KR101709815B1 - Dielectric composition and multi-layer ceramic capacitor by using the same - Google Patents

Dielectric composition and multi-layer ceramic capacitor by using the same Download PDF

Info

Publication number
KR101709815B1
KR101709815B1 KR1020120140575A KR20120140575A KR101709815B1 KR 101709815 B1 KR101709815 B1 KR 101709815B1 KR 1020120140575 A KR1020120140575 A KR 1020120140575A KR 20120140575 A KR20120140575 A KR 20120140575A KR 101709815 B1 KR101709815 B1 KR 101709815B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
dielectric
dielectric composition
mol
polypropylene glycol
monoalkyl ether
Prior art date
Application number
KR1020120140575A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20140072728A (en
Inventor
최지예
김가희
최재열
김두영
장한나
강심충
조항규
한병우
박재성
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020120140575A priority Critical patent/KR101709815B1/en
Publication of KR20140072728A publication Critical patent/KR20140072728A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101709815B1 publication Critical patent/KR101709815B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/018—Dielectrics
    • H01G4/06—Solid dielectrics
    • H01G4/08—Inorganic dielectrics
    • H01G4/12—Ceramic dielectrics
    • H01G4/1209—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/02—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
    • H01B3/10—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances metallic oxides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/02—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
    • H01B3/12—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances ceramics
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/018—Dielectrics
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/018—Dielectrics
    • H01G4/20—Dielectrics using combinations of dielectrics from more than one of groups H01G4/02 - H01G4/06
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/30—Stacked capacitors

Abstract

본 발명의 일 실시형태는 세라믹 분말; 및 상기 세라믹 분발 100 중량부에 대하여 폴리프로필렌 글리콜 모노알킬 에터(Polypropylene glycol monoalkyl ether)계 분산제 0.5 내지 5 중량부;를 포함하는 유전체 조성물을 제공한다.One embodiment of the present invention relates to a ceramic powder; And 0.5 to 5 parts by weight of a polypropylene glycol monoalkyl ether dispersant based on 100 parts by weight of the ceramic powder.

Description

유전체 조성물 및 이를 이용한 적층 세라믹 커패시터{Dielectric composition and multi-layer ceramic capacitor by using the same}[0001] The present invention relates to dielectric compositions and multilayer ceramic capacitors using the same,

본 발명은 비인산계 분산제를 적용한 유전체 조성물 및 이를 이용한 적층 세라믹 커패시터에 관한 것이다.The present invention relates to a dielectric composition to which a non-phosphoric acid dispersant is applied, and a multilayer ceramic capacitor using the same.

21세기 정보산업사회를 맞이하여, 전자산업의 필수적 수동소자중 하나인 적층세라믹캐패시터(Multilayer ceramic capacitor, MLCC)가 주로 사용되고 있는 가전, PC, HHP등과 같은 제품군에서는 점차 디지털화, 고성능화, 고신뢰성화 및 멀티미디어화가 진행되고 있으며, 이에 따라 MLCC 부품도 고용량화와 더불어 소형화가 가속화되고 있다. 이를 위해서는 유전체 시트(sheet)의 박층화가 이루어져야 하며, 이와 더불어 유전체 시트 내 포함된 그레인이 적절한 크기의 입경과 균일한 입도 분포를 가질 것이 요구된다. In the 21st century information society, products such as home appliances, PCs, and HHPs, which are widely used as multilayer ceramic capacitors (MLCC), which is one of the passive components of the electronic industry, are gradually becoming digitized, high performance, The MLCC parts have been increasing in capacity and miniaturization. For this purpose, it is required that a thin sheet of a dielectric sheet be formed, and that the grains contained in the dielectric sheet have an appropriate size and a uniform particle size distribution.

이를 위해 종래에는 유전체 분말의 분산을 위해 인산을 포함하는 인산계 분산제를 주로 사용하였으나 소결 후 불순물로 작용하는 이차상이 다량 발생하며 비정상적인 입자성장이 촉진되는 문제가 있다. 따라서 인산을 포함하지 않으면서 충분한 분산력이 확보되는 비인산계 분산제가 필요한 실정이다.For this purpose, a phosphoric acid-based dispersant containing phosphoric acid is mainly used for dispersing the dielectric powder, but a secondary phase acting as an impurity after sintering is generated in a large amount and abnormal grain growth is promoted. Therefore, a non-phosphoric acid dispersing agent that does not contain phosphoric acid and has a sufficient dispersing power is needed.

하기 특허 문헌 1은 폴리 아크릴계 분산제를 제시하나 폴리 아크릴계 분산제의 경우 본 발명과 그 성분을 달리할 뿐 아니라 소성 후 잔탄이 많이 남는 문제가 있다.The following patent document 1 discloses a polyacrylic dispersant, but the polyacrylic dispersant differs from the present invention in its composition and has a problem that much coal remains after firing.

