KR100673879B1

KR100673879B1 - 전자 부품, 유전체 자기 조성물 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR100673879B1
Application number: KR1020040094591A
Authority: KR
Inventors: 우메다유지; 사토아키라
Original assignee: 티디케이가부시기가이샤
Priority date: 2003-11-19
Filing date: 2004-11-18
Publication date: 2007-01-25
Also published as: TWI241601B; US7176156B2; US20050107241A1; CN100483579C; TW200522102A; KR20050048522A; JP2005145791A; CN1619727A; EP1533286A1

Abstract

본 발명은 주성분 원료 및 부성분 원료를 소성하는 공정을 갖는 유전체 자기 조성물의 제조 방법이며, 소성하기 전의 상기 주성분 원료로서, ABO₃로 표시되는 페로브스카이트형 결정 구조인 티탄산바륨 원료 분말이며, A 사이트 성분과 B 사이트 성분의 비 A/B가 몰비로 1.006≤A/B≤1.035, 비표면적이 8∼50㎡/g인 원료 분말을 이용하는 유전체 자기 조성물의 제조 방법을 제공한다. 본 발명에 의하면, 미세한 입자로 구성되고, 또한 콘덴서를 박층화한 경우에 있어서도, 양호한 전기 특성이나 온도 특성을 갖는 유전체 자기 조성물을 제공할 수 있다.

Description

전자 부품, 유전체 자기 조성물 및 그 제조 방법{Electronic device, dielectric ceramic composition and the production method}

도 1은 본 발명의 일실시 형태에 관한 적층 세라믹 콘덴서의 단면도이다.

도 2는 티탄산바륨 원료 분말의 A/B의 값과 소성 후의 유전체 입자의 평균 입자 직경과의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 3은 티탄산바륨 원료 분말의 A/B의 값과 고온 부하 수명과의 관계를 나타내는 그래프이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 적층 세라믹 콘덴서 2 : 유전체층

3 : 내부 전극층 4 : 외부 전극

10 : 콘덴서 소자 본체

본 발명은 예를 들면 적층 세라믹 콘덴서의 유전체층 등으로서 이용되는 유전체 자기 조성물의 제조 방법과, 그 제조 방법으로 얻어지는 유전체 자기 조성물 및, 그 유전체 자기 조성물을 유전체층으로서 이용하는 전자 부품에 관한 것이다.

전자 부품의 일례인 적층 세라믹 콘덴서는, 예를 들면, 소정의 유전체 자기 조성물로 이루어지는 세라믹 그린 시트와, 소정 패턴의 내부 전극층을 교대로 적층하고, 그 후 일체화하여 얻어지는 그린 칩을 동시 소성하여 제조된다. 적층 세라믹 콘덴서의 내부 전극층은 소성에 의해 세라믹 유전체와 일체화되기 때문에, 세라믹 유전체와 반응하지 않도록 하는 재료를 선택할 필요가 있다. 이 때문에, 내부 전극층을 구성하는 재료로서, 종래에서는 백금이나 팔라듐 등의 고가의 귀금속을 이용할 수 밖에 없었다.

그렇지만, 최근에서는 니켈이나 구리 등의 저렴한 비금속(卑金屬)을 이용할 수 있는 유전체 자기 조성물이 개발되어, 대폭적인 비용 감소가 실현되었다.

한편, 최근, 전자 회로의 고밀도화에 수반하는 전자 부품의 소형화에 대한 요구는 높고, 적층 세라믹 콘덴서의 소형화, 대용량화가 급속히 진행하고 있다. 그것에 따라, 적층 세라믹 콘덴서에 있어서의 1층당 유전체층의 박층화(薄層化)가 필요 불가결하게 되고 있지만, 박층화하면 쇼트 불량이 다발한다는 문제가 발생해 버린다. 이 문제를 해결하는 방법의 하나로, 유전체층을 구성하는 유전체 입자를 미세화한다는 방법이 있다. 그러나, 적층 세라믹 콘덴서의 특성 향상이라는 관점으로부터, 유전체 입자를 단지 미세화할 뿐만 아니라, 미세화했을 때에 있어서도, 양호한 전기 특성을 유지하는 것이 필요해지고 있다.

일본국 특개 2001-316176호 공보에서는 주성분 원료인 티탄산바륨계 원료 분말로서, 입자 직경이 미세한 입자를 사용하고, 그 최대 입자 직경이나 입도 분포를 한정함으로써, 양호한 전기 특성을 갖고, 미세한 유전체 입자(유전체 세라믹 입자) 를 얻고 있다. 그리고, 이 유전체 입자를 적층 세라믹 콘덴서의 유전체층으로서 사용함으로써, 적층 세라믹 콘덴서의 DC 바이어스 특성을 양호하게 할 수 있는 취지가 기재되어 있다.

상기 문헌 기재의 적층 세라믹 콘덴서, 특히 실시예에 있어서 개시된 적층 세라믹 콘덴서는 유전체층을 구성하는 유전체 입자에 Mn이나 Mg 등의 부성분을 매우 많이 첨가하고 있다. 이렇게 Mn이나 Mg 등의 부성분을 다량으로 첨가함으로써, 유전체 입자의 미세화는 가능하지만, 동시에 전기 특성의 악화, 예를 들면 절연 저항의 저하 등이 수반해 버린다. 이 문헌의 적층 세라믹 콘덴서에서는, 유전체층의 두께를 30㎛로 하고 있기 때문에 문제가 되지 않고 있지만, 유전체층을 박층화한 경우, 예를 들면 5㎛ 이하로 한 경우에는, 상술한 절연 저항의 저하에 기인하는 절연 불량의 발생률의 증가나, 고온 부하 수명의 악화는 불가피하다.

본 발명의 목적은 적층 세라믹 콘덴서의 유전체층으로서 사용하고, 미세한 입자로 구성되고, 또한 콘덴서를 박층화한 경우에 있어서도, 양호한 전기 특성이나 온도 특성을 갖는 유전체 자기 조성물의 제조 방법 및, 그 제조 방법으로 얻어지는 유전체 자기 조성물을 제공하는 것이다. 또, 본 발명은 이러한 유전체 자기 조성물을 이용하여 제조되어, 양호한 전기 특성이나 온도 특성을 가지며, 신뢰성이 높은 적층 세라믹 콘덴서 등의 전자 부품을 제공하는 것도 목적으로 한다. 특히 본 발명은 박층화, 다층화 및 소형화 대응의 적층 세라믹 콘덴서 등의 전자 부품을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명의 발명자 등은, 미세한 입자로 구성되고, 또한 콘덴서를 박층화한 경우에 있어서도, 양호한 전기 특성을 갖고, JIS 규격의 B 특성[-25∼85℃에서 용량 변화율 ±10% 이내(기준 온도 20℃)] 및 X5R 특성[-55∼85℃에서 용량 변화율 ±15% 이내]을 만족하는 양호한 온도 특성을 갖는 유전체 자기 조성물의 제조 방법에 대해서 예의 검토한 결과, 소성하기 전의 주성분 원료로서, ABO₃로 표시되는 페로브스카이트형 결정 구조인 티탄산바륨 원료 분말이며, A 사이트 성분과 B 사이트 성분의 비 A/B가 몰비로 1.006≤A/B≤1.035, 비표면적이 8∼50㎡/g인 원료 분말을 이용함으로써, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 것을 찾아내어, 본 발명을 완성시키는 것에 도달했다.

