KR102551214B1 - 유전체 자기 조성물 및 이를 포함하는 적층 세라믹 커패시터 - Google Patents
유전체 자기 조성물 및 이를 포함하는 적층 세라믹 커패시터 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 주성분 및 부성분을 포함하고, 상기 주성분은 BaTiO3의 제1 주성분 및 Bi0 .5+aNa0 .5+aTiO3(단, a는 -0.025 ≤ a ≤ 0.025)의 제 2 주성분을 포함하고,(1-z)BaTiO3 - zBi0 .5+aNa0 .5+aTiO3로 표시되는 모재 분말을 포함하고, 상기 제1 주성분의 몰비를 1-z로, 상기 제2 주성분의 몰비를 z라고 규정할 때, 상기 z는 0.0025 ≤ z ≤ 0.04이며, 상기 부성분으로 Li2CO3, Bi2O3 및 CuO 중 선택되는 적어도 하나의 제7 부성분을 포함하고, 상기 Li2CO3를 포함하는 경우, 모재 분말 100 mol 당 0.4 mol 내지 10.0 mol 포함하고, 상기 Bi2O3를 포함하는 경우, 모재 분말 100 mol 당 0.5 mol 내지 2.0 mol 포함하고, 상기 CuO를 포함하는 경우, 모재 분말 100 mol 당 0.25 mol 내지 1.5 mol 포함하는 유전체 자기 조성물에 관한 것이다.
Description
본 발명은 유전율이 높고 신뢰성이 우수한 유전체 자기 조성물 및 이를 포함하는 적층 세라믹 커패시터에 관한 것이다.
일반적으로 커패시터, 인덕터, 압전 소자, 바리스터, 또는 서미스터 등의 세라믹 재료를 사용하는 전자부품은 세라믹 재료로 이루어진 세라믹 바디, 바디 내부에 형성된 내부전극 및 상기 내부전극과 접속되도록 세라믹 바디 표면에 설치된 외부전극을 구비한다.
세라믹 전자부품 중 적층 세라믹 커패시터는 적층된 복수의 유전층, 일 유전층을 사이에 두고 대향 배치되는 내부전극, 상기 내부전극에 전기적으로 접속된 외부전극을 포함한다.
적층 세라믹 커패시터는 소형이면서 고용량이 보장되고, 실장이 용이하다는 장점으로 인하여 컴퓨터, PDA, 휴대폰 등의 이동 통신장치의 부품으로서 널리 사용되고 있다.
적층 세라믹 커패시터는 통상적으로 내부 전극용 페이스트와 유전층용 페이스트를 시트법이나 인쇄법 등에 의해 적층하고 동시 소성하여 제조된다.
최근 자동차에 전자제어 장치의 비율이 증가하고 하이브리드(Hybrid) 자동차 및 전기자동차의 개발로 인해 150도 이상의 고온에서 사용 가능한 적층 세라믹 커패시터의 요구가 점점 증가하고 있다.
현재 환원분위기에서 소성이 가능하면서 200도 보증 제품에 적용 가능한 유전체 재료로 C0G계열의 유전체가 있으나 유전율이 30 정도로 매우 낮아 고용량 제품을 제작하기 어려운 문제가 있다.
BaTiO3의 경우 유전율이 1000 이상으로 높으나 큐리온도 125도 이상에서 유전율이 급격하게 떨어지는 특징이 있어 150도 이상영역인 200도까지 특성 보증은 불가능하다.
따라서 큐리 온도가 높으면서 비교적 높은 유전율을 유지하여여 X9R 온도 특성을 만족하며 신뢰성을 보증하는 재료가 필요한 실정이다.
현재의 X5R, X7R, X8R, Y5V 등의 고용량 BME(Base Metal Electrode) 적층 세라믹 커패시터의 유전층는 BaTiO3모재 혹은 Ca, Zr 등이 일부 고용되어 수정된 (Ba1-xCax)(Ti1-yCay)O3, (Ba1 - xCax)(Ti1 - yZry)O3, Ba(Ti1 - yZry)O3,등의 모재를 포함한다.
유전층을 제작하기 위하여 상기 모재에 Mg 등과 같은 원자가고정 억셉터(fixed valence acceptor)와 Y, Dy, Ho, Er 등과 같은 희토류 원소(Rare earth element)를 함께 도핑(co-doping)한다. 그 후, Mn, V, Cr과 같은 원자가가변 억셉터 (variable valence acceptor), 과잉 Ba, SiO2 또는 이를 포함하는 소결조제 등을 추가로 첨가한 유전체 조성물을 압착, 소성하여 세라믹 그린 시트를 제작한다.
환원분위기에서 세라믹 그린시트를 적층ㆍ소성하는 경우에 고용량 적층 세라믹 커패시터의 정상적인 용량 및 절연 특성을 구현하기 위해서는 입성장 억제 및 내환원성이 구현되어야 하므로, 유전체 조성물에 Mg와 같은 원자가고정 억셉터(fixed valence acceptor)를 첨가하게 된다.
그러나 Mg와 같은 원자가고정 억셉터(fixed valence acceptor)만 첨가된 경우, 유전체의 신뢰성이 감소하므로 희토류 원소를 함께 첨가하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이와 같이 희토류 원소와 Mg는 대부분 함께 도핑(co-doping)되고 있으며 BME적층 세라믹 커패시터의 유전체 조성물의 소결조제를 제외한 첨가제 중에서 가장 큰 비율을 차지하는 핵심적인 첨가제이다. 또한, 희토류 원소와 Mg는 코어-쉘(Core-Shell) 구조를 형성하여 적층 세라믹 커패시터의 온도에 따른 안정된 용량특성을 구현한다고도 알려져 있다.
고용량 적층 세라믹 커패시터의 개발이 진행됨에 따라 유전층의 두께가 점점 얇아지고 있는데, 이에 따라 신뢰성 및 고온 내전압 특성을 유지 및 개선할 필요성이 높아지고 있다.