대한민국 등록특허공보 10-0879034 호Korean Patent Publication No. 10-0879034

본 발명은 비인산계 분산제를 적용한 유전체 조성물 및 이를 이용한 적층 세라믹 커패시터를 제공하고자 한다.Disclosed is a dielectric composition to which a non-acidic dispersant is applied and a multilayer ceramic capacitor using the dielectric composition.

본 발명의 일 실시형태는 세라믹 분말; 및 상기 세라믹 분발 100 중량부에 대하여 폴리프로필렌 글리콜 모노알킬 에터(Polypropylene glycol monoalkyl ether)계 분산제 0.5 내지 5 중량부;를 포함하는 유전체 조성물을 제공한다.
One embodiment of the present invention relates to a ceramic powder; And 0.5 to 5 parts by weight of a polypropylene glycol monoalkyl ether dispersant based on 100 parts by weight of the ceramic powder.

상기 폴리프로필렌 글리콜 모노알킬 에터(Polypropylene glycol monoalkyl ether)계 분산제의 수 평균 분자량은 500g/mol 내지 10,000g/mol일 수 있다.
The number average molecular weight of the polypropylene glycol monoalkyl ether dispersant may be 500 g / mol to 10,000 g / mol.

상기 유전체 조성물은 테르피네올계 용제 또는 폴리비닐 부티랄(polyvinyl butyral) 및 에틸 셀룰로오스(ethyl cellulose)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 바인더 수지를 더 포함할 수 있다.
The dielectric composition may further comprise at least one binder resin selected from the group consisting of a terpineol-based solvent or polyvinyl butyral and ethyl cellulose.

본 발명의 다른 일 실시형태는 세라믹 분말 및 폴리프로필렌 글리콜 모노알킬 에터(Polypropylene glycol monoalkyl ether)계 분산제를 포함하는 유전체 조성물로 형성되는 복수의 유전체 층을 포함하는 세라믹 본체; 상기 세라믹 본체 내에서 상기 유전체 층을 사이에 두고 서로 대향하도록 배치되는 제1 및 제2 내부전극; 상기 제1 내부전극과 전기적으로 연결된 제1 외부전극; 및 상기 제2 내부전극과 전기적으로 연결된 제2 외부전극; 을 포함하고, 상기 유전체 층은 복수 개의 유전체 그레인을 포함하며 상기 유전체 그레인의 평균 입경은 유전체 층 두께의 1/3 내지 1/2인 적층 세라믹 커패시터를 제공한다.
Another embodiment of the present invention is a ceramic body comprising a plurality of dielectric layers formed of a dielectric composition comprising a ceramic powder and a polypropylene glycol monoalkyl ether dispersant; First and second internal electrodes disposed in the ceramic body so as to face each other with the dielectric layer therebetween; A first external electrode electrically connected to the first internal electrode; And a second external electrode electrically connected to the second internal electrode; Wherein the dielectric layer comprises a plurality of dielectric grains and the average grain size of the dielectric grains is 1/3 to 1/2 of the dielectric layer thickness.

상기 폴리프로필렌 글리콜 모노알킬 에터(Polypropylene glycol monoalkyl ether)계 분산제의 수 평균 분자량은 500g/mol 내지 10,000g/mol일 수 있다.
The number average molecular weight of the polypropylene glycol monoalkyl ether dispersant may be 500 g / mol to 10,000 g / mol.

상기 유전체 조성물은 테르피네올계 용제 또는 폴리비닐 부티랄(polyvinyl butyral) 및 에틸 셀룰로오스(ethyl cellulose)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 바인더 수지를 더 포함할 수 있다.
The dielectric composition may further comprise at least one binder resin selected from the group consisting of a terpineol-based solvent or polyvinyl butyral and ethyl cellulose.

본 발명은 입도 분포가 균일하고, 불순물의 함량이 적으며 수축 거동 제어가 용이한 유전체 조성물 및 이를 이용한 고 신뢰성의 적층 세라믹 커패시터를 제공할 수 있다.The present invention can provide a dielectric composition having a uniform particle size distribution, a small amount of impurities and easy control of shrinkage behavior, and a highly reliable multilayer ceramic capacitor using the dielectric composition.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 적층 세라믹 커패시터를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A' 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 실시 예(도 3a)와 비교 예(도 3b)의 유전체 조성물을 적용한 적층 세라믹 커패시터의 길이-두께 방향 단면의 SEM(scanning electron microscope)사진이다.
도 4a 및 도 4b는 실시 예(도 4a)와 비교 예(도 4b)의 유전체 조성물을 적용한 적층 세라믹 커패시터의 유전체 층에 포함된 유전체 그레인의 입도 분포를 나타내는 그래프이다.
도 5a 및 도 5b는 실시 예(도 5a)와 비교 예(도 5b)의 유전체 조성물을 적용하여 적층 세라믹 전자부품을 제조하는 경우 1130℃ 및 1135℃ 조건에서의 소결 수축 거동을 나타내는 그래프이다.
도 6a 및 도 6b는 실시 예(도 6a)와 비교 예(도 6b)의 유전체 조성물을 600℃ 까지 가열하면서 온도에 따른 잔탄(carbon residue)의 중량%를 나타내는 그래프이다. 1 is a perspective view schematically showing a multilayer ceramic capacitor according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along line AA 'of FIG.
FIGS. 3A and 3B are SEM (scanning electron microscope) photographs of a length-thickness direction section of a multilayer ceramic capacitor to which the dielectric composition of the embodiment (FIG. 3A) and the comparative example (FIG.
FIGS. 4A and 4B are graphs showing particle size distributions of dielectric grains included in the dielectric layers of the multilayer ceramic capacitor to which the dielectric composition of the embodiment (FIG. 4A) and the comparative example (FIG. 4B) are applied.
5A and 5B are graphs showing sintering shrinkage behaviors at 1130 ° C and 1135 ° C when a multilayer ceramic electronic device is manufactured by applying the dielectric composition of Example (FIG. 5a) and Comparative Example (FIG. 5b).
6A and 6B are graphs showing the weight percent of carbon residue according to temperature while heating the dielectric composition of Example (FIG. 6A) and Comparative Example (FIG. 6B) to 600 ° C. FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다. 다만, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention may be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Furthermore, embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes and sizes of the elements in the drawings may be exaggerated for clarity of description, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings are the same elements.

