(57)【要約】  誘電体セラミック層（３）が、元素として、Ｂａと、Ｒｅ（Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍのうち少なくとも１種類）と、Ｔｉと、Ｚｒと、Ｍ（Ｍｇ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｖのうち少なくとも１種類）と、Ｓｉとを含み、Ｓｒを任意で含み、かつ化合物として、Ｂａと、Ｒｅと、Ｔｉと、Ｚｒとを含み、Ｓｒを任意で含んで構成される、ペロブスカイト型化合物を含み、元素の量をモル部で表した場合、Ｔｉの量とＺｒの量との合計を１００としたときに、Ｓｒの量ａが０≦ａ≦２０．０、Ｒｅの量ｂが０．５≦ｂ≦１０．０、Ｚｒの量ｃが４６≦ｃ≦９０、Ｍの量ｄが０．５≦ｄ≦１０．０、Ｓｉの量ｅが０．５≦ｅ≦５．０、およびＢａの量とＳｒの量とＲｅの量との合計の、Ｔｉの量とＺｒの量との合計に対する比ｍが０．９９０≦ｍ≦１．０５０の各条件を満たすようにする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層された複数の誘電体セラミック層と、前記誘電体セラミック層間の界面に沿って形成された複数の内部電極とをもって構成される、コンデンサ本体と、
前記コンデンサ本体の外表面上の互いに異なる位置に形成され、かつ前記内部電極に電気的に接続される、複数の外部電極と
を備える積層セラミックコンデンサであって、
前記誘電体セラミック層が、元素として、Ｂａと、Ｒｅ（ただし、ＲｅはＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、ＮｄおよびＳｍの中から選ばれる少なくとも１種類の元素）と、Ｔｉと、Ｚｒと、
Ｍ（ただし、ＭはＭｇ、Ａｌ、ＭｎおよびＶから選ばれる少なくとも１種類の元素）と、
Ｓｉとを含み、Ｓｒを任意で含み、かつ、化合物として、Ｂａと、Ｒｅと、Ｔｉと、Ｚｒとを含み、Ｓｒを任意で含んで構成される、ペロブスカイト型化合物を含み、
前記誘電体セラミック層に含まれる元素の量をモル部で表した場合、Ｔｉの量とＺｒの量との合計を１００としたときに、
Ｓｒの量ａが０≦ａ≦２０．０、
Ｒｅの量ｂが０．５≦ｂ≦１０．０、
Ｚｒの量ｃが４６≦ｃ≦９０、
Ｍの量ｄが０．５≦ｄ≦１０．０、
Ｓｉの量ｅが０．５≦ｅ≦５．０、および、
Ｂａの量とＳｒの量とＲｅの量との合計の、Ｔｉの量とＺｒの量との合計に対する比ｍが０．９９０≦ｍ≦１．０５０の各条件を満たす、積層セラミックコンデンサ。
【請求項２】
前記誘電体セラミック層に含まれる元素の量をモル部で表した場合、Ｔｉの量とＺｒの量との合計を１００としたときに、
Ｓｒの量ａが０≦ａ≦２０．０、
Ｒｅの量ｂが０．５≦ｂ≦５．０、
Ｚｒの量ｃが４６≦ｃ≦８０、
Ｍの量ｄが０．５≦ｄ≦５．０、
Ｓｉの量ｅが１．０≦ｅ≦３．０、および、
Ｂａの量とＳｒの量とＲｅの量との合計の、Ｔｉの量とＺｒの量との合計に対する比ｍが０．９９０≦ｍ≦１．０５０の各条件を満たす、請求項１に記載の積層セラミックコンデンサ。
【請求項３】
前記誘電体セラミック層本体に含まれる元素の量をモル部で表した場合、Ｔｉの量とＺｒの量との合計を１００としたときに、
Ｓｒの量ａが０≦ａ≦２０．０、
Ｒｅの量ｂが１．０≦ｂ≦５．０、
Ｚｒの量ｃが６０≦ｃ≦８０、
Ｍの量ｄが１．０≦ｄ≦５．０、
Ｓｉの量ｅが１．０≦ｅ≦３．０、および
Ｂａの量とＳｒの量とＲｅの量との合計の、Ｔｉの量とＺｒの量との合計に対する比ｍが１．０１０≦ｍ≦１．０４０の各条件を満たす、請求項２に記載の積層セラミックコンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば車載用のような高温環境下で使用される積層セラミックコンデンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
積層セラミックコンデンサの高温側の保証温度は、絶縁性および高温負荷信頼性（高温負荷試験における寿命）に基づいて決められる。この保証温度は、一般民生用では８５℃、高信頼性が必要とされる産業機器用では１２５℃とするのが一般的である。【０００３】