본 발명은 고온 내전압 특성을 구현하면서, 동시에 높은 용량을 확보할 수 있는 유전체 조성물 및 이를 포함하는 적층 세라믹 커패시터를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 자기 조성물은 주성분 및 부성분을 포함하고, 상기 주성분은 BaTiO3의 제1 주성분 및 Bi0 .5+aNa0 .5+aTiO3(단, a는 -0.025 ≤ a ≤ 0.025)의 제2 주성분을 포함하고,(1-z)BaTiO3 - zBi0 .5+aNa0 .5+aTiO3로 표시되는 모재 분말을 포함하고, 상기 제1 주성분의 몰비를 1-z로, 상기 제2 주성분의 몰비를 z라고 규정할 때, 상기 z는 0.0025 ≤ z ≤ 0.04이며, 상기 부성분으로 Li2CO3, Bi2O3 및 CuO 중 선택되는 적어도 하나의 제7 부성분을 포함하고, 상기 Li2CO3를 포함하는 경우, 모재 분말 100 mol 당 0.4 mol 내지 10.0 mol 포함하고, 상기 Bi2O3를 포함하는 경우, 모재 분말 100 mol 당 0.5 mol 내지 2.0 mol 포함하고, 상기 CuO를 포함하는 경우, 모재 분말 100 mol 당 0.25 mol 내지 1.5 mol 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 적층 세라믹 커패시터는 유전층 및 내부 전극을 포함하는 세라믹 바디; 및 상기 세라믹 바디의 외측에 배치되며, 상기 내부 전극과 접속하는 외부 전극;을 포함하고, 상기 유전층은 유전체 자기 조성물로 형성되며, 상기 유전체 자기 조성물은 주성분 및 부성분을 포함하고, 상기 주성분은 BaTiO3의 제1 주성분 및 Bi0 .5+aNa0 .5+aTiO3(단, a는 -0.025 ≤ a ≤ 0.025)의 제2 주성분을 포함하고,(1-z)BaTiO3 - zBi0 .5+aNa0 .5+aTiO3로 표시되는 모재 분말을 포함하고, 상기 제1 주성분의 몰비를 1-z로, 상기 제2 주성분의 몰비를 z라고 규정할 때, 상기 z는 0.0025 ≤ z ≤ 0.04이며, 상기 부성분으로 Li2CO3, Bi2O3 및 CuO 중 선택되는 적어도 하나의 제7 부성분을 포함하고, 상기 Li2CO3를 포함하는 경우, 모재 분말 100 mol 당 0.4 mol 내지 10.0 mol 포함하고, 상기 Bi2O3를 포함하는 경우, 모재 분말 100 mol 당 0.5 mol 내지 2.0 mol 포함하고, 상기 CuO를 포함하는 경우, 모재 분말 100 mol 당 0.25 mol 내지 1.5 mol 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 조성물 및 이를 이용한 적층 세라믹 커패시터는 본 발명의 목표 특성인 유전율 3000 이상, RC 값 1000 이상, TCC(125℃)±15% 미만, 고온 내전압 60V/㎛ 이상의 모든 특성의 동시 구현이 가능하다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 포함되는 제7 부성분에 의해 1100℃ 이하의 저온 소성이 가능하며, 이에 따라 저온 소성시에도 내부 전극 연결성을 확보하고 유전층의 박층화가 가능하다.
도 1은 본 발명이 일 실시예에 따른 적층 세라믹 커패시터의 사시도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 II-II`의 단면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 II-II`의 단면도를 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술 분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
본 발명은 유전체 자기 조성물에 관한 것으로, 유전체 자기 조성물을 포함하는 전자부품은 커패시터, 인덕터, 압전체 소자, 바리스터, 또는 서미스터 등이 있으며, 이하에서는 유전체 자기 조성물 및 전자부품의 일례로서 적층 세라믹 커패시터에 관하여 설명한다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 유전체 자기 조성물은 BaTiO3로 표시되는 제1 주성분 및 Bi0 .5+aNa0 .5+aTiO3로 표시되는 제2 주성분을 포함하는 (1-z)BaTiO3-zBi0.5+aNa0.5+aTiO3로 표시되는 모재 분말(단, 상기 z는 0.0025≤z≤0.04, a는 -0.025≤z≤0.025)를 만족한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 유전체 자기 조성물은 EIA(Electronic Industries Association) 규격에서 명시한 X5R(-55℃~85℃) 특성 또는 X7R(-55℃~125℃)을 만족할 수 있다.
더 상세하게, 본 발명의 일 실시예에 따르는 유전체 자기 조성물은 1100℃ 이하의 온도에서 저온 소성이 가능하다. 즉, 저온 소성이 가능하기 때문에 본 발명의 유전체 자기 조성물을 이용하여 제조된 적층 세라믹 커패시터의 내부 전극의 연결성이 개선될 수 있다. 또한, 저온 소성이 가능하기 때문에 내부 전극 및 유전층의 박층화가 가능하다.
이하, 본 발명의 일 실시형태에 따른 유전체 자기 조성물의 각 성분을 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
a) 모재 분말
본 발명의 일 실시형태에 따른 유전체 자기 조성물은 BaTiO3로 표시되는 제1 주성분 및 Bi0 .5+aNa0 .5+aTiO3로 표시되는 제2 주성분을 포함하는 (1-z)BaTiO3-zBi0.5+aNa0.5+aTiO3로 표시되는 모재 분말을 포함할 수 있다.
상기 식에서, z는 0.0025≤z≤0.04를 만족할 수 있다.
또한, a는 -0.025≤a≤0.025를 만족할 수 있다.
상기 제1 주성분은 BaTiO3로 표시될 수 있으며, 상기 BaTiO3는 일반적인 유전체 모재에 사용되는 재료로서, 큐리 온도가 대략 125도 정도인 강유전체 재료일 수 있다.
상기 제1 주성분은 BaTiO3로 표시되는 성분뿐만 아니라 Ca, Zr 등이 일부 고용되어 수정된 (Ba1 - xCax)(Ti1 - yCay)O3 (BCTZ), Ba(Ti1 - yZry)O3 (BTZ) 등의 형태도 가능하다.
또한, 상기 제2 주성분은 Bi0 .5+aNa0 .5+aTiO3로 표시될 수 있다.
상기 a는 -0.025≤a≤0.025를 만족할 수 있으며, 상기 제2 주성분은 Bi0.5Na0.5O3로 표시될 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시형태에 따른 유전체 자기 조성물의 모재 분말은 큐리 온도가 낮은 BaTiO3 강유전체 재료와 Bi0 .5+aNa0 .5+aTiO3로 표시되는 재료를 일정 비율로 혼합한 형태일 수 있다.
