JP6988039B2 - 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 - Google Patents
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Description
本発明の一実施形態による誘電体磁器組成物は、Ba及びTiを含む主成分を含んでもよい。
本発明の一実施形態によると、上記誘電体磁器組成物は、第1副成分として、Mn、V、Cr、Fe、Ni、Co、Cu及びZnからなる群より選択される一つ以上の元素の、酸化物及び炭酸塩のうち一つ以上を含んでもよい。
本発明の一実施形態によると、上記誘電体磁器組成物は、第2副成分として、Mgを含む原子価固定アクセプタ(fixed−valence acceptor)元素の、酸化物及び炭酸塩のうち一つ以上を含んでもよい。
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、Sm、Gd、Er、La、Ce、Nd、Tb及びPrのうち一つ以上の元素の、酸化物及び炭酸塩からなる群より選択される一つ以上を含む第3副成分を含んでもよい。
本発明の一実施形態によると、上記誘電体磁器組成物は、CaZrO3を含む第4副成分を含んでもよい。
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及びCaのうち一つ以上の元素の、酸化物及び炭酸塩からなる群より選択される一つ以上を含む第5副成分を含んでもよい。
本発明の一実施形態によると、上記誘電体磁器組成物は、Si元素の酸化物、Si元素の炭酸塩及びSi元素を含むガラスからなる群より選択される一つ以上を含む第6副成分を含んでもよい。
表1、表3及び表5に明示された組成で、エタノールとトルエンを溶媒として分散剤とともに混合した後、バインダーを混合してセラミックシートを作製した。作製されたセラミックシートにNi電極を印刷して積層、圧着、切断したチップを脱バインダーのためにか焼した後、1200〜1300℃で焼成して、容量、DF、RC、TCC、150℃での電圧増加による抵抗劣化挙動などを評価した。
ここで、本実施形態に係る発明の例を項目として記載する。
[項目1]
チタン酸バリウム系主成分及び副成分を含み、
焼結後のXRD分析において、BaTiO 3 の(110)ピークを1.00に換算したとき、前記BaTiO 3 の(110)ピークに対する30.5度付近のパイロクロア(Pyrochlore)相(RE 2 Ti 2 O 7 、ここで、REは、Y、Dy、Ho、Sm、Gd、Er、La、Ce、Nd、Tb、Pr のうち一つ以上)のピークの比率が0.02以下を満たす、誘電体磁器組成物。
[項目2]
前記主成分は、
BaTiO 3 、(Ba 1−x Ca x )(Ti 1−y Ca y )O 3 (ここで、xは0≦x≦0.3、yは0≦y≦0.1)、(Ba 1−x Ca x )(Ti 1−y Zr y )O 3 (ここで、xは0≦x≦0.3、yは0≦y≦0.5)、及びBa(Ti 1−y Zr y )O 3 (ここで、0≦y≦0.5)からなる群より選択される一つ以上を含む、項目1に記載の誘電体磁器組成物。
[項目3]
前記副成分は、
Mn、V、Cr、Fe、Ni、Co、Cu、及びZnのうち一つ以上を含む原子価可変アクセプタ元素の、酸化物及び炭酸塩からなる群より選択される一つ以上を含む第1副成分、
Mgを含む原子価固定アクセプタ元素の、酸化物及び炭酸塩のうち一つ以上を含む第2副成分、
Y、Dy、Ho、Sm、Gd、Er、La、Ce、Nd、Tb及びPrのうち一つ以上の元素の、酸化物及び炭酸塩からなる群より選択される一つ以上を含む第3副成分、
CaZrO 3 を含む第4副成分、
Ba及びCaのうち一つ以上の元素の、酸化物及び炭酸塩からなる群より選択される一つ以上を含む第5副成分、及び
Si元素の酸化物、Si元素の炭酸塩及びSi元素を含むガラスからなる群より選択される一つ以上を含む第6副成分のうち少なくとも一つ以上を含む、項目1または2に記載の誘電体磁器組成物。
[項目4]
前記副成分は、
Mn、V、Cr、Fe、Ni、Co、Cu、及びZnのうち一つ以上を含む原子価可変アクセプタ元素の、酸化物及び炭酸塩からなる群より選択される一つ以上を含む第1副成分を含み、
