(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体層と内部電極とが交互に複数積層された積層体を備える積層セラミックコンデンサであって、
前記積層体は、前記誘電体層と前記内部電極の積層方向である厚み方向に相対する第１の主面および第２の主面と、前記厚み方向に直交する幅方向に相対する第１の側面および第２の側面と、前記厚み方向および前記幅方向に直交する長さ方向に相対する第１の端面および第２の端面とを備え、
前記誘電体層は、Ｂａ、Ｓｒ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｍｇ、Ｒ（ただし、Ｒは、Ｙ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、およびＹｂのうちの少なくとも１種の元素）を含み、
Ｔｉを１００モル部としたときに、
Ｓｒ：０．５モル部以上３．０モル部以下
Ｃａ：３モル部以上１５モル部以下
Ｚｒ：０．０５モル部以上３．０モル部以下
Ｍｇ：０．０１モル部以上０．０９モル部以下
Ｒ：２．５モル部以上８．４モル部以下
であり、
前記積層体の前記長さ方向の寸法は１．０ｍｍより大きく３．２ｍｍ以下であり、前記幅方向の寸法は０．５ｍｍより大きく２．５ｍｍ以下であり、前記厚み方向の寸法は０．５ｍｍより大きく２．５ｍｍ以下であり、
前記誘電体層の前記厚み方向の寸法は０．４μｍ以上３．０μｍ以下であること
を特徴とする積層セラミックコンデンサ。
【請求項２】
誘電体層と内部電極とが交互に複数積層された積層体を備える積層セラミックコンデンサであって、
前記積層体は、前記誘電体層と前記内部電極の積層方向である厚み方向に相対する第１の主面および第２の主面と、前記厚み方向に直交する幅方向に相対する第１の側面および第２の側面と、前記厚み方向および前記幅方向に直交する長さ方向に相対する第１の端面および第２の端面とを備え、
前記積層体は、Ｂａ、Ｓｒ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｍｇ、およびＲ（ただし、Ｒは、Ｙ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、およびＹｂのうちの少なくとも１種の元素）を含み、
Ｔｉを１００モル部としたときに、
Ｓｒ：０．５モル部以上３．０モル部以下
Ｃａ：３モル部以上１５モル部以下
Ｚｒ：０．０５モル部以上３．０モル部以下
Ｍｇ：０．０１モル部以上０．０９モル部以下
Ｒ：２．５モル部以上８．４モル部以下
であり、
前記積層体の前記長さ方向の寸法は１．０ｍｍより大きく３．２ｍｍ以下であり、前記幅方向の寸法は０．５ｍｍより大きく２．５ｍｍ以下であり、前記厚み方向の寸法は０．５ｍｍより大きく２．５ｍｍ以下であり、
前記誘電体層の前記厚み方向の寸法は０．４μｍ以上３．０μｍ以下であること
を特徴とする積層セラミックコンデンサ。
【請求項３】
誘電体層と内部電極とが交互に複数積層された積層体を備える積層セラミックコンデンサであって、
前記積層体は、前記誘電体層と前記内部電極の積層方向である厚み方向に相対する第１の主面および第２の主面と、前記厚み方向に直交する幅方向に相対する第１の側面および第２の側面と、前記厚み方向および前記幅方向に直交する長さ方向に相対する第１の端面および第２の端面とを備え、
前記積層体は、Ｂａ、Ｓｒ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｍｇ、およびＲ（ただし、Ｒは、Ｙ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、およびＹｂのうちの少なくとも１種の元素）を含み、
前記積層体を溶解処理して溶液とした場合において、前記溶液中のＴｉを１００モル部としたときに、
Ｓｒ：０．５モル部以上３．０モル部以下
Ｃａ：３モル部以上１５モル部以下
Ｚｒ：０．０５モル部以上３．０モル部以下
Ｍｇ：０．０１モル部以上０．０９モル部以下
Ｒ：２．５モル部以上８．４モル部以下
であり、
前記積層体の前記長さ方向の寸法は１．０ｍｍより大きく３．２ｍｍ以下であり、前記幅方向の寸法は０．５ｍｍより大きく２．５ｍｍ以下であり、前記厚み方向の寸法は０．５ｍｍより大きく２．５ｍｍ以下であり、
前記誘電体層の前記厚み方向の寸法は０．４μｍ以上３．０μｍ以下であること
を特徴とする積層セラミックコンデンサ。
【請求項４】
誘電体層と内部電極とが交互に複数積層され、前記誘電体層と前記内部電極の積層方向である厚み方向に相対する第１の主面および第２の主面と、前記厚み方向に直交する幅方向に相対する第１の側面および第２の側面と、前記厚み方向および前記幅方向に直交する長さ方向に相対する第１の端面および第２の端面とを有する積層体を備える積層セラミックコンデンサの製造方法であって、
Ｂａ、Ｓｒ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｍｇ、およびＲ（ただし、Ｒは、Ｙ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、およびＹｂのうちの少なくとも１種の元素）を含む誘電体層であって、Ｔｉを１００モル部としたときに、
Ｓｒ：０．５モル部以上３．０モル部以下
