KR101761940B1 - 적층형 전자 부품 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유전체층과 금속 분말과 공재를 포함하는 내부전극층을 포함하며, 상기 공재는 티탄산바륨(BT) 모재 100몰%에 대하여 Ca 성분을 0.5~20몰% 미만으로 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체층과 내부전극층이 교대로 적층된 구조의 적층형 전자 부품과 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 내부전극층에 공재의 부성분으로 Ca 성분을 첨가하여 내부전극층에 포함된 공재 성분이 유전체층으로 빠져 나가면서 생성되는 계면에서의 산소 공공을 최소화시켜, 우수한 전기적 특성과 전극 연결성을 구현할 수 있는 적층형 전자 부품을 제공할 수 있다.

Description

적층형 전자 부품 및 이의 제조방법{Multilayered electronic elements and method for preparing the same}
본 발명은 적층형 전자 부품 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
적층 세라믹 콘덴서(Multilayer ceramic condenser, 이하 MLCC 라 함)는 성형된 유전체층 시트 위에 전도성 페이스트를 스크린, 그라비아 또는 기타 방식으로 인쇄하여 전극층을 형성하여 내부전극층을 인쇄하고, 상기 내부전극층이 인쇄된 시트를 적층하여 제조된다.
이때 사용되는 전도성 페이스트는 주로 Ni, Cu 등의 금속 분말과 세라믹 분말(공재) 등의 무기물 및 분산제, 수지, 첨가제, 용제 등의 유기물로 이루어진다.
일반적으로 내부전극 페이스트에 사용되는 상기 Ni, Cu 등의 금속 분말은 유전체층에 사용되는 세라믹 분말에 비하여 융점이 낮으므로 소결 수축이 개시되는 온도가 낮다. 따라서 세라믹 분말 등을 공재로 첨가하여 수축 개시 온도를 최대한 유전체와 비슷하도록 고온으로 이동시키고, 내부전극층이 소성되는 과정에서 공재로 사용된 세라믹 분말은 유전체층에 흡수되어 최종적으로는 유전 특성에 기여하게 되므로 유전체층과 동일하거나 유사한 조성으로 설계된다. 일반적인 경우에는 유전체층의 성분과 동일한 티탄산바륨(BaTiO3)을 공재의 주성분으로 사용하게 되며, 소결 개시온도를 더욱 증가시키기 위하여 각종 산화물계 부성분을 사용하기도 한다.
MLCC의 제작에 있어서 내부전극은 다음 과정으로 소결이 이루어진다.
(1)800~1000℃에서 금속 분말이 수축하면서 공재가 빠져 나가는 단계, (2)1000~1100℃에서 유전체층이 수축하면서 내부 전극층이 연결되는 단계, (3)1100℃ 이상에서 유전체층이 치밀해지면서 내부 전극층이 뭉치는 단계이다.
따라서 소결 온도가 높을수록 전극 끊김이 증가하게 되며, 박층화를 위해 미립의 금속 분말을 사용할수록 전극 끊김은 더욱 증가하게 된다.
기존의 방식에서는 내부 전극층에 사용되는 금속 분말의 크기보다 동등하거나 더 작은 세라믹 분말을 공재로 사용하여 금속 분말 사이의 접촉을 제한함으로써 내부 전극의 수축 개시온도를 증가시키는 방법으로 전극의 연결성을 향상시킨다.
일반적으로 공재는 소성 후에는 유전체층에 흡수되어 최종적으로는 유전특성에 기여하게 되므로 유전체층과 동일하거나 유사한 조성으로 설계된다. 또, 금속 입자들 사이에 분포하며 소결을 제한해야 하므로 일반적으로 금속분말 보다 작은 크기의 입자를 사용하며 CHIP의 소성 온도에 따라 그 첨가량을 조절한다.
MLCC에서는 내부 전극층에 첨가된 공재 성분이 소결 중에 유전체층으로 빠져 나와서 유전체의 특성에 영향을 미치게 되는데, 초박층/초고용량 MLCC 일수록 유전체의 두께가 얇아지므로 공재 성분이 미치는 영향이 크게 된다.
