KR101043462B1 - 유전체 조성물 및 이로부터 제조된 세라믹 전자 부품 - Google Patents

유전체 조성물 및 이로부터 제조된 세라믹 전자 부품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유전체 조성물 및 이를 포함하는 세라믹 전자 부품에 관한 것으로, (a) 2.5 ~ 6.0 m2/g의 비표면적을 갖는 바륨타이탄나이트(barium titanate)와, (b) Mg, Ca, Sr, Ba 및 Zr 중 어느 하나의 산화물 및 이들 중 어느 하나의 탄화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 혼합물과, (c) Sc, Y, La, Ac, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb 및 Lu으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 산화물과, (d) Cr, Mn, Fe, Co 및 Ni로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 산화물과, (e) V, Nb 및 Ta으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 산화물과, (f) Si 및 Al으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 산화물을 포함하는 유전체 조성물을 포함하여, X8R특성을 만족하고, 저온 소성이 가능하며, 고신뢰성을 얻을 수 있다.
유전층, X8R, 세라믹, 비표면적, 조성

Description

유전체 조성물 및 이로부터 제조된 세라믹 전자 부품{DIELETRIC COMPOSITION AND CERAMIC ELECTRONIC COMPONENT MANUFACTURED THEREFROM}
본원 발명은 유전체 조성물 및 이로부터 제조된 세라믹 전자 부품에 관한 것으로, 구체적으로 주요 성분의 비표면적을 한정하며, 상기 유전체 조성물의 조성 및 함량을 조절하여 X8R 특성을 만족함과 더불어 소성 온도를 낮출 수 있는 유전체 조성물 및 이로부터 제조된 세라믹 전자 부품에 관한 것이다.
오늘날, 전자 및 전기 산업은 고집적화, 소형화 및 경량화되어 가고 있는 추세이다. 이에 따라, 전자 및 전기 산업에 적용되는 적층 세라믹 콘덴서에 있어서도 고용량화 및 소형화가 강력히 요구되고 있다.
이와 같은 적층 세라믹 콘덴서는 자동차의 전자 부품으로도 사용되고 있다. 예컨대, 적층 세라믹 콘덴서는 자동차의 엔진룸 내에 탑재하는 엔진 전자 제어 유닛(ECU), 크랭크각 센서, 안티 록 브레이 시스템(ABS) 모듈등의 전자 장치에 적용될 수 있다. 상기 자동차의 전자 장치는 가혹한 환경, 예컨대 -20℃ 내지 130℃의 온도 범위를 갖는 환경에 노출될 수 있다. 더욱이, 상기 자동차의 전자 장치는 외부에 배치하는 경우도 많아짐에 따라, 상기 자동차의 전자 장치는 더욱 가혹한 환경에 노출될 수 있다. 이로써, 상기 자동차의 전자 장치는 다른 산업 분야에 적용되는 전자 장치에 비해 더욱 큰 내열성 및 신뢰성이 요구된다. 이에 따라, 상기 전자 장치에 포함되는 상기 적층 세라믹 콘덴서도 넓은 온도 범위의 환경에서 신뢰성을 유지함과 더불어 고용량화되어야 한다.
이와 같은 상기 적층 세라믹 콘덴서를 형성하기 위해서, 먼저 넓은 온도 범위, 예컨대 EIA 규격의 X8R 특성을 만족하며, 높은 유전상수를 갖는 유전체 재료를 확보하기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다. 여기서, X8R 특성은 - 55℃ 내지 150℃의 범위에서 ±15%이내의 용량 변화를 갖는 것을 의미한다.
예컨대, 일본특허공개공보 2007-22819에는 티탄산밸륨을 주성분으로 하고, 산화실리콘을 주성분으로 하는 소결조제 및 BaZrO3, SrZrO3, MgZrO3 중 어느 하나를 포함하는 부성분 및 기타 부성분등을 포함하는 유전체 재료가 개시되어 있다. 상기 유전체 재료는 X8R 특성을 가지며, 이와 동시에 IR 온도 의존성 및 환원성 분위기 속에서의 소성이 가능하다.
그러나, 상기 유전체 재료는 1260℃이상의 높은 소성온도를 가짐에 따라, 고용량 적층 세라믹 콘덴서 제작이 어렵다. 이는, 고용량 적층 세라막 콘덴서는 유전체의 층간에 Ni 내부 전극이 배치되므로, 1260℃이상의 높은 온도에서 상기 유전층과 Ni 내부 전극을 동시에 소성할 경우, 상기 Ni 내부 전극의 수축 및 뭉침 현상에 의해 상기 Ni 내부 전극이 단락되는 문제점이 발생할 수 있기 때문이다. 이로 인해, Ni 내부 전극층은 얇은 두께로 형성되는데 한계가 있고, 결국 고적층을 통해 고용량 적층 세라믹 콘덴서를 제작하는데 어려움이 있다.