Ｃａ：３モル部以上１５モル部以下
Ｚｒ：０．０５モル部以上３．０モル部以下
Ｍｇ：０．０１モル部以上０．０９モル部以下
Ｒ：２．５モル部以上８．４モル部以下
である誘電体層用のセラミックグリーンシートと、内部電極用の電極材料層とを交互に積層することによって、未焼成の積層体を形成する工程と、
前記未焼成の積層体を焼成することによって、前記長さ方向の寸法は１．０ｍｍより大きく３．２ｍｍ以下であり、前記幅方向の寸法は０．５ｍｍより大きく２．５ｍｍ以下であり、前記厚み方向の寸法は０．５ｍｍより大きく２．５ｍｍ以下であり、前記誘電体層の前記厚み方向の寸法は０．４μｍ以上３．０μｍ以下である、焼成済みの積層体を得る工程と、
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層セラミックコンデンサおよびその製造方法に関するものであり、詳しくは、誘電体層と内部電極とが交互に複数積層された積層体を備える積層セラミックコンデンサとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
積層セラミックコンデンサが備える複数の誘電体セラミック層を構成する誘電体セラミック材料として、高い誘電率を得るために、ＢａＴｉＯ3系のセラミック材料が用いられることがある。特に、ＢａＴｉＯ3のＢａの一部をＣａで置換した（ＢａＣａ）ＴｉＯ3によれば、高い信頼性（高温負荷寿命）と良好な容量温度特性を得ることができる。
【０００３】
ところで、近年、積層セラミックコンデンサの小型化かつ大容量化に伴い、誘電体素子の厚みは益々薄くなっている。それによって、誘電体素子に加わる電界強度は高まっており、信頼性確保のための設計は厳しくなってきている。
【０００４】
この信頼性確保のための一手段として、特許文献１には、種々の元素を一定量添加することによって、誘電体セラミックを得る方法が提案されている。すなわち、特許文献１に記載の誘電体セラミックは、組成式：１００（Ｂａ1-xＣａx）mＴｉＯ3＋ａＭｎＯ＋ｂＶ2Ｏ5＋ｃＳｉＯ2＋ｄＲｅ2Ｏ3（ただし、Ｒｅ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）で表され、ｘ、ｍ、ａ、ｂ、ｃ、およびｄはそれぞれ、０．０３０≦ｘ≦０．２０、０．９９０≦ｍ≦１．０３０、０．０１０≦ａ≦５．０、０．０５０≦ｂ≦２．５、０．２０≦ｃ≦８．０、０．０５０≦ｄ≦２．５の各条件を満たすように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１９４１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記誘電体セラミックには、次のような課題があることが分かった。すなわち、この誘電体セラミックが積層セラミックコンデンサに用いられて、例えば３０ｋＶ／ｍｍ以上の高い電界強度が付与された場合に、Ｙ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、およびＹｂなどの添加物の固溶ばらつきによって局所的に電界集中が生じ、それにより、高温負荷試験における寿命ばらつきが生じやすくなる。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するものであり、高温負荷試験における寿命ばらつきの小さい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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の積層セラミックコンデンサは、
誘電体層と内部電極とが交互に複数積層された積層体を備える積層セラミックコンデンサであって、
前記積層体は、前記誘電体層と前記内部電極の積層方向である厚み方向に相対する第１の主面および第２の主面と、前記厚み方向に直交する幅方向に相対する第１の側面および第２の側面と、前記厚み方向および前記幅方向に直交する長さ方向に相対する第１の端面および第２の端面とを備え、
前記誘電体層は、Ｂａ、Ｓｒ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｍｇ、およびＲ（ただし、Ｒは、Ｙ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、およびＹｂのうちの少なくとも１種の元素）を含み、
Ｔｉを１００モル部としたときに、
Ｓｒ：０．５モル部以上３．０モル部以下
Ｃａ：３モル部以上１５モル部以下
Ｚｒ：０．０５モル部以上３．０モル部以下
Ｍｇ：０．０１モル部以上０．０９モル部以下
Ｒ：２．５モル部以上８．４モル部以下
であり、
前記積層体の前記長さ方向の寸法は１．０ｍｍより大きく３．２ｍｍ以下であり、前記幅方向の寸法は０．５ｍｍより大きく２．５ｍｍ以下であり、前記厚み方向の寸法は０．５ｍｍより大きく２．５ｍｍ以下であり、
前記誘電体層の前記厚み方向の寸法は０．４μｍ以上３．０μｍ以下であること
を特徴とする。
【０００９】
また、本発明の積層セラミックコンデンサは、
誘電体層と内部電極とが交互に複数積層された積層体を備える積層セラミックコンデンサであって、