MLCC의 고용량 박층화 추세에 따라 유전체층 뿐만 아니라 내부전극층도 점점 박층화되고 있으며, 더욱 얇은 내부전극이 요구되고 있는 실정이다. 그러나 유전체의 소성온도가 획기적으로 감소되지 않는다면, 박층화될수록 연결성이 우수한 내부전극의 형성은 힘든 실정이다.
따라서, 내부전극층 내에는 내부전극의 소결 수축을 억제하기 위해 공재가 첨가되는데 박층화될수록 공재가 미치는 영향은 점점 크게 되고 전극과 유전체 계면에서 산소 공공을 많이 형성하는 경우에 내전압 특성, 가속수명, 용량 등의 전기적 특성에 악영향을 미치게 된다.
공재의 역할은 소결 개시가 시작되는 온도를 최대한 늦춰 주는 데 있다. 그러나 내부 전극으로 사용된 금속의 소결이 개시되면 공재들은 대부분 유전체층으로 밀려나거나 일부는 상기 금속 사이에 트랩(Trap)되게 되는데, 유전체층으로 밀려난 공재는 유전체층과 반응하여 소성이 진행되게 된다.
따라서 내부 전극층(20a, 20b)에 가까운 유전체층(10)의 계면에서는 공재 성분이 많은 영향을 미치는 층(이하 '공재영향층' 이라 함, 30a, 30b)이 형성되게 되는데, 초고용량/박층 MLCC 일수록 이 계면층의 분율이 증가되게 된다.
공재의 경우에는 내부전극에 사용되는 Ni 보다 작은 크기의 티탄산바륨(BaTiO3, BT)을 주성분으로 사용하게 되는데, 유전체층에 적용되는 BT 분말에 비해 크기가 작고 결정성이 떨어진다. 그리고 소성 시에 유전체와 전극의 계면은 바인더 제거를 위한 통로로 작용하기 때문에 상대적으로 환원 분위기가 작용된다. 따라서 공재가 영향을 주는 층은 상대적으로 산소 공공의 빈도수가 높게 되며, 내전압 특성 및 신뢰성, 용량 특성을 감소시키게 된다.
일본특허공개 1996-241828
본 발명의 목적은 MLCC와 같은 적층형 전자 부품용 내부 전극층에 첨가되는 공재에 Ca 성분을 첨가하여 산소 공공의 발생을 최대한 억제하여 내전압 특성, 가속수명, 용량 등의 전기적 특성이 우수한 적층형 전자 부품을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 내부 전극층에 첨가되는 공재에 Ca 성분을 첨가하여, 내부전극층과 유전체층의 계면에서 공재영향층이 생성되는 경우, 상기 공재영향층에서의 산소 공공의 생성을 억제시킬 수 있는 적층형 전자 부품을 제공하는 데 있다.
본 발명의 추가의 다른 목적은 상기 적층형 전자 부품의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 전자 부품은 유전체층과 내부전극층이 교대로 적층된 구조의 적층형 전자 부품이고, 상기 내부전극층은 금속 분말, 및 티탄산바륨(BT) 모재 100몰%에 대하여 0.5~20몰% 미만의 칼슘(Ca) 성분으로 된 공재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 공재의 함량은 상기 금속 분말 중량에 대하여 0.5~20중량% 미만인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 Ca 성분은 CaCO3 또는 Ba-Ca-Si(BCS)의 형태로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 Ba-Ca-Si(BCS)는 Ba 20~25mol%, Ca 19~24.5 mol%, 및 Si 50~60 mol%로 구성되는 것일 수 있다.
상기 칼슘(Ca) 성분이 BCS 형태로 포함되는 경우, 티탄산바륨(BT) 모재 100몰%에 대한 칼슘(Ca) 성분은 4.5몰% 미만으로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 내부금속층의 금속 분말은 니켈 또는 구리가 바람직하게 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유전체층의 두께는 0.1~0.5㎛인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 전자 부품은 유전체층과 내부전극층이 교대로 적층된 구조의 적층형 전자 부품이고, 상기 내부전극층은 금속 분말, 및 티탄산바륨(BT) 모재 100몰%에 대하여 0.5~20몰% 미만의 칼슘(Ca) 성분으로 된 공재를 포함하여, 상기 유전체층과 내부전극층이 교대로 적층된 적층체를 소결시킨 후, 상기 내부전극층에 포함되는 공재의 이동으로 유전체층과 내부전극층 사이에 공재영향층이 생성되는 경우, 상기 공재영향층에서의 산소 공공의 생성을 억제시키는 것을 특징으로 한다.