본 발명의 실시 예들을 명확하게 설명하기 위해 육면체의 방향을 정의하면, 도면 상에 표시된 L, W 및 T는 각각 길이 방향, 폭 방향 및 두께 방향을 나타낸다. 여기서, 두께 방향은 유전체 층이 적층된 적층 방향과 동일한 개념으로 사용될 수 있다.
In order to clearly illustrate the embodiments of the present invention, when the directions of the hexahedron are defined, L, W, and T shown in the drawings indicate the longitudinal direction, the width direction, and the thickness direction, respectively. Here, the thickness direction can be used in the same concept as the lamination direction in which the dielectric layers are laminated.

본 발명의 일 실시형태는 세라믹 분말; 및 폴리프로필렌 글리콜 모노알킬 에터(Polypropylene glycol monoalkyl ether)계 분산제;를 포함하는 유전체 조성물을 제공한다.
One embodiment of the present invention relates to a ceramic powder; And a polypropylene glycol monoalkyl ether-based dispersing agent.

상기 세라믹 분말은 티탄산바륨(BaTiO3), 티탄산바륨에 칼슘(Ca) 지르코늄(Zr) 또는 주석(Sn) 등과 같은 원소가 고용된 형태의 (Ba1 - xCax)(Ti1 - yCay)O3, (Ba1 - xCax)(Ti1 - yZry)O3, Ba(Ti1 - yZry)O3 ,(Ba1 - xCax)(Ti1 - ySny)O3 분말 또는 이들의 혼합 분말일 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니다.
The ceramic powder may be any one of (Ba 1 - x Ca x ) (Ti 1 - y Ca y ( y )) in which barium titanate (BaTiO 3 ), barium titanate, calcium (Ca) zirconium ) O 3, (Ba 1 - x Ca x) (Ti 1 - y Zr y) O 3, Ba (Ti 1 - y Zr y) O 3, (Ba 1 - x Ca x) (Ti 1 - y Sn y ) O 3 Powder, or a mixed powder thereof, but is not limited thereto.

본 발명의 폴리프로필렌 글리콜 모노알킬 에터(Polypropylene glycol monoalkyl ether)계 분산제는 인산을 포함하지 않아 이차상의 생성과 비정상적인 입자성장이 억제된다. The polypropylene glycol monoalkyl ether dispersant of the present invention does not contain phosphoric acid, so that generation of secondary phases and abnormal particle growth are suppressed.

구체적으로 인산계 분산제를 적용하여 세라믹 전자부품을 제조하는 경우 인산이 P2O5 형태로 존재하다가 소결 시 약 520℃에서 액상이 되어 세라믹 분말의 표면에 균일한(homogeneous) 표면 도핑(surface dopping)을 형성하게 된다. 이후 520℃ 이상으로 계속하여 온도가 상승하면 표면에 도핑된 P2O5가 세라믹 분말에 포함된 BaO 성분과 반응하면서 다양한 바륨-인(Ba-P) 계열의 중간 화합물을 만들게 되고 세라믹 분말에 포함된 바륨(Ba)이 소진되어 산화티타늄 리치(rich)상을 형성하게 된다. 이러한 산화티타늄은 BaTiO3-TiO2 유텍틱(eutectic) 온도인 1310℃에서 액상을 형성하여 소결을 촉진시키는 것과 동시에 비정상적인 입자성장을 야기한다. 또한 중간 화합물은 최종적으로 이차상으로 존재하게 된다. 상기 이차상과 비정상적으로 성장된 입자들은 파괴전압(BDV,Breakdown Voltage)특성, 고온가속수명특성 등을 저하시켜 적층 세라믹 전자부품의 신뢰성을 떨어뜨리는 요인이 된다.Specifically, in the case of manufacturing a ceramic electronic device by applying a phosphoric acid dispersant, phosphoric acid is present in the form of P 2 O 5, and becomes liquid at a temperature of about 520 ° C. during sintering, so that homogeneous surface doping is performed on the surface of the ceramic powder. . Then, when the temperature continues to rise above 520 ° C, doped P 2 O 5 reacts with the BaO component contained in the ceramic powder to form various intermediate compounds of barium-phosphorus (Ba-P) The barium Ba is exhausted to form a titanium oxide rich phase. This titanium oxide forms a liquid phase at a BaTiO 3 -TiO 2 eutectic temperature of 1310 ° C., thereby promoting sintering and causing abnormal grain growth. The intermediate compound is finally present in the secondary phase. Particles grown abnormally with the secondary phase deteriorate breakdown voltage (BDV) characteristics, high temperature accelerated lifetime characteristics, and the like, which is a factor that lowers the reliability of the multilayer ceramic electronic component.

