JP2001230148A - 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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- JP2001230148A JP2001230148A JP2000037542A JP2000037542A JP2001230148A JP 2001230148 A JP2001230148 A JP 2001230148A JP 2000037542 A JP2000037542 A JP 2000037542A JP 2000037542 A JP2000037542 A JP 2000037542A JP 2001230148 A JP2001230148 A JP 2001230148A
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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、該誘電体層がチタン酸バリウム系
のセラミック粒子の焼結体からなり、該セラミック粒子
が固溶体からなる積層セラミックコンデンサにおいて、
該セラミック粒子にＨｏ，Ｓｃ，Ｙ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｅ
ｒ，Ｙｂ，Ｔｂ，Ｔｍ及び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、該希土類元素の濃度を
該セラミック粒子の中心から粒界に向かって高くなるよ
うにした。
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、該誘電体層がチタン酸バリウム系
のセラミック粒子の焼結体からなり、該セラミック粒子
が固溶体からなる積層セラミックコンデンサにおいて、
該セラミック粒子にＨｏ，Ｓｃ，Ｙ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｅ
ｒ，Ｙｂ，Ｔｂ，Ｔｍ及び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、該希土類元素の濃度を
該セラミック粒子の中心から粒界に向かって高くなるよ
うにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、誘電体層を形成
しているセラミック粒子の電気抵抗を増大させて電気的
特性に対する信頼性を高めた積層セラミックコンデンサ
とその製造方法に関する。
しているセラミック粒子の電気抵抗を増大させて電気的
特性に対する信頼性を高め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】一般に、積層セラミックコンデンサはチ
ップ状の素体と、該素体の両端部に形成された一対の外
部電極とからなる。該素体は一般に誘電体層と内部電極
とが交互に多数層積層された積層体からなる。該内部電
極のうち、隣り合う内部電極は誘電体層を介して対向
し、別々の外部電極と電気的に接続されている。
ップ状の素体と、該素体の両端部に形成された一対の外
部電極とからなる。該素体は一般に誘電体層と内部電極
とが交互に多数層積層された積層体からなる。該内部電
極のうち、隣り合う内部電極は誘電体層を介して対向
し、別々の外部電極と電気的に接続されている。
【０００３】ここで、積層セラミックコンデンサの温度
特性が、ＪＩＳ規格のＦ特性の場合、前記誘電体層とし
ては、例えばＢａ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ３又は（Ｂａ，Ｃ
ａ）（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ３で表されるペロブスカイト単一
相に希土類元素の酸化物やＭｎ，Ｖ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｆ
ｅ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｍｏ等のアクセプタ型元素の化合物が
含まれているセラミック粒子の焼結体からなる耐還元性
セラミック組成物が使用されている。また、前記内部電
極としては、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。
特性が、ＪＩＳ規格のＦ特性の場合、前記誘電体層とし
ては、例えばＢａ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ３又は（Ｂａ，Ｃ
ａ）（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ３で表されるペロブスカイト単一
相に希土類元素の酸化物やＭｎ，Ｖ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｆ
ｅ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｍｏ等のアクセプタ型元素の化合物が
含まれているセラミック粒子の焼結体からなる耐還元性
セラミック組成物が使用されている。また、前記内部電
極としては、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】前記素体は、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、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、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３μｍ以下に薄層化さ
せると、単位厚み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、ＩＲ不良が増大し、