따라서, 종래 전자 장치가 가혹한 환경에 노출됨에 따라, X8R 특성등을 만족하는 유전체 재료가 개발되었으나, 높은 소성온도를 가짐에 따라, 고용량을 갖는 전자부품을 제조하는데 한계가 있었다.
본 발명의 과제는 주요 성분의 비표면적을 한정하며, 상기 유전체 조성물의 조성 및 함량을 조절하여 X8R 특성을 만족함과 더불어 소성 온도를 낮출 수 있는 유전체 조성물 및 이로부터 제조된 세라믹 전자 부품에 관한 것이다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은 유전체 조성물을 제공한다. 상시 유전체 조성물은 (a) 2.5 ~ 6.0 m2/g의 비표면적을 갖는 바륨타이탄나이트(barium titanate)와, (b) Mg, Ca, Sr, Ba 및 Zr 중 어느 하나의 산화물과 이들 중 어느 하나의 탄화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 혼합물과, (c) Sc, Y, La, Ac, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb 및 Lu으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 산화물과, (d) Cr, Mn, Fe, Co 및 Ni로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 산화물과, (e) V, Nb 및 Ta으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 산화물과, (f) Si 및 Al으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 산화물을 포함한다.
또한, 상기 바륨타이탄나이트는 BamTiO3로 표시되며, 상기 m은 0.995≤m≤1.010을 만족한다.
또한, 상기 (a)성분 100몰에 대하여, (b)성분의 함량은 3 내지 10몰을 포함하고, (c)성분의 함량은 1 내지 9몰을 포함하고, (d)성분의 함량은 0.01 내지 1몰을 포함하고, (e)성분의 함량은 0.01 내지 1몰을 포함하며, (f)성분의 함량은 1.5 내지 5몰을 포함한다.
또한, 상기 [((b)성분의 총몰수-Zr 산화물의 몰수)/(f)성분의 몰수]의 값은 1 내지 1.5의 범위를 가질 수 있다.
또한, 상기 [(c)성분의 몰수/(f)성분의 몰수]의 값은 1.5 내지 3의 범위를 가질 수 있다.
또한, 상기 (b)성분, (c)성분, (d)성분, (e)성분 및 (f)성분을 포함하는 혼합물의 비표면적은 5.0m2/g~100m2/g의 범위를 가질 수 있다.
또한, (g) Li 산화물을 더 포함하며, 상기 (a)성분 100몰에 대하여 상기 (g)성분은 0.01 내지 (0.6)몰을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 (b)성분, (c)성분, (d)성분, (e)성분, (f)성분 및 (g)성분을 포함하는 혼합물의 비표면적은 5.0m2/g~100m2/g의 범위를 가질 수 있다.
또한, 상기 (b)성분 및 상기 (e)성분은 단일 산화물 형태를 가질 수 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 다른 일 측면은 상기 유전체 조성물로부터 제조된 유전층을 포함하는 세라믹 전자 부품을 제공한다.
본원 발명에 의한 유전체 조성물에 있어서, 1260℃ 이하까지 소성온도를 낮출 수 있어, 저가의 Ni등을 이용하여 내부전극을 형성할 수 있어, 단가를 낮추며 고용량의 세라믹 전자부품을 형성할 수 있다.
또한, 상기 유전체 조성물은 X8R 특성을 만족함과 더불어, 환원 분위기 하에 소성이 가능하며, 우수한 유전 특성을 가질 수 있다.
또한, 상기 유전체 조성물로부터 제조된 세라믹 전자부품은 고온 가속 수명과 CR곱값을 향상시키며, 우수한 신뢰성을 확보할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예들은 세라믹 전자 부품의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되어지는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설 명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 적층 세라믹 콘덴서의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 적층 세라믹 콘덴서는 서로 교대로 적층된 유전층(110)과 내부 전극(120)을 포함한다. 이에 더하여, 상기 적층된 유전층(110)과 내부전극(120)의 양단부에 각각 배치되며, 상기 내부 전극(120)의 단부와 접속된 제 1 및 제 2 외부전극(130, 140)을 더 포함할 수 있다.
상기 유전층(110)은 X8R 특성을 만족하며, 저온 소성이 가능한 유전체 조성물로부터 형성할 수 있다.
