(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｂａ、Ｔｉ並びにＭｏ、Ｔａ、Ｎｂ及びＷからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素である添加元素Ｘを有するセラミック粉末を含み、
前記セラミック粉末の一の粒子の最大直径を四等分する３点及び当該最大直径の中点において直交する直径を四等分する３点のうち中点以外の２点の合計５点において、ＳＴＥＭ−ＥＤＸで測定した前記添加元素Ｘのピーク強度（ＸＫα）と、前記Ｔｉのピーク強度と前記Ｂａのピーク強度の和（ＢａＬα＋ＴｉＫα）との比の標準偏差／平均値が１０．５％未満である、誘電体材料。
【請求項２】
粒子の最大直径を四等分する３点及び当該最大直径と中点において直交する直径を四等分する３点のうち中点以外の２点の合計５点においてＳＴＥＭ−ＥＤＸで測定した前記添加元素Ｘのピーク強度（ＸＫα）と、前記Ｔｉのピーク強度と前記Ｂａのピーク強度の和（ＢａＬα＋ＴｉＫα）との比の標準偏差／平均値が１０．５％未満である粒子がセラミック粉末の８０％以上の個数を占める、請求項１に記載の誘電体材料。
【請求項３】
セラミック粉末中の添加元素Ｘの存在量が、Ｔｉ  １００ｍｏｌに対して０．０５〜０．３ｍｏｌである、請求項１又は２に記載の誘電体材料。
【請求項４】
セラミック粉末の平均粒径が２００ｎｍ以下である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の誘電体材料。
【請求項５】
極性の異なる一対の内部電極層が誘電体層を介して交互に積層されてなる積層体を備える積層セラミックコンデンサであって、
前記誘電体層は、Ｂａ、Ｔｉ及びＭｏ，Ｔａ，Ｎｂ及びＷからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素である添加元素Ｘを有するセラミック粉末を含み、  前記セラミック粉末の一の粒子の最大直径を四等分する３点及び当該最大直径の中点において直交する直径を四等分する３点のうち中点以外の２点の合計５点において、ＳＴＥＭ−ＥＤＸで測定した前記添加元素Ｘのピーク強度（ＸＫα）と、前記Ｔｉのピーク強度と前記Ｂａのピーク強度の和（ＢａＬα＋ＴｉＫα）との比の標準偏差／平均値が１０．５％未満である誘電体材料の焼結体である、積層セラミックコンデンサ。
【請求項６】
前記誘電体層が、粒子の最大直径を四等分する３点及び当該最大直径の中点において直交する直径を四等分する３点のうち中点以外の２点の合計５点において、ＳＴＥＭ−ＥＤＸで測定した前記添加元素Ｘのピーク強度（ＸＫα）と、前記Ｔｉのピーク強度と前記Ｂａのピーク強度の和（ＢａＬα＋ＴｉＫα）との比の標準偏差／平均値が１０．５％未満である粒子がセラミック粉末の８０％以上の個数を占める誘電体材料の焼結体である、請求項５に記載
の積層セラミックコンデンサ。
【請求項７】
誘電体層中の添加元素Ｘの存在量が、Ｔｉ  １００ｍｏｌに対して０．０５〜０．３ｍｏｌである、請求項５又は６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】
本発明は、積層セラミックコンデンサ（以下ＭＬＣＣと記す）用誘電体材料とそれを用いた積層セラミックコンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から積層セラミックコンデンサ（ＭＬＣＣ）を小型大容量にするための誘電体材料の開発が行われてきている。小型大容量タイプのＭＬＣＣの誘電体材料は、チタン酸バリウムＢａＴｉＯ３と少量の添加物から構成されている。近年、焼成の急速化・低温化により、焼成時に添加物が十分に拡散・固溶し難く、目標とする微構造を得ることが困難になっている。その解決策として、添加物の高分散化が求められており、そのための一手段として、予め添加物をＢａＴｉＯ３内に固溶した材料の開発が進められている。
【０００３】
特許文献１には、チタン化合物、バリウム化合物及び副成分元素を含有する化合物を湿式反応し、次いで得られた生成物を仮焼して、チタン酸バリウム粒子中に副成分元素を固溶させたペロブスカイト型複合酸化物を調製し、高分子材料と共に複合誘電体材料に用いることが開示されている。
【０００４】
誘電体層を構成するセラミック粒子中における前記ドナー元素などの添加元素の存在割合の分布も、ＭＬＣＣの性能に影響する。この点に関して例えば特許文献２には、絶縁破壊電圧の向上を図ることができる誘電体磁器として、結晶粒の粒界から中心までの全域に、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ等の添加元素がほぼ均一に分布している誘電体磁器が記載されている。当該文献の実施例では、炭酸バリウム、酸化チタン及び前記添加元素の酸化物を混合して１２００℃で仮焼し、その他の添加元素化合物を加えてさらに酸化性雰囲気中で１０００℃で仮焼し、得られた磁器原料混合物を利用してグリーンシートを調製し、これを積層して還元性雰囲気中で１２００℃で２時間焼成し、続いて酸化性雰囲気中で６００℃で３０分熱処理して積層コンデンサを得ている。このようにして得られた積層コンデンサにおける誘電体磁器における添加元素の分布は、前記のとおりほぼ均一と規定されているものの、実際は粒界部分と中心部分とで７倍程度の差があったことが当該文献に記載されている。
