KR101137272B1

KR101137272B1 - 유전체 세라믹 조성물, 그 제조방법 및 그 조성물을 이용한유전체 세라믹과 적층 세라믹 부품

Info

Publication number: KR101137272B1
Application number: KR1020057022055A
Authority: KR
Inventors: 다카후미 가와노; 고이치 후쿠다
Original assignee: 우베 고산 가부시키가이샤
Priority date: 2003-05-20
Filing date: 2004-05-19
Publication date: 2012-04-20
Also published as: US7276461B2; US20060234851A1; EP1645551B1; EP1645551A1; EP1645551B9; WO2004103929A1; EP1645551A4; KR20060012632A

Abstract

적층 세라믹 부품 등이 적당한 크기로 만들어지도록 비유전율이 약 10 내지 40 또는 더 바람직하게 약 15 내지 25이고, 동시 소결에 의해 Cu, Ag등과 같은 저저항의 전도체의 내장화와 다층화를 가능하게 하는 800℃ 내지 1000℃의 온도에서 소결될 수 있으며, 낮은 유전손실 tanδ (높은 Q값)을 갖고, 공진 주파수의 온도계수 τ_f에 있어 절대값이 50ppm/℃ 이하인, 유전체 세라믹을 제공한다. 그 유전체 세라믹 조성물은, 0.15 < x′ < 0.8 , 0≤y′≤0.2 인 일반식 x′Zn₂TiO₄-(1-x′-y′)ZnTiO₃-y′TiO₂에 의해 표현되는 주성분 100 중량부 및, ZnO가 50 내지 75 wt%, B₂O₃가 5 내지 30 wt%, SiO₂가 6 내지 15 wt%, Al₂O₃ 가 0.5 내지 5 wt% 및 BaO 3 내지 10 wt%인 무연 저융점 유리를 3 이상 30 이하의 중량부로 함유한다.

유전체, 유전체 세라믹, 적층 세라믹 부품, 비유전율

Description

유전체 세라믹 조성물, 그 제조방법 및 그 조성물을 이용한 유전체 세라믹과 적층 세라믹 부품{DIELECTRIC CERAMIC COMPOSITION, PROCESS FOR PRODUCING THE SAME, DIELECTRIC CERAMIC EMPLOYING IT AND MULTILAYER CERAMIC COMPONENT}

본 발명은 비유전율이 약 15 내지 25이고 공진 주파수의 온도계수 τ_f 의 절대값이 작으며, 저저항의 전도체인 Au, Ag, Cu 등과 동시에 소결될 수 있고, 적층 세라믹 부품에 적합한 보다 작은 유전손실(큰 Q값)을 갖는 유전체 세라믹과, 그 유전체 세라믹을 얻기 위한 조성물, 그 조성물을 제조하는 방법, 및 적층 유전체 컨덴서, LC 필터 등과 같이 그 조성물을 이용한 적층 세라믹 부품에 대한 것이다.

특히, 본 발명은 Zn₂TiO₄ 및 ZnTiO₃와 필요한 경우 TiO₂를 더 함유하는 주성분 및 유리 성분을 포함하는 유전체 세라믹 조성물과 이를 제조하는 방법 및 이 조성물을 이용한 유전체 세라믹과 적층 세라믹 부품에 관한 것이고, 또한 Zn₂TiO₄, ZnTiO₃및 Al₂O₃ 와 필요한 경우 TiO₂를 함유하는 주성분 및 유리 성분을 포함하는 유전체 세라믹 조성물과 이를 제조하는 방법 및 이 조성물을 이용한 유전체 세라믹과 적층 세라믹 부품에 관한 것이다.

최근, 마이크로파 회로 집적화의 발달은, 작은 크기, 보다 작은 유전손실 (tanδ) 및 안정된 유전 특성을 갖는 유전체 공진기를 요구하게 되었다. 따라서 유전체 공진기 부품을 위하여 적층된 전극 전도체를 내부적으로 갖는 적층 칩 부품의 시장이 성장하고 있다. 이러한 적층 칩 부품의 내부 전도체로는 Au, Pt, Pd 등과 같은 귀금속이 사용되어 왔다. 그러나, 비용 절감의 관점에서, 전도체 재료는 상술한 전도체 재료보다 비교적 싼 Ag 또는 Cu나 주성분으로 Ag 혹은 Cu를 함유하는 합금으로 대체되게 되었다. 특히, Ag 또는 주성분으로 Ag를 함유하는 합금은, 직류에 대한 낮은 저항을 갖고 그에 따라 유전체 공진기의 Q 특성을 향상시키는 등의 이점으로 인해 많은 수요가 있게 되었다. 그러나, Ag 또는 주성분으로 Ag를 함유하는 합금은 약 960℃의 낮은 용융점을 가지며 불가피하게 용융점보다 낮은 온도에서 소결될 수 있는 유전체 재료를 필요로 하게 되었다.

유전체 공진기를 사용하여 유전체 필터를 만드는 경우, 유전체 재료에 요구되는 특성으로는, (1) 온도 변화에 따른 특성 변화를 가능한한 줄이기 위해 유전체 재료의 공진 주파수의 온도계수 τ_f 의 절대값이 작아야 하고, (2) 유전체 필터에 요구되는 바와 같이 삽입 손실을 가능한한 줄이기 위해 유전체 재료의 Q값이 커야 된다. 또한, 휴대폰등에서 사용되는 마이크로파 근처의 주파수 범위에 있어서, 공진기의 길이는 유전체 재료의 비유전율(relative dielectric constant) ε_r에 의해 제한된다. 따라서, 부품 크기를 줄이기 위해서는 높은 비유전율 ε_r이 필요하게 된다. 이 경우, 공진기의 길이는 사용되는 전자기파의 파장에 따라 결정된다. 비유전율 ε_r 을 갖는 유전체 재료를 통하여 전파되는 전자기파의 파장 λ 는 λ=λ₀/(ε_r)^1/ ² 로 표시되고, 여기서 λ₀ 는 진공 중에 전파되는 전자기파의 파장이다.

따라서, 부품은 사용되는 유전체 재료의 유전상수가 증가할수록 더 작아질 수 있다. 그러나, 부품이 너무 작으면, 요구되는 가공 정밀도는 엄격해진다. 따라서, 실제 가공 정밀도는 악화되고 전극의 인쇄 정밀도에 의해 쉽게 영향을 받는다. 따라서, 비유전율 ε_r 은 부품이 너무 작게 되지 않도록 적당한 범위(예를 들어 약 10 내지 40 또는 바람직하게는 약 15 내지 25)에 있을 것이 요구된다.

이러한 요구를 만족시키기 위해, 1000℃ 이하의 온도에서 유전체 부재를 준비할 수 있는 알려진 비유전체 재료로는, 무기 유전체 입자가 수지 중에 분산된 재료(JP(A)-6-132621), BaO-TiO₂-Nd₂O₃ 계 세라믹 및 유리의 복합재로 구성되는 유리 세라믹(JP(A)-10-330161, 3페이지, [0005] 문단 및 표 1) 등이 있다. TiO₂와 ZnO를 함유하고 B₂O₃계 유리도 더 함유하는 유전체 세라믹도 알려져 있다(JP(B)-3103296).

그러나, JP(A)-6-132621에서 개시된 재료는 약 400℃의 허용 온도 한계치를 갖고있어, 다층화와 미세한 배선이 배선 전도체로서 사용되는 Ag등과의 동시 소결에 의해 수행될 수 없는 문제점을 일으킨다.

JP(A)-10-330161에서 개시된 유리 세라믹 재료는 다음과 같은 문제가 있다. 이러한 재료의 비유전율 ε_r 은 40 보다 커서 부품이 너무 작게된다. 결과적으 로, 요구되는 가공 정밀도가 너무 엄격해서 실제 가공 정밀도는 악화되고 전극의 인쇄 정밀도에 의해 쉽게 영향을 받게 된다.

또한, JP(B)-3103296에서 개시된 조성물은 예에서 볼 수 있듯이 약 25 내지 70 정도로 높은 비유전율 ε_r 을 갖는다. 유전체 특성의 온도계수는 조성에 따라 크게 변하여, 어떤 경우에는 상기 온도계수의 절대값이 700ppm/℃를 넘게된다. 고주파를 위한 유전체 부품을 얻기 위해서는, 적절한 비유전율을 가지며 유전체 특성의 온도 의존성이 작고 그리고 Q값이 높은 재료가 요구된다.

또한, 유전체 세라믹 조성물을 소결하여 만들어지는 유전체 세라믹의 유전 특성은 일반적으로 소결온도 변화 및 조성 변화에 따라 변하거나 산포를 갖는다. 이러한 소결온도 및 조성의 변화에 따른 특성의 변화 및 산포는 대량 생산에 있어 수율의 저하를 일으킨다.

본 발명의 목적은, 적층 세라믹 부품 등이 적당한 크기로 만들어지도록 비유전율이 약 10 내지 40 또는 바람직하게는 약 15 내지 25이고, 동시 소결에 의해 Cu, Ag등과 같은 저저항 전도체의 내부 패키징과 다층화를 가능하게 하는 800℃ 내지 1000℃의 온도에서 소결되며, 낮은 유전손실 tanδ (높은 Q값)을 가지며, 또한 공진 주파수의 온도계수 τ_f의 절대값이 50ppm/℃ 이하인 유전체 세라믹과, 그와 같은 유전체 세라믹을 얻기 위한 유전체 세라믹 조성물 또는 특히 소결 온도의 변화에 따른 특성 변화 및 산포가 작으며 또한 소결시 조성 변화가 작은 유전체 세라믹 조성물, 및 그와 같은 조성물의 제조방법을 제공함에 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 상술한 유전체 세라믹으로 만들어진 유전체 층과 주성분으로 Cu 또는 Ag를 함유하는 내부전극을 갖는 적층 세라믹 콘덴서 또는 LC 필터와 같은 적층 세라믹 부품을 제공함에 있다.

