JP2004155649A - 誘電体セラミックおよびその製造方法ならびに積層セラミックコンデンサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ABO3 (AはBa等であり、BはTi等である。)を主成分とし、さらに希土類元素およびSiを含む、誘電体セラミックであって、希土類元素の少なくとも一部とSiの少なくとも一部とは、希土類元素およびSiを含む、主成分であるABO3 粒子21とは異なる複合化合物22として存在し、かつ複合化合物22は、その少なくとも一部において結晶性を有している。
【選択図】 図2
Description
実験例1では、次のような実施例1および2ならびに比較例1−1、1−2および2の各々に係る試料を作製した。
実施例1は、ABO3 として、(Ba0.98Ca0.02)(Ti0.98Zr0.02)O3 を用い、添加成分として、Y2 O3 、MgO、MnO2 およびSiO2 を用いたものである。
比較例1−1は、実施例1と同じ組成を有するが、100モルの(Ba0.98Ca0.02)(Ti0.98Zr0.02)O3 に、1.0モルのY2 O3 、2.0モルのSiO2 、0.5モルのMgOおよび0.5モルのMnO2 を一度に混合することによって、誘電体セラミックの原料粉末となる混合粉末を得た。
比較例1−2は、実施例1と同じ組成を有するが、実施例1における添加成分としてのYO3/2 −SiO2 系の反応物に代えて、Y2 O3 とSiO2 とを1:2のモル比となるように秤量した後、ボールミルにより混合し、1500℃の温度で溶融し、次いで、この溶融物を水中に投入して、ガラスカレットを作製し、このガラスカレットを粉砕して得られたものを添加成分として用いたことを除いて、実施例1の場合と同様に、誘電体セラミックの原料粉末となる混合粉末を得、かつ、積層セラミックコンデンサを作製した。
実施例2は、ABO3 として、Ba(Ti0.85Zr0.15)O3 を用い、添加成分として、Gd2 O3 、MgO、MnO2 およびSiO2 を用いたものである。
比較例2は、実施例2と同じ組成を有するものであり、100モルのBa(Ti0.85Zr0.15)O3 に、8モルのGd2 O3 、1.0モルのSiO2 、10モルのMgOおよび1.0モルのMnO2 を一度に混合することによって、誘電体セラミックの原料粉末となる混合粉末を得た。
このようにして得られた実施例1および2ならびに比較例1−1、1−2および2に係る積層セラミックコンデンサについて、次のような評価を行なった。
実験例2では、希土類元素としてY以外の元素を用いた、次のような実施例3ないし16の各々に係る試料を作製した。
実施例1において、希土類元素を含む化合物として、Y2 O3 の代わりにLa2 O3 を用い、かつLaO3/2 −SiO2 系の反応物を用いたことを除いて、実施例1の場合と同様の原料組成物を用い、同様の操作を経て、実施例3に係る積層セラミックコンデンサを作製した。
実施例1において、希土類元素を含む化合物として、Y2 O3 の代わりにCeO2 を用い、かつCeO2 −SiO2 系の反応物を用いたことを除いて、実施例1の場合と同様の原料組成物を用い、同様の操作を経て、実施例4に係る積層セラミックコンデンサを作製した。
実施例1において、希土類元素を含む化合物として、Y2 O3 の代わりにPr6 O11を用い、かつPrO11/6−SiO2 系の反応物を用いたことを除いて、実施例1の場合と同様の原料組成物を用い、同様の操作を経て、実施例5に係る積層セラミックコンデンサを作製した。
実施例1において、希土類元素を含む化合物として、Y2 O3 の代わりにNd2 O3 を用い、かつNdO3/2 −SiO2 系の反応物を用いたことを除いて、実施例1の場合と同様の原料組成物を用い、同様の操作を経て、実施例6に係る積層セラミックコンデンサを作製した。
実施例1において、希土類元素を含む化合物として、Y2 O3 の代わりにSm2 O3 を用い、かつSmO3/2 −SiO2 系の反応物を用いたことを除いて、実施例1の場合と同様の原料組成物を用い、同様の操作を経て、実施例7に係る積層セラミックコンデンサを作製した。
実施例1において、希土類元素を含む化合物として、Y2 O3 の代わりにEu2 O3 を用い、かつEuO3/2 −SiO2 系の反応物を用いたことを除いて、実施例1の場合と同様の原料組成物を用い、同様の操作を経て、実施例8に係る積層セラミックコンデンサを作製した。
実施例1において、希土類元素を含む化合物として、Y2 O3 の代わりにGd2 O3 を用い、かつGdO3/2 −SiO2 系の反応物を用いたことを除いて、実施例1の場合と同様の原料組成物を用い、同様の操作を経て、実施例9に係る積層セラミックコンデンサを作製した。
実施例1において、希土類元素を含む化合物として、Y2 O3 の代わりにTb4 O7 を用い、かつTbO7/4 −SiO2 系の反応物を用いたことを除いて、実施例1の場合と同様の原料組成物を用い、同様の操作を経て、実施例10に係る積層セラミックコンデンサを作製した。