【０００５】
特許文献３には、誘電体層を多層化・薄層化しても絶縁破壊等に起因する寿命の低下がない、小型大容量化が可能な積層セラミックコンデンサとして、セラミック粒子を結晶性のコア部と該コア部を囲繞するシェル部とで構成し、該コア部にＭｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｏなどの添加元素を添加し、かつ、これらの添加元素の濃度が、コア部の中心からシェル部に向かって高くなる構成とした、積層セラミックコンデンサが提案されている。当該文献の実施例では、炭酸バリウム、酸化チタン及び前記添加元素の化合物を混合し、２００℃で２時間仮焼きして添加元素を含むチタン酸バリウムを合成し、
続いて他の添加元素を追加して１０００℃で２時間仮焼きしてセラミック粒子を得て、これを利用してセラミックグリーンシートを調製し、これを積層して還元性雰囲気で１１３０℃で３時間焼結し、続いて酸化性雰囲気下に６００℃で３０分加熱して積層セラミックコンデンサを得ている。そして得られた積層セラミックコンデンサにおいて、誘電体層を形成するセラミック粒子のコア部の添加元素の濃度が２９０ｐｐｍ程度であり、シェル部の添加元素の濃度が４１０ｐｐｍ程度であったことが示されている。
【０００６】
また、特許文献４には、容量温度特性が良好で、かつ寿命特性に優れた積層セラミックコンデンサを与える誘電体セラミックとして、コア部及びシェル部を備え、副成分として希土類元素Ｒ、及びＭ（ＭはＭｇ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｗ及びＶからなる群より選ばれる少なくとも一種）を含み、Ｒ及びＭの合計濃度が、粒界からコア部に向かって勾配を有し、かつ、極小となる部分と極大となる部分とを有していることを特徴とする、チタン酸バリウム系セラミック粒子が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＷＯ２００５／０９３７６３（特許第４７４７０９１）
【特許文献２】特開平１０−３３０１６０
【特許文献３】特開２００１−２３０１５０
【特許文献４】特開２０１１−２５６０９１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、これらの先行技術には、誘電体層厚が０．８μｍ以下のＭＬＣＣにおける課題についての解決が示されていない。具体的には、誘電体層厚が０．８μｍ以下のＭＬＣＣについて、従来の方法においては、不均一な固溶チタン酸バリウムが合成され、目標とする微構造が得られず、特性の向上効果（容量−信頼性−耐圧）も得られない、という点に課題があった。
【０００９】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、誘電体層厚が０．８μｍ以下であっても、寿命特性および耐電圧特性が良好であるＭＬＣＣを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決した本発明は以下を包含する。
[１]
Ｂａ、Ｔｉ並びにＭｏ、Ｔａ、Ｎｂ及びＷからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素である添加元素Ｘを有するセラミック粉末を含み、
前記セラミック粉末の一の粒子の最大直径を四等分する３点及び当該最大直径の中点において直交する直径を四等分する３点のうち中点以外の２点の合計５点において、ＳＴＥＭ−ＥＤＸで測定した前記添加元素Ｘのピーク強度（ＸＫα）と、前記Ｔｉのピーク強度と前記Ｂａのピーク強度の和（ＢａＬα＋ＴｉＫα）との比の標準偏差／平均値が１０．５％未満である、誘電体材料。
［２］
粒子の最大直径を四等分する３点及び当該最大直径と中点において直交する直径を四等分する３点のうち中点以外の２点の合計５点においてＳＴＥＭ−ＥＤＸで測定した前記添加元素Ｘのピーク強度（ＸＫα）と、前記Ｔｉのピーク強度と前記Ｂａのピーク強度の和（ＢａＬα＋ＴｉＫα）との比の標準偏差／平均値が１０．５％未満である粒子がセラミック粉末の８０％以上の個数を占める、［１］に記載の誘電体材料。
［３］
セラミック粉末中の添加元素Ｘの存在量が、Ｔｉ  １００ｍｏｌに対して０．０５〜０．３ｍｏｌである、［１］又は［２］に記載の誘電体材料。
［４］
セラミック粉末の平均粒径が２００ｎｍ以下である、［１］乃至［３］のいずれか一項に記載の誘電体材料。
［５］
極性の異なる一対の内部電極層が誘電体層を介して交互に積層されてなる積層体を備える積層セラミックコンデンサであって、
