KR101953956B1 - 적층 세라믹 콘덴서용 유전체 재료 및 적층 세라믹 콘덴서 - Google Patents

적층 세라믹 콘덴서용 유전체 재료 및 적층 세라믹 콘덴서 Download PDF

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Abstract

Ba, Ti 및 Mo, Ta, Nb 및 W를 포함하는 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소이며 고용된 첨가 원소 X를 갖는 세라믹 분말을 포함하고, 상기 세라믹 분말의 하나의 입자의 최대 직경을 4등분하는 3점 및 당해 최대 직경의 중점에서 직교하는 직경을 4등분하는 3점 중 중점 이외의 2점의 합계 5점에 있어서, STEM-EDX로 측정한 상기 첨가 원소 X의 피크 강도(XKα)와, STEM-EDX로 측정한 상기 Ti의 피크 강도와 상기 Ba의 피크 강도의 합(BaLα+TiKα)과의 비의 표준 편차/평균값이 10.5％ 미만인 유전체 재료를 사용하여 유전체층을 제작한다.

Description

적층 세라믹 콘덴서용 유전체 재료 및 적층 세라믹 콘덴서{DIELECTRIC MATERIAL FOR MULTILAYER CERAMIC CAPACITOR, AND MULTILAYER CERAMIC CAPACITOR}
본 발명은 적층 세라믹 콘덴서(이하 MLCC로 기재함)용 유전체 재료와 그것을 사용한 적층 세라믹 콘덴서에 관한 것이다.
종래부터 적층 세라믹 콘덴서(MLCC)를 소형 대용량으로 하기 위한 유전체 재료의 개발이 행해지고 있다. 소형 대용량 타입의 MLCC의 유전체 재료는, 티타늄산바륨 BaTiO3와 소량의 첨가물을 포함하고 있다. 최근, 소성의 급속화ㆍ저온화에 의해, 소성 시에 첨가물이 충분히 확산ㆍ고용되기 어려워, 목표로 하는 미세 구조를 얻는 것이 곤란해지고 있다. 그 해결책으로서, 첨가물의 고분산화가 요구되고 있으며, 그를 위한 하나의 수단으로서, 미리 첨가물을 BaTiO3 내에 고용한 재료의 개발이 진행되고 있다.
특허문헌 1에는, 티타늄 화합물, 바륨 화합물 및 부성분 원소를 함유하는 화합물을 습식 반응하고, 계속해서 얻어진 생성물을 하소하여, 티타늄산바륨 입자 중에 부성분 원소를 고용시킨 페로브스카이트형 복합 산화물을 제조하고, 고분자 재료와 함께 복합 유전체 재료로 사용하는 것이 개시되어 있다.
유전체층을 구성하는 세라믹 입자 중에 있어서의 상기 도너 원소 등의 첨가 원소의 존재 비율의 분포도, MLCC의 성능에 영향을 미친다. 이 점에 관하여 예를 들어 특허문헌 2에는, 절연 파괴 전압의 향상을 도모할 수 있는 유전체 자기로서, 결정립의 입계로부터 중심까지의 전역에, Mn, V, Cr, Co, Ni, Fe, Nb, Mo, Ta, W 등의 첨가 원소가 거의 균일하게 분포되어 있는 유전체 자기가 기재되어 있다. 당해 문헌의 실시예에서는, 탄산바륨, 산화티타늄 및 상기 첨가 원소의 산화물을 혼합하여 1200℃에서 하소하고, 그 밖의 첨가 원소 화합물을 첨가하여 다시 산화성 분위기 중에서 1000℃에서 하소하고, 얻어진 자기 원료 혼합물을 이용하여 그린 시트를 제조하고, 이것을 적층하여 환원성 분위기 중에서 1200℃에서 2시간 소성하고, 계속하여 산화성 분위기 중에서 600℃에서 30분 열처리하여 적층 콘덴서를 얻고 있다. 이와 같이 하여 얻어진 적층 콘덴서에 있어서의 유전체 자기에 있어서의 첨가 원소의 분포는, 상기한 바와 같이 거의 균일로 규정되어 있지만, 실제로는 입계 부분과 중심 부분에서 7배 정도의 차가 있었던 것이 당해 문헌에 기재되어 있다.
특허문헌 3에는, 유전체층을 다층화ㆍ박층화해도 절연 파괴 등에 기인하는 수명의 저하가 없는, 소형 대용량화가 가능한 적층 세라믹 콘덴서로서, 세라믹 입자를 결정성의 코어부와 그 코어부를 위요하는 쉘부로 구성하고, 그 코어부에 Mn, V, Cr, Mo, Fe, Ni, Cu, Co 등의 첨가 원소를 첨가하고, 또한, 이들 첨가 원소의 농도가, 코어부의 중심으로부터 쉘부를 향하여 높아지는 구성으로 한, 적층 세라믹 콘덴서가 제안되어 있다. 당해 문헌의 실시예에서는, 탄산바륨, 산화티타늄 및 상기 첨가 원소의 화합물을 혼합하고, 200℃에서 2시간 하소하여 첨가 원소를 포함하는 티타늄산바륨을 합성하고, 계속해서 다른 첨가 원소를 추가하여 1000℃에서 2시간 하소하여 세라믹 입자를 얻고, 이것을 이용하여 세라믹 그린 시트를 제조하고, 이것을 적층하여 환원성 분위기에서 1130℃에서 3시간 소결하고, 계속해서 산화성 분위기 하에 600℃에서 30분 가열하여 적층 세라믹 콘덴서를 얻고 있다. 그리고 얻어진 적층 세라믹 콘덴서에 있어서, 유전체층을 형성하는 세라믹 입자의 코어부의 첨가 원소의 농도가 290ppm 정도이고, 쉘부의 첨가 원소의 농도가 410ppm 정도이었던 것이 기재되어 있다.
또한, 특허문헌 4에는, 용량 온도 특성이 양호하고, 또한 수명 특성이 우수한 적층 세라믹 콘덴서를 제공하는 유전체 세라믹으로서, 코어부 및 쉘부를 구비하고, 부성분으로서 희토류 원소 R 및 M(M은 Mg, Mn, Ni, Co, Fe, Cr, Cu, Al, Mo, W 및 V를 포함하는 군에서 선택되는 적어도 1종)을 포함하고, R 및 M의 합계 농도가, 입계로부터 코어부를 향하여 구배를 갖고, 또한, 극소로 되는 부분과 극대로 되는 부분을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 티타늄산바륨계 세라믹 입자가 기재되어 있다.
