KR100793050B1 - 적층 세라믹 콘덴서 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유전체 층을 박형화하여 고정전 용량화를 도모한 경우에도, 충분한 절연 저항을 유지할 수 있는 적층 세라믹 콘덴서를 제공한다.
본 발명의 콘덴서(10)(적층 세라믹 콘덴서)는, 내부 전극(12)과 유전체 층(14)이 교대로 적층된 콘덴서 소체(11)와, 이의 말단면에 설치된 외부 전극(15)을 포함하고 있다. 콘덴서 소체(11)에는, 내부 전극(12)과 유전체 층(14) 사이에, 고저항 층(24)이 설치되어 있다. 당해 고저항 층(24)은 세라믹 재료 및 Mn, Cr, Co, Fe, Cu, Ni, Mo 및 V로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 원소 및/또는 희토류 원소를 함유한다.
유전체 층, 박형화, 세라믹 콘덴서, 고저항 층, 희토류 원소, 콘덴서 소체.

Description

적층 세라믹 콘덴서{Laminated ceramic capacitor}
도 1은 실시 형태의 적층 세라믹 콘덴서의 단면 구조를 모식적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시한 적층 세라믹 콘덴서의 내부 전극(12)과 유전체 층(14)의 계면 근방을 확대하여 도시한 모식도이다.
도 3은 내부 전극과 유전체 층의 계면 근방의 투과형 전자현미경 사진을 도시한 도면이다.
부호의 설명
10…콘덴서, 11…콘덴서 소체, 12…내부 전극, 14…유전체 층, 15…외부 전극, 22…결정 입자, 24…고저항 층, 26…입계.
본 발명은 적층 세라믹 콘덴서에 관한 것이다.
종래, 적층 세라믹 콘덴서는 세라믹 재료로 이루어진 유전체 층과 내부 전극 이 교대로 적층된 구조를 갖고 있다. 최근, 이러한 적층 세라믹 콘덴서로서는, 소형이면서 정전 용량이 큰 특성을 가진 것이 요구되고 있다. 이러한 요구 특성을 만족시키기 위해서, 적층 세라믹 콘덴서에 있어서는, 유전체 층을 박형화하는 동시에 적층수를 증가시키는 것이 이루어지고 있다.
그런데, 적층 세라믹 콘덴서에는, 정전 용량이 큰 것 외에, 높은 절연 저항을 갖고 있는 것도 요구된다. 그러나, 이러한 절연 저항은 유전체 층의 두께에 비례하는 값이기 때문에, 상술한 바와 같이 유전체 층을 박형화하면, 큰 정전 용량이 수득되게 되는 반면, 절연 저항이 저하되는 경향이 있었다.
그래서, 유전체 층의 박형화에 의한 절연 저항의 저하를 억제할 수 있는 적층 세라믹 콘덴서로서, 유전체 층이 당해 층을 구성하고 있는 세라믹 재료 한 입자만으로 이루어진 구조, 즉 일층 일입자 구조를 갖는 것이 제안되어 있다[참조: 일본 특허공보 제3370933호].
그러나, 상기 종래 기술과 같은 일층 일입자 구조를 포함하는 유전체 층을 포함하는 적층 세라믹 콘덴서에 의해서도, 아직 충분한 절연 저항을 수득하는 것이 곤란한 경향이 있었다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 유전체 층을 박형화하여 고정전 용량화를 도모한 경우에도, 충분한 절연 저항을 유지할 수 있는 적층 세라믹 콘덴서를 제공하는 것을 목적으로 한다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명자들이 상세하게 검토한 결과, 상기 종래의 적층 세라믹 콘덴서에 있어서 절연 저항이 불충분해지는 것은, 이하의 원인에 의하기 때문인 것이 판명되었다. 즉, 유전체 층에 있어서, 세라믹 재료의 결정 입자 내부는 저항이 낮은 데 대하여, 입계는 비교적 높은 저항을 갖고 있다. 이로 인해, 적층 세라믹 콘덴서에 있어서, 유전체 층의 절연성은 이러한 고저항의 입계에 의해서 유지되는 경향이 크다. 그런데, 상술한 일층 일입자 구조를 포함하는 유전체 층에서는, 이러한 고저항의 입계가 극히 적어지고 있다. 이로 인해, 일입자 구조를 포함하는 유전체 층을 포함하는 적층 세라믹 콘덴서는 절연성이 불충분해지기 쉬운 것을 밝혀냈다.
