JPH10223471A

JPH10223471A - 積層セラミックコンデンサ

Info

Publication number: JPH10223471A
Application number: JP9025125A
Authority: JP
Inventors: Kotaro Hatake; 宏太郎畠; Harunobu Sano; 晴信佐野
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1997-02-07
Filing date: 1997-02-07
Publication date: 1998-08-21
Anticipated expiration: 2017-02-07
Also published as: JP3039417B2; DE69807366T2; EP0858086A3; CN1190244A; US5995360A; KR19980071144A; EP0858086B1; KR100341442B1; CN1100330C; DE69807366D1; EP0858086A2

Abstract

(57)【要約】【課題】誘電率が3000以上、CR積で表した場合に、絶
縁抵抗が6000MΩ・μF以上と高く、静電容量の温度特性
がJIS規格で規定するところのB特性およびEIA規格で規
定するところの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】次の組成式、(1-α-β){BaO}_m・TiO₂+α
{(1-x)M₂O₃+xRe₂O₃}+β(Mn_1-y-zNi_yCo_z)O(ただし、M₂O₃
は、Sc₂O₃，Y₂O₃の中から選ばれる少なくとも1種類以上
であり、Re₂O₃は、Gd₂O₃，Tb₂O₃，Dy₂O₃の中から選ばれ
る少なくとも1種類以上であり、α,β,m,x,y,zは、0.00
25≦α≦0.025、0.0025≦β≦0.05、β/α≦4、0＜x≦
0.50、0≦y＜1.0、0≦z＜1.0、0≦y+z＜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、酸化ケイ素をSiO₂に換算して0.2
〜5.0モル添加含有した材料によって構成される積層セ
ラミックコンデンサである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電子機器に用い
られるセラミックコンデンサ、特にニッケルあるいはニ
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。

【０００２】

【従来の技術】従来より、積層セラミックコンデンサの
製造工程は、以下のようなものが一般的である。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
の誘電体セラミック材料が準備される。誘電体セラミッ
ク材料としては、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
ト状の誘電体セラミック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１２５０〜１３５０
℃で焼成することで、内部電極を有する誘電体セラミッ
クが得られる。そして、この誘電体セラミックの端面
に、内部電極と導通する外部電極を焼き付けることによ
り、積層セラミックコンデンサが得られる。

【０００３】したがって、内部電極の材料としては、次
のような条件を満たす必要がある。（ａ）誘電体セラミックと内部電極とが同時に焼成され
るので、誘電体セラミック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
かも誘電体セラミックと反応しないこと。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。

【０００４】貴金属以外に高融点をもつものとしてＮ
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、誘電体セラミック
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、従来の誘電体セラミック材料では、
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。

【０００５】このような欠点を克服するために、たとえ
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セラミ
ック材料や、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，Ｓ
ｍ，Ｄｙ，Ｙ等の希土類酸化物を添加した誘電体セラミ
ック材料が提案されてきた。

【０００６】また、誘電率の温度変化を小さくしたもの
として、たとえば特開昭６２−２５６４２２号公報に示
されるＢａＴｉＯ₃−ＣａＺｒＯ₃−ＭｎＯ−ＭｇＯ系の
組成や、特公昭６１−１４６１１号公報に示されるＢａ
ＴｉＯ₃−（Ｍｇ，Ｚｎ，Ｓｒ，Ｃａ）Ｏ−Ｂ₂Ｏ₃−Ｓ
ｉＯ₂系の組成の誘電体セラミック材料が提案されてき
た。

【０００７】このような誘電体セラミック材料を使用す
ることによって、還元性雰囲気で焼成しても半導体化し
ない誘電体セラミックを得ることができ、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
ンサの製造が可能になった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】近年のエレクトロニク
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、誘電体セラミック材料の高誘
電率化と誘電体セラミック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セラミック材料に対す
る需要が大きくなっている。

【０００９】しかしながら、特公昭５７−４２５８８号
公報や、特開昭６１−１０１４５９号公報に示される誘
電体セラミック材料は、大きな誘電率が得られるもの
の、得られた誘電体セラミックの結晶粒が大きくなり、
積層セラミックコンデンサにおける誘電体セラミック層
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。しかも、誘電率の温度変化も大きいと
いう問題もあり、市場の要求に応えられていない。

