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JPH113834A - 積層セラミックコンデンサおよびその製造方法 - Google Patents

積層セラミックコンデンサおよびその製造方法

Info

Publication number
JPH113834A
JPH113834A JP9182903A JP18290397A JPH113834A JP H113834 A JPH113834 A JP H113834A JP 9182903 A JP9182903 A JP 9182903A JP 18290397 A JP18290397 A JP 18290397A JP H113834 A JPH113834 A JP H113834A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
internal electrode
layer
dielectric ceramic
multilayer ceramic
ceramic capacitor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9182903A
Other languages
English (en)
Inventor
Norihiko Sakamoto
憲彦 坂本
Harunobu Sano
晴信 佐野
Takaharu Miyazaki
孝晴 宮崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Priority to JP9182903A priority Critical patent/JPH113834A/ja
Priority to MYPI97003303A priority patent/MY116937A/en
Priority to CA002211259A priority patent/CA2211259C/en
Priority to DE69732065T priority patent/DE69732065T2/de
Priority to EP97112625A priority patent/EP0821377B1/en
Priority to US08/901,221 priority patent/US5835339A/en
Priority to KR1019970034873A priority patent/KR100272424B1/ko
Priority to CN97115561A priority patent/CN1097834C/zh
Priority to US09/058,081 priority patent/US6442813B1/en
Publication of JPH113834A publication Critical patent/JPH113834A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/30—Stacked capacitors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Ceramic Capacitors (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 卑金属の内部電極を有する積層セラミックコ
ンデンサの誘電体セラミック層を改良することにより、
耐熱衝撃性と耐湿負荷特性に優れた積層セラミックコン
デンサおよびその製造方法を提供する。 【解決手段】 複数の誘電体セラミック層と、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と、
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、
内部電極が卑金属で構成されており、内部電極の近傍に
Ｓｉの酸化物層、あるいはＳｉの酸化物と誘電体セラミ
ック層および内部電極に含まれる組成のうち少なくとも
１種類との化合物層を形成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器に用いら
れる積層セラミックコンデンサ、特に卑金属からなる内
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】ＢａＴｉＯ3を主成分とする従来の誘電
体セラミック組成物を積層セラミックコンデンサに用い
た場合、中性または還元性の低酸素分圧下で焼成すると
還元され、半導体化を起こすという問題があった。従っ
て、内部電極としては、誘電体セラミック組成物の焼結
する温度下でも溶融することなく、かつ誘電体セラミッ
ク組成物を半導体化させない高酸素分圧下で焼成しても
酸化することのない、例えばパラジウム、白金等の貴金
属を用いる必要があり、製造される積層セラミックコン
デンサの低コスト化の大きな妨げとなっていた。
【０００３】そこで、上述の問題を解決するために、例
えばニッケル等の安価な卑金属を内部電極として使用す