実施例1において、希土類元素を含む化合物として、Y2 O3 の代わりにDy2 O3 を用い、かつDyO3/2 −SiO2 系の反応物を用いたことを除いて、実施例1の場合と同様の原料組成物を用い、同様の操作を経て、実施例11に係る積層セラミックコンデンサを作製した。
実施例1において、希土類元素を含む化合物として、Y2 O3 の代わりにHo2 O3 を用い、かつHoO3/2 −SiO2 系の反応物を用いたことを除いて、実施例1の場合と同様の原料組成物を用い、同様の操作を経て、実施例12に係る積層セラミックコンデンサを作製した。
実施例1において、希土類元素を含む化合物として、Y2 O3 の代わりにEr2 O3 を用い、かつErO3/2 −SiO2 系の反応物を用いたことを除いて、実施例1の場合と同様の原料組成物を用い、同様の操作を経て、実施例13に係る積層セラミックコンデンサを作製した。
実施例1において、希土類元素を含む化合物として、Y2 O3 の代わりにTm2 O3 を用い、かつTmO3/2 −SiO2 系の反応物を用いたことを除いて、実施例1の場合と同様の原料組成物を用い、同様の操作を経て、実施例14に係る積層セラミックコンデンサを作製した。
実施例1において、希土類元素を含む化合物として、Y2 O3 の代わりにYb2 O3 を用い、かつYbO3/2 −SiO2 系の反応物を用いたことを除いて、実施例1の場合と同様の原料組成物を用い、同様の操作を経て、実施例15に係る積層セラミックコンデンサを作製した。
実施例1において、希土類元素を含む化合物として、Y2 O3 の代わりにLu2 O3 を用い、かつLuO3/2 −SiO2 系の反応物を用いたことを除いて、実施例1の場合と同様の原料組成物を用い、同様の操作を経て、実施例16に係る積層セラミックコンデンサを作製した。
以上、実施例3〜16の各々において得られた積層セラミックコンデンサについて、実施例1の場合と同様の評価を行なった。その評価結果が表2に示されている。
実験例3では、誘電体セラミックに含まれるアクセプター元素について、Mg以外の元素を用いた、次のような実施例17ないし22の各々に係る試料を作製した。
実施例1において、100モルの(Ba0.98Ca0.02)(Ti0.98Zr0.02)O3 と、2.0モルのYO3/2 −SiO2 系の反応物と、0.5モルのMgOと、0.5モルのMnO2 とを混合した混合粉末(誘電体セラミックの原料粉末)の代わりに、100モルのBaTiO3 と、2.2モルのY−Si−Mg−O(Y2 O3 :SiO2 :MgO=1:2:1)系の反応物と、0.2モルのNiOと、0.1モルのCr2 O3 とを混合した混合粉末を用いたことを除いて、実施例1の場合と同様の操作を経て、実施例17に係る積層セラミックコンデンサを作製した。
実施例1において、100モルの(Ba0.98Ca0.02)(Ti0.98Zr0.02)O3 と、2.0モルのYO3/2 −SiO2 系の反応物と、0.5モルのMgOと、0.5モルのMnO2 とを混合した混合粉末(誘電体セラミックの原料粉末)の代わりに、100モルの(Ba0.98Sr0.02)TiO3 と、1.8モルのY−Si−Ni−O(Y2 O3 :SiO2 :NiO=1:1:1)系の反応物と、0.3モルのDy2 O3 と、0.5モルのCuOと、0.1モルのAl2 O3 と、0.02モルのB2 O3 と、0.1モルのSiO2 とを混合した混合粉末を用いたことを除いて、実施例1の場合と同様の操作を経て、実施例18に係る積層セラミックコンデンサを作製した。
実施例1において、100モルの(Ba0.98Ca0.02)(Ti0.98Zr0.02)O3 と、2.0モルのYO3/2 −SiO2 系の反応物と、0.5モルのMgOと、0.5モルのMnO2 とを混合した混合粉末(誘電体セラミックの原料粉末)の代わりに、100モルの(Ba0.98Ca0.02)TiO3 と、1.5モルのY−Si−Fe−O(Y2 O3 :SiO2 :Fe2 O3 =1:3:0.5)系の反応物と、0.4モルのHo2 O3 と、0.3モルのMnO2 と、0.5モルのCuOとを混合した混合粉末を用いたことを除いて、実施例1の場合と同様の操作を経て、実施例19に係る積層セラミックコンデンサを作製した。
実施例1において、100モルの(Ba0.98Ca0.02)(Ti0.98Zr0.02)O3 と、2.0モルのYO3/2 −SiO2 系の反応物と、0.5モルのMgOと、0.5モルのMnO2 とを混合した混合粉末(誘電体セラミックの原料粉末)の代わりに、100モルのBa(Ti0.95Hf0.05)O3 と、2.4モルのY−Si−Cu−O(Y2 O3 :SiO2 :CuO=1:1:0.5)系の反応物と、0.2モルのMnO2 と、0.1モルのFe2 O3 と、0.1モルのSiO2 とを混合した混合粉末を用いたことを除いて、実施例1の場合と同様の操作を経て、実施例20に係る積層セラミックコンデンサを作製した。