【００１０】また、特開昭６２−２５６４２２号公報に
示される誘電体セラミック材料では、誘電率が比較的高
く、得られた誘電体セラミックの結晶粒も小さく、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ＣａＴｉＯ₃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があった。

【００１１】また、特公昭６１−１４６１１号公報に示
される誘電体セラミック材料では、得られる誘電体セラ
ミックの誘電率が２０００〜２８００であり、積層セラ
ミック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。しかも、ＥＩＡ規格で規定される
Ｘ７Ｒ特性、すなわち、温度範囲−５５℃〜＋１２５℃
の間で静電容量の変化率が±１５％以内を満足し得ない
という問題があった。

【００１２】さらに、これまで提案されている非還元性
誘電体セラミックでは、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。

【００１３】そこで、上記問題点を解決すべく、特開平
５−９０６６号公報、特開平５−９０６７号公報、特開
平５−９０６８号公報に種々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り、
誘電体セラミック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
化対応の誘電体セラミック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。

【００１４】それゆえに、この発明の主たる目的は、誘
電率が３０００以上、絶縁抵抗を静電容量との積（ＣＲ
積）で表した場合に、絶縁抵抗が６０００ＭΩ・μＦ以
上と高く、静電容量の温度特性がＪＩＳ規格で規定する
ところのＢ特性およびＥＩＡ規格で規定するところのＸ
７Ｒ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
ンサを提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】すなわち、第１の発明
は、複数の誘電体セラミック層と、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と、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
れた外部電極と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、酸化スカンジウム、酸化イットリウ
ムの中から選ばれる少なくとも１種類以上と、酸化ガド
リニウム、酸化テルビニウム、酸化ジスプロシウムの中
から選ばれる少なくとも１種類以上と、酸化マンガン、
酸化コバルト、酸化ニッケルの中から選ばれる少なくと
も１種類以上とからなり、次の組成式、（１−α−β）
｛ＢａＯ｝_m・ＴｉＯ₂＋α｛（１−ｘ）Ｍ₂Ｏ₃＋ｘＲｅ
₂Ｏ₃｝＋β（Ｍｎ_1-y-zＮｉ_yＣｏ_z）Ｏ（ただし、Ｍ₂Ｏ
₃は、Ｓｃ₂Ｏ₃，Ｙ₂Ｏ₃の中から選ばれる少なくとも１
種類以上であり、Ｒｅ₂Ｏ₃は、Ｇｄ₂Ｏ₃，Ｔｂ₂Ｏ₃，Ｄ
ｙ₂Ｏ₃の中から選ばれる少なくとも１種類以上であり、
α，β，ｍ，ｘ，ｙ，ｚは、０．００２５≦α≦０．０
２５、０．００２５≦β≦０．０５、β／α≦４、０＜
ｘ≦０．５０、０≦ｙ＜１．０、０≦ｚ＜１．０、０≦
ｙ＋ｚ＜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、酸化ケイ素をＳｉＯ₂に換算して０．
２〜５．０モル添加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
される積層セラミックコンデンサである。

【００１６】また、第２の発明は、前記外部電極は、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積層セラミッ
クコンデンサである。

【００１７】さらに、第３の発明は、前記外部電極は、
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層とからなる積層セラミックコンデンサ
である。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて説明する。この発明の積層セラミックコンデンサ
は、誘電体セラミック層の材料として、チタン酸バリウ
ムと、酸化スカンジウム、酸化イットリウムの中から選
ばれる少なくとも１種類以上と、酸化ガドリニウム、酸
化テルビウム、酸化ジスプロシウムの中から選ばれる少
なくとも１種類以上と、酸化マンガン、酸化コバルト、
酸化ニッケルの中から選ばれる１種類以上の酸化物と
を、上述の組成比に調整し、酸化マグネシウムと、酸化
ケイ素とを添加含有させた誘電体セラミック材料を用い
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規格で規定されているＢ特性および
ＥＩＡ規格で規定されているＸ７Ｒ特性を満足し、高電
界強度下での室温および高温において、絶縁抵抗が高
く、信頼性が高い積層セラミックコンデンサを得ること
ができる。