상기 유전체 조성물은 주성분인 (a)성분과, 첨가제인 (b) 내지 (f)성분을 포함할 수 있다.
상기 (a)성분은 2.5 ~ 6.0 m2/g의 비표면적값을 갖는 바륨타이탄나이트(barium titanate)일 수 있다. 여기서, 상기 비표면적값이 2.5m2/g미만일 경우, 소성온도가 증가하며, 고온신뢰성이 저하되는 문제점이 있다. 반면, 상기 비표면적값이 6.0m2/g초과할 경우, 유전상수값이 저하되는 문제점이 있다.
상기 바륨타이탄나이트는 BamTiO3로 표시될 수 있다. 여기서, 상기 m은 0.995≤m≤1.010을 만족한다. 이는, 상기 m이 0.995 미만일 경우, 환원성 분위기 소성에서 쉽게 환원되어 반도성 물질로 변할 수 있다. 반면, 상기 m이 1.010으로 초과할 경우, 소성 온도가 증가할 수 있다.
상기 (b)성분은 내환원성, 입성장 제어 및 소결 안정성을 부여하는 역할을 한다. 이와 동시에, 상기 (b)성분은 유전 특성을 안정화시키는 역할을 한다.
상기 (b)성분은 Mg, Ca, Sr, Ba 및 Zr으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 산화물을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 산화물은 단일 산화물 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 Ba의 산화물 형태는 BaO일 수 있다. 또는, 상기 (b)성분은 Mg, Ca, Sr, Ba 및 Zr으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 탄화물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 Ba의 탄화물 형태는 BaCO3일 수 있다.
상기 (b)성분은 단일 물질로 이루어질 수도 있으며, 적어도 두가지 이상의 물질들이 혼합되어 있을 수도 있다. 여기서, (b)성분이 적어도 두가지 이상의 물질들이 혼합될 경우, 다른 종의 산화물 또는 다른 종의 탄화물들로 구성될 수 있다. 또는, (b)성분은 서로 혼합된 산화물 및 탄화물을 포함할 수도 있다.
상기 (b)성분의 함량은 상기 (a)성분 100몰에 대하여 3 내지 10몰일 수 있다. 여기서, 상기 (b)성분이 2 종 이상으로 함유될 경우, 상기 (b)성분의 함량은 2종 이상을 합산한 값일 수 있다. 이때, 상기 (b)성분의 함량이 3몰 미만일 경우, 유전체 조성물은 환원성 분위기 소성에서 쉽게 환원되어 입성장 제어가 어렵다. 반면, 상기 (b)성분의 함량이 10몰을 초과할 경우, 상기 유전체 조성물의 소결온도가 급격하게 상승할 뿐만 아니라, 유전상수 값이 저하되는 요인이 된다.
상기 (c)성분은 고온 가속 수명을 향상시키며, 큐리 온도(Tc)이상에서 용량 변화를 안정화시키는 역할을 한다. 여기서, 상기 큐리 온도(Tc)는 상전이가 일어나는 즉, 정방정계상(tetragonal phase)에서 입방체상(cubic phase)으로 전이되는 온도영역에서 최고값의 유전상수값을 갖는 온도이다. 즉, 상기 (c)성분은 X8R 특성을 만족시키는 역할을 하게 된다.
상기 (c)성분은 희토류 산화물일 수 있다. 예컨대, 상기 (c)성분은 Sc, Y, La, Ac, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb 및 Lu으로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘이상의 산화물을 포함할 수 있다.
상기 (c)성분의 함량은 상기 (a)성분 100몰에 대하여 1 내지 9몰일 수 있다. 이때, 상기 (c)성분의 함량이 1몰 미만일 경우, 고온 가속 수명이 저하될 수 있다. 또한, 온도에 따른 유전상수 변화율이 불안정하여, 상기 유전층을 포함하는 상기 세라믹 전자 부품의 신뢰성이 저하될 수 있다. 반면, 상기 (c)성분의 함량이 9몰을 초과할 경우, 소결 온도가 상승하게 되고, 유전상수 값이 저하되는 문제점이 있다.
상기 (d)성분은 절연저항(IR)을 증가시키고 고온 가속 수명을 향상시키는 역할을 할 수 있다. 상기 (d)성분은 Cr, Mn, Fe, Co 및 Ni로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 산화물일 수 있다.
