(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＢａＴｉＯ３  、ＳｒＴｉＯ３  およびＣａＴｉＯ３  を含む主成分と、
副成分として、Ｖ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、ＭｏおよびＣｒの各元素の酸化物から選択される１種以上と、を含有する誘電体磁器組成物を製造する方法であって、
前記主成分を構成する前記ＢａＴｉＯ３  、ＳｒＴｉＯ３  およびＣａＴｉＯ３  が、それぞれ互いに、実質的に固溶しておらず、ＢａＴｉＯ３  結晶粒子、ＳｒＴｉＯ３  結晶粒子およびＣａＴｉＯ３  結晶粒子の形態で含有され、コンポジット構造を形成しており、
主成分として含有される前記ＢａＴｉＯ３  、ＳｒＴｉＯ３  およびＣａＴｉＯ３  の組成モル比を、組成式｛（Ｂａｘ  Ｓｒｙ  Ｃａｚ）Ｏ｝ｍ  ＴｉＯ２  で示した場合に、前記式中の記号ｘ、ｙ、ｚおよびｍが、
０．１９≦ｘ≦０．２３、
０．２６≦ｙ≦０．３１、
０．４６≦ｚ≦０．５４、
ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、
０．９８０≦ｍ≦１．０１、であり、
前記主成分の原料として、ＢａＴｉＯ３  粉末と、ＳｒＴｉＯ３  粉末と、ＣａＴｉＯ３  粉末と、を使用するとともに、
前記ＢａＴｉＯ３  粉末として、予めＶ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、ＭｏおよびＣｒの各元素の酸化物から選択される１種以上と反応させた粉末を、
前記ＳｒＴｉＯ３  粉末およびＣａＴｉＯ３  粉末の少なくとも一方として、予めＶ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、ＭｏおよびＣｒの各元素の酸化物から選択される１種以上と反応させた粉末を、
それぞれ用いることを特徴とする誘電体磁器組成物の製造方法。
【請求項２】
前記ＢａＴｉＯ３  粉末、ＳｒＴｉＯ３  粉末およびＣａＴｉＯ３  粉末に予め反応させるＶ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、ＭｏおよびＣｒの各元素の酸化物から選択される１種以上の比率を、それぞれＲｂｔ、ＲｓｔおよびＲｃｔとした場合（ただし、前記Ｒｂｔ、Ｒｓｔ、Ｒｃｔは、それぞれＢａＴｉＯ３  １００モル、ＳｒＴｉＯ３  １００モル、ＣａＴｉＯ３  １００モルに対する、Ｖ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、ＭｏおよびＣｒの各元素換算での比率）に、前記Ｒｂｔ、ＲｓｔおよびＲｃｔが、
０．０５モル≦Ｒｂｔ＜２．２モル、
０モル≦Ｒｓｔ＜１．６モル、
０モル≦Ｒｃｔ＜１．０モル、
Ｒｓｔ＋Ｒｃｔ＞０モル、
の関係である請求項１に記載の誘電体磁器組成物の製造方法。
【請求項３】
最終的に得られる前記誘電体磁器組成物に含まれるＶ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、ＭｏおよびＣｒの各元素の酸化物の含有量が、前記主成分１００モルに対して、Ｖ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、ＭｏおよびＣｒの各元素換算で、０．０２モル以上、０．４０モル未満である請求項１または２に記載の誘電体磁器組成物の製造方法。
【請求項４】
前記誘電体磁器組成物が、副成分として、Ｍｎの酸化物をさらに含み、
前記Ｍｎの酸化物の含有量が、前記主成分１００モルに対して、ＭｎＯ換算で、０．３〜１モルである請求項１〜３のいずれかに記載の誘電体磁器組成物の製造方法。
【請求項５】
前記誘電体磁器組成物が、副成分として、Ｓｉの酸化物をさらに含み、
前記Ｓｉの酸化物の含有量が、前記主成分１００モルに対して、ＳｉＯ２  換算で、０．１〜０．５モルである請求項１〜４のいずれかに記載の誘電体磁器組成物の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の方法により製造される誘電体磁器組成物。
【請求項７】
複数の前記ＢａＴｉＯ３  結晶粒子、ＳｒＴｉＯ３  結晶粒子およびＣａＴｉＯ３  結晶粒子の平均結晶粒子径が、０．２〜２μｍである請求項６に記載の誘電体磁器組成物。
【請求項８】
請求項６または７に記載の誘電体磁器組成物で構成された誘電体層を有し、前記誘電体層の厚みが２〜２０μｍである電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐還元性を有する誘電体磁器組成物およびその製造方法と、この誘電体磁器組成物を用いた積層セラミックコンデンサなどの電子部品とに関する。
【背景技術】
【０００２】
積層セラミックコンデンサは、小型、大容量、高信頼性の電子部品として広く利用されており、電気機器および電子機器の中で使用される個数も多数にのぼる。近年、機器の小型かつ高性能化に伴い、積層セラミックコンデンサに対する更なる小型化、大容量化、低価格化、高信頼性化への要求はますます厳しくなっている。
【０００３】
現在、小型、高容量のセラミックコンデンサには、一般に、強誘電体セラミック材料が使われている。このような強誘電体セラミック材料は、電界を印加した際に、機械的歪みが発生するという電歪現象を伴うため、強誘電体セラミック材料を用いたセラミックコンデンサに電圧を印加すると、電歪現象による振動が発生する。
【０００４】
特に、このような電歪現象は、セラミックコンデンサを回路基板上に実装した場合に、たとえば、電圧の変動により、コンデンサ自身だけでなく、基板や、さらには周りの部品を振動させる原因となり、ときに可聴振動数（２０〜２００００Ｈｚ）の振動音を発することがある。この振動音は人に不快な音域の場合もあり、対策が必要とされていた。
【０００５】
これに対し、たとえば、特許文献１では、電歪現象によるセラミックコンデンサの振動の基板への伝達を抑止するために、外部端子電極と基板とを接続するための電極接続部をセラミックコンデンサに設け、コンデンサ素子本体の下面と基板との間に一定の離隔距離を設けることが提案されている。
【０００６】
しかしながら、この文献のように、電極接続部により、一定の離隔距離を設ける方法を採用すると、セラミックコンデンサの製造コストが高くなってしまうという点や、コンデンサの高さ方向が大きくなってしまい、小型化が困難となってしまうという点より、さらなる改良が望まれていた。
【０００７】
また、特許文献２には、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウムおよびチタン酸バリウムを含有し、これら３つの組成モル比について少なくともチタン酸バリウムの組成モル比が０．３以下であり、正方晶または斜方晶の少なくとも何れか一方の結晶構造を含むことを特徴とする誘電体磁器組成物が開示されている。この文献記載の誘電体磁器組成物は、特に、第３次高調波歪み（ＴＨＤ）を低減することを目的としている。しかしながら、この文献の誘電体磁器組成物では、上述した電歪現象の改善については十分ではなく、しかも、主成分であるチタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウムおよびチタン酸バリウムを互いに固溶させた構成を採用しているため、容量温度特性が十分ではなく、たとえば、ＥＩＡ規格のＸ６Ｓ特性（−５５〜１０５℃、ΔＣ／Ｃ＝±２２％以内）を満足することができなかった。