다시 말해, 본 발명에 관한 유전체 자기 조성물의 제조 방법은 주성분 원료 및 부성분 원료를 함유하는 유전체 원료를 소성하는 공정을 갖는 유전체 자기 조성물의 제조 방법으로서, 상기 부성분 원료가 Mg의 산화물 및/또는 소성 후에 이들 산화물이 되는 화합물 및, Mn 및 Cr의 적어도 1종의 산화물 및/또는 소성 후에 이들 산화물이 되는 화합물을 함유하고, 각각, 주성분 원료 100몰에 대하여, MgO, MnO, Cr₂O₃ 환산으로, MgO:0.1∼3몰, MnO+Cr₂O₃:0∼0.5몰(단, 0은 포함하지 않음)이며, 소성하기 전의 상기 주성분 원료가 ABO₃로 표시되는 페로브스카이트형 결정 구조인 티탄산바륨 원료 분말이며, A 사이트 성분과 B 사이트 성분의 비 A/B가 몰비로 1.006≤A/B≤1.035, 비표면적이 8∼50㎡/g인 원료 분말을 이용하는 것을 특징으 로 한다.

본 발명에 관한 유전체 자기 조성물의 제조 방법에 있어서는, 상기 부성분 원료가 추가로 V, W, Ta 및 Nb 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 산화물 및/또는 소성 후에 이들 산화물이 되는 화합물을 함유하고, 주성분 원료 100몰에 대하여, V₂O₅, WO₃, Ta₂O₅, Nb₂O₅ 환산으로, V₂O₅+WO₃+Ta₂O₅+Nb₂O₅:0∼0.5몰(단, O는 포함하지 않음)인 것이 바람직하다.

본 발명에 관한 유전체 자기 조성물의 제조 방법에 있어서는, 상기 부성분 원료가 추가로 R(단, R은 Sc, Er, Tm, Yb, Lu, Y, Dy, Ho, Tb, Gd, Eu 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상)의 산화물 및/또는 소성 후에 R의 산화물이 되는 화합물을 함유하고, 주성분 원료 100몰에 대하여, R₂O₃ 환산으로 0∼5몰(단, 0은 포함하지 않음)인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는, 상기 R의 산화물 및/또는 소성 후에 R의 산화물이 되는 화합물이 Y, Dy 및 Ho 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 산화물 및/또는 소성 후에 이들 산화물이 되는 화합물이다.

본 발명에 관한 유전체 자기 조성물의 제조 방법에 있어서는, 상기 부성분 원료가 추가로 Si의 산화물 및/또는 소성 후에 이들 산화물이 되는 화합물을 함유하고, 주성분 원료 100몰에 대하여, SiO₂ 환산으로, 0.5∼12몰인 것이 바람직하다.

본 발명에 관한 유전체 자기 조성물의 제조 방법에 있어서는, 상기 부성분 원료가 추가로 Ba, Sr 및 Ca의 적어도 2종의 산화물 및/또는 소성 후에 이들 산화물이 되는 화합물을 함유하고, 주성분 원료 100몰에 대하여, BaO, SrO, CaO 환산으 로, BaO+SrO+CaO:0.5∼12몰인 것이 바람직하다.

본 발명에 관한 유전체 자기 조성물의 제조 방법에 있어서는, 상기 티탄산바륨 원료 분말의 A 사이트를 구성하는 성분이 Ba, Sr, Ca 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유하고, B 사이트를 구성하는 성분이 Ti 및/또는 Zr을 함유하는 것이 바람직하다.

본 발명에 관한 유전체 자기 조성물은 상기 방법으로 제조되는 유전체 자기 조성물이다.

본 발명에 관한 유전체 자기 조성물에 있어서, 바람직하게는, 상기 유전체 자기 조성물을 구성하는 소성 후의 유전체 입자의 평균 입자 직경이 0.2㎛ 이하이다.

본 발명에 관한 전자 부품은 상기 기재의 유전체 자기 조성물로 구성되어 있는 유전체층을 갖는다. 전자 부품으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 적층 세라믹 콘덴서, 압전 소자, 칩 인덕터, 칩 배리스터, 칩 서미스터, 칩 저항, 그 밖의 표면 실장(SMD) 칩형 전자 부품이 예시된다.

본 발명에 관한 적층 세라믹 콘덴서는 상기 기재의 유전체 자기 조성물로 구성되어 있는 유전체층과, 내부 전극층이 교대로 적층된 구성의 콘덴서 소자 본체를 갖는다.

본 발명에 관한 적층 세라믹 콘덴서에 있어서, 바람직하게는, 상기 유전체층의 두께가 4.5㎛ 이하, 보다 바람직하게는 3.0㎛ 이하이다.

본 발명의 제조 방법에 따르면, 적층형 세라믹 콘덴서 등의 전자 부품의 유 전체층으로서 이용되는 유전체 자기 조성물의 제조 방법에 있어서, 다른 전기 특성을 악화시키는 일 없이 유전체 입자의 미세화를 행할 수 있고, 적층 세라믹 콘덴서를 박층화한 경우에 있어서도, 신뢰성이 높고, B 특성 및 X5R 특성을 만족하는 양호한 온도 특성을 가지며, 고온 부하 수명이 뛰어난 유전체 자기 조성물의 제조 방법 및, 그 제조 방법으로 얻어지는 유전체 자기 조성물을 제공할 수 있다.

또, 본 발명의 제조 방법으로 얻어지는 유전체 자기 조성물을 적층형 세라믹 콘덴서의 유전체층으로서 사용함으로써, 콘덴서를 박층화, 다층화한 경우에 있어서도, 신뢰성이 높고, B 특성 및 X5R 특성을 만족하는 양호한 온도 특성을 가지며, 고온 부하 수명이 뛰어난 적층형 세라믹 콘덴서 등의 전자 부품을 제공할 수 있다.

이하에, 본 발명의 실시 형태에 대해서, 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.

본 발명에 관한 유전체 자기 조성물의 제조 방법에 대해서 설명하기 전에, 우선, 적층 세라믹 콘덴서에 대해서 설명한다.