상기 공재로 포함된 칼슘(Ca) 성분은 금속 분말과 반응하지 않는 것이 바람직하다.
상기 금속 분말은 니켈(Ni) 또는 구리(Cu)일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 전자 부품은 유전체층이 되는 그린 시트를 형성하는 공정, 상기 그린 시트 상에 내부 전극층을 형성하는 공정, 상기 내부 전극층이 형성된 그린 시트를 적층하는 공정, 및 상기 적층된 시트를 소성하는 공정을 거쳐 제조되며, 상기 내부전극층은 금속 분말, 및 티탄산바륨(BT) 모재 100몰%에 대하여 0.5~20몰% 미만의 칼슘(Ca) 성분으로 된 공재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 공재의 함량은 상기 금속 분말 중량에 대하여 0.5~20중량% 미만인 것이 바람직하다.
상기 Ca 성분은 CaCO3 또는 Ba-Ca-Si(BCS)의 형태로 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 적층 세라믹 콘덴서(MLCC)와 같은 적층형 전자 부품의 제조에 사용되며, 내부전극의 수축을 최대한 고온까지 억제하여 MLCC의 특성을 향상시키기 위한 Ca 공재를 사용하는 내부 전극을 제공하는 효과를 가진다.
본 발명은 또한, 내부전극층에 공재로 Ca 성분을 첨가하여 내부전극층에 포함된 공재 성분이 유전체층으로 빠져 나가면서 생성되는 내부전극층과 유전체층 계면의 공재영향층에서의 산소 공공의 생성을 최소화시켜, 우수한 전기적 특성과 전극 연결성을 구현할 수 있는 적층형 전자 부품을 제공할 수 있다.
도 1은 MLCC에서 내부 전극층의 공재가 미치는 영향을 설명한 구조의 모식도이고,
도 2는 MLCC에서 일반적인 공재의 역할을 나타낸 모식도이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 발명은 내부전극층에 포함된 공재 성분이 유전체층으로 빠져 나가면서 생성되는 계면에서 산소 공공의 발생을 최소화시킬 수 있고, 우수한 전기적 특성과 전극 연결성을 구현할 수 있는 적층형 전자 부품 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
다음 도 2는 적층형 전자부품인 MLCC의 제작에 있어서 일반적인 공재의 역할을 나타낸 것이다. 이를 참조하면, 유전체층(110a, 110b) 사이에 내부전극층(120)이 형성된 유전체 시트를 소결시키면, 상기 내부전극층(120)에 포함된 공재들(121)이 내부전극층(120)의 금속 분말로 사용된 니켈 금속(122)의 수축 개시를 억제하여 공재 본연의 역할을 수행한다.
(2)그 다음 700~900℃에서 상기 금속 니켈 분말(122)의 수축이 개시되면서, 상기 금속 니켈 분말(122)의 네킹(necking)이 시작되어 금속 니켈 분말(122)끼리, 또한 공재(121)끼리 뭉치는 상태를 거친다.
(3)마지막 900℃ 이상에서는 공재들(121)이 상기 내부 전극층(120)에서 빠져 나가면서 유전체층(110a, 110b)으로 이동하여 흡수되거나, 또는 별도의 공재영향층(130)이 생성되기도 한다. 상기 유전체층(110a, 110b)은 소결이 개시되며 내부 전극층(120)으로부터 유입된 공재와 반응을 하게 된다. 따라서, 공재의 조성이 유전체층의 특성을 영향을 주게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 전자 부품은 유전체층, 및 금속 분말과 공재를 포함하는 내부전극층을 포함하며, 상기 공재는 티탄산바륨(BT) 모재 100몰%에 대하여 Ca 성분을 0.5~20몰% 미만으로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 명세서 전반에서 사용되는 "공재"는 상기 내부전극층에 금속 분말과 함께 사용되어, 상기 금속 분말의 소성 온도를 늦추는 역할을 하는 물질을 의미한다.
본 발명은 유전체층과 내부전극층이 교대로 적층된 구조의 적층형 전자 부품에서, 내부전극층에 포함되는 공재로 Ca 성분을 포함한다.