상기 (d)성분의 함량은 상기 (a)성분 100몰에 대하여 0.01 내지 1몰일 수 있다. 이때, 상기 (d)성분의 함량이 0.01몰 일 경우, 고온 가속 수명이 저하되며, 온도에 따른 유전상수 변화율이 불안정하다. 반면, 상기 (d)성분의 함량이 1몰을 초과할 경우, 유전율과 절연저항의 곱(CR곱)이 저하되는 문제점이 있다.
상기 (e)성분은 상기 (c)성분과 함께 고온 가속 수명을 향상시키고, 큐리 온도(Tc)이상에서의 용량변화를 안정화시키는 역할을 한다. 상기 (e)성분은 V, Nb 및 Ta으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 산화물일 수 있다.
상기 (e)성분의 함량은 상기 (a)성분 100몰에 대하여 0.01 내지 1몰일 수 있다. 이때, 상기 (e)성분의 함량이 0.01몰 미만일 경우, 고온 가속 수명이 저하되는 문제점이 있다. 반면, 상기 (e)성분의 함량이 1몰을 초과할 경우, CR곱이 저하되는 문제점이 있다.
상기 (f)성분은 소결조제의 역할을 한다. 즉, 상기 (f)성분은 상기 (a)성분 또는 상기 (b)성분과 반응하여, 유전체 조성물의 소결성을 부여하는 역할을 한다. 상기 (f)성분은 Si 및 Al으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 산화물일 수 있다. 여기서, 상기 (f)성분은 편석 문제가 발생하지 않고, 신뢰성이 저하되는 것을 방지하기 위해 단일 산화물 형태를 가질 수 있다.
상기 (f)성분의 함량은 상기 (a)성분 100몰에 대하여 1.5 내지 5몰일 수 있다. 이때, 상기 (f)성분의 함량이 1.5몰 미만일 경우, 소성 온도가 증가하는 문제점이 있다. 반면, 상기 (f)성분의 함량이 5몰을 초과할 경우, 입성장을 제어하는데 어려움이 있다.
또한, (b)성분이 Zr 산화물을 구비할 경우, [((b)성분의 총몰수-Zr 산화물의 몰수)/((f)성분의 몰수)]의 몰비가 1 내지 1.5의 범위를 가지도록 한다. 여기서, 상기 몰비가 1 미만일 경우, 소결 온도가 낮아지는 반면 고온 가속 수명이 저하되 고 소결온도가 불안정하다는 문제점이 있다. 반면에, 상기 몰비가 1.5를 초과할 경우, 소결 온도가 높아지는 문제점이 있다.
또한, [(c)성분의 몰수/(f)성분의 몰수]의 몰비는 1.5 내지 3의 범위를 가질 수 있다. 이때, 상기 몰비가 1.5미만일 경우, 입성장 제어가 어렵고 고온 가속 수명이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 소결 온도가 불안정해지는 문제점이 있다. 반면, 상기 몰비가 3을 초과할 경우, 소결 온도가 높아지는 문제점이 있다.
또한, 상기 (b)성분, (c)성분, (d)성분, (e)성분 및 (f)성분을 포함하는 혼합물의 비표면적값은 5.0m2/g~100m2/g의 범위를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 유전체 조성물의 소결하는 공정에서, 상기 (a)성분과 상기 혼합물간의 반응성을 향상시킬 수 있다. 이로써, 상기 유전체 조성물의 소결온도를 낮출 수 있으며, 유전 특성을 향상시킬 수 있다. 그러나, 상기 비표면적값이 100m2/g을 초과할 경우, 신뢰성은 향상될 수 있으나, 용량저하가 발생할 수 있다.
이에 더하여, 상기 유전체 조성물은 소결 온도를 낮출 수 있는 (g)성분을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 (g)성분은 Li 산화물일 수 있다.
상기 (g)성분의 함량은 상기 (a)성분 100몰에 대하여 0.01 내지 0.6몰일 수 있다. 여기서, 상기 (g)성분은 상기 유전체 조성물에 포함되지 않을 수도 있다. 이때, 상기 (g)성분의 함량이 0.01이상일 경우, 소결 온도를 낮출 수 있다. 그러나, 상기 (g)성분의 함량이 0.6몰을 초과할 겨우, 소결 온도가 더욱 낮아지게 되는 장범이 있으나 오히려 신뢰성이 저하되는 문제점을 초래한다. 또한, 상기 (g)성분인 Li가 휘발되어, 유전체 조성물은 불균일하게 소결될 수 있어, 상기 유전체 조성물의 소성중에 내부에서 발생된 응력에 의해 미세크랙을 발생할 수 있다.