상기와 같이 일정 비율로 제1 주성분과 제2 주성분 재료를 혼합하여 모재 분말을 제작함으로써 상온 유전율이 높으며, 고온 내전압이 양호한 특성을 얻을 수 있으며 특히, X5R 및 X7R 온도 특성을 만족할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 유전체 자기 조성물은 상온 유전율이 3000 이상일 수 있다.
또한, 상기 유전체 자기 조성물의 모재 분말은 상술한 큐리 온도가 서로 다른 재료를 혼합한 형태 외에도 고용된 형태일 수도 있다.
상기 모재 분말이 서로 고용된 형태일 경우에는 상기 모재 분말은 단일상 형태일 수 있으며, 유전율, X5R 및 X7R 온도 특성, 정전용량 변화율(temperature coefficient of capacitance, TCC) 및 손실율 등의 특성이 두 재료가 혼합된 형태와 유사할 수 있다.
상기 모재 분말은 (1-z)BaTiO3-zBi0 .5+aNa0 .5+aTiO3로 표시될 수 있으며, 상기 z가 0.0025≤z≤0.04를 만족하도록 조절함으로써, 상온 유전율이 높으며, 고온 내전압이 양호한 특성을 구현할 수 있다.
상기 z가 0.0025 미만이면 상온 유전율이 낮아지며, 특성을 구현할 수 없는 문제가 있다.
한편, z가 0.04를 초과하면 상온 유전율이 낮아지며, 고온 내전압이 낮아지는 문제가 있다.
즉, z 가 0.04 이상, 0.0025 이하인 경우, 본 발명의 목표 특성인 유전율 3000 이상, RC 값 1000 이상, TCC(125℃)±15% 미만, 고온 내전압 60V/㎛ 이상의 모든 특성의 동시 구현이 가능하다.
상기 모재 분말은 특별히 제한되는 것은 아니나, 모재 분말의 출발 원료의 평균 입경은 1㎛ 이하일 수 있다.
b)제1 부성분
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 유전체 자기 조성물은 제1 부성분으로서, Mn, V, Cr, Fe, Ni, Co, Cu 및 Zn 중 적어도 하나 이상을 포함하는 산화물 혹은 탄산염을 더 포함할 수 있다.
Mn, V, Cr, Fe, Ni, Co, Cu 및 Zn 는 원자가 가변 억셉터(Variable Valence Acceptor)이다.
상기 제1 부성분의 함량 및 후술하는 제2 내지 제7 부성분의 함량은 모재 분말 100 mol에 대하여 포함되는 양을 의미한다.
제1 부성분은 모재 분말 100 mol에 대하여 0.150 mol 내지 1.500 mol 포함될 수 있다
상기 제1 부성분은 유전체 자기 조성물이 적용된 적층 세라믹 커패시터의 소성 온도 저하 및 고온 내전압 특성을 향상시키는 역할을 한다.
상기 제1 부성분의 함량이 모재 분말 100 mol에 대하여 0.15 mol 미만이면 고온 내전압 특성이 저하될 수 있다.
상기 제1 부성분의 함량이 모재 분말 100 mol에 대하여 1.5 mol를 초과하는 경우에는 유전율이 낮아지는 문제가 발생할 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시형태에 따른 유전체 자기 조성물은 0.15 내지 1.5 mol의 함량을 갖는 제1 부성분을 더 포함할 수 있으며, 이로 인하여 본 발명의 목표 특성인 유전율 3000 이상, RC 값 1000 이상, TCC(125℃)±15% 미만, 고온 내전압 60V/㎛ 이상의 모든 특성의 동시 구현이 가능하다.
c)제2 부성분
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 유전체 자기 조성물은 제2 부성분으로서, Mg를 포함하는 원자가 고정 억셉터(fixed-valence acceptor) 원소의, 산화물 및 탄산염 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 제2 부성분의 함량은 모재 분말 100 mol에 대하여 1.5 mol 이하일 수 있다.
상기 제2 부성분의 함량이 모재 분말 100 mol에 대하여 1.5 mol를 초과하는 경우 유전율이 감소하고 고온 내전압이 낮아지는 문제가 있다.
d)제3 부성분
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 유전체 자기 조성물은 Y, Dy, Ho, La, Ce, Nd, Sm, Gd 및 Er 중 적어도 하나를 포함하는 산화물 또는 탄산염을 제3 부성분으로 더 포함할 수 있다.
상기 제3 부성분의 함량은 모재 분말 100 mol에 대하여 2 mol 이하 일 수 있다.
상기 제3 부성분은 본 발명의 일 실시형태에서 유전체 자기 조성물이 적용된 적층 세라믹 커패시터의 신뢰성 저하를 막는 역할을 수행할 수 있으며, 상기 제3 부성분이 모재 분말 100 mol에 대하여 2 mol 이하로 포함되는 경우 높은 유전율이 구현되면서 고온 내전압 특성이 양호한 유전체 자기 조성물을 제공할 수 있다.
상기 제3 부성분의 함량이 모재 분말 100 mol에 대하여 2 mol을 초과하여 포함되는 경우, 신뢰성이 저하되거나, 유전체 자기 조성물의 유전율이 낮아지고 고온 내전압 특성이 나빠지는 문제가 발생할 수 있다.
e)제4 부성분
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 유전체 자기 조성물은 Ba의 산화물 및 탄산염으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 제4 부성분을 포함할 수 있다.
예를 들어, 제4 부성분은 BaCO3 일 수 있다.
상기 제4 부성분은 상기 모재 분말 100 mol 당 0.32 mol 내지 9.6 mol로 포함될 수 있다.
상기 제4 부성분의 함량은 산화물 또는 탄산염과 같은 첨가 형태를 구분하지 않고 제4 부성분에 포함된 Ba의 원소 함량을 기준으로 할 수 있다.
상기 제4부성분이 상기 모재 분말 100 mol 당 0.32 mol 내지 9.6 mol로 포함되는 경우 고온 내전압 특성이 향상될 수 있다.
f) 제5 부성분
본 발명의 일 실시 형태에 따르는 유전체 자기 조성물은 CaCO3 및 ZrO2를 제5 부성분으로 포함할 수 있다.
제5 부성분은 모재 분말 100 mol에 대하여 20 mol 이하로 포함될 수 있다.
