JP2018016538A - 誘電体磁器組成物、それを含む積層セラミックキャパシター、及び積層セラミックキャパシターの製造方法 - Google Patents

誘電体磁器組成物、それを含む積層セラミックキャパシター、及び積層セラミックキャパシターの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2018016538A
JP2018016538A JP2017066337A JP2017066337A JP2018016538A JP 2018016538 A JP2018016538 A JP 2018016538A JP 2017066337 A JP2017066337 A JP 2017066337A JP 2017066337 A JP2017066337 A JP 2017066337A JP 2018016538 A JP2018016538 A JP 2018016538A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
subcomponent
mol
dielectric
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.)
Granted
Application number
JP2017066337A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6965488B2 (ja
Inventor
ヒュン ユン、セオク
Seok Hyun Yoon
ヒュン ユン、セオク
デオク パク、ジュン
Jung Deok Park
デオク パク、ジュン
ハク チョイ、チャン
Chang Hak Choi
ハク チョイ、チャン
フン キム、ドン
Dong Hoon Kim
フン キム、ドン
ホ リー、セウン
Seung Ho Lee
ホ リー、セウン
ヒー ナム、チャン
Chan Hee Nam
ヒー ナム、チャン
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.)
Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electro Mechanics 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 Samsung Electro Mechanics Co Ltd filed Critical Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Publication of JP2018016538A publication Critical patent/JP2018016538A/ja
Priority to JP2021096488A priority Critical patent/JP7283019B2/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6965488B2 publication Critical patent/JP6965488B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/018—Dielectrics
    • H01G4/06—Solid dielectrics
    • H01G4/08—Inorganic dielectrics
    • H01G4/12—Ceramic dielectrics
    • H01G4/1209—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material
    • H01G4/1218—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material based on titanium oxides or titanates
    • H01G4/1227—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material based on titanium oxides or titanates based on alkaline earth titanates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/30—Stacked capacitors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/46—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates
    • C04B35/462—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates
    • C04B35/465—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates
    • C04B35/468—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates based on barium titanates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/46—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates
    • C04B35/462—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates
    • C04B35/465—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates
    • C04B35/468—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates based on barium titanates
    • C04B35/4682—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates based on barium titanates based on BaTiO3 perovskite phase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64—Burning or sintering processes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/005—Electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/005—Electrodes
    • H01G4/012—Form of non-self-supporting electrodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3201—Alkali metal oxides or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3208—Calcium oxide or oxide-forming salts thereof, e.g. lime
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3215—Barium oxides or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
    • C04B2235/3225—Yttrium oxide or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
    • C04B2235/3227—Lanthanum oxide or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
    • C04B2235/3229—Cerium oxides or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3232—Titanium oxides or titanates, e.g. rutile or anatase
    • C04B2235/3234—Titanates, not containing zirconia
    • C04B2235/3236—Alkaline earth titanates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3239—Vanadium oxides, vanadates or oxide forming salts thereof, e.g. magnesium vanadate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3241—Chromium oxides, chromates, or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3244—Zirconium oxides, zirconates, hafnium oxides, hafnates, or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3244—Zirconium oxides, zirconates, hafnium oxides, hafnates, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3248—Zirconates or hafnates, e.g. zircon
    • C04B2235/3249—Zirconates or hafnates, e.g. zircon containing also titanium oxide or titanates, e.g. lead zirconate titanate (PZT)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3262—Manganese oxides, manganates, rhenium oxides or oxide-forming salts thereof, e.g. MnO
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3262—Manganese oxides, manganates, rhenium oxides or oxide-forming salts thereof, e.g. MnO
    • C04B2235/3267—MnO2
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/327—Iron group oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3272—Iron oxides or oxide forming salts thereof, e.g. hematite, magnetite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/327—Iron group oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3275—Cobalt oxides, cobaltates or cobaltites or oxide forming salts thereof, e.g. bismuth cobaltate, zinc cobaltite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/327—Iron group oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3279—Nickel oxides, nickalates, or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3281—Copper oxides, cuprates or oxide-forming salts thereof, e.g. CuO or Cu2O
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3284—Zinc oxides, zincates, cadmium oxides, cadmiates, mercury oxides, mercurates or oxide forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3418—Silicon oxide, silicic acids, or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
    • C04B2235/602—Making the green bodies or pre-forms by moulding
    • C04B2235/6025—Tape casting, e.g. with a doctor blade
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance

Abstract

【課題】本発明は、誘電体磁器組成物、それを含む積層セラミックキャパシター、及び積層セラミックキャパシターの製造方法に関する。
【解決手段】本発明は、主成分として含まれるチタン酸バリウム系粉末と、Ｎａを含む第１副成分と、Ｂａを含む第２副成分と、Ｓｉを含む第３副成分と、を含み、上記第１副成分の含量は、主成分１００モル当たりＮａ元素のモル数を基準に０．３〜４．０モルの範囲であり、Ｂａ／Ｓｉの比率が０．１６〜１．４４を満たす、誘電体磁器組成物に関する。
【選択図】図１