본 발명자들은 이러한 지견에 기초하여 더욱 연구한 결과, 유전체 층과 내부 전극 사이에 특정한 층을 설치함으로써, 일층 일입자 구조를 포함하는 유전체 층을 갖는 적층 세라믹 콘덴서라도, 충분한 절연 저항이 수득되는 것을 밝혀내고, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
즉, 본 발명의 적층 세라믹 콘덴서는, 한 쌍의 전극, 한 쌍의 전극 사이에 배치되어 있고 세라믹 재료를 포함하는 유전 재료로 구성되어 있는 유전체 층, 및 전극과 유전체 층 사이에 배치되어 있고 세라믹 재료와 금속 원소를 포함하는 고저항 층을 포함하며, 유전체 층은 유전 재료의 입자를 포함하고, 이의 두께 방향에 있어서 하나의 유전 재료의 입자만으로 구성되어 있는 부분을 갖고 있고, 또한 고저항 층은 금속 원소로서 Mn, Cr, Co, Fe, Cu, Ni, Mo 및 V로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 금속 원소를 함유함을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 적층 세라믹 콘덴서는, 한 쌍의 전극, 한 쌍의 전극 사이에 배치되어 있고 세라믹 재료를 포함하는 유전 재료로 구성되어 있는 유전체 층, 및 전극과 유전체 층 사이에 배치되어 있고 세라믹 재료와 금속 원소를 포함하는 고저항 층을 포함하며, 유전체 층은 유전 재료의 입자를 포함하고, 이의 두께 방향에서 하나의 유전 재료의 입자만으로 구성되어 있는 부분을 갖고 있고, 또한 고저항 층은 금속 원소로서 희토류 원소를 함유함을 특징으로 한다.
이러한 적층 세라믹 콘덴서는, 전극(내부 전극)과 유전체 층 사이에, 세라믹 재료 및 소정의 금속 원소를 포함하는 고저항 층을 포함하고 있다. 당해 고저항 층은 유전체 층을 구성하는 유전 재료에 비해 절연성이 높은 것이다. 따라서, 상기 구성을 갖는 적층 세라믹 콘덴서는, 일층 일입자 구조를 포함하고 있고, 이로 인해 고저항인 입계 부분이 적어진 유전체 층을 포함하는 것임에도 불구하고, 절연 저항이 충분한 레벨로 유지된다.
고저항 층은 소정의 원소로서 상술한 2종 모두를 함유하고 있으면, 보다 우수한 절연성을 발휘할 수 있기 때문에 바람직하다. 즉, 본 발명의 적층 세라믹 콘덴서는, 한 쌍의 전극, 한 쌍의 전극 사이에 배치되어 있고 세라믹 재료를 포함하는 유전 재료로 구성되어 있는 유전체 층, 및 전극과 유전체 층 사이에 배치되어 있고 세라믹 재료 및 소정의 원소를 포함하는 고저항 층을 포함하며, 유전체 층은 유전 재료의 입자를 포함하고, 이의 두께 방향에 있어서 하나의 당해 입자만으로 구성되는 부위를 갖고 있고, 고저항 층은 소정의 원소로서 Mn, Cr, Co, Fe, Cu, Ni, Mo 및 V로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 원소 및 희토류 원소를 함유함을 특징으로 해도 양호하다.
희토류 원소로서는 Y, Dy, Gd, Ho, Sc, Er, Yb, Tb 및 Tm으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 원소가 적합하다.
또한, 고저항 층에 포함되어 있는 세라믹 재료는, 유전체 층에 포함되어 있는 세라믹 재료의 구성 원소와 동일한 원소를 포함하는 것이면 바람직하다. 이렇게 하면, 유전체 층에 비해 우수한 절연성을 갖는 고저항 층이 수득되기 쉽다.
또한, 본 발명의 적층 세라믹 콘덴서는, 상기 유전 재료가 Mn, Cr, Co, Fe, Cu, Ni, Mo 및 V로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 원소 및/또는 희토류 원소를 추가로 포함하는 것이면 바람직하다. 이러한 원소를 포함하는 유전 재료로 이루어진 유전체 층은 세라믹 재료의 안정성을 높이는 효과를 갖고 있다. 이로 인해, 이러한 원소를 포함하는 유전 재료에 의해, 종래 세라믹 재료의 경시적인 열화에 기인하여 발생하는 절연 저항의 저하를 억제하는 것도 가능해진다.
이와 같이 유전 재료가 상기 원소를 함유하는 경우, 유전 재료는 고저항 층에 포함되어 있는 소정의 원소와 동일한 원소를 함유하고 있으며, 또한 고저항 층 중의 당해 원소의 함유 비율이, 유전 재료의 입자 중에서 이와 동일한 원소의 함유 비율보다도 큰 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 유전체 층에 비해 현저히 우수한 절연성을 갖는 고저항 층이 수득되고, 그 결과 적층 세라믹 콘덴서의 절연 저항이 더욱 높아진다.
보다 구체적으로는, 소정의 원소로서 Mn, Cr, Co, Fe, Cu, Ni, Mo 및 V로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 함유하는 경우, 고저항 층에 포함되어 있는 당해 원소의 함유 비율은, 유전 재료의 입자 중에 포함되어 있는 동일한 원소의 함유 비율의 2배 이상이면 바람직하다. 또한, 소정의 원소로서, 희토류 원소를 함유하는 경우, 고저항 층 중에서의 당해 원소의 함유 비율은, 유전 재료로 구성되어 있는 입자 중에 포함되어 있는 동일한 원소의 함유 비율의 1.5배 이상이면 바람직하다.