제5 부성분이 모재 분말 100 mol에 대하여 20 mol을 초과하는 경우, 고온부 TCC(125℃) 특성이 나빠지는 문제가 발생한다.
g) 제6 부성분
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 유전체 자기 조성물은 Si 원소의 산화물, Si 원소의 탄산염 및 Si 원소를 포함하는 글라스로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 제6 부성분을 포함할 수 있다.
상기 제6 부성분은 상기 모재 분말 100 mol에 대하여 0.5 내지 3.0 mol로 포함될 수 있다.
상기 제6 부성분의 함량이 유전체 모재 분말 100 mol에 대하여 0.5 mol 미만인 경우에는 유전율 및 고온내전압이 저하될 수 있으며, 3.0 mol를 초과하여 포함되는 경우 소결성 및 치밀도 저하, 2차 상 생성 등의 문제가 있을 수 있어 바람직하지 못하다.
h)제7 부성분
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 유전체 자기 조성물은 Li, Bi 및 Cu 중 어느 하나 이상의 원소의 산화물 및 탄산염으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 제6 부성분을 포함할 수 있다.
상기 제6 부성분이 Li의 산화물 또는 탄산염일 경우, 함량은 모재 분말 100 mol에 대하여 0.8 mol 내지 10.00 mol일 수 있다.
제6 부성분이 Bi의 산화물 또는 탄산염일 경우, 함량은 모재 분말 100 mol에 대하여 0.5 mol 내지 2.00 mol일 수 있다.
제6 부성분이 Cu의 산화물 또는 탄산염일 경우, 함량은 모재 분말 100 mol에 대하여 0.25 mol 내지 1.00 mol일 수 있다.
상기 제6 부성분이 포함되지 않는 경우, 1100 ℃미만에서 적층 세라믹 커패시터의 소성을 진행하면 목적하는 특성을 가질 수 없다.
또한, 제6 부성분이 과량이 포함되는 경우에는 TCC(125℃) 특성이 저하되고, 내전압특성이 떨어지는 문제가 있다.
제6 부성분은 Li, Bi 및 Cu의 산화물 또는 탄산염이 각각 포함하는 것도 가능하지만, 일부가 함께 또는 모두 포함하는 것도 가능하다. 이와 같은 경우, 제6 부성분은 모재 분말 100 mol에 대하여 0.75 mol 내지 1.95 mol 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 적층 세라믹 커패시터를 나타내는 개략적인 사시도이고, 도 2는 도 1의 II-II'를 따라 취한 적층 세라믹 커패시터를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 적층 세라믹 커패시터(100)는 유전층(111)과 내부 전극(121, 122)이 교대로 적층된 세라믹 본체(110)를 가진다.
세라믹 본체(110)의 양 단부에는 세라믹 본체(110)의 내부에 교대로 배치된 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)과 각각 도통하는 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)이 형성될 수 있다.
세라믹 본체(110)의 형상에 특별히 제한은 없지만, 일반적으로 육면체 형상일 수 있다.
또한, 그 치수도 특별히 제한은 없고, 용도에 따라 적절한 치수로 할 수 있고, 예를 들면 (0.6∼5.6mm)×(0.3∼5.0mm)×(0.3∼1.9mm)일 수 있다.
유전층(111)의 두께는 커패시터의 용량 설계에 맞추어 임의로 변경할 수 있는데, 본 발명의 일 실시예에서 소성 후 유전층의 두께는 1층당 바람직하게는 0.1㎛ 이상일 수 있다.
너무 얇은 두께의 유전층은 한층 내에 존재하는 결정립 수가 작아 신뢰성에 나쁜 영향을 미치기 때문에 유전층의 두께는 0.1 ㎛ 이상일 수 있다.
제1 및 제2 내부 전극(121, 122)은 각 단면이 세라믹 본체(110)의 대향하는 양 단부로 각각 노출되도록 적층될 수 있다.
상기 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)은 세라믹 본체(110)의 양 단부에 형성되고, 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)의 노출 단면에 전기적으로 연결되어 커패시터 회로를 구성한다.
상기 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)에 함유되는 도전성 재료는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 니켈(Ni)을 이용할 수 있다.
상기 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)의 두께는 용도 등에 따라 적절히 결정할 수 있으며 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들면 0.1 내지 5㎛ 또는 0.1∼2.5㎛일 수 있다.
상기 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)에 함유되는 도전성 재료는 특별히 한정되지 않지만, 니켈(Ni), 구리(Cu), 또는 이들 합금을 이용할 수 있다.
상기 세라믹 본체(110)를 구성하는 유전층(111)은 본 발명의 일 실시형태에 따른 유전체 자기 조성물을 포함할 수 있다.
그 외, 상기 유전체 자기 조성물에 대한 구체적인 설명은 상술한 본 발명의 일 실시형태에 따른 유전체 자기 조성물의 특징과 동일하므로 여기서는 생략하도록 한다.
이하, 실험 예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 이는 발명의 구체적인 이해를 돕기 위한 것으로 본 발명의 범위가 실험 예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실험 예
하기의 표 1, 표 3, 표 5 및 표 7에 명시된 조성으로 에탄올과 톨루엔을 용매로 하여 분산제와 함께 혼합한 후, 바인더를 혼합하여 세라믹 시트를 제작하였다.
성형된 세라믹 시트에 Ni 전극을 인쇄하여 적층하고 압착, 절단한 칩을 탈 바인더를 위해 가소한 후 1100 ~ 1250℃ 사이에서 소성을 진행하여 용량, DF, TCC, 고온 150℃에서 전압 step 증가에 따른 저항 열화 거동 등을 평가하였다.
주성분 모재로서는 평균 입자크기가 300 nm인 BaTiO3 및 (Bi0 .5Na0 .5)TiO3 분말을 사용하였다.
주성분과 부성분이 포함된 원료 분말을 지르코니아 볼을 혼합/분산 메디아로 사용하고 에탄올/톨루엔과 분산제 및 바인더를 혼합 후, 20 시간 동안 볼밀링 하였다.
제조된 슬러리는 닥터 블레이드 방식의 코터를 이용하여 3.5 ㎛와 10~13 ㎛ 의 두께로 성형 시트를 제조하였다.
상기 약 10㎛의 두께를 갖는 시트에 니켈(Ni) 내부전극을 인쇄하였다.
상하 커버층으로는 10 내지 13㎛의 두께를 갖는 성형 시트로 25층으로 적층하였고, 약 2.0㎛의 두께를 갖는 내부전극이 인쇄된 시트를 21층 적층하여 액티브 층을 제작하여 바를 제조하였다.
