KR100568398B1 - 적층 세라믹 콘덴서 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다수의 유전체층과 다수의 내부 전극을 일체적으로 적층하여 이루어지고, 해당 유전체층은 세라믹 입자와 해당 세라믹 입자들을 연결하는 유리 성분을 포함하는 유전체 자기 조성물로 이루어지며, 유리 성분 중에는 Mn, V, Cr, Mo, Fe, Ni, Cu 및 Co에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 첨가물 원소가 고용되어 있는 적층 세라믹 콘덴서에 관한 것이다.

Description

적층 세라믹 콘덴서 및 그 제조 방법{MULTILAYER CERAMIC CAPACITOR AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}
도 1은 적층 세라믹 콘덴서를 도시한 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 유전체 자기 조성물의 미세 구조를 도시하는 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 적층 세라믹 콘덴서 12 : 소체
14A, 14B : 외부 전극 16 : 유전체층
18 : 내부 전극 20 : 세라믹 입자
22 : 유리
본 발명은 적층 세라믹 콘덴서에 관한 것으로서, 특히 수명 특성을 향상시키고, 박층화·다층화에 의한 소형 대용량화를 가능하게 한 적층 세라믹 콘덴서 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 도 1에 도시한 바와 같이, 적층 세라믹 콘덴서(10)는 칩 형상의 소체(ceramic body)(12)와, 해당 소체(12)의 양단부에 형성된 한 쌍의 외부 전극(14A 및 14B)으로 이루어진다. 해당 소체(12)는 다수의 유전체층(16)과 다수의 내부 전극(18)이 교대로 적층된 적층체를 소성시킴으로써 이루어진다. 적층된 다수의 내부 전극(18) 중 인접하는 두개의 내부 전극은 그 사이에 위치하는 유전체층(16)을 거쳐서 대향하고, 각각이 외부 전극(14A 및 14B)과 전기적으로 접속되어 있다.
여기서, 유전체층(16)의 재료로는, 예컨대 티타늄산 바륨을 주성분으로 하고, 이것에 희토류 원소의 산화물을 첨가한 내환원성 유전체 자기 조성물이 사용되고 있다. 또한, 내부 전극(18)으로는, 예컨대 Ni 금속 분말을 주성분으로 하는 도전성 페이스트를 소결시킨 것이 사용되고 있다.
상기 소체(12)는 세라믹 그린 시트와 내부 전극 패턴을 교대로 일체적으로 적층시킨 칩 형상의 적층체를 탈바인더한 후에 비산화성 분위기 속에서 1200∼1300 ℃ 정도의 고온으로 소성한 후, 산화성 분위기 속에서 재 산화시킴으로써 제조되고 있다.
그런데, 최근에 있어서의 전자 회로의 소형화, 고밀도화의 흐름에 따라, 적층 세라믹 콘덴서에 대해서도 소형 대용량화가 요구되고, 소형 대용량화를 위해서 유전체층의 적층 수의 증가와, 각 유전체층의 박층화가 진행되고 있다.
그러나, 유전체층을 박층화시키면, 각 유전체층에 대한 전계 강도가 커져서 적층 세라믹 콘덴서의 수명이 짧아지므로, 소망하는 수명의 적층 세라믹 콘덴서를 얻을 수 없게 되는 문제가 있었다.
본 발명은 유전체층을 다층화·박층화하더라도 소망하는 수명을 갖고, 소형 대용량화가 가능한 적층 세라믹 콘덴서와 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 한 측면에 따르면, 적층 세라믹 콘덴서는 다수의 유전체층과 다수의 내부 전극을 교대로 적층하고, 상기 다수의 내부 전극과 접속하는 한 쌍의 외부 전극을 형성하여 이루어지고, 상기 유전체층은 유전체 자기 조성물로 이루어지며, 상기 유전체 자기 조성물은 세라믹 입자와 상기 세라믹 입자를 연결하는 유리 성분을 포함하고, 상기 유리 성분 중에는 Mn, V, Cr, Mo, Fe, Ni, Cu 및 Co에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 첨가물 원소가 포함되어 있다.
