JP2003277136A - Dielectric ceramic composition and multilayer ceramic electronic parts - Google Patents
Dielectric ceramic composition and multilayer ceramic electronic partsInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、誘電体セラミッ
ク組成物およびこの誘電体セラミック組成物を用いて構
成される積層セラミックコンデンサのような積層セラミ
ック電子部品に関するもので、特に、積層セラミック電
子部品における誘電体セラミック層の誘電率の温度特性
を良好にし、かつ信頼性の向上を有利に図り得るように
するための改良に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dielectric ceramic composition and a monolithic ceramic electronic component such as a monolithic ceramic capacitor formed by using the dielectric ceramic composition. The present invention relates to an improvement for improving the temperature characteristic of the permittivity of a dielectric ceramic layer and advantageously improving the reliability.
【0002】[0002]
【従来の技術】積層セラミック電子部品の一例としての
積層セラミックコンデンサは、複数の積層された誘電体
セラミック層と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とが積層された状態となってい
る積層体を備えている。このような積層セラミックコン
デンサにおいて、最近では、コスト低減のため、内部電
極に含まれる導電成分を与える金属として、高価な貴金
属であるAgやPdに代わって、安価な卑金属であるN
iなどが用いられることが多くなっている。2. Description of the Related Art A monolithic ceramic capacitor, which is an example of a monolithic ceramic electronic component, has a state in which a plurality of laminated dielectric ceramic layers and internal electrodes formed along a specific interface between the dielectric ceramic layers are laminated. It has a laminated body. In such a monolithic ceramic capacitor, recently, in order to reduce the cost, an inexpensive base metal N, instead of an expensive noble metal such as Ag or Pd, has been used as a metal for providing a conductive component contained in the internal electrodes.
i is often used.
【0003】また、積層セラミックコンデンサを製造す
る場合、上述した積層体の生の状態のものを焼成する工
程が実施される。上述したように、Niなどを内部電極
に用いる場合、この焼成工程では、Niなどが酸化され
ない還元性雰囲気を適用する必要がある。しかしなが
ら、還元性雰囲気下での焼成によれば、たとえばチタン
酸バリウムからなるセラミックは、通常、還元されて半
導体化してしまう。Further, when manufacturing a monolithic ceramic capacitor, a step of firing the above-mentioned green laminated body is carried out. As described above, when Ni or the like is used for the internal electrodes, it is necessary to apply a reducing atmosphere in which Ni or the like is not oxidized in this firing step. However, by firing in a reducing atmosphere, a ceramic made of barium titanate, for example, is usually reduced and becomes a semiconductor.
【0004】この問題を解決するため、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ける、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することによる、誘電体
セラミック材料の非還元化技術が開発されている。これ
以来、Niなどを内部電極とした積層セラミックコンデ
ンサの実用化が可能となり、その生産量も拡大してい
る。In order to solve this problem, for example, as shown in Japanese Patent Publication No. 57-42588, by making the barium site / titanium site ratio in the solid solution of barium titanate excessive than the stoichiometric ratio, Techniques for non-reduction of dielectric ceramic materials have been developed. Since then, it has become possible to put into practical use a monolithic ceramic capacitor that uses Ni or the like as an internal electrode, and its production volume is expanding.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】近年のエレクトロニク
ス技術の発展に伴い、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についても、小型化かつ
大容量化の傾向が顕著になってきている。With the recent development of electronics technology, miniaturization of electronic parts has rapidly progressed, and the tendency of monolithic ceramic capacitors to be miniaturized and to have a large capacity has become remarkable. .
【0006】また、特に積層セラミックコンデンサに対
しては、上述の静電容量の増大ばかりでなく、静電容量
の温度安定性も求められており、温度特性の良好な高誘
電率セラミック材料として、多くの材料が提案され、実
用化されている。Further, in particular, for a monolithic ceramic capacitor, not only the above-mentioned increase in capacitance but also the temperature stability of capacitance is required, and as a high dielectric constant ceramic material having good temperature characteristics, Many materials have been proposed and put into practical use.
【0007】これらの材料は、いずれもBaTiO3 を
主成分とするもので、これに希土類元素を添加し、焼結
する過程で、この添加成分をBaTiO3 粒子に拡散さ
せている。得られた焼結体の個々の粒子は、添加成分が
拡散していないコア部と添加成分が拡散したシェル部と
からなるコアシェル構造をとることが知られており、平
坦な誘電率温度特性は、コア部とシェル部との各々の互
いに異なる誘電率の温度特性の重ね合わせによって与え
られる。All of these materials have BaTiO 3 as a main component, and the additive component is diffused into the BaTiO 3 particles in the process of adding a rare earth element to this and sintering. It is known that the individual particles of the obtained sintered body have a core-shell structure composed of a core part in which an additive component is not diffused and a shell part in which an additive component is diffused. , The core part and the shell part are given by superposition of temperature characteristics of different dielectric constants.
【0008】このような材料が提供されたことによっ
て、静電容量の温度変化の少ない、また、高い静電容量
を有する積層セラミックコンデンサが実現され、市場拡
大に貢献している。By providing such a material, a monolithic ceramic capacitor having a small capacitance variation with temperature and a high capacitance is realized, which contributes to the market expansion.
【0009】しかしながら、上述のコアシェル構造は、
セラミックの焼結過程における添加成分の拡散の制御に
よって達成されるものであり、したがって、添加成分が
過剰になると、平坦な温度特性が得られない。他方、添
加成分の拡散が不十分であれば、信頼性に劣る。そのた
め、工業的に量産しようとするとき、上述した材料で
は、焼結と添加成分の拡散について安定した制御を実現
することが比較的難しく、得られる誘電率の温度特性も
比較的不安定である。However, the above-mentioned core-shell structure is
This is achieved by controlling the diffusion of additive components during the sintering process of ceramics. Therefore, if the additive components are excessive, flat temperature characteristics cannot be obtained. On the other hand, if the diffusion of the added component is insufficient, the reliability is poor. Therefore, when industrially mass-producing, it is relatively difficult to realize stable control of sintering and diffusion of additive components with the above-mentioned materials, and the temperature characteristic of the obtained dielectric constant is also relatively unstable. .
【0010】さらに、前述したような積層セラミックコ
ンデンサの小型化かつ大容量化の要求を満たすため、積
層体に備える誘電体セラミック層をより薄層化し、かつ
多層化する必要が生じてきている。Further, in order to meet the above-mentioned demands for miniaturization and large capacity of the monolithic ceramic capacitor, it has become necessary to make the dielectric ceramic layers included in the laminate thinner and multilayer.
【0011】しかしながら、薄層化した場合、内部電極
間のセラミック粒子の個数が少なくなり、信頼性の低下
が著しいため、薄層化に限界がある。そこで、セラミッ
ク粒子の粒径を小さくし、それによって、信頼性が高
く、しかも誘電率の電界強度の安定性に優れた材料の開
発が望まれている。However, when the layer is thinned, the number of ceramic particles between the internal electrodes is reduced and the reliability is remarkably deteriorated. Therefore, there is a demand for the development of a material which has a small particle size of the ceramic particles and thereby has high reliability and excellent stability of the electric field strength of the dielectric constant.
