッケルにより構成される
誘電体磁器組成物において、そのチタン酸バリウム中に
不純物として存在するSrO、CaO等のアルカリ土類
金属酸化物、Na2 O、K2 O等のアルカリ金属酸化
物、その他Al2 O3 、SiO2 等の酸化物のうち、特
にNa2 O、K2 O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、本願発明者等は見
い出した。すなわち、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
用いることによって、3,000以上の誘電率が得られ
る。
TiO2 −MO(MOはBaO、CaO、SrO、Mg
O、ZnO、MnOの中から選ばれる一種以上の酸化
物)を主成分とする酸化物を添加させることによって、
焼結性が良くなるとともに、耐湿負荷特性が向上するこ
とも、本願発明者等は見い出した。さらに、前記SiO
2 −TiO2 −MOを主成分とする酸化物にAl
2 O3 、ZrO2 を添加含有させることで、より高い絶
縁抵抗を得る事が可能となる。
さい、高信頼で小型大容量のニッケルおよびニッケル合
金を内部電極とする積層コンデンサを実現することが可
能となる。
電体セラミック層が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磁器組成物から構成されて
いるので、電極材料として卑金属であるニッケルおよび
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るため、積層セラミックコンデ
ンサのコストダウンを図る事ができる。
セラミックコンデンサは、誘電率が3,000以上あ
り、しかもこのように高誘電率であるにもかかわらず、
誘電率の温度変化が小さい。この積層セラミックコンデ
ンサは、絶縁抵抗も高く、高温下、高湿下での特性劣化
のない優れた特性を示す。さらに、結晶粒径が1μm以
下と小さく、誘電体層を薄層化しても、従来の積層セラ
ミックコンデンサのように層中に存在する結晶粒の量が
少なくならない。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事ができ
る。
徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施
の形態および実施例の詳細な説明から一層明らかとなろ
う。
断面図である。この積層セラミックコンデンサ10は、
積層誘電体セラミック体12を含む。積層誘電体セラミ
ック体12は、複数枚の第1の誘電体セラミック層14
aおよび2枚の第2の誘電体セラミック層14bを積層
することによって形成される。この積層誘電体セラミッ
ク体12では、第2の誘電体セラミック層14bが両端
面に配置され、2枚の第2の誘電体セラミック層14b
が複数枚の第1の誘電体セラミック層14aを挟み込む
ように、誘電体セラミック層14a,14bが積層され
る。これらの誘電体セラミック層14a,14bは、内
部電極16を介在して積層される。また、積層誘電体セ
ラミック体12の両端面には、外部電極18,第1のメ
ッキ被膜20aおよび第2のメッキ被膜20bがこの順
に形成される。第1のメッキ被膜20aとしては、ニッ
ケル、銅などが用いられ、第2のメッキ被膜20bとし
ては、半田、錫などが用いられる。すなわち、積層セラ
ミックコンデンサ10は、直方体形状のチップタイプと
なるように形成される。
ンデンサ10の製造方法について、製造工程順に説明す
る。
のように形成される。図2に示すように、チタン酸バリ
ウムと、酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム、酸化ホ
ルミウム、酸化エルビウム、酸化イッテルビウムの中か
ら選ばれる1種類以上の希土類酸化物と、酸化マンガ
ン、酸化コバルト、酸化ニッケル、酸化マグネシウム
と、SiO2 −TiO2 −MOを主成分とする酸化物と
からなる材料粉末をスラリ化してシート状とした第1の
誘電体セラミック層14a(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16を形成する。なお、内部電極16を形成する
方法は、スクリーン印刷などによる形成でもよいし、蒸
着、メッキ法による形成でもよい。内部電極16が形成
された第1の誘電体セラミック層14aは必要枚数積層
され、図3に示す如く、内部電極16が形成されない第
2の誘電体セラミック層14bにて挟んで圧着し、積層
体とする。その後、この積層体を、還元性雰囲気中、所
定の温度にて焼成し、積層誘電体セラミック体12が形
成される。
面に、内部電極16と接続するように、二つの外部電極
18が形成される。この外部電極18の材料としては、
内部電極16と同じ材料を使用することができる。ま
た、外部電極18の材料としては、銀、パラジウム、銀
−パラジウム合金等が使用可能であり、また、これらの
金属粉末にB2 O3 −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10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。また、外部電極
18は、材料となる金属粉末ペーストを、焼成により得
た積層誘電体セラミック体12に塗布して、焼き付ける
ことによって形成されるが、焼成前に塗布して、積層誘
電体セラミック体12と同時に形成してもよい。この
後、外部電極18上にニッケル、銅などのメッキを施
し、第1のメッキ被膜20aが形成される。最後に、こ
の第1のメッキ被膜20aの上に、半田、錫などの第2
のメッキ被膜20bが形成され、チップ型の積層セラミ
ックコンデンサ10が製造される。
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(C2 O4 )
・4H2 O)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。
また、0.66SiO2 −0.17TiO2 −0.15
BaO−0.02MnO(モル比)の組成割合になるよ
うに、各成分の酸化物、炭酸塩および水酸化物を秤量
し、混合粉砕して粉末を得た。この粉末を白金るつぼ中
において、1500℃まで加熱した後、急冷し、粉砕す
ることによって、平均粒径が1μm以下の酸化物粉末を
得た。
比mを調整するためのBaCO3 と、純度99%以上の
Tb2 O3 、Dy2 O3 、Ho2 O3 、Er2 O3 、Y