Description

本発明は、誘電体磁器組成物、それを含む積層セラミックキャパシター、及び積層セラミックキャパシターの製造方法に関する。
通常、キャパシター、インダクター、圧電素子、バリスター、またはサーミスターなどのセラミック材料を用いる電子部品は、セラミック材料からなるセラミック本体と、本体の内部に形成された内部電極と、上記内部電極と接続されるようにセラミック本体の表面に設けられた外部電極と、を備える。
セラミック電子部品のうち積層セラミックキャパシターは、積層された複数の誘電層と、一誘電層を挟んで対向配置される内部電極と、上記内部電極に電気的に接続された外部電極と、を含む。
積層セラミックキャパシターは、小型でありながらも高容量が保障され、実装が容易であるという利点を有するため、コンピューター、ＰＤＡ、携帯電話などの移動通信装置の部品として広く用いられている。
近年、携帯電話、ノート型パソコンなどの電子製品の小型化及び高機能化が加速しており、それに用いられる積層セラミックキャパシターにも小型化及び高容量化が求められつつある。
それを達成するために、積層セラミックキャパシターの誘電層の薄層化技術が継続して開発されており、現在、１．０μｍ以下の厚さを有する誘電層が商用化されている。
しかしながら、誘電層の厚さが薄くなると、絶縁抵抗、信頼性、ＢＶ（ｂｒｅａｋｄｏｗｎ ｖｏｌｔａｇｅ）の低下などの様々な問題が生じるため、誘電層の厚さを一層薄く実現することが益々困難となっている状況である。
したがって、積層セラミックキャパシターの高容量化を達成することのできる更なる方法が必要な状況である。
韓国特許登録第１０−１１２９１４１号公報
本発明の一目的は、還元雰囲気及び１１００℃以下で焼成可能な、ＥＩＡ規格で規定するＸ５ＲあるいはＸ７Ｒ特性を満たす誘電体磁器組成物及びその積層セラミックキャパシターを提供することにある。
本発明の他の目的は、目標特性である焼成温度１１００℃以下、誘電率３５００以上、高温耐電圧５０Ｖ／μｍ以上の複数の特性が同時に実現可能な積層セラミックキャパシターを提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、上記のような目標特性を満たす積層セラミックキャパシターを効率的に得ることができる製造方法を提供することにある。
上述の課題を解決するための方法として、本発明は一例による誘電体磁器組成物を提案し、具体的に、主成分として含まれるチタン酸バリウム系粉末と、Ｎａを含む第１副成分と、Ｂａを含む第２副成分と、Ｓｉを含む第３副成分と、を含み、上記第１副成分の含量は、主成分１００モル当たりＮａ元素のモル数を基準に０．３〜４．０モルの範囲であり、Ｂａ／Ｓｉの比率が０．１６〜１．４４を満たす。
上述の課題を解決するための方法として、本発明は他の例による積層セラミックキャパシターを提案し、具体的に、誘電層が積層された本体と、上記誘電層を挟んで交互に配置される第１及び第２内部電極と、を含み、上記誘電層は誘電体磁器組成物を含み、上記誘電体磁器組成物は、主成分として含まれるチタン酸バリウム系粉末と、Ｎａを含む第１副成分と、Ｂａを含む第２副成分と、Ｓｉを含む第３副成分と、を含み、上記第１副成分の含量は、主成分１００モル当たりＮａ元素のモル数を基準に０．３〜４．０モルの範囲であり、Ｂａ／Ｓｉの比率が０．１６〜１．４４を満たす。
また、上述の課題を解決するための方法として、本発明はさらに他の例による積層セラミックキャパシターの製造方法を提案し、具体的に、誘電体磁器組成物を用いてセラミックグリーンシートを製造する段階と、上記セラミックグリーンシートに第１及び第２内部電極を印刷する段階と、上記第１及び第２内部電極が印刷された上記セラミックグリーンシートを積層・圧着・切断することで本体を製造する段階と、上記本体を焼結する段階と、を含み、上記誘電体磁器組成物は、主成分として含まれるチタン酸バリウム系粉末と、Ｎａを含む第１副成分と、Ｂａを含む第２副成分と、Ｓｉを含む第３副成分と、を含み、上記第１副成分の含量は、主成分１００モル当たりＮａ元素のモル数を基準に０．３〜４．０モルの範囲であり、Ｂａ／Ｓｉの比率が０．１６〜１．４４を満たす。
本発明の一実施形態による誘電体磁器組成物は、主成分として含まれるチタン酸バリウム系粉末と、Ｎａを含む第１副成分と、Ｂａを含む第２副成分と、Ｓｉを含む第３副成分と、を含み、上記第１副成分の含量が、主成分１００モル当たりＮａ元素のモル数を基準に０．３〜４．０モルの範囲であり、Ｂａ／Ｓｉの比率が０．１６〜１．４４を満たすことにより、本発明の積層セラミックキャパシターの目標特性である焼成温度１１００℃以下、誘電率３５００以上、高温耐電圧５０Ｖ／μｍ以上の複数の特性が同時に実現可能であるという優れた効果がある。
本発明の一実施形態による積層セラミックキャパシターを概略的に示した斜視図である。 図１のＩ−Ｉ'に沿って概略的に示した断面図である。 比較例の積層セラミックキャパシターの誘電層の結晶粒を撮影したものである。 本発明の一実施例による積層セラミックキャパシターの誘電層の結晶粒を撮影したものであり、矢印はドメインウォールを示す。 本発明の一実施例による積層セラミックキャパシターを再酸化熱処理した後の誘電層の結晶粒を撮影したものであり、矢印はドメインウォールを示す。 本発明の一実施例による積層セラミックキャパシターを加圧熱処理した後の誘電層の結晶粒を撮影したものであり、矢印はドメインウォールを示す。 本発明の一実施例による積層セラミックキャパシターを加圧熱処理することを概略的に示した模式図である。
以下では、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために拡大縮小表示（または強調表示や簡略化表示）がされることがある。
本発明は、誘電体磁器組成物に関するものであって、誘電体磁器組成物を含む電子部品としては、キャパシター、インダクター、圧電体素子、バリスター、またはサーミスターなどが挙げられ、以下では、誘電体磁器組成物及び電子部品の一例として積層セラミックキャパシターについて説明する。
本発明において、誘電体磁器組成物の各副成分の含量は、母材粉末１００モル当たりの各副成分のモル数で表現することができ、またはａｔ％で表現することができる。
本発明の副成分の含量を説明するにあたり、ａｔ％は、主成分１モルに含まれるＢａ原子数に対する、各副成分の目標原子数の百分率値を意味する。
目標原子とは、原子価可変アクセプター（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｖａｌｅｎｃｅ Ａｃｃｅｐｔｏｒ）原子、原子価固定アクセプター（Ｆｉｘｅｄ Ｖａｌｅｎｃｅ Ａｃｃｅｐｔｏｒ）及び希土類金属（Ｒａｒｅ ｅａｒｔｈ ｍｅｔａｌ）原子などを意味する。
誘電体磁器組成物
本発明の一実施形態による誘電体磁器組成物は、主成分として含まれるチタン酸バリウム系粉末と、Ｎａを含む第１副成分と、Ｂａを含む第２副成分と、Ｓｉを含む第３副成分と、を含み、上記第１副成分の含量は、主成分１００モルに対してＮａ元素のモル数を基準に０．３〜４．０モルであり、Ｂａ／Ｓｉの比率が０．１６〜１．４４を満たす。
本発明の一実施形態による誘電体磁器組成物は、ＥＩＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）規格で規定するＸ５Ｒ（−５５℃〜８５℃、△Ｃ／Ｃ０±１５％）またはＸ７Ｒ（−５５℃〜１２５℃、△Ｃ／Ｃ０±１５％）特性を満たすことができる。
また、それを用いた積層セラミックキャパシターは、目標特性である焼成温度１１００℃以下、誘電率３５００以上、高温耐電圧５０Ｖ／μｍ以上の複数の特性が同時に実現可能であるという優れた効果がある。
以下、本発明の一実施形態による誘電体磁器組成物の各成分をより具体的に説明する。
ａ）主成分（母材粉末）
チタン酸バリウム系粉末は、ＢａＴｉＯ３、（Ｂａ１−ｘＣａｘ）（Ｔｉ１−ｙＣａｙ）Ｏ３（ここで、ｘは０≦ｘ≦０．３、ｙは０≦ｙ≦０．１）、（Ｂａ１−ｘＣａｘ）（Ｔｉ１−ｙＺｒｙ）Ｏ３（ここで、ｘは０≦ｘ≦０．３、ｙは０≦ｙ≦０．５）、及びＢａ（Ｔｉ１−ｙＺｒｙ）Ｏ３（ここで、０＜ｙ≦０．５）からなる群から選択される１種以上であることができる。
上記主成分は、出発原料の粒子サイズが１．０μｍ以下であることが好ましい。
本発明に記載の方法による誘電率上昇効果は、純粋ＢａＴｉＯ３（ＢＴ）母材だけでなく、上記ＢＴにＣａ、Ｚｒなどが一部固溶されて修正された（Ｂａ１−ｘＣａｘ）（Ｔｉ１−ｙＣａｙ）Ｏ３（ここで、ｘは０≦ｘ≦０．３、ｙは０≦ｙ≦０．１）、（Ｂａ１−ｘＣａｘ）（Ｔｉ１−ｙＺｒｙ）Ｏ３（ここで、ｘは０≦ｘ≦０．３、ｙは０≦ｙ≦０．５）、及びＢａ（Ｔｉ１−ｙＺｒｙ）Ｏ３（ここで、０＜ｙ≦０．５）などの母材のように、ＢａＴｉＯ３から変形された固溶体の母材においても、その原理が同様に適用されることができる。
ｂ）第１副成分
本発明の一実施形態による誘電体磁器組成物は、Ｎａを含む第１副成分を含む。
例えば、第１副成分は、Ｎａ２ＯまたはＮａ２ＣＯ３であることができる。
第１副成分の含量は、主成分１００モル当たりＮａ元素のモル数を基準に０．３〜４．０モルの範囲である。
または、第１副成分は、Ｎａが０．３〜４．０ａｔ％となるように含まれる。
第１副成分は、誘電体磁器組成物が適用された積層セラミックキャパシターの焼成温度を下げ、高温耐電圧特性を向上させる役割を果たす。