본 발명의 또다른 측면에 따르면, 적층 세라믹 콘덴서를 제조하는 방법은 세라믹 원료를 조제하는 공정과, 세라믹 원료를 이용하여 세라믹 그린 시트를 형성하는 공정과, 세라믹 그린 시트에 내부 전극 패턴을 인쇄하는 공정과, 내부 전극 패턴이 인쇄된 세라믹 그린 시트를 적층하여 적층체를 얻는 공정과, 적층체를 내부 전극 패턴마다 재단하여 칩 형상의 적층체를 얻는 공정과, 칩 형상의 적층체를 소성하는 공정을 포함하고, 세라믹 원료는 유리 성분을 포함하고, 유리 성분은 Mn, V, Cr, Mo, Fe, Ni, Cu 및 Co에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 첨가물 원소를 포함한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 설명하고자 한다.
본 발명에 따른 적층 세라믹 콘덴서는 다수의 유전체층과 다수의 내부 전극 을 교대로 적층하고, 해당 다수의 내부 전극과 접속하는 한 쌍의 외부 전극을 형성함으로써 만들어진다. 해당 유전체층은 유전체 자기 조성물로 이루어지고, 해당 유전체 자기 조성물은 세라믹 입자와, 해당 세라믹 입자들을 연결하는 유리 성분을 포함한다.
유리 성분은 Mn, V, Cr, Mo, Fe, Ni, Cu 및 Co에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 첨가물 원소를 포함하고 있으며, 세라믹 입자들 사이의 계면에 위치하여 계면을 채우며, 첨가물 원소는 계면을 채우고 있는 유리 성분 내에 고용체 형태로 포함되어 있다. 첨가물 원소의 함유량은 0.01∼1.0 몰%인 것이 바람직하다. 이 범위에서라면, 소망하는 수명 특성을 갖으며 유전율이 높은 적층 세라믹 콘덴서를 얻을 수 있다.
또한, 유전체 자기 조성물에 포함되어 있는 첨가물 원소의 기기 분석치의 적어도 20 wt%는 세라믹 입자의 계면에 위치하는 것이 바람직하다. 즉, 계면에 위치한 첨가물 원소의 함유량이 20 wt% 이상이면 적층 세라믹 콘덴서는 소망하는 수명 특성을 얻을 수 있다. 여기서, 기기 분석치는 고 분해능 투과형 전자 현미경(TEM)에 에너지 분산형 스펙트로스코피(EDS)를 구비한 장치를 이용하여 측정한 피크 강도에 의해서 산출된 것이다.
상기 유리 성분은 소성 공정에서 용융되어 유리질의 용융체를 형성하는 화합물로 이루어지는 혼합물로서, 예컨대 Li2O와 SiO2와 MO를 주성분으로 하는 산화물, 또는 B2O3와 SiO2와 MO를 주성분으로 하는 산화물을 사용할 수 있으며, MO는 BaO, SrO, CaO, MgO 및 ZnO에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 금속 산화물을 나타낸다. 유리 성분은 상술한 물질에 한정되지 않고 이들 이외의 유리 형성 성분이 될 수도 있다.
상기 유리 성분은 또한 결정질의 2차 위상을 포함할 수 있다. 여기서 2차 위상이란 세라믹 원료의 주성분 화합물과 첨가물의 반응 생성물이다. 결정질의 2차 위상이 유리 성분에 포함되어 있으면 유전체층의 유전율의 저하가 감소된다. 또한, 적층 콘덴서의 내부 전극을 형성하기 위해서 Ni, Cu 등의 비금속(卑金屬)을 사용하는 경우에는, 적층 세라믹 콘덴서 제조 시의 소성 공정이 환원성 분위기 내에서 실행되기 때문에 상기 유리 성분이 내환원성을 갖는 조성물로 이루어지는 것이 바람직하다. 적층 세라믹 콘덴서 형성시의 칩 형상의 적층체를 소성하는 공정은 비산화성 분위기 내에서 소성시킨 후에 산화성 분위기 내에서 소성시키는 재 산화 공정을 갖고 있어도 무방하다.