ることが望まれていた。しかし、このような卑金属を内
部電極材料として使用し、従来の条件下で焼成すると、
電極材料が酸化されてしまい、電極としての機能を果た
さなくなる。そのため、このような卑金属を内部電極と
して使用するためには、酸素分圧の低い中性または還元
性の雰囲気で焼成しても誘電体セラミック層が半導体化
せず、優れた誘電体特性を有する誘電体セラミック組成
物が必要である。この条件を満たす材料として、例えば
特開昭６２−２５６４２２号のＢａＴｉＯ3−ＣａＺｒ
Ｏ3−ＭｎＯ−ＭｇＯ系の組成、特開昭６３−１０３８
６１号に開示されているＢａＴｉＯ3−ＭｎＯ−ＭｇＯ
−希土類酸化物系組成、特公昭６１−１４６１０号に開
示されているＢａＴｉＯ3−（Ｍｇ，Ｚｎ，Ｓｒ，Ｃ
ａ）Ｏ−Ｌｉ2Ｏ−ＳｉＯ2−ＭＯ（ＭＯ：ＢａＯ，Ｓｒ
Ｏ，ＣａＯ）系組成、あるいは特開平３−２６３７０８
号に開示されている（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｍｇ，Ｃｅ）
（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ3系等の組成が提案されてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな卑金属の内部電極を有する積層セラミックコンデン
サは、誘電体セラミック層の厚みを薄くして多層積みに
すると、焼成時の内部電極と誘電体セラミック層との収
縮の差や熱膨張率の差によって、内部電極と誘電体セラ
ミック層との界面に残留応力が生じ、この影響により耐
熱衝撃性が悪くなるという問題があった。また、高温・
高湿下における信頼性、いわゆる耐湿負荷特性について
も、誘電体セラミック層の厚みを薄くして多層積みにす
ると、上記と同様に悪くなるという問題があった。
【０００５】このような問題を解決するために、特公平
７−５６８５０号にはアルミノシリケート層によってＮ
ｉ内部電極と素体とが接合したことを特徴とするセラミ
ック積層コンデンサが開示されているが、この方法は、
静電容量の低下、等価直列抵抗の増大、また、誘電体セ
ラミック層を薄くした場合には内部電極ペーストに添加
したＡｌの誘電体セラミック層への拡散による特性劣化
等を招くという問題があるうえ、耐熱衝撃性には効果が
無い。
【０００６】また、特公平７−５６８５０号では、接合
層が電極から析出したＮｉ、Ｓｉ及びＡｌの酸化物の混
合物であるアルミノシリケート相である。明細書の記載
によれば、この相を有するコンデンサチップは非酸性雰
囲気（例えばＨ2１．５％−Ｎ2９８．５％）下で焼成し
て形成されるとしている。
【０００７】一方、特開平３−１３３１１４号に開示さ
れている、内部電極の周囲に誘電体層とは異なる組成の
酸化物層を形成したことを特徴とする積層型セラミック
チップコンデンサは、高温負荷試験における信頼性の向
上を目的として、低酸素濃度で試料を焼成した後に熱処
理を行うものであるが、この方法は、耐熱衝撃性や耐湿
負荷試験特性に対しては効果が無い。
【０００８】更に、特開平３−１３３１１４号には、Ｍ
ｎ酸化物が内部電極の周囲に形成された積層型セラミッ
クチップコンデンサが開示されている。Ｓｉ／Ｃａ／Ｂ
ａ／Ｔｉ／Ｚｒ／Ｐ等の酸化物を含む場合もあるが、こ
れらは誘電体材料から供給されるとしている。
【０００９】それゆえに、本発明の主たる目的は、卑金
属の内部電極を有する積層セラミックコンデンサの誘電
体セラミック層を改良することにより、耐熱衝撃性と耐
湿負荷特性に優れた積層セラミックコンデンサおよびそ
の製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は上記のような目
的に鑑みてなされたものである。本願第１の発明の積層
セラミックコンデンサは、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、前記内部電極が卑金属で構
成されており、前記内部電極の近傍にＳｉの酸化物層を
形成したことに特徴がある。
【００１１】すなわち、Ｓｉは焼成時に内部電極の近傍
に集まるが、その部分では液相が生成しやすくなり、Ｓ
ｉの酸化物層が電極の全面に拡がりやすくなる。従っ
て、内部電極と誘電体セラミック層間の結合が強固にな
り、耐熱衝撃性と耐湿負荷特性を改善することができ
る。
【００１２】ここで、内部電極の近傍に形成されるＳｉ
の酸化物層は、誘電体セラミック層に含まれている組成
から析出して形成されるものでもよいし、内部電極に含
まれている組成から析出して形成されるものでもよい。
好ましくは、誘電体セラミック層から析出するものであ
る。この場合、静電容量の取得や等価直列抵抗の面で有
効である。
【００１３】本願第２の発明の積層セラミックコンデン
サは、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、前記内部電極が卑金属で構成されており、前記内
部電極の近傍にＳｉの酸化物と、前記誘電体セラミック
層および前記内部電極に含まれる組成のうち少なくとも