이때, (a)성분과 상기 혼합물의 반응성을 향상시키기 위해, 상기 (b)성분, (c)성분, (d)성분, (e)성분, (f)성분 및 (g)성분을 포함하는 혼합물의 비표면적값은 5.0m2/g~100m2/g의 범위를 가질 수 있다.
상기 내부 전극(120)은 전도성 재질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 상기 전도성 재질은 Cu, W 및 Mo의 단일막이거나 이들 중 적어도 2이상의 합금일 수 있다. 또는, 상기 전도성 재질은 In-Ga, Ag, Ag-10pd, 카본, 흑연, 카본-흑연의 혼합물 중 어느 하나일 수 있다. 상기 내부 전극(120)의 재질에 대해서 한정하는 것은 아니지만, Ni이나 Ni 합금으로도 형성할 수도 있다. 여기서, 상기 Ni합금은 Ni와 Mn, Cr, Cl 및 Al 중 어느 하나 이상의 합금일 수 있다.
상기 Ni 또는 Ni 합금은 다른 전도성 재질에 비해 저가이며, 고용량의 전자부품을 형성할 수 있다. 그러나, 상기 Ni 또는 Ni 합금 중 어느 하나와 유전체 조성물을 1260℃이상의 높은 소성 온도에서 소성할 경우, 상기 Ni 내부 전극의 수축 및 뭉침 현상에 의해 상기 Ni 내부 전극이 단락될 수 있는 문제점이 있었다. 그러나, 상기 유전층(110)을 형성하는 유전체 조성물은 1260℃이하에 소성이 가능하므로, 상기 Ni 내부 전극의 수축 및 뭉침 현상에 의해 상기 Ni 내부 전극의 단락 불량을 해결할 수 있다. 또한, 상기 유전체 조성물은 환원성 분위기 중에서 소성하여도 환원되지 않는 내환원성을 가지므로, 상기 Ni 및 Ni 합금중 적어도 어느 하나로 상기 내부 전극(120)을 형성할 수 있어, 고용량의 적층 세라믹 콘덴서(100)를 제조할 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 외부전극(130, 140)은 전도성 재질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 상기 전도성 재질은 Cu, W, Ni 및 Mo의 단일막이거나 이들 중 적어도 2이상의 합금일 수 있다. 또는, 상기 전도성 재질은 In-Ga, Ag, Ag-10pd, 카본, 흑연, 카본-흑연의 혼합물 중 어느 하나일 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예에서 상기 제 1 및 제 2 외부전극(130, 140)의 재질을 한정하는 것은 아니다.
따라서, 본 발명의 실시예에서 유전체 조성물을 구성하는 재질의 비표면적값, 성분 및 함량등을 조절하여, 유전체 조성물의 소결 온도를 낮출 수 있다. 또한, X8R 특성을 만족하며, 이와 동시에 우수한 유전특성을 갖는 유전층을 형성할 수 있다. 또한, 상기 유전층을 포함하는 세라믹 전자 부품에 있어서, 고온 신뢰성, CR곱의 값 및 고온 가속 수명을 개선할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 유전체 조성물은 적층 세라믹 콘덴서의 유전층으로 사용되는 것으로 한정하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 유전체 조성물은 압전소자, 칩 인덕터, 칩 배리스터 및 칩 저항과 같은 세라믹 전자부품의 유전체를 형성하는데 사용될 수 있다.
이하, 본 발명은 실험예를 통해 더욱 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 하기 실험예에 한정되지 않는다.
<실험예>
하기 표 1과 같이 유전체 조성물을 조제하였다. 지르코니아 볼을 혼합 및 분산 메디아로 사용하여 상기 유전체 조성물을 분산제와 함께 용매에 분산시켰다. 여기서, 용매는 에탄올과 톨루엔을 혼합하여 사용하였다. 이후, 상기 분산된 유전체 조성물과 바인더를 혼합하여, 슬러리로 제조하였다. 이후, 상기 슬러리를 기재상에 닥터 블레이드를 이용하여 도포 및 건조하여 세라믹 시트를 제조하였다. 이후, 상기 세라믹 시트상에 Ni를 인쇄하여, 내부 전극을 형성하였다.
이와 같은 작업을 20회 수행하여, 상기 세라믹 시트와 내부전극이 20층으로 적층된 적층체를 형성하였다. 이후 상기 적층체를 가압 및 절단하여 시편을 제조하였다.
상기 시편은 상기 바인더를 제거하기 위한 가소성을 수행한 후, 환원 분위기의 1220 내지 1330℃사이에서 소성하였다. 이후, 상기 소성된 시편은 재산화시키기 위해 1000℃의 온도에서 가열하였다. 이후, 상기 시편에 터미네이션 공정을 수행하여, 상기 시편의 내부전극과 접속된 외부전극을 형성하였다.