상기 유전체 자기 조성물은 티타늄산 바륨계의 세라믹 원료, 티타늄산 스트론튬계의 세라믹 원료를 포함할 수 있다. 또한, 유전체 자기 조성물에는 Sc, Y, Gd, Dy, Ho, Er, Yb, Tm 및 Lu에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 희토류 원소가 포함되어 있어도 무방하다. 여기서, 상기 희토류 원소를 세라믹 입자 사이의 계면을 채우고 있는 유리 성분 내에 고용시킬 수도 있다. 상기 유리 성분 중에 고용되는 상기 희토류 원소의 양은 2.0 몰% 이하가 바람직하다. 함유된 희토류 원소가 2.0 몰%를 초과하면 적층 세라믹 콘덴서의 유전율이 저하될 수도 있기 때문이다.
또한, 내부 전극을 형성하는 데에 사용되는 도전성 페이스트는 Ni를 주성분 으로 하는 것에 한하지 않고, Pd, Ag-Pd 등을 주성분으로 하는 것이 될 수도 있다.
이하에서, 본 발명에 따른 적층 세라믹 콘덴서를 제조하는 공정의 예를 보다 상세히 설명하고자 한다.
우선, BaCO3를 0.961 몰부, MgO를 0.05 몰부, SrO를 0.01 몰부, TiO2를 0.99몰부를 각각 칭량하고, 이들 화합물을 알루미나 볼 및 물 2.5 리터와 함께 포트 밀에 넣고 15 시간 동안 교반 혼합하여 원료 혼합물을 얻었다.
다음에, 이 원료 혼합물을 스테인레스 포트에 넣고, 열풍식 건조기를 이용하여 150 ℃에서 4 시간 건조시키고, 이 건조된 원료 혼합물을 분쇄하고, 이 분쇄된 원료 혼합물을 터널 화로를 이용하여 대기 중에서 약 1200 ℃로 2 시간 가소하여 제 1 기본 성분의 분말을 얻었다.
또한, BaCO3와 ZrO2가 동일한 몰이 되도록 각각 칭량하고, 이들을 혼합하고 건조하여 분쇄한 후에 대기 중에서 약 1250 ℃로 2시간 동안 가소하여 제 2 기본 성분의 분말을 얻었다.
그리고, 98 몰부 (976.28g)의 제 1 기본 성분의 분말과 2 몰부 (23.85g)의 제 2 기본 성분의 분말을 혼합하여 1000g의 기본 성분을 얻었다.
또한, Li2O를 1 몰부, SiO2를 80 몰부, BaCO3를 3.8 몰부, CaCO3를 9.5 몰부, MgO를 5.7 몰부, MnO2를 0.1 몰부, Sc2O3를 0.5 몰부 각각 칭량하여 혼합하고, 이 혼합물에 알코올을 300 cc 첨가하고, 폴리에틸렌 포트 속에서 알루미나 볼을 이용하여 10시간 교반한 후에, 대기 중에서 1000 ℃의 온도로 2시간 가소했다.
다음에, 상기 가소 공정을 통해 얻어진 성분을 300 cc의 물과 함께 알루미나 포트에 넣고, 알루미나 볼로 15시간 분쇄한 후에, 150 ℃로 4시간 건조시켜, 제 1 첨가 성분의 분말을 얻었다.
이어서, 100 중량부 (1000g)의 상기 기본 성분에 제 1 첨가 성분을 2 중량부 (20g) 첨가하고, 평균 입경이 0.5 ㎛로 입자가 고른 순도 99.0 % 이상인 Sc2O3와 Al2O3를 제 2 첨가 성분으로 하여 각각 0.1 중량부 (1g)씩 첨가하고, 또한 아크릴산에스테르 폴리머, 글리세린, 축합 인산염의 수용액으로 이루어지는 유기 바인더를 기본 성분, 제 1 첨가 성분 및 제 2 첨가 성분의 합계 중량에 대하여 15 중량(wt)% 첨가하고, 이에 50 wt%의 물을 첨가하여, 이들을 볼 밀에 넣고, 분쇄 및 혼합하여 자기 원료의 슬러리를 조제했다.