１種類との化合物層を形成したことに特徴がある。
【００１４】すなわち、Ｓｉは焼成時に内部電極の近傍
に集まるが、その部分では液相が生成しやすくなり、Ｓ
ｉを含む酸化物層が電極の全面に広がりやすくなる。従
って、内部電極と誘電体セラミック層間の結合が強固に
なり、耐熱衝撃性と耐湿負荷特性を改善することができ
る。
【００１５】ここで、内部電極の近傍に形成されるＳｉ
の酸化物と、前記誘電体セラミック層および前記内部電
極に含まれる組成のうち少なくとも１種類との化合物層
は、誘電体セラミック層に含まれている組成から析出し
て形成されるものでもよいし、内部電極に含まれている
組成から析出して形成されるものでもよい。好ましく
は、誘電体セラミック層から析出するものである。この
場合、静電容量の取得や等価直列抵抗の面で有効であ
る。
【００１６】本願第３の発明の積層セラミックコンデン
サにおいては、前記卑金属がＮｉあるいはＮｉ合金であ
ることが好ましい。ＮｉあるいはＮｉ合金の場合には、
焼成温度を高くすることが可能である点で有効である。
【００１７】本願第４の発明の積層セラミックコンデン
サにおいては、前記誘電体セラミック層の組成のうち少
なくとも１種類はＳｉの酸化物であることが好ましい。
【００１８】本願第５の発明の積層セラミックコンデン
サの製造方法は、チタン酸バリウムを含む主成分と、Ｍ
ｇＯからなる副成分と、Ｌｉ2Ｏ−（ＴｉＯ2・Ｓｉ
Ｏ2）−Ａｌ2Ｏ3を主成分とする酸化物ガラスとを含む
セラミックグリーンシートを用意する工程と、金属Ｍか
らなる内部電極が形成されたセラミックグリーンシート
を用意する工程と、前記内部電極が形成されたセラミッ
クグリーンシートを複数枚積層する工程と、前記金属Ｍ
のＭ／ＭＯの平衡酸素分圧近傍において前記積層された
セラミックグリーンシートを焼成する工程と、前記積層
体の両端面に外部電極を形成する工程とを備えているこ
とに特徴がある。
【００１９】本願第６の発明の積層セラミックコンデン
サの製造方法は、チタン酸バリウムを含む主成分と、Ｍ
ｇＯ及びＳｉＯ2からなる副成分とを含むセラミックグ
リーンシートを用意する工程と、金属Ｍからなる内部電
極が形成されたセラミックグリーンシートを用意する工
程と、前記内部電極が形成されたセラミックグリーンシ
ートを複数枚積層する工程と、前記金属ＭのＭ／ＭＯの
平衡酸素分圧近傍において前記積層されたセラミックグ
リーンシートを焼成する工程と、前記積層体の両端面に
外部電極を形成する工程とを備えていることに特徴があ
る。
【００２０】本願第７の発明の積層セラミックコンデン
サの製造方法においては、Ｍ／ＭＯの酸素分圧は、１０
-a-3〜１０-aＭＰａ（ただし、１０-aはＭの平衡酸素分
圧）の範囲内であることに特徴がある。
【００２１】酸素分圧が１０-a-3ＭＰａ未満の場合に
は、Ｓｉを含む界面層が形成されにくいので好ましくな
い。一方、酸素分圧が１０-aＭＰａを越える場合には、
金属Ｍの酸化が生じやすいので好ましくない。
【００２２】本願第８の発明の積層セラミックコンデン
サの製造方法においては、前記金属ＭはＮｉであること
に特徴がある。
【００２３】本願第９の発明の積層セラミックコンデン
サの製造方法においては、Ｎｉ／ＮｉＯの酸素分圧は、
１３００℃において１０-10ＭＰａ〜１０-8ＭＰａの範
囲内であることに特徴がある。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明で用いられる誘電体セラミ
ック層の組成は、特に限定されるものではなく、例え
ば、ＢａＴｉＯ3、またはＳｒＴｉＯ3を主成分とした種
々の誘電体セラミック組成物（特に、非還元性誘電体セ
ラミック組成物）を使用することができる。なお、好ま
しくは、上記の理由からも誘電体セラミック組成物中に
Ｓｉの酸化物を含有しているものである。
【００２５】本発明で用いられる内部電極は、卑金属で
あっても使用することが可能であり、その卑金属の組成
は必ずしも限定されない。具体例としては、Ｎｉ、Ｎｉ
合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金などが挙げられる。
【００２６】本発明で用いられる外部電極の組成も特に
限定されるものではない。具体例としては、Ａｇ、Ｐ
ｄ、Ｎｉなどの導電粉末の焼結層、いわゆる焼き付け電
極が使用できる。なお、上記導電粉末と種々のガラスフ
リットとからなる焼結層であってもよい。種々のガラス
フリットとしては、Ｂ2Ｏ3−Ｌｉ2Ｏ−ＳｉＯ2−ＢａＯ
系、Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＢａＯ系、Ｌｉ2Ｏ−ＳｉＯ2−
ＢａＯ系、Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＺｎＯ系などが挙げられ
る。
【００２７】また、この焼結層の上にＮｉ、Ｃｕ、Ｎｉ
−Ｃｕ等からなるメッキ層を被覆してもよいし、さらに
はその上に半田、錫等のメッキ層を形成してもよい。
【００２８】次に、本発明を実施例に基づき、さらに具