【０００８】
さらに、特許文献３には、組成（Ｂａ，Ｃａ）ＴｉＯ３  である第１の結晶粒子と、組成（Ｂａ，Ｃａ）（Ｔｉ，Ａ）Ｏ３  （ただし、Ａは、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷから選択される１種）である第２の結晶粒子との混合物からなり、第１および第２の結晶粒子の合計数に対する、第２の結晶粒子の数の割合が、２０〜８０％である誘電体磁器組成物が開示されている。しかしながら、この文献の誘電体磁器組成物でも、上述した電歪現象の改善については十分ではなく、しかも、主成分であるチタン酸カルシウムおよびチタン酸バリウムとの２成分を固溶させた構成となっているため、容量温度特性に劣るものとなっていた。
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−３３５９６３号公報
【特許文献２】特開２０００−２６４７２９号公報
【特許文献３】特開２００５−２８１０６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、還元性雰囲気中での焼成が可能であり、電圧印加時における電歪量が低減されており、容量温度特性がＥＩＡ規格のＸ６Ｓ特性（−５５〜１０５℃、ΔＣ／Ｃ＝±２２％以内）を満足でき、しかも高い比誘電率を実現しつつ、高温加速寿命が改善された誘電体磁器組成物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】
【００１１】
本発明者等は、上記目的を達成するために鋭意検討を行った結果、主成分として、ＢａＴｉＯ３  、ＳｒＴｉＯ３  およびＣａＴｉＯ３  を含有し、これらが互いに、実質的に固溶せず、コンポジット構造を形成している誘電体磁器組成物を製造する際に、主成分の原料として用いる、ＢａＴｉＯ３  粉末、ＳｒＴｉＯ３  粉末およびＣａＴｉＯ３  粉末のうち、ＢａＴｉＯ３  粉末を含む２種または３種を、予めＶ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、ＭｏおよびＣｒの各元素の酸化物から選択される１種以上と反応させた反応粉として用いることにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１２】
すなわち、本発明に係る誘電体磁器組成物の製造方法は、
ＢａＴｉＯ３  、ＳｒＴｉＯ３  およびＣａＴｉＯ３  を含む主成分と、
副成分として、Ｖ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、ＭｏおよびＣｒの各元素の酸化物から選択される１種以上と、を含有する誘電体磁器組成物を製造する方法であって、
前記主成分を構成する前記ＢａＴｉＯ３  、ＳｒＴｉＯ３  およびＣａＴｉＯ３  が、それぞれ互いに、実質的に固溶しておらず、ＢａＴｉＯ３  結晶粒子、ＳｒＴｉＯ３  結晶粒子およびＣａＴｉＯ３  結晶粒子の形態で含有され、コンポジット構造を形成しており、
前記主成分の原料として、ＢａＴｉＯ３  粉末と、ＳｒＴｉＯ３  粉末と、ＣａＴｉＯ３  粉末と、を使用するとともに、
前記ＢａＴｉＯ３  粉末として、予めＶ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、ＭｏおよびＣｒの各元素の酸化物から選択される１種以上と反応させた粉末を、
前記ＳｒＴｉＯ３  粉末およびＣａＴｉＯ３  粉末の少なくとも一方として、予めＶ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、ＭｏおよびＣｒの各元素の酸化物から選択される１種以上と反応させた粉末を、
それぞれ用いることを特徴とする。
【００１３】
好ましくは、前記ＢａＴｉＯ３  粉末、ＳｒＴｉＯ３  粉末およびＣａＴｉＯ３  粉末に予め反応させるＶ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、ＭｏおよびＣｒの各元素の酸化物から選択される１種以上の比率を、それぞれＲｂｔ、ＲｓｔおよびＲｃｔとした場合（ただし、前記Ｒｂｔ、Ｒｓｔ、Ｒｃｔは、それぞれＢａＴｉＯ３  １００モル、ＳｒＴｉＯ３  １００モル、ＣａＴｉＯ３  １００モルに対する、Ｖ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、ＭｏおよびＣｒの各元素換算での比率）に、前記Ｒｂｔ、ＲｓｔおよびＲｃｔが、
０．０５モル≦Ｒｂｔ＜２．２モル、
０モル≦Ｒｓｔ＜１．６モル、
０モル≦Ｒｃｔ＜１．０モル、
Ｒｓｔ＋Ｒｃｔ＞０モル、
の関係である。
【００１４】
好ましくは、最終的に得られる前記誘電体磁器組成物に含まれるＶ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、ＭｏおよびＣｒの各元素の酸化物の含有量が、前記主成分１００モルに対して、Ｖ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、ＭｏおよびＣｒの各元素換算で、０．０２モル以上、０．４０モル未満である。
【００１５】
好ましくは、主成分として含有される前記ＢａＴｉＯ３  、ＳｒＴｉＯ３  およびＣａＴｉＯ３  の組成モル比を、組成式｛（Ｂａｘ  Ｓｒｙ  Ｃａｚ）Ｏ｝ｍ  ＴｉＯ２  で示した場合に、前記式中の記号ｘ、ｙ、ｚおよびｍが、
０．１９≦ｘ≦０．２３、
０．２６≦ｙ≦０．３１、
０．４６≦ｚ≦０．５４、
ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、
０．９８０≦ｍ≦１．０１、
である。
【００１６】
好ましくは、前記誘電体磁器組成物が、副成分として、Ｍｎの酸化物をさらに含み、前記Ｍｎの酸化物の含有量が、前記主成分１００モルに対して、ＭｎＯ換算で、０．３〜１モルである。
【００１７】
好ましくは、前記誘電体磁器組成物が、副成分として、Ｓｉの酸化物をさらに含み、前記Ｓｉの酸化物の含有量が、前記主成分１００モルに対して、ＳｉＯ２  換算で、０．１〜０．５モルである。
【００１８】
本発明に係る誘電体磁器組成物は、上記いずれかの方法により製造されるものである。本発明の誘電体磁器組成物において、好ましくは、複数の前記ＢａＴｉＯ３  結晶粒子、ＳｒＴｉＯ３  結晶粒子およびＣａＴｉＯ３  結晶粒子の平均結晶粒子径が、０．２〜２μｍである。
【００１９】
本発明に係る電子部品は、上記いずれかの誘電体磁器組成物で構成してある誘電体層を有する。
本発明の電子部品において、好ましくは、前記誘電体層の厚みが、２〜２０μｍである。誘電体層の厚みをこのような範囲とすることにより、定格電圧の高い（たとえば１００Ｖ以上）中耐圧用途に対応することができる。電子部品としては、特に限定されないが、積層セラミックコンデンサ、圧電素子、チップインダクタ、チップバリスタ、チップサーミスタ、チップ抵抗、その他の表面実装（ＳＭＤ）チップ型電子部品が例示される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明においては、誘電体磁器組成物を、主成分としてＢａＴｉＯ３  、ＳｒＴｉＯ３  およびＣａＴｉＯ３  を含み、かつ、これらが、それぞれ互いに実質的に固溶せず、ＢａＴｉＯ３  結晶粒子、ＳｒＴｉＯ３  結晶粒子およびＣａＴｉＯ３  結晶粒子の形態で含有され、コンポジット構造を形成する構成としている。そのため、容量温度特性（特に、ＥＩＡ規格のＸ６Ｓ特性）および電圧印加時における電歪量を低減することができる。