前記第1副成分に含まれたMn、V、Cr、Fe、Ni、Co、Cu、及びZnのうち一つ以上の原子価可変アクセプタ元素の含量の和は、前記主成分100モル部に対して0.2〜2.0モル部である、項目1から3の何れか1項に記載の誘電体磁器組成物。
[項目5]
前記副成分は、
Mgを含む原子価固定アクセプタ元素の、酸化物及び炭酸塩のうち一つ以上を含む第2副成分を含み、
前記第2副成分に含まれたMgを含む原子価固定アクセプタ元素の含量は、主成分100モル部に対して0.5モル部以下である、項目1から4の何れか1項に記載の誘電体磁器組成物。
[項目6]
前記副成分は、
Y、Dy、Ho、Sm、Gd、Er、La、Ce、Nd、Tb及びPrのうち一つ以上の元素の、酸化物及び炭酸塩からなる群より選択される一つ以上を含む第3副成分を含み、
前記第3副成分に含まれたY、Dy、Ho、Sm、Gd、Er、La、Ce、Nd、Tb及びPrのうち一つ以上の元素の含量の和は、前記主成分100モル部に対して0.2〜5.0モル部である、項目1から5の何れか1項に記載の誘電体磁器組成物。
[項目7]
前記副成分は、
CaZrO 3 を含む第4副成分を含み、
前記CaZrO 3 の含量は、前記主成分100モル部に対して0.25〜5.0モル部である、項目1から6の何れか1項に記載の誘電体磁器組成物。
[項目8]
前記副成分は、
Ba及びCaのうち一つ以上の元素の、酸化物及び炭酸塩からなる群より選択される一つ以上を含む第5副成分を含み、
前記第5副成分に含まれたBa及びCaのうち一つ以上の元素の含量の和は、前記主成分100モル部に対して0.72〜7.68モル部である、項目1から7の何れか1項に記載の誘電体磁器組成物。
[項目9]
前記副成分は、
Si元素の酸化物、Si元素の炭酸塩及びSi元素を含むガラスからなる群より選択される一つ以上を含む第6副成分を含み、
前記第6副成分に含まれたSi元素の含量は、前記主成分100モル部に対して0.5〜3.0モル部である、項目1から8の何れか1項に記載の誘電体磁器組成物。
[項目10]
前記副成分は、
Ba及びCaのうち一つ以上の元素の、酸化物及び炭酸塩からなる群より選択される一つ以上を含む第5副成分と、
Si元素の酸化物、Si元素の炭酸塩及びSi元素を含むガラスからなる群より選択される一つ以上を含む第6副成分と、を含み、
前記第5副成分に含まれたBa及びCaのうち一つ以上の元素の含量の和をx、前記第6副成分に含まれたSi元素の含量をyとするとき、x/yが1.44〜2.56である、項目1から9の何れか1項に記載の誘電体磁器組成物。
[項目11]
項目1から10の何れか1項の誘電体磁器組成物が焼結されて形成される、誘電体材料。
[項目12]
誘電体層と内部電極が交互に積層されたセラミック本体と、
前記セラミック本体の外面に形成され、前記内部電極と電気的に連結される外部電極と、を含み、
前記誘電体層のXRD分析において、BaTiO 3 の(110)ピークを1.00に換算したとき、前記BaTiO 3 の(110)ピークに対する30.5度付近のパイロクロア(Pyrochlore)相(RE 2 Ti 2 O 7 、ここで、REは、Y、Dy、Ho、Sm、Gd、Er、La、Ce、Nd、Pr、Tbのうち一つ以上)のピークの比率が0.02以下を満たす、積層セラミックキャパシタ。
[項目13]
前記誘電体層は、チタン酸バリウム系主成分及び副成分を含む誘電体磁器組成物で形成され、
前記主成分は、
BaTiO 3 、(Ba 1−x Ca x )(Ti 1−y Ca y )O 3 (ここで、xは0≦x≦0.3、yは0≦y≦0.1)、(Ba 1−x Ca x )(Ti 1−y Zr y )O 3 (ここで、xは0≦x≦0.3、yは0≦y≦0.5)、及びBa(Ti 1−y Zr y )O 3 (ここで、0≦y≦0.5)からなる群より選択される一つ以上を含む、項目12に記載の積層セラミックキャパシタ。
[項目14]
前記誘電体層は、チタン酸バリウム系主成分及び副成分を含む誘電体磁器組成物で形成され、
前記副成分は、
Mn、V、Cr、Fe、Ni、Co、Cu、及びZnのうち一つ以上を含む原子価可変アクセプタ元素の、酸化物及び炭酸塩からなる群より選択される一つ以上を含む第1副成分、Mgを含む原子価固定アクセプタ元素の、酸化物及び炭酸塩のうち一つ以上を含む第2副成分、Y、Dy、Ho、Sm、Gd、Er、La、Ce、Nd、Tb及びPrのうち一つ以上の元素の、酸化物及び炭酸塩からなる群より選択される一つ以上を含む第3副成分、CaZrO 3 を含む第4副成分、Ba及びCaのうち一つ以上の元素の、酸化物及び炭酸塩からなる群より選択される一つ以上を含む第5副成分、及びSi元素の酸化物、Si元素の炭酸塩及びSi元素を含むガラスからなる群より選択される一つ以上を含む第6副成分のうち少なくとも一つを含む、項目12または13に記載の積層セラミックキャパシタ。