이렇게 함으로써, 유전체 층에 비해 우수한 절연성을 갖는 고저항 층이 양호하게 수득된다. 또한, 유전 재료는 소정의 원소로서 상기 2종의 원소를 모두 포함하고 있어도 양호하며, 이 경우 각종 원소가 각각 상술한 조건을 만족시키고 있는 것이 바람직하다.
또한, 유전 재료에 포함되어 있는 세라믹 재료로서는 Ba 및 Ti를 주성분으로 하는 복합 산화물이 바람직하다. 이렇게 하면, 우수한 정전 용량 및 절연 저항을 갖는 세라믹 콘덴서가 수득된다.
또한, Mn, Cr, Co, Fe, Cu, Ni, Mo 및 V로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 원소로서는 Mn이 바람직하고, 또한 희토류 원소로서는 Y가 바람직하다. 즉, 고저항 층에 포함되어 있는 소정의 원소로서는 Mn 및 Y가 특히 바람직하다. 이에 의해, 정전 용량 및 절연 저항이 더욱 향상될 뿐만 아니라, 유전체 층의 열화가 한층 더 감소된다.
이하, 본 발명의 적합한 실시 형태에 관해서, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 동일 요소에는 동일 부호를 붙이고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 1은 실시 형태의 적층 세라믹 콘덴서의 단면 구조를 모식적으로 도시한 도면이다. 콘덴서(10)(적층 세라믹 콘덴서)는, 내부 전극(12)과 유전체 층(14)이 교대로 적층된 직방체 형상의 콘덴서 소체(11)와, 당해 콘덴서 소체(11)의 반대 반향의 말단면에 각각 설치된 외부 전극(15)을 포함하고 있다.
도 2는 도 1에 도시한 적층 세라믹 콘덴서의 내부 전극(12)과 유전체 층(14)의 계면 근방을 확대하여 도시한 모식도이다. 도시된 바와 같이, 유전체 층(14)은 다수의 결정 입자(22)(입자)가 배열된 구성을 갖고 있다. 또한, 각 결정 입자(22)(유전체 층(14))와 내부 전극(12) 사이에는 고저항 층(24)이 형성되어 있다.
콘덴서(10)에 있어서, 내부 전극(12)은 한쪽의 말단부가 콘덴서 소체(11)의 반대 방향의 말단면에 노출되도록 형성되어 있고, 또한 당해 말단부가 교대로 다른 말단면에 노출되도록 하여 적층된 상태로 되어 있다. 내부 전극(12)의 구성 재료로서는, 통상적으로 적층형의 전기 소자의 내부 전극으로서 사용되는 도전 재료이면 특별히 제한 없이 적용할 수 있다. 이러한 도전 재료로서는, 예를 들면, Ni나 Ni 합금을 들 수 있다. Ni 합금으로서는 95중량% 이상의 Ni와, Mn, Cr, Co, Al 등의 1종 이상을 함유하는 것이 바람직하다.
외부 전극(15)은 콘덴서 소체(11)에 있어서 내부 전극(12)의 말단부가 노출된 말단면에 각각 설치되어 있다. 이에 의해, 내부 전극(12)과 외부 전극(15)이 접속되어, 양자의 도통이 도모된다. 외부 전극(15)으로서는, Cu나 Cu 합금, Ni나 Ni 합금, Ag나 Ag 합금(예를 들면, Ag-Pd 합금), Sn이나 Sn 합금 등으로 이루어진 것을 들 수 있다. 또한, 콘덴서(10)의 제조 비용을 절감하는 관점에서는, 비교적 염가인 Cu나 Ni, 또는 이들의 합금을 사용하는 것이 바람직하다.
고저항 층(24)은 내부 전극(12)과 유전체 층(14) 사이에 형성된 층이고, 세라믹 재료 및 소정의 원소, 보다 상세하게는 금속 원소를 함유하고 있다. 고저항 층(24)에 포함되어 있는 금속 원소는 Mn, Cr, Co, Fe, Cu, Ni, Mo 및 V로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 금속 원소(이하, 「제1 원소」라고 한다) 또는 희토류 원소(이하,「제2 원소」라고 한다), 또는 이들의 조합이다.
제1 원소로서는 Mn 또는 Cr이 바람직하고, Mn이 보다 바람직하다. 또한, 제2 원소로서는 Y, Dy, Gd 또는 Ho가 바람직하고, Y가 보다 바람직하다. 고저항 층(24)이 제1 및 제2 원소를 조합하여 함유하고 있으면, 극히 우수한 절연성을 나타내기 때문에 특히 바람직하다. 이러한 적합한 조합으로서는 제1 원소가 Mn이고 제2 원소가 Y인 조합을 들 수 있다.
