KR102032349B1 - Manufacturing method of dielectric composition for multilayer ceramic condenser - Google Patents
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Abstract
본 발명은 적층 세라믹 콘덴서용 유전체 조성물의 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 적층 세라믹 콘덴서용 유전체 조성물의 제조방법은, 글라스 프릿과 BaTiO3을 혼합하는 단계, 글라스 프릿과 BaTiO3의 혼합물을 가소결하는 단계, 혼합물의 가소결 후 BaTiO3에 코팅된 가소결체를 나노 입자로 분쇄하는 단계 및 나노 입자로 분쇄된 가소결체를 소결하는 단계를 포함한다.The present invention relates to a method of manufacturing a multilayer ceramic capacitor dielectric for the composition, a multilayer ceramic capacitor manufacturing method of the dielectric composition in accordance with one embodiment of the present invention comprises the steps of mixing the glass frit with BaTiO 3, the glass frit with BaTiO 3 Sintering the mixture of sintered, sintering the plasticized body coated with BaTiO 3 into nanoparticles after sintering the mixture, and sintering the sintered compacted into nanoparticles.
Description
본 발명은 적층 세라믹 콘덴서용 유전체 조성물의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing a dielectric composition for a multilayer ceramic capacitor.
적층 세라믹 콘덴서(Multi-LayerCeramic Capacitor, MLCC)는 전자제품의 회로에 전류가 일정하게 흐르도록 제어하는 핵심부품으로서, 대용량의 정전용량을 확보할 수 있는 전자부품 분야에서 널리 이용되고 있다. 적층 세라믹 콘덴서는 일반적으로 내부전극과 유전체층이 교호적으로 적층된 적층체에 외부전극이 연결되어 전기신호를 입출력 하도록 구성된다.Multi-Layer Ceramic Capacitors (MLCCs) are core components for controlling the constant flow of current in circuits of electronic products, and are widely used in the field of electronic components that can secure large capacitances. In general, a multilayer ceramic capacitor is configured such that an external electrode is connected to a laminate in which internal electrodes and dielectric layers are alternately stacked to input and output electrical signals.
최근 전자기기의 다기능화, 경박 단소화 추세가 진행되면서 이에 사용되는 적층 세라믹 콘덴서에 대하여도 초소형, 고용량화의 요구가 커지고 있고, 이에 따라 적층 세라믹 콘덴서를 구성하는 유전체층 및 내부전극층을 초박막화하고 이들을 다수 적층해야 할 필요가 있다.As the trend of multifunctional and light and shortening of electronic devices has progressed recently, there is an increasing demand for miniaturization and high capacity for multilayer ceramic capacitors used. Accordingly, the dielectric layers and internal electrode layers constituting the multilayer ceramic capacitor are ultra-thin and many of them are It needs to be stacked.
적층 세라믹 콘덴서용 유전체 조성물은 주로 BaTiO3를 주성분으로 하고, 소결제로서 글라스 프릿을 포함할 수 있으며, 내부전극 성분으로 Ni 등을 사용할 수 있다. 적층 세라믹 콘덴서의 유전체층과 내부전극층을 초박막으로 형성하기 위하여 이들의 주성분을 나노 입자로 사용하는 것이 알려져 있다. 하지만, 이들 유전체 및 내부전극의 주성분이 나노화됨에 따라 입자들의 비표면적이 커지고 입자간 상호 결합력이 커지게 되어, 높은 소성 온도에 의해 전극 뭉침 현상이 일어나 용량 산포 및 신뢰성 저하의 문제가 발생하게 된다.The dielectric composition for a multilayer ceramic capacitor mainly contains BaTiO 3 , and may include glass frit as a sintering agent, and Ni and the like may be used as an internal electrode component. It is known to use these main components as nanoparticles in order to form the dielectric layer and the internal electrode layer of the multilayer ceramic capacitor into an ultra-thin film. However, as the main components of the dielectric and the internal electrode are nano-ized, the specific surface area of the particles increases and the mutual bonding force between the particles increases, resulting in agglomeration of electrodes due to the high firing temperature, thereby causing capacity distribution and reliability deterioration.