(1) 본 발명의 제 1 태양

본 발명의 발명자들은 상기 문제점들을 해결하기 위한 연구 결과 다음과 같은 사실을 발견하였다. 즉, 적어도 ZnO, B₂O₃, SiO₂,Al₂O₃ 및 BaO 를 함유하는 유리가 ZnTiO₃와 Zn₂TiO₄ 및 필요한 경우 TiO₂를 더 함유하는 혼합물에 첨가되면, 800℃ 내지 1000℃에서의 소결 후에도 ZnTiO₃, Zn₂TiO₄ 및 TiO₂ 간의 생성상비를 변동시키지 않고, 15 내지 25 의 ε_r과 작은 유전손실 tanδ(높은 Q값)을 얻을 수 있다. ZnO 를 함유하는 유리를 사용하면, ZnTiO₃와 Zn₂TiO₄로부터 유리로의 ZnO성분의 용해가 가능한한 크게 억제될 수 있고, 이리하여 조성의 변화에 의해 유발되는 유전 특성의 변화가 억제될 수 있다. 따라서, 배선 전도체로 Cu, Ag 등을 사용한 적층과 미세한 패턴의 배선이 가능하게 된다.

본 발명은, 일반식 x′Zn₂TiO₄-(1-x′-y′)ZnTiO₃-y′TiO₂으로 표현되며, 여기서의 x′와 y′는 0.15 < x′< 0.8 , 0≤y′≤0.2 인 주성분 100 중량부 (parts by weight)에 대하여, ZnO 가 50 내지 75 wt%, B₂O₃가 5 내지 30 wt%, SiO₂가 6 내지 15 wt%, Al₂O₃ 가 0.5 내지 5 wt% 및 BaO 가 3 내지 10 wt% 함유된 무연(lead-free) 저융점 유리를 3 중량부 이상 30 중량부 이하로 함유하는 유전체 세라믹 조성물에 대한 것이다.

본 발명은 또한 Zn₂TiO₄, ZnTiO₃ 및 TiO₂의 결정상(여기서 TiO₂결정상은 없을 수도 있으며, 이는 이하의 경우에도 마찬가지다)과 유리상을 포함하며 유전체 세라믹 조성물을 소결하여 얻어지는 유전체 세라믹에 대한 것이다.

또한, 본 발명은 유전체 세라믹 조성물을 제조하는 방법에 관한 것으로, 본 제조방법은 ZnO 원료 분말과 TiO₂원료 분말을 혼합하고, 그 혼합물을 하소하여 ZnTiO₃, Zn₂TiO₄ 및 TiO₂를 함유하는 세라믹 분말(TiO₂의 함량은 0이 될 수 있다)을 얻는 단계; 그 세라믹 분말을 ZnO 가 50 내지 75 wt%, B₂O₃가 5 내지 30 wt%, SiO₂가 6 내지 15 wt%, Al₂O₃ 가 0.5 내지 5 wt% 및 BaO 가 3 내지 10 wt% 함유된 무연 저융점 유리와 혼합하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명은, 복수의 유전체 층; 그 유전체 층 사이에 형성된 내부전극; 그리고 그 내부전극에 전기적으로 접속된 외부전극을 포함하는 적층 세라믹 부품에 대한 것으로, 상기 유전체 층은 상기 유전체 세라믹 조성물을 소결하여 얻어지는 유전체 세라믹으로 구성되고, 상기 내부전극은 Cu단체(單體) 또는 Ag단체(單體), 또는 주성분으로 Cu 혹은 Ag를 함유하는 합금으로 형성된다.

(2) 본 발명의 제 2 태양

본 발명의 발명자들은 또한 상기 문제점들을 해결하기 위한 연구 결과 다음과 같은 사실을 발견하였다. 즉, 적어도 ZnO와 B₂O₃를 함유하는 유리가 ZnTiO₃, Zn₂TiO₄ 및 Al₂O₃ 와 필요한 경우 TiO₂를 더 함유하는 혼합물에 첨가되면, 800℃ 내지 1000℃에서의 소결 후에도 ZnTiO₃, Zn₂TiO₄, TiO₂ 및 Al₂O₃ 간의 생성상비를 변동시킴 없이 적절한 범위내의 ε_r과 작은 유전손실 tanδ (높은 Q값)를 얻을 수 있다. ZnO를 함유하는 유리를 사용하면, ZnTiO₃와 Zn₂TiO₄로부터 유리로의 ZnO성분의 용해가 가능한한 크게 억제될 수 있고, 이리하여 조성의 변화에 의해 유발되는 유전 특성의 변화가 억제될 수 있다. 따라서, 배선 전도체로서 Cu, Ag 등을 사용하는 적층과 미세한 패턴의 배선이 가능하게 된다.

본 발명은, 일반식 x Zn₂TiO₄ - y ZnTiO₃ - z TiO₂ - w Al₂O₃ 으로 표현되며, 여기서의 x,y,z 및 w는 0.15 < x < 1.0 , 0 < y < 0.85, 0 ≤ z ≤ 0.2, 0 < w ≤ 0.2 이고 x+y+z+w = 1 인 주성분 100 중량부에 대하여, ZnO 가 50 내지 75 wt%, B₂O₃가 5 내지 30 wt%, SiO₂가 6 내지 15 wt%, Al₂O₃ 가 0.5 내지 5 wt% 및 BaO 가 3 내지 10 wt% 함유된 무연 저융점 유리를 3 중량부 이상 30 중량부 이하로 함유하는 유전체 세라믹 조성물에 대한 것이다. 본 발명의 유전체 세라믹 조성물의 바람직한 실시예로는, 0.15 < x < 0.99, 0.05 < y < 0.85, 0.005 < w ≤ 0.2 인 경우이다.

본 발명은 또한 Zn₂TiO₄, ZnTiO₃, TiO₂및 Al₂O₃ 의 결정상(여기서 TiO₂결정상은 없을 수도 있다)과 유리상을 함유하며 유전체 세라믹 조성물을 소결하여 얻어지는 유전체 세라믹에 대한 것이다.

또한, 본 발명은 유전체 세라믹 조성물을 제조하는 방법에 관한 것으로, 본 제조방법은 ZnO 원료 분말과 TiO₂원료 분말을 혼합하고, 그 혼합물을 하소하여 Zn₂TiO₄, ZnTiO₃ 및 TiO₂를 함유하는 세라믹 분말(여기서 TiO₂의 함량은 0이 될 수 있다)을 얻는 단계; 그 세라믹 분말을 ZnO 가 50 내지 75 wt%, B₂O₃가 5 내지 30 wt%, SiO₂가 6 내지 15 wt%, Al₂O₃ 가 0.5 내지 5 wt% 및 BaO 가 3 내지 10 wt% 함유된 무연 저융점 유리 및 Al₂O₃ 와 혼합하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명은 복수의 유전체 층; 그 유전체 층 사이에 형성된 내부전극; 그리고 그 내부전극에 전기적으로 접속된 외부전극을 포함하는 적층 세라믹 부품에 대한 것으로, 상기 유전체 층은 상기 유전체 세라믹 조성물을 소결하여 얻어지는 유전체 세라믹으로 구성되고, 상기 내부전극은 Cu단체 또는 Ag단체, 또는 주성분으로 Cu 혹은 Ag를 함유하는 합금으로 형성된다.

본 발명의 유전체 세라믹 조성물은 Zn₂TiO₄, ZnTiO₃ 및 선택적인 성분인 TiO₂를 함유하는 결정 성분과 특정 유리 성분을 함유한다. 따라서, 소결은 1000℃ 또는 그 이하에서 가능하다. 상기 유전체 세라믹 조성물을 소결하여 얻어지는 유전체 세라믹의 비유전율 ε_r은 약 15 내지 25가 될 수 있다. 유전체 세라믹의 유전손실은 작게 될 수 있다. 유전체 세라믹의 공진 주파수의 온도계수의 절대값은 50ppm/℃ 이하가 될 수 있다. 그 결과, Cu, Ag 또는 주성분으로 Cu 혹은 Ag를 함유하는 합금으로 만들어진 내부전극을 갖는 적층 세라믹 부품을 제공할 수 있다.

본 발명의 또 다른 유전체 세라믹 조성물은 Zn₂TiO₄, ZnTiO₃, Al₂O₃ 및 선택적인 성분인 TiO₂를 함유하는 결정 성분과 특정 유리 성분을 포함한다. 따라서, 소결은 1000℃ 이하에서 가능하다. 상기 유전체 세라믹 조성물을 소결하여 얻어지는 유전체 세라믹의 비유전율 ε_r은 약 10 내지 40, 바람직하게는 약 15 내지 25가 될 수 있다. 유전체 세라믹의 유전손실은 작게 될 수 있다. 유전체 세라믹의 공진 주파수의 온도계수의 절대값은 50ppm/℃ 이하가 될 수 있다. 또한, 상술한 특성이 소결온도에 따라 보다 작게 변하는 유전체 세라믹 조성물을 제공하는 것이 가능하다. 그 결과, Cu 단체, Ag 단체 또는 주성분으로 Cu 혹은 Ag를 함유하는 합금으로 만들어진 내부전극을 갖는 적층 세라믹 부품을 제공할 수 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 실제 형상의 트리-플레이트형(tri-plate type) 공진기에 대한 개략적인 사시도이다.

도 2 는 도 1 에서의 공진기의 개략적인 단면도이다.

도 3 은 실시예 1 에서의 본 발명의 유전체 세라믹 조성물을 소결하여 만들어진 펠릿(pellet)에 대한 X-선 회절 패턴을 보여준다.