압착바는 절단기를 이용하여 3216(길이×폭×두께가 3.2mm×1.6mm×1.6mm) 크기의 칩으로 절단하였다.
제작이 완료된 칩을 가소한 뒤에 환원 분위기(0.1% H2/99.9% N2, H2O/H2/N2 분위기)에서 1100 ~ 1250℃의 온도에서 2시간 소성한 후, 1000℃에서 질소(N2) 분위기에서 재산화를 3시간 동안 실시하여 열처리하였다.
소성된 칩에 대하여 구리(Cu) 페이스트로 터미네이션 공정 및 전극 소성을 거쳐 외부전극을 완성하였다.
이에 따라 소성 후 결정립의 크기가 170nm, 유전체 두께가 대략 2.0μm 이며 유전체 층수가 20층인 3.2mm×1.6mm 크기의 적층 세라믹 커패시터를 제작하였다.
상기와 같이 완성된 프로토 타입 적층 세라믹 커패시터(Proto-type MLCC) 시편에 대해 상온 정전용량 및 유전손실은 LCR meter 이용하여 1 kHz, AC 0.5V/μm 조건에서 용량을 측정하였다.
정전용량과 적층 세라믹 커패시터의 유전체 두께, 내부전극 면적, 적층수로부터 적층 세라믹 커패시터의 유전체의 유전율을 계산하였다.
상온 절연저항은 10 개씩 샘플을 취하여 DC 10V/μm 을 인가한 상태에서 60 초 경과 후 측정하였다.
온도에 따른 정전용량의 변화는 -55 ℃ 에서 145 ℃ 의 온도 범위에서 측정되었다.
고온 IR 승압 실험은 150℃에서 전압 단계를 10V/μm씩 증가시키면서 저항 열화거동을 측정하였는데, 각 단계의 시간은 10분이며 5초 간격으로 저항값을 측정하였다.
고온 IR 승압 실험으로부터 고온 내전압을 도출하였는데, 이는 소성 후 2㎛ 두께의 20층의 유전체를 가지는 3216 크기 칩에서 150℃에서 전압 스텝(voltage step) dc 5V/μm를 10분간 인가하고 이 전압 step을 계속 증가시키면서 측정할 때, IR이 105Ω이상을 견디는 전압을 의미한다.
RC값은 AC 0.5V/μm, 1kHz 에서 측정한 상온 용량값과 DC 10V/μm 에서 측정한 절연 저항값의 곱이다.
표 2, 4, 6 및 8은 각각 표 1, 3, 5 및 7에 명시된 조성에 해당하는 프로토 타입 적층 세라믹 커패시터(Proto-type MLCC)의 특성을 나타낸다.
표 1은 주성분 (1-z)BaTiO3 + z(Bi0 .5Na0 .5)TiO3 100 mol 대비 제1 부성분 MnO2: 0.2 mol, 제2 부성분 MgCO3: 0 mol , 제3 부성분 Y2O3: 0.3 mol, 제4 부성분 BaCO3: 2.2 mol, 제5 부성분 CaCO3 및 ZrO2 : 1 mol, 제6 부성분 SiO2: 1.25 mol 일때, 제2 주성분 (Bi0 .5Na0 .5)TiO3 함량 z 값에 따른 실험예 조성들을 나타내고, 표 2는 이들 조성에 해당하는 프로토 타입 적층 세라믹 커패시터(Proto-type MLCC)의 특성을 나타낸다.
실험예 1 내지 7에서 제2 주성분 함량 z가 증가함에 따라 유전율 및 고온 내전압 특성이 증가하다가 다시 감소하는 경향성을 확인할 수 있는데, 제2 주성분 함량 z가 0.05로 지나치게 과량인 경우에는 (실험예 7), 유전율이 3000 미만으로 낮으며 고온 내전압이 60V/㎛ 미만으로 낮아지는 문제가 발생함을 알 수 있다.
제2 주성분 함량 z가 0.0025 내지 0.04 (실험예 2 내지 6) 인 경우에 본 발명의 목표 특성인 유전율 3000 이상, RC값 1000 이상, TCC(125℃)가 ±15% 미만, 고온 내전압 60V/u㎛ 이상의 모든 특성을 동시에 구현 가능하다.
따라서 제2 주성분 z의 함량의 적정 범위는 0.0025 ≤ z ≤ 0.04 이다.
표 3의 실험예 8 내지 15는 제2 주성분의 함량 z=0.01이며, 모재 분말 100 mol에 대하여 각각의 부성분의 함량이 제2 부성분 MgCO3: 0 mol , 제3 부성분 Y2O3: 0.3 mol, 제4 부성분 BaCO3: 2.2 mol, 제5 부성분 CaCO3 및 ZrO2 : 1 mol, 제6 부성분 SiO2: 1.25 mol 일때, 제1 부성분 함량에 따른 실험예 조성들을 나타내고, 표 4는 이들 조성에 해당하는 프로토 타입 적층 세라믹 커패시터(Proto-type MLCC)의 특성을 나타낸다.
제1 부성분으로는 MnO2와 V2O5가 각각 또는 함께 이용된다.
제1 부성분의 함량의 합이 모재 분말 100 mol에 대하여 0.075 mol로 소량인 경우 (실험예 8), 고온 내전압 특성이 60V/㎛ 미만으로 낮은 문제가 있고, 모재 분말 100 mol에 대하여 2.250 mol로 과량인 경우 (실험예 13)에는 유전율이 3000 미만으로 낮아지는 문제가 있다.
제1 부성분의 함량의 합이 모재 분말 100 mol에 대하여 0.15 mol 내지 1.5 mol인 범위에서 (실험예 9 내지 12), 본 발명의 목표 특성인 유전율 3000 이상, RC값 1000 이상, TCC(125℃)값 ±15% 미만, 고온 내전압 60V/㎛ 이상의 모든 특성을 동시에 구현 가능하다.
실험예 14 및 15는 MnO2 및 V2O5가 각각 단독으로 0.4 mol, 0.2 mol이 첨가된 경우의 실험예를 나타낸다.
실험예 14의 경우에는 MnO2 및 V2O5이 함께 첨가되는 실험예 10인 경우와 특성이 거의 유사하며, 실험예 15의 경우에는 MnO2 및 V2O5이 함께 첨가되는 실험예 9인 경우와 특성이 거의 유사함을 알 수 있다.