WO2005/093763(일본 특허 제4747091호) 일본 특허 공개 평10-330160호 일본 특허 공개 제2001-230150호 일본 특허 공개 제2011-256091호
그러나, 이들 선행 기술에는, 유전체층 두께가 0.8㎛ 이하인 MLCC에 있어서의 과제에 대한 해결이 기재되어 있지 않다. 구체적으로는, 유전체층 두께가 0.8㎛ 이하인 MLCC에 대하여, 종래의 방법에 있어서는, 불균일한 고용 티타늄산바륨이 합성되어, 목표로 하는 미세 구조가 얻어지지 않고, 특성의 향상 효과(용량-신뢰성-내전압)도 얻어지지 않는다고 하는 점에 과제가 있었다.
본 발명은 이와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 유전체층 두께가 0.8㎛ 이하이어도, 수명 특성 및 내전압 특성이 양호한 MLCC를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 기술분야에 수반되는 문제들과 해결책들에 대한 임의의 논의는, 본 발명에 대한 맥락을 제공하려는 목적을 위해서만 본 문헌에 포함되었고, 본 발명이 이루어진 시점에 공지된 임의의 논의 또는 모든 논의에 대한 인정으로서 고려되어서는 안된다.
상기 과제를 해결한 본 발명은 이하를 포함한다.
[1] Ba, Ti 및 Mo, Ta, Nb 및 W를 포함하는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소인 첨가 원소 X를 갖는 세라믹 분말을 포함하고,
상기 세라믹 분말의 하나의 입자의 최대 직경을 4등분하는 3점 및 당해 최대 직경의 중점에서 직교하는 직경을 4등분하는 3점 중 중점 이외의 2점의 입자당 합계 5점에 있어서, STEM-EDX(scanning electron microscopy/energy-dispersive X-ray analysis)로 측정한 상기 첨가 원소 X의 피크 강도(XKα)와, STEM-EDX로 측정한 Ti의 피크 강도와 상기 Ba의 피크 강도의 합(BaLα+TiKα)과의 비의 표준 편차/평균값이 10.5％ 미만인 유전체 재료.
[2] 입자의 최대 직경을 4등분하는 3점 및 당해 최대 직경과 중점에서 직교하는 직경을 4등분하는 3점 중 중점 이외의 2점의 합계 5점에 있어서, STEM-EDX로 측정한 상기 첨가 원소 X의 피크 강도(XKα)와, STEM-EDX로 측정한 상기 Ti의 피크 강도와 상기 Ba의 피크 강도의 합(BaLα+TiKα)과의 비의 표준 편차/평균값이 10.5％ 미만인 입자가 세라믹 분말의 80％ 이상의 개수를 차지하는 [1]에 기재된 유전체 재료.
[3] 세라믹 분말 중의 첨가 원소 X의 존재량이, Ti 100mol에 대하여 0.05∼0.3mol인 [1] 또는 [2]에 기재된 유전체 재료.
[4] 세라믹 분말의 평균 입경이 200㎚ 이하인 [1] 내지 [3] 중 어느 한 항에 기재된 유전체 재료.
[5] 극성이 상이한 한 쌍의 내부 전극층이 유전체층을 개재하여 교대로 적층되어 이루어지는 적층체를 구비하는 적층 세라믹 콘덴서로서,
상기 유전체층은, Ba, Ti 및 Mo, Ta, Nb 및 W를 포함하는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소인 첨가 원소 X를 갖는 세라믹 분말을 포함하고,
상기 세라믹 분말의 하나의 입자의 최대 직경을 4등분하는 3점 및 당해 최대 직경의 중점에서 직교하는 직경을 4등분하는 3점 중 중점 이외의 2점의 합계 5점에 있어서, STEM-EDX로 측정한 상기 첨가 원소 X의 피크 강도(XKα)와, STEM-EDX로 측정한 상기 Ti의 피크 강도와 상기 Ba의 피크 강도의 합(BaLα+TiKα)과의 비의 표준 편차/평균값이 10.5％ 미만인 유전체 재료의 소결체인 적층 세라믹 콘덴서.
[6] 상기 유전체층이, 입자의 최대 직경을 4등분하는 3점 및 당해 최대 직경의 중점에서 직교하는 직경을 4등분하는 3점 중 중점 이외의 2점의 합계 5점에 있어서, STEM-EDX로 측정한 상기 첨가 원소 X의 피크 강도(XKα)와, STEM-EDX로 측정한 상기 Ti의 피크 강도와 상기 Ba의 피크 강도의 합(BaLα+TiKα)과의 비의 표준 편차/평균값이 10.5％ 미만인 입자가 세라믹 분말의 80％ 이상의 개수를 차지하는 유전체 재료의 소결체인 [5]에 기재된 적층 세라믹 콘덴서.
[7] 유전체층 중의 첨가 원소 X의 존재량이, Ti 100mol에 대하여 0.05∼0.3mol인 [5] 또는 [6]에 기재된 적층 세라믹 콘덴서.
본 발명에 따르면, 모든 티타늄산바륨 입자에 있어서 원하는 첨가 원소(예를 들어 몰리브덴)가 고용된 상태이며, 또한 입자 내의 첨가 원소 분포의 차가 작아지기 때문에, MLCC에 있어서의 입자 전기 특성 변동도 저감되어, 신뢰성이 향상된다. 또한, 평균 입경이 100㎚ 이하인 미립자이어도 비유전율이 높게 유지된다. 그 결과, 유전체층 두께가 0.8㎛ 이하이어도, 정전 용량이 높고, 수명 특성 및 내전압 특성이 양호한 MLCC를 안정 공급할 수 있다.
본 발명의 양태들 및 관련 기술에 대해 달성되는 이점들을 요약하기 위한 목적으로, 본 발명의 특정 객체들 및 이점들이 본 문헌에서 설명된다. 물론, 그러한 모든 객체 또는 이점이 본 발명의 임의의 특정 실시예에 따라서 반드시 달성될 필요가 있지는 않다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 예를 들어, 본 기술분야의 통상의 기술자라면, 본 발명이 본원에서 교시되거나 제시될 수 있는 다른 객체들이나 이점들을 반드시 달성할 필요 없이 본원에서 교시된 하나의 이점 또는 이점들의 그룹을 달성하거나 또는 최적화하는 방식으로 구현되거나 수행될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.
본 발명의 추가의 양태들, 특징들 및 이점들은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용으로부터 명백해질 것이다.
본 발명의 이들 및 다른 특징들은 바람직한 실시예들의 도면들을 참조하여 설명될 것이며, 이 도면들은 본 발명을 예시하기 위한 것이며 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 도면들은 예시적 목적을 위해 매우 간략화되었고, 반드시 축척에 맞는 것은 아니다.
도 1은 첨가 원소 X 고용 티타늄산바륨 입자에 있어서의 측정점을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 의한, 적층 세라믹 콘덴서의 개략의 종단면도.