第１副成分のＮａの含量が０．３ａｔ％未満である場合には、適正焼成温度が１１３０℃であり、焼成温度を１１００℃以下に下げることができないという問題がある。また、第１副成分のＮａの含量が４．０ａｔ％を超える場合には、高温耐電圧特性が低下するという問題が発生する。
すなわち、本発明の一実施形態による誘電体磁器組成物は、Ｎａを含む第１副成分を含み、Ｎａが０．３〜４．０ａｔ％となるように第１副成分が含まれることで、本発明の目標特性である焼成温度１１００℃以下、誘電率３５００以上、高温耐電圧５０Ｖ／μｍ以上の複数の特性が同時に実現可能であるという優れた効果がある。
この時、このような誘電体磁器組成物から製造された積層セラミックキャパシターの誘電層は、結晶粒当たりのドメインウォール（ｄｏｍａｉｎ ｗａｌｌ）の数が５個以上であることができる。
ｃ）第２副成分
本発明の一実施形態によると、上記誘電体磁器組成物は、Ｂａの酸化物及び炭酸塩からなる群から選択される１つ以上を含む第２副成分を含むことができる。例えば、第２副成分は、ＢａＯまたはＢａＣＯ３であることができる。
第２副成分は、主成分１００モル当たり０．２モル〜１．８モルで含まれることができる。
第２副成分が添加されていないか、過量に添加される場合には、誘電率が３５００未満に下がるという問題が発生する。
すなわち、本発明の一実施形態による誘電体磁器組成物は、Ｂａを含む第２副成分を含み、この時、第２副成分が母材粉末１００モル当たり０．２モル〜１．８モルで含まれることで、本発明の目標特性である焼成温度１１００℃以下、誘電率３５００以上、高温耐電圧５０Ｖ／μｍ以上の複数の特性が同時に実現可能であるという優れた効果がある。
この時、このような誘電体磁器組成物から製造された積層セラミックキャパシターの誘電層は、結晶粒当たりのドメインウォール（ｄｏｍａｉｎ ｗａｌｌ）の数が５個以上であることができる。
ｄ）第３副成分
本発明の一実施形態によると、誘電体磁器組成物は、Ｓｉの酸化物、Ｓｉの炭酸塩、及びＳｉを含むガラスからなる群から選択される１つ以上を含む第３副成分を含むことができる。例えば、第３副成分はＳｉＯ２であることができる。
第３副成分は、上記主成分１００モルに対して０．５〜４．０モルで含まれることができる。または、第３副成分は、Ｓｉを基準に０．５ａｔ％〜４．０ａｔ％含むことができる。
上記第３副成分の含量が誘電体母材粉末１００モルに対して０．４モル未満である場合には、焼成温度が１１００℃を超えるという問題があり、４．０モルを超える場合には、高温耐電圧が低下するという問題がある。
すなわち、本発明の一実施形態による誘電体磁器組成物は、Ｓｉを含む第３副成分を含み、この時、第３副成分が母材粉末１００モル当たり０．４モル〜４．０モルで含まれることで、本発明の目標特性である焼成温度１１００℃以下、誘電率３５００以上、高温耐電圧５０Ｖ／μｍ以上の複数の特性が同時に実現可能であるという優れた効果がある。
この時、このような誘電体磁器組成物から製造された積層セラミックキャパシターの誘電層は、結晶粒当たりのドメインウォール（ｄｏｍａｉｎ ｗａｌｌ）の数が５個以上であることができる。
ｅ）第４副成分
本発明の一実施形態によると、上記誘電体磁器組成物は、Ｙ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、及びＥｒの少なくとも１つを含む酸化物または炭酸塩を第４副成分としてさらに含むことができる。例えば、第４副成分はＤｙ２Ｏ３であることができる。
第４副成分の含量は、母材粉末１００モルに対して０．１５モル〜１．５０モルであることができる。
第４副成分は、本発明の一実施形態による誘電体磁器組成物が適用された積層セラミックキャパシターの信頼性が低下することを防止する役割を果たすものである。第４副成分が母材粉末１００モルに対して０．１５〜１．５モル以下で含まれる場合、高い誘電率が実現され、且つ高温耐電圧特性が良好な誘電体磁器組成物を提供することができる。
第４副成分の含量が少なすぎるか、または多すぎる場合、その誘電体磁器組成物から製造された積層セラミックキャパシターの誘電層は、結晶粒当たりのドメインウォール（ｄｏｍａｉｎ ｗａｌｌ）の数が５個未満となる。
ｆ）第５成分
本発明の一実施形態による誘電体磁器組成物は、第５副成分として、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、及びＺｎの少なくとも１つ以上を含む酸化物あるいは炭酸塩をさらに含むことができる。例えば、第５副成分は、ＭｎＯ２またはＶ２Ｏ５であることができる。
Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、及びＺｎは、原子価可変アクセプター（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｖａｌｅｎｃｅ Ａｃｃｅｐｔｏｒ）である。
第５副成分は、母材粉末１００モルに対して０．０７５モル〜１．５モル含むことができる。または、第５副成分は、上記第５副成分に含まれる原子価可変アクセプター元素の総和が０．１ａｔ％〜２．０ａｔ％となるように含むことができる。
第５副成分は、誘電体磁器組成物が適用された積層セラミックキャパシターの誘電率を上昇させ、高温耐電圧特性を向上させる役割を果たす。
第５副成分の含量が主成分１００モルに対して０．０７５モル未満である場合には、高温耐電圧特性が低下する恐れがあり、第５副成分の含量が母材粉末１００モルに対して１．５モルを超える場合には、誘電率が３５００未満になるという問題が発生する。
または、上記第５副成分に含まれる原子価可変アクセプター元素の総和が０．１ａｔ％未満である場合には、高温耐電圧特性が低下する恐れがあり、２．０ａｔ％を超える場合には、誘電率が３５００未満になるという問題が発生する。
ｇ）第６副成分
本発明の一実施形態による誘電体磁器組成物は、第６副成分として、ＣａまたはＺｒの酸化物または炭酸塩をさらに含むことができる。例えば、第６副成分は、ＣａＯ、ＺｒＯ２、ＣａＣＯ３、またはＺｒ（ＣＯ３）２であることができる。
第６副成分の含量は、主成分１００モル当たり０超過、１０モル以下であることができる。
第６副成分が添加されると、ＲＣ値が増加するという利点があるが、含量がやや過量である場合には、誘電率が減少するという問題がある。
すなわち、本発明の一実施形態による誘電体磁器組成物は、ＣａまたはＺｒの酸化物または炭酸塩を第６副成分としてさらに含み、この時、第６副成分が主成分１００モル当たり０超過、１０モル以下で含まれることで、本発明の目標特性である焼成温度１１００℃以下、誘電率３５００以上、高温耐電圧５０Ｖ／μｍ以上の複数の特性が同時に実現可能であるという優れた効果がある。
積層セラミックキャパシター
図１は本発明の他の実施形態による積層セラミックキャパシターを概略的に示した斜視図であり、図２は図１のＩ−Ｉ'に沿って概略的に示した断面図である。
図１及び図２を参照すると、本発明の他の実施形態による積層セラミックキャパシター１００は、誘電層１１１と第１及び第２内部電極１２１、１２２とが交互に積層されたセラミック本体１１０を有する。セラミック本体１１０の両端部には、セラミック本体１１０の内部に交互に配置された第１及び第２内部電極１２１、１２２とそれぞれ導通する第１及び第２外部電極１３１、１３２が形成されている。
セラミック本体１１０の形状は特に制限されないが、通常、六面体形状であることができる。また、その寸法も特に制限されず、用途に応じて適切な寸法とすることができ、例えば、（０．６〜５．６ｍｍ）×（０．３〜５．０ｍｍ）×（０．３〜１．９ｍｍ）であることができる。
誘電層１１１の厚さは、キャパシターの容量設計に応じて任意に変更することができるが、本発明の一実施形態において、焼成後の誘電層の厚さは１層当たり０．１μｍ以上であることが好ましい。
薄すぎる厚さの誘電層は、一層内に存在する結晶粒の数が少なくて信頼性に悪影響を与えるため、誘電層の厚さは０．１μｍ以上であることができる。
第１及び第２内部電極１２１、１２２は、それぞれの端面がセラミック本体１１０の対向する両端部の表面に交互に露出するように積層されている。
上記第１及び第２外部電極１３１、１３２は、セラミック本体１１０の両端部に形成されており、交互に配置された第１及び第２内部電極１２１、１２２の露出端面に電気的に連結されてキャパシター回路を構成する。
第１及び第２内部電極１２１、１２２に含有される導電性材料は特に限定されないが、本発明の一実施形態による誘電層１１１は、本発明の一実施形態による誘電体磁器組成物を用いて形成される。
第１及び第２内部電極１２１、１２２の厚さは、用途などに応じて適宜決定することができ、特に制限されるものではないが、例えば、０．１〜５μｍまたは０．１〜２．５μｍであることができる。
上記第１及び第２外部電極１３１、１３２に含有される導電性材料としては、特に限定されないが、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、またはこれらの合金を用いることができる。
上記第１及び第２外部電極１３１、１３２の厚さは、用途などに応じて適宜決定することができ、特に制限されるものではないが、例えば、１０〜５０μｍであることができる。