따라서, 제1 부성분의 적정 함량 범위를 전이금속 (Mn, V, Cr, Fe, Ni, Co, Cu, Zn 등) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 원소의 산화물 또는 탄산염의 함량의 총합의 범위가 0.75 mol 내지 1.5 mol이라고 할 수 있다.
표 3의 실험예 16 내지 19는 제2 주성분의 함량 z=0.01이며, 모재 분말 100 mol에 대하여 각각의 부성분의 함량이 제1 부성분 MnO2: 0.2 mol 및 V2O5: 0.1 mol, 제3 부성분 Y2O3: 0.3 mol, 제4 부성분 BaCO3: 2.2 mol, 제5 부성분 CaCO3 및 ZrO2 : 1 mol, 제6 부성분 SiO2: 1.25 mol일때, 제2 부성분 함량에 따른 실험예 조성들을 나타내고, 표 4는 이들 조성에 해당하는 프로토 타입 적층 세라믹 커패시터(Proto-type MLCC)의 특성을 나타낸다.
제2 부성분으로는 MgCO3가 이용될 수 있다.
MgCO3의 함량이 증가함에 따라 유전율은 감소하나 RC값이 상승하는 장점이 있는데 MgCO3 함량이 모재 분말 100 mol에 대하여 2.0 mol로 지나치게 과량인 경우 (실험예 19)에는 유전율이 3000 미만으로 낮고 고온 내전압이 60V/㎛ 미만으로 낮아지는 문제가 있다.
따라서, 제2 부성분 MgCO3의 적정 함량은 모재 분말 100 mol에 대하여 1.5 mol 이하라고 할 수 있다.
표 3의 실험예 20 내지 31은 제2 주성분의 함량 z=0.01이며, 모재 분말 100 mol에 대하여 각각의 부성분의 함량이 제1 부성분 MnO2: 0.2 mol 및 V2O5: 0.1 mol, 제2 부성분 MgCO3: 0 mol, 제4 부성분 BaCO3: 2.2 mol, 제5 부성분 CaCO3 및 ZrO2: 1 mol, 제6 부성분 SiO2: 1.25 mol 일때, 제3 부성분 함량에 따른 실험예 조성들을 나타내고, 표 4는 이들 조성에 해당하는 프로토 타입 적층 세라믹 커패시터(Proto-type MLCC)의 특성을 나타낸다.
제3 부성분은 Y2O3와 Dy2O3를 각각 또는 함께 포함할 수 있다.
제3 부성분 Y2O3의 함량이 증가함에 따라 유전율 및 고온 내전압 특성이 증가하다가 감소하는 경향을 확인할 수 있으며, 제3 부성분 Y2O3의 함량이 모재 분말 100 mol에 대하여 3.0 mol로 지나치게 과량인 경우 (실험예 28), 유전율이 3000 미만으로 낮아지고 고온 내전압 특성이 60V/㎛ 미만으로 낮아지는 문제가 발생한다.
실험예 29 내지 31은 제3 부성분에서 Y2O3 대신 Dy2O3 혹은 Y2O3 및 Dy2O3를 함께 첨가한 경우의 실험예인데, 제3 부성분의 함량의 총합이 동일하면 (실험예 4와 실험예 29, 31 / 실험예 25와 실험예 30), 특성이 거의 동일함을 확인할 수 있다.
따라서, 제3 부성분의 적정 함량 범위를 희토류 원소(Y, Dy, Ho, Er, Gd, Ce, Nd, Sm 등) 중 적어도 하나 이상의 산화물 또는 탄산염 함량의 총합의 범위가 2.0 mol 이하라고 할 수 있다.
표 5의 실험예 32 내지 40은 제2 주성분의 함량 z=0.01이며, 모재 분말 100 mol에 대하여 각각의 부성분의 함량이 제1 부성분 MnO2: 0.2 mol 및 V2O5: 0.1 mol, 제2 부성분 MgCO3: 0 mol, 제3 부성분 Y2O3: 0.3 mol, 제5 부성분 CaCO3 및 ZrO2 : 1 mol, 제6 부성분 SiO2: 1.25 mol일 때, 제4 부성분 BaCO3의 함량 또는 제4 부성분 BaCO3 함량과 제6 부성분 SiO2의 비율 Ba/Si 에 따른 실험예 조성들을 나타내고, 표 6은 이들 조성에 해당하는 프로토 타입 적층 세라믹 커패시터(Proto-type MLCC)의 특성을 나타낸다.
Ba/Si 비율이 0.32로 매우 작거나 (실험예 32), 3.6으로 지나치게 큰 경우에는 (실험예 40) 유전율이 3000 미만으로 낮으며 고온 내전압이 60V/㎛ 미만으로 낮아지는 문제가 있다.
Ba/Si 비율이 증가함에 따라 유전율 및 고온 내전압 특성이 증가하다가 다시 낮아지는 경향성을 확인할 수 있다.
Ba/Si 비율이 0.64 내지 3.2 범위에 속할 때 (실험예 33 내지 39), 본 발명의 목표 특성인 유전율 3000 이상, RC값 1000 이상, TCC(125℃)값 ±15% 미만, 고온 내전압 60V/㎛ 이상의 모든 특성을 동시에 구현 가능하다.
따라서, 적정 Ba/Si 비율을 0.64 내지 3.2 라고 할 수 있다.
표 5의 실험예 41은 제2 주성분의 함량 z=0.01이며, 모재 분말 100 mol에 대하여 각각의 부성분의 함량이 제1 부성분 MnO2: 0.2 mol 및 V2O5: 0.1 mol , 제2 부성분 MgCO3: 0 mol, 제3 부성분 Y2O3: 0.3 mol, 제5 부성분 CaCO3 및 ZrO2 : 1 mol, 제6 부성분 SiO2: 0.2 mol 일 때, 제4 부성분 Ba 함량이 0.35 몰 혹은 제4 부성분 Ba 함량과 제6 부성분 Si의 비율 Ba/Si 이 1.76 일 때 따른 실험예 조성들을 나타내고, 표 6은 이 조성에 해당하는 프로토 타입 적층 세라믹 커패시터(Proto-type MLCC)의 특성을 나타낸다.