【0012】ところが、従来のコアシェル構造をもった
材料では、セラミック粒子の粒径を小さくすると、添加
成分の拡散が増大し、平坦な温度特性を確保することが
比較的困難になる。However, in the conventional material having the core-shell structure, when the particle size of the ceramic particles is reduced, the diffusion of the additive component increases, and it becomes relatively difficult to secure the flat temperature characteristic.
【0013】以上のことから、コアシェル構造を持った
材料を用いながら、積層セラミックコンデンサの十分な
薄層化や高い温度までの誘電率の十分な安定化を図るこ
とは、実質的に困難あるいは不可能であるのが現状であ
る。From the above, it is practically difficult or impossible to achieve a sufficiently thin layer of the monolithic ceramic capacitor and a sufficient stabilization of the dielectric constant up to a high temperature while using a material having a core-shell structure. The current situation is possible.
【0014】同様のことが、上述した積層セラミックコ
ンデンサの場合に限らず、他の積層セラミック電子部品
についても言える。The same applies not only to the above-mentioned monolithic ceramic capacitor but also to other monolithic ceramic electronic parts.
【0015】そこで、この発明の目的は、上述したよう
な問題を解決し得る、誘電体セラミック組成物およびこ
の誘電体セラミック組成物を用いて構成される積層セラ
ミック電子部品を提供しようとすることである。Therefore, an object of the present invention is to provide a dielectric ceramic composition and a monolithic ceramic electronic component constituted by using the dielectric ceramic composition, which can solve the above-mentioned problems. is there.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】この発明に係る誘電体セ
ラミック組成物は、簡単に言えば、添加成分の拡散によ
るコアシェル構造を持たない材料であり、そのため、誘
電率の温度特性や信頼性に関して、焼成条件の影響を受
けにくい材料である。また、この発明に係る誘電体セラ
ミック組成物を用いて、たとえば積層セラミックコンデ
ンサを製造すると、薄層化した場合においても、静電容
量の温度特性に関して、EIA規格で規定するX7R特
性を満足させることができ、直流電圧に対する静電容量
の変化率が小さく、高い信頼性を実現することができ
る。Briefly, the dielectric ceramic composition according to the present invention is a material having no core-shell structure due to diffusion of an additive component, and therefore, with respect to the temperature characteristics and reliability of the dielectric constant. The material is not easily affected by firing conditions. Further, when a dielectric ceramic composition according to the present invention is used to manufacture, for example, a multilayer ceramic capacitor, it is necessary to satisfy the X7R characteristic defined by the EIA standard with respect to the temperature characteristic of capacitance even when the layer is thinned. Therefore, the rate of change of the capacitance with respect to the DC voltage is small, and high reliability can be realized.
【0017】より具体的には、この発明に係る誘電体セ
ラミック組成物は、一般式:(Ba 1-x Cax )m Ti
O3 +α1 BaO+α2 CaO+βMnO+γMgO+
δSiO2 +εLi2 Oで表わされるものであり、0.
04≦x≦0.20、1.035<m+α1 +α2 ≦
1.07、0.990≦m、0.0001≦β≦0.0
5、0.0001≦γ≦0.025、0.002≦δ≦
0.08、および0.001≦ε≦0.05の条件を満
たすことを特徴としている。More specifically, the dielectric cell according to the present invention is
The Lamic composition has the general formula: (Ba 1-xCax)mTi
O3+ Α1BaO + α2CaO + βMnO + γMgO +
δSiO2+ ΕLi2Represented by O, and 0.
04 ≦ x ≦ 0.20, 1.035 <m + α1+ Α2≤
1.07, 0.990 ≦ m, 0.0001 ≦ β ≦ 0.0
5, 0.0001 ≦ γ ≦ 0.025, 0.002 ≦ δ ≦
0.08 and 0.001 ≦ ε ≦ 0.05
It is characterized by adding.
【0018】この発明は、また、複数の積層された誘電
体セラミック層および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、積層体を備え
る、積層セラミック電子部品にも向けられる。この積層
セラミック電子部品において、誘電体セラミック層が、
上述したような誘電体セラミック組成物からなることを
特徴としている。The present invention is also directed to a monolithic ceramic electronic component comprising a laminate including a plurality of laminated dielectric ceramic layers and internal electrodes formed along specific interfaces between the dielectric ceramic layers. To be In this laminated ceramic electronic component, the dielectric ceramic layer is
It is characterized by comprising the dielectric ceramic composition as described above.
【0019】上述の内部電極は、ニッケルまたはニッケ
ル合金を含むことが好ましい。The internal electrodes described above preferably contain nickel or a nickel alloy.
【0020】この発明に係る積層セラミック電子部品に
おいて、上述の積層体の外表面上には、内部電極に電気
的に接続された外部電極が形成され、この外部電極は、
導電性金属粉末の焼結体を含む焼結層を備えることが好
ましい。In the laminated ceramic electronic component according to the present invention, an external electrode electrically connected to the internal electrode is formed on the outer surface of the above-mentioned laminated body, and the external electrode is
It is preferable to provide a sintered layer including a sintered body of conductive metal powder.
【0021】また、このような積層セラミック電子部品
において、外部電極は、上述の焼結層上に形成された少
なくとも1つのめっき層を備えていてもよい。Further, in such a monolithic ceramic electronic component, the external electrode may include at least one plating layer formed on the above-mentioned sintered layer.
【0022】この発明は、積層セラミックコンデンサに
対して特に有利に適用される。この場合、複数の内部電
極が、静電容量を形成するように、誘電体セラミック層
を介して対向するように形成され、内部電極の特定のも
のに電気的に接続されるように外部電極が形成される。The present invention is particularly advantageously applied to laminated ceramic capacitors. In this case, a plurality of internal electrodes are formed so as to face each other via a dielectric ceramic layer so as to form a capacitance, and the external electrodes are electrically connected to a specific one of the internal electrodes. It is formed.
【0023】[0023]
【発明の実施の形態】図1は、この発明に係る誘電体セ
ラミック組成物を用いて構成される積層セラミック電子
部品の一例としての積層セラミックコンデンサ1を図解
的に示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view schematically showing a monolithic ceramic capacitor 1 as an example of a monolithic ceramic electronic component formed by using a dielectric ceramic composition according to the present invention.
【0024】積層セラミックコンデンサ1は、全体とし
て直方体形状のチップタイプの電子部品を構成するもの
で、部品本体となる積層体2を備えている。積層体2
は、積層される複数の誘電体セラミック層3と、複数の
誘電体セラミック層3の間の特定の複数の界面に沿って
それぞれ形成される複数の内部電極4および5とをもっ
て構成される。内部電極4および5は、積層体2の外表
面にまで到達するように形成されるが、積層体2の一方
の端面6にまで引き出される内部電極4と他方の端面7
にまで引き出される内部電極5とが、積層体2の内部に
おいて交互に配置されている。The monolithic ceramic capacitor 1 constitutes a chip-shaped electronic component having a rectangular parallelepiped shape as a whole, and includes a laminate 2 which is a component body. Laminate 2
Is composed of a plurality of laminated dielectric ceramic layers 3 and a plurality of internal electrodes 4 and 5 respectively formed along a plurality of specific interfaces between the plurality of dielectric ceramic layers 3. The internal electrodes 4 and 5 are formed so as to reach the outer surface of the laminated body 2, but the internal electrode 4 and the other end surface 7 that are drawn out to one end face 6 of the laminated body 2.
The internal electrodes 5 drawn out up to the above are alternately arranged inside the laminated body 2.