【００１９】また、得られる誘電体セラミック層の結晶
粒径が１μｍ以下と小さいため、１つの誘電体セラミッ
ク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セラミック層の厚みを薄
くしても信頼性の低下を防ぐことができる。

【００２０】また、誘電体セラミックス層がチタン酸バ
リウムと、酸化スカンジウム、酸化イットリウムの中か
ら選ばれる少なくとも１種類以上の希土類酸化物と、酸
化ガドリニウム、酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム
の中から選ばれる少なくとも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、酸化ニッケルの中か
ら選ばれる少なくとも１種類以上の酸化物とにより構成
される誘電体セラミック材料の主成分のうち、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、Ｎａ₂Ｏ，Ｋ₂Ｏ等のアル
カリ金属酸化物、その他Ａｌ₂Ｏ₃，ＳｉＯ₂等の酸化物
の中で、特にＮａ₂Ｏ，Ｋ₂Ｏ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確認してい
る。つまり、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
とで、３０００以上の誘電率が得られることを確認して
いる。

【００２１】さらに、誘電体セラミック層中に酸化ケイ
素を添加させることによって、焼成過程の比較的高温状
態において、その焼成雰囲気をＮｉ／ＮｉＯの平衡酸素
分圧付近の酸素分圧に調整することにより、焼結性がよ
くなるとともに、耐湿負荷特性が向上することも確認し
ている。

【００２２】上述したような誘電体セラミック材料を用
いて誘電体セラミック層を形成すれば、静電容量の温度
変化が小さく、信頼性が高い小型大容量の積層セラミッ
クコンデンサを実現することが可能となるとともに、ニ
ッケルまたはニッケル合金あるいはそれらにセラミック
粉末を少量添加したものを内部電極とすることが可能と
なる。

【００２３】また、外部電極の組成は特に限定されるも
のではない。例えば、Ａｇ，Ｐｄ，Ａｇ−Ｐｄ，Ｃｕ，
Ｃｕ合金等の種々の導電性金属粉末の焼結層、または、
上記導電性金属粉末と、Ｂ₂Ｏ₃−Ｌｉ₂Ｏ−ＳｉＯ₂−Ｂ
ａＯ系、Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂−ＢａＯ系、Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂
−ＺｎＯ系、Ｌｉ₂Ｏ−ＳｉＯ₂−ＢａＯ系等の種々のガ
ラスフリットとを配合した焼結層によって構成されてい
ればよい。また、少量であれば、導電性金属粉末とガラ
スフリットとともに、セラミック粉末を添加してもよ
い。より好ましくは、この焼結層の上にメッキ層を被覆
する場合であり、メッキ層は、Ｎｉ，Ｃｕ，Ｎｉ−Ｃｕ
合金等からなるメッキ層のみでもよいし、さらにその上
にはんだ、錫などのメッキ層を有してもよい。

【００２４】次に、この発明を実施例に基づき、さらに
具体的に説明するが、この発明はかかる実施例のみに限
定されるものではない。この発明の一実施例である積層
セラミックコンデンサについて説明する。図１は一実施
例の積層セラミックコンデンサの概略断面図、図２は一
実施例の内部電極を有する誘電体セラミック層の概略平
面図、図３は一実施例のセラミック積層体の分解斜視図
を示す。この発明にかかる積層セラミックコンデンサ１
は、図１に示すように、内部電極４を介在して複数枚の
誘電体セラミック層２ａ，２ｂを積層して得られたセラ
ミック積層体３の両端面に外部電極５およびニッケル、
銅などのメッキ第１層６、はんだ、錫などのメッキ第２
層７が形成された直方体形状のチップタイプである。

【００２５】次に、この発明にかかる積層セラミックコ
ンデンサ１の製造方法について、製造工程順に説明す
る。まず、セラミック積層体３を形成する。このセラミ
ック積層体３は次のようにして製造される。図２に示す
ように、チタン酸バリウムと、酸化スカンジウム、酸化
イットリウムの中から選ばれる少なくとも１種類以上
と、酸化ガドリニウム、酸化テルビウム、酸化ジスプロ
シウムの中から選ばれる少なくとも１種類以上と、酸化
マンガン、酸化コバルト、酸化ニッケルの中から選ばれ
る少なくとも１種類以上の酸化物と、酸化マグネシウム
と、酸化ケイ素とからなる材料粉末をスラリー化してシ
ート状とした誘電体セラミック層２（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４を形成する。なお、内部電極４を形成す
る方法は、スクリーン印刷などによる形成でも、蒸着、
メッキ法による形成でもどちらでも構わない。