도 4 는 실시예 15 에서의 본 발명의 유전체 세라믹 조성물을 소결하여 만들어진 펠릿에 대한 X-선 회절 패턴을 보여준다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 유전체 층

2 : 내부전극

3 : 외부전극

(1) 본 발명에 따른 제 1 태양

본 발명의 제 1 태양에 따른 유전체 세라믹 조성물에 대하여 자세히 설명한다.

본 발명에 따른 조성물은 Zn₂TiO₄, ZnTiO₃ 및 선택적인 성분인 TiO₂를 함유하는 주성분과 유리 성분을 함유하는 유전체 세라믹 조성물이다. 주성분은 일반식 x′Zn₂TiO₄ - (1-x′-y′)ZnTiO₃ - y′TiO₂ 으로 표현되며, 여기서의 x′와 y′는 0.15 < x′ < 0.8 , 0≤y′≤0.2 이다. 유리 성분은 ZnO 가 50 내지 75 wt%, B₂O₃가 5 내지 30 wt%, SiO₂가 6 내지 15 wt%, Al₂O₃ 가 0.5 내지 5 wt% 및 BaO 가 3 내지 10 wt% 함유된 무연 저융점 유리이다. 본 발명의 유전체 세라믹 조성물은 주성분 100 중량부에 대하여 유리 성분 3 중량부 이하 30 중량부 이상을 함유한다.

상술한 조성물에서, x′는 바람직하게 0.15 보다 크고, 0.8 보다 작아야 한다. x′가 0.15 이하 또는 0.8 이상인 경우, τ_f의 절대값은 바람직스럽지 못하게 50ppm/℃을 초과한다.

또한, 상술한 조성물에서, y′는 바람직하게 0 내지 0.2 이다. TiO₂가 함유되었기 때문에, 특정 유전 상수는 다소 증가하게 된다. 그러나, y′가 0.2 이하인 조성물에서는, 본 발명이 목적하는 효과는 달성될 수 있다. 만일 y′가 0.2 보다 크다면, τ_f는 바람직스럽지 못하게 +50ppm/℃을 초과한다.

본 발명의 유전체 세라믹 조성물에서, 유리 성분의 양은 바람직하게 세라믹 모재(base material)를 구성하는 주성분 100 중량부에 대하여 3 중량부 이상 30 중량부 이하가 되어야 한다. 유리 성분의 양이 3 중량부보다 작은 경우, 소결온도는 Ag 또는 Cu, 또는 Ag 혹은 Cu를 주성분으로 하는 합금의 녹는점 이상이된다. 따라서, 이러한 재료로 만들어진 전극은 바람직하지 못하게도 사용될 수 없다. 유리 성분의 양이 30 중량부를 초과하면, 유리의 용출(elution) 때문에 양호한 소결이 될 수 없다.

본 발명에서 사용되는 Zn₂TiO₄ 는 ZnO 와 TiO₂를 2:1의 몰비로 혼합하고, 그 혼합물을 하소하여 얻을 수 있다. ZnTiO₃는 ZnO와 TiO₂를 1:1의 몰비로 혼합하고, 그 혼합물을 하소하여 얻을 수 있다. Zn₂TiO₄ 와 ZnTiO₃의 원료로서, TiO₂및 ZnO 외에, 하소시 산화물이 형성되도록 Zn 및/또는 Ti를 함유하는 질산염, 탄산염, 수산화물, 염화물, 유기금속 화합물등을 사용하는 것이 가능하다.

본 유전체 세라믹 조성물은 소정량의 특정 유리를 함유하는 것이 특징이다. 본 발명에서 사용되는 유리는 ZnO 가 50 내지 75 wt%, B₂O₃가 5 내지 30 wt%, SiO₂ 가 6 내지 15 wt%, Al₂O₃ 가 0.5 내지 5 wt% 및 BaO 가 3 내지 10 wt% 를 함유된 것이다. 이러한 산화물 성분은 소정의 비율로 혼합되어서, 용융되고, 냉각 및 유리화 된다.

본 발명에서 사용되는 유리의 조성물을 아래에서 설명한다. ZnO는, 50 wt% 보다 작은 비율에서는, 유리의 연화점(softening point)이 너무 높게 되어 양호한 소결이 될 수 없고, 75 wt% 보다 높은 비율에서는, 희망하는 온도에서 유리화가 어렵게 되는 경향이 있다. B₂O₃는, 5 wt% 보다 작은 비율에서는, 유리의 연화점이 너무 높게 되어 양호한 소결이 될 수 없고, 30 wt% 보다 높은 비율에서는, 유리의 용출로 인하여 양호한 소결이 될 수 없게 되는 경향이 있다. SiO₂는 6 wt% 보다 작거나 15 wt%보다 높은 비율에서, 유리의 연화점이 너무 높게 되어 양호한 소결이 될 수 없는 경향이 있다. Al₂O₃ 는, 0.5 wt% 보다 작은 경우, 유전체 세라믹의 화학적 내구성이 나빠지고, 5 wt% 보다 높을 때에는, 희망하는 온도에서 유리화가 어렵게 되는 경향이 있다. BaO 는, 3 wt% 보다 작거나 10 wt% 보다 높은 비율에서, 희망하는 온도에서 유리화가 어렵게 되는 경향이 있다. 유리가 Pb 또는 Bi를 함유하면, 유전체 세라믹 조성물의 Q값이 낮아지는 경향이 있다. 유리는 본 발명의 유전체 세라믹 조성물에 따라 Pb를 함유하고 있지 않기 때문에, Pb에 의한 환경오염은 발생하지 않는다.

본 발명에 따라, 일반식 x′Zn₂TiO₄ - (1-x′-y′)ZnTiO₃ - y′TiO₂으로 표현되며, 여기서의 x′와 y′는 0.15 < x′ < 0.8 , 0≤y′≤0.2 인 주성분 100 중량부에 대하여 무연 저융점 유리가 3 중량부 이상 30 중량부 이하로 함유되는데, 이 무연 저융점 유리는 ZnO 를 50 내지 75 wt%, B₂O₃를 5 내지 30 wt%, SiO₂를 6 내지 15 wt%, Al₂O₃ 를 0.5 내지 5 wt% 및 BaO 를 3 내지 10 wt% 함유한다. 이에 따라, 소결은 800℃ 내지 1000℃의 낮은 온도에서 이루어질 수 있다. 상술한 유전체 세라믹 조성물을 소결하여, 본 발명에 따른 유전체 세라믹이 얻어진다. 본 발명의 유전체 세라믹은 비유전율 ε_r이 약 15 내지 25 이고, 큰 무부하(unloaded) Q값을 가지며 그리고 공진 주파수의 온도계수 τ_f 의 절대값이 50ppm/℃ 이하인 것이 특징이다. 유전체 세라믹의 조성은 유전체 세라믹 조성물의 원료의 조성과 실질적으로 동일하고, ZnTiO₃, Zn₂TiO₄ 및 TiO₂의 결정상과 유리상을 함유하고 있다. 본 발명의 유전체 세라믹 조성물에 따르면, 저온 소결을 수행하여 상술한 특성을 갖는 유전체 세라믹을 얻는 것이 가능하다.

본 발명에서, Zn₂TiO₄, ZnTiO₃ 및 선택적 성분인 TiO₂의 입자와 유리 입자는 개별적으로 분쇄되어 소결 전 혼합된다. 또는, 각 원료의 입자를 서로 혼합한 다음 소결 전에 분쇄할 수도 있다. 소결 전 이러한 원료의 평균 입자 직경은 향상된 분산성, 높은 무부하 Q값 및 안정된 비유전율 ε_r 을 얻기 위하여, 바람직하게 2.0㎛ 이하이어야 하고, 더욱 바람직하게는 1.0㎛ 이하이어야 한다. 평균 입자 직경이 너무 작으면, 어떤 경우 취급이 어려울 수 있다. 따라서, 평균 입자 직경은 또한 바람직하게 0.05㎛ 이상이어야 한다.

다음으로, 본 발명의 유전체 세라믹 조성물 및 유전체 세라믹의 제조방법을 설명한다. Zn₂TiO₄, ZnTiO₃ 및 선택적 성분인 TiO₂를 함유하는 세라믹 분말을 얻기 위하여, ZnO 원료 분말과 TiO₂원료 분말을 혼합하여 하소한다. 이러한 세라믹 분말은, ZnO 가 50 내지 75 wt%, B₂O₃가 5 내지 30 wt%, SiO₂가 6 내지 15 wt%, Al₂O₃ 가 0.5 내지 5 wt% 및 BaO 가 3 내지 10 wt% 함유된 무연 저융점 유리와 혼합된다. 이렇게 해서, 유전체 세라믹 조성물이 얻어진다. ZnTiO₃, Zn₂TiO₄ 및 TiO₂ 각각의 세라믹 분말이 개별적으로 준비될 수 있다. 또는, ZnO와 TiO₂의 원료 사이의 비율을 조정하여, 혼합된 상태에서 Zn₂TiO₄, ZnTiO₃ 및 TiO₂를 함유하는 분말을 직접 얻을 수 있다.