[項目15]
前記誘電体層は、チタン酸バリウム系主成分及び副成分を含む誘電体磁器組成物で形成され、
前記副成分は、
Mn、V、Cr、Fe、Ni、Co、Cu、及びZnのうち一つ以上を含む原子価可変アクセプタ元素の、酸化物及び炭酸塩からなる群より選択される一つ以上を含む第1副成分を含み、
前記第1副成分に含まれたMn、V、Cr、Fe、Ni、Co、Cu、及びZnのうち一つ以上の原子価可変アクセプタ元素の含量の和は、前記主成分100モル部に対して0.2〜2.0モル部である、項目12から14の何れか1項に記載の積層セラミックキャパシタ。
[項目16]
前記誘電体層は、チタン酸バリウム系主成分及び副成分を含む誘電体磁器組成物で形成され、
前記副成分は、
Mgを含む原子価固定アクセプタ元素の、酸化物及び炭酸塩のうち一つ以上を含む第2副成分を含み、
前記第2副成分に含まれたMgを含む原子価固定アクセプタ元素の含量は、主成分100モル部に対して0.5モル部以下である、項目12から15の何れか1項に記載の積層セラミックキャパシタ。
[項目17]
前記誘電体層は、チタン酸バリウム系主成分及び副成分を含む誘電体磁器組成物で形成され、
前記副成分は、
Y、Dy、Ho、Sm、Gd、Er、La、Ce、Nd、Tb及びPrのうち一つ以上の元素の、酸化物及び炭酸塩からなる群より選択される一つ以上を含む第3副成分を含み、
前記第3副成分に含まれたY、Dy、Ho、Sm、Gd、Er、La、Ce、Nd、Tb及びPrのうち一つ以上の元素の含量の和は、前記主成分100モル部に対して0.2〜5.0モル部である、項目12から16の何れか1項に記載の積層セラミックキャパシタ。
[項目18]
前記誘電体層は、チタン酸バリウム系主成分及び副成分を含む誘電体磁器組成物で形成され、
前記副成分は、
CaZrO 3 を含む第4副成分を含み、
前記CaZrO 3 の含量は、前記主成分100モル部に対して0.25〜5.0モル部である、項目12から17の何れか1項に記載の積層セラミックキャパシタ。
[項目19]
前記誘電体層は、チタン酸バリウム系主成分及び副成分を含む誘電体磁器組成物で形成され、
前記副成分は、
Ba及びCaのうち一つ以上の元素の、酸化物及び炭酸塩からなる群より選択される一つ以上を含む第5副成分を含み、
前記第5副成分に含まれたBa及びCaのうち一つ以上の元素の含量の和は、前記主成分100モル部に対して0.72〜7.68モル部である、項目12から18の何れか1項に記載の積層セラミックキャパシタ。
[項目20]
前記誘電体層は、チタン酸バリウム系主成分及び副成分を含む誘電体磁器組成物で形成され、
前記副成分は、
Si元素の酸化物、Si元素の炭酸塩及びSi元素を含むガラスからなる群より選択される一つ以上を含む第6副成分を含み、
前記第6副成分に含まれたSi元素の含量は、前記主成分100モル部に対して0.5〜3.0モル部である、項目12から19の何れか1項に記載の積層セラミックキャパシタ。
[項目21]
前記誘電体層は、チタン酸バリウム系主成分及び副成分を含む誘電体磁器組成物で形成され、
前記副成分は、
Ba及びCaのうち一つ以上の元素の、酸化物及び炭酸塩からなる群より選択される一つ以上を含む第5副成分と、Si元素の酸化物、Si元素の炭酸塩及びSi元素を含むガラスからなる群より選択される一つ以上を含む第6副成分と、を含み、
前記第5副成分に含まれたBa及びCaのうち一つ以上の元素の含量の和をx、前記第6副成分に含まれたSi元素の含量をyとするとき、x/yが1.44〜2.56である、項目12から20の何れか1項に記載の積層セラミックキャパシタ。
110 セラミック本体
111 誘電体層
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 (10)
- チタン酸バリウム系主成分及び副成分を含み、
焼結後のXRD分析において、BaTiO3の(110)ピークを1.00に換算したとき、前記BaTiO3の(110)ピークに対する30.5度付近のパイロクロア(Pyrochlore)相(RE2Ti2O7、ここで、REは、Y、Dy、Ho、Sm、Gd、Er、La、Ce、Nd、Tb、Prのうち一つ以上)のピークの比率が0.02以下を満たし、