【0025】積層体2の外表面上であって、端面6およ
び7上には、外部電極8および9がそれぞれ形成されて
いる。外部電極8および9は、端面6および7上に形成
される、導電性金属粉末の焼結体を含む焼結層10およ
び11を備えている。また、必要に応じて、焼結層10
および11上には、ニッケル、銅などからなる第1のめ
っき層12および13がそれぞれ形成され、さらにその
上には、半田、錫などからなる第2のめっき層14およ
び15がそれぞれ形成される。External electrodes 8 and 9 are formed on the outer surfaces of the laminate 2 and on the end faces 6 and 7, respectively. The external electrodes 8 and 9 include sintered layers 10 and 11 formed on the end faces 6 and 7 and containing a sintered body of conductive metal powder. Further, if necessary, the sintered layer 10
And 11 are formed with first plating layers 12 and 13 made of nickel, copper, etc., respectively, and second plating layers 14 and 15 made of solder, tin, etc. are formed thereon, respectively. .
【0026】次に、上述のような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。Next, a method for manufacturing the above-mentioned monolithic ceramic capacitor 1 will be described in the order of manufacturing steps.
【0027】まず、誘電体セラミック原料粉末を用意
し、これをスラリー化し、このスラリーをシート状に成
形して、誘電体セラミック層3のためのセラミックグリ
ーンシートを得る。ここで、誘電体セラミック原料粉末
として、後で詳細に説明するように、この発明に係る誘
電体セラミック組成物のための原料粉末が用いられる。First, a dielectric ceramic raw material powder is prepared, made into a slurry, and this slurry is formed into a sheet to obtain a ceramic green sheet for the dielectric ceramic layer 3. Here, as the dielectric ceramic raw material powder, as will be described in detail later, the raw material powder for the dielectric ceramic composition according to the present invention is used.
【0028】次に、セラミックグリーンシートの特定の
ものの各一方主面上に、内部電極4および5を形成す
る。内部電極4および5は、ニッケル、ニッケル合金、
銅、銅合金等の卑金属、または銀、パラジウム、銀−パ
ラジウム合金等の貴金属を導電成分として含むものであ
るが、特に、ニッケルまたはニッケル合金を含むことが
好ましい。これら内部電極4および5は、通常、上述の
ような導電成分を含む導電性ペーストを用いて、スクリ
ーン印刷法などの印刷法や転写法等によって形成される
が、どのような方法によって形成されてもよい。Next, the internal electrodes 4 and 5 are formed on each one main surface of the specific one of the ceramic green sheets. The internal electrodes 4 and 5 are made of nickel, nickel alloy,
It contains a base metal such as copper or a copper alloy, or a noble metal such as silver, palladium, or a silver-palladium alloy as a conductive component, and particularly preferably contains nickel or a nickel alloy. The internal electrodes 4 and 5 are usually formed by a printing method such as a screen printing method or a transfer method using a conductive paste containing a conductive component as described above. Good.
【0029】次に、内部電極4または5を形成した誘電
体セラミック層3のためのセラミックグリーンシート
を、必要数積層するとともに、これらセラミックグリー
ンシートを、内部電極が形成されない適当数のセラミッ
クグリーンシートによって挟んだ状態とし、これらをプ
レスすることによって、生の積層体を得る。Next, a required number of ceramic green sheets for the dielectric ceramic layer 3 on which the internal electrodes 4 or 5 are formed are laminated, and an appropriate number of these ceramic green sheets are formed without the internal electrodes. The raw laminate is obtained by pressing them with a state of being sandwiched by.
【0030】次に、この生の積層体を、所定の還元性雰
囲気中で所定の温度にて焼成し、それによって、図1に
示すような焼結後の積層体2を得る。Next, this raw laminated body is fired at a prescribed temperature in a prescribed reducing atmosphere to obtain a sintered laminated body 2 as shown in FIG.
【0031】その後、積層体2の両端面6および7上
に、内部電極4および5の特定のものと電気的に接続さ
れるように、外部電極8および9を形成する。これら外
部電極8および9に備える焼結層10および11の導電
材料としては、内部電極4および5と同じ導電材料を用
いることができる。焼結層10および11は、通常、導
電性金属粉末にB2 O3 −SiO2 −BaO系またはL
i2 O−SiO2 −BaO系などのガラスフリットを添
加して得られた導電性ペーストを付与し、これを焼き付
けることによって形成される。Then, outer electrodes 8 and 9 are formed on both end surfaces 6 and 7 of the laminate 2 so as to be electrically connected to specific ones of the inner electrodes 4 and 5. As the conductive material of the sintered layers 10 and 11 provided on the external electrodes 8 and 9, the same conductive material as that of the internal electrodes 4 and 5 can be used. The sintered layers 10 and 11 are usually made of a conductive metal powder made of B 2 O 3 —SiO 2 —BaO system or L.
It is formed by applying a conductive paste obtained by adding a glass frit such as i 2 O—SiO 2 —BaO system and baking it.
【0032】なお、焼結層10および11となるべき導
電性ペーストは、通常、上述のように、焼結後の積層体
2に付与され、焼き付けられるが、焼成前の生の積層体
に付与しておき、積層体2を得るための焼成と同時に焼
き付けられてもよい。The conductive paste to be the sintered layers 10 and 11 is usually applied to the laminated body 2 after sintering and baked as described above, but applied to the raw laminated body before baking. However, it may be baked at the same time as the firing for obtaining the laminated body 2.
【0033】次に、焼結層10および11の各々上に、
ニッケル、銅などのめっきを施し、第1のめっき層10
および11を形成する。最後に、これら第1のめっき層
10および11上に、半田、錫などのめっきを施し、第
2のめっき層12および13を形成し、積層セラミック
コンデンサ1を完成させる。Next, on each of the sintered layers 10 and 11,
First plating layer 10 by plating nickel, copper, etc.
And 11 are formed. Finally, the first plating layers 10 and 11 are plated with solder, tin or the like to form the second plating layers 12 and 13 to complete the monolithic ceramic capacitor 1.
【0034】このような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3は、前述したように、一般
式:(Ba1-x Cax )m TiO3 +α1 BaO+α2
CaO+βMnO+γMgO+δSiO2 +εLi2 O
で表わされる、誘電体セラミック組成物から構成され
る。In such a monolithic ceramic capacitor, the dielectric ceramic layer 3 has the general formula: (Ba 1-x Ca x ) m TiO 3 + α 1 BaO + α 2 as described above.
CaO + βMnO + γMgO + δSiO 2 + εLi 2 O
And is composed of a dielectric ceramic composition.
【0035】ただし、この誘電体セラミック組成物は、
上述の一般式において、
0.04≦x≦0.20、
1.035<m+α1 +α2 ≦1.07、
0.990≦m、
0.0001≦β≦0.05、
0.0001≦γ≦0.025、
0.002≦δ≦0.08、および
0.001≦ε≦0.05
の条件を満たすものである。However, this dielectric ceramic composition is
In the above general formula, 0.04 ≦ x ≦ 0.20, 1.035 <m + α 1 + α 2 ≦ 1.07, 0.990 ≦ m, 0.0001 ≦ β ≦ 0.05, 0.0001 ≦ γ It satisfies the conditions of ≦ 0.025, 0.002 ≦ δ ≦ 0.08, and 0.001 ≦ ε ≦ 0.05.