본 발명의 유전체 세라믹 조성물을 얻기 위해 ZnTiO₃및 Zn₂TiO₄ 각각의 분말을 개별적으로 준비하는 방법을 설명한다. 먼저, ZnO 와 TiO₂를 2:1의 몰비로 칭량하고, 물이나 알콜 등과 같은 용매로 같이 섞어준다. 이어서, 물이나 알콜 등을 결과물로부터 제거하고, 약 1 내지 5 시간 동안 산소 함유 분위기(예를 들어, 공기중)에서 900℃ 내지 1200℃의 온도로 하소시킨다. 이렇게 얻어진 하소된 분말은 Zn₂TiO₄를 함유한다. 다음으로, TiO₂와 ZnO를 1:1의 몰비로 칭량한다. ZnTiO₃는 Zn₂TiO₄와 동일한 방법으로 준비된다. Zn₂TiO₄, ZnTiO₃ 및 TiO₂를 함유하는 주성분의 소정량이 칭량된다. 또한, ZnO 가 50 내지 75 wt%, B₂O₃가 5 내지 30 wt%, SiO₂가 6 내지 15 wt%, Al₂O₃ 가 0.5 내지 5 wt% 및 BaO 가 3 내지 10 wt% 함유된 무연 저융점 유리가 주성분에 대한 소정의 비율을 만족하도록 칭량된다. 유리와 주성분을 물이나 알콜 등과 같은 용매로 같이 섞어준다. 이어서, 결과물은 물이나 알콜 등이 제거되고, 그 후 그 결과물을 분쇄하여 유전체 세라믹을 위한 원료 분말이 되는, 의도하는 유전체 세라믹 조성물을 얻는다.

본 발명의 유전체 세라믹 조성물을 소결하여 유전체 세라믹의 펠릿을 형성하고, 이 펠릿의 유전 특성을 측정한다. 좀 더 정확히는, 폴리비닐알콜과 같은 유기 바인더가 유전체 세라믹을 위한 원료 분말과 균질하게 혼합된다. 건조와 분쇄가 수행되고, 그 후, 결과물은 펠릿 형태로 가압(약 100 내지 1000㎏/㎠의 압력으로)된다. 얻어진 성형물을 공기 중과 같은 산소 함유 가스 분위기에서 800℃ 내지 1000℃의 온도로 소결시켜, Zn₂TiO₄, ZnTiO₃ 및 TiO₂의 상과 유리상이 공존하는 유전체 세라믹을 얻는다.

제 1 태양에 따른 본 발명의 유전체 세라믹 조성물은 필요한 적당한 형상 및 크기로 가공되거나, 또는 그 유전체 세라믹 조성물을 사용하여 닥터 블레이드(doctor blade)법 등에 의한 시트 제작 및 시트와 전극의 적층이 수행된다. 따라서, 유전체 세라믹 조성물은 여러 종류의 적층 세라믹 부품을 구성하는 재료로 사용될 수 있다. 적층 세라믹 부품은 적층 세라믹 콘덴서, LC 필터, 유전체 공진기, 유전체 기판등이 될 수 있다.

본 발명의 제 1 태양에 따른 적층 세라믹 부품은 복수의 유전체 층, 유전체 층 사이에 형성된 내부전극 그리고 그 내부전극에 전기적으로 접속된 외부전극을 갖는다. 유전체 층은 본 발명의 제 1 태양에 따른 유전체 세라믹 조성물을 소결하여 얻어지는 유전체 세라믹으로 구성된다. 내부전극은 Cu 단체 또는 Ag 단체, 또는 주성분으로 Cu 혹은 Ag를 함유하는 합금으로 만들어진다. 본 발명에 따른 적층 세라믹 부품은 유전체 세라믹으로 구성되는 유전체 층과, Cu 단체 또는 Ag 단체, 또는 주성분으로 Cu 혹은 Ag를 함유하는 합금을 동시에 소결하여 얻을 수 있다.

본 발명의 제 1 태양에 따른 적층 세라믹 부품의 실제 형태는 도 1 및 도 2 에서 도시된 트리-플레이트형 공진기가 될 수 있다. 도 1 은 본 발명에 따른 실제 형태의 트리-플레이트형 공진기를 도시하는 개략적인 사시도이다. 도 2 는 그에 대한 개략적인 단면도이다. 도 1 및 도 2 에서 도시된 바와 같이, 트리-플레이트형 공진기는 복수의 유전체 층 (1) , 유전체 층 사이에 형성된 내부전극 (2) 그리고 내부전극에 전기적으로 접속된 외부전극 (3) 을 갖는 적층 세라믹 부품이다. 트리-플레이트형 공진기는 중앙부에 내부전극 (2) 을 두고 복수의 유전체 층 (1) 을 적층하여 만든다. 내부전극 (2) 은 제 1 면 (A) 으로부터 제 1 면과 마주보는 제 2 면 (B) 까지 공진기를 관통하도록 형성된다. 오직 제 1 면 (A) 만이 열린 면이다. 외부전극 (3) 은 제 1 면 (A) 을 제외한 공진기의 다섯 면에 형성된다. 내부전극 (2) 및 외부전극 (3) 은 제 2 면 (B) 에서 서로 접속된다. 내부전극 (2) 의 재료는 Cu 또는 Ag, 또는 주성분으로 Cu 혹은 Ag를 함유하는 합금을 포함한다. 본 발명에 따른 유전체 세라믹 조성물은 낮은 온도에서 소결될 수 있기 때문에, 내부전극용으로 이러한 재료가 사용될 수 있다.

(2) 본 발명의 제 2 태양

본 발명의 제 2 태양에 따른 유전체 세라믹 조성물에 대해 자세히 설명한다.

본 발명에 따른 조성물은 Zn₂TiO₄ , ZnTiO₃ 및 Al₂O₃ , 그리고 선택적인 성분인 TiO₂를 함유하는 주성분과 유리 성분을 함유하는 유전체 세라믹 조성물이다. 주성분은, 0.15 < x < 1.0 , 0 < y < 0.85, 0 ≤ z ≤ 0.2, 0 < w ≤ 0.2 이고 x+y+z+w = 1 인, 일반식 x Zn₂TiO₄ - y ZnTiO₃ - z TiO₂ - w Al₂O₃ 으로 표현된다. Zn₂TiO₄, ZnTiO₃ , TiO₂ 및 Al₂O₃ 각각은 결정 형태이다. 다른 한편으로는, 유리 성분은 ZnO 가 50 내지 75 wt%, B₂O₃가 5 내지 30 wt% 함유된 유리가 될 수 있다. 본 발명의 유전체 세라믹 조성물은 주성분 100 중량부에 대하여 유리 성분 3 중량부 이상 30 중량부 이하를 함유한다.

상술한 조성물에 있어서, Zn₂TiO₄의 몰분율 x 는 바람직하게 0.15 보다 크고 1.0 보다 작아야 하며, 특히 0.15 보다 크고 0.99 보다 작아야 한다. x 가 0.15 이하이거나 1.0인 경우에는, 바람직하지 않게 τ_f 의 절대값이 50ppm/℃를 초과하게 된다.

또한, 상술한 조성물에 있어서, ZnTiO₃의 몰분율 y 는 바람직하게 0 보다 크고 0.85 보다 작은, 특히 0.005 보다 크고 0.85 보다 작은 범위이어야 한다. y 가 0 또는 0.85 이상인 경우에는, 바람직하지 않게 τ_f 의 절대값이 50ppm/℃를 초과하게 된다.

또한, 상술한 조성물에 있어서, TiO₂의 몰분율 z 는 바람직하게 0 내지 0.2 의 범위이어야 한다. TiO₂가 함유되었기 때문에, 유전상수는 다소 증가하는 경향이 있다. 그러나, 본 발명이 목적하는 이점은 z 가 0.2 이하인 어느 조성에서도 달성될 수 있다. 만일 z 가 0.2 보다 크다면, 바람직하지 않게 τ_f 가 50ppm/℃를 초과하게 된다.

상술한 조성물에 있어서는 또한, Al₂O₃의 몰분율 w 는 바람직하게는 0 보다 크고 0.2 이하, 특히 0.005 보다 크고 0.2 이하이어야 한다. 만일 w 가 0 이면, 소결온도의 변화에 의해 유발되는 유전 특성의 변화는 더 커지게 되고, 그로인해 소결온도의 범위는 바람직하지 않게 좁아진다. 만일 w 가 0.2 보다 크면, 소결온도는 Cu 또는 Ag, 또는 주성분으로 Cu 혹은 Ag 를 함유하는 합금의 녹는점 이상이된다. 이렇게 되면, 바람직하지 않게도 본 발명의 목적인 그와 같은 재료로 된 전극을 사용하지 못하게 된다.

본 발명의 유전체 세라믹 조성물에 있어서는 또한, 유리 성분의 양은 세라믹 모재를 구성하는 주성분 100 중량부에 대하여 3 이상 30 이하의 중량부가 된다. 유리 성분의 양이 3 중량부보다 작은 경우에는, 소결 온도는 Cu 또는 Ag, 또는 주성분으로 Cu 혹은 Ag를 함유하는 합금의 녹는점 이상이된다. 따라서, 이러한 재료로 된 전극은 바람직하지 못하게 사용될 수 없다. 만일 유리 성분의 양이 30 중량부를 초과한다면, 유리의 용출 때문에 양호한 소결이 이루어질 수 없다.

본 발명에서 사용되는 Zn₂TiO₄ 는 ZnO와 TiO₂를 몰비 2:1로 혼합하고, 그 혼합물을 하소하여 얻을 수 있다. ZnTiO₃는 ZnO와 TiO₂를 몰비 1:1로 혼합하고, 그 혼합물을 하소하여 얻을 수 있다. Zn₂TiO₄와 ZnTiO₃의 원료로서, 하소시 산화물이 형성되도록 TiO₂ 및 ZnO 외에 Zn 및/또는 Ti가 함유된 질산염, 탄산염, 수산화물, 염화물, 유기금속 화합물 등을 사용하는 것이 가능하다.