前記積層体は、前記誘電体層と前記内部電極の積層方向である厚み方向に相対する第１の主面および第２の主面と、前記厚み方向に直交する幅方向に相対する第１の側面および第２の側面と、前記厚み方向および前記幅方向に直交する長さ方向に相対する第１の端面および第２の端面とを備え、
前記積層体は、Ｂａ、Ｓｒ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｍｇ、およびＲ（ただし、Ｒは、Ｙ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、およびＹｂのうちの少なくとも１種の元素）を含み、
Ｔｉを１００モル部としたときに、
Ｓｒ：０．５モル部以上３．０モル部以下
Ｃａ：３モル部以上１５モル部以下
Ｚｒ：０．０５モル部以上３．０モル部以下
Ｍｇ：０．０１モル部以上０．０９モル部以下
Ｒ：２．５モル部以上８．４モル部以下
であり、
前記積層体の前記長さ方向の寸法は１．０ｍｍより大きく３．２ｍｍ以下であり、前記幅方向の寸法は０．５ｍｍより大きく２．５ｍｍ以下であり、前記厚み方向の寸法は０．５ｍｍより大きく２．５ｍｍ以下であり、
前記誘電体層の前記厚み方向の寸法は０．４μｍ以上３．０μｍ以下であること
を特徴とする。
【００１０】
また、本発明の積層セラミックコンデンサは、
誘電体層と内部電極とが交互に複数積層された積層体を備える積層セラミックコンデンサであって、
前記積層体は、前記誘電体層と前記内部電極の積層方向である厚み方向に相対する第１の主面および第２の主面と、前記厚み方向に直交する幅方向に相対する第１の側面および第２の側面と、前記厚み方向および前記幅方向に直交する長さ方向に相対する第１の端面および第２の端面とを備え、
前記積層体は、Ｂａ、Ｓｒ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｍｇ、およびＲ（ただし、Ｒは、Ｙ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、およびＹｂのうちの少なくとも１種の元素）を含み、  
前記積層体を溶解処理して溶液とした場合において、前記溶液中のＴｉを１００モル部としたときに、
Ｓｒ：０．５モル部以上３．０モル部以下
Ｃａ：３モル部以上１５モル部以下
Ｚｒ：０．０５モル部以上３．０モル部以下
Ｍｇ：０．０１モル部以上０．０９モル部以下
Ｒ：２．５モル部以上８．４モル部以下
であり、
前記積層体の前記長さ方向の寸法は１．０ｍｍより大きく３．２ｍｍ以下であり、前記幅方向の寸法は０．５ｍｍより大きく２．５ｍｍ以下であり、前記厚み方向の寸法は０．５ｍｍより大きく２．５ｍｍ以下であり、
前記誘電体層の前記厚み方向の寸法は、０．４μｍ以上３．０μｍ以下であることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の積層セラミックコンデンサの製造方法は、
誘電体層と内部電極とが交互に複数積層され、前記誘電体層と前記内部電極の積層方向である厚み方向に相対する第１の主面および第２の主面と、前記厚み方向に直交する幅方向に相対する第１の側面および第２の側面と、前記厚み方向および前記幅方向に直交する長さ方向に相対する第１の端面および第２の端面とを有する積層体を備える積層セラミックコンデンサの製造方法であって、
Ｂａ、Ｓｒ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｍｇ、およびＲ（ただし、Ｒは、Ｙ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、およびＹｂのうちの少なくとも１種の元素）を含む誘電体層であって、Ｔｉを１００モル部としたときに、
Ｓｒ：０．５モル部以上３．０モル部以下
Ｃａ：３モル部以上１５モル部以下
Ｚｒ：０．０５モル部以上３．０モル部以下
Ｍｇ：０．０１モル部以上０．０９モル部以下
Ｒ：２．５モル部以上８．４モル部以下
である誘電体層用のセラミックグリーンシートと、内部電極用の電極材料層とを交互に積層することによって、未焼成の積層体を形成する工程と、
前記未焼成の積層体を焼成することによって、前記長さ方向の寸法は１．０ｍｍより大きく３．２ｍｍ以下であり、前記幅方向の寸法は０．５ｍｍより大きく２．５ｍｍ以下であり、前記厚み方向の寸法は０．５ｍｍより大きく２．５ｍｍ以下であり、前記誘電体層の前記厚み方向の寸法は０．４μｍ以上３．０μｍ以下である、焼成済みの積層体を得る工程と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の積層セラミックコンデンサは、上述の構成を備えることにより、高温負荷試験における寿命ばらつきの小さい積層セラミックコンデンサを得ることができる。
【００１３】
また、本発明の積層セラミックコンデンサの製造方法は、上述の構成を備えることにより、高温負荷試験における寿命ばらつきの小さい積層セラミックコンデンサを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施の形態における積層セラミックコンデンサの斜視図である。