적층 세라믹 콘덴서

도 1에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 일실시 형태에 관한 적층 세라믹 콘덴서(1)는 유전체층(2)과 내부 전극층(3)이 교대로 적층된 구성의 콘덴서 소자 본체(10)를 갖는다. 이 콘덴서 소자 본체(10)의 양단부에는, 소자 본체(10)의 내부에서 교대로 배치된 내부 전극층(3)과 각각 도통하는 한 쌍의 외부 전극(4)이 형성되어 있다. 콘덴서 소자 본체(10)의 형상에 특별히 제한은 없지만, 통상, 직방체 형상으로 된다. 또, 그 치수에도 특별히 제한은 없고, 용도에 따라서 적당한 치수 로 하면 되지만, 통상, (0.4∼5.6㎜)×(0.2∼5.0㎜)×(0.2∼1.9㎜) 정도이다.

내부 전극층(3)은 각 단면이 콘덴서 소자 본체(10)의 대향하는 2단부의 표면에 교대로 노출하도록 적층되어 있다. 한 쌍의 외부 전극(4)은 콘덴서 소자 본체(10)의 양단부에 형성되며, 교대로 배치된 내부 전극층(3)의 노출 단면에 접속되어서, 콘덴서 회로를 구성한다.

유전체층(2)

유전체층(2)은 본 발명의 제조 방법으로 얻어지는 유전체 자기 조성물을 함유한다. 본 발명의 일실시 형태에 관한 유전체 자기 조성물은 유전체 입자로 구성되고, 유전체 입자는 주성분으로서 티탄산바륨을 함유함과 더불어, 부성분을 함유한다.

상기 부성분은 Mg의 산화물 및, Mn 및 Cr의 적어도 1종의 산화물을 함유하고, 바람직하게는, V, W, Ta 및 Nb 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 산화물, R(단, R은 Sc, Er, Tm, Yb, Lu, Y, Dy, Ho, Tb, Gd, Eu 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상)의 산화물, Si의 산화물, Ba, Sr 및 Ca의 적어도 2종의 산화물을 함유한다.

또, 상기 R의 산화물은 특히, Y, Dy 및 Ho 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 산화물인 것이 바람직하다.

Mg의 산화물은 용량 온도 특성을 평탄화시키는 효과 및 입자 성장을 억제하는 효과가 있고, 주성분 100몰에 대하여, MgO 환산으로 0.1∼3몰이며, 바람직하게는 0.5∼2.0몰이다. Mg의 산화물의 함유량이 지나치게 적으면 이상(異常) 입자 성장이 발생하는 경향이 있고, 지나치게 많으면 비유전율이 저하하는 경향이 있다.

Mn 및 Cr의 산화물은 소결을 촉진하는 효과와, IR(절연 저항)을 높게 하는 효과와, 고온 부하 수명을 향상시키는 효과가 있고, 주성분 100몰에 대하여, (MnO+Cr₂O₃) 환산으로 0∼0.5몰이며, 바람직하게는 0∼0.25몰(단, 0은 포함하지 않음)이다. Mn 및 Cr의 산화물의 함유량이 지나치게 많으면 비유전율이 저하하는 경향이 있다.

V, W, Ta 및 Nb의 산화물은 고온 부하 수명을 향상시키는 효과가 있고, 주성분 100몰에 대하여, (V₂O₅+WO₃+Ta₂O₅+Nb₂O ₅) 환산으로 0∼0.5몰(단, 0은 포함하지 않음)인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.01∼0.1몰이다. V의 산화물의 함유량이 지나치게 많으면, IR이 현저하게 저하하는 경향이 있다.

R(단, R은 Sc, Er, Tm, Yb, Lu, Y, Dy, Ho, Tb, Gd, Eu)의 산화물은 주로, 고온 부하 수명을 향상시키는 효과를 나타내고, 주성분 100몰에 대하여, R₂O₃ 환산으로 0∼5몰인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.0∼3.5몰이다. R의 산화물의 함유량이 지나치게 많으면 소결성이 악화하는 경향이 있다.

Si의 산화물은 소결 조제(助劑)로서 작용하고, 주성분 100몰에 대하여, SiO₂ 환산으로 0.5∼12몰인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2.0∼5.0몰이다. Si의 산화물의 함유량이 지나치게 적으면 소결성이 악화하는 경향이 있고, 지나치게 많으면 비유전율이 저하하는 경향이 있다.

Ba, Sr 및 Ca의 산화물은 정전 용량의 온도 특성을 개선하는 효과를 나타내 고, 주성분 100몰에 대하여, (BaO+SrO+CaO) 환산으로, 0.5∼12몰인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2.0∼5.0몰이다. Ba 및 Ca의 산화물의 함유량이 지나치게 적으면 이상 입자 성장이 발생하는 경향이 있고, 지나치게 많으면 소결성이 악화하는 동시에, 비유전율이 저하하는 경향이 있다.

한편, Si의 산화물, Ba, Sr 및 Ca의 산화물은 (Ba, Sr)_xSiO_2+x, (Ba, Ca)_xSiO_2+x, (Sr, Ca)_xSiO_2+x로 표시되는 복합 산화물의 형태로 첨가하는 것도 가능하다. 상기 복합 산화물은 융점이 낮기 때문에, Si의 산화물, Ba, Sr 및 Ca의 산화물은 복합 산화물인 상기 형태로 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 각 조성식에 있어서의 x는 바람직하게는 0.8∼1.2이며, 보다 바람직하게는 0.9∼1.1이다. x가 지나치게 작으면, 즉 SiO₂가 지나치게 많으면, 비유전율이 저하하는 경향이 있고, x가 지나치게 크면, 융점이 높아져서 소결성이 악화하는 경향이 있다.

한편, 본 명세서에서는, 주성분 및 각 부성분을 구성하는 각 산화물을 화학양론 조성으로 나타내고 있지만, 각 산화물의 산화 상태는, 화학량론 조성으로부터 벗어나는 것이어도 된다. 단, 각 부성분의 상기 비율은 각 부성분을 구성하는 산화물에 함유되는 금속량으로부터 상기 화학량론 조성의 산화물로 환산하여 구한다.

유전체층(2)의 두께는 일층당, 4.5㎛ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3.0㎛ 이하, 보다 바람직하게는 2.6㎛ 이하이다.

유전체층(2)에 포함되는 소성 후의 유전체 입자의 평균 입자 직경은 0.2㎛ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.18㎛ 이하이다. 평균 입자 직경의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 보통 0.02㎛ 정도이다. 본 발명의 제조 방법에 따르면, 소성 후의 유전체 입자의 미세화가 가능해지기 때문에, 유전체 입자의 평균 입자 직경을 0.2㎛ 이하, 또한 0.18㎛ 이하로 할 수 있다.

내부 전극층(3)

내부 전극층(3)에 함유되는 도전재(導電材)는 특별히 한정되지 않지만, 유전체층(2)의 구성 재료가 내환원성을 갖기 때문에, 비금속을 이용할 수 있다. 도전재로서 이용하는 비금속으로서는, Ni 또는 Ni 합금이 바람직하다. Ni 합금으로서는, Mn, Cr, Co, Cu 및 Al 중에서 선택되는 1종 이상의 원소와 Ni와의 합금이 바람직하고, 합금 중의 Ni 함유량은 95중량% 이상인 것이 바람직하다. 한편, Ni 또는 Ni 합금 중에는, P 등의 각종 미량 성분이 0.1중량% 정도 이하로 함유되어 있어도 된다. 내부 전극층(3)의 두께는 용도 등에 따라서 적당히 결정하면 되지만, 통상, 0.05∼3㎛, 특히 0.1∼2.0㎛ 정도인 것이 바람직하다.