본 발명의 유전체 재료는, Ba, Ti 및 첨가 원소 X를 갖는 세라믹 분말을 포함한다. 여기서 X는 Mo, Ta, Nb 및 W를 포함하는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소이며, 바람직하게는 Mo이다. 상기 세라믹 분말의 하나의 입자당 특정한 점에 있어서, STEM-EDX로 측정한 상기 첨가 원소 X의 피크 강도(XKα)와, STEM-EDX로 측정한 상기 Ti의 피크 강도와 상기 Ba의 피크 강도의 합(BaLα+TiKα)과의 비의 표준 편차/평균값은 10.5％ 미만이다. 특정한 점이란, 이하와 같이 하여 선택되는 5점이다(도 1 참조). 즉, 상기 세라믹 분말의 하나의 입자(100)의 최대 직경(D1)을 4등분하는 3점(P1, P2 및 P3)(그 중 P2는 최대 직경 D1의 중점임) 및 당해 최대 직경(D1)의 중점(P2)에서 직교하는 직경(D2)을 4등분하는 3점(P2, P4 및 P5) 중 중점(P2) 이외의 2점(P4 및 P5)의 합계 5점이다. 도 1에서, ●의 점들이 상기 5점을 나타낸다.
본 발명의 유전체 재료를 사용함으로써, 비유전율이 높고(2200∼5000), 유전체 두께가 0.8㎛ 이하라도 수명 특성이 양호한 MLCC가 얻어진다.
또한, 본 발명의 유전체 재료는, 상기의 유전체 재료에 있어서, 입자의 최대 직경을 4등분하는 3점(그 중 1점은 최대 직경의 중점임) 및 당해 최대 직경의 중점에서 직교하는 직경을 4등분하는 3점 중 중점 이외의 2점의 합계 5점에 있어서, STEM-EDX로 측정한 상기 첨가 원소 X의 피크 강도(XKα)와, STEM-EDX로 측정한 상기 Ti의 피크 강도와 상기 Ba의 피크 강도의 합(BaLα+TiKα)과의 비의 표준 편차/평균값이 10.5％ 미만인 입자가 세라믹 분말의 80％ 이상의 개수를 차지하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 90％ 이상의 개수이다.
또한, 본 발명의 유전체 재료는, 상기의 유전체 재료에 있어서, 세라믹 분말 중의 첨가 원소 X의 존재량이, Ti 100mol에 대하여 0.05∼0.3mol인 것이 바람직하다. 그것에 의해, 내전압 특성을 더욱 양호하게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 유전체 재료는, 상기의 유전체 재료에 있어서, 세라믹 분말의 평균 입경이 200㎚ 이하인 것이 바람직하다. 그것에 의해, 유전체층 두께가 0.8㎛ 이하에서 충분한 입계수(1층 1입자가 아닌 부분)를 한층 더 용이하게 얻을 수 있어, 수명 특성 및 내전압 특성을 더욱 양호하게 할 수 있다.
본 발명의 적층 세라믹 콘덴서는, 극성이 상이한 한 쌍의 내부 전극층이 유전체층을 개재하여 교대로 적층되어 이루어지는 적층체를 구비하는 적층 세라믹 콘덴서로서, 상기 유전체층은, 상기의 세라믹 분말의 소결체이다. 이에 의해, 정전 용량이 높고, 수명 특성이 양호한 적층 콘덴서가 얻어진다.
[첨가 원소 X 고용 티타늄산바륨의 제조]
목표로 하는 MLCC 특성ㆍ미세 구조를 만들기 위한, 첨가 원소 X가 티타늄산바륨 입자 내에 균일하게 고용되어, 입자 내 및 입자 간에서의 첨가 원소 X 고용량의 변동이 매우 적은 첨가 원소 X 고용 티타늄산바륨의 상태 및 제작 방법을 이하에 설명한다.
티타늄산바륨의 합성 방법으로서는 종래 다양한 방법이 알려져 있고, 예를 들어 고상법, 졸겔법, 수열법 등이 알려져 있다. 본 발명에 있어서는, 이들 모두 채용 가능하다.
또한, 본 발명에 있어서는, 결정성이 높고, 비유전율이 높은 유전체 재료가 얻어지는 고상법을 예로 들어 설명한다. 또한, 이하에서는 첨가 원소 X가 몰리브덴인 경우를 예로 들어 설명하지만, 첨가 원소 X는 Mo에 한정되는 것은 아니고, Ta, Nb 및 W에 대해서도 마찬가지이다.
TiO2 분말과 BaCO3 분말을 순수 등의 용매 및 분산제 등과 혼합하여 슬러리를 제작한다. 이 슬러리에 대해, 미리 이온화 또는 착체화한 상태의 몰리브덴 화합물을 첨가하거나, 또는 TiO2와 BaCO3의 혼합 슬러리에 대해, 몰리브덴 화합물의 분말을 첨가하여 혼합한 후에 당해 몰리브덴이 이온화 또는 착체화된 상태로 되는 처리를 실시하고 혼련ㆍ분산 처리를 행한다. 혼련ㆍ분산은 비즈 밀 등을 사용하여 20∼30시간 행한다. 계속해서 이 슬러리를 건조하여 생재를 얻는다. 이 생재를 800∼1150℃에서 하소하여, 몰리브덴 고용 티타늄산바륨을 얻는다.
또한, 티타늄 원료의 비표면적은, 미세한 티타늄산바륨의 합성과, 유전체층 중의 세라믹 입자 내의 첨가 원소 X의 존재량의 분포의 변동 억제의 관점에서 10 ∼300㎡/g의 범위에 있는 것이 바람직하고, 바륨 원료의 비표면적은, 미세한 티타늄산바륨의 합성과, 유전체층 중의 세라믹 입자 내의 첨가 원소 X의 존재량의 분포의 변동 억제의 관점에서 10∼50㎡/g의 범위에 있는 것이 바람직하다. 첨가 원소 X를 포함하는 화합물의 비표면적은, 유전체층 중의 세라믹 입자 내의 첨가 원소 X의 존재량의 분포의 변동 억제의 관점에서, 바람직하게는 2∼20㎡/g이다.
Mo원으로서는, 슬러리에 용해 가능하고, 유전체 상 악영향을 미치지 않으면, 종류, 형상, 그레이드 등은 불문한다. 구체적으로는, 산화몰리브덴(IV), 산화몰리브덴(VI), 염화몰리브덴(II), 염화몰리브덴(III), 염화몰리브덴(IV), 수산화몰리브덴(III), 수산화몰리브덴(V), 몰리브덴산바륨, 몰리브덴산암모늄 중 어느 것이어도 상관없다.