소성 온도를 낮추어 위와 같은 문제를 해결하기 위하여 유전체 조성물에 포함되는 글라스 프릿으로서 저온 글라스 프릿을 이용할 필요가 있는데, 유전체 주성분인 BaTiO3와의 양호한 소결 치밀도를 얻기 위하여는 BaTiO3보다 같거나 작은 입자의 글라스 프릿이 요구된다.It is necessary to use a low-temperature glass frit as the glass frit contained in the dielectric composition to lower the sintering temperature to solve the problems as above, a dielectric main component of BaTiO equal to the BaTiO 3 in order to obtain a satisfactory sintered compact even with three or small particles Glass frit is required.
이에, 글라스 프릿 입자를 나노 사이즈로 제조한 후 BaTiO3와 혼합하여 사용하는 방법을 고려해볼 수 있으나, 이 경우 글라스 프릿 입자의 결합력이 저하될 수 있고, 나노 사이즈의 글라스 프릿의 물리 화학적 특성 제어가 어렵고 글라스 프릿 입자를 미립화하는 과정에서 비표면적이 증가함에 따라 대기 중의 공기와의 큰 반응성으로 인해 글라스 본연의 특성이 변화할 수 있는 문제가 있다.Thus, a method of preparing the glass frit particles in a nano size and then mixing them with BaTiO 3 may be considered. In this case, the bonding strength of the glass frit particles may be reduced, and the physicochemical characteristics of the nano glass frit may be controlled. As the specific surface area increases in the process of atomizing the glass frit particles, there is a problem that the nature of the glass may change due to the large reactivity with air in the atmosphere.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 적층 세라믹 콘덴서의 유전체 조성물을 나노 입자로 형성하여 초박막 유전체층을 제조할 수 있는 적층 세라믹 콘덴서용 유전체 조성물의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a method for producing a dielectric composition for multilayer ceramic capacitors, which can produce ultra-thin dielectric layers by forming dielectric compositions of multilayer ceramic capacitors with nanoparticles. .
또한, 본 발명은 유전체 조성물을 나노 입자로 형성하면서도 유전체 조성물 내 글라스 프릿 본연의 물리, 화학적 성질을 유지할 수 있는 적층 세라믹 콘덴서용 유전체 조성물의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, an object of the present invention is to provide a method for producing a dielectric composition for a multilayer ceramic capacitor capable of maintaining the physical and chemical properties of the glass frit in the dielectric composition while forming the dielectric composition into nanoparticles.
본 발명의 일 실시예에 따른 적층 세라믹 콘덴서용 유전체 조성물의 제조방법은, 글라스 프릿과 BaTiO3을 혼합하는 단계, 글라스 프릿과 BaTiO3의 혼합물을 가소결하는 단계, 혼합물의 가소결 후 BaTiO3에 코팅된 가소결체를 나노 입자로 분쇄하는 단계 및 나노 입자로 분쇄된 가소결체를 소결하는 단계를 포함한다.A multilayer ceramic capacitor manufacturing method of the dielectric composition in accordance with one embodiment of the present invention is a glass frit with BaTiO mixing the three, glass frit and gyeolhaneun stage calcining a mixture of BaTiO 3, after the preliminary firing result of the mixture coated on the BaTiO 3 Pulverizing the calcined plasticizer into nanoparticles and sintering the calcined plasticizer into nanoparticles.
글라스 프릿과 BaTiO3을 혼합하는 단계에서 글라스 프릿의 입도는 1㎛ 이상이고, BaTiO3의 입도는 200nm 이하일 수 있다.In the step of mixing the glass frit and BaTiO 3 , the particle size of the glass frit may be 1 μm or more, and the particle size of BaTiO 3 may be 200 nm or less.