상기 내부전극층은 내부전극을 형성하는 금속 분말과 상기 금속 분말의 소결성을 조절하기 위한 공재로 구성되며, 상기 내부금속층의 금속 분말은 니켈 또는 구리가 바람직하게 적용될 수 있으며, 이 중에서 니켈이 가장 바람직하게 사용될 수 있다.
또한, 상기 공재는 상기 유전체층의 모재로 사용되는 티탄산바륨과 동일한 물질을 주성분으로 하고, 여기에 Ca 성분을 부성분으로 한다.
본 발명에 따른 상기 공재의 함량은 상기 금속 분말 중량에 대하여 0.5~20중량%인 것이 바람직하며, 상기 공재의 함량이 0.5중량% 미만인 경우 전극의 수축 제어가 어려워 전극 연결성이 감소하는 문제가 있고, 또한, 20중량% 이상인 경우 공재가 차지하는 분율이 크므로 내부전극층에서 빠져 나가는 공재량이 많아지므로, 최종 소성 후에 전극 연결성이 저하되어 전기적 특성을 만족 시키지 못하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 내부 전극층에 공재의 부성분으로 사용된 Ca 성분의 첨가량은 공재 주성분인 티탄산바륨(BT) 100몰% 대비 0.5~20mol% 미만으로 포함되는 것이 바람직하며, 상기 공재 부성분인 Ca 성분의 첨가량이 티탄산바륨 100몰% 대비 0.5몰% 미만인 경우 가속수명 등 신뢰성이 저하되는 문제가 있고, 또한, 20몰% 이상으로 과량 첨가되면 전체적인 분산성을 저하시키므로 신뢰성이 오히려 열화될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 모재의 부성분으로 사용되는 Ca 성분은 CaCO3 또는 Ba-Ca-Si(BCS)의 형태로 포함되는 것이 바람직하다. 만일 Ca 성분으로 CaO 형태로 첨가되는 경우 분산 과정 중에 상 안정성 확보가 취약한 단점이 있다. 따라서 상대적으로 분산성이 양호한 CaCO3 또는 Ba-Ca-Si(BCS, 혼합 후 열처리한 하소상의 형태) 형태로 첨가되는 것이 유리하다.
또한, 상기 Ca 성분이 Ba-Ca-Si(BCS)의 형태로 포함되는 경우, 상기 Ba-Ca-Si(BCS)는 Ba 20~25mol%, Ca 19~24.5 mol%, 및 SiO2 50~60 mol%로 구성되는 것이 안정한 상을 합성할 수 있는 면에서 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 칼슘(Ca) 성분이 BCS 형태로 포함되는 경우, 티탄산바륨(BT) 모재 100몰%에 대한 칼슘(Ca) 성분은 4.5몰% 미만으로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 칼슘 성분이 4.5몰% 이상으로 포함되는 경우 BCS에 포함되는 SiO2의 함량도 함께 증가하여 소성을 촉진시켜 전극 연결성이 크게 저하되며, 전기적 특성, 신뢰성에 모두 악영향을 미치게 되므로 바람직하지 못하다.
또한, 본 발명의 공재의 부성분으로 Ca 이외의 다른 금속, 예를 들어, Mg 등을 사용하는 경우 금속 분말로 사용된 Ni과 반응이 잘 일어나 Ni-Mg-O 화합물을 형성하기 쉽기 때문에 바람직하지 못하다. Ca의 경우에는 Ni과 쉽게 화합물을 형성하지 않으므로 공재영향층에서의 산소 공공 발생의 제어가 가능한 효과를 가질 수 있어 바람직하게 사용될 수 있다.
본 발명의 적층형 부품은 유전체층으로서 통상적으로 사용되는 각종 첨가제가 첨가된 티탄산 바륨 모재를 이용하여 형성되는 것일 수 있으며, 상기 유전체층의 두께는 0.3~1.2㎛인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 적층형 전자 부품은 유전체층, 금속 분말과 공재를 포함하는 내부전극층을 포함하며, 상기 내부전극층의 공재는 티탄산바륨(BT) 모재 100몰%에 대하여 Ca 성분을 0.5~20몰% 미만으로 포함하여, 상기 유전체층과 내부전극층의 계면에 상기 내부전극층의 공재가 이동하여 공재영향층이 형성되는 경우, 상기 공재영향층에서의 산소 공공(oxygen vacancy)의 생성을 억제시킬 수 있는 특징을 가진다.