一方、近年では、産業機器用の中でも、車載用などの高温環境下で使用される積層セラミックコンデンサにおいて、１５０〜１７５℃という、より高い温度における高温負荷信頼性が求められてきている。【０００４】
そのような要求を満たす積層セラミックコンデンサに用いるのに適した誘電体セラミック組成物は、例えば特開２０１１−２０７６３０号公報（特許文献１）に記載されている。特許文献１に記載されている誘電体セラミック組成物は、組成式：１００（Ｂａ１−ｘＣａｘ）ＴｉＯ３＋ａＲ２Ｏ３＋ｂＶ２Ｏ５＋ｃＺｒＯ２＋ｄＭｎＯ（ただし、ＲはＹ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、ＴｍおよびＹｂの中から選ばれる少なくとも１種の金属元素であり、ａ、ｂ、ｃおよびｄはモル比を表わす。）で表わされ、かつ、０．０３≦ｘ≦０．２０、０．０５≦ａ≦３．５０、０．２２≦ｂ≦２．５０、０．０５≦ｃ≦３．０、および０．０１≦ｄ≦０．３０の各条件を満たす。【０００５】
上記の誘電体セラミック組成物を用いた積層セラミックコンデンサは、温度１７５℃で電界強度２０Ｖ／μｍの直流電圧を印加した高温負荷試験において、ＭＴＴＦ（ＭｅａｎＴｉｍｅ  Ｔｏ  Ｆａｉｌｕｒｅ：平均故障時間）が５０時間以上という優れた高温負荷信頼性を有することが確認されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２０７６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
車載用の積層セラミックコンデンサは、常に高温環境となるエンジンルーム内に搭載される電装機器の部品として用いられることが想定される。例えば、エンジンのシリンダーヘッド付近に搭載されるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ：電子制御装置）などに用いられる積層セラミックコンデンサは、特に高温にさらされる可能性がある。そのような積層セラミックコンデンサについては、２００℃以上というさらに高い保証温度が求められる場合がある。【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の誘電体セラミック組成物を用いた積層セラミックコンデンサは、そのような高い温度での高温負荷信頼性が実証されていない。【０００９】
そこで、この発明の目的は、例えば車載用のような高温環境下で使用される場合においても、高温負荷信頼性に優れる積層セラミックコンデンサを提供しようとすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、この発明に係る積層セラミックコンデンサでは、誘電体セラミック層に用いられる誘電体セラミック組成物についての改良が図られる。【００１１】
この発明に係る積層セラミックコンデンサは、コンデンサ本体と、複数の外部電極とを備える。コンデンサ本体は、積層された複数の誘電体セラミック層と、誘電体セラミック層間の界面に沿って形成された複数の内部電極とをもって構成される。複数の外部電極は、コンデンサ本体の外表面上の互いに異なる位置に形成され、かつ内部電極に電気的に接続される。【００１２】
そして、誘電体セラミック層が、元素として、Ｂａと、Ｒｅ（ただし、ＲｅはＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、ＮｄおよびＳｍの中から選ばれる少なくとも１種類の元素）と、Ｔｉと、Ｚｒと、Ｍ（ただし、ＭはＭｇ、Ａｌ、ＭｎおよびＶから選ばれる少なくとも１種類の元素）と、Ｓｉとを含み、Ｓｒを任意で含む。【００１３】
かつ、誘電体セラミック層が、化合物として、Ｂａと、Ｒｅと、Ｔｉと、Ｚｒとを含み、Ｓｒを任意で含んで構成される、ペロブスカイト型化合物を含む。【００１４】
さらに、誘電体セラミック層に含まれる元素の量をモル部で表した場合、Ｔｉの量とＺｒの量との合計を１００としたときに、Ｓｒの量ａが０≦ａ≦２０．０、Ｒｅの量ｂが０．５≦ｂ≦１０．０、Ｚｒの量ｃが４６≦ｃ≦９０、Ｍの量ｄが０．５≦ｄ≦１０．０、Ｓｉの量ｅが０．５≦ｅ≦５．０、およびＢａの量とＳｒの量とＲｅの量との合計の、Ｔｉの量とＺｒの量との合計に対する比ｍが０．９９０≦ｍ≦１．０５０の各条件（以後、第１の条件と称する）を満たす。【００１５】