【0036】この誘電体セラミック組成物は、還元性雰
囲気中で焼成しても、半導体化することなく、焼結する
ことができる。また、この誘電体セラミック組成物を用
いて、前述したような積層セラミックコンデンサ1の誘
電体セラミック層3を構成するようにすれば、静電容量
の温度特性がEIA規格で規定するX7R特性(−55
℃〜+125℃で容量変化が±15%以内)を満足し、
直流電圧に対する静電容量の変化率が小さく、絶縁抵抗
が高く、信頼性の高いものとすることができる。This dielectric ceramic composition can be sintered without becoming a semiconductor even when fired in a reducing atmosphere. Further, when the dielectric ceramic composition is used to form the dielectric ceramic layer 3 of the multilayer ceramic capacitor 1 as described above, the temperature characteristic of the capacitance is X7R characteristic (-) specified by the EIA standard. 55
The change in capacity is within ± 15% at ℃ to +125 ℃),
The rate of change of the capacitance with respect to the DC voltage is small, the insulation resistance is high, and the reliability can be high.
【0037】このような誘電体セラミック組成物の出発
原料は、(Ba1-x Cax )m TiO3 で表わされる化
合物と、Ba化合物と、Ca化合物と、Mn化合物と、
Mg化合物と、Si化合物と、Li化合物とを含むもの
であるが、誘電体セラミック組成物の原料粉末の製造方
法としては、(Ba1-x Cax )m TiO3 で表わされ
る化合物を実現し得るものであれば、どのような方法が
採用されてもよい。Starting materials for such a dielectric ceramic composition are: a compound represented by (Ba 1-x Ca x ) m TiO 3 ; a Ba compound; a Ca compound; and a Mn compound.
Although it contains a Mg compound, a Si compound, and a Li compound, the method for producing the raw material powder of the dielectric ceramic composition can realize the compound represented by (Ba 1-x Ca x ) m TiO 3. If so, any method may be adopted.
【0038】たとえば、(Ba1-x Cax )m TiO3
で表わされる化合物は、BaCO3とTiO2 とCaC
O3 とを混合する工程と、この混合物を熱処理すること
により、BaCO3 とTiO2 とCaCO3 とを反応さ
せる工程とによって得ることができる。For example, (Ba 1-x Ca x ) m TiO 3
The compounds represented by are BaCO 3 , TiO 2, and CaC.
It can be obtained by a step of mixing O 3 and a step of reacting BaCO 3 , TiO 2 and CaCO 3 by heat-treating this mixture.
【0039】その他、(Ba1-x Cax )m TiO3 で
表わされる化合物は、水熱合成法、加水分解法、あるい
はゾルゲル法などの湿式合成法によっても得ることがで
きる。In addition, the compound represented by (Ba 1-x Ca x ) m TiO 3 can also be obtained by a hydrothermal synthesis method, a hydrolysis method, or a wet synthesis method such as a sol-gel method.
【0040】そして、(Ba1-x Cax )m TiO3 で
表わされる化合物と、添加成分であるBa、Ca、M
n、Mg、SiおよびLiのたとえば各酸化物とを混合
し、これらを熱処理することにより、誘電体セラミック
組成物のための原料粉末を得ることができる。Then, the compound represented by (Ba 1-x Ca x ) m TiO 3 and the additive components Ba, Ca, M
A raw material powder for the dielectric ceramic composition can be obtained by mixing, for example, each oxide of n, Mg, Si, and Li and heat-treating them.
【0041】なお、添加成分であるBa、Ca、Mn、
Mg、SiおよびLiの各化合物としては、上述したよ
うな酸化物の粉末を用いる以外に、前述したような誘電
体セラミック組成物を構成できるものであれば、アルコ
キシドや有機金属などの溶液や炭酸化物粉末などを用い
てもよく、これら用いられる添加成分の形態によって、
得られた誘電体セラミック組成物の特性が損なわれるこ
とはない。The additive components Ba, Ca, Mn,
As the compounds of Mg, Si and Li, in addition to using the oxide powder as described above, a solution of alkoxide or organic metal or carbonic acid can be used as long as it can form the dielectric ceramic composition as described above. Compound powder may be used, and depending on the form of the additive components used,
The properties of the obtained dielectric ceramic composition are not impaired.
【0042】また、この発明に係る誘電体セラミック組
成物は、焼成されて、図1に示した積層セラミックコン
デンサ1の誘電体セラミック層3となる。このような焼
成工程において、内部電極4および5に含まれるニッケ
ル、ニッケル合金、銅、銅合金、銀、パラジウムまたは
銀−パラジウム合金のような金属は、誘電体セラミック
層3中に拡散する場合もある。しかし、この発明に係る
誘電体セラミック組成物によれば、このような金属成分
が拡散しても、その電気的特性に実質的な影響がないこ
とを確認している。The dielectric ceramic composition according to the present invention is fired to form the dielectric ceramic layer 3 of the monolithic ceramic capacitor 1 shown in FIG. In such a firing step, a metal such as nickel, nickel alloy, copper, copper alloy, silver, palladium or silver-palladium alloy contained in the internal electrodes 4 and 5 may diffuse into the dielectric ceramic layer 3. is there. However, according to the dielectric ceramic composition of the present invention, it has been confirmed that even if such a metal component is diffused, its electrical characteristics are not substantially affected.
【0043】次に、この発明を、実験例に基づいてより
具体的に説明する。この実験例は、この発明に係る組成
範囲の限定の根拠を与えるためのものでもある。Next, the present invention will be described more specifically based on experimental examples. This experimental example also serves as a basis for limiting the composition range according to the present invention.
【0044】この実験例において、図1に示すような積
層セラミックコンデンサを作製した。In this experimental example, a monolithic ceramic capacitor as shown in FIG. 1 was produced.
【0045】まず、出発原料として、高純度のTi
O2 、BaCO3 およびCaCO3 を準備し、以下の表
1に示すようなCaの含有量すなわち「Ca変性量:
x」および「(Ba,Ca)/Ti比:m」となるよう
に秤量した後、混合粉砕した。乾燥後、各粉末を、10
00℃以上の温度で加熱し、それによって、平均粒径
0.20μmの表1に示すA〜Iの各種類の(Ba1-x
Cax )m TiO3 粉末を合成した。First, as a starting material, high-purity Ti
O 2 , BaCO 3 and CaCO 3 were prepared, and the content of Ca as shown in Table 1 below, ie, “Ca modification amount:
x ”and“ (Ba, Ca) / Ti ratio: m ”, and then mixed and pulverized. After drying, add 10 to each powder.
It is heated at a temperature of 00 ° C. or higher, whereby the average particle size of 0.20 μm of each of the types A to I (Ba 1-x
A Ca x ) m TiO 3 powder was synthesized.
【0046】[0046]
【表1】 [Table 1]
【0047】また、BaCO3 粉末、CaCO3 粉末、
MgCO3 粉末、MnCO3 粉末、Si2 O粉末および
Li2 O粉末をそれぞれ準備した。Further, BaCO 3 powder, CaCO 3 powder,
MgCO 3 powder, MnCO 3 powder, Si 2 O powder and Li 2 O powder were prepared.
【0048】次に、これら原料粉末を用いて、表2およ
び表3に示す組成となるように原料粉末を配合し、配合
物を得た。Next, using these raw material powders, the raw material powders were blended so as to have the compositions shown in Tables 2 and 3 to obtain a blend.