또한, 고저항 층(24)에 포함되어 있는 세라믹 재료는, 유전체 층(14)의 특성을 손상시키지 않는 것이면 특별히 제한 없이 적용 가능하다. 이러한 세라믹 재료로서는, 예를 들면, 후술하는 유전체 층(14)을 형성하고 있는 세라믹 재료의 구성 원소와 동일한 원소를 함유하는 것을 들 수 있다. 또한, 고저항 층(24)은, 상술한 금속 원소나 세라믹 재료 외에, 기타 불순물을 추가로 함유하고 있어도 양호하다.
유전체 층(14)은 세라믹 재료를 포함하는 유전 재료로 구성되는 것이다. 또한, 유전체 층(14)은 결정 입자(22)가 배열된 구성을 갖고 있고, 당해 결정 입자 (22)의 주위에는, 당해 입자(22)와 동일한 원소를 포함하는 세라믹 재료로 이루어진 영역(26)이 형성되어 있다. 그리고, 상술한 고저항 층(24)은 주로 결정 입자(22)와 내부 전극(12) 사이에 형성된 상기 영역이 연속하여 형성된다. 이러한 구성을 갖는 고저항 층(24)에 있어서, 상기 금속 원소는, 예를 들면, 세라믹 재료의 구성 원소와 치환된 상태로 존재하고 있다.
유전 재료에 포함되어 있는 세라믹 재료로서는, 통상적으로 세라믹 콘덴서에 적용될 수 있는 공지의 고유전율 세라믹 재료를 적용할 수 있다. 예를 들면, 티탄산바륨(BaTiO3)계 재료, 납 복합 페로브스카이트 화합물계 재료, 티탄산스트론튬(SrTiO3)계 재료 등을 예시할 수 있다. 또한, 유전 재료는 이러한 세라믹 재료 외에, 소결 조제 등의 기타 성분을 추가로 함유하고 있어도 양호하다.
세라믹 재료로서는, 상술한 것 중에서도, 우수한 유전율을 갖고 있고, 고정전 용량을 달성하는 것이 가능한 점에서, Ba 및 Ti를 주성분으로 하는 복합 산화물인 BaTiO3계 재료가 바람직하다. 이러한 BaTiO3계 재료에 의하면, 고저항 층(24)에 의한 절연성 향상 효과가 특히 양호하게 수득되는 경향이 있다.
BaTiO3계 재료로서는, 기본 조성이 BaTiO3이고, 당해 조성 중의 Ba나 Ti가 다른 금속 원소 등에 의해 적절하게 치환된 재료가 바람직하다. 예를 들면, Ba의 일부가 Ca나 Sr에 의해 치환된 재료나, Ti의 일부가 Zr에 의해 치환된 재료를 들 수 있다. 구체적으로는, BaTiO3계 재료로서는 [(Ba1-x-yCaxSry)O]m(Ti1-xZrx)O2이 적합하다. 여기에서, x는 각각 독립적으로 0 내지 0.25, 바람직하게는 0.05 내지 0.10이고, y는 0 내지 0.05, 바람직하게는 0 내지 0.01이며, z는 0.1 내지 0.3, 바람직하게는 0.15 내지 0.20이고, m은 1.000 내지 1.020, 바람직하게는 1.002 내지 1.015이다.
유전체 층(14)은, 상술한 바와 같이, 유전 재료로 이루어진 결정 입자(22)가 배열하여 구성된 것이다. 실시 형태의 콘덴서(10)에 있어서, 당해 유전체 층(14)은, 이의 두께 방향에 있어서, 하나의 결정 입자(22)만으로 형성된 부위(일층 일입자 구조)를 갖고 있다. 당해 일층 일입자 구조는, 유전체 층(14)의 폭 방향에서, 이의 전장에 대하여 10 내지 80% 정도 형성되어 있으면 바람직하고, 40% 정도 형성되어 있으면 보다 바람직하다. 또한, 이러한 일층 일입자 구조의 비율은, 이하에 나타낸 바와 같이 하여 산출할 수 있다. 즉, 우선, 콘덴서(10)를 내부 전극(12)에 대하여 수직 방향에서 절단한다. 이어서, 당해 절단면을 관찰하여, 당해 면에 노출되어 있는 각 결정 입자(22)의 입자 직경을 측정한 후, 이들의 평균 입자 직경을 산출한다. 그리고, 당해 절단면에 상기 평균 입자 직경의 간격으로 내부 전극(12)과 수직인 직선을 긋고, 이 중에서, 일층 일입자 구조에 걸려 있는 직선의 수를 센다. 그리고, 모든 직선의 수에 대한, 일층 일입자 구조에 걸려 있던 직선의 수의 비율을 산출하고, 이를 유전체 층(14)에 있어서의 일층 일입자 구조의 비율로 한다.
유전체 층(14)을 구성하는 유전 재료는, 상술한 세라믹 재료 외에, 고저항 층(24)에 포함된 금속 원소와 동일한 금속 원소를 함유하는 것이면 바람직하다. 즉, 유전 재료는 제1 원소 또는 제2 원소, 또는 이들을 조합하여 함유하고 있으면 바람직하다. 이러한 원소를 함유함으로써 유전체 층(14)이 안정화되고, 이에 의해 콘덴서(10)의 경시적인 절연 저항의 저하 등을 억제하는 것이 가능해진다.