【００２６】次に、内部電極４を有する誘電体セラミッ
ク層２ｂは必要枚数積層され、図３に示す如く、内部電
極４を有しない誘電体セラミック層２ａにて挟んで圧着
し、積層体とする。その後、この積層された誘電体セラ
ミック層２ａ，２ｂ，・・・，２ｂ，２ａを還元性雰囲
気中、所定の温度にて焼成し、セラミック積層体３が形
成される。次に、セラミック積層体３の両端面に、内部
電極４と接続するように、二つの外部電極５を形成す
る。

【００２７】この外部電極５の材料としては、内部電極
４と同じ材料を使用することができる。また、銀、パラ
ジウム、銀−パラジウム合金、銅、銅合金等が使用可能
であり、また、これらの金属粉末にＢ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂−
ＢａＯ系ガラス、Ｌｉ₂Ｏ−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。

【００２８】また、外部電極５は、材料となる金属粉末
から構成される導電ペーストを、焼成により得たセラミ
ック積層体３に塗布して、焼き付けることで形成される
が、焼成前のセラミック積層体３に導電ペーストを塗布
して、セラミック積層体３の焼成と同時に外部電極５を
形成してもよい。この後、外部電極５上にニッケル、銅
などのメッキを施し、メッキ第１層６を形成する。最後
に、このメッキ第１層６の上にはんだ、錫などのメッキ
第２層７を形成し、チップ型の積層セラミックコンデン
サ１が製造される。

【００２９】以下では、より詳細な実施例について説明
する。（実施例１）まず、出発原料として種々の純度のＴｉＣ
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（Ｃ₂Ｏ₄）・４
Ｈ₂Ｏ）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。

【００３０】

【表１】

【００３１】次に，チタン酸バリウムのＢａ／Ｔｉモル
比ｍを調整するためのＢａＣＯ₃と、純度９９％以上の
Ｓｃ₂Ｏ₃，Ｙ₂Ｏ₃，Ｇｄ₂Ｏ₃，Ｔｂ₂Ｏ₃，Ｄｙ₂Ｏ₃，Ｍ
ｎＣＯ₃，ＮｉＯ，Ｃｏ₂Ｏ₃，ＭｇＯとＳｉＯ₂を準備し
た。これらの原料粉末を表２に示す組成比となるように
配合し、配合物を得た。

【００３２】

【表２】

【００３３】この配合物に、ポリビニルブチラール系バ
インダー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。しかる後、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１１μｍの矩形のグリーン
シートを得た。次に、上記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。

【００３４】導電ペースト層が形成されたセラミックグ
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。得ら
れた積層体を、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
^-12ＭＰａのＨ₂−Ｎ₂−Ｈ₂Ｏ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。得られたセラミック焼結体表面を走査型
電子顕微鏡にて、倍率１５００で観察し、グレインサイ
ズを測定した。

【００３５】焼成後、得られた焼結体の両端面にＢ₂Ｏ₃
−Ｌｉ₂Ｏ−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。上記のようにして得られた積層セラ
ミックコンデンサの外形寸法は、幅：１．６ｍｍ、長
さ：３．２ｍｍ、厚さ：１．２ｍｍであり、内部電極間
に介在す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。

【００３６】そして、これらについて電気的特性を測定
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（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℃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。

【００３７】また、温度変化に対する静電容量の変化率
を測定した。なお、温度変化に対する静電容量の変化率
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／△
Ｃ２５℃｜ｍａｘ）を示した。

【００３８】また、高温負荷寿命試験として、各試料を
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１０⁶Ω
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。

【００３９】さらに、耐湿負荷試験として、各試料を７
２個ずつ、２気圧（相対湿度１００％）、温度１２１℃
にて直流電流を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１０⁶Ω以下にな
った試料の個数を示す。以上の結果を表３に示した。