【0049】[0049]
【表2】 [Table 2]
【0050】[0050]
【表3】 [Table 3]
【0051】次に、表2および表3に示した各試料に係
る配合物を、1000〜1050℃の温度で2時間熱処
理し、仮焼物を得た。Next, the compositions of the respective samples shown in Tables 2 and 3 were heat-treated at a temperature of 1000 to 1050 ° C. for 2 hours to obtain calcined products.
【0052】次に、各仮焼物に、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作製
した。Next, a polyvinyl butyral binder and an organic solvent such as ethanol were added to each calcined product, and the mixture was wet-mixed by a ball mill to prepare a ceramic slurry.
【0053】次に、セラミックスラリーを、ドクターブ
レード法によって、シート状に成形し、厚み2.8μm
の矩形のセラミックグリーンシートを得た。Next, the ceramic slurry was formed into a sheet by the doctor blade method and had a thickness of 2.8 μm.
To obtain a rectangular ceramic green sheet.
【0054】次に、セラミックグリーンシート上に、ニ
ッケルを主体とする導電性ペーストを印刷し、内部電極
となるべき導電性ペースト膜を形成した。Next, a conductive paste containing nickel as a main component was printed on the ceramic green sheet to form a conductive paste film to be an internal electrode.
【0055】次に、複数枚のセラミックグリーンシート
を、上述の導電性ペースト膜の引き出されている側が互
い違いになるように積層し、生の積層体を得た。Next, a plurality of ceramic green sheets were laminated so that the drawn-out sides of the above-mentioned conductive paste film were staggered to obtain a raw laminate.
【0056】次に、生の積層体を、窒素雰囲気中におい
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 MPaのH2 −N2 −H
2 Oガスからなる還元性雰囲気中において、表4および
表5に示す各温度で2時間焼成し、焼結した積層体を得
た。Next, the green laminate was heated in a nitrogen atmosphere to a temperature of 350 ° C. to burn the binder, and then the H 2 —N 2 — with an oxygen partial pressure of 10 −9 to 10 −12 MPa was used. H
In a reducing atmosphere consisting of 2 O gas, firing was performed at each temperature shown in Tables 4 and 5 for 2 hours to obtain a sintered laminate.
【0057】次に、焼結された積層体の両端面上に、B
2 O3 −SiO2 −BaO系のガラスフリットを含有す
るとともに銀を導電成分とする導電性ペーストを塗布
し、窒素雰囲気中において、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。Next, on both end faces of the sintered laminated body, B
A conductive paste containing a 2 O 3 —SiO 2 —BaO type glass frit and containing silver as a conductive component was applied, and baked at a temperature of 600 ° C. in a nitrogen atmosphere to be electrically connected to internal electrodes. The external electrode was formed.
【0058】こ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、幅が5.0mm、長さが5.7
mmおよび厚さが2.4mm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、2.0μmであっ
た。また、有効誘電体セラミック層の数は5であり、1
層あたりの対向電極面積は16.3×10-6m2 であっ
た。The external dimensions of the monolithic ceramic capacitor thus obtained are 5.0 mm in width and 5.7 in length.
mm and the thickness was 2.4 mm, and the thickness of the dielectric ceramic layer interposed between the internal electrodes was 2.0 μm. The number of effective dielectric ceramic layers is 5, and
The counter electrode area per layer was 16.3 × 10 −6 m 2 .
【0059】これら得られた試料について、電気的特性
を測定した。The electrical characteristics of these obtained samples were measured.
【0060】静電容量(C)および誘電損失(tan
δ)を、自動ブリッジ式測定器によって、JIS規格
「5102」に従って測定し、得られた静電容量から誘
電率(ε)を算出した。Capacitance (C) and dielectric loss (tan)
δ) was measured according to JIS standard “5102” with an automatic bridge type measuring device, and the dielectric constant (ε) was calculated from the obtained capacitance.
【0061】また、絶縁抵抗計を用い、10Vの直流電
圧を2分間印加して、25℃での絶縁抵抗(R)を求
め、これから比抵抗(logρ)を算出した。A DC voltage of 10 V was applied for 2 minutes using an insulation resistance tester to obtain the insulation resistance (R) at 25 ° C., and the specific resistance (logρ) was calculated from this.
【0062】また、温度変化に対する静電容量の変化率
(容量温度変化率)を、25℃での静電容量を基準とし
た−55℃〜+125℃の範囲での変化率(ΔC125 /
C25)について求めた。The rate of change in capacitance with respect to temperature change (rate of change in capacity temperature) is within the range of −55 ° C. to + 125 ° C. (ΔC 125 /
C 25 ).
【0063】また、直流電圧に対する静電容量の変化率
(容量電界変化率)を、直流電圧を印加しない場合の2
5℃での静電容量を基準とし、4Vの直流電圧を印加し
たときの静電容量の、基準に対する変化率(ΔCDC4V/
CDC0V)について求めた。Further, the rate of change of capacitance with respect to DC voltage (rate of change in capacitance electric field) is 2 when the DC voltage is not applied.
Based on the capacitance at 5 ° C, the rate of change of the capacitance (ΔC DC4V /
C DC0V ).
【0064】また、高温負荷試験として、温度150℃
にて20Vの直流電圧を印加して、その絶縁抵抗の経時
変化を測定し、各試料の絶縁抵抗値が105 Ω以下にな
った時点を故障とし、平均故障時間を求めた。As a high temperature load test, a temperature of 150 ° C.
A direct current voltage of 20 V was applied to measure the change over time of the insulation resistance, and the time when the insulation resistance value of each sample became 10 5 Ω or less was regarded as a failure, and the average failure time was calculated.
【0065】以上の電気的特性の評価結果が表4および
表5に示されている。The evaluation results of the above electrical characteristics are shown in Tables 4 and 5.
【0066】[0066]
【表4】 [Table 4]
【0067】[0067]
【表5】 [Table 5]
【0068】表4および表5に示した各電気的特性につ
いての好ましい範囲は、次のとおりである。The preferred ranges for the electrical characteristics shown in Tables 4 and 5 are as follows.
【0069】誘電率については、1500以上であり、
誘電損失については、3.0%以下であり、容量温度変
化率については、±15%以内であり、容量電界変化率
については、絶対値が10%以内である。The dielectric constant is 1500 or more,
The dielectric loss is 3.0% or less, the capacitance temperature change rate is within ± 15%, and the capacitance electric field change rate is within an absolute value of 10%.
【0070】また、比抵抗(logρ)については、1
3.0Ω・cm以上であり、平均故障時間は、100時
間以上である。The specific resistance (logρ) is 1
It is 3.0 Ω · cm or more, and the average failure time is 100 hours or more.
【0071】また、セラミック粒子の構造を評価するた
め、焼成後の積層体における誘電体セラミック層の部分
を、Arイオンミリングを施して薄片化した後、高分解
能電子顕微鏡を用いて、倍率40万倍にて観察した。Further, in order to evaluate the structure of the ceramic particles, the dielectric ceramic layer portion in the laminated body after firing was subjected to Ar ion milling to make it into a thin piece, which was then magnified at 400,000 times using a high resolution electron microscope. Observed at double.
【0072】以下に、この発明において、前述したよう
な組成範囲に限定した理由について説明する。In the following, the reason why the composition range is limited in the present invention will be described.