加速寿命が短くなり、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。
せると、単位厚み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、ＩＲ不良が増大し、
加速寿命が短くなり、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。
【０００７】この発明は、誘電体層を薄層化しても薄層
化したほどには絶縁破壊等を生じない、信頼性の高い積
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。
化したほどには絶縁破壊等を生じない、信頼性の高い積
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、該誘電体層はセラミック粒
子の焼結体からなり、該セラミック粒子は固溶体からな
り、該セラミック粒子はＨｏ，Ｓｃ，Ｙ，Ｇｄ，Ｄｙ，
Ｅｒ，Ｙｂ，Ｔｂ，Ｔｍ及びＬｕから選択された１種又
は２種以上の希土類元素を含み、該希土類元素の濃度は
該セラミック粒子の中心から粒界に向かって高くなって
いる。
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、該誘電体層はセラミック粒
子の焼結体からなり、該セラミック粒子は固溶体からな
り、該セラミック粒子はＨｏ，Ｓｃ，Ｙ，Ｇｄ，Ｄｙ，
Ｅｒ，Ｙｂ，Ｔｂ，Ｔｍ及びＬｕから選択された１種又
は２種以上の希土類元素を含み、該希土類元素の濃度は
該セラミック粒子の中心から粒界に向かって高くなって
いる。
【０００９】ここで、前記誘電体層はＢａ（Ｔｉ，Ｚ
ｒ）Ｏ３で表される耐還元性セラミック組成物又は（Ｂ
ａ，Ｍ）（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ３（但し、Ｍ＝Ｓｒ，Ｃａ，
Ｍｇの少なくとも１種）で表される耐還元性セラミック
組成物で形成することができるが、これら以外のペロブ
スカイト単一相のセラミック組成物で形成してもよい。
耐還元性セラミック組成物とは、非酸化性雰囲気中にお
ける焼成で還元され難く、酸化性雰囲気中で容易に酸化
されるセラミック組成物をいう。
ｒ）Ｏ３で表される耐還元性セラミック組成物又は（Ｂ
ａ，Ｍ）（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ３（但し、Ｍ＝Ｓｒ，Ｃａ，
Ｍｇの少なくとも１種）で表される耐還元性セラミック
組成物で形成することができるが、これら以外のペロブ
スカイト単一相のセラミック組成物で形成してもよい。
耐還元性セラミック組成物とは、非酸化性雰囲気中にお
ける焼成で還元され難く、酸化性雰囲気中で容易に酸化
されるセラミック組成物をいう。
【００１０】また、このセラミック組成物としては、特
に、積層セラミックコンデンサの容量温度特性がＦ特
性、すなわち、−２５℃から＋８５℃の温度範囲で、＋
２０℃における静電容量を基準としたときの容量変化率
が−８０％〜＋３０％以内であることを満足するセラミ
ック組成物が好ましい。
に、積層セラミックコンデンサの容量温度特性がＦ特
性、すなわち、−２５℃から＋８５℃の温度範囲で、＋
２０℃における静電容量を基準としたときの容量変化率
が−８０％〜＋３０％以内であることを満足するセラミ
ック組成物が好ましい。
【００１１】また、前記セラミック粒子にＭｎ，Ｖ，Ｃ
ｒ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｎｉ及びＭｏから選択された１
種又は２種以上のアクセプタ型元素を含ませ、該アクセ
プタ型元素の濃度を該セラミック粒子の中心から粒界に
向かって高くなるようにするのが好ましい。また、前記
セラミック粒子の粒界をガラス成分で埋めるようにして
もよい。
ｒ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｎｉ及びＭｏから選択された１
種又は２種以上のアクセプタ型元素を含ませ、該アクセ
プタ型元素の濃度を該セラミック粒子の中心から粒界に
向かって高くなるようにするのが好ましい。また、前記
セラミック粒子の粒界をガラス成分で埋めるようにして
もよい。
【００１２】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、セラミック原料を調製する原料調
製工程と、該原料調製工程で得られたセラミック原料を
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、該シート形成工程で得られたセラミックグリー
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
層体を得る積層工程と、該積層工程で得られた積層体を
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ている。
デンサの製造方法は、セラミック原料を調製する原料調
製工程と、該原料調製工程で得られたセラミック原料を
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、該シート形成工程で得られたセラミックグリー
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
層体を得る積層工程と、該積層工程で得られた積層体を
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ている。
【００１３】そして、前記原料調製工程は、該セラミッ
ク原料を仮焼し、該仮焼によって得られたものにＨｏ，
Ｓｃ，Ｙ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｅｒ，Ｙｂ，Ｔｂ，Ｔｍ及びＬ