본 발명에서 사용되는 유리는 바람직하게 ZnO 가 50 내지 75 wt% 함유된 유리가 되어야 한다. ZnO 성분은 유리에 함유되어 있기 때문에, 주성분을 이루는 Zn₂TiO₄와 ZnTiO₃의 ZnO 성분이 유리상으로 전이되는 것이 억제될 수 있다. 따라서, 소결 중 조성의 변화에 의해 유발되는 유전 특성의 변화가 감소될 수 있다. 또한, 만일 유리가 B₂O₃를 5 내지 30 wt% 함유한다면, 바람직하게 저온 소결이 쉽게 이루어진다. 특히 선호되는 유리 성분은 ZnO 를 50 내지 75 wt%, B₂O₃를 5 내지 30 wt%, SiO₂를 6 내지 15 wt%, Al₂O₃를 0.5 내지 5 wt% 및 BaO 를 3 내지 10 wt% 함유한다. 유리 성분이 상술한 주성분과 혼합된 유전체 세라믹 조성물의 경우에, 비유전율 ε_r 은 바람직한 범위인 약 15 내지 25 내에 있을 수 있다. 혼합될 유리로서 사용되는 것은, 소정의 비율로 혼합된 상술한 각 산화물 성분을 용융, 냉각 및 유리화하여 얻어지는 유리이다. 본 발명에서 사용되는 유리의 조성은 아래에서 설명된다. ZnO 는, 50 wt% 보다 작은 비율에서는 유리 의 연화점이 너무 높게 되어 양호한 소결이 될 수 없고, 75 wt% 보다 높은 비율에서는 원하는 온도에서 유리화가 어려운 경향이 있다. B₂O₃는, 5 wt% 보다 작은 비율에서는 유리의 연화점이 너무 높게 되어 양호한 소결이 될 수 없고, 30 wt% 보다 높은 비율에서는 유리의 용출로 인해 양호한 소결이 될 수 없는 경향이 있다. SiO₂는, 6 wt% 보다 작거나 15 wt% 보다 높은 비율에서는 유리의 연화점이 너무 높게 되어 양호한 소결이 될 수 없는 경향이 있다. Al₂O₃ 는, 0.5 wt% 보다 작은 비율에서는 얻어지는 유전체 세라믹의 화학적 내구성이 악화되고, 5 wt% 보다 높은 비율에서는 원하는 온도에서 유리화가 어렵게 되는 경향이 있다. BaO 는, 3 wt% 보다 작거나 10 wt% 보다 높은 비율에서는 원하는 온도에서 유리화가 어렵게 되는 경향이 있다. 만일 유리가 Pb 또는 Bi 성분을 함유한다면, 유전체 세라믹 조성물의 Q값은 감소하게 된다. 본 발명의 유전체 세라믹 조성물에 따라 유리는 Pb 를 함유하지 않기 때문에, Pb 에 의한 환경오염은 발생되지 않는다.

본 발명에 따라, 0.15 < x < 1.0 , 0 < y < 0.85, 0 ≤ z ≤ 0.2, 0 < w ≤ 0.2 이고 x+y+z+w = 1 인 일반식 x Zn₂TiO₄ - y ZnTiO₃ - z TiO₂ - w Al₂O₃ 으로 표현되는 주성분 100 중량부에 대하여, ZnO 와 B₂O₃가 함유된 유리 성분 3 이상 30 이하의 중량부가 함유된다. 따라서, 소결은 800℃ 내지 1000℃의 낮은 온도에서 이루어질 수 있다. 상술한 유전체 세라믹 조성물을 소결하여, 본 발명에 따른 유전체 세라믹을 얻을 수 있다. 본 발명의 유전체 세라믹은, 비유전율 ε_r이 10 내지 40이고 바람직하게는 약 15 내지 25이며, 큰 무부하 Q값을 가지며 또한 공진 주파수의 온도계수 τ_f의 절대값이 50ppm/℃ 이하인 것이 특징이다. 유전체 세라믹의 조성은 유전체 세라믹 조성물의 원료의 조성과 실질적으로 동일하고, 유리상과 Zn₂TiO₄ , ZnTiO₃ , Al₂O₃ 및 TiO₂의 결정상을 함유한다. 본 발명의 유전체 세라믹 조성물에 따라, 저온 소결을 수행하여 상술한 특성을 갖는 유전체 세라믹을 얻는 것이 가능하다.

본 발명의 유전체 세라믹 조성물은 소결 전의 상술한 Zn₂TiO₄ , ZnTiO₃ , Al₂O₃, TiO₂ 및 유리의 혼합물이다. 비록 이러한 혼합물에 준비 과정에서 추가되는 용매, 유기 재료 등과 같은 첨가물이 더 혼합되어도, 혼합된 결과물은 본 발명이 의도하는 유전체 세라믹 조성물이 된다. 본 발명에 따른 세라믹 조성물의 혼합물은 소결 후에도 결정상과 유리상의 조성에 있어 변화를 덜 일으킨다. 따라서, 혼합물을 소결하여 얻는 유전체 세라믹은 본 발명의 유전체 세라믹 조성물로 구성되는 유전체 세라믹이 된다.

본 발명에 있어서, Zn₂TiO₄ , ZnTiO₃ , Al₂O₃ 및 TiO₂ 의 입자와 유리 입자는 소결 전에 각각 분쇄되고 혼합된다. 또는, 각 원료의 입자를 서로 혼합한 다음 소결 전에 분쇄할 수 있다. 이러한 소결 전 원료의 평균 입자 직경은 향상된 분산성, 높은 무부하 Q값 및 안정된 비유전율 ε_r 을 얻기 위하여, 바람직하게 2.0㎛ 이하, 더 바람직하게는 1.0㎛ 이하이어야 한다. 만일 평균 입자 직경이 너 무 작으면, 취급이 어떤 경우 어려워질 수 있다. 따라서, 평균 입자 직경은 또한 바람직하게 0.05㎛ 이상이어야 한다.

다음으로, 본 발명의 유전체 세라믹 조성물과 유전체 세라믹을 제조하는 방법을 설명한다. 주성분을 이루는 각 Zn₂TiO₄ , ZnTiO₃ 및 TiO₂의 분말은 개별적으로 준비될 수 있다. 또는, ZnO 와 TiO₂의 원료 사이의 비율을 조정하여 하소를 수행해서 ZnTiO₃, Zn₂TiO₄ 및 TiO₂의 혼합 분말을 직접 얻을 수도 있다. 한 번의 하소 단계를 수행하여 Zn₂TiO₄ , ZnTiO₃ 및 TiO₂의 혼합 분말을 얻기 위해, ZnO 와 TiO₂원료 분말을 미리 정해진 비율로 혼합하여 하소할 수 있다. 결과물은 소정량의 Al₂O₃ 와 혼합되어, 본 발명의 유전체 세라믹 조성물의 주성분으로 사용될 수 있다. 본 발명의 유전체 세라믹 조성물을 얻기 위해, 주성분 100 중량부는 ZnO가 50 내지 75 wt%, B₂O₃가 5 내지 30 wt% 함유된 유리 성분 3 중량부 이상 30 중량부 이하와 혼합될 수 있다.

유전체 세라믹 조성물을 제조하는 바람직한 방법에 있어서, ZnTiO₃, Zn₂TiO₄ 및 TiO₂를 함유하는 세라믹 분말을 얻기 위해 ZnO 원료 분말과 TiO₂원료 분말은 혼합되어 하소된다. 이러한 세라믹 분말은, ZnO 가 50 내지 75 wt%, B₂O₃가 5 내지 30 wt%, SiO₂가 6 내지 15 wt%, Al₂O₃ 가 0.5 내지 5 wt% 및 BaO 가 3 내지 10 wt% 함유된 소정량의 무연 저융점 유리와 혼합된다.

Zn₂TiO₄ 및 ZnTiO₃각각의 세라믹 분말을 개별적으로 준비하는 경우에는, TiO₂와 ZnO가 Zn₂TiO₄ 와 ZnTiO₃ 을 위해 각각 2:1 및 1:1의 몰비로 혼합될 수 있다. 얻어진 ZnTiO₃, Zn₂TiO₄, TiO₂ 및 Al₂O₃의 소정량이 칭량되어 혼합된 후, 결과물은 본 발명의 유전체 세라믹 조성물의 주성분으로 사용될 수 있다.

본 발명의 유전체 세라믹 조성물을 얻기 위하여 Zn₂TiO₄ 및 ZnTiO₃각각의 분말을 개별적으로 준비하는 방법을 더 자세히 설명한다. 먼저, TiO₂와 ZnO를 몰비 2:1이 되도록 칭량하고 물이나 알콜 등과 같은 용매로 같이 섞어준다. 그 다음, 물이나 알콜 등을 결과물로부터 제거시킨다. 그 후, 결과물을 분쇄하고, 산소 함유 분위기(예를 들면 공기중)에서 약 1 내지 5시간 동안 900℃ 내지 1200℃의 온도에서 하소시킨다. 이렇게 얻어진 하소된 분말은 Zn₂TiO₄를 함유한다. 다음으로, TiO₂와 ZnO 를 몰비 1:1로 칭량한다. ZnTiO₃는 Zn₂TiO₄와 동일한 준비 방법으로 준비된다. 소정의 비율로 Zn₂TiO₄ , ZnTiO₃ 및 TiO₂및 Al₂O₃, 그리고 유리를 칭량하고, 물이나 알콜과 같은 용매로 같이 섞어준다. 이어서, 물이나 알콜 등이 제거되고, 그 후 그 결과물을 분쇄하여 유전체 세라믹을 위한 원료 분말이 되는, 의도하는 유전체 세라믹 조성물을 얻는다.

본 발명의 유전체 세라믹 조성물은 유전체 세라믹의 펠릿 형태로 소결되고 그것의 유전 특성이 측정된다. 더 정확히는, 폴리비닐알콜과 같은 유기 바인더가 유전체 세라믹을 위한 원료 분말과 균질하게 혼합된다. 건조와 분쇄가 수행되고, 그 후 결과물은 펠릿 형태로 가압(약 100 내지 1000kg/㎠의 압력으로)된다. 얻어진 성형물은 공기 중과 같은 산소 함유 가스 분위기에서 800℃ 내지 1000℃의 온도로 소결되어, 그에 의해 ZnTiO₃, Zn₂TiO₄, TiO₂ 및 Al₂O₃의 상과 유리상이 공존하는 유전체 세라믹을 얻는다.