Mo의 용해 방법으로서는, 예를 들어 산화몰리브덴(VI)의 경우에는, 미리 암모늄 수용액 등의 pH 조정제를 사용하여 용해시켜 이온화하는 방법, TiO2와 BaCO3 혼합 슬러리에 사용하고 있는 각종 분산제(시트르산암모늄, 산노푸코사제 분산제 SN 디스퍼산트5468(상품명))를 이용하여 용해시켜 이온화ㆍ착체화하는 방법, 순수 등의 용매 중에 장시간 방치하여 수산화몰리브덴으로서 이온화하는 방법 중 어느 것이어도 된다.
몰리브덴의 첨가 타이밍은, 바륨 및 티타늄과 동시, 또는 바륨 및 티타늄을 혼합한 후 중 어느 타이밍이어도 되지만, 분산성을 양호하게 하기 위해, 바륨, 티타늄 및 몰리브덴이 첨가된 상태에서 20∼30시간 혼련ㆍ분산할 필요가 있다. 혼합된 분말은 건조되고 하소되어, 몰리브덴의 고용체를 포함하는 티타늄산바륨 분말을 얻을 수 있다.
이상 설명한 방법에 의해 얻어진 첨가 원소 X의 고용체를 포함하는, 본 발명의 적층 세라믹 콘덴서의 제조에 사용되는 티타늄산바륨 분말의 평균 입자 직경은, 200㎚ 이하, 바람직하게는 50∼250㎚, 더욱 바람직하게는 50∼150㎚이다. 평균 입자 직경의 측정 방법은 하기한다.
얻어진 티타늄산바륨 분말에, 목적에 따라서 소정의 첨가 화합물을 첨가해도 된다. 상기 첨가 화합물로서는, MgO, MnCO3, 희토류 원소(Y, Dy, Tm, Ho 및 Er)의 산화물, 및 Y, Sm, Eu, Gd, Tb, Er, Tm, Cr, V, Mn, Co, Ni, Li, B, Na, K 및 Si의 산화물을 들 수 있다.
예를 들어 상기와 같이 하여 얻어진 티타늄산바륨 분말을 포함하는 세라믹 분말에 대하여, 필요에 따라서 분쇄 처리하여 입경을 조절하거나, 또는 분급 처리와 조합하거나 함으로써 입경을 고르게 해도 된다.
[적층 세라믹 콘덴서의 제조 방법]
이상에 설명한 본 발명에 따른 첨가 원소 X 고용 티타늄산바륨 분말을 사용한 적층 세라믹 콘덴서의 제조 방법에 대하여 이하에 설명한다(도 2).
상기 세라믹 분말에, 폴리비닐부티랄(PVB) 수지 등의 바인더, 에탄올 및 톨루엔 등의 유기 용제 및 프탈산디옥틸(DOP) 등의 가소제를 첨가하여 습식 혼합한다. 얻어진 슬러리를 사용하여, 예를 들어 다이 코터법이나 닥터 블레이드법에 의해, 기재 상에 두께 1.0㎛ 이하의 띠 형상의 유전체 그린 시트를 도포 시공하여 건조시킨다. 그리고, 유전체 그린 시트의 표면에, 유기 바인더를 포함하는 금속 도전 페이스트를 스크린 인쇄나 그라비아 인쇄에 의해 인쇄함으로써, 극성이 상이한 다른 한 쌍의 외부 전극에 교대로 인출되는 내부 전극층의 패턴을 배치한다. 상기 금속으로서는, 비용의 관점에서 니켈이 널리 채용되고 있다. 또한, 상기 금속 도전 페이스트에는 공재로서, 평균 입자 직경이 50㎚ 이하인 티타늄산바륨을 균일하게 분산시켜도 된다.
그 후, 내부 전극층 패턴이 인쇄된 유전체 그린 시트를 소정의 크기로 펀칭하고, 펀칭된 상기 유전체 그린 시트를, 기재를 박리한 상태에서, 내부 전극층(13)과 유전체층(12)이 교대로 되도록, 또한 내부 전극층이 유전체층의 길이 방향 양단면에 단연이 교대로 노출되어 극성이 상이한 한 쌍의 외부 전극에 교대로 인출되도록, 소정 층수(예를 들어 100∼500층)만큼 적층한다. 적층한 유전체 그린 시트의 상하에 커버층(15)으로 되는 커버 시트를 압착시키고, 소정 칩 치수(예를 들어 0.6㎜×0.3㎜)로 커트하고, 그 후에 외부 전극(20)으로 되는 Ni 도전 페이스트를, 커트한 적층체의 양측면에 도포하여 건조시킨다. 이에 의해, 적층 세라믹 콘덴서(1)의 성형체가 얻어진다. 또한, 스퍼터링법에 의해, 적층체의 양단면에 외부 전극을 후막 증착해도 된다.
이와 같이 하여 얻어진 적층 세라믹 콘덴서의 성형체를, 250∼500℃의 N2 분위기 중에서 탈바인더한 후에, 환원 분위기 중에서 1100∼1300℃에서 10분∼2시간 소성함으로써, 상기 유전체 그린 시트를 구성하는 각 화합물이 소결하여 입성장한다. 이와 같이 하여, 내부에 소결체를 포함하는 유전체층(12)과 내부 전극층(13)이 교대로 적층되어 이루어지는 적층체(11)와, 적층 방향 상하의 최외층으로서 형성되는 커버층(15)을 갖는 적층 세라믹 콘덴서(1)가 얻어진다.
또한, 본 발명에 있어서는 다시 600∼1000℃에서 재산화 처리를 실시해도 된다.
또한, 적층 세라믹 콘덴서의 제조 방법에 관한 다른 실시 형태로서는, 외부 전극과 유전체를 다른 공정에서 소성시켜도 된다. 예를 들어 유전체를 적층한 적층체를 소성한 후에, 그 양단부에 도전 페이스트를 베이킹하여 외부 전극을 형성해도 된다.
[적층 세라믹 콘덴서]
이와 같이 하여 얻어진 적층 세라믹 콘덴서(1)는 규격으로 정해진 칩 치수 및 형상(예를 들어 0.6×0.3×0.3㎜의 직육면체)을 갖는 세라믹 소결체(10)와, 세라믹 소결체(10)의 양측에 형성되는 한 쌍의 외부 전극(20)을 대략 포함한다. 세라믹 소결체(10)는 Ba 및 Ti를 포함하는 입자 결정을 주성분으로 하고, 내부에 유전체층(12)과 내부 전극층(13)이 교대로 적층되어 이루어지는 적층체(11)와, 적층 방향 상하의 최외층으로서 형성되는 커버층(15)을 갖고 있다.