글라스 프릿과 상기 BaTiO3을 혼합하는 단계에서는 첨가제를 더 혼합할 수 있으며, 이때 첨가제는 Dy2O3 , Y2O3 , Nd2O3 , V2O5인 희토류 성분을 포함할 수 있다.In the step of mixing the glass frit and the BaTiO 3 , the additive may be further mixed, wherein the additive may include a rare earth component which is Dy 2 O 3 , Y 2 O 3 , Nd 2 O 3 , V 2 O 5 .
글라스 프릿은 CaO, ZrO2, Al2O3 , TiO2 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Glass frits are CaO, ZrO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 It may include at least one of.
글라스 프릿과 BaTiO3의 혼합물의 가소결은 700℃ 내지 1400℃의 온도에서 수행될 수 있고, 나노 입자로 분쇄된 가소결체의 소결은 800℃ 내지 1200℃의 온도에서 수행될 수 있다.The sintering of the mixture of the glass frit and BaTiO 3 may be performed at a temperature of 700 ° C. to 1400 ° C., and the sintering of the sintered powder pulverized into nanoparticles may be performed at a temperature of 800 ° C. to 1200 ° C.
본 발명의 일 실시예에 따르면, BaTiO3과 글라스 프릿의 혼합물을 가소결하여 BaTiO3에 글라스를 코팅하고, 이를 분쇄함으로써 글라스가 코팅된 나노 크기의 BaTiO3 가소결체를 얻을 수 있기 때문에 양호한 소성 치밀도를 갖는 초박막 유전체층을 제조할 수 있게 된다.According to one embodiment of the present invention, by pre-sintering the mixture of BaTiO 3 and glass frit to coat the glass on BaTiO 3 , and pulverized it to obtain a good plastic density because the glass-coated nano-sized BaTiO 3 sintered body can be obtained It is possible to manufacture an ultra thin dielectric layer having a degree.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상대적으로 큰 입자의 글라스 프릿을 사용하여 가소결 및 분쇄 과정을 통해 나노 입자로 형성하기 때문에 유전체 내에서 글라스 프릿 본연의 물리, 화학적 성질을 유지할 수 있으며, 균일한 품질의 BaTiO3 소결체를 얻을 수 있다.In addition, according to one embodiment of the present invention, since the glass frit of relatively large particles are formed into nanoparticles through the sintering and crushing process, the original physical and chemical properties of the glass frit can be maintained in the dielectric. Homogeneous BaTiO 3 A sintered compact can be obtained.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층 세라믹 콘덴서의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 적층 세라믹 콘덴서용 유전체 조성물의 제조과정을 순차적으로 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층 세라믹 콘덴서용 유전체 조성물을소결할 때의 입자의 상태를 나타내는 도면이다.1 is a cross-sectional view schematically illustrating a structure of a multilayer ceramic capacitor according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram sequentially illustrating a process of manufacturing a dielectric composition for a multilayer ceramic capacitor according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing the state of the particles when sintering the dielectric composition for a multilayer ceramic capacitor according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명한다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 본 발명과 관계없는 부분의 설명은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. In order to clearly describe the present invention, descriptions of parts not related to the present invention are omitted, and like reference numerals designate like elements throughout the specification.
또한, 본 발명의 도면에서 나타난 각 구성의 크기, 두께 등은 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명은 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.In addition, the size, thickness, and the like of each component shown in the drawings of the present invention are arbitrarily shown for convenience of description, and thus the present invention is not necessarily limited to the illustrated.