외부 전극(4)

외부 전극(4)에 함유되는 도전재는 특별히 한정되지 않지만, 본 발명에서는 저렴한 Ni, Cu나, 이들 합금을 이용할 수 있다. 외부 전극(4)의 두께는 용도 등에 따라서 적당히 결정하면 되지만, 통상, 10∼50㎛ 정도인 것이 바람직하다.

적층 세라믹 콘덴서의 제조 방법

본 발명에 관한 유전체 자기 조성물의 제조 방법을 이용하여 제조되는 적층 세라믹 콘덴서(1)는 페이스트를 이용한 통상의 인쇄법이나 시트법으로 그린 칩을 제작하고, 이것을 소성한 후, 외부 전극을 인쇄 또는 전사하여 소성함으로써 제조 된다. 이하, 제조 방법에 대해서 구체적으로 설명한다.

우선, 유전체층용 페이스트에 포함되는 유전체 원료를 준비하고, 이것을 도료화하여, 유전체층용 페이스트를 조제한다. 유전체층용 페이스트는 유전체 원료와 유기 비이클을 혼련한 유기계 도료여도 되고, 수계 도료여도 된다.

본 실시 형태에서는, 유전체 원료는 주성분 원료와 부성분 원료를 함유하고, 주성분 원료로서 티탄산바륨 원료 분말을 사용한다.

티탄산바륨 원료 분말은 ABO₃로 표시되는 페로브스카이트형 결정 구조를 갖고 있고, 조성식 ABO₃에 있어서의 A 사이트를 구성하는 성분의 몰수를, B사이트를 구성하는 성분의 몰수로 나눈 값, 즉 A/B의 값이 1.006≤A/B≤1.035이며, 바람직하게는 1.006≤A/B≤1.02, 보다 바람직하게는 1.006≤A/B≤1.009이다. A/B의 값이 지나치게 작으면, 입자 성장이 발생하고, 고온 부하 수명이 악화하는 경향이 있고, A/B의 값이 지나치게 크면 소결성이 저하하고, 소성이 곤란해지는 경향이 있다.

또한, 티탄산바륨 원료 분말은 그 비표면적이 8∼50㎡/g이며, 바람직하게는 10∼50㎡/g, 보다 바람직하게는 15∼50㎡/g이다. 비표면적이 지나치게 작으면 소성 후의 유전체 입자의 미세화가 곤란해지는 경향이 있고, 비표면적이 지나치게 크면 원료 분말이 매우 미세하기 때문에, 제조시에 있어서의 원료 분말의 분산이 현저하게 곤란해져 분산 불량이 발생하고, 콘덴서로서의 성능의 저하 원인이 되는 경향이 있다.

본 발명의 특징점은 주성분 원료의 티탄산바륨 원료 분말로서, ABO₃로 표시 되는 페로브스카이트형 결정 구조를 갖고 있고, 조성식 ABO₃에 있어서의 A 사이트 성분과 B 사이트 성분의 비 A/B의 몰비의 값이 상기 범위이며, 또한 비표면적이 상기 범위인 원료 분말을 사용하는 점에 있다. 주성분 원료로서, 이러한 티탄산바륨 원료 분말을 사용함으로써, 부성분을 다량으로 첨가할 필요가 없기 때문에, 다른 전기 특성을 악화시키는 일 없이 소성 후의 유전체 입자의 미세화가 가능해진다. 그 때문에, 유전체층을 박층화한 경우에 있어서도, 신뢰성이 높고, B 특성 및 X5R 특성을 만족하는 양호한 온도 특성을 가지며, 특히 고온 부하 수명이 뛰어난 적층 세라믹 콘덴서를 얻는 것이 가능해진다.

A 사이트를 구성하는 성분으로서는, Ba, Sr, Ca 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 Ba 및/또는 Sr이다.

B 사이트를 구성하는 성분으로서는, Ti 및/또는 Zr을 함유하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 Ti이다.

한편, 조성식 ABO₃에 있어서의 A/B의 값의 측정 방법으로서는, 형광 X선 분석법이나 IPC 분석 등에 의해 행할 수 있다. 형광 X선 분석법에서는, 티탄산바륨 원료 분말에 X선을 조사함으로써 발생하는 각 구성 원소의 특성 X선을 검출함으로써, 원료 분말 중에 존재하는 각 조성물의 존재비를 중량비로 측정할 수 있다. 그리고, 각 조성물의 중량비로부터, 각 원소의 몰수를 계산하고, A 사이트에 포함되는 원소(예를 들면 Ba, Sr, Ca)의 몰수를, B 사이트에 포함되는 원소(예를 들면 Ti, Zr)의 몰수로 나눔으로써 A/B의 값을 구할 수 있다.

티탄산바륨 원료 분말의 제조 방법으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 고상법, 옥살산염법, 수열 합성법, 알콕시드법, 졸 겔법 등에 의해 제조할 수 있다.

부성분 원료로서는, 상술한 각 원소의 산화물 및/또는 소성 후에 이들 산화물이 되는 화합물을 함유하는 것이 바람직하고, 그 함유량은 상술한 범위로 하는 것이 바람직하다.

또, 주성분 원료 및 부성분 원료의 적어도 일부를 소성 전에 반응시켜 두기 위해서, 유전체 원료의 임시 소성을 행해도 된다.

임시 소성 조건은 특별히 한정되지 않지만, 승온 속도를 50∼400℃/시간, 유지 온도를 700℃∼1100℃, 온도 유지 시간을 0.5시간∼6시간, 임시 소성 분위기를 공기 중 또는 질소 중으로 하는 것이 바람직하다.

한편, 주성분 원료 및 부성분 원료로 구성되는 유전체 원료로서는, 상기한 산화물이나 그 혼합물, 복합 산화물을 이용할 수 있지만, 그 외, 소성으로 상기한 산화물이나 복합 산화물이 되는 각종 화합물, 예를 들면, 탄산염, 옥살산염, 질산염, 수산화물, 유기 금속 화합물 등 중에서 적당히 선택하고, 혼합하여 이용할 수도 있다. 유전체 원료 중의 각 화합물의 함유량은 소성 후에 상기한 유전체 자기 조성물의 조성이 되도록 결정하면 된다. 도료화하기 전 상태에서, 유전체 원료의 입자 직경은 통상, 평균 입자 직경 0.02∼0.15㎛ 정도이다.