시편 No. (a)성분의 비표면적 (m2/g) (a)성분 100mol 당 각성분의 몰 제1몰비 제2몰비
(b)성분 (c)성분 (d)성분 (e)성분 (f)성분
실험예 1 5.3 8.9 8.0 0.25 0.3 3.5 1.34 2
비교예 1 1.8 8.9 8.0 0.25 0.3 3.5 1.34 2
실험예 2 4.5 9.2 6.5 0.4 0.3 3.5 1.42 1.71
비교예 2 3.4 11.7 7.0 0.35 0.3 4 1.65 1.75
비교예 3 2.8 9.0 10.0 0.7 0.2 4.5 1.11 2.22
비교예 4 5.3 7.4 8.0 1.1 0.2 4.5 1.38 1.78
비교예 5 4.5 8.1 4.0 0.45 1.5 3 1.33 1.66
비교예 6 4.5 8.0 9.0 0.35 0.1 1 1.45 1.63
상기 표 1에 있어서, (b) 성분은 Mg 산화물, Ba 산화물, Ca 산화물, Zr 산화물, 및 Sr 산화물의 혼합물이다. (c) 성분은 Y 산화물, Yb 산화물 및 Dy 산화물의 혼합물이다. (d)성분은 Mn 산화물, Cr 산화물 및 Mo 산화물의 혼합물이다. (e) 성분은 Nb 산화물, Ta 산화물 및 V 산화물 중 하나 또는 둘 이상의 혼합물이다. (f)성분은 Si 산화물 및 Al 산화물의 혼합물이다.
또한, 제 1 몰비는 [((b)성분의 총몰수)-Zr 산화물의 몰수)/(f)성분의 몰수]의 몰비이다. 제 2 몰비는 [(c) 성분의 몰수/(f) 성분의 몰수]의 몰비이다.
상기와 같이, 제조된 시편들에 대해 하기와 같이 유전 상수, 150℃에서 유전상수 변화율(TCC), 고온가속수명, CR곱값 및 소결 온도를 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타냈다.
하기 표 2에 있어서, 유전상수 및 정전용량은 LCR 미터를 이용하여 1KHz, 1V에서 측정하였다. 유전상수 변화율(TCC)은 -55℃ 내지 150℃의 범위에서 측정하였다. 고온 가속 수명은 150℃에서 10Vdc/㎛를 인가하여, 절연저항(IR)이 105Ω이하가 되기까지의 시간을 수명시간으로 하였다.
시편 No. 유전상수 TCC(%) 고온가속수명(Vr) CR곱 값 소결온도(℃)
실험예 1 1825 -12 3 1221 1210
비교예 1 2053 3 2 1561 1270
실험예 2 1781 -12 5 2101 1230
비교예 2 1588 0 4 2311 1290
비교예 3 1420 4 4 2001 1270
비교예 4 1811 -15 3 229 1260
비교예 5 1701 6 1 182 1220
비교예 6 2206 -10 2 2213 1330
상기 표 2를 살펴보면 다음과 같다. 비교예 1의 경우에서와 같이, (a)성분의 비표면적이 2.5m2/g 이하일 경우, 150℃에서의 유전 상수 변화율(Tcc)은 -12%였다. 즉, 비교예 1은 X8R 특성을 만족하였으나, 고온 가속 수명 및 소결온도가 증가하였다. 비교예 2의 경우에서와 같이, (b)성분의 함량이 (a)성분의 100몰 당 10몰이상이며, 제 1 몰비가 1.5이상일 경우 X8R특성은 만족하였으나, 유전상수가 감소하였으며, 소결온도가 상승하였다.
또한, 비교예 3의 경우에서와 같이, (c)성분의 함량이 (a)성분의 100몰 당 9몰이상일 경우 X8R 특성은 만족하였으나, 유전상수가 감소하였으며, 소결온도가 상승하였다.
또한, 비교예 4의 경우에서와 같이, (d)성분의 함량이 (a)성분의 100몰 당 1몰이상일 경우, X8R 특성은 만족하였으나, CR곱값이 감소하였다.
또한, 비교예 5의 경우에서와 같이, (e)성분의 함량이 (a)성분의 100몰 당 1몰이상일 경우, X8R 특성은 만족하였으나, 고온 가속 수명 및 CR 곱값이 감소하였다.