다음에, 상기 세라믹 슬러리를 진공 가스 제거 장치(deaerator)에 넣고 탈기하고, 이 세라믹 슬러리를 리버스 롤코터(reverse roll coater)에 넣고, 여기에서 얻어지는 박막 성형물을 폴리에스테르 필름 상에 연속하여 수취하도록 함과 동시에, 상기 필름 상에서 이것을 100 ℃로 가열 건조시켜, 두께 약 5 ㎛, 10 × 10 ㎝ 크기의 정방형 세라믹 그린 시트를 얻었다.
한편, 평균 입경 1.5 ㎛인 니켈 분말 10 g과, 에틸 셀룰로즈 0.9 g을 부틸 카르비톨 9.1 g에 용해시킨 것을 교반기에 넣고 10 시간 교반함으로써 내부 전극용 도전성 페이스트를 얻었다. 그리고, 이 도전성 페이스트를 이용하여 길이 14 ㎜, 폭 7 ㎜의 패턴을 50개 갖는 스크린을 거쳐서 상기 세라믹 그린 시트의 한 면에 내 부 전극 패턴을 인쇄하고, 이것을 건조시켰다.
다음에, 내부 전극 패턴이 인쇄된 세라믹 그린 시트를 내부 전극 패턴을 위로 한 상태로 11장 적층하여 적층물을 얻었다. 이때, 인접하는 상하 두 장의 세라믹 그린 시트를, 그 인쇄면이 내부 전극 패턴의 길이 방향으로 약 절반 정도 어긋나도록 배치했다. 또한, 이 적층물의 상하 양면에 내부 전극 패턴을 인쇄하지 않은 보호용 세라믹 더미 시트를 200 ㎛의 두께로 적층했다.
이 후, 이 적층물을 약 50 ℃의 온도로 두께 방향으로 약 40 톤의 하중을 가하여 압착시킨 후에 이 적층물을 내부 전극 패턴마다 격자 형상으로 재단하여, 3.2 × 1.6 ㎜의 칩 형상의 적층체를 50개 얻었다.
다음에, 이 칩 형상의 적층체를 분위기 조절이 가능한 화로에 넣고, 대기 분위기 내에서 100 ℃/h의 속도로 600 ℃까지 승온시켜서 적층체 내에 포함된 유기 바인더를 연소 제거시켰다.
그 후, 화로의 분위기를 대기 분위기에서 H2 (2 체적%) + N2 (98 체적%)의 환원성 분위기로 바꾸었다. 그리고, 화로를 이 환원성 분위기 상태로 유지시킨 상태에서 적층체 칩을 가열하는 온도를 600 ℃에서 소결 온도인 1130 ℃까지 100 ℃/h의 속도로 승온시킨 후, 최고 온도인 1130 ℃를 3 시간 유지시켰다.
다음 단계에서, 화로의 온도를 100 ℃/h의 속도로 600 ℃까지 강온시킨 후, 화로의 분위기를 산화성 분위기로 바꾸고 600 ℃를 30 분간 유지시켜 상기 공정에서 소결된 적층체를 재 산화시켰다. 화로의 온도를 다시 실온까지 냉각시켜 적층 세라믹 콘덴서의 소체를 얻었다.
마지막으로, 내부 전극의 단부가 노출된 소체의 측면에 Ni와 유리 프릿(glass frit)과 비이클(vehicle)로 이루어진 도전성 페이스트를 도포하고 건조시킨 후, 이것을 대기 중에서 550 ℃의 온도로 15 분간 열처리하여 Ni 전극층을 형성하였다. 이어서, Ni 전극층 위에 무전해 도금법으로 구리층을 형성하고, 그 위에 전기 도금법으로 Pb-Sn 땜납층을 연속적으로 형성함으로써, 한 쌍의 외부 전극을 형성하였다. 그 결과, 도 1에 도시한 바와 같은 적층 세라믹 콘덴서가 얻어졌다.
도 1에 도시한 바와 같이, 적층 세라믹 콘덴서(10)는 소체(12)와, 소체(12)의 양단부에 형성된 한 쌍의 외부 전극(14A 및 14B)으로 이루어지고, 소체(12)는 유전체 자기 조성물로 이루어지는 유전체층(16)과 내부 전극(18)을 교대로 적층시킨 적층체를 소성시킴으로써 얻어진다.