유기 비이클이란 바인더를 유기 용제 중에 용해한 것이다. 유기 비이클에 이용하는 바인더는 특별히 한정되지 않고, 에틸셀룰로오스, 폴리비닐부티랄 등의 통상의 각종 바인더로부터 적당히 선택하면 된다. 또, 이용하는 유기 용제도 특별히 한정되지 않고, 인쇄법이나 시트법 등, 이용하는 방법에 따라, 테르피네올, 부틸카르비톨, 아세톤, 톨루엔 등의 각종 유기 용제 중에서 적당히 선택하면 된다.

또, 유전체층용 페이스트를 수계 도료로 하는 경우에는, 수용성 바인더나 분산제 등을 물에 용해시킨 수계 비이클과, 유전체 원료를 혼련하면 된다. 수계 비이클에 이용하는 수용성 바인더는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 폴리비닐알코올, 셀룰로오스, 수용성 아크릴 수지 등을 이용하면 된다.

내부 전극층용 페이스트는 상기한 각종 도전성 금속이나 합금으로 이루어지는 도전재, 혹은 소성 후에 상기한 도전재가 되는 각종 산화물, 유기 금속 화합물, 레지네이트 등과, 상기한 유기 비이클을 혼련하여 조제한다.

외부 전극용 페이스트는 상기한 내부 전극층용 페이스트와 마찬가지로 하여 제조하면 된다.

상기한 각 페이스트 중의 유기 비이클의 함유량에 특별히 제한은 없고, 통상의 함유량, 예를 들면, 바인더는 1∼5중량% 정도, 용제는 10∼50중량% 정도로 하면 된다. 또, 각 페이스트 중에는, 필요에 따라서 각종 분산제, 가소제, 유전체, 절연체 등 중에서 선택되는 첨가물이 함유되어 있어도 된다. 이들 총함유량은 10중량% 이하로 하는 것이 바람직하다.

인쇄법을 이용하는 경우, 유전체층용 페이스트 및 내부 전극층용 페이스트를, PET 등의 기판 상에 적층 인쇄하고, 소정 형상으로 절단한 후, 기판으로부터 박리하여 그린 칩으로 한다.

또, 시트법을 이용하는 경우, 유전체층용 페이스트를 이용하여 그린 시트를 형성하고, 그 위에 내부 전극층용 페이스트를 인쇄한 후, 이들을 적층하여 그린 칩으로 한다.

소성 전에, 그린 칩에 탈바인더 처리를 실시한다. 탈바인더 처리는 내부 전극층 페이스트 중의 도전재의 종류나 바인더의 종류에 따라서 적당히 결정하면 된다. 또, 탈바인더 분위기중의 산소 분압은 10^-45∼10⁵㎩로 하는 것이 바람직하다. 산소 분압이 상기 범위 미만이면, 탈바인더 효과가 저하한다. 또 산소 분압이 상기 범위를 초과하면, 내부 전극층이 산화하는 경향이 있다.

또, 산소 분압 이외의 탈바인더 조건으로서는, 승온 속도를 바람직하게는 5∼300℃/시간, 보다 바람직하게는 10∼100℃/시간, 유지 온도를 바람직하게는 180∼400℃, 보다 바람직하게는 200∼350℃, 온도 유지 시간을 바람직하게는 0.5∼24시간, 보다 바람직하게는 2∼20시간으로 한다. 또, 소성 분위기는 공기 혹은 환원성 분위기로 하는 것이 바람직하고, 환원성 분위기에 있어서의 분위기 가스로서는, 예를 들면 N₂와 H₂의 혼합 가스를 가습하여 이용하는 것이 바람직하다.

그린 칩 소성시의 분위기는 내부 전극층용 페이스트 중의 도전재의 종류 등에 따라서 적당히 결정하면 되지만, 도전재로서 Ni나 Ni 합금 등의 비금속을 이용하는 경우, 소성 분위기중의 산소 분압은 10^-9∼10^-4㎩로 하는 것이 바람직하다. 산소 분압이 상기 범위 미만이면, 내부 전극층의 도전재가 이상 소결을 일으키고, 끊어져 버리는 일이 있다. 또, 산소 분압이 상기 범위를 초과하면, 내부 전극층이 산화하는 경향이 있다.

또, 소성시의 유지 온도는 바람직하게는 1000∼1400℃, 보다 바람직하게는 1100∼1350℃이다. 유지 온도가 상기 범위 미만이면 치밀화가 불충분해지고, 상기 범위를 초과하면, 내부 전극층의 이상 소결에 의한 전극의 끊어짐이나, 내부 전극층 구성 재료의 확산에 의한 용량 온도 특성의 악화, 유전체 자기 조성물의 환원이나 이상 입자 성장이 발생하기 쉬워진다.

이것 이외의 소성 조건으로서는, 승온 속도를 바람직하게는 50∼500℃/시간, 보다 바람직하게는 100∼300℃/시간, 온도 유지 시간을 바람직하게는 0.5∼8시간, 보다 바람직하게는 1∼3시간, 냉각 속도를 바람직하게는 50∼500℃/시간, 보다 바람직하게는 100∼300℃/시간으로 한다. 또, 소성 분위기는 환원성 분위기로 하는 것이 바람직하고, 분위기 가스로서는 예를 들면, N₂와 H₂의 혼합 가스를 가습하여 이용하는 것이 바람직하다.

환원성 분위기중에서 소성한 경우, 콘덴서 소자 본체에는 어닐링을 실시하는 것이 바람직하다. 어닐링은 유전체층을 재산화하기 위한 처리이며, 이에 의해 전기 특성, 특히 고온 부하 수명을 현저하게 길게 할 수 있다.

어닐링 분위기중의 산소 분압은 10^-3㎩ 이상, 특히 10^-2∼10㎩로 하는 것이 바람직하다. 산소 분압이 상기 범위 미만이면 유전체층의 재산화가 곤란하고, 상기 범위를 초과하면 내부 전극층이 산화하는 경향이 있다.

어닐링시의 유지 온도는 1100℃ 이하, 특히 500∼1100℃로 하는 것이 바람직하다. 유지 온도가 상기 범위 미만이면 유전체층의 산화가 불충분해지므로, IR이 낮고, 또, 고온 부하 수명이 짧아지기 쉽다. 한편, 유지 온도가 상기 범위를 초과하면, 내부 전극층이 산화하여 용량이 저하할 뿐만 아니라, 내부 전극층이 유전체기재와 반응해 버리고, 용량 온도 특성의 악화, IR의 저하, 고온 부하 수명의 저하가 발생하기 쉬워진다. 한편, 어닐링은 승온 과정 및 강온(降溫) 과정만으로 구성해도 된다. 다시 말해, 온도 유지 시간을 0으로 해도 된다. 이 경우, 유지 온도는 최고 온도와 동일 의미이다.

이것 이외의 어닐링 조건으로서는, 온도 유지 시간을 바람직하게는 0∼20시간, 보다 바람직하게는 2∼10시간, 냉각 속도를 바람직하게는 50∼500℃/시간, 보다 바람직하게는 100∼300℃/시간으로 한다. 또, 어닐링의 분위기 가스로서는, 예를 들면, 가습한 N₂ 가스 등을 이용하는 것이 바람직하다.