体的に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定さ
れるものではない。
【００２９】
【実施例】本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〜図４は、本実施例の積
層セラミックコンデンサの断面図を示す。
【００３０】本発明に係る積層セラミックコンデンサ１
は、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、及びニッケル、銅などのメッキ第１
層６、半田、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。
【００３１】次に、本発明に係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。まず、非還元性誘
電体セラミック組成物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
の一面に卑金属であるニッケル及び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。
【００３２】内部電極４を有する誘電体セラミック層２
ｂは必要枚数積層され、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。
【００３３】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が形成さ
れる。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−Ｂａ
Ｏ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。また、外部電極５
は、材料となる金属粉末ペーストを、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、焼成前に塗布して、セラミック積層体１と同時に
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の上に半田、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。
【００３４】ここで、図１〜図４に示すように、内部電
極４の近傍には、（ａ）Ｓｉの酸化物層、あるいは
（ｂ）Ｓｉの酸化物と、誘電体セラミック層および内部
電極に含まれる組成のうち少なくとも１種類との化合物
層が形成されているが、これらは次のような状態を表し
ている。以下、（ａ）、（ｂ）をＳｉを含む界面層８と
する。
【００３５】（１）Ｓｉを含む界面層８が、内部電極４
の両主平面の概ね全面を被覆しており、内部電極４を介
して対向するように第１層８ａを形成している（図
１）。 （２）Ｓｉを含む界面層８が、内部電極４の両主平面の
一部分を散在した状態で被覆しており、内部電極４を介
して対向するように第１層８ａを形成している（図
２）。 （３）Ｓｉを含む界面層８が、内部電極４の両主平面の
概ね全面を被覆しており、内部電極４を介して対向する
ようにそれぞれ異なる第１層８ａ、第２層８ｂを形成し
ている（図３）。 （４）Ｓｉを含む界面層８が、内部電極４の両主平面の
一部分を散在した状態で被覆しており、内部電極４を介
して対向するように第１層８ａを形成するとともに、そ
の第１層８ａを覆うように第２層８ｂが内部電極４を介
して対向するように形成している（図４）。
【００３６】以下では、積層セラミックコンデンサの組
成をより詳細に説明する。 （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、この沈澱物を１０００℃以上
の温度で加熱分解させてＢａ／Ｔｉモル比１．０のチタ
ン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）を合成した。
【００３７】次に、チタン酸バリウムのＢａ／Ｔｉモル
比を調整するためのＢａＣＯ3と、純度９９％以上のＹ2
Ｏ3、Ｄｙ2Ｏ3、ＭｎＣＯ3、ＮｉＯ、Ｃｏ2Ｏ3、ＭｇＯ
を準備した。そして、これらの原料粉末を９７．０｛Ｂ
ａＯ｝1.010・ＴｉＯ2＋０．７Ｙ2Ｏ3＋０．３Ｄｙ2Ｏ3
＋０．６ＭｎＯ＋０．７ＮｉＯ＋０．７ＣｏＯ（モル
％）の割合で配合した主成分１００モル％対して、Ｍｇ
Ｏを１．２モル％と、Ｌｉ2Ｏ−（ＴｉＯ2・ＳｉＯ2）
−Ａｌ2Ｏ3を主成分とする酸化物ガラスを上記主成分と
ＭｇＯとの合計１００ｗｔ％に対し１．５ｗｔ％添加し
た後、ポリビニルブチラール系バインダー及びエタノー
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。
【００３８】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スクリーン印刷
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。
【００３９】導電ペースト層を形成したセラミックグリ
ーンシートを、導電ペーストを引き出した側が互い違い