상기 제조 공정에 따라 생성된 적층 세라믹 콘덴서의 수명과 유전체층의 유전율(ε)은 표 1의 시료 번호 14에 도시한 바와 같다.
여기서, 수명은 170 ℃의 항온조 내에서 적층 세라믹 콘덴서에 70 V의 전압을 부하하고, 적층 세라믹 콘덴서가 브레이크다운(breakdown)된 시간을 측정하여 구했다. 또한, 표 1 중의 수명의 수치는 시료 번호 1의 값을 1로 한 경우의 배율로 도시하였다.
유전율(ε)은 온도 20 ℃, 주파수 1 kHz, 전압 1.0 V의 조건에서 적층 세라믹 콘덴서의 정전 용량을 측정하여, 이 측정값과 한 쌍의 내부 전극의 대향 면적과 유전체층의 두께로부터 계산하여 구했다. 유전율은 3000 이상인 것이 바람직하다.
또한, TEM에 EDS를 구비한 장치를 사용하여, 유전체층의 세라믹 입자들 사이의 직경 10 ㎚의 영역에서 세라믹 입자와 유리 성분이 만나는 계면 10곳과 계면 이외의 부분 10곳에 대해서 첨가물 원소의 피크 강도를 측정한 후, 평균 피크 강도를 산출하였다. 그 결과, 시료 번호 14에서는 계면에서의 평균 피크 강도와 그 외 부분에서의 평균 피크 강도의 비가 2/8 이상이 되고, 계면에 존재하는 첨가물 원소의 양이 20 wt% 이상인 것을 알 수 있었다. 반면에, 비교 예의 시료 번호 1에서는 계면에 존재하는 첨가물 원소의 양이 20 wt%에 도달하고 있지 않았다.
첨가원소를 Mn에서 V, Cr, Mo, Fe, Ni, Cu 또는 Co로 바꾸고, 희토류 원소를 Sc에서 Y, Gd, Dy, Ho, Er, Yb, Tm 또는 Lu로 바꾸면서 표 1에 개시된 각 원소의 양을 첨가하여 실험한 결과, 표 1에 도시된 바와 같은 결과를 얻을 수 있었다. 표 1에서 ※표가 붙은 시료는 비교 예를 나타낸다.
Figure 112001006500703-pat00001
도 2는 전자 현미경으로 관찰한 적층 세라믹 콘덴서의 유전체층(16)의 부분 단면을 도시하고 있다.
도 2에서 참조부호(20)는 세라믹 입자를 나타내며, 세라믹 입자(20) 사이의 삼중점을 포함하는 계면은 유리 성분(22)으로 메워져 있다.
이상의 결과로부터, 첨가물 원소 및 희토류 원소를 첨가시키면, 첨가시키지 않은 경우와 비교하여, 적층 세라믹 콘덴서의 수명이 대폭 늘어난 것을 알 수 있다. 또한, 입계 형성 성분으로 B2O3-SiO2-MO를 사용하는 경우라 해도 동일한 결과를 얻을 수 있었다. 여기서, MO의 M성분으로서 Sr나 Zn을 사용한 경우에도 같은 결과 를 얻을 수 있었다. 한편, 제 1 기본 성분의 원료 중, BaCO3를 SrCO3로 바꿔 놓아도 동일한 결과를 얻을 수 있었다.
본 발명에 의하면, 적층 세라믹 콘덴서의 유전체층의 세라믹 입자들 사이의 계면을 채우는 유리 성분이 첨가물 원소나 희토류 원소를 함유하고 있으므로, 종래의 것보다 더욱 수명이 길고, 보다 신뢰성이 높은 적층 세라믹 콘덴서를 제공하는 이점이 있다.
또한, 유리 성분은 첨가물 원소나 희토류 원소를 고용하고 있으므로, 유리의 재산화성이 향상되고, 이로 인해, 적층 세라믹 콘덴서의 수명이나 신뢰성이 향상된다고 하는 효과가 있다.