b2O3 、MnO、NiO、CoO、MgOとを準備し
た。これらの原料粉末と上記酸化物粉末を表2に示す組
成比となるように配合し、配合物を得た。この配合物
に、ポリビニルブチラール系バインダおよびエタノール
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。このセラミックスラリ
ーをドクターブレード法によりシート成形し、厚み11
μmの矩形のグリーンシートを得た。次に、このセラミ
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。
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。この
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10-9〜10-12 M
PaのH2 −N2 −H2 O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。
電子顕微鏡にて、倍率1500倍で観察し、グレインサ
イズを測定した。
面にB2 O3 −Li2 O−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。
外形寸法は、幅;1.6mm、長さ;3.2mm、厚
さ;1.2mmであり、内部電極間に介在される誘電体
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。
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、1V
rms、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、温度変化に対する静電容量の変
化率を測定した。
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|max)を示
した。
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106 Ω
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。耐湿負荷試験は、各試料を72個ずつ、2
気圧(相対湿度100%),温度121℃にて直流電圧
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106 Ω以下になった試料の個
数を示す。
の発明の積層コンデンサは、誘電率εが3,000以上
と高く、誘電正接tanδ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規格に規定するB特性規格を満足し、−55℃と
125℃での範囲内でEIA規格に規定するX7R特性
規格を満足する。
CR積で表したときに、それぞれ6,000MΩ・μ
F、2,000MΩ・μF以上と高い値を示す。また、
平均寿命時間が300時間以上と長く、耐湿負荷試験で
の不良の発生は認められない。さらに、焼成温度も13
00℃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。
説明する。
αRe2 O3 +β(Mn1-x-y Nix Coy )O(ただ
し、Re2 O3 は、Tb2 O3 、Dy2 O3 、Ho2 O
3 、Er2 O3 、Yb2 O3 の中から選ばれる一種類以
上)における限定理由について、まず述べる。
0.0025未満の場合、誘電率εが3,000以下と
低く、静電容量の温度変化率も大きくなり、また、12
5℃での絶縁抵抗が低くなり、さらに、平均寿命時間が
極端に短くなり、好ましくない。また、試料番号17の
ように、Re2 O3 量αが0.025を超えると、誘電
率が3,000を越えず、25℃,125℃での絶縁抵
抗が低下し、平均寿命時間が短くなるとともに、耐湿負
荷試験での不良が発生し、また、焼成温度が高くなり、
好ましくない。
o)O量βが0.0025より小さくなると、還元性雰
囲気で焼成したとき磁器が還元され、半導体化して絶縁
抵抗が低下してしまい、好ましくない。また、試料番号
18のように、(Mn,Ni,Co)O量βが0.05
を超えると、25℃、125℃での絶縁抵抗が、それぞ
れ6,000MΩ・μF、2,000MΩ・μFを満足
せず、平均寿命時間が300時間よりも短くなり、さら
に、静電容量の温度変化率が大きくなり、EIA規格の
X7R特性を満足しなくなり、好ましくない。
iO量XまたはCoO量yが1.0の場合、25℃、1
25℃での絶縁抵抗が、それぞれ6,000MΩ・μ
F、2000MΩ・μFを満足せず、平均寿命時間が3
00時間よりも短くなり、好ましくない。
(Mn,Ni,Co)O量βの比率β/αが4よりも大
きくなると、静電容量の温度変化率が大きくなり、さら
に、125℃での絶縁抵抗が、2,000MΩ・μFを
満足せず、平均寿命時間が300時間よりも短くなり、
好ましくない。
タン酸バリウムのモル比mが1.000以下であると、
還元性雰囲気で焼成したとき磁器が還元され、半導体化
して絶縁抵抗が低下してしたり、絶縁抵抗が低下し、平
均寿命時間も短くなり、誘電体厚みの薄層化に対応でき
ず、好ましくない。また、試料番号22のように、モル
比mが1.035を超えると、焼結性が極端に悪くな
り、好ましくない。
ル未満の場合、絶縁抵抗が低下し、静電容量の温度変化
率がJIS規格が規定するB特性規格とEIA規格が規
定するX7R特性をともに満足せず、好ましくない。ま
た、試料番号23のように、MgO量が5.0モルを超
えると、焼結温度が高くなり、誘電率が3,000以下
となり、また、耐湿負荷試験での不良率が極端に多くな
り、好ましくない。
−MO系の酸化物の量が0.2重量部未満の場合、焼結
不足となり、好ましくない。また、試料番号24のよう
に、SiO2 −TiO2 −MO系の酸化物の量が3.0
重量部を超えると、誘電率が3,000を越えず、25
℃での絶縁抵抗が6,000MΩ・μFを満足せず、好
ましくない。
に不純物として含有されるアルカリ金属量が0.02重
量部よりも大きくなると、誘電率の低下を生じ、好まし
くない。
のチタン酸バリウムを用いて、98.0{BaO}
1.010 ・TiO2 +0.5Dy2 O3 +0.5Er2 O
3 +1.0(Mn0.3Ni0.7 )O(モル比)に対し
て、MgOが1.0モルになるように配合された原料を
準備し、実施例1と同様の方法で、1200℃〜150