【図２】図１に示す積層セラミックコンデンサのＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】図１に示す積層セラミックコンデンサのＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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具体的に説明する。
【００１６】
図１は、一実施の形態における積層セラミックコンデンサ１０の斜視図である。図２は、図１に示す積層セラミックコンデンサ１０のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。図３は、図１に示す積層セラミックコンデンサ１０のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【００１７】
図１〜図３に示すように、積層セラミックコンデンサ１０は、全体として直方体形状を有する電子部品であり、積層体１１と一対の外部電極１４とを有している。
【００１８】
図２および図３に示すように、積層体１１は、交互に積層された誘電体層１２と内部電極１３とを備える。すなわち、複数の誘電体層１２と複数の内部電極１３が交互に積層されて、積層体１１が形成されている。
【００１９】
ここでは、一対の外部電極１４が並ぶ方向を積層セラミックコンデンサ１０の長さ方向と定義し、誘電体層１２と内部電極１３の積層方向を厚み方向と定義し、長さ方向および厚み方向のいずれの方向にも直交する方向を幅方向と定義する。
【００２０】
積層体１１は、厚み方向に相対する第１の主面１６ａおよび第２の主面１６ｂと、幅方向に相対する第１の側面１７ａおよび第２の側面１７ｂと、長さ方向に相対する第１の端面１５ａおよび第２の端面１５ｂとを有する。
【００２１】
積層体１１は、角部および稜線部に丸みを帯びていることが好ましい。ここで、角部は、積層体１１の３面が交わる部分であり、稜線部は、積層体１１の２面が交わる部分である。
【００２２】
この実施形態では、積層体１１の積層方向の寸法である厚みは、０．８ｍｍ以上２．５ｍｍ以下であり、積層体１１の第１の端面１５ａと第２の端面１５ｂとを結ぶ方向の寸法である長さは、１．６ｍｍ以上３．２ｍｍ以下であり、第１の側面１７ａと第２の側面１７ｂとを結ぶ方向の寸法である幅は、０．８ｍｍ以上２．５ｍｍ以下である。積層体１１の寸法は、マイクロメータまたは光学顕微鏡で測定することができる。
【００２３】
なお、積層体１１のサイズは、積層セラミックコンデンサ１０と略同じサイズである。従って、本明細書で説明されている積層セラミックコンデンサ１０のサイズは、積層体１１のサイズと言い換えることが可能である。逆に、本明細書で説明されている積層体１１のサイズは、積層セラミックコンデンサ１０のサイズと言い換えることが可能である。
【００２４】
誘電体層１２は、外層部と内層部とを含む。外層部は、積層体１１の第１の主面１６ａ側と第２の主面１６ｂ側、すなわち、積層体１１の厚み方向の両外側に位置する。すなわち、誘電体層１２の外層部は、第１の主面１６ａと、第１の主面１６ａに最も近い内部電極１３との間、および、第２の主面１６ｂと、第２の主面１６ｂに最も近い内部電極１３との間にそれぞれ位置する。外層部の厚みは、３０μｍ以上１２０μｍ以下であることが好ましい。誘電体層１２のうち、２つの外層部に挟まれた部分が内層部である。
【００２５】
誘電体層１２の枚数は、積層体１１の大きさによって異なる。誘電体層１２の厚みは、０．４μｍ以上３．０μｍ以下であることが好ましい。誘電体層１２の厚みが３．０μｍを超えると、高温負荷試験における寿命ばらつきが小さくなるという効果が得られにくいことが分かった。
【００２６】
誘電体層１２の内層部の枚数は、積層体１１の厚みが０．８ｍｍの場合には１５０〜４２０枚、積層体１１の厚みが１．６ｍｍの場合には２５０〜７００枚、積層体１１の厚みが２．５ｍｍの場合には５５０〜１５００枚であることが好ましい。
【００２７】
誘電体層１２は、Ｂａ、Ｓｒ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｍｇ、およびＲを含むペロブスカイト型化合物である。Ｃａは、誘電体層１２を構成する結晶粒子の中心付近に存在している。また、Ｒは、希土類元素であるＹ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、およびＹｂのうちの少なくとも１種類であってもよいし、複数種類が含まれるものであってもよい。
【００２８】
誘電体層１２において、Ｔｉの量を１００モル部としたときの各元素の含有モル部は、下記の通りである。
Ｓｒ：０．５モル部以上３．０モル部以下
Ｃａ：３モル部以上１５モル部以下
Ｚｒ：０．０５モル部以上３．０モル部以下
Ｍｇ：０．０１モル部以上０．０９モル部以下
Ｒの合計：２．５モル部以上８．４モル部以下
【００２９】
ここで、Ｒの合計とは、Ｒが複数種類含まれている場合に、複数種類含まれているＲ元素の含有モル部を合計した量のことである。
【００３０】
誘電体層１２に含まれる各元素の含有モル部、すなわち、Ｔｉに対するＢａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｍｇ、およびＲの割合は、誘電体層１２を溶解処理して溶液化し、ＩＣＰ分析することにより求めることができる。
【００３１】