또한 본 발명이 제공하는 폴리프로필렌 글리콜 모노알킬 에터(Polypropylene glycol monoalkyl ether)계 분산제는 다른 비인산계 분산제와 달리 산성계 이며 입체장애 없이 세라믹 분말의 표면에 흡착이 가능하다. 또한 용매 및 바인더와의 상용성 역시 우수한 장점이 있다.
In addition, the polypropylene glycol monoalkyl ether dispersant provided by the present invention is acidic, unlike other non-phosphoric acid dispersants, and can be adsorbed on the surface of the ceramic powder without steric hindrance. Also, compatibility with solvents and binders is also advantageous.

본 발명의 일 실시형태에 따른 유전체 조성물에서 상기 폴리프로필렌 글리콜 모노알킬 에터(Polypropylene glycol monoalkyl ether)계 분산제는 상기 세라믹 분발 100 중량부에 대하여 0.5 내지 5 중량부 포함될 수 있다.
In the dielectric composition according to one embodiment of the present invention, the polypropylene glycol monoalkyl ether dispersant may be contained in an amount of 0.5 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the ceramic powder.

상기 폴리프로필렌 글리콜 모노알킬 에터(Polypropylene glycol monoalkyl ether)계 분산제가 0.5 중량부 미만으로 포함될 경우 세라믹 분말의 응집으로 인한 조대 입자의 생성으로 분산성이 낮아지며, 5 중량부를 초과하는 경우 유전체 조성물로 제조된 세라믹 시트의 물성이 악화되고 가소 시 잔탄이 많이 잔류하게 되는 문제가 있다.
When the polypropylene glycol monoalkyl ether dispersant is contained in an amount of less than 0.5 part by weight, the dispersibility is lowered due to the formation of coarse particles due to agglomeration of the ceramic powder. When the amount of the polypropylene glycol monoalkyl ether dispersant is more than 5 parts by weight, There is a problem that the physical properties of the ceramic sheet are deteriorated and a large amount of residual coal is left in the calcining.

상기 폴리프로필렌 글리콜 모노알킬 에터(Polypropylene glycol monoalkyl ether)계 분산제의 수 평균 분자량은 500g/mol 내지 10,000g/mol일 수 있다. 폴리프로필렌 글리콜 모노알킬 에터(Polypropylene glycol monoalkyl ether)계 분산제의 수 평균 분자량이 500g/mol 미만이면 분산성은 균일하게 확보되나 유전체 조성물로 그린시트 제작시 가소화 효과를 주어 연신성의 제어가 힘들고, 수 평균 분자량이 10,000g/mol를 초과하는 경우 분산성이 떨어지고 바인더와의 상용성도 낮아져 최종 그린시트의 표면 조도가 나빠지게 된다.
The number average molecular weight of the polypropylene glycol monoalkyl ether dispersant may be 500 g / mol to 10,000 g / mol. If the number average molecular weight of the polypropylene glycol monoalkyl ether dispersant is less than 500 g / mol, the dispersibility can be uniformly maintained. However, it is difficult to control the stretchability by giving a plasticizing effect in the production of a green sheet with a dielectric composition, When the molecular weight exceeds 10,000 g / mol, the dispersibility is lowered and the compatibility with the binder is also lowered, so that the surface roughness of the final green sheet is deteriorated.