적층체(11)는, 정전 용량이나 요구되는 내압 등의 사양에 따라서, 2매의 내부 전극층(13) 사이에 끼워지는 유전체층(12)의 두께가 0.8㎛ 이하이며, 전체의 적층수가 백∼수백의 고밀도 다층 구조를 갖고 있다.
적층체(11)의 최외층 부분에 형성되는 커버층(15)은 유전체층(12) 및 내부 전극층(13)을 외부로부터의 습기나 이물질 등의 오염으로부터 보호하여, 그들의 경시적인 열화를 방지한다.
또한, 내부 전극층(13)은 그 단연이, 유전체층(12)의 길이 방향 양단부에 있는 극성이 상이한 한 쌍의 외부 전극(20)에 교대로 인출되어 있다.
그리고 본 발명의 적층 세라믹 콘덴서(1)의 유전체층(12)은, Ba, Ti 및 첨가 원소 X(여기서, X는 Mo, Ta, Nb 및 W를 포함하는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소임)를 갖는 세라믹 분말로서, 상기 세라믹 분말의 하나의 입자의 특정한 점에 있어서 STEM-EDX로 측정한 상기 첨가 원소 X의 피크 강도(XKα)와 STEM-EDX로 측정한 상기 Ti의 피크 강도와 상기 Ba의 피크 강도의 합(BaLα+TiKα)과의 비의 표준 편차/평균값은 10.5％ 미만인 유전체 재료로 제조된 것이다.
이와 같이 첨가 원소 X의 존재량의 분포가 대략 균일함으로써, 유전체층(12)을 구성하는 세라믹 입자의 전체에 걸쳐 첨가 원소 X에 의한 효과가 발휘되어, 산소 결함량의 변동이 거의 발생하지 않고, 수명 특성 및 내전압 특성이 효율적으로 개선된다. 또한, 이와 같은 균일한 분포에 의해 소량의 첨가 원소 X의 첨가로 효과가 얻어지기 때문에, 존재량의 분포에 변동이 있는 경우에 비해, 첨가 원소 X의 첨가량의 점에서도 존재량이 특히 높은 개소가 존재하지 않는 점에서도, 평균 입경의 미소화에 의한 비유전율의 저하가 억제된다.
또한, STEM-EDX로 측정하는 특정한 점이란, 도 1에 도시한 바와 같이, 입자의 최대 직경을 4등분하는 3점(그 중 1점은 최대 직경의 중점임) 및 당해 최대 직경의 중점에서 직교하는 직경을 4등분하는 3점 중 중점 이외의 2점의 합계 5점이다.
더욱 구체적으로는, 이하와 같다. 즉, 상기의 5개소에 대하여, TEM-EDS 측정에 의해 첨가 원소 X의 피크 강도(XKα), Ti의 피크 강도(TiKα) 및 Ba의 피크 강도(BaLα)를 구하고, 그 강도비(XKα/{BaLα+TiKα})를 계산한다. 이 결과 5개의 강도비가 계산되게 되고, 이들 강도비는, 각 측정 개소에서의 Ba 및 Ti에 대한 첨가 원소 X의 상대 존재량을 나타내고 있다. 그리고 5개의 강도비의 표준 편차/평균값을 구하고, 그것이 10.5％ 미만인지 여부를 조사한다.
이와 같은 피크 강도비의 변동의 계산을, 세라믹 분말의 하나의 입자에 대하여 행하였을 때, 본 발명에서는 상기 특정한 5점에 있어서 STEM-EDX로 측정한 첨가 원소 X의 피크 강도(XKα)와 STEM-EDX로 측정한 Ba와 Ti의 피크 강도의 합(BaLα+TiKα)과의 비의 표준 편차/평균값이 10.5％ 미만이다.
또한, 피크 강도비 등의 측정에 대해서는 실시예에서 그 상세를 설명한다.
적층 세라믹 콘덴서(1)의 수명 특성이나 바이어스 특성의 관점에서는, 세라믹 분말 중으로부터 임의로 선택한 n개(통상은 10∼20개이어도 됨)의 입자에 대하여, 상기와 같은 피크 강도비의 변동의 계산을 행하였을 때, 본 발명에서는 n개의 바람직하게는 80％ 이상의 개수, 보다 바람직하게는 90％ 이상의 개수의 입자가, 상기 특정한 5점에 있어서 STEM-EDX로 측정한 첨가 원소 X의 피크 강도(XKα)와, STEM-EDX로 측정한 Ti의 피크 강도와 Ba의 피크 강도의 합(BaLα+TiKα)과의 비의 표준 편차/평균값이 10.5％ 미만이다.
본 발명의 적층 세라믹 콘덴서(1)는 유전체층(12)이, 이상 설명한, 첨가 원소 X의 존재량의 분포가 균일한 신규의 유전체 재료로 제조되어 있다.
본 발명의 유전체 재료에 포함되는 세라믹 분말의 평균 입자 직경은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 유전체층(12)의 박층화의 관점에서, 바람직하게는 50∼200㎚이다. 또한, 본 명세서에 있어서 평균 입자 직경이란, 주사형 전자 현미경(SEM) 또는 TEM으로 세라믹 입자를 관찰하고, 1개의 화상에 80입자 정도로 되도록 배율을 조정하고, 합계로 임의로 선택된 300입자 이상으로 되도록 복수매의 사진을 얻어, 사진 상의 입자 전체수에 대하여 계측한 Feret 직경의 평균값이다. 또한, Feret 직경이란, 입자를 사이에 두는 2개의 평행 접선간의 거리로 정의되는 정방향 접선 직경이다.
[실시예]
이하, 실시예 및 비교예에 의해 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
비표면적이 100㎡/g인 TiO2와 비표면적이 30㎡/g인 BaCO3를, 이온 교환수와 분산제의 혼합 용매에 Ba:Ti=1:1로 되도록 첨가하여 슬러리를 얻었다. 이 슬러리 중에, 7몰리브덴산 6암모늄 4수화물을, Ti 100mol에 대하여 Mo가 0.2mol로 되도록 첨가하여, Mo가 용해된 슬러리를 얻는다. 이 슬러리를, 비즈 밀로 30시간 분산하였다. 분산 후의 슬러리를 액적 분무로 건조하여, 생재를 얻었다. 그 후, 이 생재를 대기 중 1020℃에서 하소하여, 평균 입경 150㎚의 Mo 고용 티타늄산바륨을 얻었다.
얻어진 Mo 고용 티타늄산바륨에 대하여, 특정한 5점에 있어서의 Mo의 피크 강도(MoKα)와, Ti의 피크 강도와 Ba의 피크 강도의 합(BaLα+TiKα)과의 비(MoKα/{BaLα+TiKα})를 측정하였다. 측정은, TEM-EDS(니혼덴시(주)제 TEM:JEM-2100F, EDS 검출기 니혼덴시(주)제 JED-2300T)에 의해 행하였다. 입자 10개에 대하여 측정한 것을 표 1에 나타낸다.