上記の積層セラミックコンデンサは、温度２００℃で電界強度１５Ｖ／μｍの直流電圧を印加した高温負荷試験を行なった場合、ＭＴＴＦが１００時間以上になるという優れた高温負荷信頼性を有する。また、誘電体セラミックの比誘電率（εｒ）が７０以上となる。【００１６】
また、この発明に係る積層セラミックコンデンサは、誘電体セラミック層に含まれる元素の量をモル部で表した場合、Ｔｉの量とＺｒの量との合計を１００としたときに、Ｓｒの量ａが０≦ａ≦２０．０、Ｒｅの量ｂが０．５≦ｂ≦５．０、Ｚｒの量ｃが４６≦ｃ≦８０、Ｍの量ｄが０．５≦ｄ≦５．０、Ｓｉの量ｅが１．０≦ｅ≦３．０、およびＢａの量とＳｒの量とＲｅの量との合計の、Ｔｉの量とＺｒの量との合計に対する比ｍが０．９９０≦ｍ≦１．０５０の各条件（以後、第２の条件と称する）を満たすようにしてもよい。【００１７】
上記の積層セラミックコンデンサは、上記の優れた高温負荷信頼性を有し、さらに誘電体セラミックのεｒが１００以上となる。【００１８】
また、この発明に係る積層セラミックコンデンサは、誘電体セラミック層に含まれる元素の量をモル部で表した場合、Ｔｉの量とＺｒの量との合計を１００としたときに、Ｓｒの量ａが０≦ａ≦２０．０、Ｒｅの量ｂが１．０≦ｂ≦５．０、Ｚｒの量ｃが６０≦ｃ≦８０、Ｍの量ｄが１．０≦ｄ≦５．０、Ｓｉの量ｅが１．０≦ｅ≦３．０、およびＢａの量とＲｅの量とＳｒの量との合計の、Ｔｉの量とＺｒの量との合計に対する比ｍが１．０１０≦ｍ≦１．０４０の各条件（以後、第３の条件と称する）を満たすようにしてもよい。【００１９】
上記の積層セラミックコンデンサは、上記の条件での高温負荷試験を行なった場合、ＭＴＴＦが１５０時間以上になるというさらに優れた高温負荷信頼性を有し、誘電体セラミックのεｒが１００以上となる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明に係る積層セラミックコンデンサは、温度２００℃で電界強度１５Ｖ／μｍの直流電圧を印加した高温負荷試験を行なった場合、ＭＴＴＦが１００時間以上になるという優れた高温負荷信頼性を有する。また、誘電体セラミックのεｒが７０以上である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の実施形態に係る積層セラミックコンデンサ１の外観を示す斜視図である。
【図２】図１に示した積層セラミックコンデンサ１の正面断面図である。
【図３】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の厚みの測定方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
−実施の形態−
以下に本発明の実施形態を示して、本発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。
【００２３】
＜積層セラミックコンデンサの構造＞
積層セラミックコンデンサ１は、コンデンサ本体２を備えている。コンデンサ本体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。
【００２４】
内部電極４および５は、コンデンサ本体２の外表面にまで到達するように形成される。本発明の実施形態では、内部電極４は、コンデンサ本体２の一方の端面６にまで到達するように形成され、内部電極５は、他方の端面７にまで到達するよう形成されている。また、内部電極４と内部電極５とは、コンデンサ本体２の内部において交互に配置されている。
【００２５】
コンデンサ本体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。必要に応じて、外部電極８および９上には、Ｎｉ、Ｃｕなどからなる第１のめっき層がそれぞれ形成されていてもよい。さらにその上に、はんだ、Ｓｎなどからなる第２のめっき層がそれぞれ形成されていてもよい。
【００２６】
このような積層セラミックコンデンサ１において、誘電体セラミック層３に含まれる元素の種類および化合物と、元素の量とは、この発明で規定される各条件を満たす。
【００２７】
＜積層セラミックコンデンサの製造＞
次に、上記の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。