상기 유전체 조성물은 테르피네올계 용제를 더 포함할 수 있으며, 폴리비닐 부티랄(polyvinyl butyral) 및 에틸 셀룰로오스(ethyl cellulose)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 바인더 수지를 더 포함할 수 있다.
The dielectric composition may further include a terpineol-based solvent, and may further include at least one binder resin selected from the group consisting of polyvinyl butyral and ethyl cellulose.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 다른 일 실시형태는 세라믹 분말, 바인더 수지, 용제 및 폴리프로필렌 글리콜 모노알킬 에터(Polypropylene glycol monoalkyl ether)계 분산제를 포함하는 유전체 조성물로 형성되는 복수의 유전체 층(11)을 포함하는 세라믹 본체(10); 상기 세라믹 본체(10) 내에서 상기 유전체 층(11)을 사이에 두고 서로 대향하도록 배치되는 제1 및 제2 내부전극(21,22); 상기 제1 내부전극(21)과 전기적으로 연결된 제1 외부전극(31); 및 상기 제2 내부전극(22)과 전기적으로 연결된 제2 외부전극(32); 을 포함하고, 상기 유전체 층(11)은 복수 개의 유전체 그레인(grain)을 포함하며 상기 유전체 그레인의 평균 입경은 유전체 층 두께의 1/3 내지 1/2인 적층 세라믹 커패시터를 제공한다.
Referring to FIGS. 1 and 2, another embodiment of the present invention is directed to a method of manufacturing a semiconductor device including a plurality of dielectric members formed of a dielectric composition including a ceramic powder, a binder resin, a solvent, and a polypropylene glycol monoalkyl ether- A ceramic body (10) comprising a layer (11); First and second internal electrodes (21, 22) disposed in the ceramic body (10) so as to face each other with the dielectric layer (11) interposed therebetween; A first external electrode (31) electrically connected to the first internal electrode (21); And a second external electrode (32) electrically connected to the second internal electrode (22); Wherein the dielectric layer 11 comprises a plurality of dielectric grains and the average grain size of the dielectric grains is 1/3 to 1/2 of the dielectric layer thickness.

유전체 층에 포함된 그레인의 평균 입경이 1/3 보다 작은 경우 용량이 충분히 확보되지 않으며, 그레인의 평균 입경이 1/2 보다 큰 경우 그레인 바운더리에 의한 전하 캐리어의 이동도 억제 효과가 불리하여 절연특성이 확보되지 않는 문제가 있다.
When the average grain size of the grain included in the dielectric layer is less than 1/3, the capacity is not sufficiently secured. When the average grain size of the grain is larger than 1/2, the effect of suppressing the movement of the charge carrier by the grain boundary is deteriorated, There is a problem in that it can not be secured.

상기 적층 세라믹 커패시터의 유전체 조성물에 관한 설명은 앞에서 설명한 유전체 조성물에 관한 설명과 중복되므로 여기서는 생략하도록 한다.
The description of the dielectric composition of the multilayer ceramic capacitor will be omitted since it is the same as the description of the dielectric composition described above.

도 3a 및 도 4a는 각각 본 발명의 실시형태에 따른 유전체 조성물(이하, 실시 예)을 이용하여 형성된 적층 세라믹 커패시터의 길이-두께 방향 단면의 SEM 사진 및 유전체 층에 포함된 유전체 그레인(grain)의 입도 분포를 나타내는 그래프이고, 도 3b 및 도 4b는 각각 인산을 포함하는 BYK-103분산제를 포함하는 유전체 조성물(이하, 비교 예)을 이용하여 형성된 적층 세라믹 커패시터의 길이-두께 방향 단면의 SEM 사진 및 유전체 층에 포함된 유전체 그레인(grain)의 입도 분포를 나타내는 그래프이다. BYK-103은 폴리에틸렌글리콜(PEG) 단위체가 에스터구조로 연결되어 있으면서 인산을 함유하고 있는 분산제이다.
FIGS. 3A and 4A are SEM photographs of length-thickness direction cross-sections of a multilayer ceramic capacitor formed using a dielectric composition (hereinafter, an embodiment) according to an embodiment of the present invention, and of dielectric grains contained in a dielectric layer FIG. 3B and FIG. 4B are SEM photographs of length-thickness direction cross-sectional views of multilayer ceramic capacitors formed using a dielectric composition (hereinafter referred to as comparative example) comprising BYK-103 dispersant containing phosphoric acid FIG. 3 is a graph showing the particle size distribution of dielectric grains included in the dielectric layer. FIG. BYK-103 is a dispersant containing phosphoric acid while the polyethylene glycol (PEG) unit is linked in an ester structure.

도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 실시 예의 유전체 조성물을 적용한 경우 비교예의 유전체 조성물을 적용한 경우에 비하여, 유전체 층에 포함된 그레인의 입경이 작고 그 분포가 고른 것을 알 수 있다. 구체적으로 도 4a 및 도 4b를 참조하면 실시 예의 유전체 조성물을 적용한 적층 세라믹 커패시터의 유전체 층에 포함된 유전체 그레인은 최대크기가 약 0.28μm인 반면 비교 예의 유전체 조성물을 적용한 경우 그레인의 최대 크기가 약 0.34μm로 실시 예의 유전체 조성물을 적용한 경우보다 최대 그레인의 크기가 약 0.06μm 가량 큰 것을 알 수 있다. 또한 입도 분포 역시 실시 예의 유전체 조성물을 적용한 경우 비교 예의 유전체 조성물을 적용한 경우보다 더 밀집되어 있는 것을 알 수 있다.
As shown in FIGS. 3A and 3B, when the dielectric composition of the embodiment is applied, it can be seen that the grain size of the dielectric layer is small and the distribution thereof is uniform, as compared with the case of applying the dielectric composition of the comparative example. 4a and 4b, the dielectric grain included in the dielectric layer of the multilayer ceramic capacitor to which the dielectric composition of the embodiment is applied has a maximum size of about 0.28 占 퐉, while when the dielectric composition of the comparative example is applied, the maximum grain size is about 0.34 mu m, the maximum grain size is larger by about 0.06 mu m than when the dielectric composition of the embodiment is applied. It can also be seen that the particle size distribution is also more dense when the dielectric composition of the embodiment is applied than when the dielectric composition of the comparative example is applied.