이와 같이 유전 재료가 금속 원소를 함유하는 경우에는, 유전 재료 중의 금속 원소는, 고저항 층(24) 중의 금속 원소와 동일한 것이면 더욱 바람직하다. 이 경우, 고저항 층(24) 중의 금속 원소의 함유 비율이 결정 입자(22) 중의 금속 원소의 함유 비율보다도 크면 특히 바람직하다. 이러한 조건을 만족시키는 고저항 층(24)은 결정 입자(22)(유전체 층(14))에 비해 대폭 절연성이 우수해진다. 그 결과, 콘덴서(10)의 절연 저항이 극히 양호해진다.
구체적으로는, 고저항 층(24) 및 결정 입자(22)가 제1 원소를 포함하는 경우, 고저항 층(24)에 있어서의 당해 원소의 함유 비율은, 결정 입자(22) 중에서의 동일한 원소의 함유 비율의 2배 이상이면 바람직하고, 2 내지 15배이면 보다 바람직하고, 2 내지 10배이면 더욱 바람직하고, 2 내지 5배이면 더욱 바람직하다. 고저항 층(24) 중의 당해 원소의 함유 비율이 결정 입자(22) 내부에 대하여 2배 이상이면, 유전체 층(14)에 비해 절연성이 우수한 고저항 층(24)이 수득되기 쉬운 경향이 있다. 한편, 15배를 초과하면, 과잉의 금속 원소(제1 원소)에 의해 고저항 층(24)의 절연성이 저하될 우려가 있다.
또한, 제2 원소를 포함하는 경우, 고저항 층(24)에 있어서의 당해 원소의 함유 비율은, 결정 입자(22) 중에서의 동일한 원소의 함유 비율의 1.5배 이상이면 바람직하고, 1.5 내지 5배이면 보다 바람직하고, 1.5 내지 3배이면 더욱 바람직하다. 고저항 층(24) 중의 당해 원소의 함유 비율이 결정 입자(22) 내부에 대하여 1.5배 이상이면, 유전체 층(14)에 비해 절연성이 우수한 고저항 층(24)이 수득되기 쉬운 경향이 있다. 한편, 5배를 초과하면, 과잉의 희토류 원소에 의해 고저항 층(24)의 절연성이 저하될 우려가 있다.
또한, 고저항 층(24)이 제1 및 제2 원소를 조합하여 함유하는 경우에는, 양쪽의 원소가 각각 상술한 조건을 만족시키는 것이 바람직하다. 또한, 고저항 층(24) 또는 결정 입자(22) 중의 금속 원소의 함유 비율은, 예를 들면, 고저항 층(24) 또는 결정 입자(22)의 소정 부피의 전체 중량에 대한, 당해 부피 중에 포함되어 있는 금속 원소의 중량의 비율(중량%)로서 나타낼 수 있다. 이러한 금속 원소의 함유 비율은, 예를 들면, 공지의 조성 분석을 적용하여 산출할 수 있다. 조성 분석법으로서는, 예를 들면, 에너지 분산형 X선 분광(EDS)을 들 수 있다.
적합한 실시 형태의 콘덴서(10)는, 길이 1.5 내지 1.7mm ×폭 0.7 내지 0.9mm 정도의 사이즈를 갖는 것이다. 이러한 사이즈의 콘덴서(10)에 있어서, 내부 전극(12)의 두께는 바람직하게는 1 내지 5㎛, 보다 바람직하게는 1 내지 3㎛ 정도이고, 외부 전극의 두께는 바람직하게는 10 내지 50㎛ 정도이다. 또한, 유전체 층(14)의 두께는 1 내지 6㎛이면 바람직하고, 1 내지 4㎛이면 보다 바람직하다. 또한, 고저항 층(24)의 두께가 유전체 층(14)의 두께에 대하여 0.001 내지 5% 정도이면 더욱 바람직하다.
상술한 구성을 갖는 콘덴서(10)는, 예를 들면, 이하에 나타낸 바와 같은 공지된 적층 세라믹 콘덴서의 제조방법을 적용함으로써 제조 가능하다. 즉, 우선, 유전 재료를 구성하는 세라믹 재료의 원료를 준비하고, 칭량한다. 이어서, 당해 원료 혼합물에, 상술한 제1 및/또는 제2 원소의 원료, 그 밖의 성분을 첨가하여, 볼 밀 등에 의해 습식 혼합한다. 이러한 혼합물을 건조시킨 후, 800 내지 1300℃ 정도로 가소성한다.
그 후, 수득된 가소성물을 제트 밀이나 볼 밀에 의해 원하는 입자 직경이 될 때까지 분쇄한다. 당해 분쇄물에 결합제, 가소제 등을 혼합하여 유전체 페이스트를 제조한다. 또한, 이와 함께, 내부 전극(12)용의 도전 재료와, 결합제 및 용매를 포함하는 유기 비히클 등을 혼합하여 내부 전극 페이스트를 제조한다.