ｕから選択された１種又は２種以上の希土類元素の化合
物を混合する工程を有しているものである。
ク原料を仮焼し、該仮焼によって得られたものにＨｏ，
Ｓｃ，Ｙ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｅｒ，Ｙｂ，Ｔｂ，Ｔｍ及びＬ
ｕから選択された１種又は２種以上の希土類元素の化合
物を混合する工程を有しているものである。
【００１４】ここで、前記セラミック原料はＢａ（Ｔ
ｉ，Ｚｒ）Ｏ３で表されるペロブスカイトを形成する比
率のＢａ，Ｔｉ及びＺｒ化合物の混合物又は（Ｂａ，
Ｍ）（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ３（但し、Ｍ＝Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ
の少なくとも１種）で表されるペロブスカイトを形成す
る比率のＢａ，Ｍ，Ｔｉ及びＺｒ化合物の混合物を使用
することができるが、これら以外のセラミック混合物を
使用してもよい。耐還元性セラミック材料とは、非酸化
性雰囲気中における焼成で還元され難く、酸化性雰囲気
中で容易に酸化されるセラミック材料をいう。
ｉ，Ｚｒ）Ｏ３で表されるペロブスカイトを形成する比
率のＢａ，Ｔｉ及びＺｒ化合物の混合物又は（Ｂａ，
Ｍ）（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ３（但し、Ｍ＝Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ
の少なくとも１種）で表されるペロブスカイトを形成す
る比率のＢａ，Ｍ，Ｔｉ及びＺｒ化合物の混合物を使用
することができるが、これら以外のセラミック混合物を
使用してもよい。耐還元性セラミック材料とは、非酸化
性雰囲気中における焼成で還元され難く、酸化性雰囲気
中で容易に酸化されるセラミック材料をいう。
【００１５】また、このセラミック原料としては、特
に、形成される積層セラミックコンデンサの容量温度特
性がＦ特性を満足するようになるセラミック原料が好ま
しい。また、前記セラミック原料にガラス成分が含まれ
ていてもよい。
に、形成される積層セラミックコンデンサの容量温度特
性がＦ特性を満足するようになるセラミック原料が好ま
しい。また、前記セラミック原料にガラス成分が含まれ
ていてもよい。
【００１６】また、前記原料調製工程において、希土類
元素とともにＭｎ，Ｖ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｎｉ
及びＭｏから選択された１種又は２種以上のアクセプタ
型元素の化合物を添加してもよい。また、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、その後、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。
元素とともにＭｎ，Ｖ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｎｉ
及びＭｏから選択された１種又は２種以上のアクセプタ
型元素の化合物を添加してもよい。また、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、その後、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。
【００１７】
【実施例】まず、ＢａＣＯ３を６９．７重量部、ＴｉＯ
２を２４．３重量部、ＺｒＯ２を６．１重量部、各々秤
量し、これらを十分に混合し、１０００〜１２００℃で
３時間加熱した。ＢａＣＯ３とＴｉＯ２とＺｒＯ２とが
反応し、Ｂａ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ３で表されるペロブスカ
イト単一相の固溶体が形成される。
２を２４．３重量部、ＺｒＯ２を６．１重量部、各々秤
量し、これらを十分に混合し、１０００〜１２００℃で
３時間加熱した。ＢａＣＯ３とＴｉＯ２とＺｒＯ２とが
反応し、Ｂａ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ３で表されるペロブスカ
イト単一相の固溶体が形成される。
【００１８】次に、１００重量部（１０００ｇ）の前記
Ｂａ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ３に、希土類元素（Ｈｏ，Ｓｃ，
Ｙ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｅｒ，Ｙｂ，Ｔｂ，Ｔｍ，Ｌｕ）の酸
化物、アクセプタ型元素（Ｍｎ，Ｖ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｆ
ｅ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｍｏ）の化合物及びガラス成分を、表
１の試料Ｎｏ．１〜１４に示すように添加した。
Ｂａ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ３に、希土類元素（Ｈｏ，Ｓｃ，
Ｙ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｅｒ，Ｙｂ，Ｔｂ，Ｔｍ，Ｌｕ）の酸
化物、アクセプタ型元素（Ｍｎ，Ｖ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｆ
ｅ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｍｏ）の化合物及びガラス成分を、表
１の試料Ｎｏ．１〜１４に示すように添加した。
【００１９】ここで、試料Ｎｏ．１の場合、希土類元素
としてＨｏ２Ｏ３を１．６重量部添加し、アクセプタ型