상기한 탈바인더 처리, 소성 및 어닐링에 있어서, N₂ 가스나 혼합 가스 등을 가습하는 데는, 예를 들면 물 등을 사용되면 된다. 이 경우, 수온은 5∼75℃ 정도가 바람직하다.

탈바인더 처리, 소성 및 어닐링은 연속적으로 행해도, 독립적으로 행해도 된다.

상기한 바와 같이 하여 얻어진 콘덴서 소자 본체에, 예를 들면 배럴 연마나 샌드 블래스트 등으로 단면(端面) 연마를 실시하고, 외부 전극용 페이스트를 인쇄 또는 전사하여 소성하고, 외부 전극(4)을 형성한다. 외부 전극용 페이스트의 소성 조건은 예를 들면, 가습한 N₂와 H₂의 혼합 가스 중에서 300∼800℃에서 10분간∼2시간 정도로 하는 것이 바람직하다. 그리고, 필요에 따라, 외부 전극(4) 표면에, 도금 등에 의해 피복층을 형성한다.

이렇게 하여 제조된 본 발명의 적층 세라믹 콘덴서는 납땜질 등에 의해 프린트 기판 상 등에 실장되어, 각종 전자 기기 등에 사용된다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 조금도 한정되는 일 없이, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 여러 가지로 개변할 수 있다.

예를 들면, 상술한 실시 형태에서는, 본 발명에 관한 전자 부품으로서 적층 세라믹 콘덴서를 예시했지만, 본 발명에 관한 전자 부품으로서는, 적층 세라믹 콘덴서에 한정되지 않고, 상기 조성의 유전체 자기 조성물로 구성되어 있는 유전체층을 갖는 것이면 무엇이든 된다.

(실시예)

이하, 본 발명을, 더욱 상세한 실시예에 기초하여 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되지 않는다.

(실시예 1)

주성분 원료로서, 하기 표 1에 나타내는 비표면적 및 A/B인 티탄산바륨 원료 분말을 준비했다.

티탄산바륨 원료 분말의 비표면적은 질소 흡착법(BET법)에 의해 측정했다. 또, 티탄산바륨 원료 분말의 A/B는 형광 X선 분석 장치(리카덴키(주)제 3550)를 사용하고, 형광 X선 분석법(유리 비드법)에 의해, 분말 중에 존재하고 있는 조성물의 중량비(존재량)를, 불순물을 포함시켜서 측정하고, 중량비를 몰비로 환산함으로써 구했다. 즉, 측정의 결과 얻어진 각 조성물의 중량비로부터, 각 원소의 몰수를 계산하고, A 사이트에 포함되는 원소인 Ba, Sr, Ca의 몰수를, B 사이트에 포함되는 원소인 Ti, Zr의 몰수로 나눔으로써 A/B의 값을 산출했다.

한편, 형광 X선 분석의 상세한 결과로서는, 예를 들면 표 1의 실시예의 시료 12의 주성분 원료로서 이용한 티탄산바륨 원료 분말은

BaO:65.836중량%

TiO₂:34.114중량%

SiO₂:0.031중량%

SrO:0.017중량%

Al₂O₃:0.003중량%이며, A/B의 값은 1.006이 되었다.

다른 시료에 대해서도, 마찬가지의 측정을 행함으로써 표 1에 나타낸 A/B의 값을 얻었다.

다음에, 주성분 원료에, 부성분 원료로서, MgO, MnO, V₂O₅, Y₂O₃, (Ba, Ca)SiO₃을 첨가하고, 볼 밀로 16시간 습식 혼합하고, 건조함으로써 유전체 원료를 얻었다. 한편, 각 부성분 원료의 첨가량은 주성분 원료 100몰에 대하여, MgO:2몰, MnO:0.2몰, V₂O₅:0.03몰, Y₂O₃:2몰, (Ba, Ca)SiO₃:3몰로 했다.

얻어진 유전체 원료에 폴리비닐부티랄 수지 및 에탄올계의 유기 용매를 첨가하고, 볼 밀로 혼합하고, 페이스트화하여 유전체층용 페이스트를 얻었다.

다음에, Ni 입자 44.6중량부와, 테르피네올 52중량부와, 에틸셀룰로오스 3중량부와, 벤조트리아졸 0.4중량부를, 3개의 롤로 혼련하고, 슬러리화하여 내부 전극층용 페이스트를 얻었다.

이들 페이스트를 이용하고, 이하와 같이 하여, 도 1에 도시되는 적층형 세라믹 칩 콘덴서(1)를 제조했다.

얻어진 유전체층용 페이스트를 이용하여 닥터 블레이드법으로, PET 필름 상에 두께 3㎛의 그린 시트를 형성했다. 그 위에 내부 전극용 페이스트를 스크린 인쇄법에 의해 인쇄한 후, PET 필름으로부터 시트를 박리했다. 이어서, 이들 그린 시트와 보호용 그린 시트(내부 전극층용 페이스트를 인쇄하지 않은 것)을 적층, 압착하여, 그린 칩을 얻었다.

이어서, 그린 칩을 소정 사이즈로 절단하고, 탈바인더 처리, 소성 및 어닐링을 하기 조건으로 행하여, 적층 세라믹 소성체를 얻었다. 탈바인더 처리 조건은 승온 속도:32.5℃/시간, 유지 온도:260℃, 온도 유지 시간:8시간, 분위기: 공기 중으로 했다. 소성 조건은 승온 속도:200℃/시간, 유지 온도:1200℃, 온도 유지 시간:2시간, 냉각 속도:200℃/시간, 분위기 가스:가습한 N₂+H₂ 혼합 가스로 했다. 어 닐링 조건은 승온 속도:200℃/시간, 유지 온도:1050℃, 온도 유지 시간:2시간, 냉각 속도:200℃/시간, 분위기 가스:가습한 N₂ 가스로 했다. 한편, 소성 및 어닐링시의 분위기 가스의 가습에는, 수온을 20℃로 한 물을 이용했다.

이어서, 얻어진 적층 세라믹 소성체의 단면을 샌드 블래스트로 연마 한 후, 외부 전극으로서 In-Ga를 도포하여, 도 1에 도시하는 적층 세라믹 콘덴서의 시료 1∼18을 얻었다.

얻어진 콘덴서 시료의 크기는 3.2㎜×1.6㎜×0.6㎜이며, 내부 전극층에 개재된 유전체층의 수는 4로 하고, 내부 전극층의 두께는 1.2㎛이었다. 표 1에, 각 시료의 유전체층의 1층당 두께(층간 두께)와, 소성 후의 유전체 입자의 평균 입자 직경을 나타냈다.

유전체층의 두께의 측정 방법으로서는, 우선, 얻어진 콘덴서 시료를 내부 전극에 수직한 면에서 절단하고, 그 절단면을 연마하고, 그 연마면을 금속 현미경으로 관찰함으로써 소결 후의 유전체층의 두께를 측정했다. 한편, 유전체층의 두께는 측정 점수 20점의 평균값으로 했다.