본 발명에서 사용되는 "산소 공공(oxygen vacancy)" 이라는 용어는 산화물에서 산소가 있어야 할 자리에 산소가 빠져나가서 생긴 빈 자리를 의미한다. 예를 들어 BaTiO3에 첨가제(예를 들어, 공재)를 혼합하게 되면, 소성 분위기(환원) 등에 의해 BaTiO3(ABO3 구조)에서 A, B 사이트에 첨가제들이 존재할 수 있고, 탈바인더 등에 의해 카본이 CO2 형태로 증발되어 산소가 있어야 할 자리가 비어 있게 된다. 즉, O는 -2가의 charge를 띄게 되는데, 산소가 있어야 할 자리가 비어 있으면 +2가의 charge를 가지는 산소 공공이 발생하며, 인가된 전계에 의해 산소 공공이 이동하게 되면 신뢰성이 떨어지게 되고, 산소 공공이 많을수록 그리고 온도와 전압이 높게 걸릴수록 이동 속도와 이동량이 증가되게 되어 신뢰성을 더욱 악화시키게 된다.
본 발명에서는 금속 분말과 공재를 포함하는 내부전극층에서, 상기 공재의 부성분으로서 Ca 성분을 포함하여, 내부전극층과 유전체층의 계면에서 생성된 공재영향층에서 상기와 같은 산소 공공의 발생을 효과적으로 제어할 수 있는 효과를 가진다. 이는 상기 내부전극층에 포함된 Ca 성분이 상기 내부 전극으로 사용된 니켈 금속과 쉽게 반응하지 않기 때문에 상기 산소 공공의 발생을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 적층형 전자 부품의 제조방법은 유전체층이 되는 그린 시트를 형성하는 공정, 상기 그린 시트 상에 내부 전극층을 형성하는 공정, 상기 내부 전극층이 형성된 그린 시트를 적층하는 공정, 및 상기 적층된 시트를 소성하는 공정을 거쳐 제조되며, 상기 내부전극층은 금속 분말과 공재를 포함하며, 여기서 공재는 티탄산바륨(BT) 모재 100몰%에 대하여 Ca 성분을 0.5~20몰% 미만으로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 적층형 전자 부품을 제조하는 제1단계는 유전체층이 되는 그린 시트를 형성하는 공정이다. 상기 그린 시트는 통상의 적층형 전자 부품에 사용되는 유전체 조성물을 적절한 방법으로 도포하여 제조될 수 있으며, 상기 도포 방법은 특별히 한정되지 않는다.
상기 유전체층이 되는 그린 시트는 0.3~1.2㎛의 두께로 형성되는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 제2단계는 상기 그린 시트 상에 내부 전극층을 형성하는 공정이다. 상기 내부전극층은 금속 분말과 공재를 포함하며, 여기서 공재는 티탄산바륨(BT) 모재 100몰%에 대하여 Ca 성분을 0.5~20몰% 미만으로 포함하는 구성으로 이루어진다.
상기 그린 시트 상에 내부 전극층을 형성하는 방법 역시 특별히 한정되지 않으며, 통상의 적층형 전자 부품에서 사용되는 방법이면 어느 것이나 무방하다. 본 발명에 따른 내부전극층은 0.3~1.0㎛의 두께로 형성되는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제 3단계는 상기 내부 전극층이 형성된 그린 시트를 적층하는 공정이다. 소정의 목적에 부합되는 두께를 가지도록, 상기 내부 전극층이 형성된 그린 시트를 적층할 수 있다.
마지막 단계는 상기 적층된 시트를 소성하는 공정을 거친다. 소성 온도에 따라 내부전극층과 유전체층이 소성되는데, 통상 내부전극층을 구성하는 금속 분말이 소성되면서 수축이 발생된다. 이때, 상기 내부전극층에 포함된 금속 분말의 네킹(necking)이 시작되며, 공재의 부성분인 Ca 성분과 상기 금속 분말이 서로 뭉치게 된다. 또한, 온도가 상승하여 유전체층의 소성이 시작되고, 상기 Ca 성분들은 내부 전극층으로부터 밀려나와 유전체층으로 이동한다. 상기 Ca 성분은 유전체층으로 모두 흡수되기도 하고, 상기 내부전극층과 유전체층의 계면에 공재영향층을 형성하기도 한다.