Figure 112016118182192-pat00001
표 1에서, "평균(ave)"은 MoKα/(BaLα+TiKα)의 평균 강도비를 나타내고, "σ(n)"은 MoKα/(BaLα+TiKα)의 강도비들의 표준 편차를 나타내고 여기서 "n"은 데이터의 수를 나타내며, "σ(n)/ave[%]"는 표준 편차의 평균 강도비에 대한 비율을 백분율로 나타낸 것이다.
이 결과로부터, 얻어진 Mo 고용 티타늄산바륨 입자는, 전체로서 입자 내에 있어서의 MoKα/(BaLα+TiKα)의 표준 편차/평균값이 5.73％로 되어, 10.5％ 미만인 것을 알 수 있었다. 또한, 10개 중 10개 모두 표준 편차/평균값이 10.5％ 미만이었다.
다음에, 이 Mo 고용 티타늄산바륨 100mol에 대해, Ho2O3=0.5mol, MnCO3=0.1mol, V2O5=0.1mol, SiO2=1.0mol의 비율로 첨가재를 첨가하고, 또한 BaCO3 또는 TiO2를 첨가하여 Ba/Ti 몰비(Mo 고용 티타늄산바륨 및 첨가되는 BaCO3나 TiO2의 합계에 있어서의 Ba와 Ti의 몰비)가 1.000으로 되도록 하고, 용제를 첨가하여 슬러리로 하였다. 그 슬러리에 PVB 바인더를 첨가하고, PET 필름 상에 0.9㎛의 두께로 그린 시트를 도포 시공하였다.
계속해서, 내부 전극으로서 Ni 도전 페이스트를 상기 그린 시트 상에 인쇄하고, 이것을 사용하여 0603 형상의 288층의 적층 세라믹 콘덴서를 제작하였다. 탈바인더 처리를 행한 후, 소성에 대해서는, 1200℃ 환원 분위기에서 0.5시간 소성, N2 분위기 하 800℃에서 재산화 처리를 행하였다. 소성 후의 유전체층의 층 두께는 0.65㎛, 내부 전극층의 두께는 0.6㎛이었다.
얻어진 적층 세라믹 콘덴서에 대하여, 유전율, 내전압 특성 및 수명 특성(HALT : Highly accelerated life test)의 측정을 행하였다.
유전율의 측정은, 먼저 적층 세라믹 콘덴서의 정전 용량을 측정하고, 그 정전 용량과, 내부 전극의 교차 면적, 유전체층의 층 두께 및 내부 전극의 적층수를 사용하여 산출하였다. 측정 샘플은 10개로 하고, 그 평균값으로 하였다. 그 결과, 유전율은 3300이었다.
내전압 특성의 측정은, 승압 속도 20V/초로 전압을 인가하고, 쇼트하였을 때의 전압으로 하였다. 측정 샘플은 10개로 하고, 그 평균값으로 하였다. 그 결과, 전압값은 100V이었다.
수명 특성의 측정은, 적층 세라믹 콘덴서 10개를 125℃의 온도 하에서 10V/㎛의 직류 전계를 인가하여 행하였다. 10개의 적층 세라믹 콘덴서 중 1개가 절연 저항율(ρ)이 1×1010Ω㎝로 될 때까지의 시간을 그 값으로 하였다. 그 결과, 수명 특성은 770min이었다.
[실시예 2]
Mo 재료로서, 산화몰리브덴(비표면적 5㎡/g)을 사용한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 티타늄산바륨 입자를 얻어, 적층 세라믹 콘덴서를 제작하였다.
얻어진 티타늄산바륨 입자 10개에 대하여 각 5개소에서 피크 강도비를 측정한 바, 표준 편차/평균값은 전체로서 3.50%이며, 모든 입자에서 표준 편차/평균값이 10.5％ 미만이었다. 또한, 제작한 적층 세라믹 콘덴서는, 유전율이 3990이고, 내전압 특성은 110V이며, 수명 특성은 934min이었다.
[실시예 3]
TiO2와 BaCO3를 첨가한 슬러리를 25시간 분산한 후, 7몰리브덴산 6암모늄 4수화물을 첨가하여 다시 5시간 분산한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 티타늄산바륨 입자를 얻어, 적층 세라믹 콘덴서를 제작하였다.
얻어진 티타늄산바륨 입자 10개에 대하여 각 5개소에서 피크 강도비를 측정한 바, 표준 편차/평균값은 전체로서 6.00%이며, 모든 입자에서 표준 편차/평균값이 10.5％ 미만이었다. 또한, 제작한 적층 세라믹 콘덴서는, 유전율이 3650이고, 내전압 특성은 70V이며, 수명 특성은 532min이었다.
[실시예 4]
분산 시간을 25시간으로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 티타늄산바륨 입자를 얻어, 적층 세라믹 콘덴서를 제작하였다.
얻어진 티타늄산바륨 입자 10개에 대하여 각 5개소에서 피크 강도비를 측정한 바, 표준 편차/평균값은 전체로서 4.70%이며, 모든 입자에서 표준 편차/평균값이 10.5％ 미만이었다. 또한, 제작한 적층 세라믹 콘덴서는, 유전율이 3050이고, 내전압 특성은 88V이며, 수명 특성은 610min이었다.
[실시예 5]
Ti 재료로서 비표면적이 30㎡/g인 TiO2를 사용한 것과, 하소 온도를 1040℃로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 티타늄산바륨 입자를 얻어, 적층 세라믹 콘덴서를 제작하였다.
얻어진 티타늄산바륨 입자 10개에 대하여 각 5개소에서 피크 강도비를 측정한 바, 표준 편차/평균값은 전체로서 8.80%이며, 10개 중 8개의 입자에서 표준 편차/평균값이 10.5％ 미만이었다. 또한, 제작한 적층 세라믹 콘덴서는, 유전율이 3350이고, 내전압 특성은 76V이며, 수명 특성은 680min이었다.
[실시예 6]
Ti 재료로서 비표면적이 300㎡/g인 TiO2를 사용한 것 이외는 실시예 5와 마찬가지로 하여 티타늄산바륨 입자를 얻어, 적층 세라믹 콘덴서를 제작하였다.
얻어진 티타늄산바륨 입자 10개에 대하여 각 5개소에서 피크 강도비를 측정한 바, 표준 편차/평균값은 전체로서 1.10%이며, 모든 입자에서 표준 편차/평균값이 10.5％ 미만이었다. 또한, 제작한 적층 세라믹 콘덴서는, 유전율이 3980이고, 내전압 특성은 120V이며, 수명 특성은 1050min이었다.