【００２８】
誘電体セラミック組成物のための原料粉末を用意し、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、後に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。
【００２９】
この誘電体セラミックの原料粉末の製造方法は、誘電体セラミック層３に含まれる元素の種類および化合物と、元素の量とが、この発明で規定される各条件を満たすものであれば、どのような方法を用いてもよい。用いる素材も、炭酸塩、酸化物、水酸化物、塩化物など種々の形態のものを用いることができる。
【００３０】
例えば、ペロブスカイト型化合物粉末の製造方法（合成方法）としては、炭酸塩や酸化物からなる素材を混合し、仮焼して合成する固相法の他、水熱法など種々の公知の方法を用いてもよい。また、所望のペロブスカイト型化合物の組成となるように、水熱法などで作製されたＢａＴｉＯ３またはＢａＺｒＯ３と、種々の素材とを混合した後、仮焼してペロブスカイト型化合物粉末を製造してもよい。
【００３１】
また、誘電体セラミックの原料粉末としては、水熱法などで作製されたＢａＴｉＯ３またはＢａＺｒＯ３と、種々の素材とを混合したものとしてもよい。そして、コンデンサ本体の焼成時にそれらが反応して、Ｂａと、Ｒｅと、Ｔｉと、Ｚｒとを含み、Ｓｒを任意で含んで構成される、ペロブスカイト型化合物が合成されるようにしてもよい。
【００３２】
得られたグリーンシートの特定のものの各一方主面に、内部電極４および５を形成する。内部電極４および５を構成する導電性材料は、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ｃｕ、およびＣｕ合金などを用いることができる。通常は、ＮｉまたはＮｉ合金が用いられる。これら内部電極４および５は、通常、上記の導電性材料粉末を含む導電性ペーストを用いて、スクリーン印刷法や転写法により形成される。内部電極４および５は、これらに限らず、どのような方法によって形成されてもよい。
【００３３】
内部電極４または５を形成した、誘電体セラミック層３のためのグリーンシートを必要数積層するとともに、これらグリーンシートを、内部電極が形成されない適当数のグリーンシートによって挟んだ状態とする。これを熱圧着することによって、生のコンデンサ本体が得られる。
【００３４】
この生のコンデンサ本体を、所定の還元性雰囲気中で所定の温度にて焼成し、焼結後のコンデンサ本体２を得る。
【００３５】
焼結後のコンデンサ本体２の両方の端面６および７上に、内部電極４および５とそれぞれ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を構成する導電性材料は、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金、ＡｇまたはＡｇ合金などを用いることができる。通常は、ＣｕまたはＣｕ合金が用いられる。外部電極８および９は、通常、導電性材料粉末にガラスフリットを添加して得られた導電性ペーストを、コンデンサ本体２の両方の端面６および７上に塗布し、これを焼き付けることによって形成される。
【００３６】
なお、外部電極８および９となるべき導電性ペーストは、焼成前の生のコンデンサ本体に塗布しておき、コンデンサ本体２を得るための焼成と同時に焼き付けられてもよい。
【００３７】
次に、外部電極８および９上に、必要に応じてＮｉ、Ｃｕなどのめっきを施し、第１のめっき層を形成する。また、これら第１のめっき層上に、Ｓｎ、はんだなどのめっきを施し、第２のめっき層を形成する。以上のようにして、積層セラミックコンデンサ１を完成させる。
【００３８】
−実験例−
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。これらの実験例は、この発明に係る積層セラミックコンデンサの誘電体セラミック層に含まれる元素の量の条件、または元素の量の好ましい条件を規定する根拠を与えるためのものでもある。実験例では、試料として、図１および図２に示すような積層セラミックコンデンサを作製した。
【００３９】
＜誘電体セラミック原料粉末の製造＞