前記誘電体層は、Ｂａ、Ｔｉ並びにＭｏ，Ｔａ，Ｎｂ及びＷからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素である添加元素Ｘを有するセラミック粉末を含み、  前記セラミック粉末の一の粒子の最大直径を四等分する３点及び当該最大直径の中点において直交する直径を四等分する３点のうち中点以外の２点の合計５点において、ＳＴＥＭ−ＥＤＸで測定した前記添加元素Ｘのピーク強度（ＸＫα）と、前記Ｔｉのピーク強度と前記Ｂａのピーク強度の和（ＢａＬα＋ＴｉＫα）との比の標準偏差／平均値が１０．５％未満である誘電体材料の焼結体である、積層セラミックコンデンサ。
［６］
前記誘電体層が、粒子の最大直径を四等分する３点及び当該最大直径の中点において直交する直径を四等分する３点のうち中点以外の２点の合計５点において、ＳＴＥＭ−ＥＤＸで測定した前記添加元素Ｘのピーク強度（ＸＫα）と、前記Ｔｉのピーク強度と前記Ｂａのピーク強度の和（ＢａＬα＋ＴｉＫα）との比の標準偏差／平均値が１０．５％未満である粒子がセラミック粉末の８０％以上の個数を占める誘電体材料の焼結体である、［５］に記載の積層セラミックコンデンサ。
［７］
誘電体層中の添加元素Ｘの存在量が、Ｔｉ  １００ｍｏｌに対して０．０５〜０．３ｍｏｌである、［５］又は［６］に記載の積層セラミックコンデンサ。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、全てのチタン酸バリウム粒子において所望の添加元素（例えばモリブデン）が固溶した状態であり、かつ粒子内の添加元素分布の差が小さくなるため、ＭＬＣＣにおける粒子電気特性ばらつきも低減し、信頼性が向上する。また、平均粒径が１００ｎｍ以下の微粒子であっても比誘電率が高く維持される。その結果、誘電体層厚が０．８μｍ以下であっても、静電容量が高く、寿命特性および耐電圧特性が良好であるＭＬＣＣを安定供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】添加元素Ｘ固溶チタン酸バリウム粒子における測定点を示した図である。
【図２】本発明の一実施形態による、積層セラミックコンデンサの概略の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の誘電体材料は、Ｂａ、Ｔｉ及び添加元素Ｘを有するセラミック粉末を含む。ここでＸはＭｏ、Ｔａ、Ｎｂ及びＷからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素であり、好ましくはＭｏである。前記セラミック粉末の一の粒子の特定の点において、ＳＴＥＭ−ＥＤＸで測定した前記添加元素Ｘのピーク強度（ＸＫα）と、前記Ｔｉのピーク強度と前記Ｂａのピーク強度の和（ＢａＬα＋ＴｉＫα）との比の標準偏差／平均値は１０．５％未満である。
特定の点とは、以下のようにして選択される５点である。すなわち、前記セラミック粉末の一の粒子の最大直径を四等分する３点（うち１点は最大直径の中点である）及び当該最大直径の中点において直交する直径を四等分する３点のうち中点以外の２点の合計５点である。これらを図１に黒丸の点として示す。
本発明の誘電体材料を用いることにより、比誘電率が高く（２２００〜５０００）、誘電体厚みが０．８μｍ以下でも寿命特性が良好なＭＬＣＣが得られる。
【００１４】
また、本発明の誘電体材料は、上記の誘電体材料において、粒子の最大直径を四等分する３点（うち１点は最大直径の中点である）及び当該最大直径の中点において直交する直径を四等分する３点のうち中点以外の２点の合計５点において、ＳＴＥＭ−ＥＤＸで測定した前記添加元素Ｘのピーク強度（ＸＫα）と、前記Ｔｉのピーク強度と前記Ｂａのピーク強度の和（ＢａＬα＋ＴｉＫα）との比の標準偏差／平均値が１０．５％未満である粒子がセラミック粉末の８０％以上の個数を占めることが望ましい。より好ましくは９０％以上の個数である。
【００１５】
さらに、本発明の誘電体材料は、上記の誘電体材料において、セラミック粉末中の添加元素Ｘの存在量が、Ｔｉ  １００ｍｏｌに対して０．０５〜０．３ｍｏｌであることが望ましい。それにより、耐電圧特性を更に良好とすることができる。
【００１６】
さらに、本発明の誘電体材料は、上記の誘電体材料において、セラミック粉末の平均粒径が２００ｎｍ以下であることが望ましい。それにより、誘電体層厚が０．８μｍ以下で十分な粒界数（一層一粒子でない部分）を一層容易に得ることができ、寿命特性および耐電圧特性をさらに良好とすることができる。
【００１７】
本発明の積層セラミックコンデンサは、極性の異なる一対の内部電極層が誘電体層を介して交互に積層されてなる積層体を備える積層セラミックコンデンサであって、前記誘電体層は、上記のセラミック粉末の焼結体である。これにより、静電容量が高く、寿命特性の良好な積層コンデンサが得られる。
【００１８】
［添加元素Ｘ固溶チタン酸バリウムの製造］
目標とするＭＬＣＣ特性・微細構造をつくるための、添加元素Ｘがチタン酸バリウム粒子内に均一に固溶し、粒子内及び粒子間での添加元素Ｘ固溶量のばらつきが非常に少ない添加元素Ｘ固溶チタン酸バリウムの状態及び作製手法を以下に説明する。