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、Ｈ2−Ｎ2−Ｈ2Ｏガスからなる還元性
雰囲気中において表１に示す条件で焼成し、セラミック
積層体を得た。なお、焼成は１３００℃で２時間保持
し、昇温速度と冷却速度はともに２００℃／ｈとした。
【００４０】焼成後、セラミック積層体の両端面に銀ペ
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した外部電極を形
成した。
【００４１】この後、外部電極上にＮｉメッキ被膜を形
成し、さらにこの被膜の上に半田メッキ被膜を形成し
た。
【００４２】上記のようにして得た積層セラミックコン
デンサの外形寸法は、幅；１．６ｍｍ、長さ；３．２ｍ
ｍ、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６μｍで、有効誘電体セラミ
ック層の総数は１５０層である。
【００４３】耐熱衝撃試験については、各試料を５０個
ずつ、３００℃及び３２５℃に設定した半田槽にピンセ
ットではさんだ試料を２〜３秒浸漬することにより行っ
た。この試料を樹脂で固めた後に研磨し、顕微鏡でクラ
ックの有無を検査した。
【００４４】耐湿負荷試験については、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印加した条件で行い、２５０時間経過
するまでに絶縁抵抗（Ｒ）が１０6Ω以下になった試料
を故障品と判定した。
【００４５】また、内部電極の近傍に存在するＳｉを含
む界面層の存在については、ＥＰＭＡで分析を行った。
以上の評価の結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
【００４７】１０-11ＭＰａ以下の酸素濃度で焼成した
試料番号１−１と１−２の試料については、Ｓｉを含む
界面層の存在は認められなかったのに対して、１０-10
ＭＰａ以上の酸素濃度で焼成した試料番号１−３、１−
４および１−５については、図１〜４に示すようなＳｉ
と希土類元素、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｇの酸化物を含む
界面層の存在が内部電極の近傍で認められた。また、そ
れは積層体の両主平面に最も近い内部電極と、それ以外
の内部電極の縁端部分とにおいて顕著に見られた。しか
し、試料番号１−５の試料については、内部電極の過酸
化によってクラックが入り、コンデンサとしての評価に
値しなかった。
【００４８】耐熱衝撃性と耐湿負荷試験については、Ｓ
ｉを含む界面層の存在が認められなかった試料番号１−
１と１−２の試料については不良が発生したのに対し
て、Ｓｉを含む界面層の存在が認められた試料番号１−
３と１−４の試料については、不良は全く発生しなかっ
た。
【００４９】以上のような結果より、上記Ｓｉを含む界
面層の存在が耐熱衝撃性や耐湿負荷試験時の信頼性に効
果があることが明らかである。
【００５０】なお、酸素濃度が比較的高い条件で焼成し
た場合にこのような層を生成させることができるが、層
の生成には、なるべく温度の高い領域において酸素濃度
を高くすることが効果的である。
【００５１】また、上記Ｓｉを含む界面層は、焼成時に
生成させたものに限定されるものではなく、焼成後の熱
処理によって生成させたものであっても何ら問題は無
い。
【００５２】（実施例２）まず、出発原料として種々の
純度のＴｉＣｌ4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）・４Ｈ2Ｏ）として沈澱させ、この沈澱物を
１０００℃以上の温度で加熱分解させてＢａ／Ｔｉモル
比１．０のチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）を合成し
た。
【００５３】次に、純度９９％以上のＨｏ2Ｏ3、Ｃｏ2
Ｏ3、ＢａＣＯ3、ＭｎＣＯ3、ＭｇＯ、ＳｉＯ2を準備し
た。これらの原料粉末を９６．５ＢａＴｉＯ3＋１．５
Ｈｏ2Ｏ3＋２．０Ｃｏ2Ｏ3（モル％）となるように配合
し、配合した主成分１００モル％に対して、ＢａＯを
０．５モル％、ＭｎＯを１．５モル％、ＭｇＯを２．０
モル％、ＳｉＯ2を２．０モル％添加した後、ポリビニ
ルブチラール系バインダー及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。
【００５４】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スクリーン印刷
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。
【００５５】導電ペースト層を形成したセラミックグリ
ーンシートを、導電ペーストを引き出した側が互い違い
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、Ｈ2−Ｎ2−Ｈ2Ｏガスからなる還元性
雰囲気中において表２に示す条件で焼成し、セラミック