誘電体セラミック層に含まれるペロブスカイト型化合物を構成するＢａの素材としてＢａＣＯ３、Ｓｒの素材としてＳｒＣＯ３、Ｒｅの素材としてＬａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３およびＳｍ２Ｏ３、Ｔｉの素材としてＴｉＯ２、およびＺｒの素材としてＺｒＯ２の各粉末を準備した。各粉末は、純度９９重量％以上のものを用いた。
【００４０】
これらの各粉末を、各元素の量をモル部で表した場合、Ｂａの量とＳｒの量とＲｅの量との合計の、Ｔｉの量とＺｒの量との合計に対する比ｍ、Ｓｒの量ａ、Ｒｅの量ｂ、Ｚｒの量ｃ、Ｂａの量、およびＴｉの量が、表１および表２に示す値となるように秤量、調合した。調合時には、各粉末の純度に応じた調合量の補正を行なった。
【００４１】
これらの調合原料粉末を、ボールミルを用いて湿式混合し、均一に分散させた後、乾燥し、解砕処理を施して調整粉末を得た。得られた調整粉末を１０５０℃で仮焼し、ペロブスカイト型化合物粉末を得た。
【００４２】
他方、誘電体セラミック層に含まれるＭの素材として、ＭｇＣＯ３、Ａｌ２Ｏ３、ＭｎＣＯ３、およびＶ２Ｏ５の各粉末を準備した。またＳｉの素材として、ＳｉＯ２の粉末を準備した。各粉末は、純度９９重量％以上のものを用いた。
【００４３】
次に、これらの各粉末と上記のペロブスカイト型化合物粉末とを、各元素の量をモル部で表した場合、Ｔｉの量とＺｒの量との合計を１００としたときに、Ｍの量ｄ、およびＳｉの量ｅが、表１および表２に示す値となるように秤量、調合した。調合時には、各粉末の純度に応じた調合量の補正を行なった。
【００４４】
なお、ペロブスカイト型化合物中のＢａの量とＳｒの量とＲｅの量との合計の、Ｔｉの量とＺｒの量との合計に対する比ｍの調整のため、ＢａＣＯ３、ＳｒＣＯ３、ＴｉＯ２、およびＺｒＯ２などの素材を、ペロブスカイト型化合物粉末とＭの素材とＳｉの素材とを混合する段階で添加してもよい。
【００４５】
これらの調合原料粉末を、ボールミルを用いて湿式混合し、均一に分散させた後、乾燥し、解砕処理を施して誘電体セラミックの原料粉末を得た。
【００４６】
また、上記湿式混合の過程においてＹＳＺ（Ｙｔｔｒｉａ  Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ  Ｚｉｒｃｏｎｉａ：イットリア安定化ジルコニア）ボールをメディアとして用いる場合など、秤量した素材以外からＺｒＯ２が混入することがある。その場合には、混入量を含めて表１および表２の組成となるように、ＺｒＯ２粉末の調合量を調整した。
【００４７】
これらの誘電体セラミックの原料粉末中には、不可避の不純物としてＣａおよびＨｆが含まれる可能性があるが、この発明の効果に影響を与えないことを別途確認してある。
【００４８】
得られた誘電体セラミックの原料粉末を酸により溶解し、ＩＣＰ発光分光分析を行なった。「ＩＣＰ発光分光分析」とは、Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ（高周波誘導結合プラズマ）発光分光分析の略称である。
【００４９】
その結果、誘電体セラミックの原料粉末は、表１および表２に示した組成と実質的に同じ組成を有していることが確認された。
【００５０】
＜積層セラミックコンデンサの製造＞
これらの誘電体セラミック原料粉末に、ポリビニルブチラール系のバインダー、可塑剤およびエタノールなどの有機溶剤を加え、ボールミルにより湿式混合して、誘電体セラミック組成物を含むスラリーを得た。これらのスラリーを、ポリエチレンテレフタレートからなるキャリアフィルム上にシート状に成形して、誘電体セラミック組成物を含むグリーンシートを得た。
【００５１】
得られたグリーンシート上に、Ｎｉを導電性材料とする導電性ペーストを用いて内部電極パターンを印刷した。それらを互いに対向して複数の静電容量を構成するように積み重ね、さらにその上下面に内部電極パターンが形成されないセラミックグリーンシートを適当数積み重ねて熱圧着し、生のコンデンサ本体を得た。
【００５２】
得られた生のコンデンサ本体を、大気中において、温度２９０℃で３時間保持して、バインダーを燃焼させた。バインダーを燃焼させた後のコンデンサ本体を、還元性雰囲気中において、温度１１５０〜１２５０℃で２時間保持して焼成し、焼結したコンデンサ本体を得た。還元性雰囲気には、Ｎ２−Ｈ２−Ｈ２Ｏの混合ガスが用いられた。酸素分圧ＰＯ２は、上記の温度で内部電極に含まれるＮｉが酸化しない１０−１２〜１０−９ＭＰａに設定された。