당해 유전체 페이스트 및 내부 전극 페이스트를 교대로 도포하여 적층함으로써, 유전체 페이스트층 및 내부 전극 페이스트층이 교대로 적층된 적층체를 수득한다. 그 후, 당해 적층체를 원하는 사이즈로 절단하여 그린칩을 수득한 후, 당해 그린칩을 가열하는 등하여 탈결합제 처리를 실시한다. 그 다음에, N2나 H2 등의 불활성 가스 분위기하에서, 1200 내지 1400℃ 정도로 본 소성을 실시하여, 콘덴서 소체(11)를 수득한다. 그리고, 수득된 콘덴서 소체(11)의 양 말단부에, 외부 전극(15)용 페이스트를 소결하여, 콘덴서(10)를 수득한다.
이러한 콘덴서(10)의 제조방법에 있어서, 고저항 층(24)을 형성하는 방법으로서는, 예를 들면, 유전체 페이스트를 도포하기 전후에, 고저항 층(24)용의 원료를 포함하는 페이스트를 도포하는 방법을 들 수 있다. 또는, 상술한 바와 같이 유전 재료가 금속 원소를 포함하는 경우에는, 당해 금속 원소의 원료의 첨가량을 통 상보다도 많게 하여, 이에 의해 결정 입자(22) 중에 고용할 수 없게 된 금속 원소를, 상술한 결정 입자(22) 주위의 영역, 특히 내부 전극(12)과 유전체 층(14) 사이에 형성되는 영역에 존재시킴으로써, 세라믹 재료 및 금속 원소를 포함하는 고저항 층(24)을 형성할 수도 있다.
이상 설명한 바와 같이, 실시 형태에 따르는 적층 세라믹 콘덴서인 콘덴서(10)는 내부 전극(12)과 유전체 층(14) 사이에 고저항 층(24)을 가짐을 특징으로 하는 것이다. 당해 콘덴서(10)는 일층 일입자 구조를 포함하는 얇은 유전체 층(14)을 갖고 있는 점에서 극히 정전 용량이 커지게 된다.
또한, 적합한 경우, 고저항 층(24)은 유전체 층(14)과 동일한 원소를 포함하는 세라믹 재료 및 유전체 층(14)에 포함된 것과 동일한 금속 원소를 포함하고 있고, 또한 당해 고저항 층(24)에 있어서의 금속 원소의 함유 비율은 유전체 층(14)에 있어서의 결정 입자(22)의 내부보다도 커지게 된다. 이러한 고저항 층(24)은 유전체 층(14)에 비해 우수한 절연성을 갖는 것이다. 따라서, 상기 구성을 갖는 콘덴서(10)는, 동일한 고저항 층을 갖지 않는 종래의 일층 일입자 구조를 포함하는 적층 세라믹 콘덴서에 비해, 우수한 절연 저항을 갖게 된다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것이 아니다.
적층 세라믹 콘덴서의 제조
우선, 세라믹 재료의 원료로서 BaTiO3, BaZrO3 및 CaTiO3, 금속 원소의 원료로서 MnCO3 및 Y2O3를 준비하고, 이들을 볼 밀에 의해 습식 혼합한 후, 1000℃에서 3시간 동안 가소성을 실시하였다. 당해 가소성물에 결합제, 가소제, 분산제 및 용매를 첨가하여 유전체 페이스트를 제조하였다. 또한, 이와 병행해서 도전 재료로서 Ni를 사용하고, 이것과 결합제, 용매, 분산제 및 가소제를 첨가하여 내부 전극 페이스트를 제조하였다.
다음에, 이러한 유전체 페이스트 및 내부 전극 페이스트를 교대로 적층한 후, 수득된 적층체를 원하는 형상 및 사이즈로 절단하여 그린칩을 수득하였다. 그 후, 그린칩을 가습한 N2 및 H2를 포함하는 분위기하 1300℃에서 2시간 동안 본 소성하여 콘덴서 소체를 수득하였다. 또한, 당해 콘덴서 소체에 대해, N2 분위기하 1000℃에서 3시간 동안 열처리를 실시함으로써, 유전체 층의 재산화 처리를 실시하였다. 그리고, 수득된 콘덴서 소체의 반대 방향의 말단면에, 소체측으로부터 Cu층, Ni층 및 Sn층을 순차적으로 갖는 3층 구조의 외부 전극을 형성하여, 도 1에 도시한 구조의 적층 세라믹 콘덴서를 수득하였다.