【００２１】
しかも、本発明では、主成分の原料として用いる、ＢａＴｉＯ３  粉末、ＳｒＴｉＯ３  粉末およびＣａＴｉＯ３  粉末のうち、ＢａＴｉＯ３  粉末を含む２種または３種を、予めＶ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、ＭｏおよびＣｒの各元素の酸化物から選択される１種以上と反応させた反応粉として用いる方法を採用している。そのため、上記各特性を良好に保ちながら、高い比誘電率を実現しつつ、高温加速寿命の改善が可能となる。
【００２２】
なお、たとえば、上述した特許文献３（特開２００５−２８１０６６号公報）では、（Ｂａ，Ｃａ）ＴｉＯ３  結晶粒子と、（Ｂａ，Ｃａ）ＴｉＯ３  にＶ等を添加した（Ｂａ，Ｃａ）（Ｔｉ，Ａ）Ｏ３  結晶粒子（ただし、Ａは、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗから選択される１種）と、を混合してなる誘電体磁器組成物が開示されている。しかしながら、この特許文献３では、誘電体磁器組成物が、ＢａＴｉＯ３  とＣａＴｉＯ３  との固溶体となっている点で本発明とは異なっている。さらに、ＳｒＴｉＯ３  を含有していない点でも本発明とは異なっている。そのため、この特許文献３では、本発明のような比誘電率の向上効果、および高温加速寿命の改善効果を得ることはできない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの断面図である。
【００２４】
積層セラミックコンデンサ１
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサ１は、誘電体層２と内部電極層３とが交互に積層された構成のコンデンサ素子本体１０を有する。このコンデンサ素子本体１０の両端部には、素子本体１０の内部で交互に配置された内部電極層３と各々導通する一対の外部電極４が形成してある。コンデンサ素子本体１０の形状に特に制限はないが、通常、直方体状とされる。また、その寸法にも特に制限はなく、用途に応じて適当な寸法とすればよい。
【００２５】
内部電極層３は、各端面がコンデンサ素子本体１０の対向する２端部の表面に交互に露出するように積層してある。一対の外部電極４は、コンデンサ素子本体１０の両端部に形成され、交互に配置された内部電極層３の露出端面に接続されて、コンデンサ回路を構成する。
【００２６】
誘電体層２
誘電体層２は、本発明の製造方法により得られる誘電体磁器組成物を含有する。
誘電体層２に含有される誘電体磁器組成物は、ＢａＴｉＯ３  、ＳｒＴｉＯ３  およびＣａＴｉＯ３  を含む主成分と、副成分として、Ｖ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、ＭｏおよびＣｒの各元素の酸化物から選択される１種以上と、を有する。
【００２７】
本実施形態においては、主成分を構成する上記ＢａＴｉＯ３  、ＳｒＴｉＯ３  およびＣａＴｉＯ３  は、それぞれ互いに、実質的に固溶していない状態で含有されている。すなわち、本実施形態では、これらＢａＴｉＯ３  、ＳｒＴｉＯ３  およびＣａＴｉＯ３  は、それぞれ別々の結晶粒子としてのＢａＴｉＯ３  結晶粒子、ＳｒＴｉＯ３  結晶粒子およびＣａＴｉＯ３  結晶粒子として含有され、コンポジット構造を形成している。
【００２８】
ただし、ＢａＴｉＯ３  、ＳｒＴｉＯ３  およびＣａＴｉＯ３  は、実質的にＢａＴｉＯ３  結晶粒子、ＳｒＴｉＯ３  結晶粒子およびＣａＴｉＯ３  結晶粒子として含有されていれば良く、たとえば、ＢａＴｉＯ３  の結晶粒子とＳｒＴｉＯ３  の結晶粒子との界面付近においては、一部固溶相が形成されていても構わない。
【００２９】
ＢａＴｉＯ３  、ＳｒＴｉＯ３  およびＣａＴｉＯ３  を、それぞれ互いに、実質的に固溶していない状態とし、コンポジット構造を形成させることにより、誘電率を維持しながら、容量温度特性の向上を図ることができ、特に、ＥＩＡ規格のＸ６Ｓ特性（−５５〜１０５℃、ΔＣ／Ｃ＝±２２％以内）を満足させることができる。なお、この理由としては、たとえば、非固溶とし、コンポジット構造とすることにより、ＢａＴｉＯ３  に由来するキュリー温度のピークが残存すること等によると考えられる。
【００３０】
主成分を構成するＢａＴｉＯ３  、ＳｒＴｉＯ３  およびＣａＴｉＯ３  が互いに固溶しているか否かについては、たとえば、誘電体層２のＸ線回折により確認することができる。具体的には、誘電体層２に対して、Ｘ線源にＣｕ−Ｋα線を用いたＸ線回折を行い、２θ＝３０〜３５°の範囲に、それぞれＢａＴｉＯ３  、ＳｒＴｉＯ３  およびＣａＴｉＯ３  に起因する分離可能な３つの回折ピークが観測されるか否かにより確認することができる。なお、２θ＝３０〜３５°の範囲に観測される回折ピークは、それぞれＢａＴｉＯ３  の（１１０）面の回折ピーク、ＳｒＴｉＯ３  の（１１０）面の回折ピーク、およびＣａＴｉＯ３  の（１２１）面の回折ピークである。
【００３１】
また、主成分を構成するＢａＴｉＯ３  、ＳｒＴｉＯ３  およびＣａＴｉＯ３  の組成モル比については特に限定されないが、これらを組成式｛（Ｂａｘ  Ｓｒｙ  Ｃａｚ）Ｏ｝ｍ  ＴｉＯ２  で示した場合に、前記式中の記号ｘ、ｙ、ｚおよびｍが、好ましくは、
０．１９≦ｘ≦０．２３、
０．２６≦ｙ≦０．３１、
０．４６≦ｚ≦０．５４、
０．９８０≦ｍ≦１．０１、
であり、より好ましくは、
０．１９５≦ｘ≦０．２２５、
０．２６５≦ｙ≦０．３０５、
０．４６５≦ｚ≦０．５３５、
０．９８５≦ｍ≦１．００９５、
である。なお、上記式において、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である。
記号ｘ、ｙ、ｚおよびｍを上記範囲とすることにより、ＤＣバイアス特性の向上効果と、電圧印加時における電歪量の低減効果と、を高めることができる。また、上記組成式において、酸素（Ｏ）量は、上記式の化学量論組成から若干偏倚してもよい。
【００３２】
上記式中、ｘは、ＢａＴｉＯ３  の含有割合を示す。主成分中のＢａＴｉＯ３  の含有量が増加すると、強誘電性が強くなる傾向にある。ｘが小さ過ぎると、比誘電率が低くなってしまう傾向にある。特に、比誘電率が低すぎる場合には、所望の容量を得るためには、誘電体層２の積層数を増加させる必要が生じてくるため、製造コストが増加してしまうという問題や、コンデンサの小型化が困難となってしまうという問題が発生してしまう。一方、ｘが大き過ぎると、比誘電率は向上するものの、電圧印加時の電歪量が高くなり、さらにはＤＣバイアス特性が悪化する傾向にある。
【００３３】
上記式中、ｙは、ＳｒＴｉＯ３  の含有割合を示す。主成分中のＳｒＴｉＯ３  の含有量が増加すると、常誘電性が強くなる傾向にある。ｙが小さ過ぎると、比誘電率が低くなってしまう傾向にある。一方、ｙが大き過ぎると、ＤＣバイアス特性が悪化する傾向にある。
【００３４】
上記式中、ｚは、ＣａＴｉＯ３  の含有割合を示す。ＣａＴｉＯ３  は、主に焼結安定性を向上させる効果や、絶縁抵抗値を向上させる効果を有する。ｚが小さ過ぎると、ＤＣバイアス特性が悪化する傾向にある。一方、ｚが大き過ぎると、比誘電率が低下してしまう傾向にある。
【００３５】
主成分中のＢａＴｉＯ３  の含有量が増加すると、強誘電性が強くなる一方で、主成分中のＳｒＴｉＯ３  ，ＣａＴｉＯ３  の含有量が増加すると、常誘電性が強くなる傾向にあり、記号ｘ、ｙ、ｚを上記範囲とすることにより、強誘電相と常誘電相とのバランスを図ることができる。