제6 부성분 SiO2의 함량이 모재 분말 100 mol에 대하여 0.2 mol로 작은 경우에는 Ba/Si 이 0.64 내지 3.2 범위에 들어오지만, 소결성이 불충분하여 유전율이 3000 미만으로 낮고 고온 내전압 특성도 60V/㎛ 미만으로 낮은 특성을 보인다.
실험예 42 내지 46은 제6 부성분 SiO2 함량이 0.5 mol 일 때, 제4 부성분 BaCO3 함량 혹은 제4 부성분 BaCO3 함량과 제6 부성분 SiO2의 비율 Ba/Si 에 따른 실험예 조성들을 나타내고, 표 6은 이들 조성에 해당하는 프로토 타입 적층 세라믹 커패시터(Proto-type MLCC)의 특성을 나타낸다.
Ba/Si 비가 0.64 내지 3.20 (실험예 43 내지 45) 범위 내에 속하면 본 발명의 모든 목표 특성을 동시에 구현 가능하며, Ba/Si 비가 이 범위를 벗어나는 경우에는 (실험예 42, 46), 본 발명의 모든 목표 특성을 동시에 구현하는 것이 불가능함을 알 수 있다.
실험예 47 내지 51은 제6 부성분 SiO2 함량이 모재 분말 100 mol에 대하여 3.00 mol일 때, 제4 부성분 BaCO3 함량 혹은 제4 부성분 BaCO3 함량과 제6 부성분 SiO2의 비율 Ba/Si에 따른 실험예 조성들을 나타내고, 표 6은 이들 조성에 해당하는 프로토 타입 적층 세라믹 커패시터(Proto-type MLCC)의 특성을 나타낸다.
역시 마찬가지로 Ba/Si 비가 0.64 내지 3.20 (실험예 48 내지 50) 범위 내에 속하면 본 발명의 모든 목표 특성을 동시에 구현 가능하며, Ba/Si 비가 이 범위를 벗어나는 경우에는 (실험예 47, 51), 본 발명의 모든 목표 특성을 동시에 구현하는 것이 불가능함을 알 수 있다.
실험예 52는 모재 분말 100 mol에 대하여 제6 부성분 SiO2 함량이 4.0 mol 이고, 제4 부성분 BaCO3의 함량이 7.04 mol 또는 Ba/Si이 1.76 일 때 따른 실험예 조성들을 나타내고, 표 6은 이 조성에 해당하는 프로토 타입 적층 세라믹 커패시터(Proto-type MLCC)의 특성을 나타낸다.
제6 부성분 SiO2 함량이 모재 분말 100 mol에 대하여 4.0 mol로 과량인 경우에는 Ba/Si이 0.64 내지 3.2 범위에 들어오지만 2차상 과다 생성에 의해 고온 내전압 특성이 60V/㎛ 미만으로 낮아지는 현상을 확인할 수 있다.
따라서, 실험예 32 내지 52의 결과를 종합하면, 모재 분말 100 mol에 대하여 제4 부성분 BaCO3 및 제6 부성분 SiO2의 적정 범위를 제4 부성분 BaCO3의 함량 0.32 내지 9.6 mol, 제6 부성분 SiO2이 0.5 내지 3.0 mol의 범위에 속하며, 동시에 Ba/Si 범위가 0.64 내지 3.2라고 할 수 있다.
표 5의 실험예 53 내지 55는 제2 주성분의 함량 z=0.01이며, 각각의 부성분의 함량이 제1 부성분 MnO2: 0.2 mol 및 V2O5: 0.1 mol , 제2 부성분 MgCO3: 0 mol, 제3 부성분 Y2O3: 0.3 mol, 제4 부성분 BaCO3: 2.2 mol, 제6 부성분 SiO2: 1.25 mol 일 때, 제5 부성분 CaCO3 및 ZrO2 함량 변화에 따른 실험예 조성들을 나타내고, 표 6은 이들 조성에 해당하는 프로토 타입 적층 세라믹 커패시터(Proto-type MLCC)의 특성을 나타낸다.
제5 부성분 함량이 증가함에 따라 RC값 및 고온 내전압 특성이 상승하는 장점이 있으나 (실험예 54), 지나치게 과량인 경우에는 (실험예 55) 고온부 TCC(125℃) 특성이 나빠지는 문제가 발생한다.
따라서, 제5 부성분 CaCO3 및 ZrO2 함량의 적정 범위는 모재 분말 100 mol에 대하여 0 내지 10.0 mol 라고 할 수 있다.
표 7의 실시예 56 ~ 77은 제2 주성분의 함량 z=0.01이며, 모재 분말 100 mol에 대하여 각각의 부성분의 함량이 제1 부성분 MnO2: 0.2 mol 및 V2O5: 0.1 mol , 제2 부성분 MgCO3: 0 mol, 제3 부성분 Y2O3: 0.3 mol, 제4 부성분 BaCO3: 2.2 mol, 제5 부성분 CaCO3 및 ZrO2 : 1 mol, 제6 부성분 SiO2: 0.2 mol 일 때, 제7 부성분의 함량 따른 실험예 조성들을 나타내고, 표 8은 이 조성에 해당하는 프로토 타입 적층 세라믹 커패시터(Proto-type MLCC)의 특성을 나타낸다.
실시예 56은 기존 방식에서 1140 ℃에서 소성을 진행한 후의 특성을 측정한 것이고, 실시예 56-1 ~ 77은 1080 ℃에서 소성을 진행한 후의 특성을 측정한 것이다.
실시예 56 및 56-1을 비교하면, 기존 방식에서 1140 ℃에서 소성을 진행한 경우(실시예 56)에는 적층 세라믹 커패시터의 목표 특성이 특성이 구현되는 것을 알 수 있으나, 1080 ℃에서 소성을 진행한 경우(실시예 56-1)에는 적층 세라믹 커패시터의 목표 특성이 구현되지 않는 것을 알 수 있다.
1080 ℃에서 소성을 진행한 경우(실시예 56-1~77)에도 목표 특성을 구현하기 위해서는 제7 부성분으로 Li2CO3를 모재 분말 100 mol 당 0.4 mol 내지 10.0 mol 포함(실시예 하거나, 제7 부성분으로 Bi2O3를 모재 분말 100 mol 당 0.5 mol 내지 2.0 mol 포함하거나, 제7 부성분으로 CuO를 모재 분말 100 mol 당 0.25 mol 내지 1.5 mol 포함하여야 한다.