조성 분석
수득된 적층 세라믹 콘덴서를, 내부 전극에 대하여 수직인 방향에서 절단하여 얇은 막상으로 하였다. 그리고, 수득된 박막의 표면을 투과형 현미경(TEM)에 의해 관찰하였다. 도 3은, 내부 전극과 유전체 층의 계면 근방의 투과형 전자현미경 사진을 도시한 도면이다. 도 3에 있어서, 12, 14 및 24는 각각 내부 전극, 유전체 층 및 고저항 층을 나타내고 있다. 도 3으로부터, 수득된 적층 세라믹 콘덴서에 있어서는, 내부 전극과 유전체 층 사이에 고저항 층이 형성되어 있는 것이 확인되었다.
또한, 상술의 TEM 관찰과 동시에, 유전체 층에 있어서의 결정 입자 내의 영역 및 내부 전극과 유전체 층 사이에 형성된 고저항 층의 영역에서의 임의의 각 점에서, 에너지 분산형 X선 분광(EDS)에 의해 조성 분석을 실시하였다. 결정 입자 내의 영역에서의 각 점에서 수득된 결과를 표 1에 기재하였고, 고저항 층의 영역에서의 각 점에서 수득된 결과를 표 2에 각각 기재하였다. 또한, 표 1 및 표 2에서는 각 원소의 조성을 이의 산화물로 환산한 값(단위: 질량%)에 의해서 나타내고 있다.
측정점 No. BaO CaO TiO2 ZrO2 Y2O3 MnO
1 53.9 0.2 25.3 18.9 1.4 0.3
2 51.7 0.1 26.1 20.2 1.6 0.2
3 53.9 0.2 29.4 15.2 1.0 0.3
4 59.1 0.4 25.3 13.2 1.5 0.5
5 53.2 0.5 28.3 15.8 1.4 0.7
6 54.3 0.5 27.6 15.5 1.3 0.7
평균치 54.4 0.3 27.0 16.5 1.4 0.5
측정점 No. BaO CaO TiO2 ZrO2 Y2O3 MnO
7 61.5 0.5 22.7 10.8 2.4 2.2
8 63.5 1.0 22.2 7.5 4.0 1.8
9 61.8 0.9 23.8 7.9 3.4 2.1
10 57.6 1.1 27.3 8.4 3.1 2.5
11 55.3 1.0 29.2 8.5 3.3 2.8
평균치 59.9 0.9 25.0 8.6 3.2 2.3
표 1 및 표 2로부터, 실시예에서 수득된 적층 세라믹 콘덴서에서는, 세라믹 재료 중의 Mn 및 Y가 결정 입자 내보다도 고저항 층에 많이 포함되는 것이 확인되었다.
본 발명에 의하면, 일층 일입자 구조를 포함하는 박형의 유전체 층을 형성하고, 이에 의해 고정전 용량화를 도모한 경우라도, 충분한 절연 저항을 유지하는 것이 가능하고, 실용성이 매우 우수한 적층 세라믹 콘덴서를 제공하는 것이 가능해진다.

Claims (11)

  1. 한 쌍의 전극,
    한 쌍의 전극 사이에 배치되어 있고 세라믹 재료를 포함하는 유전 재료로 구성되어 있는 유전체 층 및
    전극과 유전체 층 사이에 배치되어 있고 세라믹 재료와 소정의 원소를 포함하는 고저항 층을 포함하고,
    유전체 층이 유전 재료의 입자를 포함하고 이의 두께 방향에 있어서 하나의 유전 재료의 입자만으로 구성되어 있는 부분을 갖고 있으며,
    고저항 층이 Mn, Cr, Co, Fe, Cu, Ni, Mo 및 V로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 소정의 원소를 함유하고, 유전 재료가 고저항 층에 포함되어 있는 소정의 원소와 동일한 원소를 함유하며, 고저항 층 중의 소정의 원소의 함유 비율이 유전 재료 입자 중의 당해 원소의 함유 비율보다도 큼을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서.
  2. 한 쌍의 전극,
    한 쌍의 전극 사이에 배치되어 있고 세라믹 재료를 포함하는 유전 재료로 구성되어 있는 유전체 층 및
    전극과 유전체 층 사이에 배치되어 있고 세라믹 재료와 소정의 원소를 포함하는 고저항 층을 포함하고,
    유전체 층이 유전 재료의 입자를 포함하고 이의 두께 방향에 있어서 하나의 유전 재료의 입자만으로 구성되어 있는 부분을 갖고 있으며,
    고저항 층이 소정의 희토류 원소를 함유하고, 유전 재료가 고저항 층에 포함되어 있는 소정의 희토류 원소와 동일한 원소를 함유하며, 고저항 층 중의 소정의 희토류 원소의 함유 비율이 유전 재료 입자 중의 당해 원소의 함유 비율보다도 큼을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서.