【0073】表1ないし表5において、試料記号または
試料番号に*を付したものは、この発明に係る組成範囲
から外れた試料である。In Tables 1 to 5, the sample symbols or sample numbers marked with * are samples outside the composition range according to the present invention.
【0074】この発明の範囲外にある試料1では、表2
に示すように、(Ba1-x Cax ) m TiO3 粉末とし
て、「A」が用いられ、この「A」は、表1および表2
に示すように、Ca変性量xが、0.04未満の0.0
3である。そのため、試料1では、表4に示すように、
平均故障時間が10時間と短くなっている。Sample 1, which is outside the scope of the present invention, is shown in Table 2
As shown in (Ba1-xCax) mTiO3As powder
, “A” is used, and this “A” is shown in Table 1 and Table 2.
As shown in, the Ca modification amount x is 0.04 which is less than 0.04.
It is 3. Therefore, in Sample 1, as shown in Table 4,
The average failure time is as short as 10 hours.
【0075】他方、同様に、この発明の範囲外にある試
料2では、表2に示すように、(Ba1-x Cax )m T
iO3 粉末として、「B」が用いられ、この「B」は、
表1および表2に示すように、Ca変性量xが0.20
を超える0.21となっている。そのため、試料2で
は、表4に示すように、誘電率が1120と小さく、ま
た、容量温度変化率が−17.2%と大きく、平均故障
時間が80時間と比較的短くなっている。On the other hand, similarly, in Sample 2 outside the scope of the present invention, as shown in Table 2, (Ba 1-x Ca x ) m T
"B" is used as the iO 3 powder, and this "B" is
As shown in Table 1 and Table 2, the Ca modification amount x is 0.20.
Is over 0.21. Therefore, in sample 2, as shown in Table 4, the dielectric constant was as small as 1120, the capacitance temperature change rate was large as -17.2%, and the mean failure time was 80 hours, which was relatively short.
【0076】また、この発明の範囲外の試料3では、表
2に示すように、(Ba1-x Cax)m TiO3 粉末と
して、「C」が用いられ、この「C」は、表1および表
2に示すように、(Ba,Ca)/Ti比mが0.99
0未満の0.988である。そのため、試料3では、表
4に示すように、平均故障時間が測定不能なほど著しく
短く、高温で電圧を印加した瞬間に故障が生じた。Further, in Sample 3 outside the scope of the present invention, as shown in Table 2, "C" is used as the (Ba 1-x Ca x ) m TiO 3 powder, and this "C" is 1 and Table 2, the (Ba, Ca) / Ti ratio m was 0.99.
It is 0.988 which is less than 0. Therefore, in sample 3, as shown in Table 4, the average failure time was so short that it could not be measured, and the failure occurred at the moment when the voltage was applied at a high temperature.
【0077】また、この発明の範囲外の試料4〜6で
は、表2に示すように、(Ba,Ca)/Ti比mとB
aO含有量α1 とCaO含有量α2 との和、すなわちm
+α1+α2 が、1.07を超える1.072である。
そのため、これら試料4〜6では、焼結が不十分であ
り、表4に示すように、tanδが3.0%より大き
く、容量温度変化率が±15%以内の範囲を超え、比抵
抗(logρ)が13.0Ω・cmより低く、また、平
均故障時間が測定不能な程度に著しく短く、高温で電圧
を印加した瞬間に故障が生じた。Further, as shown in Table 2, in Samples 4 to 6 outside the scope of the present invention, as shown in Table 2, (Ba, Ca) / Ti ratio m and B
Sum of aO content α 1 and CaO content α 2 , ie m
+ Α 1 + α 2 is 1.072, which exceeds 1.07.
Therefore, in these Samples 4 to 6, sintering was insufficient, and as shown in Table 4, tan δ was larger than 3.0%, the capacity temperature change rate exceeded the range of ± 15%, and the specific resistance ( log ρ) was lower than 13.0 Ω · cm, the mean failure time was extremely short to the extent that it could not be measured, and failure occurred at the moment when voltage was applied at high temperature.
【0078】他方、同様に、この発明の範囲外にある試
料7および8では、表2に示すように、m+α1 +α2
が1.035以下の1.032である。そのため、試料
7および8では、表4に示すように、誘電損失が3.0
%より大きく、また、容量電界変化率が絶対値で10%
を超え、さらに、平均故障時間がそれぞれ40時間およ
び35時間というように短くなった。On the other hand, similarly, in Samples 7 and 8 which are outside the scope of the present invention, as shown in Table 2, m + α 1 + α 2
Is 1.032 or less and 1.032. Therefore, in Samples 7 and 8, as shown in Table 4, the dielectric loss was 3.0.
%, And the rate of change in capacitance electric field is 10% in absolute value.
And the mean time to failure was shortened to 40 hours and 35 hours, respectively.
【0079】また、この発明の範囲外にある試料9で
は、表2に示すように、MnO含有量βが0.0001
未満の0.00005である。そのため、試料9では、
表4に示すように、比抵抗が13.0Ω・cmより低
く、また、平均故障時間が測定不能な程度に著しく短
く、高温で電圧を印加した瞬間に故障が生じた。Further, as shown in Table 2, in the sample 9 outside the scope of the present invention, the MnO content β was 0.0001.
It is less than 0.00005. Therefore, in sample 9,
As shown in Table 4, the specific resistance was lower than 13.0 Ω · cm, the average failure time was remarkably short so that it could not be measured, and the failure occurred at the moment when the voltage was applied at high temperature.
【0080】他方、同様に、この発明の範囲外にある試
料10では、表2に示すように、MnO含有量βが0.
05を超える0.06である。そのため、試料10で
は、表4に示すように、容量温度変化率が±15%以内
の範囲を外れ、また、比抵抗も13.0Ω・cmより低
かった。On the other hand, similarly, in the sample 10 outside the scope of the present invention, as shown in Table 2, the MnO content β was 0.
It is 0.06 which exceeds 05. Therefore, in sample 10, as shown in Table 4, the capacity-temperature change rate was out of the range of ± 15% and the specific resistance was also lower than 13.0 Ω · cm.
【0081】また、この発明の範囲外にある試料11で
は、表2に示すように、MgO含有量γが0.0001
未満の0.00005である。そのため、試料11で
は、表4に示すように、誘電損失が3.0%より大き
く、また、容量電界変化率が絶対値で10%を超え、比
抵抗が13.0Ω・cmより小さく、さらに、平均故障
時間が測定不能な程度に著しく短く、高温で電圧を印加
した瞬間に故障が生じた。Further, as shown in Table 2, in Sample 11 outside the scope of the present invention, the MgO content γ was 0.0001.
It is less than 0.00005. Therefore, in Sample 11, as shown in Table 4, the dielectric loss is larger than 3.0%, the capacitance electric field change rate exceeds 10% in absolute value, and the specific resistance is smaller than 13.0 Ω · cm. The average failure time was so short that it could not be measured, and the failure occurred at the moment when voltage was applied at high temperature.
【0082】他方、同様に、この発明の範囲外にある試
料12では、表2に示すように、MgO含有量γが0.