또한, 비교예 6의 경우에서와 같이, (f)성분의 함량이 (a)성분의 100몰 당 1.5몰이하일 경우, X8R 특성은 만족하였으나, 고온 가속 수명 및 소결온도가 상승하였다.
한편, 본 발명에 부합되는 유전체 조성물을 사용한 실험예 1 및 2는 X8R 특성을 만족함과 더불어, 환원분위기 하에서 1260℃ 이하의 온도에서 소성이 가능하였다. 또한, 유전상수값이 1700 이상을 가지므로, 유전층은 우수한 유전 특성을 가졌고, X8R 특성, 즉 - 55℃ 내지 150℃의 범위에서 ±15%이내의 용량 변화를 만족하였다.
따라서, 본 발명의 실시예에서와 같이, 유전층을 형성하는 유전체 조성물에 대해서, 주요 성분의 비표면적을 한정하며, 상기 유전체 조성물의 조성 및 함량을 조절하여, 1260℃ 이하까지 소성온도를 낮출 수 있었다. 이에 따라, 저가의 Ni등을 이용하여 내부전극을 형성할 수 있어, 단가를 낮추며 고용량의 세라믹 전자부품을 형성할 수 있었다.
또한, 상기 유전체 조성물은 X8R 특성을 만족함과 더불어, 환원 분위기 하에 소성이 가능하며, 우수한 유전 특성을 가질 수 있었다.
또한, 상기 유전체 조성물로부터 제조된 세라믹 전자부품은 고온 가속 수명과 CR곱값을 향상시키며, 우수한 신뢰성을 확보할 수 있었다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 적층 세라믹 콘덴서의 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 적층 세라믹 콘덴서 110 : 유전층
120 : 내부 전극 130 : 제 1 외부전극
140 : 제 2 외부전극

Claims (14)

  1. (a) 2.5 ~ 6.0 m2/g의 비표면적을 갖는 바륨타이탄나이트(barium titanate)와,
    (b) Mg, Ca, Sr, Ba 및 Zr 중 어느 하나의 산화물과 어느 하나의 탄화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 혼합물과,
    (c) Sc, Y, La, Ac, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb 및 Lu으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 산화물과,
    (d) Cr, Mn, Fe, Co 및 Ni로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 산화물과,
    (e) V, Nb 및 Ta으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 산화물과,
    (f) Si 및 Al으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 산화물 및
    (g)Li 산화물
    을 포함하는 유전체 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 바륨타이탄나이트는 BamTiO3로 표시되며, 상기 m은 0.995≤m≤1.010을 만족하는 유전체 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 (a)성분 100몰에 대하여,
    (b)성분의 함량은 3 내지 10몰을 포함하고,
    (c)성분의 함량은 1 내지 9몰을 포함하고,
    (d)성분의 함량은 0.01 내지 1몰을 포함하고,
    (e)성분의 함량은 0.01 내지 1몰을 포함하며,
    (f)성분의 함량은 1.5 내지 5몰을 포함하고,
    (g)성분은 0.01 내지 0.6몰을 포함하는 유전체 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 [((b)성분의 총몰수-Zr 산화물의 몰수)/(f)성분 몰수)]의 값은 1 내지 1.5의 범위를 갖는 유전체 조성물
    (여기서, (b)성분은 Zr 산화물을 제외한 Mg, Ca, Sr, Ba 중 어느 하나의 산화물과 어느 하나의 탄화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 혼합물임)
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 [(c)성분의 몰수/(f)성분의 몰수]의 값은 1.5 내지 3의 범위를 갖는 유전체 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 (b)성분, (c)성분, (d)성분, (e)성분 및 (f)성분을 포함하는 혼합물의 비표면적값은 5.0m2/g~100m2/g의 범위를 갖는 유전체 조성물.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 (b)성분, (c)성분, (d)성분, (e)성분, (f)성분 및 (g)성분을 포함하는 혼합물의 비표면적값은 5.0m2/g~100m2/g의 범위를 갖는 유전체 조성물.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 (b)성분 및 상기 (e)성분은 단일 산화물 형태를 갖는 유전체 조성물.