実施例1において、100モルの(Ba0.98Ca0.02)(Ti0.98Zr0.02)O3 と、2.0モルのYO3/2 −SiO2 系の反応物と、0.5モルのMgOと、0.5モルのMnO2 とを混合した混合粉末(誘電体セラミックの原料粉末)の代わりに、100モルの(Ba0.99Sr0.01)(Ti0.99Zr0.01)O3 と、1.7モルのY−Si−Al−O(Y2 O3 :SiO2 :Al2 O3 =1:3:1)系の反応物と、0.2モルのYb2 O3 と、0.3モルのNiOとを混合した混合粉末を用いたことを除いて、実施例1の場合と同様の操作を経て、実施例21に係る積層セラミックコンデンサを作製した。
実施例1において、100モルの(Ba0.98Ca0.02)(Ti0.98Zr0.02)O3 と、2.0モルのYO3/2 −SiO2 系の反応物と、0.5モルのMgOと、0.5モルのMnO2 とを混合した混合粉末(誘電体セラミックの原料粉末)の代わりに、100モルのBaTiO3 と、2.6モルのY−Si−Cr−O(Y2 O3 :SiO2 :Cr2 O3 =1:0.5:0.5)系の反応物と、0.05モルのLu2 O3 と、0.2モルのSiO2 とを混合した混合粉末を用いたことを除いて、実施例1の場合と同様の操作を経て、実施例22に係る積層セラミックコンデンサを作製した。
以上、実施例17〜22において得られた積層セラミックコンデンサについて、実施例1の場合と同様の評価を行なった。その評価結果が表3に示されている。
実験例4では、複合化合物の含有量が、上記実施例1〜22の場合とは異なる、次のような実施例23に係る試料を作製した。
実施例1において、100モルの(Ba0.98Ca0.02)(Ti0.98Zr0.02)O3 と、2.0モルのYO3/2 −SiO2 系の反応物と、0.5モルのMgOと、0.5モルのMnO2 とを混合した混合粉末(誘電体セラミックの原料粉末)の代わりに、100モルのBa(Ti0.8 Zr0.2 )O3 と、25モルのGd−Sm−Si−O(Gd2 O3 :Sm2 O3 :SiO2 =1:0.15:0.1)系の反応物と、11モルのMgOと、1.5モルのMnO2 とを混合した混合粉末を用いたことを除いて、実施例1の場合と同様の操作を経て、実施例23に係る積層セラミックコンデンサを作製した。
以上、実施例23において得られた積層セラミックコンデンサについて、実施例1の場合と同様の評価を行なった。その評価結果が表4に示されている。
2 積層体
3 誘電体セラミック層
4,5 内部電極
8,9 外部電極
21 ABO3 粒子
22 複合化合物
Claims (6)
- ABO3 (Aは、Ba、またはBaならびにその一部が置換されたCaおよびSrの少なくとも1種であり、Bは、Ti、またはTiならびにその一部が置換されたZrおよびHfの少なくとも1種である。)を主成分とし、さらに希土類元素およびSiを含む、誘電体セラミックであって、
前記希土類元素の少なくとも一部と前記Siの少なくとも一部とは、前記希土類元素および前記Siを含む、前記主成分とは異なる複合化合物として存在し、かつ前記複合化合物は、その少なくとも一部において結晶性を有していることを特徴とする、誘電体セラミック。 - Mn、Ni、Fe、Cu、Mg、AlおよびCrの少なくとも1種をさらに含む、請求項1に記載の誘電体セラミック。
- Si、BおよびLiの少なくとも1種を含む焼結助剤をさらに含む、請求項1または2に記載の誘電体セラミック。
- ABO3 (Aは、Ba、またはBaならびにその一部が置換されたCaおよびSrの少なくとも1種であり、Bは、Ti、またはTiならびにその一部が置換されたZrおよびHfの少なくとも1種である。)を作製する工程と、
少なくとも希土類元素とSiとを反応させ、それによって、その一部において結晶性を有する反応物を作製する工程と、
前記ABO3 と前記反応物とを混合することによって、原料粉末を作製する工程と、
前記原料粉末を焼成する工程と
を備える、誘電体セラミックの製造方法。 - 前記原料粉末を作製する工程は、Mn、Ni、Fe、Cu、Mg、AlおよびCrの少なくとも1種を含む化合物、Si、BおよびLiの少なくとも1種を含む焼結助剤、ならびに希土類元素を含む化合物の少なくとも1種をさらに混合する工程を含む、請求項4に記載の誘電体セラミックの製造方法。
- 複数の積層された誘電体セラミック層および前記誘電体セラミック層間の特定の界面に沿って形成された内部電極を含む、積層体と、
前記内部電極の特定のものに電気的に接続されるように前記積層体の外表面上に形成される外部電極と
を備え、
前記誘電体セラミック層は、請求項1ないし3のいずれかに記載の誘電体セラミックからなることを特徴とする、積層セラミックコンデンサ。
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JP4457630B2 (ja) | 2010-04-28 |
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