【００３６】
上記式中、ｍは、ペロブスカイト構造のＡサイトと、Ｂサイトと、の比（Ｂａ，ＳｒおよびＣａと、Ｔｉと、の比）を示す。ｍを０．９８０以上とすることにより、焼成時における誘電体粒子の粒成長を抑制することができる。また、ｍを１．０１以下とすることにより、焼成温度を高くしなくても緻密な焼結体を得ることができる。ｍが小さすぎると、誘電体粒子の微細化が困難となり、ＤＣバイアス特性が悪化する傾向にある。一方、ｍが大きすぎると、焼結温度が高くなり過ぎてしまい、焼結が困難となる傾向にある。
【００３７】
副成分としてのＶ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、ＭｏおよびＣｒの各元素の酸化物は、高温加速寿命を改善する効果と、製品間における高温加速寿命のバラツキを低減する効果を有する。これらの酸化物の含有量は、主成分１００モルに対して、Ｖ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、ＭｏおよびＣｒの各酸化物換算で、好ましくは、０．０２モル以上、０．４０モル未満、より好ましくは０．０５〜０．３５モル、さらに好ましくは０．１〜０．３モルである。これらの酸化物の含有量が少な過ぎると、上記効果が得難くなる。一方、多過ぎると、ＩＲが低下する傾向にある。
なお、上記含有量は各元素換算の含有量であり、たとえば、Ｖの酸化物において、Ｖ元素換算での含有量が０．１０モルである場合には、その酸化物であるＶ２  Ｏ５  換算での含有量は０．０５モルとなる。
また、後述するように、本実施形態では、これらＶ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、ＭｏおよびＣｒの各元素の酸化物は、主成分の原料として用いるＢａＴｉＯ３  粉末、ＳｒＴｉＯ３  粉末およびＣａＴｉＯ３  粉末のうち、ＢａＴｉＯ３  粉末を含む２種または３種と、予め反応させた状態で、誘電体磁器組成物中に含有させる。
【００３８】
上記誘電体磁器組成物には、上記した主成分と、Ｖ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、ＭｏおよびＣｒの各元素の酸化物から選択される１種以上と、に加えて、Ｍｎの酸化物と、Ｓｉの酸化物と、をさらに含有していることが好ましい。
【００３９】
Ｍｎの酸化物は、焼結を促進する効果、および高温加速寿命を改善する効果を有する。Ｍｎの酸化物の含有量は、上記主成分１００モルに対して、ＭｎＯ換算で、好ましくは０．３〜１モルであり、より好ましくは０．３〜０．８モルである。Ｍｎの酸化物の含有量が少な過ぎると、焼結性が悪化するとともに、高温加速寿命に劣る傾向にある。一方、含有量が多過ぎると、ＩＲ不良率が悪化してしまう場合がある。
【００４０】
Ｓｉの酸化物は、主として焼結助剤として作用するが、薄層化した際の初期絶縁抵抗の不良率を改善する効果を有する。Ｓｉの酸化物の含有量は、上記主成分１００モルに対して、ＳｉＯ２  換算で、好ましくは０．１〜０．５モルであり、より好ましくは０．１５〜０．４５モルである。Ｓｉの酸化物の含有量が少な過ぎると、焼成温度が上昇してしまう場合がある。一方、多過ぎると、ＩＲ不良率が悪化してしまう傾向にある。
【００４１】
なお、本実施形態においては、Ｓｉの酸化物を複合酸化物の形態で含有させても良い。このような複合酸化物としては、ＳｉＯ２  と、誘電体磁器組成物に含有される他の主成分や副成分を構成する元素の酸化物と、の複合酸化物が挙げられ、たとえば、ＣａＳｉＯ３  、ＳｒＳｉＯ３  、（Ｃａ，Ｓｒ）ＳｉＯ３  、ＭｎＳｉＯ３  、ＢａＳｉＯ３  などが挙げられる。これら複合酸化物を使用する場合には、焼成後の組成が所望の範囲となるように、適宜調整すればよい。
【００４２】
また、本実施形態においては、必要に応じて、上記以外の副成分を含有させても良い。このような副成分としては、特に限定されないが、たとえば、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＬｕの各元素の酸化物などが挙げられる。
【００４３】
誘電体層２を構成するＢａＴｉＯ３  結晶粒子、ＳｒＴｉＯ３  結晶粒子およびＣａＴｉＯ３  結晶粒子の平均結晶粒子径は、好ましくは０．２〜２μｍである。平均結晶粒子径が小さすぎると、比誘電率および容量温度特性が劣化する傾向にある。一方、大きすぎると、高温負荷寿命が劣化する傾向にある。
【００４４】
誘電体層２の厚みは、特に限定されないが、好ましくは２〜２０μｍであり、より好ましくは４〜１５μｍである。誘電体層２の厚みをこのような範囲とすることにより、定格電圧の高い（たとえば１００Ｖ以上）中耐圧用途に対応させることができる。誘電体層２を薄くしすぎると、ショート不良率が悪化する場合がある。一方、厚くしすぎると、コンデンサの小型化が困難となってしまう。
【００４５】
内部電極層３
内部電極層３に含有される導電材は特に限定されないが、誘電体層２の構成材料が耐還元性を有するため、卑金属を用いることができる。導電材として用いる卑金属としては、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｎｉ合金またはＣｕ合金が好ましく、特にＮｉまたはＮｉ合金が好ましい。内部電極層３の主成分をＮｉやＮｉ合金とした場合には、誘電体が還元されないように、低酸素分圧（還元雰囲気）で焼成することが好ましい。内部電極層３の厚さは、好ましくは０．５〜２μｍ、より好ましくは０．８〜１．５μｍである。
【００４６】
外部電極４
外部電極４に含有される導電材は特に限定されないが、本発明では安価なＮｉ，Ｃｕや、これらの合金を用いることができる。外部電極４の厚さは用途等に応じて適宜決定すればよい。
【００４７】
積層セラミックコンデンサ１の製造方法
本実施形態の積層セラミックコンデンサ１は、従来の積層セラミックコンデンサと同様に、ペーストを用いた通常の印刷法やシート法によりグリーンチップを作製し、これを焼成した後、外部電極を印刷または転写して焼成することにより製造される。以下、製造方法について具体的に説明する。
【００４８】
まず、誘電体層用ペーストに含まれる誘電体原料（誘電体磁器組成物粉末）を準備し、これを塗料化して、誘電体層用ペーストを調製する。
誘電体層用ペーストは、誘電体原料と有機ビヒクルとを混練した有機系の塗料であってもよく、水系の塗料であってもよい。
【００４９】
誘電体原料としては、上記した主成分および副成分の酸化物やその混合物、複合酸化物を用いることができるが、その他、焼成により上記した酸化物や複合酸化物となる各種化合物、たとえば、炭酸塩、シュウ酸塩、硝酸塩、水酸化物、有機金属化合物等から適宜選択し、混合して用いることもできる。誘電体原料中の各化合物の含有量は、焼成後に上記した誘電体磁器組成物の組成となるように決定すればよい。塗料化する前の状態で、誘電体原料の粒径は、通常、平均粒径０．１〜１μｍ程度である。
【００５０】
本実施形態では、上記主成分の原料として、ＢａＴｉＯ３  粉末、ＳｒＴｉＯ３  粉末およびＣａＴｉＯ３  粉末を使用するとともに、しかも、これらＢａＴｉＯ３  粉末、ＳｒＴｉＯ３  粉末、ＣａＴｉＯ３  粉末は、互いに予め反応させることなく用いる。主成分の原料として、これらの粉末を使用し、しかも、予め互いに反応させることなく用いることにより、焼結後の誘電体磁器組成物において、主成分を構成することとなるＢａＴｉＯ３  、ＳｒＴｉＯ３  およびＣａＴｉＯ３  を、それぞれ互いに、実質的に固溶していない構成とすることができる。すなわち、焼結後の誘電体磁器組成物において、これらの複合酸化物を、ＢａＴｉＯ３  結晶粒子、ＳｒＴｉＯ３  結晶粒子およびＣａＴｉＯ３  結晶粒子の形態で存在させ、コンポジット構造を形成させることができる。