元素としてＭｎＯを０．０８重量部添加し、ガラス成分
を１．０重量部添加した。試料Ｎｏ．２以下も試料Ｎ
ｏ．１の場合と同程度の量を添加した。
としてＨｏ２Ｏ３を１．６重量部添加し、アクセプタ型
元素としてＭｎＯを０．０８重量部添加し、ガラス成分
を１．０重量部添加した。試料Ｎｏ．２以下も試料Ｎ
ｏ．１の場合と同程度の量を添加した。
【００２０】そして、これらに、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
機バインダを１５重量％、水を５０重量％加え、これら
をボールミルに入れ、充分に混合して磁器原料のセラミ
ックスラリーを得た。
リマー、グリセリン、縮合リン酸塩の水溶液からなる有
機バインダを１５重量％、水を５０重量％加え、これら
をボールミルに入れ、充分に混合して磁器原料のセラミ
ックスラリーを得た。
【００２１】次に、上記スラリーを真空脱泡機に入れて
脱泡し、この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２μｍで１
０ｃｍ角の正方形のセラミックグリーンシートを得た。
脱泡し、この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２μｍで１
０ｃｍ角の正方形のセラミックグリーンシートを得た。
【００２２】一方、平均粒径０．２μｍ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。
【００２３】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１００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１００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積層し
た。
【００２４】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、
５０個のチップ状の積層体を得た。
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、
５０個のチップ状の積層体を得た。
【００２５】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。
【００２６】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。
【００２７】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。
【００２８】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。
【００２９】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加速寿命、誘電体層の誘電率を調べ
たところ、表１に示す通りであった。ここで、加速寿命
は１２５℃、５０Ｖの条件で求めた。なお、Ｎｏ．１５
の試料は比較例であり、希土類元素の化合物及びアクセ
プタ型元素の化合物をＢａＣＯ３、ＴｉＯ２及びＺｒＯ
２ともに混合してセラミックスラリーの原料とした。
ミックコンデンサの加速寿命、誘電体層の誘電率を調べ
たところ、表１に示す通りであった。ここで、加速寿命
は１２５℃、５０Ｖの条件で求めた。なお、Ｎｏ．１５
の試料は比較例であり、希土類元素の化合物及びアクセ
プタ型元素の化合物をＢａＣＯ３、ＴｉＯ２及びＺｒＯ
２ともに混合してセラミックスラリーの原料とした。
【００３０】
【表１】
【００３１】また、セラミック原料としてＢａＣＯ３を
６７．３重量部、ＣａＣＯ３を１．８重量部、ＴｉＯ２
を２４．７重量部、ＺｒＯ２を６．２重量部、各々秤量
し、前記した実施例と同様の実験をしたところ、表２の
試料Ｎｏ．１６〜３０に示す通りの結果が得られた。こ
こで、試料Ｎｏ．１６〜２９は実施例、試料Ｎｏ．３０
は比較例である。
６７．３重量部、ＣａＣＯ３を１．８重量部、ＴｉＯ２
を２４．７重量部、ＺｒＯ２を６．２重量部、各々秤量
し、前記した実施例と同様の実験をしたところ、表２の
試料Ｎｏ．１６〜３０に示す通りの結果が得られた。こ
こで、試料Ｎｏ．１６〜２９は実施例、試料Ｎｏ．３０
は比較例である。
【００３２】
【表２】
【００３３】なお、セラミック原料としてＣａＣＯ３を
使用せず、代わりにＳｒＣＯ３，ＭｇＣＯ３を使用した
場合も表２の場合と同様な結果が得られた。
使用せず、代わりにＳｒＣＯ３，ＭｇＣＯ３を使用した
場合も表２の場合と同様な結果が得られた。
【００３４】また、このようにして作成した積層セラミ
ックコンデンサの誘電体層を形成しているセラミック粒
子をＳＴＥＭ（分析電子顕微鏡）で分析したところ、図
１に示すように、希土類元素及びアクセプタ型元素がセ
ラミック粒子の中心から粒界側に向かって濃度の高い濃
度勾配を有していることがわかった。なお、図中、１０
はセラミック粒子である。
ックコンデンサの誘電体層を形成しているセラミック粒
子をＳＴＥＭ（分析電子顕微鏡）で分析したところ、図
１に示すように、希土類元素及びアクセプタ型元素がセ
ラミック粒子の中心から粒界側に向かって濃度の高い濃
度勾配を有していることがわかった。なお、図中、１０
はセラミック粒子である。
【００３５】
【発明の効果】この発明は、アクセプタ型元素や希土類
元素の濃度がセラミック粒子の中心から粒界側に向かっ
て高い濃度勾配を有しているので、粒子径が微細化し、
誘電体層の耐還元性や再酸化性が向上し、誘電体層を形
成しているセラミック粒子の電気抵抗が増大し、信頼
性、特に誘電体層を薄層化させた時の信頼性が向上する
という効果がある。
元素の濃度がセラミック粒子の中心から粒界側に向かっ
て高い濃度勾配を有しているので、粒子径が微細化し、
誘電体層の耐還元性や再酸化性が向上し、誘電体層を形