【００１９】
チタン酸バリウムの合成方法としては従来種々の方法が知られており、例えば固相法、ゾルゲル法、水熱法等が知られている。本発明においては、これらのいずれも採用可能である。
【００２０】
なお、本発明においては、結晶性が高く、比誘電率が高い誘電体材料が得られる固相法を例にとって説明する。また、以下では添加元素Ｘがモリブデンである場合を例にとって説明するが、添加元素ＸはＭｏに限定されるものではなく、Ｔａ、Ｎｂ及びＷについても同様である。
【００２１】
ＴｉＯ２粉末とＢａＣＯ３粉末を純水等の溶媒および分散剤などと混合してスラリーを作成する。このスラリーに対し、あらかじめイオン化もしくは錯体化した状態のモリブデン化合物を添加するか、またはＴｉＯ２とＢａＣＯ３の混合スラリーに対し、モリブデン化合物の粉末を添加して混合した後に当該モリブデンがイオン化もしくは錯体化した状態となる処理を施し混練・分散処理を行う。混練・分散はビーズミル等を用いて２０〜３０時間行う。次いでこのスラリーを乾燥して生材を得る。この生材を８００〜１１５０℃で仮焼し、モリブデン固溶チタン酸バリウムを得る。
【００２２】
なお、チタン原料の比表面積は、微細なチタン酸バリウムの合成と、誘電体層中のセラミック粒子内の添加元素Ｘの存在量の分布のばらつき抑制の観点から１０〜３００ｍ２／ｇの範囲にあることが好ましく、バリウム原料の比表面積は、微細なチタン酸バリウムの合成と、誘電体層中のセラミック粒子内の添加元素Ｘの存在量の分布のばらつき抑制の観点から１０〜５０ｍ２／ｇの範囲にあることが好ましい。添加元素Ｘを含む化合物の比表面積は、誘電体層中のセラミック粒子内の添加元素Ｘの存在量の分布のばらつき抑制の観点から、好ましくは、２〜２０ｍ２／ｇである。
【００２３】
Ｍｏ源としては、スラリーに溶解可能であり、誘電体上悪影響を及ぼさなければ、種類、形状、グレード等は問わない。具体的には、酸化モリブデン（IV）、酸化モリブデン（VI）、塩化モリブデン（II）、塩化モリブデン（III）、塩化モリブデン（IV）、水酸化モリブデン（III）、水酸化モリブデン（Ｖ）、モリブデン酸バリウム、モリブデン酸アンモニウムのいずれでも構わない。
【００２４】
Ｍｏの溶解方法としては、例えば酸化モリブデン（VI）の場合には、予めアンモニウム水溶液等のｐＨ調整剤を用いて溶解させイオン化する手法、ＴｉＯ２とＢａＣＯ３混合スラリーに用いている各種分散剤（クエン酸アンモニウム、サンノプコ社製分散剤ＳＮディスパーサント５４６８（商品名））を利用して溶解させイオン化・錯体化する手法、純水等の溶媒中に長時間放置し水酸化モリブデンとしてイオン化する手法のいずれでも良い。
【００２５】
モリブデンの添加タイミングは、バリウムおよびチタンと同時、あるいはバリウムおよびチタンを混合した後のいずれのタイミングでも良いが、分散性を良好にするため、バリウム、チタンおよびモリブデンが添加された状態で２０〜３０時間混練・分散する必要がある。
【００２６】
以上説明した方法により得られ、本発明の積層セラミックコンデンサの製造に用いられるチタン酸バリウム粉末の平均粒子径は、２００ｎｍ以下、好ましくは５０〜２５０ｎｍ、さらに好ましくは５０〜１５０ｎｍである。平均粒子径の測定方法は下記する。
【００２７】
得られたチタン酸バリウム粉末に、目的に応じて所定の添加化合物を添加してもよい。前記添加化合物としては、ＭｇＯ、ＭｎＣＯ３、希土類元素（Ｙ、Ｄｙ、Ｔｍ、Ｈｏ及びＥｒ）の酸化物、並びにＹ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｃｒ、Ｖ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｌｉ、Ｂ、Ｎａ、Ｋ及びＳｉの酸化物が挙げられる。
【００２８】
例えば上記のようにして得られたチタン酸バリウム粉末を含むセラミック粉末について、必要に応じて粉砕処理して粒径を調節したり、あるいは分級処理と組み合わせたりすることで粒径を整えてもよい。
【００２９】
［積層セラミックコンデンサの製造方法］
以上に説明した本発明に係る添加元素Ｘ固溶チタン酸バリウム粉末を用いた積層セラミックコンデンサの製造方法について以下に説明する（図２）。
【００３０】
前記セラミック粉末に、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）樹脂等のバインダ、エタノール及びトルエン等の有機溶剤並びにフタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）等の可塑剤を加えて湿式混合する。得られたスラリーを使用して、例えばダイコータ法やドクターブレード法により、基材上に厚み１．０μｍ以下の帯状の誘電体グリーンシートを塗工して乾燥させる。そして、誘電体グリーンシートの表面に、有機バインダを含む金属導電ペーストをスクリーン印刷やグラビア印刷により印刷することで、極性の異なる一対の外部電極に交互に