또한, 첨가물 원소나 희토류 원소가 세라믹 입자 계면에 균일하게 고용되어 있으므로, 첨가물 원소나 희토류 원소의 고용을 최적 조건으로 제어할 수 있고, 따라서 특성이 우수한 적층 세라믹 콘덴서를 얻을 수 있게 되는 효과가 있다.
한편, 본 발명은 상술한 실시 예에 국한되는 것이 아니라 후술되는 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상과 범주 내에서 당업자에 의해 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims (21)

  1. 다수의 유전체층과 다수의 내부 전극을 교대로 적층하고, 상기 다수의 내부 전극과 접속하는 한 쌍의 외부 전극을 형성하여 이루어지고, 상기 유전체층은 유전체 자기 조성물로 이루어지고, 상기 유전체 자기 조성물은 세라믹 입자와 상기 세라믹 입자를 연결하는 유리 성분을 포함하며, 상기 유리 성분 중에는 V, Cr, Mo, Fe, Ni, Cu 및 Co에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 첨가물 원소가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 유전체 자기 조성물에 포함되어 있는 상기 첨가물 원소의 양이 0.01∼1.0 몰%인 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 유리 성분이 세라믹 입자들 사이의 계면에 세라믹 입자를 피복하여 존재하는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 유전체 자기 조성물에 포함되어 있는 상기 첨가물 원소의 기기 분석치에서 20 wt% 이상이 상기 세라믹 입자들 계면에 존재하는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 유리 성분 중에 상기 첨가물 원소가 고용되어 있는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유전체층이 티타늄산 바륨계의 유전체 자기 조성물 또는 티타늄산 스트론튬계의 유전체 자기 조성물로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서.
  7. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유전체 자기 조성물 중에 Sc, Y, Gd, Dy, Ho, Er, Yb, Tm 및 Lu에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 희토류 원소가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 희토류 원소는 상기 유리 성분 내에 고용되어 있으며, 그 양이 2.0 몰% 이하인 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서.
  9. 제 1항 또는 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리 성분이 Li2O-SiO2-MO 또는 B2O3-SiO2-MO를 주성분으로 하며, 상기 MO는 BaO, SrO, CaO, MgO 및 ZnO에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 금속 산화물인 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서.
  10. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리 성분 중에 결정질의 2차 위상이 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 유리 성분이 내환원성을 갖는 조성물로 이루어지고, 상기 내부 전극이 비금속(卑金屬) 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서.
  12. 적층 세라믹 콘덴서를 제조하는 방법에 있어서,
    (a) 세라믹 원료를 조제하는 공정과,
    (b) 상기 세라믹 원료를 이용하여 세라믹 그린 시트를 형성하는 공정과,
    (c) 상기 세라믹 그린 시트에 내부 전극 패턴을 인쇄하는 공정과,
    (d) 상기 내부 전극 패턴이 인쇄된 세라믹 그린 시트를 적층하여 적층체를 얻는 공정과,
    (e) 상기 적층체를 내부 전극 패턴마다 재단하여 칩 형상의 적층체를 얻는 공정과,
    (f) 상기 칩 형상의 적층체를 소성하는 공정을 포함하고,
    상기 (a) 세라믹 원료를 조제하는 공정은,
    (a1) 주 유리 성분과, V, Cr, Mo, Fe, Ni, Cu 및 Co에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 첨가물 원소를 혼합하는 단계,
    (a2) (a1)단계의 완료 후 혼합물을 열처리하는 단계,
    (a3) (a2)단계에서 열처리된 혼합물을 분쇄하여 유리 성분을 형성하는 단계,
    (a4) 상기 유리 성분을 포함하는 상기 세라믹 원료를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서 제조 방법.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 세라믹 원료에 포함되어 있는 상기 첨가물 원소의 양이 0.01∼1.0 몰%인 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서 제조 방법.
  14. 제 12항에 있어서, 상기 세라믹 원료가 티타늄산 바륨계의 세라믹 원료 또는 티타늄산 스트론튬계의 세라믹 원료인 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서 제조 방법.
  15. 제 12항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세라믹 원료가 Sc, Y, Gd, Dy, Ho, Er, Yb, Tm 및 Lu에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 희토류 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서 제조 방법.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 희토류 원소는 상기 유리 성분 내에 고용되어 있으며, 그 양이 2.0 몰% 이하인 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서 제조 방법.