본 발명에 따르면, 공재에 Ca 성분을 포함함으로써 공재영향층에서의 산소 공공의 형성을 억제할 수 있기 때문에 내전압 특성 및 신뢰성, 용량이 저하되는 문제를 해결할 수 있다.
상기 Ca 공재의 함량은 상기 금속 분말 중량에 대하여 0.5~20중량% 미만인 것이 바람직하며, 상기 Ca 성분은 CaCO3 또는 Ba-Ca-Si(BCS)의 형태로 포함되는 것이 바람직하다.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한, 이하의 실시예에서는 특정 화합물을 이용하여 예시하였으나, 이들의 균등물을 사용한 경우에 있어서도 동등 유사한 정도의 효과를 발휘할 수 있음은 당업자에게 자명하다.
실시예
다음 표 1의 조성 및 함량을 변화시키면서, 적층형 전자 부품을 제조하였다. 내부 전극층의 금속 분말은 니켈 금속을 사용하였고, 공재는 티탄산바륨을 주성분으로 하고, Ca 성분을 부성분으로 포함하여 초고용량 MLCC(유전체 두께 0.5㎛ 이하, 내부전극 0.6㎛)를 제조하였다.
또한, 상기 제조된 초고용량 MLCC의 가속 수명은 고온, 고압에서의 IR 값의 DROP 거동으로 비교하였고, 전기적 특성은 용량 및 DF(Dissipation factor, 유전손실)을 측정하고, 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
시료
No.		 공재 공재 함량 (wt%/Ni) Ca 성분 함량
(BT 100몰% 대비 mol%)		 가속
수명		 전기적
특성
1* BaTiO3 0.5 0 × ○
2* BaTiO3 5.0 0 × ○
3* BaTiO3 10.0 0 × ○
4 BaTiO3 + CaCO3 0.5 1.0 ○ ○
5 BaTiO3 + CaCO3 5.0 0.5 ○ ◎
6 BaTiO3 + CaCO3 10.0 0.5 ◎ ◎
7 BaTiO3 + CaCO3 10.0 1.0 ◎ ◎
8 BaTiO3 + CaCO3 10.0 5.0 ◎ ○
9 BaTiO3 + CaCO3 10.0 10.0 ○ ○
10 BaTiO3 + CaCO3 10.0 15.0 ○ ○
11 BaTiO3 + CaCO3 10.0 20.0 × ○
12 BaTiO3 + CaCO3 15.0 15.0 ○ ○
13* BaTiO3 + CaCO3 20.0 15.0 × ×
14 BaTiO3 + BCS 1.0 0.5 ○ ○
15 BaTiO3 + BCS 5.0 0.9 ○ ◎
16 BaTiO3 + BCS 10.0 1.5 ◎ ◎
17 BaTiO3 + BCS 15.0 3.2 ○ ○
18 BaTiO3 + BCS 19.0 4.4 ○ ○
19* BaTiO3 + BCS 20.0 4.5 × ×
주1) *는 본 발명 범위 외
주2) × : 불량(NG 또는 특성 저하), 　○ : 양호, 　◎ : 아주 양호
주3) BCS : BaO 20~25mol%, CaO 19~24.5mol%, SiO2 50~60mol%로 구성됨
　상기 표 1의 결과에서와 같이, 공재의 총 첨가량이 금속 분말인 니켈 중량에 대하여 20중량% 이상으로 포함되면 공재가 차지하는 분율이 크므로 내부 전극층에서 빠져나가는 공재량이 많아지므로, 최종 소성 후에 전극 연결성이 저하되어 전기적 특성이 떨어지는 것을 알 수 있다.
또한, 공재의 부성분으로 사용된 Ca 성분의 첨가량이 공재 주성분인 티탄산바륨(BT) 대비 20mol% 이상으로 과량 첨가되면 전체적인 분산성을 저하시키므로 신뢰성이 오히려 떨어지는 것으로 관찰되었다.