[실시예 7]
7몰리브덴산 6암모늄 4수화물을 Ti 100mol에 대하여 Mo가 0.3mol로 되도록 첨가한 것과, 하소 온도를 980℃로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 티타늄산바륨 입자를 얻어, 적층 세라믹 콘덴서를 제작하였다.
얻어진 티타늄산바륨 입자 10개에 대하여 각 5개소에서 피크 강도비를 측정한 바, 표준 편차/평균값은 전체로서 4.00%이며, 모든 입자에서 표준 편차/평균값이 10.5％ 미만이었다. 또한, 제작한 적층 세라믹 콘덴서는, 유전율이 3100이고, 내전압 특성은 140V이며, 수명 특성은 1080min이었다.
[실시예 8]
7몰리브덴산 6암모늄 4수화물을 Ti 100mol에 대하여 Mo가 0.05mol로 되도록 첨가한 것과, 하소 온도를 1040℃로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 티타늄산바륨 입자를 얻어, 적층 세라믹 콘덴서를 제작하였다.
얻어진 티타늄산바륨 입자 10개에 대하여 각 5개소에서 피크 강도비를 측정한 바, 표준 편차/평균값은 전체로서 2.00%이며, 모든 입자에서 표준 편차/평균값이 10.5％ 미만이었다. 또한, 제작한 적층 세라믹 콘덴서는, 유전율이 3700이고, 내전압 특성은 50V이며, 수명 특성은 190min이었다.
[실시예 9]
Ti 재료로서 비표면적이 300㎡/g인 TiO2를 사용한 것과, 하소 온도를 810℃로 한 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 평균 입경 50㎚의 Mo 고용 티타늄산바륨 입자를 얻었다. 이 티타늄산바륨을 사용하여 실시예 1과 마찬가지로 하여 적층 세라믹 콘덴서를 제작하였다.
얻어진 티타늄산바륨 입자 10개에 대하여 각 5개소에서 피크 강도비를 측정한 바, 표준 편차/평균값은 전체로서 4.00%이며, 모든 입자에서 표준 편차/평균값이 10.5％ 미만이었다. 또한, 제작한 적층 세라믹 콘덴서는, 유전율이 2700이고, 내전압 특성은 210V이며, 수명 특성은 1800min이었다.
[실시예 10]
하소 온도를 960℃로 한 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 평균 입경 100㎚의 Mo 고용 티타늄산바륨 입자를 얻었다. 이 티타늄산바륨을 사용하여 실시예 1과 마찬가지로 하여 적층 세라믹 콘덴서를 제작하였다.
얻어진 티타늄산바륨 입자 10개에 대하여 각 5개소에서 피크 강도비를 측정한 바, 표준 편차/평균값이 전체로서 3.30%이며, 모든 입자에서 표준 편차/평균값이 10.5％ 미만이었다. 또한, 제작한 적층 세라믹 콘덴서는, 유전율이 3350이고, 내전압 특성은 170V이며, 수명 특성은 1300min이었다.
[실시예 11]
하소 온도를 1085℃로 한 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 평균 입경 200㎚의 Mo 고용 티타늄산바륨 입자를 얻었다. 이 티타늄산바륨을 사용하여 실시예 1과 마찬가지로 하여 적층 세라믹 콘덴서를 제작하였다.
얻어진 티타늄산바륨 입자 10개에 대하여 각 5개소에서 피크 강도비를 측정한 바, 표준 편차/평균값은 전체로서 2.10%이며, 모든 입자에서 표준 편차/평균값이 10.5％ 미만이었다. 또한, 제작한 적층 세라믹 콘덴서는, 유전율이 4200이고, 내전압 특성은 60V이며, 수명 특성은 250min이었다.
[실시예 12, 13, 14, 15]
첨가 원소 X로서, Mo 대신에 Ta, Nb, W, Mo+Ta(각 재료 모두 비표면적 5㎡/g 이상)를 사용하여 실시예 1과 마찬가지로 하여 티타늄산바륨 입자를 얻어, 적층 세라믹 콘덴서를 제작하였다.
얻어진 티타늄산바륨 입자 10개에 대하여 각 5개소에서 피크 강도비를 측정한 바, 모든 입자에서 표준 편차/평균값이 10.5％ 미만이었다. 또한, 제작한 적층 세라믹 콘덴서는 모두, 유전율이 3500 이상이고, 내전압 특성은 70V 이상이며, 수명 특성은 600min 이상이었다.
[비교예 1]
비표면적이 100㎡/g인 TiO2와 비표면적이 30㎡/g인 BaCO3를, 이온 교환수와 분산제의 혼합 용매에 Ba:Ti=1:1로 되도록 첨가하여 슬러리를 얻었다. 이 슬러리를, 비즈 밀로 30시간 분산하였다. 이 슬러리 중에, 7몰리브덴산 6암모늄 4수화물을, Ti 100mol에 대하여 Mo가 0.2mol로 되도록 첨가하고, 1시간 교반하였다. 이 슬러리를 액적 분무로 건조하여, 생재를 얻었다. 그 후, 이 생재를 대기 중 1020℃에서 하소하여, 평균 입경 150㎚의 Mo 고용 티타늄산바륨을 얻었다. 이 티타늄산바륨을 사용하여 실시예 1과 마찬가지로 하여 적층 세라믹 콘덴서를 제작하였다.
얻어진 티타늄산바륨 입자 10개에 대하여 각 5개소에서 피크 강도비를 측정한 바, 표준 편차/평균값은 전체로서 20.80%이며, 모든 입자에서 표준 편차/평균값이 10.5％를 초과하고 있었다. 또한, 제작한 적층 세라믹 콘덴서는, 유전율이 3500이고, 내전압 특성은 35V이며, 수명 특성은 98min이었다.
[비교예 2]
Mo를 첨가하지 않은 것 이외는 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 티타늄산바륨을 얻어, 적층 세라믹 콘덴서를 제작하였다. 제작한 적층 세라믹 콘덴서는, 유전율이 3500이고, 내전압 특성은 11V이며, 수명 특성은 18min이었다.
[비교예 3]
Mo를 첨가하지 않은 것 이외는 실시예 9와 마찬가지의 방법에 의해 평균 입경 50㎚의 티타늄산바륨을 얻어, 적층 세라믹 콘덴서를 제작하였다. 제작한 적층 세라믹 콘덴서는, 유전율이 2700이고, 내전압 특성은 95V이며, 수명 특성은 880min이었다.