  17. 제 12항에 있어서, 상기 유리 성분이 Li2O-SiO2-MO 또는 B2O3-SiO 2-MO를 주성분으로 하며, 상기 MO는 BaO, SrO, CaO, MgO 및 ZnO에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 금속 산화물인 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서 제조 방법.
  18. 제 12항에 있어서, 상기 (f) 소성 공정이 상기 칩 형상의 적층체를 비산화성 분위기 내에서 소성한 후, 소성된 칩 형상의 적층체를 산화성 분위기 내에서 재 산화하는 공정을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서 제조 방법.
  19. 제 12항에 있어서, 상기 세라믹 원료는 기본 성분 분말과 첨가 성분 분말을 포함하고, 상기 첨가 성분 분말은 V, Cr, Mo, Fe, Ni, Cu 및 Co에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 첨가물 원소를 포함하는 상기 유리 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서 제조 방법.
  20. 제 12항에 있어서, 상기 적층 세라믹 콘덴서는 다수의 유전체층과 다수의 내부 전극을 교대로 적층하고, 상기 다수의 내부 전극과 접속하는 한 쌍의 외부 전극을 형성하여 이루어지고, 상기 유전체층은 유전체 자기 조성물로 이루어지고, 상기 유전체 자기 조성물은 세라믹 입자와 상기 세라믹 입자를 연결하는 상기 유리 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서 제조 방법.
  21. 제 19항에 있어서, 상기 적층 세라믹 콘덴서는 다수의 유전체층과 다수의 내부 전극을 교대로 적층하고, 상기 다수의 내부 전극과 접속하는 한 쌍의 외부 전극을 형성하여 이루어지고, 상기 유전체층은 유전체 자기 조성물로 이루어지고, 상기 유전체 자기 조성물은 세라믹 입자와 상기 세라믹 입자를 연결하는 상기 유리 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서 제조 방법.
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Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101108958B1 (ko) * 2003-02-25 2012-01-31 쿄세라 코포레이션 적층 세라믹 콘덴서 및 그 제조방법
CN100368340C (zh) * 2003-04-21 2008-02-13 旭硝子株式会社 制电介质用无铅玻璃、制电介质用玻璃陶瓷组合物、电介质及层积电介质的制造方法
JP4563655B2 (ja) * 2003-04-23 2010-10-13 株式会社日立製作所 半導体装置及びその製造方法
JP3908715B2 (ja) * 2003-10-24 2007-04-25 Tdk株式会社 積層セラミックコンデンサ
JP4554232B2 (ja) * 2004-02-17 2010-09-29 株式会社デンソー 圧電スタック及び圧電スタックの製造方法
TWI268522B (en) * 2004-07-29 2006-12-11 Rohm And Haas Electronic Materials L L C Dielectric structure
JP4370217B2 (ja) * 2004-07-29 2009-11-25 Tdk株式会社 積層セラミックコンデンサ
KR100616473B1 (ko) * 2005-01-27 2006-08-29 한국과학기술연구원 저온소성 티탄산 바륨 유전체 및 그 제조방법과 상기 유전체를 이용한 유전체-전극 어셈블리
WO2006103954A1 (ja) * 2005-03-25 2006-10-05 Kyocera Corporation 積層セラミックコンデンサおよびその製法
JP4293553B2 (ja) * 2005-05-31 2009-07-08 Tdk株式会社 積層型電子部品及び積層セラミックコンデンサ
JP2007223863A (ja) * 2006-02-24 2007-09-06 Tdk Corp 誘電体磁器組成物およびその製造方法
US8183108B2 (en) * 2006-06-15 2012-05-22 Cda Processing Limited Liability Company Glass flux assisted sintering of chemical solution deposited thin dielectric films
US7545626B1 (en) * 2008-03-12 2009-06-09 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Multi-layer ceramic capacitor
CN102265359B (zh) * 2008-12-25 2013-03-27 株式会社村田制作所 陶瓷体的制造方法
US8813324B2 (en) 2010-03-24 2014-08-26 Western Digital (Fremont), Llc Method for providing a piezoelectric multilayer
WO2014024538A1 (ja) * 2012-08-07 2014-02-13 株式会社村田製作所 積層セラミックコンデンサおよび積層セラミックコンデンサの製造方法