025を超える0.027である。そのため、試料12
では、焼結が不十分であり、表4に示すように、誘電率
が950というように低く、誘電損失が12.3%と大
きく、容量温度変化率が±15%以内の範囲を超え、比
抵抗が13.0Ω・cmより低く、さらに、平均故障時
間が測定不能な程度に著しく短く、高温で電圧を印加し
た瞬間に故障が生じた。On the other hand, similarly, in the sample 12 outside the scope of the present invention, as shown in Table 2, the MgO content γ was 0.
It is 0.027, which exceeds 025. Therefore, sample 12
Then, the sintering was insufficient, and as shown in Table 4, the dielectric constant was as low as 950, the dielectric loss was large as 12.3%, and the capacity temperature change rate exceeded the range of ± 15%, The specific resistance was lower than 13.0 Ω · cm, the average failure time was extremely short to the extent that it could not be measured, and a failure occurred at the moment when a voltage was applied at a high temperature.
【0083】また、この発明の範囲外にある試料13で
は、表2に示すように、SiO2 含有量δが0.002
未満の0.0015である。そのため、試料13では、
焼結が不十分であり、表4に示すように、誘電率が98
0というように低く、誘電損失が13.1%と大きく、
容量温度変化率が±15%以内の範囲を超え、比抵抗が
13.0Ω・cmより低く、さらに、平均故障時間が測
定不能な程度に著しく短く、高温で電圧を印加した瞬間
に故障が生じた。Further, as shown in Table 2, in the sample 13 outside the scope of the present invention, the SiO 2 content δ was 0.002.
It is less than 0.0015. Therefore, in sample 13,
Insufficient sintering resulted in a dielectric constant of 98, as shown in Table 4.
It is as low as 0 and the dielectric loss is as large as 13.1%.
The capacity temperature change rate exceeds ± 15%, the specific resistance is lower than 13.0 Ω · cm, and the average failure time is extremely short to the extent that it cannot be measured. A failure occurs at the moment when voltage is applied at high temperature. It was
【0084】他方、同様に、この発明の範囲外にある試
料14では、表2に示すように、SiO2 含有量δが
0.08を超える0.085である。そのため、試料1
4では、表4に示すように、容量温度変化率が±15%
以内の範囲を超え、また、平均故障時間が10時間と短
かった。On the other hand, similarly, in the sample 14 outside the scope of the present invention, as shown in Table 2, the SiO 2 content δ is 0.085 which exceeds 0.08. Therefore, sample 1
In No. 4, as shown in Table 4, the capacity temperature change rate is ± 15%.
The average failure time was as short as 10 hours.
【0085】また、この発明の範囲外にある試料15で
は、表2に示すように、Li2 O含有量εが0.001
未満の0.0008である。そのため、試料15では、
焼結が不十分であり、表4に示すように、誘電率が10
20と低く、誘電損失が11.5%と大きく、容量温度
変化率が±15%以内の範囲を超え、比抵抗が13.0
Ω・cmより低く、また、平均故障時間が測定不能な程
度に著しく短く、高温で電圧を印加した瞬間に故障が生
じた。Further, in the sample 15 outside the scope of the present invention, as shown in Table 2, the Li 2 O content ε was 0.001.
Is less than 0.0008. Therefore, in sample 15,
Insufficient sintering resulted in a dielectric constant of 10 as shown in Table 4.
It is as low as 20, the dielectric loss is large as 11.5%, the capacity temperature change rate exceeds ± 15%, and the specific resistance is 13.0.
It was lower than Ω · cm, and the mean time to failure was extremely short to the extent that it could not be measured.
【0086】他方、同様に、この発明の範囲外にある試
料16では、表2に示すように、Li2 O含有量εが
0.05を超える0.055である。そのため、試料1
6では、表4に示すように、容量温度変化率が±15%
以内の範囲を超え、また、平均故障時間が60時間と比
較的短かった。On the other hand, similarly, in sample 16 outside the scope of the present invention, as shown in Table 2, the Li 2 O content ε is 0.055, which is more than 0.055. Therefore, sample 1
6, the capacity temperature change rate is ± 15% as shown in Table 4.
The average failure time was 60 hours, which was relatively short.
【0087】これらに対して、この発明の範囲内にある
試料17〜35では、表1および表2または表3から次
のことが明らかである。Ca変性量xは0.04≦x≦
0.20の条件を満たしている。(Ba,Ca)/Ti
比mは0.990≦mの条件を満たしている。また、こ
の発明の範囲内にある試料17〜35では、表2または
表3から次のことが明らかである。(Ba,Ca)/T
i比mとBaO含有量α1 とCaO含有量α2 との和、
すなわちm+α1 +α2 は1.035<m+α 1 +α2
≦1.07の関係にある。MnO含有量βは0.000
1≦β≦0.05の条件を満たしている。MgO含有量
γは0.0001≦γ≦0.025の条件を満たしてい
る。SiO2 含有量δは0.002≦δ≦0.08の条
件を満たしている。さらに、Li2 O含有量εは0.0
01≦ε≦0.05の条件を満たしている。For these, it is within the scope of the present invention.
In Samples 17 to 35, from Table 1 and Table 2 or Table 3,
Is clear. Ca modification amount x is 0.04 ≦ x ≦
The condition of 0.20 is satisfied. (Ba, Ca) / Ti
The ratio m satisfies the condition of 0.990 ≦ m. Also, this
Samples 17-35 within the scope of the invention of Table 2 or Table 2 or
The following is clear from Table 3. (Ba, Ca) / T
i ratio m and BaO content α1And CaO content α2Sum of,
That is, m + α1+ Α2Is 1.035 <m + α 1+ Α2
The relationship is ≦ 1.07. MnO content β is 0.000
The condition of 1 ≦ β ≦ 0.05 is satisfied. MgO content
γ satisfies the condition of 0.0001 ≦ γ ≦ 0.025
It SiO2Content δ is 0.002 ≦ δ ≦ 0.08
Satisfies the matter. Furthermore, Li2O content ε is 0.0
The condition of 01 ≦ ε ≦ 0.05 is satisfied.
【0088】そのため、これら試料17〜35では、表
4および表5に示すように、誘電率が1500以上であ
り、誘電損失が3.0%以下であり、容量温度変化率が
±15%以内の範囲にあり、容量電界変化率が絶対値で
10%以下であり、比抵抗が13.0Ω・cm以上であ
り、さらに、平均故障時間が100時間以上であり、信
頼性に優れ、また、1200℃以下の温度で焼成可能で
あった。Therefore, in these samples 17 to 35, as shown in Tables 4 and 5, the dielectric constant is 1500 or more, the dielectric loss is 3.0% or less, and the capacity temperature change rate is within ± 15%. , The capacitance electric field change rate is 10% or less in absolute value, the specific resistance is 13.0 Ω · cm or more, and the average failure time is 100 hours or more, which is excellent in reliability. It could be fired at a temperature of 1200 ° C. or lower.
【0089】また、試料17〜35では、焼結後の誘電
体セラミック部分を高分解能電子顕微鏡で観察したとこ
ろ、コアシェル構造を有する粒子はなく、ドメイン構造
が端まで形成されていることが確認された。Further, in Samples 17 to 35, when the dielectric ceramic portion after sintering was observed with a high resolution electron microscope, it was confirmed that there were no particles having a core-shell structure and the domain structure was formed up to the end. It was
【0090】以上、この発明を、積層セラミックコンデ
ンサについて説明したが、この発明に係る誘電体セラミ
ック組成物は、複数の積層された誘電体セラミック層お
よび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、積層体を備える、積層セラミック
電子部品であれば、積層セラミックコンデンサ以外の積
層セラミック電子部品においても、誘電体セラミック層
の材料として有利に用いることができる。While the present invention has been described with reference to a laminated ceramic capacitor, the dielectric ceramic composition according to the present invention is formed along a plurality of laminated dielectric ceramic layers and a specific interface between the dielectric ceramic layers. A laminated ceramic electronic component including a laminated body including the formed internal electrodes can be advantageously used as a material for the dielectric ceramic layer in a laminated ceramic electronic component other than the laminated ceramic capacitor.