また、内部電極１３が、誘電体層１２に含まれるＢａ、Ｓｒ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｍｇ、およびＲの各元素を含んでいなければ、積層体１１を溶液化して、溶液中に含まれるＢａ、Ｓｒ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｍｇ、およびＲの各元素の割合を調べることで、誘電体層１２に含まれるＢａ、Ｓｒ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｍｇ、およびＲの各元素の割合を求めることができる。また、内部電極１３および外部電極１４が誘電体層１２に含まれるＢａ、Ｓｒ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｍｇ、およびＲの各元素を含んでいなければ、積層セラミックコンデンサ１０を溶液化して、溶液中に含まれるＢａ、Ｓｒ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｍｇ、およびＲの各元素の割合を調べることで、誘電体層１２に含まれるＢａ、Ｓｒ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｍｇ、およびＲの各元素の割合を求めることができる。
【００３２】
この実施形態では、積層体１１を溶解処理して溶液化し、ＩＣＰ分析することにより、誘電体層１２に含まれるＢａ、Ｓｒ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｍｇ、およびＲの各元素の割合を求めるようにした。
【００３３】
ここで、積層体１１を溶液化する方法としては、例えば積層体１１を酸により溶解して溶液化する方法や、アルカリ融解した後、酸などに溶かして溶液化する方法がある。すなわち、溶解処理して溶液とする方法に特別の制約はない。
【００３４】
誘電体層１２は、ＢａおよびＴｉを含むペロブスカイト型化合物と、他の副成分を含むセラミック層である。ＢａおよびＴｉを含むペロブスカイト型化合物としては、チタン酸バリウム系セラミックであり、一般式ＡmＢＯ3で表されるペロブスカイト型化合物などが挙げられる。ＡサイトはＢａであって、Ｂａ以外にＳｒおよびＣａからなる群より選ばれる少なくとも１種を含んでいてもよい。ＢサイトはＴｉであって、Ｔｉ以外にＺｒを含んでいてもよい。Ｏは酸素である。また、ｍは、ＡサイトとＢサイトとのモル比である。
【００３５】
積層体１１のＸＲＤ構造解析を行ったところ、誘電体層１２の主成分がチタン酸バリウム系のペロブスカイト型構造を有することが明らかとなった。
【００３６】
副成分としては、ＲやＭｇが含まれる。誘電体層１２内における副成分の存在形態はどのようなものであってもよい。例えば、副成分は、ペロブスカイト型化合物の結晶粒子内に存在していてもよい。具体的には、ＢａおよびＴｉを含むペロブスカイト型化合物からなるコア部と、コア部の周囲に副成分としての元素が固溶して形成されてなるシェル部とからなる粒子であることがより好ましい。また、副成分は、酸化物などの形態で結晶粒界や三重点に存在していてもよい。
【００３７】
この実施形態では、誘電体層１２を構成する元素の中にＳｒが含まれている。希土類のＲ元素の量が多い組成系に対してＳｒを添加することにより、希土類の固溶ばらつきを抑制することができ、高温負荷試験における積層セラミックコンデンサ１０毎の寿命ばらつきを小さくすることができる。すなわち、希土類の固溶ばらつきが生じると、高温負荷試験において最短故障時間の短い積層セラミックコンデンサが存在するため、故障時間ばらつき、すなわち寿命ばらつきが大きくなるが、希土類の固溶ばらつきを抑制することによって、高温負荷試験における寿命ばらつきを小さくすることができる。これは、Ｓｒを添加することにより、比較的低温において脱脂性が向上して炭素成分が除去され、希土類が固溶する高温域において炭素成分が存在しなくなったためと推定される。
【００３８】
炭素成分は、高温で酸素と結合するため、焼成時の雰囲気を変動させる。局所的に雰囲気が変動すると、希土類が固溶するタイミングにばらつきが生じ、結果として、固溶ばらつきが生じる。この固溶ばらつきは、副成分であるＲ元素がシェル部からなる場合には、シェル厚みのばらつきとなる。希土類が固溶する温度域において炭素成分が存在しないようにすることで固溶ばらつきを抑制することができ、高温負荷試験における寿命ばらつきを小さくすることができる。
【００３９】
特に、積層セラミックコンデンサ１０の長さＬが１．６ｍｍ〜３．２ｍｍ、幅Ｗが０．８ｍｍ〜２．５ｍｍ、厚みＴが０．８ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲の場合に、顕著に効果が現れた。
【００４０】
この積層体１１を研磨し、薄片加工した後、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）にて１０個の結晶粒子を観察し、結晶粒子の中央付近においてＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分光法）によりＣａの存否を調べたところ、Ｔｉ１００モル部に対するＣａの含有比は結晶粒子間で多少異なっていたが、いずれの結晶粒子からもＣａが検出された。すなわち、結晶粒子の主成分がチタン酸バリウムカルシウムからなるものであることが確認された。