제 2 태양에 따른 본 발명의 적층 세라믹 부품은, 유전체 층이 제 2 태양에 따른 본 발명의 유전체 세라믹 조성물을 소결하여 얻어지는 유전체 세라믹으로 만들어지는 것을 제외하고는 제 1 태양의 경우와 동일한 방법으로 만들어진다.

실시예

본 발명의 실시예와 그에 관련된 비교예에 대해 설명한다.

[실시예 1]

(본 발명의 제 1 태양에 속하는 실시예)

0.33 몰의 TiO₂와 0.66몰의 ZnO를 에탄올과 함께 볼밀(ball mill)에 넣고 12시간 동안 혼합하였다. 용액으로부터 용매를 제거한 후, 결과물을 분쇄하고 공기 중에서 1000℃로 하소하여 하소된 Zn₂TiO₄ 분말을 얻었다. 다음으로, 하소된 ZnTiO₃분말을 얻기 위하여, TiO₂0.5몰과 ZnO 0.5몰을 상술한 방법과 같이 혼합하고 하소시켰다. 이렇게 얻는 하소된 Zn₂TiO₄과 ZnTiO₃의 분말 및 TiO₂ 를 표 1 에서 나타난 것과 같은 비율로 혼합하여 모재(주성분)를 준비하였다. 이러한 모재 100 중량부에, ZnO 가 63.5 wt%, SiO₂가 8 wt%, Al₂O₃ 가 1.5 wt%, BaO 가 7 wt% 및 B₂O₃가 20 wt% 함유된 유리 분말 10 중량부를 추가하고, 그 결과물을 볼밀에 넣어 24시간 동안 혼합하였다. 용액으로부터 용매를 제거한 후, 평균 입자 직경이 1㎛가 될 때까지 결과물을 분쇄하였다. 분쇄된 결과물에 적정량의 폴리비닐알콜 용액을 추가한 후, 건조시켰다. 그 후, 결과물을 직경 12mm, 두께 4mm의 펠릿으로 성형하고, 그 펠릿을 900℃에서 2시간 동안 공기 중에서 소결시켰다. 도 3 은 만들어진 소결된 펠릿의 X-선 회절 패턴을 나타낸다. 도 3 에서 볼 수 있듯이, 본 발명에 따른 유전체 세라믹 조성물의 소결된 펠릿에서는 ZnTiO₃, Zn₂TiO₄ 및 TiO₂의 상이 공존한다.

이렇게 만들어진 유전체 세라믹을 직경 7mm, 두께 3mm의 크기로 가공하였다. 그 후, 7 내지 11㎓의 공진 주파수에서의 무부하 Q값, 비유전율 ε_r 및 공진 주파수의 온도계수 τ_f 를 유전체 공진 방법에 따라 측정하였다. 표 2 는 그 결과를 보여준다.

모재와 유리의 혼합물 100g에, 바인더로서 폴리비닐 부티랄(polyvinyl butyral) 9g, 가소제로서 디부틸프탈레이트(dibutylphthalate) 6g 과 용매로서 톨루엔 60g 및 이소프로필알콜 30g을 첨가하여, 닥터 블레이드법에 의해 100㎛ 두께의 그린 시트(green sheet)를 만들었다. 그렇게 한 뒤, 그린 시트 22 개층을 65℃에서 200kg/㎠의 압력으로 열압착 본딩(thermo compression bonding)에 의해 적층시켰다. 이때, 내부전극인 Ag로 프린트된 층을 두께방향으로 중심에 위치시켰다. 만들어진 적층물을 900℃에서 2시간 동안 소결한 후, 외부전극을 형성하여 트리-플레이트형 공진기를 만들었다. 공진기는 폭 4.9mm, 높이 1.7mm, 길이 8.4mm의 크기였다.

만들어진 트리-플레이트형 공진기에 대하여 공진 주파수 2㎓에서의 무부하 Q값을 평가하였다. 그 결과, 트리-플레이트형 공진기의 무부하 Q값은 210이었다. 따라서, 본 발명에 따른 유전체 세라믹 조성물을 사용하여 훌륭한 특성을 갖는 트리-플레이트형 공진기를 얻을 수 있었다.

[실시예 2 및 3]

(제 1 태양에 속하는 실시예):

(x′의 영향)

상술한 실시예 1에서와 같은 방법으로, 표 1 에서와 같은 비율로 섞인 Zn₂TiO₄, ZnTiO₃ 및 TiO₂의 혼합물이 모재로 사용되었다. 이러한 모재를 표 1 에서 또한 나타난 비율로 유리와 혼합하였다. 그리고 나서, 실시예 1 에서와 같은 조건으로 소결된 펠릿을 만들고, 그 펠릿에 대하여 실시예 1 에서와 같은 방법으로 여러 특성을 측정하였다. 그 결과는 표 2 에 나타내었다.

[실시예 4 내지 6]

(제 1 태양에 속하는 실시예)

(y′의 영향)

상술한 실시예 1 에서와 같은 방법으로, 표 1 에 나타난 비율로 혼합한 Zn₂TiO₄, ZnTiO₃ 및 TiO₂의 혼합물을 모재로 사용하였다. 이러한 모재는 표 1 에 또한 나타난 비율로 유리와 혼합되었다. 그 후, 실시예 1 에서와 같은 조건으로 소결된 펠릿을 만들고, 그 펠릿에 대하여 실시예 1 에서와 같은 방법으로 여러 특성을 측정하였다. 그 결과는 표 2 에 나타내었다.

[실시예 7 내지 9]

(제 1 태양에 속하는 실시예)

(입자 직경의 영향)

상술한 실시예 1 에서와 같은 방법으로, 표 1 에 나타난 비율로 혼합한 Zn₂TiO₄, ZnTiO₃ 및 TiO₂의 혼합물을 모재로 사용하였다. 이러한 모재를 표 1 에 또한 나타난 비율로 유리와 혼합하였고, 표 1 에 나타난 평균 입자 직경이 될 때 까지 그 결과물을 분쇄하였다. 그 후, 실시예 1 에서와 같은 조건으로 소결된 펠릿을 만들고, 그 펠릿에 대하여 실시예 1 에서와 같은 방법으로 여러 특성을 측정하였다. 그 결과는 표 2 에 나타내었다.

[실시예 10 내지 12]

(제 1 태양에 속하는 실시예)

(유리 조성의 영향)

상술한 실시예 1 에서와 같은 방법으로, 표 1 에 나타난 비율로 혼합한 Zn₂TiO₄, ZnTiO₃ 및 TiO₂의 혼합물을 모재로 사용하였다. 이러한 모재를 표 1 에 또한 나타난 비율로 여러가지 조성의 유리와 혼합하였다. 그 후, 실시예 1 에서와 같은 조건으로 소결된 펠릿을 만들고, 그 펠릿에 대하여 실시예 1 에서와 같은 방법으로 여러 특성을 측정하였다. 그 결과는 표 2 에 나타내었다.

[실시예 13 및 14]

(제 1 태양에 속하는 실시예)

(유리 양의 영향)

상술한 실시예 1 에서와 같은 방법으로, 표 1 에 나타난 비율로 혼합한 Zn₂TiO₄, ZnTiO₃ 및 TiO₂의 혼합물을 모재로 사용하였다. 이러한 모재를 표 1 에 또한 나타난 비율로 유리와 혼합하였다. 그 후, 실시예 1 에서와 같은 조건으로 소결된 펠릿을 만들고, 그 펠릿에 대하여 실시예 1 에서와 같은 방법으로 여러 특성을 측정하였다. 그 결과는 표 2 에 나타내었다.

[비교예 1 및 2]

(x′의 영향)

상술한 실시예 1 에서와 같은 방법으로, 표 1 에 나타난 비율로 혼합한 Zn₂TiO₄, ZnTiO₃ 및 TiO₂의 혼합물을 모재로 사용하였다. 이러한 모재를 표 1 에 또한 나타난 비율로 유리와 혼합하였다. 그 후, 실시예 1 에서와 같은 조건으로 소결된 펠릿을 만들었다. 그러나, Zn₂TiO₄의 몰분율 x′가 0.15보다 작을 때, 공진 주파수의 온도계수 τ_f 는 50ppm/℃ 보다 더 크게 되었다. x′가 0.8보다 큰 경우에는, 공진 주파수의 온도계수 τ_f 가 -50ppm/℃ 보다 더 작았다. 그 결과는 표 2 에 나타내었다.

[비교예 3 및 4]

(y′의 영향)

상술한 실시예 1 에서와 같은 방법으로, 표 1 에 나타난 비율로 혼합한 Zn₂TiO₄, ZnTiO₃ 및 TiO₂의 혼합물을 모재로 사용하였다. 이러한 모재를 표 1 에 또한 나타난 비율로 유리와 혼합하였다. 그 후, 실시예 1 에서와 같은 조건으로 소결된 펠릿을 만들었다. 그러나, TiO₂ 의 몰분율 y′가 0.2보다 큰 경우에는, 공진 주파수의 온도계수 τ_f 는 50ppm/℃ 보다 더 크게 되었다. 그 결과는 표 2 에 나타내었다.