以下、実施例及び比較例により本発明をさらに詳細に説明するが、これは発明の具体的な理解のためのものであって、本発明の範囲が実施例により限定されるものではない。
下記表１、表３、表５、及び表７に記載の組成の主成分及び副成分が含まれた原料粉末を、ジルコニアボールを混合・分散媒として用いてエタノール及びトルエンと分散剤、バインダーと混合した後、２０時間ボールミルした。
主成分として、平均粒子サイズが１００ｎｍのＢａＴｉＯ３粉末を使用した。
製造されたスラリーを用いて、ドクターブレード方式のコーターにより厚さ３．０μｍ及び１０〜１３μｍのセラミックシートを製造した。
セラミックシートにニッケル（Ｎｉ）内部電極を印刷した。
上・下部カバーは、カバー用シート（厚さ１０〜１３μｍ）を２５層積層及び圧着することで製作した。
内部電極が印刷された２０層の活性シートを積層及び加圧することで、圧着バーを製作した。
その後、圧着バーを切断機を用いて３．２ｍｍ×１．６ｍｍのサイズのチップに切断した。製作完了した３２１６サイズのＭＬＣＣチップは、か焼した後、還元雰囲気（０．１％のＨ２／９９．９％のＮ２（（Ｈ２Ｏ／Ｈ２／Ｎ２雰囲気）で１０８０〜１１３０℃の温度で２時間焼成してから、１０００℃でＮ２雰囲気で再酸化熱処理を３時間行った。
焼成されたチップに対して銅（Ｃｕ）ペーストを用いたターミネート工程及び電極焼成工程を行うことで、外部電極を完成した。これにより、焼成後の結晶粒のサイズが１５０ｎｍ、誘電体の厚さが約２．０μｍ、誘電層の層数が２０層である、３．２ｍｍ×１．６ｍｍサイズのＭＬＣＣチップが製作された。
上記のように完成されたプロトタイプ積層セラミックキャパシター（Ｐｒｏｔｏ−ｔｙｐｅ ＭＬＣＣ）試験片の常温静電容量及び誘電損失を、ＬＣＲ−ｍｅｔｅｒを用いて１ｋＨｚ、ＡＣ０．５Ｖ／μｍの条件で測定した。
静電容量と積層セラミックキャパシターの誘電層の厚さ、内部電極の面積、積層数から、ＭＬＣＣチップの誘電体の誘電率を計算した。
常温絶縁抵抗は、サンプルを１０個ずつ取って、ＤＣ１０Ｖ／μｍを印加した状態で６０秒経過後に測定した。
温度による静電容量の変化は、−５５℃〜１４５℃の温度範囲で測定した。
高温ＩＲ昇圧実験では、１５０℃で電圧ステップを１０Ｖ／μｍずつ増加させながら抵抗劣化挙動を測定した。この時、各ステップの時間は１０分であり、５秒間隔で抵抗値を測定した。
高温ＩＲ昇圧実験から高温耐電圧を導出した。これは、焼成後に厚さ２μｍの２０層の誘電体を有する３２１６サイズのチップに、１５０℃でＤＣ５Ｖ／μｍの電圧ステップ（ｖｏｌｔａｇｅ ｓｔｅｐ）を１０分間印加し、この電圧ステップを継続的に増加させながら測定したときに、ＩＲが１０５Ω以上に耐える電圧を意味する。
ＲＣ値は、ＡＣ０．５Ｖ／μｍ、１ｋＨｚで測定した常温容量値と、ＤＣ１０Ｖ／μｍで測定した絶縁抵抗値とを乗じた値である。
表２、表４、表６、及び表８は、それぞれ表１、表３、表５、及び表７に記載の組成に該当するプロトタイプ積層セラミックキャパシターの特性を示す。
表１のサンプル１−１〜１−３５は、主成分ＢａＴｉＯ３１００モルに対して、第３副成分ＳｉＯ２が１．２５モル、第４副成分Ｄｙ２Ｏ３が０．３モル、第５副成分ＭｎＯ２が０．２モル及びＶ２Ｏ５が０．１モル、第６副成分ＣａＣＯ３が１．０モル及びＺｒＯ２が１．０モルであるときに、第１副成分Ｎａ２ＣＯ３及び第２副成分ＢａＣＯ３の含量変化及びＢａ／Ｓｉの比率変化による実施例を示す。
表２のサンプル１−１〜１−３５は、それに該当するＮｉ内部電極を適用し、還元雰囲気で焼成したプロトタイプ積層セラミックキャパシターの特性を示す。
Ｎａ２ＣＯ３が添加されていない場合（サンプル１−１〜１−７）には、何れも適正焼成温度が１１３０℃程度であり、本発明の目標である１１００℃以下の焼成温度を達成することができなかった。
Ｎａ２ＣＯ３の含量が主成分１００モルに対して０．１５モルであるサンプル１−８〜１−１４の場合、１１００℃で焼成が可能であり、第２副成分の含量が主成分１００モルに対して０．２〜１．８モルである場合（サンプル１−９〜１−１３）、Ｂａ／Ｓｉの比率が０．１６〜１．４４の範囲に該当し、この時、本発明の目標特性である焼成温度１１００℃以下、誘電率３５００以上、高温耐電圧５０Ｖ／μｍ以上の複数の特性が同時に実現可能である。
しかし、Ｂａの含量が少なすぎる場合（サンプル１−８）や、多すぎる場合（サンプル１−１４）には、Ｂａ／Ｓｉの比率が０．１６〜１．４４の範囲を外れることになり、誘電率が３５００未満に下がるという問題が発生する。
Ｎａ２ＣＯ３の含量が主成分１００モルに対して０．５モルである場合（サンプル１−１５〜１−２１）にも、１１００℃以下で焼成が可能であり、Ｂａの含量が主成分１００モルに対して０．２〜１．８モルである場合（サンプル１−１６〜１−２０）、Ｂａ／Ｓｉの比率が０．１６〜１．４４の範囲に該当し、この時、本発明の目標特性である焼成温度１１００℃以下、誘電率３５００以上、高温耐電圧５０Ｖ／μｍ以上の複数の特性が同時に実現可能である。Ｂａの含量が少なすぎる場合（サンプル１−１５）や、多すぎる場合（サンプル１−２１）にも、誘電率が３５００未満に下がるという問題が発生する。
Ｎａ２ＣＯ３の含量が主成分１００モルに対して２．０モルである場合（サンプル１−２２〜１−２８）にも、同様の挙動を確認することができる。すなわち、Ｂａの含量が主成分１００モルに対して０．２〜１．８モルである場合（サンプル１−２３〜１−２７）、Ｂａ／Ｓｉの比率が０．１６〜１．４４の範囲に該当し、この時、本発明の目標特性である焼成温度１１００℃以下、誘電率３５００以上、高温耐電圧５０Ｖ／μｍ以上の複数の特性が同時に実現可能である。
Ｎａ２ＣＯ３の含量が主成分１００モルに対して３．０モルである場合（サンプル１−２９〜１−３５）には、何れも高温耐電圧が５０Ｖ／μｍ未満になるという問題が発生することを確認することができる。
したがって、主成分ＢａＴｉＯ３１００モルに対して、第３副成分ＳｉＯ２が１．２５モル、第４副成分Ｄｙ２Ｏ３が０．３モル、第５副成分ＭｎＯ２が０．２モル及びＶ２Ｏ５が０．１モル、第６副成分ＣａＣＯ３が１．０モル及びＺｒＯ２が１．０モルであるときに、Ｎａの含量がａｔ％基準で０．３〜４．０ａｔ％であり、且つＢａ／Ｓｉの比率が０．１６〜１．４４の範囲に該当すると、３５００以上の誘電率が実現されるとともに、焼成温度１１００℃以下及び高温耐電圧５０Ｖ／μｍ以上の本発明の全ての目標特性が同時に実現可能である。
また、主成分ＢａＴｉＯ３１００モルに対して、第３副成分ＳｉＯ２が１．２５モル、第４副成分Ｄｙ２Ｏ３が０．３モル、第５副成分ＭｎＯ２が０．２モル及びＶ２Ｏ５が０．１モル、第６副成分ＣａＣＯ３が１．０モル及びＺｒＯ２が１．０モルであるときに、Ｎａの含量がａｔ％基準で０．３〜４．０ａｔ％であり、且つＢａ／Ｓｉの比率が０．１６〜１．４４の範囲に該当すると、後述のように、誘電層の結晶粒当たりのドメインウォールの数が５個以上である微細構造が生成され、３５００以上の誘電率が実現されるとともに、焼成温度１１００℃以下及び高温耐電圧５０Ｖ／μｍ以上の本発明の全ての目標特性が同時に実現可能である。
表３のサンプル３−１〜３−７は、主成分ＢａＴｉＯ３１００モルに対して、第１副成分Ｎａ２ＣＯ３が０．５モル、第３副成分ＳｉＯ２が１．２５モル、第４副成分Ｄｙ２Ｏ３が０．３モル、第５副成分ＭｎＯ２が０．２モル及びＶ２Ｏ５が０．１モル、第６副成分ＣａＣＯ３が１．０モル及びＺｒＯ２が１．０モルであるときに、第２副成分（ＢａＣＯ３）の含量変化及びＢａ／Ｓｉの比率変化による実施例を示す。表４のサンプル３−１〜３−７は、表３のサンプル３−１〜３−７の誘電体磁器組成物を用いて製作したプロトタイプ積層セラミックキャパシターの特性を示す。
表３及び表４を参照すると、本発明の一実施例による積層セラミックキャパシターは、Ｂａを含む第２副成分が、主成分１００モル当たり０．２未満、１．８０モルを超えて含まれる場合、誘電率が３５００未満に低下するという問題がある。
本発明の一実施例による積層セラミックキャパシターは、Ｂａを含む第２副成分を主成分１００モル当たり０．２〜１．８０モル含む場合に、Ｂａ／Ｓｉの比率が０．１６〜１．４４を満たす。
したがって、Ｂａ／Ｓｉの比率が０．１６未満であるか、１．４４を超える場合にも、誘電率が３５００未満に低下するという問題がある。
本発明の一実施例による積層セラミックキャパシターは、Ｂａを含む第２副成分を主成分１００モル当たり０．２〜１．８０モル含むか、Ｂａ／Ｓｉの比率が０．１６〜１．４４である場合に、３５００以上の誘電率を確保することができる。
この時、本発明の一実施例による積層セラミックキャパシターは、誘電層の微細構造において、結晶粒当たり５個以上のドメインウォールが含まれることができる。
図３はサンプル３−１（比較例）の積層セラミックキャパシターの誘電層の結晶粒を撮影したものであり、図４は本発明のサンプル３−３の積層セラミックキャパシターの誘電層の結晶粒を撮影したものであり、矢印はドメインウォールを示す。
誘電層の微細構造はＴＥＭ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）を用いて観察した。図４の矢印で示したように、結晶粒内に表れる平行な帯状の境界がドメインウォールに該当する。