도 5a 및 도 5b는 실시 예와 비교 예의 유전체 조성물을 적용하여 적층 세라믹 전자부품을 제조하는 경우 1130℃ 및 1135℃ 조건에서의 소결 수축 거동을 나타내는 그래프이다.5A and 5B are graphs showing sintering shrinkage behaviors at 1130 ° C and 1135 ° C when a multilayer ceramic electronic device is manufactured by applying dielectric compositions of Examples and Comparative Examples.

구체적으로 도 5a는 적층 세라믹 커패시터의 세라믹 본체의 길이 방향, 폭 방향 및 두께 방향 수축률을 각각 나타낸다. 도면에서 길이(L), 폭(W) 및 두께(T)는 각각 길이 방향, 폭 방향 및 두께 방향 수축률을 의미한다. 수축률은 세라믹 본체의 각 방향의 초기 길이에서 소결 후의 최종 길이를 뺀 다음 이를 초기 길이로 나눈뒤 100을 곱하여 계산하였다. 식으로 표현하면 {(초기 길이-최종 길이)/초기 길이}*100 과 같다. 비교 예와 실시 예 모두 소결온도가 1135℃일 때가 1130℃인 경우보다 수축률이 미세하게 높은 것을 알 수 있다.Specifically, FIG. 5A shows the shrinkage ratio in the longitudinal direction, the width direction and the thickness direction of the ceramic body of the multilayer ceramic capacitor. In the drawing, the length (L), the width (W), and the thickness (T) mean the shrinkage in the longitudinal direction, the width direction and the thickness direction, respectively. The shrinkage was calculated by subtracting the final length after sintering from the initial length in each direction of the ceramic body, dividing it by the initial length, and multiplying by 100. Expressed in terms of {(initial length - final length) / initial length} * 100. It can be seen that the sintering temperature of the comparative example and the sintering example are higher than those of the sintering temperature of 1135 캜 at 1130 캜.

주의하여 볼 것은 길이, 폭 및 두께 방향의 수축률의 차이이다. 비교 예의 경우 길이 및 폭 방향 수축률이 두께 방향 수축률에 비해 현저히 큰 반면 실시 예의 경우 길이, 폭 및 두께 방향 수축률이 유사한 것을 알 수 있다. 도 5b는 도 5a의 값을 바탕으로 두께 방향 수축률에 대한 길이 및 폭 방향 수축률의 비를 나타내는 그래프이다. 수축률 비는 길이 및 폭 방향 수축률의 합을 두께 방향 수축률의 배로 나누어 구하였다. 식으로 표현하면 {(L+W)/2*T}와 같다. 상기 수축률 비의 값이 1에 가까울 수록 두께 방향에 대한 길이 및 폭 방향 수축률의 차이가 작음을 의미한다. 수축률의 차이가 작을수록 소결 시 세라믹 본체의 뒤틀림이 적어 크랙 및 딜라미네이션의 발생이 감소된다. 실시 예의 경우 유전체 층 내 균일한 입자 분포로 유전체 층과 내부전극이 평활하게 배치됨으로써, 수축률 비가 1에 근접한 값을 가지며 이로 인해 소결 시 크랙 및 딜라미네이션의 발생이 억제되는 것을 알 수 있다.
Careful consideration is the difference in shrinkage in length, width and thickness direction. In the comparative example, the shrinkage ratio in the length direction and the width direction is significantly larger than the shrinkage rate in the thickness direction, whereas the shrinkage rate in the length, width and thickness direction is similar in the examples. 5B is a graph showing the ratio of the shrinkage ratio in the longitudinal direction to the shrinkage in the thickness direction based on the value in FIG. 5A. The shrinkage ratio was obtained by dividing the sum of the length and width shrinkage by the thickness shrinkage ratio. Expressed as {(L + W) / 2 * T}. The closer the value of the shrinkage ratio is to 1, the smaller the difference in length and width shrinkage ratio in the thickness direction. The smaller the difference in shrinkage ratio is, the less the distortion of the ceramic body occurs at the time of sintering, and the occurrence of cracks and delamination is reduced. It can be seen that the dielectric layer and the internal electrode are arranged smoothly with a uniform particle distribution in the dielectric layer so that the ratio of shrinkage ratio is close to 1 and the generation of cracks and delamination during sintering is suppressed.