【００５１】
さらに、本実施形態では、これらＢａＴｉＯ３  粉末、ＳｒＴｉＯ３  粉末およびＣａＴｉＯ３  粉末のうち、ＢａＴｉＯ３  粉末を含む２種または３種を、副成分として誘電体磁器組成物中に含まれるＶ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、ＭｏおよびＣｒの各元素の酸化物から選択される１種以上と予め反応させて、反応粉（好ましくは、固溶粉）としたものを使用する。
【００５２】
すなわち、本実施形態では、ＢａＴｉＯ３  粉末として、予めＶ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、ＭｏおよびＣｒの各元素の酸化物から選択される１種以上と反応させた粉末を用いるとともに、ＳｒＴｉＯ３  粉末およびＣａＴｉＯ３  粉末の少なくとも一方として、予めＶ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、ＭｏおよびＣｒの各元素の酸化物から選択される１種以上と反応させた粉末を用いる。
なお、予めＶ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、ＭｏおよびＣｒの各元素の酸化物から選択される１種以上と反応させる主成分の原料としては、ＢａＴｉＯ３  粉末に加え、ＳｒＴｉＯ３  粉末およびＣａＴｉＯ３  粉末のいずれか一方、あるいは両方とすれば良い。具体的には、ＢａＴｉＯ３  粉末およびＳｒＴｉＯ３  粉末の２種を反応粉として用いる態様の他、ＢａＴｉＯ３  粉末およびＣａＴｉＯ３  粉末の２種を反応粉として用いる態様、さらにはＢａＴｉＯ３  粉末に加え、ＳｒＴｉＯ３  粉末およびＣａＴｉＯ３  粉末の３種を反応粉として用いる態様が挙げられる。
【００５３】
ＢａＴｉＯ３  粉末、ＳｒＴｉＯ３  粉末およびＣａＴｉＯ３  粉末のうち、ＢａＴｉＯ３  粉末を含む２種または３種を、Ｖ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、ＭｏおよびＣｒの各元素の酸化物から選択される１種以上と予め反応させて、反応粉としたものを使用することにより、比誘電率や静電容量の温度特性等の他の電気特性を良好に保ちながら、高温加速寿命を向上させることができる。さらには、製品間における高温加速寿命のバラツキをも改善することができる。
なお、この理由としては、これら主成分原料に、Ｖ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、ＭｏおよびＣｒのうち少なくとも１種と反応させる（このましくは、固溶させる）ことで、これらＶ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒの添加効果を高めることができるためと考えられる。具体的には、より効果的に陽イオン空位を形成することができ、酸素空位を低減することができると考えられる。
【００５４】
一方、反応粉とする主成分の原料を、ＢａＴｉＯ３  粉末のみとした場合、あるいはＳｒＴｉＯ３  粉末およびＣａＴｉＯ３  粉末のみとした場合には、上記効果が不十分となり、高温加速寿命の向上効果が得られなくなる。
【００５５】
主成分の原料に、予め反応させるＶ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒの各元素の酸化物の比率は、その比率を、それぞれＲｂｔ、ＲｓｔおよびＲｃｔとした場合（ただし、Ｒｂｔ、Ｒｓｔ、Ｒｃｔは、それぞれＢａＴｉＯ３  １００モル、ＳｒＴｉＯ３  １００モル、ＣａＴｉＯ３  １００モルに対する、Ｖ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、ＭｏおよびＣｒの各元素換算での比率）に、次のような範囲とすることが好ましい。
すなわち、Ｒｂｔ、ＲｓｔおよびＲｃｔが、好ましくは、
０．０５モル≦Ｒｂｔ＜２．２モル、
０モル≦Ｒｓｔ＜１．６モル、
０モル≦Ｒｃｔ＜１．０モル、
より好ましくは、
０．１≦Ｒｂｔ≦１．５モル、
０モル≦Ｒｓｔ＜１モル、
０モル≦Ｒｃｔ＜０．８モル、
である。ただし、Ｒｓｔ、Ｒｃｔは、Ｒｓｔ＋Ｒｃｔ＞０モルである。
【００５６】
また、本実施形態では、焼成後の誘電体磁器組成物中に含有させるＶ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、ＭｏおよびＣｒの各元素の酸化物のうち、少なくとも一部を、主成分の原料と予め反応させておくという構成を採用すれば良いが、特に、焼成後の誘電体磁器組成物中に含有させるＶ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、ＭｏおよびＣｒの各元素の酸化物の全量を、主成分の原料と予め反応させておくことが好ましい。Ｖ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、ＭｏおよびＣｒの各元素の酸化物の全量を、予め反応させておくことにより、これらの添加効果をより高めることができるからである。
【００５７】
なお、このような反応粉を得る方法としては、特に限定されない。
たとえば、ＢａＴｉＯ３  粉末を反応粉とする場合を例示すると、ＢａＴｉＯ３  粉末と、Ｖ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、ＭｏおよびＣｒの各元素の酸化物と、をボールミルやビーズミル等で混合し、７００〜１３００℃で仮焼きし、固相反応させる方法が挙げられる。あるいは、ＢａＣＯ３  およびＴｉＯ２  と、Ｖ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、ＭｏおよびＣｒの各元素の酸化物と、を同様に混合し、７００〜１３００℃で仮焼きし、固相反応させる方法も挙げられる。このような方法を採用することにより、反応を略均一なものとすることができ、固溶粉とすることができる。
また、ＳｒＴｉＯ３  粉末、ＣａＴｉＯ３  粉末を反応粉とする場合においても、ＢａＴｉＯ３  粉末の場合と同様とすれば良い。
【００５８】
また、主成分以外の原料（たとえば、副成分の原料）としては、各酸化物や焼成により各酸化物となる化合物を、そのまま用いても良いし、あるいは、予め仮焼きし、焙焼粉として用いても良い。
【００５９】
有機ビヒクルとは、バインダを有機溶剤中に溶解したものである。有機ビヒクルに用いるバインダは特に限定されず、エチルセルロース、ポリビニルブチラール等の通常の各種バインダから適宜選択すればよい。また、有機溶剤も特に限定されず、印刷法やシート法など、利用する方法に応じて、テルピネオール、ブチルカルビトール、アセトン、トルエン等の各種有機溶剤から適宜選択すればよい。
【００６０】
また、誘電体層用ペーストを水系の塗料とする場合には、水溶性のバインダや分散剤などを水に溶解させた水系ビヒクルと、誘電体原料とを混練すればよい。水系ビヒクルに用いる水溶性バインダは特に限定されず、たとえば、ポリビニルアルコール、セルロース、水溶性アクリル樹脂などを用いればよい。
【００６１】