  10. (a) 2.5 ~ 6.0 m2/g의 비표면적을 갖는 바륨타이탄나이트(barium titanate)와,
    (b) Mg, Ca, Sr, Ba 및 Zr 중 어느 하나의 산화물과 어느 하나의 탄화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 화합물과,
    (c) Sc, Y, La, Ac, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb 및 Lu으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 산화물과,
    (d) Cr, Mn, Fe, Co 및 Ni로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 산화물과,
    (e) V, Nb 및 Ta으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 산화물과,
    (f) Si 및 Al으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 산화물, 및
    (g)Li 산화물
    을 포함하는 유전체 조성물로부터 제조된 유전층을 포함하는 세라믹 전자 부품.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 (a)성분 100몰에 대하여,
    (b)성분의 함량은 3 내지 10몰을 포함하고,
    (c)성분의 함량은 1 내지 9몰을 포함하고,
    (d)성분의 함량은 0.01 내지 1몰을 포함하고,
    (e)성분의 함량은 0.01 내지 1몰을 포함하고,
    (f)성분의 함량은 1.5 내지 5몰을 포함하고,
    (g)성분은 0.01 내지 0.6몰을 포함하는 세라믹 전자 부품.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 (b)성분, (c)성분, (d)성분, (e)성분 및 (f)성분을 포함하는 혼합물의 비표면적은 5.0m2/g~100m2/g의 범위를 갖는 세라믹 전자 부품.
  13. 삭제
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 (b)성분, (c)성분, (d)성분, (e)성분, (f)성분 및 (g)성분을 포함하는 혼합물의 비표면적은 5.0m2/g~100m2/g의 범위를 갖는 세라믹 전자 부품.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101908415B (zh) * 2010-08-03 2012-05-09 广东风华高新科技股份有限公司 X8r特性片式多层陶瓷电容器的制备方法
CN103124706B (zh) * 2011-02-14 2015-06-10 株式会社村田制作所 层叠陶瓷电容器以及层叠陶瓷电容器的制造方法
KR101588916B1 (ko) * 2011-11-11 2016-01-27 삼성전기주식회사 유전체 조성물 및 이를 포함하는 세라믹 전자 부품
KR101532118B1 (ko) * 2011-12-27 2015-06-29 삼성전기주식회사 유전체 조성물 및 이를 포함하는 세라믹 전자 부품
CN110606738A (zh) * 2019-10-17 2019-12-24 湖南湘梅花电子陶瓷有限公司 一种高绝缘电子陶瓷材料及其生产工艺
KR102437804B1 (ko) 2020-01-07 2022-08-30 삼성전기주식회사 세라믹 전자 부품 및 그 제조 방법
CN115141013A (zh) * 2022-07-28 2022-10-04 电子科技大学 一种BaTiO3基X8R陶瓷基板材料及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000037541A (ko) * 1998-12-01 2000-07-05 이형도 내환원성 유전체 조성물 및 이를 이용한 적층 세라믹 콘덴서의제조방법
JP2002308671A (ja) * 2001-02-09 2002-10-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 耐還元性誘電体組成物及びそれを用いたセラミック電子部品
KR20060046512A (ko) * 2004-06-28 2006-05-17 티디케이가부시기가이샤 적층형 세라믹 콘덴서
KR20070118557A (ko) * 2006-06-12 2007-12-17 티디케이가부시기가이샤 유전체 자기 조성물, 전자 부품 및 그 제조 방법

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1095917B1 (en) * 1999-02-19 2011-10-19 Panasonic Corporation Dielectric ceramic composition, capacitor using this and production method thereof
JP2003055043A (ja) * 2001-08-21 2003-02-26 Philips Japan Ltd 誘電体磁器組成物
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
KR100616542B1 (ko) * 2004-03-31 2006-08-29 삼성전기주식회사 유전체용 산화물 분말 및 유전체용 산화물 분말의제조방법 및 적층세라믹 콘덴서
JP4206062B2 (ja) 2004-08-30 2009-01-07 Ｔｄｋ株式会社 セラミック電子部品およびその製造方法
KR100891472B1 (ko) * 2005-03-28 2009-04-01 파나소닉 주식회사 유전체 자기 조성물, 및 이것을 이용한 콘덴서의 제조 방법
JP2007022819A (ja) 2005-07-12 2007-02-01 Tdk Corp 誘電体磁器組成物及び電子部品

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000037541A (ko) * 1998-12-01 2000-07-05 이형도 내환원성 유전체 조성물 및 이를 이용한 적층 세라믹 콘덴서의제조방법
JP2002308671A (ja) * 2001-02-09 2002-10-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 耐還元性誘電体組成物及びそれを用いたセラミック電子部品
KR20060046512A (ko) * 2004-06-28 2006-05-17 티디케이가부시기가이샤 적층형 세라믹 콘덴서
KR20070118557A (ko) * 2006-06-12 2007-12-17 티디케이가부시기가이샤 유전체 자기 조성물, 전자 부품 및 그 제조 방법

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