즉, 명세서에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 일 실시예로부터 다른 실시예로 변경되어 구현될 수 있으며 개별 구성요소의 위치 또는 배치도 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 행하여지는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 특허청구범위의 청구항들이 청구하는 범위 및 그와 균등한 모든 범위를 포괄하는 것으로 받아들여져야 한다.That is, the specific shapes, structures, and characteristics described in the specification may be embodied by changing from one embodiment to another without departing from the spirit and scope of the present invention. It is to be understood that changes may be made without departing from the scope. Accordingly, the following detailed description is not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention should be taken as encompassing the scope of the claims of the claims and all equivalents thereto.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층 세라믹 콘덴서의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도로서, 이를 참조하면 적층 세라믹 콘덴서(10)는 직방체 형상을 갖는 복수의 유전체층(11), 복수의 유전체층(11) 사이에 교호적으로 배치되는 내부전극층(13) 및 내부전극층(13)을 연결하는 외부전극(15)을 포함한다.1 is a cross-sectional view schematically illustrating a structure of a multilayer ceramic capacitor according to an embodiment of the present invention. Referring to this, the multilayer
본 발명의 일 실시예에 따른 적층 세라믹 콘덴서(10)의 유전체층(11)은 전기를 저장해 두었다가 필요시에 회로에 공급하는 역할을 수행한다. 또한, 내부전극층(13)은 유전체층(11)과 교호적으로 적층되는 내부 도체층으로서 Ni, Ag 등의 금속을 포함할 수 있으며, 외부전극(15)은 내부전극층(13)의 양단에 위치하여 내부전극(13)으로 이동하는 전류를 외부로 연결하는 역할을 수행하는 것으로서 Ni, Sn 등의 금속을 포함할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 적층 세라믹 콘덴서(10)는 초박형의 유전체층(11)과 내부전극층(13)이 수백개의 층이 적층된 형태로서, 초소형, 고용량으로 구현될 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에 따르면, 적층 세라믹 콘덴서의 유전체층을 형성하기 위한 유전체 조성물은 주성분인 세라믹 조성물과 소결제인 글라스 프릿을 포함한다. 여기에서, 유전체 조성물의 주성분인 세라믹 조성물로는 BaTiO3(티탄산바륨, 이하 BT)를 사용할 수 있다. BT는 페로브스카이트(perovskite) 상구조를 갖는 강유전체로, 높은 유전율을 가지며 열안정성이 우수하고 상대적으로 가격이 낮은 이점이 있다. 본 실시예에서는 초박막의 유전체층을 형성하기 위하여 나노 사이즈, 예를 들어 입도가 200nm 이하의 BT를 사용할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the dielectric composition for forming the dielectric layer of the multilayer ceramic capacitor includes a ceramic composition as a main component and a glass frit as a sintering agent. Here, BaTiO 3 (barium titanate, hereinafter BT) may be used as the ceramic composition as the main component of the dielectric composition. BT is a ferroelectric material having a perovskite phase structure, and has a high dielectric constant, excellent thermal stability, and relatively low cost. In this embodiment, to form an ultra-thin dielectric layer, BT having a nano size, for example, a particle size of 200 nm or less may be used.
본 발명의 일 실시예에 따른 적층 세라믹 콘덴서용 유전체의 글라스 프릿으로는 저융점 글라스 프릿을 사용할 수 있으며, 이러한 저융점 글라스 프릿은 SiO2 , B2O3, CaO, ZrO2, Al2O3 , TiO2 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. SiO2와 B2O3 는 유리 네트워크를 만들어주는 재료로서 유리의 안정성을 제고하며 CaO는 망목 수식산화물로서 글라스 프릿의 융점을 떨어뜨림과 동시에 알칼리금속 산화물에 의해 약화된 글라스 프릿의 구조를 강화시켜 화학적 내구성을 향상시키는 역할을 수행한다. ZrO2와 Al2O3는 글라스 프릿의 유동성을 억제하고 글라스 프릿을 고정시켜 전극 표면으로 글라스 프릿이 용출되는 것을 방지할 수 있으며, 내부전극층과의 접착력을 향상시키는 역할을 수행한다. TiO2는 열에 의한 물리적, 화학적 반응이 매우 작은 물질로서 소결 시 전기적, 열적 및 기계적 특성을 향상시키는 역할을 수행한다. As a glass frit of a dielectric for a multilayer ceramic capacitor according to an embodiment of the present invention, a low melting glass frit may be used, and the low melting glass frit may be SiO 2 , B 2 O 3, CaO, ZrO 2 , Al 2 O 3. It may include at least one of , TiO 2 . SiO 2 with B 2 O 3 Is a material to make glass network, and glass stability is improved. CaO is a mesh modified oxide that lowers the melting point of glass frit and strengthens the structure of glass frit weakened by alkali metal oxide to improve chemical durability. To perform. ZrO 2 and Al 2 O 3 can prevent the glass frit from eluting to the electrode surface by inhibiting the flow of the glass frit and fixing the glass frit, and serves to improve the adhesion to the internal electrode layer. TiO 2 is a material with very small physical and chemical reactions due to heat, and serves to improve electrical, thermal and mechanical properties during sintering.