内部電極層用ペーストは、上記した各種導電性金属や合金からなる導電材、あるいは焼成後に上記した導電材となる各種酸化物、有機金属化合物、レジネート等と、上記した有機ビヒクルとを混練して調製する。なお、内部電極層用ペーストとしては、市販の電極用ペーストを使用してもよいし、あるいは市販の電極用材料をペースト化したものを使用してもよい。また、内部電極層用ペーストには、必要に応じて共材を含有させても良い。共材としては、誘電体層用ペーストに含まれる誘電体原料と同様の組成を有するもの（たとえば、ＢａＴｉＯ３  粉末、ＳｒＴｉＯ３  粉末、ＣａＴｉＯ３  粉末等）を使用すれば良い。
【００６２】
外部電極用ペーストは、上記した内部電極層用ペーストと同様にして調製すればよい。
【００６３】
上記した各ペースト中の有機ビヒクルの含有量に特に制限はなく、通常の含有量、たとえば、バインダは１〜５重量％程度、溶剤は１０〜５０重量％程度とすればよい。また、各ペースト中には、必要に応じて各種分散剤、可塑剤、誘電体、絶縁体等から選択される添加物が含有されていてもよい。これらの総含有量は、１０重量％以下とすることが好ましい。
【００６４】
印刷法を用いる場合、誘電体層用ペーストおよび内部電極層用ペーストを、ＰＥＴ等の基板上に印刷、積層し、所定形状に切断した後、基板から剥離してグリーンチップとする。
【００６５】
また、シート法を用いる場合、誘電体層用ペーストを用いてグリーンシートを形成し、この上に内部電極層用ペーストを印刷した後、これらを積層してグリーンチップとする。
【００６６】
焼成前に、グリーンチップに脱バインダ処理を施す。脱バインダ条件としては、昇温速度を好ましくは５〜３００℃／時間、保持温度を好ましくは１８０〜４００℃、温度保持時間を好ましくは０．５〜２４時間とする。また、焼成雰囲気は、空気もしくは還元性雰囲気とする。
【００６７】
グリーンチップ焼成時の雰囲気は、内部電極層用ペースト中の導電材の種類に応じて適宜決定されればよいが、導電材としてＮｉやＮｉ合金等の卑金属を用いる場合、焼成雰囲気中の酸素分圧は、１０−９〜１０−１４Ｐａとすることが好ましい。酸素分圧が上記範囲未満であると、内部電極層の導電材が異常焼結を起こし、途切れてしまうことがある。また、酸素分圧が前記範囲を超えると、内部電極層が酸化する傾向にある。
【００６８】
また、焼成時の保持温度は、好ましくは１０００〜１４００℃、より好ましくは１１００〜１３６０℃である。保持温度が上記範囲未満であると緻密化が不十分となり、前記範囲を超えると、内部電極層の異常焼結による電極の途切れや、内部電極層構成材料の拡散による容量温度特性の悪化、誘電体磁器組成物の還元が生じやすくなる。
【００６９】
これ以外の焼成条件としては、昇温速度を好ましくは５０〜５００℃／時間、より好ましくは２００〜３００℃／時間、温度保持時間を好ましくは０．５〜８時間、より好ましくは１〜３時間、冷却速度を好ましくは５０〜５００℃／時間、より好ましくは２００〜３００℃／時間とする。また、焼成雰囲気は還元性雰囲気とすることが好ましく、雰囲気ガスとしてはたとえば、Ｎ２  とＨ２  との混合ガスを加湿して用いることができる。
【００７０】
還元性雰囲気中で焼成した場合、コンデンサ素子本体にはアニールを施すことが好ましい。アニールは、誘電体層を再酸化するための処理であり、これによりＩＲ寿命を著しく長くすることができるので、信頼性が向上する。
【００７１】
アニール雰囲気中の酸素分圧は、１０−１〜１０Ｐａとすることが好ましい。酸素分圧が前記範囲未満であると誘電体層の再酸化が困難であり、前記範囲を超えると内部電極層の酸化が進行する傾向にある。
【００７２】
アニールの際の保持温度は、１１００℃以下、特に５００〜１１００℃とすることが好ましい。保持温度が上記範囲未満であると誘電体層の酸化が不十分となるので、ＩＲが低く、また、高温加速寿命が短くなりやすい。一方、保持温度が前記範囲を超えると、内部電極層が酸化して容量が低下するだけでなく、内部電極層が誘電体素地と反応してしまい、容量温度特性の悪化、ＩＲの低下、高温加速寿命の低下が生じやすくなる。なお、アニールは昇温過程および降温過程だけから構成してもよい。すなわち、温度保持時間を零としてもよい。この場合、保持温度は最高温度と同義である。
【００７３】
これ以外のアニール条件としては、温度保持時間を好ましくは０〜２０時間、より好ましくは２〜１０時間、冷却速度を好ましくは５０〜５００℃／時間、より好ましくは１００〜３００℃／時間とする。また、アニールの雰囲気ガスとしては、たとえば、加湿したＮ２  ガス等を用いることが好ましい。
【００７４】
上記した脱バインダ処理、焼成およびアニールにおいて、Ｎ２  ガスや混合ガス等を加湿するには、たとえばウェッター等を使用すればよい。この場合、水温は５〜７５℃程度が好ましい。
脱バインダ処理、焼成およびアニールは、連続して行なっても、独立に行なってもよい。
【００７５】
上記のようにして得られたコンデンサ素子本体に、例えばバレル研磨やサンドブラストなどにより端面研磨を施し、外部電極用ペーストを塗布して焼成し、外部電極４を形成する。そして、必要に応じ、外部電極４表面に、めっき等により被覆層を形成する。
このようにして製造された本実施形態の積層セラミックコンデンサは、ハンダ付等によりプリント基板上などに実装され、各種電子機器等に使用される。
【００７６】
本実施形態によれば、積層セラミックコンデンサの誘電体層２を、主成分として、ＢａＴｉＯ３  、ＳｒＴｉＯ３  およびＣａＴｉＯ３  を含有し、これらが互いに、実質的に固溶せず、コンポジット構造とし、しかも、主成分の原料として用いる、ＢａＴｉＯ３  粉末、ＳｒＴｉＯ３  粉末およびＣａＴｉＯ３  粉末のうち、ＢａＴｉＯ３  粉末を含む２種または３種を、予めＶ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、ＭｏおよびＣｒの各元素の酸化物から選択される１種以上と反応させるという方法を採用している。そのため、本実施形態の積層セラミックコンデンサは、容量温度特性がＥＩＡ規格のＸ６Ｓ特性（−５５〜１０５℃、ΔＣ／Ｃ＝±２２％以内）を満足し、電圧印加時における電歪量の低減されており、しかも、高い比誘電率を実現しつつ、高温加速寿命を向上させることができる。
【００７７】
なお、本実施形態では、上記電圧印加時における電歪量に関し、以下のような特性を有する。
すなわち、一対の内部電極層３に挟まれている誘電体層２の層数をＮ層とした場合に、セラミックコンデンサを基板に固定し、ガラスエポキシ基板などの積層セラミックコンデンサ１が実装されるような通常の基板に固定したセラミックコンデンサに対し、ＡＣ：０．２Ｖｒｍｓ／μｍ、ＤＣ：４Ｖ／μｍ、周波数：１ｋＨｚの条件で電圧を印加した際における素子本体１０表面の振動幅で定義される電歪量を、好ましくは、０．１２５Ｎ［ｎｍ］未満、より好ましくは０．１Ｎ［ｎｍ］以下とすることができる。
特に、本実施形態では、５００以上という高い誘電率を実現しつつ、電圧印加時における電歪量を上記範囲とすることができる。
【００７８】
上記電圧印加条件における、ＡＣ、ＤＣの値は、誘電体層の厚み１μｍ当たりの印加電圧である。すなわち、たとえば、誘電体層の厚みを５μｍとした場合における印加電圧は、ＡＣ：１．０Ｖｒｍｓ（＝０．２Ｖｒｍｓ／μｍ×５μｍ）、ＤＣ：２０Ｖ（＝４Ｖ／μｍ×５μｍ）である。また、上記電歪量は、誘電体層２の厚みが変化すると、それに伴い変化する傾向にある。そのため、本実施形態においては、誘電体層２の厚みが、好ましくは２〜２０μｍ、より好ましくは４〜１５μｍ、特に５μｍの場合に、上記所定範囲となることが好ましい。