引き出される内部電極層のパターンを配置する。前記金属としては、コストの観点からニッケルが広く採用されている。なお、前記金属導電ペーストには共材として、平均粒子径が５０ｎｍ以下のチタン酸バリウムを均一に分散させてもよい。
【００３１】
その後、内部電極層パターンが印刷された誘電体グリーンシートを所定の大きさに打ち抜いて、打ち抜かれた前記誘電体グリーンシートを、基材を剥離した状態で、内部電極層１３と誘電体層１２とが互い違いになるように、かつ内部電極層が誘電体層の長さ方向両端面に端縁が交互に露出して極性の異なる一対の外部電極に交互に引き出されるように、所定層数（例えば１００〜５００層）だけ積層する。積層した誘電体グリーンシートの上下にカバー層１５となるカバーシートを圧着させ、所定チップ寸法（例えば０．６ｍｍ×０．３ｍｍ）にカットし、その後に外部電極２０となるＮｉ導電ペーストを、カットした積層体の両側面に塗布して乾燥させる。これにより、積層セラミックコンデンサ１の成型体が得られる。なお、スパッタリング法によって、積層体の両端面に外部電極を厚膜蒸着してもよい。
【００３２】
このようにして得られた積層セラミックコンデンサの成型体を、２５０〜５００℃のＮ２雰囲気中で脱バインダした後に、還元雰囲気中で１１００〜１３００℃で１０分〜２時間焼成することで、前記誘電体グリーンシートを構成する各化合物が焼結して粒成長する。このようにして、内部に焼結体からなる誘電体層１２と内部電極層１３とが交互に積層されてなる積層体１１と、積層方向上下の最外層として形成されるカバー層１５とを有する積層セラミックコンデンサ１が得られる。
【００３３】
なお、本発明においてはさらに、６００〜１０００℃で再酸化処理を実施してもよい。
【００３４】
また、積層セラミックコンデンサの製造方法に関する他の実施形態としては、外部電極と誘電体とを別の工程で焼成させてもよい。例えば誘電体を積層した積層体を焼成した後に、その両端部に導電ペーストを焼き付けて外部電極を形成してもよい。
【００３５】
［積層セラミックコンデンサ］
このようにして得られた積層セラミックコンデンサ１は、規格で定められたチップ寸法及び形状（例えば０．６×０．３×０．３ｍｍの直方体）を有するセラミック焼結体１０と、セラミック焼結体１０の両側に形成される一対の外部電極２０とから概ね構成される。セラミック焼結体１０は、Ｂａ及びＴｉを含む粒子結晶を主成分とし、内部に誘電体層１２と内部電極層１３とが交互に積層されてなる積層体１１と、積層方向上下の最外層として形成されるカバー層１５とを有している。
【００３６】
積層体１１は、静電容量や要求される耐圧等の仕様に応じて、２枚の内部電極層１３で挟まれる誘電体層１２の厚さが０．８μｍ以下であって、全体の積層数が百〜数百の高密度多層構造を有している。
【００３７】
積層体１１の最外層部分に形成されるカバー層１５は、誘電体層１２及び内部電極層１３を外部からの湿気やコンタミ等の汚染から保護し、それらの経時的な劣化を防ぐ。
【００３８】
また、内部電極層１３はその端縁が、誘電体層１２の長さ方向両端部にある極性の異なる一対の外部電極２０に交互に引き出されている。
【００３９】
そして本発明の積層セラミックコンデンサ１の誘電体層１２は、Ｂａ、Ｔｉ及び添加元素Ｘ（ここで、ＸはＭｏ、Ｔａ、Ｎｂ及びＷからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素である）を有するセラミック粉末であって、前記セラミック粉末の一の粒子の特定の点においてＳＴＥＭ−ＥＤＸで測定した前記添加元素Ｘのピーク強度（ＸＫα）と前記Ｔｉのピーク強度と前記Ｂａのピーク強度の和（ＢａＬα＋ＴｉＫα）との比の標準偏差／平均値は１０．５％未満である誘電体材料から製造されたものである。
【００４０】
このように添加元素Ｘの存在量の分布が略均一であることによって、誘電体層１２を構成するセラミック粒子の全体にわたって添加元素Ｘによる効果が奏され、酸素欠陥量のばらつきがほとんど生じず、寿命特性および耐電圧特性が効率的に改善される。さらに、このような均一な分布により少量の添加元素Ｘの添加で効果が得られるため、存在量の分布にばらつきがある場合に比べて、添加元素Ｘの添加量の点からも存在量が特に高い箇所が存在しない点からも、平均粒径の微小化による比誘電率の低下が抑えられる。
【００４１】
なお、ＳＴＥＭ−ＥＤＸで測定する特定の点とは、図１に示したように、粒子の最大直径を四等分する３点（うち１点は最大直径の中点である）及び当該最大直径の中点において直交する直径を四等分する３点のうち中点以外の２点の合計５点である。
【００４２】
さらに具体的には、以下のとおりである。すなわち、前記の５か所について、ＴＥＭ−ＥＤＳ測定により添加元素Ｘのピーク強度（ＸＫα）、Ｔｉのピーク強度（ＴｉＫα）およびＢａのピーク強度（ＢａＬα）を求め、その強度比（ＸＫα／｛ＢａＬα＋ＴｉＫα｝）を計算する。この結果５つの強度比が計算されることになり、これらの強度比は、各測定箇所でのＢａおよびＴｉに対する添加元素Ｘの相対存在量を表している。そして５つの強度比の標準偏差／平均値を求め、それが１０．５％未満であるかどうかを調べる。