【００５３】
焼結したコンデンサ本体の両方の端面に、Ｃｕを導電性材料とし、Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＢａＯ系のガラスフリットを含有する導電性ペーストを塗布し、Ｎ２雰囲気中において、温度８００℃で焼き付けることにより、内部電極と電気的に接続された外部電極を形成した。
【００５４】
その後、バレルめっきにより、外部電極の表面にＮｉめっき層（第１のめっき層）を形成し、さらにＮｉめっき層上にＳｎめっき層（第２のめっき層）を形成した。
【００５５】
以上の工程により、試料番号１〜６８の試料に係る積層セラミックコンデンサを得た。
このようにして得られた各試料に係る積層セラミックコンデンサの外形寸法は、幅が１．０ｍｍ、長さが２．０ｍｍ、および厚さが１．０ｍｍであった。また、静電容量の取得に係る誘電体セラミック層の数は８５であり、１層当たりの対向電極面積は１．６ｍｍ２であった。
【００５６】
また、得られた各試料に係る積層セラミックコンデンサの外部電極を除去した後のコンデンサ本体を酸により溶解し、ＩＣＰ発光分光分析を行なった。なお、コンデンサ本体を溶解処理して溶液とする方法に特別の制約はない。
【００５７】
上記の方法では、誘電体セラミック層および内部電極を同時に溶解するため、分析時には、誘電体セラミック層に含まれる元素以外に、内部電極に含まれる元素も検出されることになる。そのため、上記のＩＣＰ発光分光分析の結果から、既知である内部電極に含まれる元素を除いたものを、誘電体セラミック層を溶解処理した溶液をＩＣＰ発光分光分析した結果と見なした。また、その結果として検出された元素をモル部で表したものを、誘電体セラミック層に含まれる元素の量と見なした。
【００５８】
その結果、誘電体セラミック層は、表１および表２に示した調合組成と実質的に同じ組成を有していることが確認された。
【００５９】
したがって、この発明に係る積層セラミックコンデンサの誘電体セラミック層に含まれる元素の種類と、元素の量の条件または元素の量の好ましい条件とは、表１および表２に示した組成に基づいて規定するものとする。
【００６０】
＜誘電体セラミック層の厚みの測定＞
上記のようにして作製した試料番号１〜６８の試料に係る積層セラミックコンデンサを、各試料で３個ずつ準備した。
【００６１】
各試料に係る３個の積層セラミックコンデンサを、幅（Ｗ）方向が垂直方向に沿うような姿勢で保持し、試料の周りを樹脂で固め、試料の長さ（Ｌ）と、厚さ（Ｔ）により規定されるＬＴ面を樹脂から露出させた。その後、研磨機により、各試料のＬＴ面を研磨し、各試料の幅（Ｗ）方向の１／２程度の深さまで研磨を行った。そして、研磨による内部電極の延びをなくすために、イオンミリングにより、研磨表面を加工した。
【００６２】
得られた研磨後の試料について、図３に示すように、ＬＴ断面のＬ方向の１／２程度の位置において、誘電体セラミック層３と直交する線（直交線）ＯＬを引いた。静電容量の取得に係る誘電体セラミック層３が積層されている領域を厚さ（Ｔ）方向に３等分に分割し、上部領域、中央領域、下部領域の３つの領域に分けた。
【００６３】
そして、各領域において最外の誘電体セラミック層３、および内部電極が欠損していることにより２層以上の誘電体セラミック層３が繋がって観察される部分を除き、各領域中央部で、上記の直交線ＯＬ上の誘電体セラミック層の厚みをそれぞれ１０層ずつ測定して平均値を求めた。すなわち、３つの試料の３つの領域の１０層について測定を行なったため、平均値を求めるためのデータ数は９０となる。その結果、試料番号１〜６８の各試料において、誘電体セラミック層の厚さは１０．０μｍであった。なお、誘電体セラミック層の厚みは、走査型電子顕微鏡を用いて測定した。
【００６４】
＜誘電体セラミックのεｒの測定＞
上記のようにして作製した試料番号１〜６８の試料に係る積層セラミックコンデンサを、各試料で２０個ずつ準備した。
【００６５】