이처럼 본 발명의 일 실시예에서는 저융점 글라스 프릿을 사용함으로써 소성 온도를 낮추어 전극 연결 특성을 향상시키고 용량 산포 저하를 억제하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다.As such, in one embodiment of the present invention, by using the low melting point glass frit, the firing temperature may be lowered to improve electrode connection characteristics and to suppress a decrease in capacitance distribution, thereby improving reliability.
본 발명의 일 실시예에 따른 적층 세라믹 콘덴서용 유전체는 Dy2O3 , Y2O3 , Nd2O3, V2O5 등의 희토류 성분을 더 포함할 수 있다. 이러한 희토류 성분의 첨가제는 BT의 이온 결핍 및 전계에 의한 전자의 이동에 의해 열화가 진행되는 것을 방지하여 절연 저항의 수명이 길어지도록 함으로써 적층 세라믹 콘덴서의 장기 신뢰성을 향상시킬 수 있다.Dielectric for a multilayer ceramic capacitor according to an embodiment of the present invention Dy 2 O 3 , Y 2 O 3 , Nd 2 O 3, V 2 O 5 Rare earth components such as may be further included. The additive of the rare earth component can improve the long-term reliability of the multilayer ceramic capacitor by preventing deterioration due to ion depletion of BT and movement of electrons by an electric field, thereby extending the life of insulation resistance.
한편, 상술한 바와 같이 초소형, 대용량의 적층형 세라믹 콘덴서를 구현하기 위해서는 유전체층을 초박막으로 형성해야 하고, 이를 위하여 유전체 조성물의 조성물 입자를 나노 사이즈로 미립화하는 것이 필요하다. 또한, 소결제인 글라스 프릿의 경우 양호한 소결 치밀도를 얻기 위하여 주성분인 BT보다 작은 입자를 사용하는 것이 바람직하다. 하지만, 글라스 프릿을 미립화하여 BT와 혼합한 후 유전체층을 형성하는 방식에 따르면, 글라스 프릿을 미립화하는 과정에서 대기 중의 공기와 반응하게 되어 본연의 물리, 화학적 성질이 변화하는 문제가 발생할 수 있다.On the other hand, as described above, in order to implement a ultra-small and large-capacity multilayer ceramic capacitor, a dielectric layer must be formed into an ultra-thin film, and for this purpose, it is necessary to atomize the composition particles of the dielectric composition to a nano size. In addition, in the case of the glass frit as the sintering agent, it is preferable to use particles smaller than the main component BT in order to obtain good sintering density. However, according to the method of forming a dielectric layer after atomizing the glass frit and mixing with BT, the glass frit may react with air in the air in the process of atomizing the glass frit, which may cause a change in its physical and chemical properties.