１つのサンプルにおけるドメインウォールの数は、任意の２０個の結晶粒のうち、最も多いドメインウォールを有する結晶粒のドメインウォールの数と定義した。
ＢａＴｉＯ３などの強誘電体材料（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌ）において、誘電率（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｓｔａｎ：εｒ）は、印加される電場によるＴｉイオンの変位に起因した分極によるもの（εｒ［ｖｏｌｕｍｅ］）と、ドメインウォールの振動及びスイッチングによるもの（εｒ［ｄｏｍａｉｎ ｗａｌｌ］）とにより決定され、このような関係は、式１のように表される。
ここで、ｄはドメイン幅の厚さを示す。したがって、同一サイズの結晶粒で高い誘電率を実現するためには、ドメインウォールの数を増加させてｄを小さくしなければならない。
図３及び図４を参照すると、結晶粒のサイズが約１５０ｎｍ程度であることが分かる。
図３を参照すると、サンプル３−１（比較例）の場合、ドメインウォールが観察されないことが分かる。この時、比較例の積層セラミックキャパシターの誘電率は３３０６であり、３５００未満であることが分かる。
これに対し、図４を参照すると、サンプル３−３の場合、比較例と類似の結晶粒サイズを有するが、６個のドメインウォールが観察される。この時、本発明の一実施例による積層セラミックキャパシターの誘電率は４３４２であり、目標特性である３５００よりも非常に高いことが分かる。
すなわち、誘電層の結晶粒当たりのドメインウォールの数が５個以上である場合、本発明の目標特性の１つである３５００以上の誘電率を達成することができる。
また、本発明の一実施例による積層セラミックキャパシターは、結晶粒サイズを約２５０ｎｍ以下とする場合にも、結晶粒当たりのドメインウォールの数が５個以上である場合、本発明の目標特性の１つである３５００以上の誘電率を達成することができる。
表３のサンプル３−８〜３−１２は、主成分ＢａＴｉＯ３１００モルに対して、第１副成分Ｎａ２ＣＯ３が０．５モル、第２副成分ＢａＣＯ３が０．６０モル、第３副成分ＳｉＯ２が１．２５モル、第５副成分ＭｎＯ２が０．２モル及びＶ２Ｏ５が０．１モル、第６副成分ＣａＣＯ３が１．０モル及びＺｒＯ２が１．０モルであるときに、第４副成分Ｄｙ２Ｏ３の含量変化による実施例を示す。表４のサンプル３−８〜３−１２は、それに該当するＮｉ内部電極を適用し、還元雰囲気で焼成したプロトタイプ積層セラミックキャパシターの特性を示す。
Ｄｙ２Ｏ３の含量が少なすぎる場合（サンプル３−８）や、多すぎる場合（サンプル３−１２）には、1つの結晶粒内のドメインウォールの数が５個未満である微細構造が形成され、誘電率が３５００未満になるという問題が発生する。Ｄｙ２Ｏ３の含量が主成分１００モルに対して０．１５〜１．５０モルである場合（サンプル３−９〜３−１１）には、１つの結晶粒内のドメインウォールの数が５個以上の微細構造が形成され、誘電率が３５００以上であり、焼成温度１１００℃以下及び高温耐電圧５０Ｖ／μｍ以上の本発明の複数の特性が同時に実現可能である。
表５のサンプル５−１〜５−４は、主成分ＢａＴｉＯ３１００モルに対して、第１副成分Ｎａ２ＣＯ３が０．５モル、第２副成分ＢａＣＯ３が０．６０モル、第３副成分ＳｉＯ２が１．２５モル、第４副成分Ｄｙ２Ｏ３が０．３０モル、第６副成分ＣａＣＯ３が１．０モル及びＺｒＯ２が１．０モルであるときに、第５副成分ＭｎＯ２及びＶ２Ｏ５の含量変化による実施例を示す。表６のサンプル５−１〜５−４は、それに該当するＮｉ内部電極を適用し、還元雰囲気で焼成したプロトタイプ積層セラミックキャパシターの特性を示す。
第５副成分の含量が少なすぎる場合（サンプル５−１）には高温耐電圧特性が悪くなり、多すぎる場合（サンプル５−４）には誘電率が３５００未満になる問題が発生する。
したがって、本発明の全ての目標特性が同時に実現可能な第５副成分の含量は、第５副成分に含まれる原子価可変アクセプター元素の総和が０．１ａｔ％〜２．０ａｔ％（サンプル５−２〜５−３）となるように含まれることができる。
表５のサンプル５−５及び５−６は、主成分ＢａＴｉＯ３１００モルに対して、第１副成分Ｎａ２ＣＯ３が０．５モル、第２副成分ＢａＣＯ３が０．６０モル、第３副成分ＳｉＯ２が１．２５モル、第４副成分Ｄｙ２Ｏ３が０．３０モル、第５副成分ＭｎＯ２が０．２モル及びＶ２Ｏ５が０．１モルであるときに、第６副成分の含量がそれぞれ少ない場合（ＣａＣＯ３が０モル、ＺｒＯ２が０モル）と過量である場合（ＣａＣＯ３が１０モル、ＺｒＯ２が１０モル）のサンプルを示す。表６のサンプル５−５及び５−６は、それに該当するＮｉ内部電極を適用し、還元雰囲気で焼成したプロトタイプ積層セラミックキャパシターの特性を示す。
第６副成分が添加されるとＲＣ値が増加する利点があるが、含量がやや過量であるサンプル５−６の場合、誘電率が３５２４程度と低くなる。したがって、本発明の全ての目標特性が同時に実現可能な第６副成分の含量は、主成分１００モルに対して１０モル以下であることができる。
表７のサンプル７−１〜７−８は、主成分ＢａＴｉＯ３１００モルに対して、第１副成分Ｎａ２ＣＯ３が０．５モル、第４副成分Ｄｙ２Ｏ３が０．３０モル、第５副成分ＭｎＯ２が０．２モル及びＶ２Ｏ５が０．１モル、第６副成分ＣａＣＯ３が１．０モル及びＺｒＯ２が１．０モルであるときに、第２副成分ＢａＣＯ３及び第３副成分ＳｉＯ２の含量変化及びそれによるＢａ／Ｓｉの比率変化の実施例を示す。表８のサンプル７−１〜７−８は、それに該当するＮｉ内部電極を適用し、還元雰囲気で焼成したプロトタイプ積層セラミックキャパシターの特性を示す。
ＳｉＯ２の含量が少なすぎる場合（サンプル７−１）にはＢａ／Ｓｉの比率が０．１６〜 １．４４範囲内であっても、焼成温度が１１００℃以上であるという問題が発生する。
また、ＳｉＯ２の含量が主成分１００モルに対して６モルと多すぎる場合（サンプル７−８）にも、高温耐電圧が５０Ｖ／μｍ未満になるという問題が発生する。
したがって、Ｂａ／Ｓｉの比率が０．１６〜１．４４の範囲に属し、第６副成分ＳｉＯ２の含量が０．５〜４．０ａｔ％の範囲である場合に、本発明の全ての目標特性が同時に実現可能である。
積層セラミックキャパシターの製造方法
本発明のさらに他の実施形態による積層セラミックキャパシターの製造方法は、誘電体磁器組成物を用いてセラミックグリーンシートを製造する段階と、上記セラミックグリーンシートに第１及び第２内部電極を印刷する段階と、上記第１及び第２内部電極が印刷された上記セラミックグリーンシートを積層・圧着・切断することで本体を製造する段階と、上記本体を焼結する段階と、を含む。
本発明のさらに他の実施形態による積層セラミックキャパシターの製造方法において、誘電体磁器組成物としては、上述の本発明の一実施形態による誘電体磁器組成物が用いられる。
この時、本体を焼結する段階を行う温度は１１００℃以下であることができる。
表９は、サンプル９−１の追加熱処理前後の組成及び条件を示し、表１０は、これらの実施例に該当するプロトタイプ積層セラミックキャパシターの特性を示す。
図５を参照すると、実施例９−２のように、サンプル９−１を１０００℃、Ｎ２雰囲気で２時間再酸化熱処理した後、徐冷または急冷するサイクルを３回繰り返した後、結晶粒当たりのドメインウォールの数が６個から８個に増加し、誘電率が４３４２から４８５６に増加することを確認することができる。
また、図７の加圧熱処理装置にサンプル９−２の積層セラミックキャパシター１００を配置し、さらに２００℃で１０Ｍｐａの圧力を３０分間維持した後、そのまま常温まで冷却してからチップを加圧熱処理装置から取り出す場合（サンプル９−３）、図６に示すように、１つの結晶粒内のドメインウォールの数が平均８個から１１個にさらに増加し、誘電率も４８５６から５５２３に増加することが分かる。
したがって、上述の結果は、適正な後熱処理条件により、１つの結晶粒内のドメインウォールの数が増加することができ、それに伴って誘電率が上昇することを示す。
すなわち、本発明のさらに他の実施形態による積層セラミックキャパシターの製造方法は、本体を焼結する段階を行った後、本体を再酸化させる段階をさらに含むことで、誘電層の微細構造において、誘電層の結晶粒当たりのドメインウォールの数が８個以上となるようにすることができる。
また、本体を再酸化させる段階を行った後、本体を１００〜２００℃の条件で１〜１０ＭＰａの範囲で加圧する段階と、加圧したチップを常温まで冷却させる段階と、をさらに含むことで、誘電層の微細構造において、誘電層の結晶粒当たりのドメインウォールの数が１１個以上となるようにすることができる。
本発明における全ての実施例をまとめてみれば、１つの結晶粒内のドメインウォールの数が多い微細構造が実現されると、誘電層の平均結晶粒サイズが２５０ｎｍ以下である場合にも高い誘電率が得られることを確認することができる。
また、本発明の目標特性を満たす実施例は、ＡＣ０．５Ｖ／μｍの高いＡＣ電界が印加される測定条件で８５℃のＴＣＣが±１５％未満であるため、Ｘ５Ｒ規格を満たすことを確認することができる。
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。
１００ 積層セラミックキャパシター
１１０ セラミック本体
１１１ 誘電層
１２１、１２２ 第１及び第２内部電極
１３１、１３２ 第１及び第２外部電極