【００４０】

【表３】

【００４１】表１、表２、表３から明かなように、この
発明の積層セラミックコンデンサは誘電率が３０００以
上と高く、誘電損失は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
規格に規定されているＢ特性規格および、−５５℃と１
２５℃での範囲内でＥＩＡ規格に規定されているＸ７Ｒ
特性規格を満足する。また、２５℃における絶縁抵抗を
ＣＲ積で表したときに、６０００ＭΩ・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１３００℃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。

【００４２】ここで、この発明の積層セラミックコンデ
ンサに用いる誘電体セラミック材料の組成限定理由につ
いて説明する。（１−α−β）｛ＢａＯ｝_m・ＴｉＯ₂＋α｛（１−ｘ）
Ｍ₂Ｏ₃＋ｘＲｅ₂Ｏ₃｝＋β（Ｍｎ_1-y-zＮｉ_yＣｏ_z）Ｏ
（ただし、Ｍ₂Ｏ₃は、Ｓｃ₂Ｏ₃，Ｙ₂Ｏ₃の中から選ばれ
る少なくとも１種類以上であり、Ｒｅ₂Ｏ₃は、Ｇｄ
₂Ｏ₃，Ｔｂ₂Ｏ₃，Ｄｙ₂Ｏ₃の中から選ばれる少なくとも
１種類以上）において、試料番号２１のように、（Ｍ₂
Ｏ₃＋Ｒｅ₂Ｏ₃）量αが０．００２５未満の場合には、
誘電率が３０００より低く、誘電損失が２．５％を越
え、静電容量の温度変化率も大きくなり、平均寿命時間
が極端に短くなるからである。試料番号１８のように
（Ｍ₂Ｏ₃＋Ｒｅ₂Ｏ₃）量αが０．０２５を超える場合に
は、誘電率が３０００より低く、絶縁抵抗が低下し、平
均寿命時間が短く、耐湿負荷試験で不良が発生し、焼結
温度が高くなるからである。

【００４３】試料番号３のように（Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｏ）
Ｏ量βが０．００２５未満の場合には、還元性雰囲気で
焼成すると誘電体セラミックが還元され、半導体化して
絶縁抵抗が低下してしまうからである。試料番号１のよ
うに（Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｏ）Ｏ量βが０．０５を超える場
合には、絶縁抵抗が低くなり、平均寿命時間が短くな
る。また、静電容量の温度変化率も大きくなるからであ
る。

【００４４】試料番号２４，２５，２６のように、Ｍｎ
を全く含まない場合には、絶縁抵抗が低下し、平均寿命
時間が３００時間よりも短くなるからである。

【００４５】試料番号７のように、｛（１−ｘ）Ｍ₂Ｏ₃
＋ｘＲｅ₂Ｏ₃｝のｘが０の場合には、平均寿命時間が３
００時間よりも短くなるからである。試料番号２２のよ
うに、｛（１−ｘ）Ｍ₂Ｏ₃＋ｘＲｅ₂Ｏ₃｝のｘが０．５
を超える場合には、静電容量の温度変化率が大きくな
り、ＪＩＳ規格のＢ特性およびＥＩＡ規格のＸ７Ｒ特性
を満足しなくなるからである。

【００４６】試料番号４のように、（Ｍ₂Ｏ₃＋Ｒｅ
₂Ｏ₃）量αと（Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｏ）Ｏ量βの比率β／α
が４を越える場合には、静電容量の温度変化率が大きく
なり、平均寿命が３００時間より短くなるからである。

【００４７】試料番号２，６のように、チタン酸バリウ
ムのモル比ｍが１．０００以下の場合には、還元性雰囲
気で焼成したとき、半導体化して絶縁抵抗が低下し、平
均寿命時間が３００時間よりも短くなるからである。試
料番号１９のように、モル比ｍが１．０３５を超える場
合には、焼結性が極端に悪くなるからである。

【００４８】試料番号５のように、ＭｇＯ量が０．５モ
ル未満の場合には、絶縁抵抗が低下し、静電容量の温度
変化率が大きくなるからである。試料番号８のように、
ＭｇＯ量が５．０モルを超える場合には、焼結温度が高
くなり、耐湿負荷試験で不良が発生するからである。