US8956484B2 (en) * 2012-11-26 2015-02-17 Corning Incorporated Method for bonding zircon substrates
JP5954435B2 (ja) 2012-12-18 2016-07-20 株式会社村田製作所 積層セラミック電子部品
JP6075457B2 (ja) * 2013-09-20 2017-02-08 株式会社村田製作所 セラミックグリーンシート、積層セラミックコンデンサの製造方法、および積層セラミックコンデンサ
CN103578764B (zh) * 2013-11-01 2016-08-17 广州创天电子科技有限公司 一种提高陶瓷电容器q值的方法
JP7089402B2 (ja) * 2018-05-18 2022-06-22 太陽誘電株式会社 積層セラミックコンデンサおよびその製造方法
JP7145652B2 (ja) * 2018-06-01 2022-10-03 太陽誘電株式会社 積層セラミックコンデンサおよびその製造方法
JP7446705B2 (ja) * 2018-06-12 2024-03-11 太陽誘電株式会社 積層セラミックコンデンサおよびその製造方法
WO2021070600A1 (ja) * 2019-10-11 2021-04-15 株式会社村田製作所 固体電池
JP7279615B2 (ja) * 2019-11-05 2023-05-23 株式会社村田製作所 積層セラミックコンデンサ
CN114914012B (zh) * 2022-06-17 2023-12-12 德阳三环科技有限公司 一种端电极导电铜浆及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100192563B1 (ko) * 1995-01-12 1999-06-15 무라따 야스따까 모놀리식 세라믹 커패시터

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3618202A (en) * 1969-05-12 1971-11-09 Mallory & Co Inc P R Ceramic chip electrical components
US3784887A (en) * 1973-04-26 1974-01-08 Du Pont Process for making capacitors and capacitors made thereby
US3809973A (en) * 1973-07-06 1974-05-07 Sprague Electric Co Multilayer ceramic capacitor and method of terminating
US4027209A (en) * 1975-10-02 1977-05-31 Sprague Electric Company Ceramic capacitor having a silver doped dielectric of (Pb,La)(Zr,Ti)O3
JP2763478B2 (ja) * 1993-07-12 1998-06-11 京セラ株式会社 コンデンサ材料及び多層アルミナ質配線基板並びに半導体素子収納用パッケージ
US5521332A (en) * 1992-08-31 1996-05-28 Kyocera Corporation High dielectric layer-containing alumina-based wiring substrate and package for semiconductor device
US5583738A (en) * 1993-03-29 1996-12-10 Murata Manufacturing Co., Ltd. Capacitor array
JP3199596B2 (ja) * 1994-12-20 2001-08-20 京セラ株式会社 多層配線基板及び半導体素子収納用パッケージ
JP3101967B2 (ja) * 1995-04-27 2000-10-23 京セラ株式会社 ガラス−セラミック焼結体およびその製造方法
JP3215009B2 (ja) * 1995-04-27 2001-10-02 京セラ株式会社 多層配線基板及び半導体素子収納用パッケージ
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
JPH113834A (ja) * 1996-07-25 1999-01-06 Murata Mfg Co Ltd 積層セラミックコンデンサおよびその製造方法
SG48535A1 (en) * 1996-08-05 1998-04-17 Murata Manufacturing Co Dielectric ceramic composition and monolithic ceramic capacitor using the same
JP3039426B2 (ja) * 1997-03-04 2000-05-08 株式会社村田製作所 積層セラミックコンデンサ
TW529047B (en) * 2000-02-16 2003-04-21 Taiyo Yuden Kk Multilayer ceramic capacitor and method for the manufacture thereof

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100192563B1 (ko) * 1995-01-12 1999-06-15 무라따 야스따까 모놀리식 세라믹 커패시터

Also Published As

Publication number Publication date
TW508600B (en) 2002-11-01
KR20010100835A (ko) 2001-11-14
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