도 6a 및 도 6b는 각각 실시 예와 비교 예의 유전체 조성물을 600℃ 까지 가열하면서 온도에 따른 잔탄(carbon residue)의 중량%를 나타내는 그래프이다. 실시 예(도 6a)의 경우 600℃에서 잔탄이 0.14wt%로 매우 미미하게 남아 있는 반면, 비교 예(도 6b)의 경우 600℃에서 잔탄이 5.74wt% 남아있는 것을 볼 수 있다.6A and 6B are graphs showing the weight percent of carbon residue according to temperature while heating the dielectric compositions of Examples and Comparative Examples to 600 ° C, respectively. In the case of the example (FIG. 6A), the residual coal remains very little at 0.14 wt% at 600 ° C., whereas in the comparative example (FIG. 6B), the residual coal remains at 5.74 wt% at 600 ° C.

잔탄은 유전체 층에서 불순물로 작용하여 적층 세라믹 전자부품의 신뢰성을 떨어뜨리는 요인으로 작용하므로 실시 예의 유전체 조성물을 사용한 경우, 보다 고 신뢰성의 적층 세라믹 전자부품을 얻을 수 있다.
Since xanthan acts as an impurity in the dielectric layer and acts as a factor for decreasing the reliability of the multilayer ceramic electronic component, when the dielectric composition of the embodiment is used, more reliable multilayer ceramic electronic components can be obtained.

본 발명에 따른 유전체 조성물은 수축 거동 제어가 용이하여 크랙 및 딜라미네이션의 발생이 적고, 평균 입경이 작으며, 입도 분포가 균일하고, 불순물의 함량이 적은 적층 세라믹 전자 부품을 제공할 수 있다.
The dielectric composition according to the present invention can provide a multilayer ceramic electronic device which is easy to control shrinkage behavior, has less occurrence of crack and delamination, has an average particle size, is uniform in particle size distribution, and has a small content of impurities.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
The present invention is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, but is intended to be limited only by the appended claims. It will be apparent to those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. something to do.

10 : 세라믹 본체
11 : 유전체 층
21, 22 : 제1 및 제2 내부전극
31, 32 : 제1 및 제2 외부전극10: Ceramic body
11: dielectric layer
21, 22: first and second inner electrodes
31, 32: first and second outer electrodes

Claims (8)

세라믹 분말; 및
상기 세라믹 분말 100 중량부에 대하여 폴리프로필렌 글리콜 모노알킬 에터(Polypropylene glycol monoalkyl ether)계 분산제 0.5 내지 5 중량부;를 포함하고, 상기 폴리프로필렌 글리콜 모노알킬 에터(Polypropylene glycol monoalkyl ether)계 분산제의 수 평균 분자량은 500g/mol 내지 10,000g/mol인 유전체 조성물.
Ceramic powder; And
And 0.5 to 5 parts by weight of a polypropylene glycol monoalkyl ether dispersant based on 100 parts by weight of the ceramic powder, wherein the number average of the polypropylene glycol monoalkyl ether dispersant The molecular weight is from 500 g / mol to 10,000 g / mol.
삭제delete 제1항에 있어서,
테르피네올계 용제를 더 포함하는 유전체 조성물.
The method according to claim 1,
A terpineol-based solvent.
제1항에 있어서,
폴리비닐 부티랄(polyvinyl butyral) 및 에틸 셀룰로오스(ethyl cellulose)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 바인더 수지를 더 포함하는 유전체 조성물.
The method according to claim 1,
At least one binder resin selected from the group consisting of polyvinyl butyral and ethyl cellulose.
세라믹 분말 및 수 평균 분자량이 500g/mol 내지 10,000g/mol인 폴리프로필렌 글리콜 모노알킬 에터(Polypropylene glycol monoalkyl ether)계 분산제를 포함하는 유전체 조성물로 형성되는 복수의 유전체 층을 포함하는 세라믹 본체;
상기 세라믹 본체 내에서 상기 유전체 층을 사이에 두고 서로 대향하도록 배치되는 제1 및 제2 내부전극;
상기 제1 내부전극과 전기적으로 연결된 제1 외부전극; 및
상기 제2 내부전극과 전기적으로 연결된 제2 외부전극; 을 포함하고,
상기 유전체 층은 복수 개의 유전체 그레인을 포함하며 상기 유전체 그레인의 평균 입경은 유전체 층 두께의 1/3 내지 1/2인 적층 세라믹 커패시터.
A ceramic body including a plurality of dielectric layers formed of a dielectric composition comprising a ceramic powder and a polypropylene glycol monoalkyl ether dispersant having a number average molecular weight of 500 g / mol to 10,000 g / mol;
First and second internal electrodes disposed in the ceramic body so as to face each other with the dielectric layer therebetween;
A first external electrode electrically connected to the first internal electrode; And
A second external electrode electrically connected to the second internal electrode; / RTI >
Wherein the dielectric layer comprises a plurality of dielectric grains and the average grain size of the dielectric grains is 1/3 to 1/2 of the dielectric layer thickness.
삭제delete 제5항에 있어서,
상기 유전체 조성물은 테르피네올계 용제를 더 포함하는 적층 세라믹 커패시터.
6. The method of claim 5,
Wherein the dielectric composition further comprises a terpineol-based solvent.
제5항에 있어서,
상기 유전체 조성물은 폴리비닐 부티랄(polyvinyl butyral) 및 에틸 셀룰로오스(ethyl cellulose)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 바인더 수지를 더 포함하는 적층 세라믹 커패시터.6. The method of claim 5,
Wherein the dielectric composition further comprises at least one binder resin selected from the group consisting of polyvinyl butyral and ethyl cellulose.
KR1020120140575A 2012-12-05 2012-12-05 Dielectric composition and multi-layer ceramic capacitor by using the same KR101709815B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120140575A KR101709815B1 (en) 2012-12-05 2012-12-05 Dielectric composition and multi-layer ceramic capacitor by using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120140575A KR101709815B1 (en) 2012-12-05 2012-12-05 Dielectric composition and multi-layer ceramic capacitor by using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140072728A KR20140072728A (en) 2014-06-13
KR101709815B1 true KR101709815B1 (en) 2017-03-08