積層体を得た。なお、焼成は１３００℃で２時間保持
し、昇温速度と冷却速度はともに２００℃／ｈとした。
【００５６】焼成後、セラミック積層体の両端面に銀ペ
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した外部電極を形
成した。
【００５７】この後、外部電極上にＮｉメッキ被膜を形
成し、さらにこの被膜の上に半田メッキ被膜を形成し
た。
【００５８】上記のようにして得た積層セラミックコン
デンサの外形寸法は、幅；１．６ｍｍ、長さ；３．２ｍ
ｍ、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６μｍで、有効誘電体セラ
ミック層の総数は１５０層である。
【００５９】耐熱衝撃試験については、各試料を５０個
ずつ、３００℃及び３２５℃に設定した半田槽にピンセ
ットではさんだ試料を２〜３秒浸漬することにより行っ
た。この試料を樹脂で固めた後に研磨し、顕微鏡でクラ
ックの有無を検査した。
【００６０】耐湿負荷試験については、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印加した条件で行い、２５０時間経過
するまでに絶縁抵抗（Ｒ）が１０6Ω以下になった試料
を故障品と判定した。
【００６１】また、内部電極の近傍に存在するＳｉを含
む界面層の存在については、ＥＰＭＡで分析を行った。
以上の評価の結果を表２に示す。
【００６２】
【表２】
【００６３】１０-11ＭＰａ以下の酸素濃度で焼成した
試料番号２−１と２−２の試料については、Ｓｉを含む
界面層の存在は認められなかったのに対して、１０-10
ＭＰａ以上の酸素濃度で焼成した試料番号２−３、２−
４および２−５については、図１〜４に示すようなＳｉ
と希土類元素、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｇの酸化物を含む
界面層の存在が認められた。また、それは積層体の両主
平面に最も近い内部電極と、それ以外の内部電極の縁端
部分とにおいて顕著に見られた。しかし、試料番号２−
５の試料については、内部電極の過酸化によってクラッ
クが入り、コンデンサとしての評価に値しなかった。
【００６４】耐熱衝撃性と耐湿負荷試験については、Ｓ
ｉを含む界面層の存在が認められなかった試料番号２−
１と２−２の試料については不良が発生したのに対し
て、Ｓｉを含む界面層の存在が認められた試料番号２−
３と２−４の試料については、不良は全く発生しなかっ
た。
【００６５】以上のような結果より、上記の層の存在が
耐熱衝撃性や耐湿負荷試験時の信頼性に効果があること
が明らかである。
【００６６】なお、酸素濃度が比較的高い条件で焼成し
た場合にこのような層を生成させることができるが、層
の生成には、なるべく温度の高い領域において酸素濃度
を高くすることが効果的である。
【００６７】また、上記Ｓｉを含む界面層は、焼成時に
生成させたものに限定されるものではなく、焼成後の熱
処理によって生成させたものであっても何ら問題は無
い。
【００６８】（実施例３）実施例１と同じ誘電体セラミ
ック組成物の主成分に、実施例１と同じＳｉＯ2を含有
する酸化物ガラスを誘電体セラミック組成物１００ｗｔ
％に対して１．０ｗｔ％添加した試料と酸化物ガラスを
添加しない試料の２種類を準備し、実施例１と同様の方
法で積層セラミックコンデンサを作製した。なお、焼成
は、表１に示した試料番号１−４と等しい酸素濃度で行
い、焼成温度は、酸化物ガラスを添加した試料は１３０
０℃で行ったのに対して、無添加の試料は焼結不足を補
うために１３８０℃で焼成を行った。
【００６９】耐熱衝撃試験については、各試料を５０個
ずつ、３００℃及び３２５℃に設定した半田槽にピンセ
ットではさんだ試料を２〜３秒浸漬することにより行っ
た。この試料を樹脂で固めた後に研磨し、顕微鏡でクラ
ックの有無を検査した。
【００７０】耐湿負荷試験については、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印加した条件で行い、２５０時間経過
するまでに絶縁抵抗（Ｒ）が１０6Ω以下になった試料
を故障品と判定した。
【００７１】また、内部電極の近傍に存在するＳｉを含
む界面層の存在については、ＥＰＭＡで分析を行った。
以上の評価の結果を表３に示す。
【００７２】
【表３】
【００７３】酸化物ガラスを添加した試料番号３−１の
試料については、図１〜図４に示すようなＳｉと希土類
元素、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｇの酸化物を含む界面層の
存在が認められたのに対して、酸化物ガラスを添加しな
かった試料番号３−２の試料については、Ｓｉを含む界
面層の存在は認められなかった。
【００７４】耐熱衝撃性と耐湿負荷試験については、Ｓ
ｉを含む界面層の存在が認められた試料番号３−１の試
料については不良発生しなかったのに対して、Ｓｉを含
む界面層の存在が認められなかった試料番号３−２の試
料については、耐熱衝撃性、耐湿負荷試験ともに不良が