Claims (17)

  1. 主成分として含まれるチタン酸バリウム系粉末と、
    Ｎａを含む第１副成分と、
    Ｂａを含む第２副成分と、
    Ｓｉを含む第３副成分と、を含み、
    前記第１副成分の含量は、主成分１００モル当たりＮａ元素のモル数を基準に０．３〜４．０モルの範囲であり、
    Ｂａ／Ｓｉの比率が０．１６〜１．４４を満たす、誘電体磁器組成物。
  2. 前記第１副成分は、Ｎａ２ＯまたはＮａ２ＣＯ３である、請求項１に記載の誘電体磁器組成物。
  3. 前記第２副成分は、Ｂａの酸化物及び炭酸塩からなる群から選択される１つ以上であり、
    前記第２副成分の含量は、前記主成分１００モル当たり０．２〜１．８０モルである、請求項１に記載の誘電体磁器組成物。
  4. 前記第３副成分は、Ｓｉの酸化物、Ｓｉの炭酸塩、及びＳｉを含むガラスからなる群から選択される１つ以上であり、
    前記第３副成分の含量は、前記主成分１００モル当たり０．５〜４．００モルである、請求項１に記載の誘電体磁器組成物。
  5. Ｙ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、またはＥｒを含む希土類元素の酸化物または炭酸塩からなる群から選択される１つ以上の第４副成分をさらに含み、
    前記第４副成分の含量は、前記主成分１００モル当たり０．１５〜１．５０モルである、請求項１に記載の誘電体磁器組成物。
  6. Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、またはＺｎを含む原子価可変アクセプター元素の酸化物または炭酸塩からなる群から選択される１つ以上の第５副成分をさらに含み、
    前記第５副成分は、前記第５副成分に含まれる原子価可変アクセプター元素の総和が、主成分１００モル当たり原子価可変アクセプター元素を基準に０．１モル〜２．０モルとなるように含む、請求項１に記載の誘電体磁器組成物。
  7. ＣａまたはＺｒを含む第６副成分をさらに含み、
    前記第６副成分の含量は、前記主成分１００モル当たり０超過、１０モル以下である、請求項１に記載の誘電体磁器組成物。
  8. 誘電層が積層された本体と、
    前記誘電層を挟んで交互に配置される第１及び第２内部電極と、を含み、
    前記誘電層は、請求項１から７の何れか一項に記載の誘電体磁器組成物を含む、積層セラミックキャパシター。
  9. 前記誘電層の微細構造において、
    前記誘電層の結晶粒当たりのドメインウォールの数が平均５個以上である、請求項８に記載の積層セラミックキャパシター。
  10. 前記誘電層の微細構造において、
    前記誘電層の結晶粒当たりのドメインウォールの数が平均８個以上である、請求項８に記載の積層セラミックキャパシター。
  11. 前記誘電層の微細構造において、
    前記誘電層の結晶粒当たりのドメインウォールの数が平均１１個以上である、請求項８に記載の積層セラミックキャパシター。
  12. 前記誘電層の結晶粒サイズが２５０ｎｍ以下である、請求項８に記載の積層セラミックキャパシター。
  13. 誘電体磁器組成物を用いてセラミックグリーンシートを製造する段階と、
    前記セラミックグリーンシートに第１及び第２内部電極をそれぞれ印刷する段階と、
    前記第１及び第２内部電極が印刷された前記セラミックグリーンシートを積層・圧着・切断することで本体を製造する段階と、
    前記本体を焼結する段階と、
    前記本体に１０００℃で再酸化熱処理を２時間以上行う段階と、を含む、積層セラミックキャパシターの製造方法。
  14. 前記再酸化熱処理を行う段階は、１０００℃で２時間以上再酸化熱処理した後、徐冷または急冷するサイクルを３回繰り返す、請求項１３に記載の積層セラミックキャパシターの製造方法。
  15. 加圧熱処理装置に前記本体を配置する段階と、
    前記加圧熱処理装置において２００℃以上で１０ＭＰａ以上の圧力を３０分以上維持する段階と、
    前記本体を常温まで冷却する段階と、をさらに含む、請求項１３に記載の積層セラミックキャパシターの製造方法。
  16. 前記本体を１００〜２００℃で１〜１０ＭＰａの圧力を加圧する段階と、
    前記加圧した本体を常温まで冷却する段階と、をさらに含む、請求項１３に記載の積層セラミックキャパシターの製造方法。
  17. 前記誘電体磁器組成物は、主成分として含まれるチタン酸バリウム系粉末と、Ｎａを含む第１副成分と、Ｂａを含む第２副成分と、Ｓｉを含む第３副成分と、を含み、前記第１副成分の含量は、主成分１００モル当たりＮａ元素のモル数を基準に０．３〜４．０モルの範囲であり、Ｂａ／Ｓｉの比率が０．１６〜１．４４を満たす、請求項１３に記載の積層セラミックキャパシターの製造方法。
JP2017066337A 2016-07-28 2017-03-29 誘電体磁器組成物、それを含む積層セラミックキャパシター、及び積層セラミックキャパシターの製造方法 Active JP6965488B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021096488A JP7283019B2 (ja) 2016-07-28 2021-06-09 誘電体磁器組成物、それを含む積層セラミックキャパシター、及び積層セラミックキャパシターの製造方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2016-0096230 2016-07-28
KR1020160096230A KR101853191B1 (ko) 2016-07-28 2016-07-28 유전체 자기 조성물, 이를 포함하는 적층 세라믹 커패시터 및 적층 세라믹 커패시터의 제조 방법