【００４１】
積層体１１の内部電極１３は、第１の端面１５ａ側に延びる第１の内部電極と、第２の端面１５ｂ側に延びる第２の内部電極とを備える。第１の内部電極は、第２の内部電極と対向する部分である対向電極部と、対向電極部から積層体１１の第１の端面１５ａまでの間の部分である引出電極部とを備えている。また、第２の内部電極は、第１の内部電極と対向する部分である対向電極部と、対向電極部から積層体１１の第２の端面１５ｂまでの間の部分である引出電極部とを備えている。第１の内部電極の対向電極部と、第２の内部電極の対向電極部とが誘電体層１２を介して対向することにより、容量が形成され、これにより、コンデンサとして機能する。
【００４２】
第１の内部電極および第２の内部電極は、例えば、Ｎｉ、Ａｇ、Ｐｄ、ＡｇとＰｄの合金、およびＡｕなどの金属を含有している。第１の内部電極および第２の内部電極は、さらに誘電体層１２に含まれるセラミックスと同一組成系の誘電体粒子を含んでいてもよい。
【００４３】
第１の内部電極の厚みおよび第２の内部電極の厚みは、０．５μｍ以上１．０μｍ以下であることが好ましい。
【００４４】
ここで、複数の誘電体層１２の各々の厚み、および、複数の内部電極１３の各々の厚みは、以下の方法で測定することができる。以下では、誘電体層１２の厚みを測定する方法について説明するが、内部電極１３の厚みを測定する方法についても同じである。
【００４５】
まず、研磨により露出させた積層体１１の長さ方向に直交する断面を走査型電子顕微鏡にて観察する。次に、積層体１１の断面の中心を通る厚み方向に沿った中心線、および、この中心線から両側に等間隔に２本ずつ引いた線の合計５本の線上において、誘電体層１２の厚みを測定する。この５つの測定値の平均値を、誘電体層１２の厚みとする。
【００４６】
なお、より正確に求めるためには、厚み方向において、積層体１１を上部、中央部、および、下部に分けて、上部、中央部、および、下部のそれぞれにおいて、上述した５つの測定値を求め、求めた全ての測定値の平均値を、誘電体層１２の厚みとする。
【００４７】
外部電極１４は、積層体１１の端面１５ａおよび１５ｂの全体と、主面１６ａおよび１６ｂ、および側面１７ａおよび１７ｂの端面１５ａおよび１５ｂ側の一部の領域とを覆うように形成されている。
【００４８】
外部電極１４は、下地電極層と、下地電極層上に配置されためっき層とを備える。
【００４９】
下地電極層は、以下に説明するような、焼付け電極層、樹脂電極層、および、薄膜電極層などの層のうち、少なくとも１つの層を含んでいる。
【００５０】
焼付け電極層は、ガラスと金属とを含む層であり、１層であってもよいし、複数層であってもよい。焼付け電極層に含まれる金属には、例えば、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｐｄ、ＡｇとＰｄの合金、およびＡｕなどのうちの少なくとも１つが含まれる。焼付け電極層は、ガラスおよび金属を含む導電性ペーストを積層体１１に塗布して焼き付けることによって形成される層である。焼き付けは、内部電極１３の焼成と同時に行ってもよいし、内部電極１３の焼成後に行ってもよい。焼付け電極層の最も厚い部分の厚みは、４０μｍ以上１８０μｍ以下であることが好ましい。
【００５１】
下地電極層は、例えば、導電性粒子と熱硬化性樹脂とを含む樹脂電極層とすることができる。樹脂電極層を形成する場合には、焼付け電極層を形成せずに、積層体１１上に直接形成するようにしてもよい。樹脂電極層は、１層であってもよいし、複数層であってもよい。
【００５２】
薄膜電極層は、金属粒子が堆積した１μｍ以下の層であり、スパッタ法または蒸着法などの既知の薄膜形成法により形成される。
【００５３】
下地電極層上に配置されるめっき層は、例えば、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｐｄ、ＡｇとＰｄの合金、および、Ａｕなどのうちの少なくとも１つを含む。めっき層は、１層であってもよいし、複数層であってもよい。ただし、めっき層は、Ｎｉめっき層とＳｎめっき層の２層構造とすることが好ましい。Ｎｉめっき層は、下地電極層が積層セラミックコンデンサ１０を実装する際のはんだによって侵食されるのを防止する機能を果たす。また、Ｓｎめっき層は、積層セラミックコンデンサ１０を実装する際のはんだの濡れ性を向上させる機能を果たす。めっき層の一層あたりの厚みは、１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。
【００５４】
［積層セラミックコンデンサの製造方法］
積層セラミックコンデンサ１０を製造するために、まず、ＢａおよびＴｉを含むペロブスカイト型化合物の出発原料として、ＢａＣＯ3などのＢａ化合物の粉末およびＴｉＯ2などのＴｉ化合物の粉末を準備した。
【００５５】
次に、秤量した各粉末に、必要に応じて有機バインダ、可塑剤および有機溶剤を加えてボールミールなどを用いて混合し、均一に分散させた後、乾燥処理を施して調整粉末を得た。そして、得られた調整粉末を１０００℃から１２００℃の温度で仮焼し、平均粒径が０．２μｍである主成分粉末を得た。
【００５６】