発生した。
【００７５】以上のような結果より、上記の層の存在が
耐熱衝撃性や耐湿負荷試験時の信頼性に効果があること
が明らかである。
【００７６】なお、酸素濃度が比較的高い条件で焼成し
た場合にこのような層を生成させることができるが、層
の生成には、なるべく温度の高い領域において酸素濃度
を高くすることが効果的である。
【００７７】また、上記Ｓｉを含む界面層は、焼成時に
生成させたものに限定されるものではなく、焼成後の熱
処理によって生成させたものであっても何ら問題は無
い。
【００７８】
【発明の効果】本発明の積層セラミックコンデンサ及び
その製造方法を用いれば、卑金属の内部電極と誘電体セ
ラミックス層との界面の近傍にＳｉを含む界面層が存在
するので、従来のものに比べて耐熱衝撃性と耐湿負荷特
性に優れた特性を示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である積層セラミックコンデ
ンサの断面図。
【図２】本発明の一実施例である積層セラミックコンデ
ンサの断面図。
【図３】本発明の一実施例である積層セラミックコンデ
ンサの断面図。
【図４】本発明の一実施例である積層セラミックコンデ
ンサの断面図。
【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 ８ Ｓｉを含む界面層 ８ａ 第１層 ８ｂ 第２層

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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、 前記内部電極が卑金属で構成されており、前記内部電極
    の近傍にＳｉの酸化物層を形成したことを特徴とする積
    層セラミックコンデンサ。
  2. 【請求項２】 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、 前記内部電極が卑金属で構成されており、前記内部電極
    の近傍にＳｉの酸化物と、前記誘電体セラミック層およ
    び前記内部電極に含まれる組成のうち少なくとも１種類
    との化合物層を形成したことを特徴とする積層セラミッ
    クコンデンサ。
  3. 【請求項３】 前記卑金属がＮｉあるいはＮｉ合金であ
    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。
  4. 【請求項４】 前記誘電体セラミック層の組成のうち少
    なくとも１種類はＳｉの酸化物であることを特徴とする
    請求項１から請求項３のいずれかに記載の積層セラミッ
    クコンデンサ。
  5. 【請求項５】 チタン酸バリウムを含む主成分と、Ｍｇ
    Ｏからなる副成分と、Ｌｉ2Ｏ−（ＴｉＯ2・ＳｉＯ2）
    −Ａｌ2Ｏ3を主成分とする酸化物ガラスとを含むセラミ
    ックグリーンシートを用意する工程と、金属Ｍからなる
    内部電極が形成されたセラミックグリーンシートを用意
    する工程と、前記内部電極が形成されたセラミックグリ
    ーンシートを複数枚積層する工程と、前記金属ＭのＭ／
    ＭＯの平衡酸素分圧近傍において前記積層されたセラミ
    ックグリーンシートを焼成する工程と、前記積層体の両
    端面に外部電極を形成する工程とを備えていることを特
    徴とする積層セラミックコンデンサの製造方法。
  6. 【請求項６】 チタン酸バリウムを含む主成分と、Ｍｇ
    Ｏ及びＳｉＯ2からなる副成分とを含むセラミックグリ
    ーンシートを用意する工程と、金属Ｍからなる内部電極
    が形成されたセラミックグリーンシートを用意する工程
    と、前記内部電極が形成されたセラミックグリーンシー
    トを複数枚積層する工程と、前記金属ＭのＭ／ＭＯの平
    衡酸素分圧近傍において前記積層されたセラミックグリ
    ーンシートを焼成する工程と、前記積層体の両端面に外
    部電極を形成する工程とを備え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。
  7. 【請求項７】 Ｍ／ＭＯの酸素分圧は、１０-a-3〜１０
    -aＭＰａ（ただし、１０-aはＭの平衡酸素分圧）の範囲
    内である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。
  8. 【請求項８】 前記金属ＭはＮｉであることを特徴とす
    る請求項５から請求項７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。
  9. 【請求項９】 Ｎｉ／ＮｉＯの酸素分圧は、１３００℃
    において１０-10ＭＰａ〜１０-8ＭＰａの範囲内である
    ことを特徴とする請求項８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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