또는, 제7 부성분으로 Li2CO3, Bi2O3, 및 CuO(실시예 74)를 함께 포함하거나, Li2CO3 및 Bi2O3(실시예 75), Bi2O3 및 CuO(실시예76) 또는 Li2CO3 및 CuO(실시예 77)로 포함하는 경우, 상술한 각 성분의 함량 외에도 제7 부성분의 총 함량은 모재 분말 100 mol에 대해서 0.75 mol 내지 1.95 mol 일 수 있다.
제7 부성분에 대해서 함량이 증가함에 따라 RC 값, 고온 내전압 특성이 상승하고, 1100 ℃ 미만의 소성 온도에서도 목표 특성이 구현된다는 장점이 있으나, 지나치게 과량인 경우에는 고온부 TCC(125℃) 특성 저하와 내전압 특성이 떨어지는 문제가 발생한다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이며, 이 또한 첨부된 청구범위에 기재된 기술적 사상에 속한다 할 것이다.
100: 적층 세라믹 커패시터 110: 세라믹 바디
111: 유전층 121, 122: 제1 및 제2 내부전극
131, 132: 제1 및 제2 외부전극
111: 유전층 121, 122: 제1 및 제2 내부전극
131, 132: 제1 및 제2 외부전극
Claims (9)
- 주성분 및 부성분을 포함하고,
상기 주성분은 BaTiO3의 제1 주성분 및 Bi0.5+aNa0.5+aTiO3(단, a는 -0.025 ≤ a ≤ 0.025)의 제2 주성분을 포함하고,(1-z)BaTiO3 - zBi0.5+aNa0.5+aTiO3로 표시되는 모재 분말을 포함하고,
상기 제1 주성분의 몰비를 1-z로, 상기 제2 주성분의 몰비를 z라고 규정할 때, 상기 z는 0.0025 ≤ z ≤ 0.04이며,
상기 부성분으로 Li2CO3, Bi2O3 및 CuO 중 선택되는 적어도 하나의 제7 부성분을 포함하고,
상기 Li2CO3를 포함하는 경우, 모재 분말 100 mol 당 0.4 mol 내지 10.0 mol 포함하고,
상기 Bi2O3를 포함하는 경우, 모재 분말 100 mol 당 0.5 mol 내지 2.0 mol 포함하고,
상기 CuO를 포함하는 경우, 모재 분말 100 mol 당 0.25 mol 내지 1.5 mol 포함하며,
상기 부성분은 제1 부성분을 포함하고,
상기 제1 부성분으로 Mn 및 V 을 포함하는 원자가 가변 억셉터 원소의, 산화물 및 탄산염으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 모재 분말 100 mol에 대해 0.15 mol 내지 1.5 mol 로 포함하는 유전체 자기 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 제7 부성분으로 Li2CO3, Bi2O3 및 CuO를 포함하고,
상기 제7 부성분의 총 함량은 모재 분말 100 mol 당 0.75 mol 내지 1.95 mol 포함하는 유전체 자기 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 부성분은
Cr, Fe, Ni, Co, Cu, 및 Zn 중 하나 이상을 포함하는 원자가 가변 억셉터 원소의, 산화물 및 탄산염으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 더 포함하는 유전체 자기 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 부성분은 제2 부성분을 포함하고,
상기제2 부성분으로 Mg를 포함하는 원자가 고정 억셉터 원소의 산화물 및 탄산염 중 하나 이상를 모재 분말 100 mol에 대해서 1.5 mol이하로 포함하는 유전체 자기 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 부성분은 제3 부성분을 포함하고,
상기 제3 부성분으로 Y, Dy, Ho, Sm, Gd, Er, La, Ce 및 Nd 중 하나 이상 원소의, 산화물 및 탄산염으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 모재 분말 100 mol에 대하여 2.0 mol 이하로 포함하는 유전체 자기 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 부성분은 제4 및 제6 부성분을 포함하고,
상기 제4 부성분으로 BaCO3를, 상기 제6 부성분으로 SiO2를 포함하고,
Ba/Si는 0.64 내지 3.2인 유전체 자기 조성물.
- 제6항에 있어서,
상기 제4 부성분은 모재 분말 100 mol 당 0.32 mol 내지 9.6 mol 포함되고,
상기 제6 부성분은 모재 분말 100 mol 당 0.5 mol 내지 3.0 mol 포함하는 유전체 자기 조성물.
- 제1항에 있어서,
제5 부성분으로 Ca 또는 Zr 중 하나 이상 원소의, 산화물 및 탄산염으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 모재 분말 100 mol에 대하여 10.0 mol 이하로 포함하는 유전체 자기 조성물.
- 유전층 및 내부 전극을 포함하는 세라믹 바디 및
상기 세라믹 바디의 외측에 배치되며, 상기 내부 전극과 접속하는 외부 전극;을 포함하고,
상기 유전층은 유전체 자기 조성물로 형성되며,
상기 유전체 자기 조성물은 주성분 및 부성분을 포함하고, 상기 주성분은 BaTiO3의 제1 주성분 및 Bi0.5+aNa0.5+aTiO3(단, a는 -0.025 ≤ a ≤ 0.025)의 제2 주성분을 포함하고,(1-z)BaTiO3 - zBi0.5+aNa0.5+aTiO3로 표시되는 모재 분말을 포함하고, 상기 제1 주성분의 몰비를 1-z로, 상기 제2 주성분의 몰비를 z라고 규정할 때, 상기 z는 0.0025 ≤ z ≤ 0.04이며, 상기 부성분으로 Li2CO3, Bi2O3 및 CuO 중 선택되는 적어도 하나의 제7 부성분을 포함하고, 상기 Li2CO3를 포함하는 경우, 모재 분말 100 mol 당 0.4 mol 내지 10.0 mol 포함하고, 상기 Bi2O3를 포함하는 경우, 모재 분말 100 mol 당 0.5 mol 내지 2.0 mol 포함하고, 상기 CuO를 포함하는 경우, 모재 분말 100 mol 당 0.25 mol 내지 1.5 mol 포함하며,
상기 부성분은 제1 부성분을 포함하고,
상기 제1 부성분으로 Mn 및 V 을 포함하는 원자가 가변 억셉터 원소의, 산화물 및 탄산염으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 모재 분말 100 mol에 대해 0.15 mol 내지 1.5 mol 로 포함하는 적층 세라믹 커패시터.
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