소성 후의 유전체 입자의 평균 입자 직경의 측정 방법으로서는, 상기 연마면에 케미칼 에칭을 실시하고, 그 후, 주사형 전자 현미경(SEM)에 의해 관찰을 행하고, 코드법에 의해 유전체 입자의 형상을 구로 가정하여 산출했다. 한편, 평균 입자 직경은 측정 점수 250점의 평균값으로 했다.

얻어진 각 콘덴서 시료에 대해서 하기에 나타내는 방법에 의해, 쇼트 불량 률, 비유전율, 고온 부하 수명 및 정전 용량의 온도 특성의 측정을 행했다.

쇼트 불량률

쇼트 불량률은 80개의 콘덴서 시료를 이용하고, 테스터로 도통 체크를 행했다. 그리고, 얻어진 저항값이 10Ω 이하의 것을 쇼트 불량으로서, 그 불량 개수를 구하고, 전체 개수에 대한 비율(%)을 산출했다. 쇼트 불량률은 낮을수록 바람직하다. 결과를 표 1에 나타낸다.

비유전율(εr)

콘덴서의 시료에 대하여, 기준 온도 20℃에 있어서, 디지털 LCR미터(요코가와전기(주)제 YHP4284)로, 주파수 1㎑, 입력 신호 레벨(측정 전압) 1Vrms/㎛의 조건하에서, 정전 용량 C를 측정했다. 그리고, 얻어진 정전 용량으로부터, 비유전율(단위 없음)을 산출했다. 비유전율은 클수록 바람직하고, 본 실시예에 있어서는, 비유전율은 1000 이상인 것이 바람직하다. 결과를 표 1에 나타낸다.

고온 부하 수명

콘덴서의 시료에 대하여, 160℃에서 20V/㎛의 직류 전압의 인가 상태로 유지함으로써, 고온 부하 수명을 측정했다. 이 고온 부하 수명은 10개의 콘덴서 시료에 대해서 행하고, 평균 수명 시간을 측정함으로써 평가했다. 평가로서, 인가 개시로부터 저항이 1자리 떨어질 때까지의 시간을 수명으로 정의했다. 수명 시간은 길수록 바람직하고, 본 실시예에 있어서는, 수명 시간은 30시간 이상인 것이 바람직하다. 결과를 표 1에 나타낸다.

정전 용량의 온도 특성

콘덴서의 시료에 대하여, 온도 -55℃ 및 85℃에서 정전 용량을 측정하고, 25℃에서의 정전 용량에 대한 -55℃ 및 85℃에서의 정전 용량의 변화율 ΔC_-55/C₂₅, ΔC₈₅/C₂₅(단위는 %)을 산출했다. 각 시료의 85℃에서의 정전 용량의 변화율 ΔC₈₅/C₂₅을 표 1에 나타낸다. 또, -55℃에서의 정전 용량의 변화율 ΔC_-55/C₂₅에 대해서는, 어느 시료도 ±10% 이내이었다.

(표 1)

표 1에, 비표면적 및 A/B가 상이한 티탄산바륨 원료 분말을 사용한 콘덴서 시료 1∼18의 티탄산바륨 원료의 분체 특성, 칩 특성 및 전기 특성을 나타냈다. 또, 도 2에 티탄산바륨 원료 분말의 A/B의 값과 소성 후의 유전체 입자의 평균 입자 직경과의 관계를 나타내는 그래프를, 도 3에 티탄산바륨 원료 분말의 A/B의 값과 고온 부하 수명과의 관계를 나타내는 그래프를 나타냈다.

한편, A/B의 값이 1.035를 초과하는 티탄산바륨 원료 분말을 사용한 콘덴서 시료에 대해서는, 소결성의 악화가 현저했기 때문에, 전기 특성 등의 각종 특성을 측정할 수 있는 바와 같은 시료를 얻을 수 없었다.

또, 비표면적이 50㎡/g을 초과하는 티탄산바륨 원료 분말을 사용한 콘덴서 시료에 대해서도, 제조시에 있어서의 원료 분말의 분산이 현저하게 곤란했기 때문에, 전기 특성 등의 각종 특성을 측정할 수 있는 바와 같은 시료를 얻을 수 없었다.

표 1 및 도 2로부터, 티탄산바륨 원료 분말의 A/B의 값이 증가하면, 평균 입자 직경이 작아지는 경향이 확인되었다. 또, A/B의 값이 1.006 이상인 실시예의 시료 12∼16에 있어서는, 어느 것이나 평균 입자 직경이 0.2㎛ 이하가 되고, 미세한 입자가 얻어졌다. 한편, A/B의 값이 1.006 미만인 비교예의 시료 1∼11은 어느 것이나 평균 입자 직경이 0.2㎛보다 커지는 결과가 되었다.

표 1 및 도 3으로부터, 티탄산바륨 원료 분말의 A/B의 값이 증가하면, 고온 부하 수명이 길어져 가는 경향을 확인할 수 있고, A/B의 값이 1.006 이상인 실시예의 시료 12∼16에 대해서는, 수명 시간이 어느 것이나 40시간을 초과하여, 양호한 결과가 되었다. 한편, 비교예의 시료 1∼11은 수명 시간이 어느 것이나 25시간 이하이었다. 또, 표 1보다 명백한 바와 같이, 특히 A/B의 값이 1.006 이상이 되면, A/B의 값의 변화에 대한 고온 부하 수명의 향상 효과가 커지는 것을 확인할 수 있다.

또한, 실시예의 시료 12∼16은 어느 것이나 쇼트 불량률이 0%, 비유전율이 1000 이상으로 양호한 결과가 되고, 또, 온도 특성에 대해서도 ΔC_-55/C₂₅, ΔC₈₅/C₂₅가 ±10% 이내가 되고, B 특성 및 X5R 특성을 만족하는 결과이었다.

이 결과로부터, 쇼트 불량률이 낮고, 양호한 비유전율 및 온도 특성을 가지며, 특히, 뛰어난 고온 부하 수명을 갖는 적층 세라믹 콘덴서를 얻기 위해서는, 주성분 원료의 티탄산바륨 원료 분말의 A/B의 값을 1.006≤A/B≤1.035로 하는 것이 바람직하고, 바람직하게는 1.006≤A/B≤1.020인 것을 확인할 수 있었다.

주성분 원료로서 비표면적이 8㎡/g 미만인 티탄산바륨 원료 분말을 사용한 비교예의 시료 17 및 18은 A/B의 값이 1.006≤A/B≤1.020인데도 불구하고, 평균 입자 직경이 0.2㎛보다 커지고, 고온 부하 수명이 15시간 이하가 되고, 고온 부하 수명 특성이 뒤떨어지는 결과가 되었다. 이 결과로부터, 티탄산바륨 원료 분말의 비표면적은 8∼50㎡/g인 것이 바람직하다는 것을 확인할 수 있었다.