또한, 하소된 BCS 형태로 Ca을 첨가하는 경우에는 분산성 저하에 따른 신뢰성 저하는 발생되지 않으나, Ca 첨가량이 4.5mol 이상 첨가될 경우에 SiO2의 첨가량이 함께 크게 증가되므로 소성을 촉진시켜 전극 연결성이 크게 저하되며, 전기적 특성, 신뢰성에 모두 악영향을 미치게 되므로 바람직하지 못하다.
20a, 20b, 120 : 내부전극층
10, 110a, 110b : 유전체층
30a, 30b : 공재영향층
122 : 금속 분말(Ni)
121 : 공재

Claims (14)

  1. 유전체층과 내부전극층이 교대로 적층된 구조의 적층형 전자 부품이고,
    상기 내부전극층은 금속 분말, 및 티탄산바륨(BT) 모재 100몰%에 대하여 0.5~20몰% 미만의 칼슘(Ca) 성분을 공재로 포함하며,
    상기 칼슘(Ca) 성분은 Ba-Ca-Si(BCS)의 형태로 포함되며,
    상기 칼슘(Ca) 성분이 BCS 형태로 포함되는 경우, 상기 칼슘(Ca) 성분은 티탄산바륨(BT) 모재 100몰%에 대하여 4.5몰% 미만으로 포함되는,
    적층형 전자 부품.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공재의 함량은 상기 금속 분말 중량에 대하여 0.5~20중량% 미만인 적층형 전자 부품.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 Ba-Ca-Si(BCS)는 Ba 20~25mol%, Ca 19~24.5 mol%, 및 Si 50.5~60 mol%로 구성되는 것인 적층형 전자 부품.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 내부전극층의 금속 분말은 니켈(Ni) 또는 구리(Cu)인 적층형 전자 부품.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 유전체층의 두께는 0.3~1.2㎛인 적층형 전자 부품.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 내부전극층의 두께는 0.3~1.0㎛ 인 적층형 전자 부품.
  9. 유전체층과 내부전극층이 교대로 적층된 구조의 적층형 전자 부품이고,
    상기 내부전극층은 금속 분말, 및 티탄산바륨(BT) 모재 100몰%에 대하여 0.5~20몰% 미만의 칼슘(Ca) 성분으로 된 공재를 포함하며,
    상기 칼슘(Ca) 성분은 Ba-Ca-Si(BCS)의 형태로 포함되며,
    상기 칼슘(Ca) 성분이 BCS 형태로 포함되는 경우, 상기 칼슘(Ca) 성분은 티탄산바륨(BT) 모재 100몰%에 대하여 4.5몰% 미만으로 포함되며,
    유전체층과 내부전극층이 교대로 적층된 적층체를 소결시킨 후, 상기 내부전극층에 포함되는 공재의 이동으로 유전체층과 내부전극층 사이에 공재영향층이 생성되는 경우, 상기 공재영향층에서의 산소 공공(oxygen vacancy) 생성을 억제시키는 것을 특징으로 하는 적층형 전자 부품.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서,
    상기 금속 분말은 니켈(Ni) 또는 구리(Cu)인 적층형 전자 부품.
  12. 유전체층이 되는 그린 시트를 형성하는 공정,
    상기 그린 시트 상에 내부 전극층을 형성하는 공정,
    상기 내부 전극층이 형성된 그린 시트를 적층하는 공정, 및
    및 상기 적층된 시트를 소성하는 공정을 포함하며,
    상기 내부전극층은 금속 분말, 및 티탄산바륨(BT) 모재 100몰%에 대하여 0.5~20몰% 미만의 칼슘(Ca) 성분으로 된 공재를 포함하며,
    상기 칼슘(Ca) 성분은 Ba-Ca-Si(BCS)의 형태로 포함되며,
    상기 칼슘(Ca) 성분이 BCS 형태로 포함되는 경우, 상기 칼슘(Ca) 성분은 티탄산바륨(BT) 모재 100몰%에 대하여 4.5몰% 미만으로 포함되는,
    적층형 전자 부품의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 공재의 함량은 상기 금속 분말 중량에 대하여 0.5~20중량% 미만인 적층형 전자 부품의 제조방법.
  14. 삭제
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