また、副成分として、Ｃａ源としてのＣａ化合物の粉末、Ｍｇ源としてのＭｇ化合物の粉末、Ｚｒ源としてのＺｒ化合物、Ｓｒ源としてのＳｒ化合物、およびＲ源としてのＲ化合物の粉末をそれぞれ用意した。副成分となる化合物の形態は特に限定されることはない。すなわち、副成分となる化合物は、酸化物粉末や炭酸塩の粉末などに限定されることはなく、塩化物粉末、ゾルまたは金属有機化合物など、種々の形態のものを用いることができる。
【００５７】
また、副成分となる化合物の混合形態も特に限定されることはない。例えば、複数の副成分の化合物が予め混合されていてもよいし、熱処理合成されていてもよい。また、特定の副成分を二段階以上に分けて混合してもよい。
【００５８】
ここでは、副成分として、ＣａＣＯ3、ＭｇＣＯ3、Ｒ2Ｏ3、ＺｒＯ2、およびＳｒＣＯ3の各粉末を用意した。Ｒ2Ｏ3の粉末としては、Ｙ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｓｍ2Ｏ3、Ｅｕ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｔｂ2Ｏ3、Ｄｙ2Ｏ3、Ｈｏ2Ｏ3、Ｅｒ2Ｏ3、Ｔｍ2Ｏ3、およびＹｂ2Ｏ3の各粉末を用意した。
【００５９】
次に、ＣａＣＯ3、ＭｇＣＯ3、Ｒ2Ｏ3、ＺｒＯ2、およびＳｒＣＯ3の各粉末を、Ｔｉ１００モル部に対するＣａ、Ｍｇ、Ｒ、Ｚｒ、およびＳｒの含有量が表１Ａ、表１Ｂ、および表１Ｃに示す割合となるように秤量し、前述の主成分粉末に添加することによって、誘電体原料である混合粉末を得た。なお、混合時に用いたＹＳＺボールからの混入により、Ｚｒの含有量がごく微量の０．０１モル部程度増えた。
【００６０】
得られた混合粉末を酸により溶解し、ＩＣＰ分析したところ、各元素の組成は、表１Ａ、表１Ｂ、および表１Ｃに示す組成となっていることが確認された。なお、表１Ａ、表１Ｂ、および表１Ｃでは、本発明の要件を満たす、上述した組成割合のものだけでなく、上述した組成割合とは異なる組成割合のものも含まれている。
【００６１】
続いて、誘電体原料を樹脂フィルム上に塗り、誘電体層用のセラミックグリーンシートを得る。また、内部電極用のＮｉを主成分とする導電性ペーストを準備する。セラミックグリーンシートおよび内部電極用の導電性ペーストには、バインダおよび溶剤が含まれるが、これは公知の有機バインダや有機溶剤を用いることができる。
【００６２】
セラミックグリーンシート上に、例えば、スクリーン印刷やグラビア印刷などにより、所定のパターンで内部電極用の電極材料である導電性ペーストを印刷し、内部電極パターンを形成する。
【００６３】
次に、セラミックグリーンシートと、内部電極用の電極材料層とを交互に積層することによって、未焼成の積層体を形成する。具体的には、内部電極パターンが形成されていない外層用のセラミックグリーンシートを所定枚数積層し、その上に内部電極パターンが印刷されたセラミックグリーンシートを順次積層し、その上に外層用のセラミックグリーンシートを所定枚数積層することによって、積層シートを作製する。
【００６４】
続いて、作製した積層シートを静水圧プレスなどの手段によって積層方向にプレスして、積層ブロックを作製する。そして、作製した積層ブロックを所定のサイズにカットして、積層チップを切り出す。このとき、バレル研磨などにより積層チップの角部および稜線部に丸みをつけてもよい。
【００６５】
その後、積層チップをＮ2雰囲気中で３５０℃の温度で３時間加熱してバインダを燃焼させた後、酸素分圧１０-9〜１０-12ＭｐａのＨ2-Ｎ2-Ｈ2Ｏガスからなる還元性雰囲気中において、１２５０℃で２時間焼成し、焼成後の積層体を得た。この焼結した積層体を溶解し、ＩＣＰ分析したところ、内部電極成分であるＮｉを除いた各成分の組成は、表１Ａ、表１Ｂ、および表１Ｃに示す調合組成とほとんど同一であることが確認された。なお、混合時に用いたＹＳＺボールからの混入により、Ｚｒの含有量がこく微量の０．０２モル部程度増えることが確認された。
【００６６】
この積層体の両端面に、ガラスフリットを含有するＣｕペーストを塗布し、Ｎ2雰囲気中において８００℃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することにより、積層セラミックコンデンサを得た。
【００６７】
表１Ａ、表１Ｂ、および表１Ｃに、上述した方法により作製した積層セラミックコンデンサ（試料番号１〜７０の特性測定用の試料）の特性を示す。ただし、表１Ａ、表１Ｂ、および表１Ｃにおいて、試料番号に＊を付した試料は、本発明の要件を満たさない試料であり、＊を付していない試料は、本発明の要件を満たす試料である。
【００６８】
【表１Ａ】
0006686676.tif 000002
【００６９】
【表１Ｂ】
0006686676.tif 000003
【００７０】
【表１Ｃ】
0006686676.tif 000004
【００７１】
積層セラミックコンデンサの外形寸法は、以下の各寸法となるようにした。
（サイズ１）長さＬ：１．０ｍｍ、幅Ｗ：０．５ｍｍ、厚みＴ：０．５ｍｍ
（サイズ２）長さＬ：１．６ｍｍ、幅Ｗ：０．８ｍｍ、厚みＴ：０．８ｍｍ
（サイズ３）長さＬ：２．０ｍｍ、幅Ｗ：１．２５ｍｍ、厚みＴ：１．２５ｍｍ
（サイズ４）長さＬ：３．２ｍｍ、幅Ｗ：２．５ｍｍ、厚みＴ：２．５ｍｍ