(실시예 2)

부성분 원료로서, 표 2에 나타낸 각 부성분 원료를 사용한 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 적층 세라믹 콘덴서의 시료 19∼26을 제작하고, 실시예 1과 마찬가지로, 유전체층의 두께, 쇼트 불량률, 비유전율, 고온 부하 수명 및 정전 용량의 온도 특성의 측정을 행했다. 또, 콘덴서 시료 19∼26을 제작할 때에 사용한 티탄산바륨 원료 분말의 비표면적 및 A/B의 값에 대해서도, 실시예 1과 마찬가지로 측정했다. 사용한 티탄산바륨 원료의 분체 특성 및 부성분의 종류 및 첨가량, 콘덴서 시료의 칩 특성 및 전기 특성을 표 2, 3에 나타낸다.

(표 2)

(표 3)

표 2, 3으로부터, 어느 시료도 쇼트 불량률이 0%, 비유전율이 1000 이상으로 양호한 결과이며, 또, 온도 특성에 대해서도 ΔC_-55/C₂₅, ΔC₈₅/C₂₅가 ±10% 이내가 되고, B 특성 및 X5R 특성을 만족하는 결과이었다. 이 결과로부터, 사용하는 부성분을 표 2에 나타내는 각 화합물로서도, 본 발명의 효과가 얻어지는 것을 확인할 수 있었다.

본 발명에 의하면, 미세한 입자로 구성되고, 또한 콘덴서를 박층화한 경우에 있어서도, 양호한 전기 특성이나 온도 특성을 갖는 유전체 자기 조성물을 제공할 수 있다.

Claims

유전체입자를 함유하는 유전체 자기 조성물을 제조하는 방법으로서,

주성분 원료 및 부성분 원료를 함유하는 유전체 원료를 준비하는 공정과,

상기 유전체 원료를 소성하는 공정을 가지고,

상기 부성분 원료가, Mg의 산화물 및 소성 후에 Mg의 산화물이 되는 화합물 중 1종 이상과,

Mn의 산화물, Cr의 산화물 및 소성 후에 이들 산화물이 되는 화합물 중 1종 이상을 함유하고,

각각, 주성분 원료 100몰에 대하여, MgO, MnO, Cr₂O₃ 환산으로,

MgO:0.1∼3몰,

MnO+Cr₂O₃:0∼0.5몰(단, 0은 포함하지 않음)이며,

소성하기 전의 상기 주성분 원료가, ABO₃로 표시되는 페로브스카이트형 결정 구조인 티탄산바륨 원료 분말이고, A 사이트 성분과 B 사이트 성분의 비 A/B가 몰비로 1.006≤A/B≤1.035, 비표면적이 15∼50㎡/g인 원료 분말을 이용하는 것을 특징으로 하는 유전체 자기 조성물의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 부성분 원료가, 추가로, V의 산화물, W의 산화물, Ta의 산화물, Nb의 산화물 및 소성 후에 이들 산화물이 되는 화합물 중 1종 이상을 함유하고,

주성분 원료 100몰에 대하여, V₂O₅, WO₃, Ta₂O₅, Nb₂O₅ 환산으로,

V₂O₅+WO₃+Ta₂O₅+Nb₂O₅:0∼0.5몰(단, O는 포함하지 않음)인 것을 특징으로 하는 유전체 자기 조성물의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 부성분 원료가, 추가로, R(단, R은 Sc, Er, Tm, Yb, Lu, Y, Dy, Ho, Tb, Gd 및 Eu 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상)의 산화물 및 소성 후에 R의 산화물이 되는 화합물 중 1종 이상을 함유하고,

주성분 원료 100몰에 대하여, R₂O₃ 환산으로, 0∼5몰(단, 0은 포함하지 않음)인 것을 특징으로 하는 유전체 자기 조성물의 제조 방법.
제3항에 있어서, 상기 R의 산화물 및 소성 후에 R의 산화물이 되는 화합물이, Y의 산화물, Dy의 산화물, Ho의 산화물 및 소성 후에 이들 산화물이 되는 화합물 중 1종 이상인 것을 특징으로 하는 유전체 자기 조성물의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 부성분 원료가, 추가로, Si의 산화물 및 소성 후에 Si의 산화물이 되는 화합물 중 1종 이상을 함유하고,

주성분 원료 100몰에 대하여, SiO₂ 환산으로, 0.5∼12몰인 것을 특징으로 하는 유전체 자기 조성물의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 부성분 원료가, 추가로, Ba의 산화물, Sr의 산화물, Ca의 산화물 및 소성 후에 이들 산화물이 되는 화합물 중 적어도 2종을 함유하고,

주성분 원료 100몰에 대하여, BaO, SrO, CaO 환산으로,

BaO + SrO + CaO : 0.5∼12몰인 것을 특징으로 하는 유전체 자기 조성물의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 티탄산바륨 원료 분말의 상기 A 사이트를 구성하는 성분이, Ba, Sr 및 Ca 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유하고, 상기 B사이트를 구성하는 성분이, Ti 및 Zr로부터 선택되는 1종 또는 2종을 함유하는 것을 특징으로 하는 유전체 자기 조성물의 제조 방법.
유전체 입자를 함유하여 이루어지고,

주성분 원료 및 부성분 원료를 함유하는 유전체 원료를 소성함으로써 얻어지는 유전체 자기조성물로서,

상기 부성분 원료로서, Mg의 산화물 및 소성 후에 Mg의 산화물이 되는 화합물 중 1종 이상과,

Mn의 산화물, Cr의 산화물 및 소성 후에 이들 산화물이 되는 화합물 중 1종 이상을 함유하고,

각각, 주성분 원료 100 몰에 대하여 MgO, MnO, Cr₂O₃ 환산으로,

MgO : 0.1∼3몰,

MnO + Cr₂O₃: 0∼0.5몰(단, O는 포함하지 않음)인 원료분말을 사용하고,

또한, 소성하기 전의 상기 주성분 원료로서, ABO₃으로 표시된 페로브스카이트형 결정구조인 티탄산 바륨 원료 분말이고, A 사이트 성분과 B 사이트 성분의 비 A/B가 몰비로 1.006≤A/B≤1.035, 비표면적이 15∼50㎡/g인 원료분말을 이용하여 얻어지고,

상기 유전체 자기 조성물을 구성하는 유전체 입자의 평균입경이 0.02 ㎛ 이상 0.2㎛이하인 것을 특징으로 하는 유전체 자기 조성물.
제8항에 있어서, 상기 유전체 자기 조성물을 구성하는 소성 후의 유전체 입자의 평균 입자 직경이 0.2㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 유전체 자기 조성물.
제8항 기재의 유전체 자기 조성물로 구성되어 있는 유전체층을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 부품.
제8항 기재의 유전체 자기 조성물로 구성되어 있는 유전체층과 내부 전극층이 교대로 적층되어 있는 콘덴서 소자 본체를 갖는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서.
제11항에 있어서, 상기 유전체층의 두께가 4.5㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서.