【００４３】
このようなピーク強度比のばらつきの計算を、セラミック粉末の一の粒子について行ったとき、本発明では上記特定の５点においてＳＴＥＭ−ＥＤＸで測定した添加元素Ｘのピーク強度（ＸＫα）とＢａとＴｉのピーク強度の和（ＢａＬα＋ＴｉＫα）との比の標準偏差が１０．５％未満である。
【００４４】
なお、ピーク強度比等の測定については実施例でその詳細を説明する。
【００４５】
積層セラミックコンデンサ１の寿命特性やバイアス特性の観点からは、セラミック粉末中から任意に選択したｎ個（通常は１０〜２０個でよい）の粒子について、上記のようなピーク強度比のばらつきの計算を行ったとき、本発明ではｎ個の好ましくは８０％以上の個数、より好ましくは９０％以上の個数の粒子が、上記特定の５点においてＳＴＥＭ−ＥＤＸで測定した添加元素Ｘのピーク強度（ＸＫα）と、Ｔｉのピーク強度とＢａのピーク強度の和（ＢａＬα＋ＴｉＫα）との比の標準偏差／平均値が１０．５％未満である。
【００４６】
本発明の積層セラミックコンデンサ１は、誘電体層１２が、以上説明した、添加元素Ｘの存在量の分布が均一な新規な誘電体材料から製造されている。
【００４７】
本発明の誘電体材料に含まれるセラミック粉末の平均粒子径は特に制限されるものではないが、誘電体層１２の薄層化の観点から、好ましくは５０〜２００ｎｍである。なお、本明細書において平均粒子径とは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）またはＴＥＭでセラミック粒子を観察し、１つの画像に８０粒子程度となるように倍率を調整し、合計で３００粒子以上となるように複数枚の写真を得て、写真上の粒子全数について計測したＦｅｒｅｔ径の平均値である。なお、Ｆｅｒｅｔ径とは、粒子を挟む２本の平行接線間の距離で定義される定方向接線径である。
【実施例】
【００４８】
以下、実施例及び比較例により本発明をより詳細に説明する。しかしながら、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００４９】
［実施例１］
比表面積が１００ｍ２／ｇであるＴｉＯ２と比表面積が３０ｍ２／ｇであるＢａＣＯ３とを、イオン交換水と分散剤の混合溶媒にＢａ：Ｔｉ＝１：１になるように加えてスラリーを得た。このスラリー中に、七モリブデン酸六アンモニウム四水和物を、Ｔｉ１００ｍｏｌに対してＭｏが０．２ｍｏｌになるように添加し、Ｍｏの溶解したスラリーを得る。
このスラリーを、ビーズミルにて３０時間分散した。分散後のスラリーを液滴噴霧にて乾燥し、生材を得た。その後、この生材を大気中１０２０℃で仮焼し、平均粒径１５０ｎｍのＭｏ固溶チタン酸バリウムを得た。
【００５０】
得られたＭｏ固溶チタン酸バリウムについて、特定の５点におけるＭｏのピーク強度（ＭｏＫα）と、Ｔｉのピーク強度とＢａのピーク強度の和（ＢａＬα＋ＴｉＫα）との比（ＭｏＫα／｛ＢａＬα＋ＴｉＫα｝）を測定した。測定は、ＴＥＭ−ＥＤＳ(日本電子(株)製ＴＥＭ：JEM-2100F、ＥＤＳ検出器   日本電子(株)製JED-2300T)により行った。粒子１０個について測定したものを表１に示す。
【００５１】
【表１】
0006329236.tif 000002
【００５２】
この結果から、得られたＭｏ固溶チタン酸バリウム粒子は、粒子内におけるＭｏＫα／（ＢａＬα＋ＴｉＫα）の全体の標準偏差／平均値が５．７３％となり、１０．５％未満であることがわかった。また、１０個中１０個とも標準偏差／平均値１０．５％未満であった。
【００５３】
次に、このＭｏ固溶チタン酸バリウム１００ｍｏｌに対し、Ｈｏ２Ｏ３＝０．５ｍｏｌ、ＭｎＣＯ３＝０．１ｍｏｌ、Ｖ２Ｏ５＝０．１ｍｏｌ、ＳｉＯ２＝１．０ｍｏｌの比率で添加材を添加し、またＢａＣＯ３またはＴｉＯ２を添加してＢａ／Ｔｉモル比（Ｍｏ固溶チタン酸バリウム及び添加されるＢａＣＯ３やＴｉＯ２の合計におけるＢａとＴｉとのモル比）が１．０００となるようにし、溶剤を加えてスラリーとした。そのスラリーにＰＶＢバインダーを加え、ＰＥＴフィルム上に０．９μｍの厚みでグリーンシートを塗工した。
【００５４】
続いて、内部電極としてＮｉ導電ペーストを前記グリーンシート上に印刷し、これを用いて０６０３形状の２８８層の積層セラミックコンデンサを作製した。脱バインダ処理を行った後、焼成については、１２００℃還元雰囲気で０．５時間焼成、Ｎ２雰囲気下８００℃で再酸化処理を行った。焼成後の誘電体層の層厚は０．６５μｍ、内部電極層の厚みは０．６μｍであった。
【００５５】
得られた積層セラミックコンデンサについて、誘電率、耐電圧特性および寿命特性（ＨＡＬＴ：Ｈｉｇｈｌｙ  ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ  ｌｉｆｅ  ｔｅｓｔ）の測定を行った。
【００５６】
誘電率の測定は、まず積層セラミックコンデンサの静電容量を測定し、その静電容量と、内部電極の交差面積、誘電体層の層厚および内部電極の積層数を用いて算出した。測定サンプルは１０個とし、その平均値とした。その結果、誘電率は３３００であった。