이에, 본 발명에서는 적층 세라믹 콘덴서용 유전체 조성물에서 글라스 프릿을 나노 사이즈로 형성하면서도 본연의 성질을 유지할 수 있는 제조방법을 안출하기에 이르렀다.Accordingly, the present invention has led to a method for producing a glass frit having a nano size in a dielectric composition for a multilayer ceramic capacitor, while maintaining its original properties.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 적층 세라믹 콘덴서용 유전체 조성물의 제조과정을 순차적으로 나타내는 블록도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층 세라믹 콘덴서용 유전체 조성물을 소결할 때의 입자의 상태를 나타내는 도면이다.2 is a block diagram sequentially illustrating a process of manufacturing a dielectric composition for a multilayer ceramic capacitor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a sintering diagram of a dielectric composition for a multilayer ceramic capacitor according to an embodiment of the present invention. It is a figure which shows the state of particle | grains.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 조성물을 제조하기 위하여 우선 BT와 글라스 프릿을 혼합한다(S110). 여기에서, BT는 나노 입자, 예를 들어 200nm 이하의 입도를 갖는 입자로 사용할 수 있고, 반면에 글라스 프릿은 BT보다 큰 사이즈, 예를 들어 1um이상의 입도를 갖는 입자로 사용할 수 있다. BT와 글라스 프릿을 혼합하면, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 다수의 BT 입자 사이사이에 상대적으로 큰 글라스 프릿 입자(GF)가 위치하게 된다. 이처럼, 본 발명의 일 실시예에서는 제조 과정에서 글라스 본연의 물리, 화학적 성질을 유지할 수 있도록 글라스 프릿을 나노 사이즈가 아닌 상대적으로 큰 사이즈의 입자로 사용한다.Referring to Figure 2, to prepare a dielectric composition according to an embodiment of the present invention first mixing the BT and the glass frit (S110). Here, BT may be used as a nanoparticle, for example, a particle having a particle size of 200 nm or less, while glass frit may be used as a particle having a larger size than BT, eg, a particle size of 1 μm or more. When the BT and the glass frit are mixed, as shown in FIG. 3A, relatively large glass frit particles GF are positioned between the plurality of BT particles. As such, in one embodiment of the present invention, the glass frit is used as a relatively large particle size, not nano size, to maintain the natural physical and chemical properties of the glass in the manufacturing process.
한편, BT와 글라스 프릿을 혼합할 때 Dy2O3 , Y2O3 , Nd2O3 , V2O5 등의 희토류 성분을 포함하는 첨가제를 함께 혼합할 수 있다. 이러한 희토류 성분을 포함하는 첨가제는 BT 입자 표면에 고용되어 유전체 조성물의 절연 저항 및 온도 특성을 개선시키는 역할을 할 수 있다. On the other hand, when mixing BT and glass frit, Dy 2 O 3 , Y 2 O 3 , Nd 2 O 3 , V 2 O 5 Additives containing rare earth components, such as these, can be mixed together. Additives comprising such rare earth components can be dissolved in the BT particle surface to serve to improve the insulation resistance and temperature characteristics of the dielectric composition.
BT와 글라스 프릿을 혼합한 후에는 혼합물을 가소결한다(S120). 이는 글라스 프릿을 BT 입자에 코팅하기 위한 단계로서, 통상적인 유전체의 소결과 별도로 이루어지는 절차에 해당한다. 이러한 혼합물의 가소결은 예를 들어 700℃ 내지 1400℃의 온도로 수행할 수 있다. After mixing the BT and the glass frit, the mixture is sintered (S120). This is a step for coating the glass frit on the BT particles, which corresponds to a procedure separate from the sintering of conventional dielectrics. Precalcination of such mixtures can be carried out at temperatures of 700 ° C. to 1400 ° C., for example.
BT와 글라스 프릿 혼합물에 대해 가소결을 수행하면, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, BT 입자를 글라스로 코팅하는 형태가 이루어진다. 구체적으로, 혼합물의 가소결 과정에서 글라스 프릿이 용융하게 되고 용융된 글라스 프릿이 BT 입자 주위를 둘러싼 후 냉각 시 고화되어, BT 입자 주위에 글라스가 코팅된 형태를 이루게 된다.When the sintering is performed on the BT and the glass frit mixture, as shown in FIG. 3B, the BT particles are coated with glass. Specifically, the glass frit is melted during the sintering process of the mixture, and the molten glass frit is wrapped around the BT particles and then solidified upon cooling to form a glass coated around the BT particles.