成しているセラミック粒子の電気抵抗が増大し、信頼
性、特に誘電体層を薄層化させた時の信頼性が向上する
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セラミック粒子中に含まれるアク
セプタ型元素及び希土類元素の濃度分布を示す説明図で
ある。
電体層を形成しているセラミック粒子中に含まれるアク
セプタ型元素及び希土類元素の濃度分布を示す説明図で
ある。
１０ セラミック粒子
───────────────────────────────────────────────────── 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 AC04 AC09 AE00 AE01 AE02 AE03 AE04 AF00 AF06 AH01 AH05 AH06 AH09 AJ01 AJ02
Claims (11)
- 【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、該誘電体層はセラミック粒子の焼
結体からなり、該セラミック粒子は固溶体からなり、該
セラミック粒子はＨｏ，Ｓｃ，Ｙ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｅｒ，
Ｙｂ，Ｔｂ，Ｔｍ及びＬｕから選択された１種又は２種
以上の希土類元素を含み、該希土類元素の濃度は該セラ
ミック粒子の中心から粒界に向かって高くなっているこ
とを特徴とする積層セラミックコンデンサ。 - 【請求項２】 前記誘電体層がＪＩＳ規格のＦ特性材料
であって、少なくともＢａ及びＴｉを含むことを特徴と
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】 前記誘電体層がＢａ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ３
で表わされるセラミック組成物又は（Ｂａ，Ｍ）（Ｔ
ｉ，Ｚｒ）Ｏ３（但し、Ｍ＝Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇの少なく
とも１種）で表わされるセラミック組成物からなること
を特徴とする請求項２に記載の積層セラミックコンデン
サ。 - 【請求項４】 前記セラミック粒子にＭｎ，Ｖ，Ｃｒ，
Ｃｏ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｎｉ及びＭｏから選択された１種又
は２種以上のアクセプタ型元素が含まれ、該アクセプタ
型元素の濃度が該セラミック粒子の中心から粒界に向か
って高くなってい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】 前記セラミック粒子の粒界をガラス成分
が埋めてい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】 セラミック原料を調製する原料調製工程
と、該原料調製工程で得られた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、該シート形成工程で得られた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
を得る積層工程と、該積層工程で得られた積層体を内部
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、前記原料調製工程が、該セラミ
ック原料を仮焼し、該仮焼によって得られたものにＨ
ｏ，Ｓｃ，Ｙ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｅｒ，Ｙｂ，Ｔｂ，Ｔｍ及
びＬｕから選択された１種又は２種以上の希土類元素の
化合物を混合する工程を有している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７】 前記セラミック原料がＪＩＳ規格のＦ特
性材料を形成するセラミック混合物であって、該セラミ
ック混合物が少なくともＢａ化合物及びＴｉ化合物を含
むことを特徴とする請求項６に記載の積層セラミックコ
ンデンサの製造方法。 - 【請求項８】 前記セラミック原料がＢａ（Ｔｉ，Ｚ
ｒ）Ｏ３で表されるペロブスカイトを形成する比率のＢ
ａ，Ｔｉ及びＺｒ化合物の混合物又は（Ｂａ，Ｍ）（Ｔ
ｉ，Ｚｒ）Ｏ３（但し、Ｍ＝Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇの少なく
とも１種）で表されるペロブスカイトを形成する比率の
Ｂａ，Ｍ，Ｔｉ及びＺｒ化合物の混合物からなることを
特徴とする請求項７に記載の積層セラミックコンデンサ
の製造方法。 - 【請求項９】 前記原料調製工程において、該仮焼によ
って得られたものにＭｎ，Ｖ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｃ
ｕ，Ｎｉ及びＭｏから選択された１種又は２種以上のア
クセプタ型元素の化合物を添加することを特徴とする請
求項６〜８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１０】 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、その後、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６〜９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１１】 前記セラミック原料にガラス成分が含
まれていることを特徴とする請求項６〜１０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。
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