【００５７】
耐電圧特性の測定は、昇圧速度２０Ｖ／秒で電圧を印加し、ショートしたときの電圧とした。測定サンプルは１０個とし、その平均値とした。その結果、電圧値は１００Ｖであった。
【００５８】
寿命特性の測定は、積層セラミックコンデンサ１０個を１２５℃の温度下で１０Ｖ／μｍの直流電界を印加して行った。１０個の積層セラミックコンデンサのうちの１個が絶縁抵抗率（ρ）が１×１０１０Ωｃｍになるまでの時間をその値とした。その結果、寿命特性は７７０ｍｉｎであった。
【００５９】
［実施例２］
Ｍｏ材料として、酸化モリブデン（比表面積５ｍ２／ｇ）を用いた以外は、実施例１と同様にしてチタン酸バリウム粒子を得、積層セラミックコンデンサを作製した。
【００６０】
得られたチタン酸バリウム粒子１０個について各５か所でピーク強度比を測定したところ、全体の標準偏差／平均値は３．５０％で、すべての粒子で標準偏差／平均値が１０．５％未満であった。また、作製した積層セラミックコンデンサは、誘電率が３９９０であり、耐電圧特性は１１０Ｖであり、寿命特性は９３４ｍｉｎであった。
【００６１】
［実施例３］
ＴｉＯ２とＢａＣＯ３とを加えたスラリーを２５時間分散した後、七モリブデン酸六アンモニウム四水和物を加えてさらに５時間分散した以外は、実施例１と同様にしてチタン酸バリウム粒子を得、積層セラミックコンデンサを作製した。
【００６２】
得られたチタン酸バリウム粒子１０個について各５か所でピーク強度比を測定したところ、全体の標準偏差／平均値は６．００％で、すべての粒子で標準偏差／平均値が１０．５％未満であった。また、作製した積層セラミックコンデンサは、誘電率が３６５０であり、耐電圧特性は７０Ｖであり、寿命特性は５３２ｍｉｎであった。
【００６３】
［実施例４］
分散時間を２５時間とした以外は、実施例１と同様にしてチタン酸バリウム粒子を得、積層セラミックコンデンサを作製した。
【００６４】
得られたチタン酸バリウム粒子１０個について各５か所でピーク強度比を測定したところ、全体の標準偏差／平均値は４．７０％で、すべての粒子で標準偏差／平均値が１０．５％未満であった。また、作製した積層セラミックコンデンサは、誘電率が３０５０であり、耐電圧特性は８８Ｖであり、寿命特性は６１０ｍｉｎであった。
【００６５】
［実施例５］
Ｔｉ材料として比表面積が３０ｍ２／ｇであるＴｉＯ２を用いたことと、仮焼温度を１０４０℃とした以外は、実施例１と同様にしてチタン酸バリウム粒子を得、積層セラミックコンデンサを作製した。
【００６６】
得られたチタン酸バリウム粒子１０個について各５か所でピーク強度比を測定したところ、全体の標準偏差／平均値は８．８０％で、１０個中８個の粒子で標準偏差／平均値が１０．５％未満であった。また、作製した積層セラミックコンデンサは、誘電率が３３５０であり、耐電圧特性は７６Ｖであり、寿命特性は６８０ｍｉｎであった。
【００６７】
［実施例６］
Ｔｉ材料として比表面積が３００ｍ２／ｇであるＴｉＯ２を用いた以外は実施例５と同様にしてチタン酸バリウム粒子を得、積層セラミックコンデンサを作製した。
【００６８】
得られたチタン酸バリウム粒子１０個について各５か所でピーク強度比を測定したところ、全体の標準偏差／平均値は１．１０％で、すべての粒子で標準偏差／平均値が１０．５％未満であった。また、作製した積層セラミックコンデンサは、誘電率が３９８０であり、耐電圧特性は１２０Ｖであり、寿命特性は１０５０ｍｉｎであった。
【００６９】
［実施例７］
七モリブデン酸六アンモニウム四水和物をＴｉ１００ｍｏｌに対してＭｏが０．３ｍｏｌになるように添加したことと、仮焼温度を９８０℃とした以外は、実施例１と同様にしてチタン酸バリウム粒子を得、積層セラミックコンデンサを作製した。
【００７０】
得られたチタン酸バリウム粒子１０個について各５か所でピーク強度比を測定したところ、全体の標準偏差／平均値は４．００％で、すべての粒子で標準偏差／平均値が１０．５％未満であった。また、作製した積層セラミックコンデンサは、誘電率が３１００であり、耐電圧特性は１４０Ｖであり、寿命特性は１０８０ｍｉｎであった。
【００７１】
［実施例８］
七モリブデン酸六アンモニウム四水和物をＴｉ１００ｍｏｌに対してＭｏが０．０５ｍｏｌになるように添加したことと、仮焼温度を１０４０℃とした以外は、実施例１と同様にしてチタン酸バリウム粒子を得、積層セラミックコンデンサを作製した。
【００７２】
得られたチタン酸バリウム粒子１０個について各５か所でピーク強度比を測定したところ、全体の標準偏差／平均値は２．００％で、すべての粒子で標準偏差／平均値が１０．５％未満であった。また、作製した積層セラミックコンデンサは、誘電率が３７００であり、耐電圧特性は５０Ｖであり、寿命特性は１９０ｍｉｎであった。
【００７３】
［実施例９］
Ｔｉ材料として比表面積が３００ｍ２／ｇであるＴｉＯ２を用いたことと、仮焼温度を８１０℃とした以外は実施例１と同様にして、平均粒径５０ｎｍのＭｏ固溶チタン酸バリウム粒子を得た。このチタン酸バリウムを用いて実施例１と同様にして積層セラミックコンデンサを作製した。