  3. 한 쌍의 전극,
    한 쌍의 전극 사이에 배치되어 있고 세라믹 재료를 포함하는 유전 재료로 구성되어 있는 유전체 층 및
    전극과 유전체 층 사이에 배치되어 있고 세라믹 재료와 소정의 원소를 포함하는 고저항 층을 포함하고,
    유전체 층이 유전 재료의 입자를 포함하고 이의 두께 방향에 있어서 하나의 유전 재료의 입자만으로 구성되어 있는 부분을 갖고 있으며,
    고저항 층이 Mn, Cr, Co, Fe, Cu, Ni, Mo 및 V로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 소정의 원소 및 소정의 희토류 원소를 함유하고, 유전 재료가 고저항 층에 포함되어 있는 소정의 원소 및 소정의 희토류 원소와 동일한 원소를 함유하고, 고저항 층 중의 소정의 원소 및 소정의 희토류 원소의 함유 비율이 유전 재료 입자 중의 당해 원소의 함유 비율보다도 큼을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 희토류 원소가 Y, Dy, Gd, Ho, Sc, Er, Yb, Tb 및 Tm으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 원소임을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서.
  5. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 고저항 층에 포함되어 있는 세라믹 재료가 유전체 층에 포함되어 있는 세라믹 재료의 구성 원소와 동일한 원소를 포함함을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    고저항 층 중의 소정의 원소의 함유 비율이 유전 재료 입자 중의 당해 원소의 함유 비율의 2 내지 15배임을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서.
  9. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    고저항 층 중의 소정의 희토류 원소의 함유 비율이 유전 재료 입자 중의 당해 원소의 함유 비율의 1.5 내지 5배임을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서.
  10. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 유전 재료에 포함되어 있는 세라믹 재료가 Ba 및 Ti를 주성분으로 하는 복합 산화물임을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서.
  11. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 고저항 층에 포함되어 있는 소정의 원소가 Mn 및 Y임을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100908681B1 (ko) 2009-04-16 2009-07-29 주식회사 한국나이스기술단 배전용 인입전선 연결단자

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101274953B1 (ko) * 2008-02-05 2013-06-13 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 유전체 세라믹 및 적층 세라믹 콘덴서
US20100118466A1 (en) * 2008-11-07 2010-05-13 The Government Of United States Of America, As Representedby The Secretary Of The Navy Ceramic lamellar composites
KR101025523B1 (ko) * 2008-12-04 2011-04-04 삼성전기주식회사 캐패시터
US8561271B2 (en) 2009-12-16 2013-10-22 Liang Chai Methods for manufacture a capacitor with three-dimensional high surface area electrodes
TW201135766A (en) * 2010-04-01 2011-10-16 Chien-Chiang Chan Energy storage device
US8885322B2 (en) * 2010-10-12 2014-11-11 Apricot Materials Technologies, LLC Ceramic capacitor and methods of manufacture
KR102061502B1 (ko) 2013-03-19 2020-01-02 삼성전기주식회사 적층 세라믹 전자부품 및 이의 제조방법
US9589726B2 (en) 2013-10-01 2017-03-07 E1023 Corporation Magnetically enhanced energy storage systems and methods
CN106571230A (zh) * 2016-11-09 2017-04-19 安徽锐光电子科技有限公司 超高频电容
US11600446B2 (en) 2019-12-27 2023-03-07 Murata Manufacturing Co., Ltd. Multilayer ceramic capacitor
KR20230062024A (ko) * 2021-10-29 2023-05-09 삼성전기주식회사 커패시터 부품

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010082166A (ko) * 2000-02-16 2001-08-29 가와다 미쓰구 적층 세라믹 콘덴서와 그 제조 방법
KR20010100835A (ko) * 2000-03-30 2001-11-14 가와다 미쓰구 적층 세라믹 콘덴서 및 그 제조 방법

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5566045A (en) * 1994-08-01 1996-10-15 Texas Instruments, Inc. High-dielectric-constant material electrodes comprising thin platinum layers
JP3370933B2 (ja) 1998-05-01 2003-01-27 太陽誘電株式会社 積層セラミックコンデンサ
JP2000236075A (ja) * 1999-02-12 2000-08-29 Sony Corp 誘電体キャパシタの製造方法および半導体記憶装置の製造方法
JP3760364B2 (ja) * 1999-07-21 2006-03-29 Ｔｄｋ株式会社 誘電体磁器組成物および電子部品
JP2002050536A (ja) * 2000-07-31 2002-02-15 Murata Mfg Co Ltd 耐還元性誘電体セラミックおよび積層セラミックコンデンサ
JP2002260951A (ja) * 2000-12-28 2002-09-13 Denso Corp 積層型誘電素子及びその製造方法，並びに電極用ペースト材料
JP2002289462A (ja) * 2001-03-27 2002-10-04 Alps Electric Co Ltd 薄膜キャパシタの製造方法とその薄膜キャパシタを備えた温度補償用薄膜コンデンサ及び電子機器と電子回路

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010082166A (ko) * 2000-02-16 2001-08-29 가와다 미쓰구 적층 세라믹 콘덴서와 그 제조 방법
KR20010100835A (ko) * 2000-03-30 2001-11-14 가와다 미쓰구 적층 세라믹 콘덴서 및 그 제조 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100908681B1 (ko) 2009-04-16 2009-07-29 주식회사 한국나이스기술단 배전용 인입전선 연결단자

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Publication number Publication date
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