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021096488A Division JP7283019B2 (ja) 2016-07-28 2021-06-09 誘電体磁器組成物、それを含む積層セラミックキャパシター、及び積層セラミックキャパシターの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018016538A true JP2018016538A (ja) 2018-02-01
JP6965488B2 JP6965488B2 (ja) 2021-11-10

Family

ID=61010485

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017066337A Active JP6965488B2 (ja) 2016-07-28 2017-03-29 誘電体磁器組成物、それを含む積層セラミックキャパシター、及び積層セラミックキャパシターの製造方法
JP2021096488A Active JP7283019B2 (ja) 2016-07-28 2021-06-09 誘電体磁器組成物、それを含む積層セラミックキャパシター、及び積層セラミックキャパシターの製造方法

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021096488A Active JP7283019B2 (ja) 2016-07-28 2021-06-09 誘電体磁器組成物、それを含む積層セラミックキャパシター、及び積層セラミックキャパシターの製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10236125B2 (ja)
JP (2) JP6965488B2 (ja)
KR (1) KR101853191B1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020196659A (ja) * 2019-05-31 2020-12-10 サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． 誘電体磁器組成物及びこれを含む積層セラミック電子部品
US11869720B2 (en) 2019-09-20 2024-01-09 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Dielectric composition and multilayer electronic component including the same

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102106974B1 (ko) * 2018-07-20 2020-05-06 삼화콘덴서공업 주식회사 희토류 글라스 프릿을 이용한 유전체 세라믹 조성물 제조방법
KR20220081633A (ko) * 2020-12-09 2022-06-16 삼성전기주식회사 적층형 전자 부품 및 유전체 조성물
KR20220086169A (ko) * 2020-12-16 2022-06-23 삼성전기주식회사 적층형 커패시터 및 그 실장 기판
CN114605144A (zh) * 2022-02-17 2022-06-10 深圳先进电子材料国际创新研究院 中高压陶瓷电容介质材料及其用途