Family

ID=51126515

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120140575A KR101709815B1 (en) 2012-12-05 2012-12-05 Dielectric composition and multi-layer ceramic capacitor by using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101709815B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11551871B2 (en) 2018-11-16 2023-01-10 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Dielectric composition and capacitor component using the same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100879034B1 (en) 2007-12-28 2009-01-15 한국과학기술연구원 Organic-modified barium titanate/epoxy composite for embedded capacitor and method of making dielectric film using thereof
JP2010010157A (en) 2008-06-24 2010-01-14 Taiyo Yuden Co Ltd Stacked ceramic capacitor, and method of manufacturing the same
WO2012084813A1 (en) 2010-12-21 2012-06-28 Agfa-Gevaert A dispersion comprising metallic, metal oxide or metal precursor nanoparticles

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101198004B1 (en) * 2010-12-10 2012-11-05 삼성전기주식회사 A ceramic paste composition for a multilayer ceramic capacitor, a multilayer ceramic capacitor and methods of manufacturing the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100879034B1 (en) 2007-12-28 2009-01-15 한국과학기술연구원 Organic-modified barium titanate/epoxy composite for embedded capacitor and method of making dielectric film using thereof
JP2010010157A (en) 2008-06-24 2010-01-14 Taiyo Yuden Co Ltd Stacked ceramic capacitor, and method of manufacturing the same
WO2012084813A1 (en) 2010-12-21 2012-06-28 Agfa-Gevaert A dispersion comprising metallic, metal oxide or metal precursor nanoparticles

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11551871B2 (en) 2018-11-16 2023-01-10 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Dielectric composition and capacitor component using the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140072728A (en) 2014-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101729284B1 (en) Multilayer ceramic capacitor and method for producing multilayer ceramic capacitor
US9111683B2 (en) Dielectric ceramic and laminated ceramic capacitor
US8593038B2 (en) Dielectric composition and ceramic electronic component including the same
TWI427051B (en) Dielectric ceramic and laminated ceramic capacitor
JP5275918B2 (en) Multilayer ceramic electronic components
WO2014156302A1 (en) Dielectric ceramic composition and dielectric element
KR20170012686A (en) multilayer ceramic electronic component
KR101976963B1 (en) Dielectric composition, dielectric element, electronic component and laminated electronic component
KR102163417B1 (en) Multi-layered ceramic capacitor
US10748709B2 (en) Multilayer ceramic capacitor with dielectric layers including dielectric grains having a core-shell structure
US20160168036A1 (en) Low-temperature sintering dielectric composition and multilayer ceramic capacitor formed thereof
JP2009242213A (en) Dielectric ceramic composition and electronic component
US10269492B2 (en) Multilayer ceramic electronic component and method of manufacturing the same
KR102097326B1 (en) Dielectric ceramic composition and multilayer ceramic capacitor comprising the same
US9255035B2 (en) Dielectric ceramic composition and multilayer ceramic capacitor containing the same
JP7311256B2 (en) Dielectric composition and electronic component using the same
KR101761940B1 (en) Multilayered electronic elements and method for preparing the same
KR20190116112A (en) Dielectric ceramic composition and multilayer ceramic capacitor comprising the same
JP4931697B2 (en) Dielectric porcelain and capacitor
KR101709815B1 (en) Dielectric composition and multi-layer ceramic capacitor by using the same
JP6102405B2 (en) Dielectric porcelain composition and dielectric element
JP2008088053A (en) Dielectric ceramic composition and electronic device
US10312021B2 (en) Dielectric composition and multilayer ceramic capacitor having the same
KR102193957B1 (en) Capacitor device
US9336947B2 (en) Dielectric composition for low-temperature sintering, multilayer ceramic electronic component including the same, and method of manufacturing multilayer ceramic electronic component

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200102

Year of fee payment: 4