【0091】[0091]
【発明の効果】以上のように、この発明に係る誘電体セ
ラミック組成物によれば、これを焼成して得られた焼結
体の誘電率の温度特性が良好であり、かつ直流電圧に対
する静電容量の変化が少なく、高い信頼性を与えること
ができる。As described above, according to the dielectric ceramic composition of the present invention, the temperature characteristics of the dielectric constant of the sintered body obtained by firing the composition are good, and the static characteristics with respect to the DC voltage are high. A small change in capacitance and high reliability can be provided.
【0092】また、この発明に係る誘電体セラミック組
成物は、還元性雰囲気で焼成されても、半導体化せず、
高い比抵抗を与えることができるので、これを焼成して
得られた焼結体を用いて、積層セラミックコンデンサの
ような積層セラミック電子部品を構成すると、内部電極
に含まれる導電成分として、卑金属であるニッケルまた
はニッケル合金を問題なく用いることができ、その結
果、積層セラミック電子部品のコストダウンを図ること
ができる。Further, the dielectric ceramic composition according to the present invention does not become a semiconductor even when fired in a reducing atmosphere,
Since a high specific resistance can be given, if a laminated ceramic electronic component such as a laminated ceramic capacitor is formed using a sintered body obtained by firing this, base metal is used as a conductive component contained in the internal electrodes. A certain nickel or nickel alloy can be used without any problems, and as a result, the cost of the monolithic ceramic electronic component can be reduced.
【0093】また、この発明に係る誘電体セラミック組
成物によれば、これを焼成して得られた焼結体の誘電率
の温度特性は、コアシェル構造に基づき平坦化されるの
ではなく、組成物本来の温度特性に基づき平坦化される
ので、焼成温度による誘電率の温度特性の変動を少なく
することができる。そのため、この誘電体セラミック組
成物を用いて構成された積層セラミックコンデンサのよ
うな積層セラミック電子部品は、特性のばらつきが小さ
く、誘電率の温度特性が安定でかつ優れたものとするこ
とができる。Further, according to the dielectric ceramic composition of the present invention, the temperature characteristics of the dielectric constant of the sintered body obtained by firing the composition are not flattened based on the core-shell structure, but rather the composition is not flat. Since the material is flattened based on the original temperature characteristics of the material, it is possible to reduce the variation in the temperature characteristics of the dielectric constant due to the firing temperature. Therefore, a monolithic ceramic electronic component such as a monolithic ceramic capacitor formed by using this dielectric ceramic composition can have small variations in characteristics, stable temperature characteristics of permittivity, and excellent characteristics.
【図1】この発明に係る誘電体セラミック組成物を用い
て構成される積層セラミック電子部品の一例としての積
層セラミックコンデンサ1を図解的に示す断面図であ
る。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a monolithic ceramic capacitor 1 as an example of a monolithic ceramic electronic component formed by using a dielectric ceramic composition according to the present invention.
1 積層セラミックコンデンサ 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 10,11 焼結層 12,13,14,15 めっき層 1 Multilayer ceramic capacitors 2 laminate 3 Dielectric ceramic layer 4,5 internal electrodes 8,9 External electrode 10,11 Sintered layer 12, 13, 14, 15 Plating layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4G031 AA01 AA03 AA04 AA06 AA11 AA19 AA30 BA09 CA08 GA01 GA04 GA06 GA10 GA11 5E001 AB03 AE02 AE03 AH01 AH05 AH09 AJ01 AJ02 5G303 AA01 AB11 AB20 BA12 CA01 CB03 CB06 CB16 CB17 CB18 CB30 CB35 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F term (reference) 4G031 AA01 AA03 AA04 AA06 AA11 AA19 AA30 BA09 CA08 GA01 GA04 GA06 GA10 GA11 5E001 AB03 AE02 AE03 AH01 AH05 AH09 AJ01 AJ02 5G303 AA01 AB11 AB20 BA12 CA01 CB03 CB06 CB16 CB17 CB18 CB30 CB35
Claims (6)
+α1 BaO+α2CaO+βMnO+γMgO+δS
iO2 +εLi2 Oで表わされる、誘電体セラミック組
成物であって、 0.04≦x≦0.20、 1.035<m+α1 +α2 ≦1.07、 0.990≦m、 0.0001≦β≦0.05、 0.0001≦γ≦0.025、 0.002≦δ≦0.08、および 0.001≦ε≦0.05 の条件を満たす、誘電体セラミック組成物。1. A general formula: (Ba 1-x Ca x ) m TiO 3
+ Α 1 BaO + α 2 CaO + βMnO + γMgO + δS
A dielectric ceramic composition represented by iO 2 + εLi 2 O, wherein 0.04 ≦ x ≦ 0.20, 1.035 <m + α 1 + α 2 ≦ 1.07, 0.990 ≦ m, 0.0001 A dielectric ceramic composition satisfying the conditions of ≦ β ≦ 0.05, 0.0001 ≦ γ ≦ 0.025, 0.002 ≦ δ ≦ 0.08, and 0.001 ≦ ε ≦ 0.05.
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、積層体を備え、 前記誘電体セラミック層は、請求項1に記載の誘電体セ
ラミック組成物からなる、積層セラミック電子部品。2. A laminate, comprising: a plurality of laminated dielectric ceramic layers and internal electrodes formed along a specific interface between the dielectric ceramic layers, wherein the dielectric ceramic layer comprises: A laminated ceramic electronic component comprising the dielectric ceramic composition as described in 1.
ル合金を含む、請求項2に記載の積層セラミック電子部
品。3. The multilayer ceramic electronic component of claim 2, wherein the internal electrodes include nickel or a nickel alloy.
極に電気的に接続された外部電極が形成され、前記外部
電極は、導電性金属粉末の焼結体を含む焼結層を備え
る、請求項2または3に記載の積層セラミック電子部
品。4. An outer electrode electrically connected to the inner electrode is formed on an outer surface of the laminate, and the outer electrode comprises a sintered layer containing a sintered body of conductive metal powder. The multilayer ceramic electronic component according to claim 2 or 3, which is provided.
れた少なくとも1つのめっき層を備える、請求項4に記
載の積層セラミック電子部品。5. The monolithic ceramic electronic component according to claim 4, wherein the external electrode includes at least one plating layer formed on the sintered layer.
するように、前記誘電体セラミック層を介して対向する
ように形成され、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外部電極が形成され、積層セラミ
ックコンデンサを構成する、請求項4または5に記載の
積層セラミック電子部品。6. A plurality of the internal electrodes are formed to face each other via the dielectric ceramic layer so as to form a capacitance, and are electrically connected to a specific one of the internal electrodes. The multilayer ceramic electronic component according to claim 4, wherein the external electrode is formed as described above to form a multilayer ceramic capacitor.
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