前記副成分は、
Mgを含む原子価固定アクセプタ元素の、酸化物及び炭酸塩のうち一つ以上を含む第2副成分と、
Ba及びCaのうち一つ以上の元素の、酸化物及び炭酸塩からなる群より選択される一つ以上を含む第5副成分と、
Si元素の酸化物、Si元素の炭酸塩及びSi元素を含むガラスからなる群より選択される一つ以上を含む第6副成分と、
を含み、
前記第2副成分に含まれたMgを含む原子価固定アクセプタ元素の含量は、主成分100モル部に対して0.3モル部以下であり、
前記第5副成分に含まれたBa及びCaのうち一つ以上の元素の含量の和をx、前記第6副成分に含まれたSi元素の含量をyとするとき、x/yが1.44〜2.56である、
誘電体磁器組成物。 - 前記主成分は、
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)からなる群より選択される一つ以上を含む、
請求項1に記載の誘電体磁器組成物。 - 前記副成分は、
Mn、V、Cr、Fe、Ni、Co、Cu、及びZnのうち一つ以上を含む原子価可変アクセプタ元素の、酸化物及び炭酸塩からなる群より選択される一つ以上を含む第1副成分、
Mgを含む原子価固定アクセプタ元素の、酸化物及び炭酸塩のうち一つ以上を含む第2副成分、
Y、Dy、Ho、Sm、Gd、Er、La、Ce、Nd、Tb及びPrのうち一つ以上の元素の、酸化物及び炭酸塩からなる群より選択される一つ以上を含む第3副成分、
CaZrO3を含む第4副成分、
Ba及びCaのうち一つ以上の元素の、酸化物及び炭酸塩からなる群より選択される一つ以上を含む第5副成分、及び
Si元素の酸化物、Si元素の炭酸塩及びSi元素を含むガラスからなる群より選択される一つ以上を含む第6副成分のうち少なくとも一つ以上を含む、
請求項1または2に記載の誘電体磁器組成物。 - 前記副成分は、
Mn、V、Cr、Fe、Ni、Co、Cu、及びZnのうち一つ以上を含む原子価可変アクセプタ元素の、酸化物及び炭酸塩からなる群より選択される一つ以上を含む第1副成分を含み、
前記第1副成分に含まれたMn、V、Cr、Fe、Ni、Co、Cu、及びZnのうち一つ以上の原子価可変アクセプタ元素の含量の和は、前記主成分100モル部に対して0.2〜2.0モル部である、
請求項1から3の何れか1項に記載の誘電体磁器組成物。 - 前記副成分は、
Y、Dy、Ho、Sm、Gd、Er、La、Ce、Nd、Tb及びPrのうち一つ以上の元素の、酸化物及び炭酸塩からなる群より選択される一つ以上を含む第3副成分を含み、
前記第3副成分に含まれたY、Dy、Ho、Sm、Gd、Er、La、Ce、Nd、Tb及びPrのうち一つ以上の元素の含量の和は、前記主成分100モル部に対して0.2〜5.0モル部である、
請求項1から4の何れか1項に記載の誘電体磁器組成物。 - 前記副成分は、
CaZrO3を含む第4副成分を含み、
前記CaZrO3の含量は、前記主成分100モル部に対して0.25〜5.0モル部である、
請求項1から5の何れか1項に記載の誘電体磁器組成物。 - 前記副成分は、
Ba及びCaのうち一つ以上の元素の、酸化物及び炭酸塩からなる群より選択される一つ以上を含む第5副成分を含み、
前記第5副成分に含まれたBa及びCaのうち一つ以上の元素の含量の和は、前記主成分100モル部に対して0.72〜7.68モル部である、
請求項1から6の何れか1項に記載の誘電体磁器組成物。 - 前記副成分は、
Si元素の酸化物、Si元素の炭酸塩及びSi元素を含むガラスからなる群より選択される一つ以上を含む第6副成分を含み、
前記第6副成分に含まれたSi元素の含量は、前記主成分100モル部に対して0.5〜3.0モル部である、
請求項1から7の何れか1項に記載の誘電体磁器組成物。 - 請求項1から8の何れか1項に記載の誘電体磁器組成物が焼結されて形成される、
誘電体材料。 - 誘電体層と内部電極が交互に積層されたセラミック本体と、
前記セラミック本体の外面に形成され、前記内部電極と電気的に連結される外部電極と、
を含み、
前記誘電体層は、請求項1から8のいずれか1項に記載の誘電体磁器組成物で形成される、
積層セラミックキャパシタ。
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