[비교예 5 내지 19]

(유리 조성의 영향)

상술한 실시예 1 에서와 같은 방법으로, 표 1 에 나타난 비율로 혼합한 Zn₂TiO₄, ZnTiO₃ 및 TiO₂의 혼합물을 모재로 사용하였다. 이러한 모재를 표 1 에 또한 나타난 비율로 여러 조성의 유리와 혼합하였다. 그 후, 실시예 1 에서와 같은 조건으로 소결된 펠릿을 만들었다. 그러나, 본 발명에서 적용되는 유리 조성의 범위 밖의 유리 조성이 사용될 때, Q값은 낮아져 공진 주파수의 온도계수 τ_f 는 -50ppm/℃ 보다 더 작게 되거나(비교예 5 및 6), 유리가 황산 용액에 의해 녹거나(비교예 12), 펠릿이 1000℃ 이하에서 소결될 수 없거나 혹은 유리가 800℃ 이상에서 용출되었다(비교예 7 내지 11 또는 13 내지 19). 그 결과는 표 2 에서 나타내었다.

[비교예 20 및 21]

(유리 양의 영향)

상술한 실시예 1 에서와 같은 방법으로, 표 1 에 나타난 비율로 혼합한 Zn₂TiO₄, ZnTiO₃ 및 TiO₂의 혼합물을 모재로 사용하였다. 이러한 모재를 표 1 에 또한 나타난 비율로 유리와 혼합하였다. 그 후, 실시예 1 에서와 같은 조건으로 소결된 펠릿을 만들었다. 그러나, 유리 양이 3 중량부 보다 작은 경우에는, 1000℃ 이하에서 소결이 될 수 없었다. 유리 양이 30 중량부 보다 큰 경우에는, 유리가 900℃ 이상에서 용출되었고 셋터(setter)와 반응하였다. 그 결과는 표 2 에 나타내었다.

[실시예 15]

(본 발명의 제 2 태양에 속하는 실시예)

0.33 몰의 TiO₂와 0.66몰의 ZnO를 에탄올과 함께 볼밀(ball mill)에 넣고 12시간 동안 혼합하였다. 용액으로부터 용매를 제거한 후, 결과물을 분쇄하고 공기 중에서 1000℃로 하소하여 하소된 Zn₂TiO₄ 분말을 얻었다. 다음으로, 하소된 ZnTiO₃ 분말을 얻기 위하여, TiO₂ 0.5몰과 ZnO 0.5몰을 상술한 방법과 같이 혼합하고 하소시켰다. 이렇게 얻은 하소된 Zn₂TiO₄과 ZnTiO₃의 분말과 TiO₂및 Al₂O₃를 표 3 에서 나타난 것과 같은 비율로 혼합하여 모재(주성분)를 준비하였다. 이러한 모재 100 중량부에, ZnO 가 63.5 wt%, SiO₂가 8 wt%, Al₂O₃가 1.5 wt%, BaO 가 7 wt% 및 B₂O₃가 20 wt% 함유된 유리 분말 10 중량부를 추가하고, 그 결과물을 볼밀에 넣어 24시간 동안 혼합하였다. 용액으로부터 용매를 제거한 후, 평균 입자 직경이 1㎛가 될 때까지 결과물을 분쇄하였다. 분쇄된 결과물에 적정량의 폴리비닐알콜 용액을 추가한 후, 건조시켰다. 그 후, 결과물을 직경 12mm, 두께 4mm의 펠릿으로 성형하고, 그 펠릿을 850℃에서 2시간 동안 소결시켰다(실시예 15a). 도 4 는 만들어진 소결된 펠릿의 X-선 회절 패턴을 나타낸다. 도 4 에서 볼 수 있듯이, 본 발명에 따른 유전체 세라믹 조성물의 소결된 펠릿에서는 Zn₂TiO₄, ZnTiO₃ , TiO₂및 Al₂O₃의 상이 공존한다. 동일한 방법으로 만들어진 또 다른 펠릿을 950℃에서 2시간 동안 같은 방법으로 소결시켰다(실시예 15b).

이렇게 만들어진 유전체 세라믹을 직경 7mm, 두께 3mm의 크기로 가공하였다. 그 후, 7 내지 11㎓의 공진 주파수에서의 무부하 Q값, 비유전율 ε_r 및 공진 주파수의 온도계수 τ_f 를 유전체 공진 방법에 따라 측정하였다. 표 4 는 그 결과를 보여준다.

모재와 유리의 혼합물 100g에, 바인더로서 폴리비닐 부티랄 9g, 가소제로서 디부틸프탈레이트 6g 과 용매로서 톨루엔 60g 및 이소프로필알콜 30g를 첨가하여, 닥터 블레이드법에 의해 100㎛ 두께의 그린 시트를 만들었다. 그렇게 한 뒤, 그린 시트 22 개층을 65℃에서 200kg/㎠의 압력으로 열압착 본딩에 의해 적층시켰다. 이때, 내부전극인 Ag 로 프린트된 층을 두께방향으로 중심에 위치시켰다. 만들어진 적층물을 900℃에서 2시간 동안 소결한 후, 외부전극을 형성하여 트리-플레이트형 공진기를 만들었다. 공진기는 폭 4.9mm, 높이 1.7mm, 길이 8.4mm의 크기였다.

[실시예 16 내지 18]

(제 2 태양에 속하는 실시예)

(x 및 y 의 영향)

상술한 실시예 15 에서와 같은 방법으로, 표 3 에서와 같은 비율로 섞인 Zn₂TiO₄, ZnTiO₃ , TiO₂및 Al₂O₃의 혼합물이 모재로 사용되었다. 이러한 모재를 표 3 에서 또한 나타난 비율로 유리와 혼합하였다. 그리고 나서, 실시예 15 에서와 같은 조건으로 소결된 펠릿을 만들고, 그 펠릿에 대하여 실시예 15 에서와 같은 방법으로 여러 특성을 측정하였다. 그 결과는 표 4 에 나타내었다.

[실시예 19 내지 21]

(제 2 태양에 속하는 실시예)

(z 의 영향)

상술한 실시예 15 에서와 같은 방법으로, 표 3 에서와 같은 비율로 섞인 ZnTiO₃, Zn₂TiO₄, TiO₂및 Al₂O₃의 혼합물이 모재로 사용되었다. 이러한 모재를 표 3 에서 또한 나타난 비율로 유리와 혼합하였다. 그리고 나서, 실시예 15 에서와 같은 조건으로 소결된 펠릿을 만들고, 그 펠릿에 대하여 실시예 15 에서와 같은 방법으로 여러 특성을 측정하였다. 그 결과는 표 4 에 나타내었다.

[실시예 22 내지 24]

(제 2 태양에 속하는 실시예)

(w 의 영향)

상술한 실시예 15 에서와 같은 방법으로, 표 3 에서와 같은 비율로 섞인 Zn₂TiO₄, ZnTiO₃ , TiO₂및 Al₂O₃의 혼합물이 모재로 사용되었다. 이러한 모재를 표 3 에서 또한 나타난 비율로 유리와 혼합하였다. 그리고 나서, 실시예 15 에서와 같은 조건으로 소결된 펠릿을 만들고, 그 펠릿에 대하여 실시예 15 에서와 같은 방법으로 여러 특성을 측정하였다. 그 결과는 표 4 에 나타내었다. 이러한 실시예에서와 같이 Al₂O₃를 함유하는 본 발명의 유전체 세라믹 조성물은, 850℃ 내지 950℃의 넓은 온도범위에서 소결될 때에도, 적절한 비유전율, 보다 작은 유전손실(높은 Q값) 및 공진주파수의 온도계수 τ_f가 보다 작게 변화하는 안정된 특성을 갖게 되었다.

[실시예 25 내지 28]

(제 2 태양에 속하는 실시예)

(유리 조성의 영향)

상술한 실시예 15 에서와 같은 방법으로, 표 3 에서와 같은 비율로 섞인 Zn₂TiO₄, ZnTiO₃ , TiO₂ 및 Al₂O₃의 혼합물이 모재로 사용되었다. 이러한 모재를 표 3 에서 또한 나타난 비율로 다양한 조성의 유리와 혼합하고, 평균 입자 직경이 표 3 에서와 같이 될 때까지 그 결과물을 분쇄하였다. 그리고 나서, 실시예 15 에서와 같은 조건으로 소결된 펠릿을 만들고, 그 펠릿에 대하여 실시예 15 에서와 같은 방법으로 여러 특성을 측정하였다. 그 결과는 표 4 에 나타내었다.

[실시예 29 및 30]

(제 2 태양에 속하는 실시예)

(유리 양의 영향)

상술한 실시예 15 에서와 같은 방법으로, 표 3 에서와 같은 비율로 섞인 Zn₂TiO₄, ZnTiO₃ , TiO₂및 Al₂O₃의 혼합물이 모재로 사용되었다. 이러한 모재를 표 3 에서 또한 나타난 비율로 유리와 혼합한다. 그리고 나서, 실시예 15 에서와 같은 조건으로 소결된 펠릿을 만들고, 그 펠릿에 대하여 실시예 15 에서와 같은 방법으로 여러 특성을 측정하였다. 그 결과는 표 4 에 나타내었다.

[비교예 22 및 23]

(x 및 y 의 영향)

상술한 실시예 15 에서와 같은 방법으로, 표 3 에서와 같은 비율로 섞인 Zn₂TiO₄, ZnTiO₃ , TiO₂및 Al₂O₃의 혼합물이 모재로 사용되었다. 이러한 모재를 표 3 에서 또한 나타난 비율로 유리와 혼합하였다. 그리고 나서, 실시예 15 에서와 같은 조건으로 소결된 펠릿을 만들었다. 그러나, Zn₂TiO₄의 몰분율 x 가 0.15이하인 경우 또는 ZnTiO₃의 몰분율 y 가 0.85이상인 경우에는, 공진 주파수의 온도계수 τ_f 가 +50ppm/℃ 보다 더 크게 되었다. y 가 0인 경우에는, 공진 주파수의 온도계수 τ_f 가 -50ppm/℃ 보다 작았다. 그 결과는 표 4 에 나타내었다.