【００７４】
得られたチタン酸バリウム粒子１０個について各５か所でピーク強度比を測定したところ、全体の標準偏差／平均値は４．００％で、すべての粒子で標準偏差／平均値が１０．５％未満であった。また、作製した積層セラミックコンデンサは、誘電率が２７００であり、耐電圧特性は２１０Ｖであり、寿命特性は１８００ｍｉｎであった。
【００７５】
［実施例１０］
仮焼温度を９６０℃とした以外は実施例１と同様にして、平均粒径１００ｎｍのＭｏ固溶チタン酸バリウム粒子を得た。このチタン酸バリウムを用いて実施例１と同様にして積層セラミックコンデンサを作製した。
【００７６】
得られたチタン酸バリウム粒子１０個について各５か所でピーク強度比を測定したところ、全体の標準偏差／平均値は３．３０％で、すべての粒子で標準偏差／平均値が１０．５％未満であった。また、作製した積層セラミックコンデンサは、誘電率が３３５０であり、耐電圧特性は１７０Ｖであり、寿命特性は１３００ｍｉｎであった。
【００７７】
［実施例１１］
仮焼温度を１０８５℃とした以外は実施例１と同様にして、平均粒径２００ｎｍのＭｏ固溶チタン酸バリウム粒子を得た。このチタン酸バリウムを用いて実施例１と同様にして積層セラミックコンデンサを作製した。
【００７８】
得られたチタン酸バリウム粒子１０個について各５か所でピーク強度比を測定したところ、全体の標準偏差／平均値は２．１０％で、すべての粒子で標準偏差／平均値が１０．５％未満であった。また、作製した積層セラミックコンデンサは、誘電率が４２００であり、耐電圧特性は６０Ｖであり、寿命特性は２５０ｍｉｎであった。
【００７９】
［実施例１２、１３、１４、１５］
添加元素Ｘとして、Ｍｏの代わりに、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、Ｍｏ＋Ｔａ（各材料とも比表面積５ｍ２／ｇ以上）を用いて実施例１と同様にしてチタン酸バリウム粒子を得、積層セラミックコンデンサを作製した。
【００８０】
得られたチタン酸バリウム粒子１０個について各５か所でピーク強度比を測定したところ、すべての粒子で標準偏差／平均値が１０．５％未満であった。また、作製した積層セラミックコンデンサはすべて、誘電率が３５００以上であり、耐電圧特性は７０Ｖ以上であり、寿命特性は６００ｍｉｎ以上であった。
【００８１】
［比較例１］
比表面積が１００ｍ２／ｇであるＴｉＯ２と比表面積が３０ｍ２／ｇであるＢａＣＯ３とを、イオン交換水と分散剤の混合溶媒にＢａ：Ｔｉ＝１：１になるように加えてスラリーを得た。このスラリーを、ビーズミルにて３０時間分散した。このスラリー中に、七モリブデン酸六アンモニウム四水和物を、Ｔｉ１００ｍｏｌに対してＭｏが０．２ｍｏｌになるように添加し、１時間撹拌した。このスラリーを液滴噴霧にて乾燥し、生材を得た。
その後、この生材を大気中１０２０℃で仮焼し、平均粒径１５０ｎｍのＭｏ固溶チタン酸バリウムを得た。このチタン酸バリウムを用いて実施例１と同様にして積層セラミックコンデンサを作製した。
【００８２】
得られたチタン酸バリウム粒子１０個について各５か所でピーク強度比を測定したところ、全体の標準偏差／平均値は２０．８０％で、すべての粒子で標準偏差／平均値が１０．５％を超えていた。また、作製した積層セラミックコンデンサは、誘電率が３５００であり、耐電圧特性は３５Ｖであり、寿命特性は９８ｍｉｎであった。
【００８３】
［比較例２］
Ｍｏを添加しない以外は実施例１と同様の方法でチタン酸バリウムを得、積層セラミックコンデンサを作製した。作製した積層セラミックコンデンサは、誘電率が３５００であり、耐電圧特性は１１Ｖであり、寿命特性は１８ｍｉｎであった。
【００８４】
［比較例３］
Ｍｏを添加しない以外は実施例９と同様の方法で平均粒径５０ｎｍのチタン酸バリウムを得、積層セラミックコンデンサを作製した。作製した積層セラミックコンデンサは、誘電率が２７００であり、耐電圧特性は９５Ｖであり、寿命特性は８８０ｍｉｎであった。
【００８５】
上記の実施例および比較例の結果を表２にまとめた。誘電率は２５００以上、耐電圧特性は５０Ｖ以上、寿命特性は１５０ｍｉｎ以上を合格とした。なお、比較例３については、誘電率、耐電圧特性および寿命特性が合格レベルになっている。これは耐電圧特性および寿命特性が誘電体厚みと平均粒径との関係に影響されるためである。比較例３は、同じ平均粒径の実施例９が比較対象となる。実施例９と比較例３とを比較すると、実施例９の積層セラミックコンデンサは耐電圧特性および寿命特性が大きく向上している。このことから、本発明の効果は平均粒径１００ｎｍ以下の微小粒子になるほど高くなることがわかる。
【００８６】
【表２】
0006329236.tif 000003
【符号の説明】
【００８７】
１  積層セラミックコンデンサ
１０  セラミック焼結体
１１  積層体
１２  誘電体層
１３  内部電極層
１５  カバー層
２０  外部電極
【図１】
0006329236.tif 000004
【図２】
0006329236.tif 000005