【００７９】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々に改変することができる。
【００８０】
たとえば、上述した実施形態では、本発明に係る電子部品として積層セラミックコンデンサを例示したが、本発明に係る電子部品としては、積層セラミックコンデンサに限定されず、上記構成の誘電体層を有するものであれば何でも良い。
【実施例】
【００８１】
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。
【００８２】
実施例１
反応粉の調製
まず、主成分の原料としてのＢａＴｉＯ３  粉末と、副成分の原料としてのＶ２  Ｏ５  と、を準備した。そして、これらＢａＴｉＯ３  粉末とＶ２  Ｏ５  とをボールミルで１５時間、湿式混合し、乾燥した後に、１０００℃で仮焼きすることにより、予めＶ２  Ｏ５  と反応させたＢａＴｉＯ３  粉末を調製した。
本実施例では、ＢａＴｉＯ３  粉末に予め反応させるＶ２  Ｏ５  の量（Ｒｂｔ）は、ＢａＴｉＯ３  粉末１００モルに対するモル数で、表１に示した。なお、表１中、Ｖ２  Ｏ５  のモル数は、Ｖ元素換算のモル数で示した。たとえば、表１の試料番号２であれば、ＢａＴｉＯ３  粉末と反応させるＶ２  Ｏ５  の反応量（Ｒｂｔ）を、ＢａＴｉＯ３  粉末１００モルに対して、０．５０モルとした。
【００８３】
さらに、上記と同様にして、予めＶ２  Ｏ５  と反応させたＳｒＴｉＯ３  粉末と、予めＶ２  Ｏ５  と反応させたＣａＴｉＯ３  粉末とを調製した。これらＳｒＴｉＯ３  粉末およびＣａＴｉＯ３  粉末に予め反応させるＶ２  Ｏ５  の量（Ｒｓｔ、Ｒｃｔ）は、ＢａＴｉＯ３  粉末１００モルに対するモル数で、表１に示した。また、表１中、Ｖ２  Ｏ５  のモル数は、Ｖ元素換算のモル数で示した。たとえば、表１の試料番号２であれば、ＳｒＴｉＯ３  粉末と反応させるＶ２  Ｏ５  の量（Ｒｓｔ）を、ＳｒＴｉＯ３  粉末１００モルに対して、０．１６モルとし、また、ＣａＴｉＯ３  粉末と反応させるＶ２  Ｏ５  の量（Ｒｃｔ）を、ＣａＴｉＯ３  粉末１００モルに対して、０．０９モルとした。
【００８４】
誘電体層用ペーストの調製
次いで、予めＶ２  Ｏ５  と反応させたＢａＴｉＯ３  粉末、ＳｒＴｉＯ３  粉末およびＣａＴｉＯ３  粉末と、副成分の原料としてのＭｎＣＯ３  、ＳｉＯ２  と、主成分のＡサイトおよびＢサイトの比（Ｂａ，ＳｒおよびＣａと、Ｔｉと、の比）を調整するための原料として、ＴｉＯ２  と、をボールミルで１５時間、湿式粉砕し、乾燥して、誘電体原料を得た。なお、各原料の混合割合は、焼成後の組成が表１に示す組成となるように調整した。ただし、表１において、各副成分の添加量は主成分１００モルに対するモル数であり、ＭｎＯ、ＳｉＯ２  については各酸化物換算で、Ｖ２  Ｏ５  についてはＶ元素換算で、それぞれ添加量を示した。また、副成分の原料であるＭｎＣＯ３  は、焼成後にＭｎＯとなる化合物である。
【００８５】
そして、得られた誘電体原料１００重量部と、ポリビニルブチラール樹脂１０重量部と、可塑剤としてのジブチルフタレート（ＤＯＰ）５重量部と、溶媒としてのアルコール１００重量部とをボールミルで混合してペースト化し、誘電体層用ペーストを得た。
【００８６】
積層セラミックコンデンサ試料の作製
そして、上記にて調製した誘電体層用ペーストと、内部電極層用ペーストと、を用い、以下のようにして、図１に示される積層型セラミックチップコンデンサ１を製造した。なお、本実施例においては内部電極層用ペーストとして、市販のコンデンサ電極用のペースト（導電性粒子として、主にＮｉ粒子を含有するペースト）を使用した。
【００８７】
まず、得られた誘電体層用ペーストを用いて、ドクターブレード法にて、ＰＥＴフィルム上に、グリーンシートを形成した。次いで、このグリーンシートの上に、内部電極層用ペーストを用いて、スクリーン印刷により、電極パターンを印刷し、電極パターンの印刷されたグリーンシートを製造した。なお、電極パターンの印刷されたグリーンシートの厚みは、乾燥後の厚みで６．５μｍとした。次いで、上記のグリーンシートとは別に、誘電体層用ペーストを用いて、ドクターブレード法にて、ＰＥＴフィルム上に電極パターンの印刷されていないグリーンシートを製造した。
【００８８】
そして、上記にて製造した各グリーンシートを次の順序にて積層し、得られた積層体を加圧することにより、グリーンチップを製造した。
すなわち、まず、電極パターンの印刷されていないグリーンシートを合計の厚みが３００μｍとなるまで積層した。その上に、電極パターンの印刷されたグリーンシートを５枚積層した。さらにその上に、電極パターンの印刷されていないグリーンシートを合計の厚さが３００μｍとなるまで積層し、積層体とした。そして、得られた積層体について、温度８０℃、圧力１ｔ／ｃｍ２の条件で加熱・加圧して、グリーンチップを得た。
【００８９】
次いで、得られたグリーンチップを所定のサイズに切断し、脱バインダ処理、焼成およびアニールを下記条件にて行って、積層セラミック焼成体を得た。
脱バインダ処理条件は、昇温速度：３０℃／時間、保持温度：２５０℃、温度保持時間：８時間、雰囲気：空気中とした。
焼成条件は、昇温速度：２００℃／時間、保持温度：１２４０℃、温度保持時間：２時間、冷却速度：２００℃／時間、雰囲気ガス：加湿したＮ２  とＨ２  との混合ガス（Ｈ２  ：３％）とした。
アニール条件は、昇温速度：２００℃／時間、保持温度：１０００℃、温度保持時間：２時間、冷却速度：２００℃／時間、雰囲気ガス：加湿したＮ２  ガスとした。
なお、焼成およびアニールの際の雰囲気ガスの加湿には、水温を２０℃としたウェッターを用いた。
【００９０】
次いで、得られた積層セラミック焼成体の端面をサンドブラストにて研磨した後、外部電極としてＩｎ−Ｇａを塗布し、図１に示す積層セラミックコンデンサの試料を得た。得られたコンデンサ試料のサイズは、２．５ｍｍ×２．５ｍｍ×３．２ｍｍであり、誘電体層の厚み５μｍ、内部電極層の厚み１．５μｍ、内部電極層に挟まれた誘電体層の数は４とした。
なお、本実施例では、ＢａＴｉＯ３  粉末、ＳｒＴｉＯ３  粉末およびＣａＴｉＯ３  粉末に予め反応させるＶ２  Ｏ５  の量（Ｒｂｔ、Ｒｓｔ、Ｒｃｔ）を、それぞれ表１に示す各モル数とし、また、主成分および副成分を、それぞれ表１に示す各組成とした試料番号１〜９を製造した。
【００９１】
得られた各コンデンサ試料について、比誘電率および高温加速寿命（ＨＡＬＴ）を下記に示す方法により測定した。得られた結果を表１に示す。
【００９２】
比誘電率ε
まず、コンデンサ試料に対し、基準温度２５℃において、デジタルＬＣＲメータ（ＹＨＰ社製４２８４Ａ）にて、周波数１ｋＨｚ、入力信号レベル（測定電圧）１．０Ｖｒｍｓの信号を入力し、静電容量Ｃを測定した。そして、比誘電率ε（単位なし）を、誘電体層の厚みと、有効電極面積と、測定の結果得られた静電容量Ｃとに基づき算出した。比誘電率は高いほうが好ましく、本実施例では５００以上を良好とした。結果を表１に示す。
【００９３】
高温加速寿命（ＨＡＬＴ）
高温加速寿命（ＨＡＬＴ）は、得られたサンプルを、１７５℃で１６Ｖ／μｍの直流電圧の印加状態に保持し、平均寿命時間を測定することにより評価した。本実施例では、印加開始から絶縁抵抗が２桁落ちるまでの時間を寿命と定義した。また、この高温加速寿命は、１０個のコンデンサ試料について行い、これらの結果を平均することにより評価した。本実施例では１時間以上を良好とした。結果を表１に示す。