各試料に係る２０個の積層セラミックコンデンサの静電容量（Ｃ）を、インピーダンスアナライザ（アジレント・テクノロジー社製：ＨＰ４１９４Ａ）を用い、温度２５±２℃で、電圧が１Ｖｒｍｓ、周波数が１ｋＨｚの交流電圧を印加して測定し、平均値を求めた。得られたＣの平均値と、内部電極面積と、上記で得られた誘電体セラミック層の厚さとから、誘電体セラミックのεｒを算出した。
【００６６】
＜積層セラミックコンデンサの高温負荷信頼性の測定＞
上記のようにして作製した試料番号１〜６８の試料に係る積層セラミックコンデンサを、各試料で１００個ずつ準備した。
【００６７】
各試料に係る１００個の積層セラミックコンデンサについて、エンジンのシリンダーヘッド付近に搭載されるＥＣＵに用いられることを想定し、温度２００℃で、電圧が１５０Ｖの直流電圧を印加した高温負荷試験を行ない、それらの抵抗値の経時変化を測定した。誘電体セラミック層に印加された電界強度は、上記で得られた誘電体セラミック層の厚さと印加電圧とから計算すると、１５ｋＶ／ｍｍとなる。各試料に係る１００個の積層セラミックコンデンサについて、抵抗値が１ＭΩ以下になった時間を故障時間とし、故障時間のワイブル解析から、各試料のＭＴＴＦを求めた。
【００６８】
焼成後の誘電体セラミック層に含まれる元素の種類および元素の量と、εｒと、高温負荷試験におけるＭＴＴＦの測定結果とを、表１および表２にまとめて示す。
【００６９】
【表１】
2014188845.tif 000003
【００７０】
【表２】
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【００７１】
表１および表２において、試料番号に＊を付したものは、この発明に係る積層セラミックコンデンサの誘電体セラミック層に含まれる元素の量の条件から外れた試料である。
【００７２】
表１および表２に示すように、誘電体セラミック層に含まれる元素の量が第１の条件を満たす各試料においては、上記の条件で高温負荷試験を行なった場合、ＭＴＴＦが１００時間以上になるという優れた高温負荷信頼性を有し、誘電体セラミックのεｒが７０以上であることが確認された。
【００７３】
また、誘電体セラミック層に含まれる元素の量が第２の条件を満たす各試料においては、上記の優れた高温負荷信頼性を有し、さらに誘電体セラミックのεｒが１００以上となるため好ましい。
【００７４】
また、誘電体セラミック層に含まれる元素の量が第３の条件を満たす各試料においては、上記の条件での高温負荷試験を行なった場合、ＭＴＴＦが１５０時間以上になるというさらに優れた高温負荷信頼性を有し、誘電体セラミックのεｒが１００以上となるためさらに好ましい。
【００７５】
これに対し、誘電体セラミック層に含まれる元素の量が第１の条件ないし第３の条件のいずれも満たさない試料においては、高温負荷信頼性またはεｒの、少なくともいずれかにおいて好ましくない結果となることが確認された。
【００７６】
上記の実験例では、誘電体セラミック層に含まれる元素の量の分析を行なうため、各試料に係る積層セラミックコンデンサの外部電極を除去した後のコンデンサ本体を酸により溶解し、既知である内部電極に含まれる元素を除いたものを、誘電体セラミック層を溶解処理した溶液をＩＣＰ発光分光分析した結果と見なした。
【００７７】
これに替えて、例えばコンデンサ本体から誘電体セラミック層を剥離するなどの方法により、誘電体セラミック層を内部電極と分離して取り出した後、酸により溶解し、ＩＣＰ発光分光分析を行なうようにしてもよい。
【００７８】
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、コンデンサ本体を構成する誘電体セラミック層や内部電極の層数、誘電体セラミックの組成などに関し、この発明の範囲内において種々の応用、変形を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００７９】
１  積層セラミックコンデンサ、２  コンデンサ本体、３  誘電体セラミック層、４、５  内部電極、６，７  コンデンサ本体の端面、８，９  外部電極。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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