BT와 글라스 프릿의 혼합물을 가소결하여 글라스로 BT 입자가 코팅되면 이를 분쇄, 분산 처리한다(S130). 이에 의해 BT 입자 주위에 코팅된 글라스가 분쇄되어, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 가소결체는 BT 입자와 유사하거나 그보다 작은 크기의 나노 입자로 형성될 수 있다.When the mixture of BT and the glass frit is sintered and the BT particles are coated with glass, they are ground and dispersed (S130). As a result, the glass coated around the BT particles is pulverized, and as shown in FIG. 3C, the plasticized body may be formed of nanoparticles having a size similar to or smaller than that of the BT particles.
가소결체를 분쇄, 분산 처리한 이후에는 소결 공정을 수행한다(S140). 소결 공정은 800℃ 내지 1200℃의 온도로 수행할 수 있다. After sintering and dispersing the plastic compact, a sintering process is performed (S140). The sintering process may be carried out at a temperature of 800 ℃ to 1200 ℃.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 애초에 글라스 프릿을 미립화하여 나노 사이즈로 형성한 후 BT와 혼합하여 소결하는 것이 아니라, 상대적으로 큰 사이즈의 글라스 프릿을 사용하되 소결 전 별도의 가소결, 분쇄 공정을 통해 글라스 프릿을 미립화함으로써, 글라스 본연의 물리적, 화학적 성질이 변화하지 않고 그대로 유지될 수 있다. 또한, 글라스 프릿을 가소결한 뒤 분쇄하는 공정을 통해 가소결체의 입자 크기를 최적의 크기로 균일하게 제어할 수 있게 된다.According to one embodiment of the present invention, the glass frit is first formed into a nano size by atomizing and then sintered by mixing with BT, but using a relatively large size of glass frit, but before the sintering, a separate sintering and grinding process is performed. By atomizing the glass frit through, the physical and chemical properties of the glass can be kept intact. In addition, through the process of pre-sintering and crushing the glass frit it is possible to uniformly control the particle size of the plasticized body to the optimal size.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따라 나노 사이즈의 글라스와 글라스가 코팅된 BaTiO3 입자를 얻을 수 있기 때문에 BT와의 양호한 소결 치밀성을 기대할 수 있다.Furthermore, according to one embodiment of the present invention, since the nano-sized glass and BaTiO 3 particles coated with glass can be obtained, good sintering density with BT can be expected.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 적층 세라믹 콘덴서용 유전체 조성물의 제조방법에 의하면, 나노 입자의 조성물로 유전체를 형성할 수 있고 유전체 조성물 간의 치밀성이 향상되기 때문에 유전율과 절연 저항 특성을 개선하고 전극 연결 특성을 향상시킬 수 있어 초박막의 유전체층을 형성할 수 있으며, 따라서 초소형, 고용량의 적층 세라믹 콘덴서를 구현할 있다.As described above, according to the method of manufacturing the dielectric composition for a multilayer ceramic capacitor according to the embodiment of the present invention, since the dielectric material can be formed from the composition of the nanoparticles and the density between the dielectric compositions is improved, the dielectric constant and insulation resistance characteristics are improved. It is possible to improve the electrode connection characteristics to form an ultra-thin dielectric layer, thereby realizing a ultra-small, high capacity multilayer ceramic capacitor.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 한다.As mentioned above, although preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains may implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. I can understand that it can be. Therefore, the embodiments described above are to be understood in all respects as illustrative and not restrictive.