（サイズ５）長さＬ：４．５ｍｍ、幅Ｗ：３．２ｍｍ、厚みＴ：３．２ｍｍ
内部電極間に介在する誘電体層の厚みは３μｍであり、誘電体層の枚数は、いずれのサイズでも１００とした。
【００７２】
表１Ａ、表１Ｂ、および表１Ｃに示す各試料に対して、比誘電率の測定と、高温負荷試験による寿命特性の測定を行った。
【００７３】
比誘電率は、以下の方法により測定した。まず、自動ブリッジ式測定機を用いて、測定電圧１Ｖｒｍｓ、周波数１ｋＨｚの条件で積層セラミックコンデンサの静電容量を測定し、測定した静電容量から比誘電率を算出した。
【００７４】
高温負荷試験は、以下の条件で行った。すなわち、１００個の積層セラミックコンデンサに対して、１５０℃で１００Ｖの直流電圧を印加して、絶縁抵抗の経時変化を観察した。具体的には、各積層セラミックコンデンサの絶縁抵抗値が１０ｋΩ以下になった時点で故障が発生したと判定した。また、１００個の故障時間をワイブルプロットにより解析し、平均故障時間（ＭＴＴＦ）および最短故障時間を求めた。最短故障時間は、最初の１個の故障時間である。なお、印加する試験電圧は、２５０Ｖ未満とすることが好ましい。
【００７５】
［特性の評価］
表１Ａ、表１Ｂ、および表１Ｃより、本発明の要件を備えた試料、すなわち、Ｔｉを１００モル部としたときに、Ｓｒが０．５モル部以上３．０モル部以下、Ｃａが３モル部以上１５モル部以下、Ｚｒが０．０５モル部３．０モル部以下、Ｍｇが０．０１モル部以上０．０９モル部以下、かつ、Ｒが２．５モル部以上８．４モル部以下の条件を満たす試料（試料番号に＊を付していない試料）は、比誘電率が３０００以上であり、かつ、ＭＴＴＦが２０時間以上で最短故障時間が１０時間以上と、絶縁性劣化耐性が大きく、高い信頼性を備えていることが確認された。すなわち、高温負荷試験における寿命ばらつきは小さい。
【００７６】
特に、Ｒが５．７モル部以上８．４モル部以下になると、ＭＴＴＦが３０時間以上と、さらに長くなり、信頼性がさらに高いことが確認された。
【００７７】
また、Ｒ2Ｏ3のＲは、Ｄｙだけでなく、Ｙ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、およびＹｂであっても、同じ効果、すなわち、比誘電率が３０００以上であり、かつ、ＭＴＴＦが２０時間以上で最短故障時間が１０時間以上となる効果が得られた。
【００７８】
また、試料番号３８〜４０の試料のように、積層体の長さＬが４．５ｍｍ、幅Ｗが３．２ｍｍ、厚みＴが３．２ｍｍの場合には、最短故障時間が１０時間未満となり、Ｓｒを添加した効果は見られなかった。
【００７９】
ここで、表１Ａ〜１Ｃには示していないが、長さＬが１．０ｍｍより大きく３．２ｍｍ以下、幅Ｗが０．５ｍｍより大きく２．５ｍｍ以下、厚みＴが０．５ｍｍより大きく２．５ｍｍ以下の積層セラミックコンデンサであれば、同じ効果、すなわち、比誘電率が３０００以上であり、かつ、ＭＴＴＦが２０時間以上で最短故障時間が１０時間以上となる効果が得られることが確認されている。
【００８０】
なお、表１Ａ〜１Ｃには示していないが、サイズ１の積層セラミックコンデンサ、およびサイズ１より小さい積層セラミックコンデンサでは、Ｓｒを添加していない場合であっても、元々信頼性が高いため、Ｓｒを添加する効果はそれほど大きくないと言える。一方、サイズ１より大きい積層セラミックコンデンサでは、Ｓｒを添加していない場合には信頼性が悪いが、Ｓｒを添加した本発明の要件を満たす構成とすることにより、信頼性の高い積層セラミックコンデンサを得ることができる。
【００８１】
本発明は、上述した実施形態に限定されることはない。例えば、上述した説明では、誘電体層１２がＢａ、Ｓｒ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｍｇ、およびＲ（ただし、Ｒは、Ｙ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、およびＹｂのうちの少なくとも１種の元素）を含み、Ｔｉの量を１００モル部としたときの各元素の含有モル部が上述の通りになるものとして説明した。しかしながら、積層体１１の内部電極１３がＢａ、Ｓｒ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｍｇ、およびＲの各元素を含んでいなければ、積層体１１がＢａ、Ｓｒ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｍｇ、およびＲ（ただし、Ｒは、Ｙ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、およびＹｂのうちの少なくとも１種の元素）を含み、Ｔｉを１００モル部としたときの各元素の含有モル部が上述の通りの構成であると言える。
【符号の説明】
【００８２】
１０    積層セラミックコンデンサ
１１    積層体
１２    誘電体層
１３    内部電極
１４    外部電極
１５ａ  第１の端面
１５ｂ  第２の端面
１６ａ  第１の主面
１６ｂ  第２の主面
１７ａ  第１の側面
１７ｂ  第２の側面
【図１】
0006686676.tif 000005
【図２】
0006686676.tif 000006
【図３】
0006686676.tif 000007