0℃で加熱して作製した表4に示す平均粒径1μm以下
のSiO2 −TiO2 −MO系の酸化物を添加して、実
施例1と同様の方法で、内部電極と電気的に接続された
銀からなる外部電極を形成した積層コンデンサを作製し
た。なお、作製した積層コンデンサの外形寸法などは、
実施例1と同様である。
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、温度変化に対
する静電容量の変化率を測定した。
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/C|max)
を示した。
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106 Ω
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。耐湿負荷試験は、各試料を72個ずつ、2
気圧(相対湿度100%),温度121℃にて直流電圧
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106 Ω以下になった試料の個
数を示す。
のSiO2 −TiO2 −MO系の酸化物を添加含有した
誘電体セラミック層から構成される積層コンデンサは誘
電率εが3,000以上と高く、誘電正接tanδ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規格に規定するB特性
規格を満足し、−55℃と125℃での範囲内でEIA
規格に規定するX7R特性規格を満足する。
た絶縁抵抗は、CR積で表したときに、それぞれ6,0
00Ω・F、2000Ω・F以上と高い値を示す。ま
た、平均寿命時間が300時間以上と長い上に、耐湿負
荷試験においても不良の発生は認められない。
O2 −MO系(MOはBaO、CaO、SrO、Mg
O、ZnO、MnOの中から選ばれる酸化物)の酸化物
は、{SiO2 ,TiO2 ,MO}の図4に示す三角図
としたときに、SiO2 が85モル%、TiO2 が1モ
ル%、MOが14モル%の組成を示す点Aと、SiO2
が35モル%、TiO2 が51モル%、MOが14モル
%の組成を示す点Bと、SiO2 が30モル%、TiO
2 が20モル%、MOが50モル%の組成を示す点C
と、SiO2 が39モル%、TiO2 が1モル%、MO
が60モル%の組成を示す点Dとの4点とを結ぶ4本の
直線で囲まれた組成範囲外にある、試料番号113〜1
16、119については、焼結不足となるか、焼結して
耐湿負荷試験において不良が発生し、好ましくない。
2 −TiO2 −MO系からなる酸化物に、Al2 O3 、
ZrO2 を含有させることで、25℃、125℃の絶縁
抵抗が7,000MΩ・μF、3,000MΩ・μF以
上の積層コンデンサが得られるもの、試料番号117、
118のように、Al2 O3 添加量として15重量部お
よびZrO2 添加量として5重量部を超えると、焼結性
が極端に低下し、好ましくない。
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、本実施例で示
した特性よりも向上することも有り得る。また、酸化テ
ルビウム、酸化ジスプロシウム、酸化ホルミウム、酸化
エルビウム、酸化イッテルビウム、酸化マンガン、酸化
コバルトおよび酸化ニッケルなども、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
特性を何ら損なうものではない。
す平面図である。
ック層および第2の誘電体セラミック層を積層すること
によって形成する状態を示す分解斜視図である。
酸化物の組成範囲を示す{SiO2 ,TiO2 ,MO}
の3成分組成図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 複数の誘電体セラミック層、 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、および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、 酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム、酸化ホルミウ
ム、酸化エルビウム、酸化イッテルビウム、酸化マンガ
ン、酸化コバルトおよび酸化ニッケルとからなり、 次の組成式、 (1−α−β){BaO}m ・TiO2 +αRe2 O3
+β(Mn1-x-y Nix Coy )O (ただし、Re2 O3 は、Tb2 O3 、Dy2 O3 、H
o2 O3 、Er2 O3、Yb2 O3 の中から選ばれる一
種類以上であり、 α、β、m、x、yは、 0.0025≦α≦0.025 0.0025≦β≦0.05 β/α≦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、上記成分を100重量部として、SiO2 −T
iO2 −MO系(MOはBaO、CaO、SrO、Mg
O、ZnO、MnOの中から選ばれる少なくとも1種類
以上の酸化物)の酸化物を0.2〜3.0重量部含有し
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SiO2 −TiO2 −MO系の酸化
物が、 {SiO2 ,TiO2 ,MO}(ただし、MOはBa
O、CaO、SrO、MgO、ZnO、MnOから選ば
れる少なくとも1種類以上の酸化物)の三角図としたと
きに(モル%で示す)、 A(85,1,14) B(35,51,14) C(30,20,50) D(39,1,60) の4点を結ぶ4本の直線で囲まれた組成範囲にあり、 上記成分を100重量部として、Al2 O3 およびZr
O2 のうち少なくとも一種類を合計で15重量部以下
(ただし、ZrO2 は5重量部以下)を添加含有するこ
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】 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または請求
項2に記載の積層セラミックコンデンサ。 - 【請求項4】 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、請求項1または請求項2に記載の積層セラミックコ
ンデンサ。
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