10: 적층 세라믹 콘덴서
11: 유전체층
13: 내부전극층
15: 외부전극10: multilayer ceramic capacitor
11: dielectric layer
13: internal electrode layer
15: external electrode
Claims (6)
글라스 프릿과 BaTiO3의 혼합물을 가소결하는 단계,
혼합물의 가소결 후 BaTiO3에 코팅된 가소결체를 나노 입자로 분쇄하는 단계 및
나노 입자로 분쇄된 가소결체를 소결하는 단계를 포함하고,
상기 상기 글라스 프릿과 BaTiO3을 혼합하는 단계에서, 상기 글라스 프릿의 입도는 1㎛ 이상이고, BaTiO3의 입도는 200nm 이하인, 적층 세라믹 콘덴서용 유전체 조성물의 제조방법.Mixing the glass frit and BaTiO 3 ,
Pre-sintering the mixture of glass frit and BaTiO 3 ,
Pulverizing the plasticized body coated on BaTiO 3 after the sintering of the mixture into nanoparticles, and
Sintering the sintered plastic body into nanoparticles,
In the step of mixing the glass frit and BaTiO 3 , the particle size of the glass frit is 1㎛ or more, the particle size of BaTiO 3 is 200nm or less, the method of manufacturing a dielectric composition for a multilayer ceramic capacitor.
상기 글라스 프릿과 상기 BaTiO3을 혼합하는 단계에서, 첨가제를 더 혼합하며, 상기 첨가제는 Dy2O3 , Y2O3 , Nd2O3 , V2O5 중 적어도 하나를 포함하는, 적층 세라믹 콘덴서용 유전체 조성물의 제조방법.The method of claim 1,
In the step of mixing the glass frit and the BaTiO 3 , an additive is further mixed, wherein the additive comprises at least one of Dy 2 O 3 , Y 2 O 3 , Nd 2 O 3 , and V 2 O 5 . Method for producing a dielectric composition for a capacitor.
상기 글라스 프릿은 CaO, ZrO2, Al2O3 , TiO2 중 적어도 하나를 포함하는, 적층 세라믹 콘덴서용 유전체 조성물의 제조방법.The method of claim 1
The glass frit is CaO, ZrO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 A method for producing a dielectric composition for a multilayer ceramic capacitor, comprising at least one of the following.
상기 글라스 프릿과 BaTiO3의 혼합물의 가소결은 700℃ 내지 1400℃의 온도에서 수행되는, 적층 세라믹 콘덴서용 유전체 조성물의 제조방법.The method of claim 1
The sintering of the mixture of the glass frit and BaTiO 3 is carried out at a temperature of 700 ℃ to 1400 ℃, a method for producing a dielectric composition for a multilayer ceramic capacitor.
상기 나노 입자로 분쇄된 글라스 및 BaTiO3의 소결은 800℃ 내지 1200℃의 온도에서 수행되는, 적층 세라믹 콘덴서용 유전체 조성물의 제조방법.The method of claim 1
The sintering of the glass and BaTiO 3 pulverized by the nanoparticles is carried out at a temperature of 800 ℃ to 1200 ℃, a method for producing a dielectric composition for a multilayer ceramic capacitor.
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| KR100631995B1 (en) | 2005-07-28 | 2006-10-09 | 삼성전기주식회사 | Dielectric ceramic compositions for low temperature sintering and multilayer ceramic condenser using the same |
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Family Cites Families (5)
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|---|---|---|---|---|
| JP3784427B2 (en) * | 1994-01-21 | 2006-06-14 | 株式会社村田製作所 | Manufacturing method of ceramic capacitor |
| KR100245811B1 (en) * | 1997-11-11 | 2000-03-02 | 김충환 | Dielectric composition of ceramic capacitor and manufacturing method thereof |
| KR100519821B1 (en) * | 2003-12-18 | 2005-10-10 | 삼성전기주식회사 | Dielectric Composition for Multilayer Ceramic Condenser, Multilayer Ceramic Condenser, and Method for Manufacturing Multilayer Ceramic Condenser |
| KR101730184B1 (en) * | 2010-11-08 | 2017-05-12 | 삼성전기주식회사 | Conductive paste composition and method for producing multilayer ceramic capacitor using the same |
| KR20120073638A (en) * | 2010-12-27 | 2012-07-05 | 삼성전기주식회사 | Ceramic dielectrics, manufacturing method of the same, and ceramic electronci component using the same |
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100631995B1 (en) | 2005-07-28 | 2006-10-09 | 삼성전기주식회사 | Dielectric ceramic compositions for low temperature sintering and multilayer ceramic condenser using the same |
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