【００４９】試料番号２３のように、ＳｉＯ₂の量が
０．２モル未満の場合には、焼結性が極端に悪くなるか
らである。試料番号２０のように、ＳｉＯ₂の量が５．
０モルを超える場合には、誘電率が３０００より低くな
り、絶縁抵抗が６０００ＭΩ・μＦを越えないからであ
る。

【００５０】試料番号２７のように、チタン酸バリウム
に不純物として含まれるアルカリ金属酸化物の量が０．
０２重量部を越える場合には、誘電率の低下を生じるか
らである。

【００５１】なお、上記実施例では、チタン酸バリウム
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、この実施例で
示した特性よりも向上することも有り得る。また、酸化
スカンジウム、酸化イットリウム、酸化ガドリニウム、
酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム、酸化マンガン、
酸化コバルト、酸化ニッケルおよび酸化マグネシウムな
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、得られる特性を何等損なうものではな
い。

【００５２】

【発明の効果】この発明の積層セラミックコンデンサ
は、還元性雰囲気中で焼成しても還元されず、半導体化
しない誘電体セラミック材料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またはニッケル合
金を用いることができ、１３００℃以下と比較的低温で
焼成可能であり、積層セラミックコンデンサのコストダ
ウンを図ることができる。

【００５３】また、この誘電体セラミック材料を用いた
積層セラミックコンデンサでは、誘電率が３０００以上
あり、かつ誘電率の温度変化が小さい。また、絶縁抵抗
が高く、高温下、高湿下での特性劣化のない優れた特性
を示す。したがって、誘電体セラミック層を薄層化して
も、定格電圧を下げる必要がない。

【００５４】さらに、結晶粒径が１μｍ以下と小さいた
め、誘電体セラミック層を薄層化したときに、従来の積
層セラミックコンデンサに比較して層中に存在する結晶
粒の量を多くできる。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ことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例である積層セラミックコン
デンサの概略断面図である。

【図２】この発明の一実施例である内部電極を有する誘
電体セラミック層の概略平面図である。

【図３】この発明の一実施例であるセラミック積層体の
分解斜視図である。

【符号の説明】

１積層セラミックコンデンサ２誘電体セラミック層２ａ内部電極を有しない誘電体セラミック層２ｂ内部電極を有する誘電体セラミック層３セラミック積層体４内部電極５外部電極６メッキ第１層７メッキ第２層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の誘電体セラミック層と、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
数の内部電極と、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
られた外部電極と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、酸化スカンジウム、酸化イットリウムの中から選ばれる
少なくとも１種類以上と、酸化ガドリニウム、酸化テルビニウム、酸化ジスプロシ
ウムの中から選ばれる少なくとも１種類以上と、酸化マンガン、酸化コバルト、酸化ニッケルの中から選
ばれる少なくとも１種類以上とからなり、次の組成式、（１−α−β）｛ＢａＯ｝_m・ＴｉＯ₂＋α｛（１−ｘ）
Ｍ₂Ｏ₃＋ｘＲｅ₂Ｏ₃｝＋β（Ｍｎ_1-y-zＮｉ_yＣｏ_z）Ｏ（ただし、Ｍ₂Ｏ₃は、Ｓｃ₂Ｏ₃，Ｙ₂Ｏ₃の中から選ばれ
る少なくとも１種類以上であり、Ｒｅ₂Ｏ₃は、Ｇｄ
₂Ｏ₃，Ｔｂ₂Ｏ₃，Ｄｙ₂Ｏ₃の中から選ばれる少なくとも
１種類以上であり、α，β，ｍ，ｘ，ｙ，ｚは、０．００２５≦α≦０．０２５０．００２５≦β≦０．０５ β／α≦４０＜ｘ≦０．５００≦ｙ＜１．００≦ｚ＜１．００≦ｙ＋ｚ＜１．０１．０００＜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、酸化ケイ素をＳｉＯ₂に換算して０．２〜５．
０モル添加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に記載
の積層セラミックコンデンサ。
【請求項３】前記外部電極は、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。