상기의 실시예 및 비교예의 결과를 표 2에 정리하였다. 유전율은 2500 이상, 내전압 특성은 50V 이상, 수명 특성은 150min 이상을 합격으로 하였다. 또한, 비교예 3에 대해서는, 유전율, 내전압 특성 및 수명 특성이 합격 레벨로 되어 있다. 이것은 내전압 특성 및 수명 특성이 유전체 두께와 평균 입경의 관계에 영향을 받기 때문이다. 비교예 3은 동일한 평균 입경의 실시예 9가 비교 대상으로 된다. 실시예 9와 비교예 3을 비교하면, 실시예 9의 적층 세라믹 콘덴서는 내전압 특성 및 수명 특성이 크게 향상되어 있다. 이것으로부터, 본 발명의 효과는 평균 입경 100㎚ 이하의 미소 입자로 될수록 높아지는 것을 알 수 있다.
Figure 112016123805549-pat00005
조건들 및/또는 구조들이 지정되지 않은 본 문헌에서, 통상의 기술자라면, 본 문헌을 고려하여, 일상적인 실험으로서 그러한 조건들 및/또는 구조들을 용이하게 제공할 수 있을 것이다. 또한, 전술한 실시예들을 포함하는 본 문헌에서, 일부 실시예들에 적용된 임의의 범위는 상한점 및/또는 하한점을 포함하거나 배제할 수 있고, 표시된 변수들의 임의의 값들은 정확한 값들 또는 대략의 값들을 나타낼 수 있고 균등물을 포함할 수 있고, 일부 실시예들에서, 평균, 중간값, 대표값, 다수값 등을 나타낼 수 있다. 또한 본 문헌에서 "일"이라는 것은 종(species) 또는 다수의 종을 포함하는 속(genus)을 나타낼 수 있고, "본 발명"은 본원에 명백하게, 필요하게, 또는 내재적으로 개시된 실시예들 또는 양태들 중 적어도 하나를 나타낼 수 있다. "구성되는" 및 "갖는"이라는 용어는 일부 실시예들에서 독립적으로 "통상적으로 또는 넓게 포함하는", "포함하는", "주로 구성되는" 또는 "구성되는"을 나타낼 수 있다. 본 문헌에서, 임의의 정의된 의미는 일부 실시예들에서 일상적이고 관습적인 의미를 반드시 배제하는 것은 아니다.
본원은 2015년 12월 1일에 출원된 일본 특허 출원 2015-234909호 및 2016년 11월 29일에 출원된 일본 특허 출원 2016-231043호에 대한 우선권을 주장하며, 해당 출원들의 내용은 그 안에 개시된 특징들의 임의의 및 모든 특정한 조합들을 포함하여, 전체로서 참조에 의해 본원에 통합된다.
본 기술분야의 통상의 기술자라면 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않고, 수많은 다양한 수정들이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 형태들은 단지 예시적인 것이며, 본 발명의 범주를 제한하려는 의도를 갖지 않는다는 것이 명확히 이해되어야 한다.
1 : 적층 세라믹 콘덴서
10 : 세라믹 소결체
11 : 적층체
12 : 유전체층
13 : 내부 전극층
15 : 커버층
20 : 외부 전극

Claims (8)

  1. Ba, Ti, 및 Mo, Ta, Nb 및 W를 포함하는 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소이며 고용된(solid-solubilized) 첨가 원소 X를 갖는 세라믹 분말을 포함하고,
    상기 세라믹 분말의 하나의 입자의 최대 직경을 4등분하는 3점 및 당해 최대 직경의 중점에서 직교하는 직경을 4등분하는 3점 중 중점 이외의 2점으로 구성되는 입자당 합계 5점에 있어서, STEM-EDX(scanning electron microscopy/energy-dispersive X-ray analysis)로 측정한 상기 첨가 원소 X의 피크 강도(XKα)와, STEM-EDX로 측정한 상기 Ti의 피크 강도와 상기 Ba의 피크 강도의 합(BaLα+TiKα)과의 비의 표준 편차/평균값이 10.5％ 미만인 유전체 재료.
  2. 제1항에 있어서,
    입자의 최대 직경을 4등분하는 3점 및 당해 최대 직경과 중점에서 직교하는 직경을 4등분하는 3점 중 중점 이외의 2점의 합계 5점에 있어서, STEM-EDX로 측정한 상기 첨가 원소 X의 피크 강도(XKα)와, STEM-EDX로 측정한 상기 Ti의 피크 강도와 상기 Ba의 피크 강도의 합(BaLα+TiKα)과의 비의 표준 편차/평균값이 10.5％ 미만인 입자가 세라믹 분말의 80％ 이상의 개수를 차지하는 유전체 재료.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    세라믹 분말 중의 첨가 원소 X의 존재량이, Ti 100mol에 대하여 0.05∼0.3mol인 유전체 재료.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    세라믹 분말의 평균 입경이 200㎚ 이하인 유전체 재료.
  5. 제3항에 있어서,
    세라믹 분말의 평균 입경이 200㎚ 이하인 유전체 재료.
  6. 극성이 상이한 한 쌍의 내부 전극층이 유전체층을 개재하여 교대로 적층되어 이루어지는 적층체를 구비하는 적층 세라믹 콘덴서로서,
    상기 유전체층은, Ba, Ti 및 Mo, Ta, Nb 및 W를 포함하는 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소이며 고용된 첨가 원소 X를 갖는 세라믹 분말을 포함하고,
    상기 세라믹 분말의 하나의 입자의 최대 직경을 4등분하는 3점 및 당해 최대 직경의 중점에서 직교하는 직경을 4등분하는 3점 중 중점 이외의 2점의 합계 5점에 있어서, STEM-EDX로 측정한 상기 첨가 원소 X의 피크 강도(XKα)와, STEM-EDX로 측정한 상기 Ti의 피크 강도와 상기 Ba의 피크 강도의 합(BaLα+TiKα)과의 비의 표준 편차/평균값이 10.5％ 미만인 유전체 재료의 소결체인 적층 세라믹 콘덴서.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 유전체층이, 입자의 최대 직경을 4등분하는 3점 및 당해 최대 직경의 중점에서 직교하는 직경을 4등분하는 3점 중 중점 이외의 2점의 합계 5점에 있어서, STEM-EDX로 측정한 상기 첨가 원소 X의 피크 강도(XKα)와, STEM-EDX로 측정한 상기 Ti의 피크 강도와 상기 Ba의 피크 강도의 합(BaLα+TiKα)과의 비의 표준 편차/평균값이 10.5％ 미만인 입자가 세라믹 분말의 80％ 이상의 개수를 차지하는 유전체 재료의 소결체인 적층 세라믹 콘덴서.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    유전체층 중의 첨가 원소 X의 존재량이, Ti 100mol에 대하여 0.05∼0.3mol인 적층 세라믹 콘덴서.
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