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08124784A (ja) * 1994-10-19 1996-05-17 Tdk Corp 積層型セラミックチップコンデンサ
JP2002029836A (ja) * 2000-07-05 2002-01-29 Samsung Electro Mech Co Ltd 誘電体セラミック組成物及びこれを用いた積層セラミックキャパシター並びにその製造方法
JP2002362971A (ja) * 2001-06-12 2002-12-18 Taiyo Yuden Co Ltd 誘電体磁器組成物及び磁器コンデンサ
JP2005263508A (ja) * 2004-03-16 2005-09-29 Tdk Corp 誘電体磁器組成物、積層型セラミックコンデンサ及びその製造方法
WO2006018928A1 (ja) * 2004-08-19 2006-02-23 Murata Manufacturing Co., Ltd 誘電体セラミック、及び積層セラミックコンデンサ
WO2008155945A1 (ja) * 2007-06-20 2008-12-24 Murata Manufacturing Co., Ltd. 誘電体セラミック組成物及び積層セラミックコンデンサ
JP2014210693A (ja) * 2013-04-17 2014-11-13 サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド．Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 誘電体磁気組成物、これを用いる積層セラミックキャパシター及び積層セラミックキャパシターの製造方法
JP2016108217A (ja) * 2014-12-08 2016-06-20 サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． 誘電体磁器組成物及びこれを含む積層セラミックキャパシタ

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07118431B2 (ja) 1991-03-16 1995-12-18 太陽誘電株式会社 磁器コンデンサ及びその製造方法
WO1996013046A1 (fr) 1994-10-19 1996-05-02 Tdk Corporation Condensateur pastille en ceramique multicouche
JP2993425B2 (ja) 1995-12-20 1999-12-20 株式会社村田製作所 積層セラミックコンデンサ
JP3024537B2 (ja) 1995-12-20 2000-03-21 株式会社村田製作所 積層セラミックコンデンサ
JP3024536B2 (ja) 1995-12-20 2000-03-21 株式会社村田製作所 積層セラミックコンデンサ
SG48535A1 (en) 1996-08-05 1998-04-17 Murata Manufacturing Co Dielectric ceramic composition and monolithic ceramic capacitor using the same
US6243254B1 (en) 1998-08-11 2001-06-05 Murata Manufacturing Co., Ltd. Dielectric ceramic composition and laminated ceramic capacitor using the same
JP3567759B2 (ja) 1998-09-28 2004-09-22 株式会社村田製作所 誘電体セラミック組成物および積層セラミックコンデンサ
EP1096518A4 (en) 1999-02-26 2007-05-09 Tdk Corp METHOD OF MANUFACTURING DIELECTIC PORCELAIN COMPOSITION AND MANUFACTURING METHOD OF DIELECTRIC COATING ELECTRONIC COMPONENTS
JP3918372B2 (ja) 1999-07-26 2007-05-23 株式会社村田製作所 誘電体セラミック組成物、および積層セラミックコンデンサ
JP3361091B2 (ja) 2000-06-20 2003-01-07 ティーディーケイ株式会社 誘電体磁器および電子部品
TW200531955A (en) * 2004-03-16 2005-10-01 Tdk Corp Dielectric ceramic composition, multilayer ceramic capacitor, and method for manufacturing the same
JP5225241B2 (ja) 2009-09-24 2013-07-03 株式会社村田製作所 積層セラミック電子部品
US9697935B2 (en) * 2013-03-11 2017-07-04 Tdk Corporation PTC thermistor ceramic composition and PTC thermistor element
JP6102410B2 (ja) 2013-03-28 2017-03-29 Tdk株式会社 誘電体磁器組成物、および誘電体素子
JP6338942B2 (ja) 2014-06-27 2018-06-06 太陽誘電株式会社 誘電体セラミックスの製造方法
CN112713259A (zh) * 2020-12-30 2021-04-27 珠海冠宇电池股份有限公司 一种极片和锂离子电池

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08124784A (ja) * 1994-10-19 1996-05-17 Tdk Corp 積層型セラミックチップコンデンサ
JP2002029836A (ja) * 2000-07-05 2002-01-29 Samsung Electro Mech Co Ltd 誘電体セラミック組成物及びこれを用いた積層セラミックキャパシター並びにその製造方法
JP2002362971A (ja) * 2001-06-12 2002-12-18 Taiyo Yuden Co Ltd 誘電体磁器組成物及び磁器コンデンサ
JP2005263508A (ja) * 2004-03-16 2005-09-29 Tdk Corp 誘電体磁器組成物、積層型セラミックコンデンサ及びその製造方法
WO2006018928A1 (ja) * 2004-08-19 2006-02-23 Murata Manufacturing Co., Ltd 誘電体セラミック、及び積層セラミックコンデンサ
WO2008155945A1 (ja) * 2007-06-20 2008-12-24 Murata Manufacturing Co., Ltd. 誘電体セラミック組成物及び積層セラミックコンデンサ
JP2014210693A (ja) * 2013-04-17 2014-11-13 サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド．Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 誘電体磁気組成物、これを用いる積層セラミックキャパシター及び積層セラミックキャパシターの製造方法
JP2016108217A (ja) * 2014-12-08 2016-06-20 サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． 誘電体磁器組成物及びこれを含む積層セラミックキャパシタ

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020196659A (ja) * 2019-05-31 2020-12-10 サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． 誘電体磁器組成物及びこれを含む積層セラミック電子部品
JP7156606B2 (ja) 2019-05-31 2022-10-19 サムソン エレクトロ－メカニックス カンパニーリミテッド． 誘電体磁器組成物及びこれを含む積層セラミック電子部品
US11869720B2 (en) 2019-09-20 2024-01-09 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Dielectric composition and multilayer electronic component including the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP7283019B2 (ja) 2023-05-30
KR20180013084A (ko) 2018-02-07
US20180033555A1 (en) 2018-02-01
JP6965488B2 (ja) 2021-11-10
JP2021169404A (ja) 2021-10-28
KR101853191B1 (ko) 2018-04-27
US10236125B2 (en) 2019-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7338825B2 (ja) 誘電体磁器組成物及びそれを含む積層セラミックキャパシター、並びに積層セラミックキャパシターの製造方法
JP7283019B2 (ja) 誘電体磁器組成物、それを含む積層セラミックキャパシター、及び積層セラミックキャパシターの製造方法
JP6656882B2 (ja) 誘電体磁器組成物及びこれを含む積層セラミックキャパシタ
US8593038B2 (en) Dielectric composition and ceramic electronic component including the same
JP7060213B2 (ja) 誘電体磁器組成物及びこれを含む積層セラミックキャパシタ
KR101588916B1 (ko) 유전체 조성물 및 이를 포함하는 세라믹 전자 부품
JP2016113355A (ja) 誘電体磁器組成物、誘電体材料及びこれを含む積層セラミックキャパシタ
JP2017175103A (ja) 誘電体組成物及びそれを含む積層セラミックキャパシター
KR102097326B1 (ko) 유전체 자기 조성물 및 이를 포함하는 적층 세라믹 커패시터
JP2020055745A (ja) 誘電体磁器組成物、誘電体材料及びそれを含む積層セラミックキャパシタ
US9458063B2 (en) Dielectric ceramic composition and multilayer ceramic capacitor including the same
US9255035B2 (en) Dielectric ceramic composition and multilayer ceramic capacitor containing the same
KR102551214B1 (ko) 유전체 자기 조성물 및 이를 포함하는 적층 세라믹 커패시터
US9233878B2 (en) Dielectric ceramic composition and multilayer ceramic capacitor containing the same
JP2017014094A (ja) 誘電体磁器組成物及びこれを含む積層セラミックキャパシタ
JP6466813B2 (ja) 誘電体磁器組成物、誘電体材料、及びこれを含む積層セラミックキャパシタ
JP6841480B2 (ja) 誘電体組成物及びこれを含む積層電子部品
KR102184560B1 (ko) 유전체 자기 조성물 및 이를 포함하는 적층 세라믹 커패시터

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200221

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210304

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210309

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210609

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210921

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210929

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6965488

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150