[비교예 24 및 25]

(z 의 영향)

상술한 실시예 15 에서와 같은 방법으로, 표 3 에서와 같은 비율로 섞인 Zn₂TiO₄, ZnTiO₃ , TiO₂ 및 Al₂O₃의 혼합물이 모재로 사용되었다. 이러한 모재를 표 3 에서 또한 나타난 비율로 유리와 혼합하였다. 그리고 나서, 실시예 15 에서와 같은 조건으로 소결된 펠릿을 만들었다. 그러나, TiO₂의 몰분율 z 가 0.2보다 큰 경우에는, 공진 주파수의 온도계수 τ_f 가 +50ppm/℃ 보다 더 크게 되었다. 그 결과는 표 4 에 나타내었다.

[비교예 26 및 27]

(w 의 영향)

상술한 실시예 15 에서와 같은 방법으로, 표 3 에서와 같은 비율로 섞인 Zn₂TiO₄, ZnTiO₃ , TiO₂ 및 Al₂O₃의 혼합물이 모재로 사용되었다. 이러한 모재를 표 3 에서 또한 나타난 비율로 유리와 혼합하였다. 그리고 나서, 실시예 15 에서와 같은 조건(900℃에서의 소결도 추가적으로 실시)으로 소결된 펠릿을 만들었다. 그러나, Al₂O₃의 몰분율 w 가 0일 때, 소결온도가 850℃인 경우에는 공진 주파수의 온도계수 τ_f 의 절대값이 50ppm/℃ 보다 더 크게 되었고, 소결온도가 850℃ 내지 950℃인 경우에는 공진 주파수의 온도계수 τ_f가 불안정하고 크게 변화하였다. w 가 0.2 이상인 때에는, 소결온도가 1000℃이상이 되었다. 그 결과는 표 4 에 나타내었다.

[비교예 28 내지 42]

(유리 조성의 영향)

상술한 실시예 15 에서와 같은 방법으로, 표 3 에서와 같은 비율로 섞인 Zn₂TiO₄, ZnTiO₃ , TiO₂및 Al₂O₃의 혼합물이 모재로 사용되었다. 이러한 모재를 표 3 에서 또한 나타난 비율로 다양한 조성의 유리와 혼합하였다. 그리고 나서, 실시예 15 에서와 같은 조건으로 소결된 펠릿을 만들었다. 그러나, 본 발명에서 적용된 유리 조성 범위 밖의 유리 조성이 사용되는 경우, 유리는 황산에 의해 녹거나(비교예 35), 펠릿이 1000℃ 이하에서는 소결이 되지 않거나, 유리가 800℃ 이상에서 용출되었다(비교예 28 내지 34 또는 36 내지 42). 그 결과는 표 4 에 나타내었다.

[비교예 43 및 44]

(유리 양의 영향)

상술한 실시예 15 에서와 같은 방법으로, 표 3 에서와 같은 비율로 섞인 Zn₂TiO₄, ZnTiO₃ , TiO₂및 Al₂O₃의 혼합물이 모재로 사용되었다. 이러한 모재를 표 3 에서 또한 나타난 비율로 유리와 혼합하였다. 그리고 나서, 실시예 15 에서와 같은 조건으로 소결된 펠릿을 만들었다. 그러나, 유리 양이 3 중량부 보다 작은 경우, 1000℃ 이하에서는 소결이 이루어질 수 없었다. 유리 양이 30 중량부 보다 큰 경우에는, 유리는 900℃ 에서 용출되었고, 셋터와 반응하였다. 그 결과는 표 4 에 나타내었다.

본 발명의 유전체 세라믹 조성물은 Cu 또는 Ag, 또는 주성분으로 Cu 혹은 Ag를 함유하는 합금의 녹는점 이하의 온도에서 소결될 수 있도록한다. 이는 종래기술로는 이루어지기 어려운 것이다. 그러므로, 본 발명의 유전체 세라믹 조성물에 따라, 전자부품을 제작할 때 그와 같은 금속을 내부 패키징 및 다층화 되는 내부 전도체의 재료로서 사용할 수 있게 된다. 본 발명의 유전체 세라믹 조성물을 소결함에 의해 만들어지는 유전체 세라믹은 비유전율이 약 10 내지 40, 바람 직하게는 약 15 내지 25이고, 보다 작은 유전손실 tanδ(높은 Q값)을 가지며 공진 주파수의 온도계수 τ_f 의 절대값이 50ppm/℃ 이하인 특성을 갖는다. 본 발명에 따라, 유전체 세라믹 조성물과 그와 같은 유전체 세라믹을 제조하는 방법, 특히 소결온도의 변화에 의한 특성변화와 산포가 적게 발생하고, 소결시 조성의 변동이 보다 작은 유전체 세라믹 조성물과 제조방법이 제공된다. 또한, 본 발명에 따라, 상술한 바와 같은 유전체 세라믹 조성물로 만들어진 유전체 층, 및 Cu 또는 Ag, 또는 주성분으로 Cu 혹은 Ag를 함유하는 합금을 포함하는 내부전극을 갖는 적층 세라믹 콘덴서 또는 LC 필터와 같은 적층 세라믹 부품이 제공된다.

Claims

일반식 x′Zn₂TiO₄-(1-x′-y′)ZnTiO₃- y′TiO₂으로 표현되며, 여기서의 x′와 y′는 0.15 < x′< 0.8 , 0≤y′≤0.2 인 주성분 100 중량부에 대하여,

ZnO 가 50 내지 75 wt%, B₂O₃가 5 내지 30 wt%, SiO₂가 6 내지 15 wt%, Al₂O₃가 0.5 내지 5 wt% 및 BaO 가 3 내지 10 wt% 함유된 무연 저융점 유리를 3 중량부 이상 30 중량부 이하로 함유하는 유전체 세라믹 조성물.
Zn₂TiO₄ , ZnTiO₃ 및 TiO₂의 결정상(여기서 TiO₂의 결정상은 없을 수도 있음)과 유리상을 함유하며, 제 1 항의 유전체 세라믹 조성물을 소결하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 유전체 세라믹.
제 1 항의 유전체 세라믹 조성물을 제조하는 방법으로서, ZnO 원료 분말과 TiO₂원료 분말을 혼합하고, 그 혼합물을 하소하여 Zn₂TiO₄, ZnTiO₃ 및 TiO₂를 함유하는 세라믹 분말(여기서 TiO₂의 함량은 0이 될 수 있다)을 얻는 단계; 및

그 세라믹 분말을 ZnO 가 50 내지 75 wt%, B₂O₃가 5 내지 30 wt%, SiO₂가 6 내지 15 wt%, Al₂O₃가 0.5 내지 5 wt% 및 BaO 가 3 내지 10 wt% 함유된 무연 저융점 유리와 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체 세라믹 조성물 제조방법.
복수의 유전체 층; 그 유전체 층 사이에 형성된 내부전극; 그리고 그 내부전극에 전기적으로 접속된 외부전극을 포함하는 적층 세라믹 부품으로서, 상기 유전체 층은 제 1 항의 유전체 세라믹 조성물을 소결하여 얻어지는 유전체 세라믹으로 구성되고, 상기 내부전극은 Cu단체 또는 Ag단체, 또는 Cu 혹은 Ag를 함유하는 합금으로 형성되는 적층 세라믹 부품.
일반식 x Zn₂TiO₄ - y ZnTiO₃ - z TiO₂ - w Al₂O₃ 으로 표현되며, 여기서의 x,y,z 및 w는 0.15 < x < 1.0 , 0 < y < 0.85, 0 ≤ z ≤ 0.2, 0 < w ≤ 0.2 이고 x+y+z+w = 1 인 주성분 100 중량부에 대하여,

ZnO 가 50 내지 75 wt%, B₂O₃가 5 내지 30 wt%, SiO₂가 6 내지 15 wt%, Al₂O₃가 0.5 내지 5 wt% 및 BaO 가 3 내지 10 wt% 함유된 무연 저융점 유리를 3 중량부 이상 30 중량부 이하로 함유하는 유전체 세라믹 조성물.
Zn₂TiO₄ , ZnTiO₃ , TiO₂및 Al₂O₃ 의 결정상(여기서 TiO₂결정상은 없을 수도 있음)과 유리상을 함유하며, 제 5 항의 유전체 세라믹 조성물을 소결하여 얻어지는 유전체 세라믹.
제 5 항의 유전체 세라믹 조성물을 제조하는 방법으로서, ZnO 원료 분말과 TiO₂원료 분말을 혼합하고, 그 혼합물을 하소하여 Zn₂TiO₄ , ZnTiO₃ 및 TiO₂를 함유하는 세라믹 분말(여기서 TiO₂의 함량은 0이 될 수 있다)을 얻는 단계; 및

그 세라믹 분말을 ZnO 가 50 내지 75 wt%, B₂O₃가 5 내지 30 wt%, SiO₂가 6 내지 15 wt%, Al₂O₃ 가 0.5 내지 5 wt% 및 BaO 가 3 내지 10 wt% 함유된 무연 저융점 유리 및 Al₂O₃ 와 혼합하는 단계를 포함하는 유전체 세라믹 제조방법.
복수의 유전체 층; 그 유전체 층 사이에 형성된 내부전극; 그리고 그 내부전극에 전기적으로 접속된 외부전극을 포함하는 적층 세라믹 부품으로서, 상기 유전체 층은 제 5 항의 유전체 세라믹 조성물을 소결하여 얻어지는 유전체 세라믹으로 구성되고, 상기 내부전극은 Cu단체 또는 Ag단체, 또는 Cu 혹은 Ag를 함유하는 합금으로 형성되는 적층 세라믹 부품.