【００９４】
また、本実施例では、上記評価に加えて、容量温度特性（Ｘ６Ｓ特性）および電圧印加による電歪量を、下記の方法により測定、評価した。その結果、本実施例のコンデンサ試料は、いずれも下記に示すような各基準を満足していることが確認できた。
【００９５】
容量温度特性（Ｘ６Ｓ特性）
コンデンサ試料について、−５５℃、２５℃および１０５℃の各温度における静電容量を測定し、２５℃における静電容量に対する−５５℃および１０５℃での静電容量の変化率△Ｃ（単位は％）を算出した。本実施例では、静電容量の変化率が、ＥＩＡ規格のＸ６Ｓ特性（−５５〜１０５℃、ΔＣ＝±２２％以内）を満たしている試料を良好とした。その結果、本実施例では、いずれもＸ６Ｓ特性を満足し、良好な結果となった。
【００９６】
電圧印加による電歪量
電圧印加による電歪量は、次の方法で測定した。すなわち、まず、コンデンサ試料を、所定パターンの電極がプリントしてあるガラスエポキシ基板にハンダ付けすることにより固定した。次いで、基板に固定したコンデンサ試料に対して、ＡＣ：０．２Ｖｒｍｓ／μｍ、ＤＣ：４Ｖ／μｍ、周波数：１ｋＨｚの条件で電圧を印加し、電圧印加時におけるコンデンサ試料表面の振動幅を測定し、これを電歪量とした。なお、コンデンサ試料表面の振動幅の測定には、レーザードップラー振動計を使用した。また、本実施例では、１０個のコンデンサ試料を用いて測定した値の平均値を電歪量とした。電歪量は低いほうが好ましく、本実施例では、いずれの試料も、電歪量が０．５ｎｍ以下となり、良好な結果であった。
【００９７】
【表１】
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【００９８】
表１に、試料番号１〜９の誘電体層の組成、ＢａＴｉＯ３  粉末、ＳｒＴｉＯ３  粉末、ＣａＴｉＯ３  粉末に予め反応させたＶ２  Ｏ５  の量（Ｒｂｔ、Ｒｓｔ、Ｒｃｔ）、および各特性の評価結果を示す。なお、試料番号１〜９においては、誘電体層に含有させるＶ２  Ｏ５  の全量を、予めＢａＴｉＯ３  粉末、ＳｒＴｉＯ３  粉末およびＣａＴｉＯ３  粉末に反応させた。そのため、各試料において、誘電体層に含有させたＶ２  Ｏ５  の量は、各主成分原料と反応させたＶ２  Ｏ５  のモル数（Ｒｂｔ、Ｒｓｔ、Ｒｃｔ）と、各主成分原料の含有割合と、から求められるものと等しくなる。
【００９９】
表１より、主成分原料として、Ｖ２  Ｏ５  と予め反応させたＢａＴｉＯ３  粉末、ＳｒＴｉＯ３  粉末およびＣａＴｉＯ３  粉末を使用した試料番号１〜９においては、各特性（容量温度特性および電圧印加時における電歪量）を良好に保ちながら、比誘電率を５００以上としつつ、高温加速寿命（ＨＡＬＴ）を１時間以上とすることができ、良好な結果となった。
【０１００】
実施例２
ＢａＴｉＯ３  粉末、ＳｒＴｉＯ３  粉末およびＣａＴｉＯ３  粉末に予め反応させるＶ２  Ｏ５  の量（Ｒｂｔ、Ｒｓｔ、Ｒｃｔ）を、それぞれ表２に示す各モル数とし、また、主成分および副成分を、それぞれ表２に示す各組成とした以外は、実施例１と同様にしてコンデンサ試料（試料番号１１〜１８）を作製し、実施例１と同様にして評価した。結果を表２に示す。
【０１０１】
なお、表２中、試料番号１１〜１４は、ＢａＴｉＯ３  粉末およびＳｒＴｉＯ３  粉末の２種類のみを、予めＶ２  Ｏ５  と反応させた試料であり、試料番号１５〜１８は、ＢａＴｉＯ３  粉末およびＣａＴｉＯ３  粉末の２種類のみを、予めＶ２  Ｏ５  と反応させた試料である。
【０１０２】
【表２】
0005194370.tif 000003
【０１０３】
表２に、試料番号１１〜１８の誘電体層の組成、ＢａＴｉＯ３  粉末、ＳｒＴｉＯ３  粉末、ＣａＴｉＯ３  粉末に予め反応させたＶ２  Ｏ５  の量（Ｒｂｔ、Ｒｓｔ、Ｒｃｔ）、および各特性の評価結果を示す。なお、試料番号１１〜１８においては、誘電体層に含有させるＶ２  Ｏ５  の全量を、予めＢａＴｉＯ３  粉末、ＳｒＴｉＯ３  粉末およびＣａＴｉＯ３  粉末に反応させた。
また、試料番号１１〜１８は、いずれも容量温度特性がＸ６Ｓ特性を満足し、さらには、電圧印加による電歪量が０．５ｎｍ以下であった。
【０１０４】
表２より、主成分原料として、ＢａＴｉＯ３  粉末およびＳｒＴｉＯ３  粉末の２種類のみを、予めＶ２  Ｏ５  と反応させた反応粉を用いた場合、さらにはＢａＴｉＯ３  粉末およびＣａＴｉＯ３  粉末の２種類のみを、予めＶ２  Ｏ５  と反応させた反応粉を用いた場合にも、各特性（容量温度特性および電圧印加時における電歪量）を良好に保ちながら、比誘電率を５００以上としつつ、高温加速寿命（ＨＡＬＴ）を１時間以上とすることができ、良好な結果が得られることが確認できる。
【０１０５】
実施例３
ＢａＴｉＯ３  粉末、ＳｒＴｉＯ３  粉末およびＣａＴｉＯ３  粉末に予め反応させるＶ２  Ｏ５  の量（Ｒｂｔ、Ｒｓｔ、Ｒｃｔ）を、それぞれ表３に示す各モル数とし、また、主成分および副成分を、それぞれ表３に示す各組成とした以外は、実施例１と同様にしてコンデンサ試料（試料番号２１〜３０）を作製し、実施例１と同様にして評価した。結果を表３に示す。
【０１０６】
なお、表３中、試料番号２１は、ＢａＴｉＯ３  粉末、ＳｒＴｉＯ３  粉末およびＣａＴｉＯ３  粉末のいずれも、Ｖ２  Ｏ５  と反応させなかった試料であり、試料番号２２〜２７は、ＢａＴｉＯ３  粉末、ＳｒＴｉＯ３  粉末およびＣａＴｉＯ３  粉末のうち、１種類のみを、予めＶ２  Ｏ５  と反応させた試料である。
また、試料番号２８は、ＳｒＴｉＯ３  粉末およびＣａＴｉＯ３  粉末の２種類のみを、予めＶ２  Ｏ５  と反応させた試料であり、試料番号２９，３０は、誘電体層に添加するＶ２  Ｏ５  の量を本発明の好ましい範囲外とした試料である。
【０１０７】
【表３】
0005194370.tif 000004
【０１０８】
表３に、試料番号２１〜３０の誘電体層の組成、ＢａＴｉＯ３  粉末、ＳｒＴｉＯ３  粉末、ＣａＴｉＯ３  粉末に予め反応させたＶ２  Ｏ５  の量（Ｒｂｔ、Ｒｓｔ、Ｒｃｔ）、および各特性の評価結果を示す。
【０１０９】
表３より、ＢａＴｉＯ３  粉末、ＳｒＴｉＯ３  粉末およびＣａＴｉＯ３  粉末のいずれも、Ｖ２  Ｏ５  と反応させなかった試料番号２１においては、高温加速寿命（ＨＡＬＴ）が１時間未満となり、高温加速寿命に劣る結果となった。
また、ＢａＴｉＯ３  粉末、ＳｒＴｉＯ３  粉末およびＣａＴｉＯ３  粉末のうち、１種類のみを、予めＶ２  Ｏ５  と反応させた試料番号２２〜２７、ＢａＴｉＯ３  粉末を除く、ＳｒＴｉＯ３  粉末およびＣａＴｉＯ３  粉末の２種類のみを、予めＶ２  Ｏ５  と反応させた試料番号２８においても、同様に、高温加速寿命（ＨＡＬＴ）が１時間未満となり、高温加速寿命に劣る結果となった。
さらに、誘電体層に添加するＶ２  Ｏ５  の量を本発明の好ましい範囲外（すなわち、０．４０モル以上）とした試料番号２９，３０は、絶縁抵抗が低すぎたため、比誘電率および高温加速寿命（ＨＡＬＴ）の評価を行えるようなサンプルを得ることができなかった。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの断面図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１…  積層セラミックコンデンサ
１０…  コンデンサ素子本体
２…  誘電体層
３…  内部電極層
４…  外部電極
【図１】
0005194370.tif 000005