KR20010078252A - 유전체 세라믹 분체, 세라믹 그린 시트, 적층 세라믹콘덴서 및 그 제조 방법 - Google Patents

유전체 세라믹 분체, 세라믹 그린 시트, 적층 세라믹콘덴서 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20010078252A
KR20010078252A KR1020010004879A KR20010004879A KR20010078252A KR 20010078252 A KR20010078252 A KR 20010078252A KR 1020010004879 A KR1020010004879 A KR 1020010004879A KR 20010004879 A KR20010004879 A KR 20010004879A KR 20010078252 A KR20010078252 A KR 20010078252A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
particle diameter
dielectric
ceramic powder
dielectric ceramic
powder
Prior art date
Application number
KR1020010004879A
Other languages
English (en)
Inventor
차조노히로카즈
Original Assignee
가와다 미쓰구
다이요 유덴 가부시키가이샤
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 가와다 미쓰구, 다이요 유덴 가부시키가이샤 filed Critical 가와다 미쓰구
Publication of KR20010078252A publication Critical patent/KR20010078252A/ko

Links

Classifications

    • 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
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/46—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates
    • C04B35/462—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates
    • C04B35/465—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates
    • C04B35/468—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates based on barium titanates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B18/00—Layered products essentially comprising ceramics, e.g. refractory products
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-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
    • H01G4/1218—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material based on titanium oxides or titanates
    • H01G4/1227—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material based on titanium oxides or titanates based on alkaline earth titanates
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3206—Magnesium oxides or oxide-forming salts thereof
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3215—Barium oxides or oxide-forming salts thereof
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3232—Titanium oxides or titanates, e.g. rutile or anatase
    • C04B2235/3234—Titanates, not containing zirconia
    • C04B2235/3236—Alkaline earth titanates
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3262—Manganese oxides, manganates, rhenium oxides or oxide-forming salts thereof, e.g. MnO
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3418—Silicon oxide, silicic acids, or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54—Particle size related information
    • C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
    • C04B2235/5445—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof submicron sized, i.e. from 0,1 to 1 micron
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54—Particle size related information
    • C04B2235/5463—Particle size distributions
    • 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
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/70—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness
    • C04B2237/704—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness of one or more of the ceramic layers or articles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/25—Web or sheet containing structurally defined element or component and including a second component containing structurally defined particles
    • Y10T428/252—Glass or ceramic [i.e., fired or glazed clay, cement, etc.] [porcelain, quartz, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Capacitors (AREA)

Abstract

적층 세라믹 콘덴서에 있어서의 유전체층의 박층화가 가능한 유전체 세라믹 분체와 세라믹 그린 시트와 적층 세라믹 콘덴서 및 그 제조 방법을 제공한다.
원료로 되는 유전체 세라믹 분체를 구성하는 1차 입자의 최대 입자 직경을 3㎛ 이하로 하고, 해당 유전체 세라믹 분체로부터 세라믹 그린 시트를 작성하며, 해당 세라믹 그린 시트를 적층하여 적층 세라믹 콘덴서를 작성한다.

Description

유전체 세라믹 분체, 세라믹 그린 시트, 적층 세라믹 콘덴서 및 그 제조 방법{DIELECTRIC CERAMIC PARTICLES AND A CERAMIC GREEN SHEET, AND A MULTI LAYER CERAMIC CAPACITOR AND A METHOD OF MANUFACTURING THEREOF}
본 발명은 적층 세라믹 콘덴서에 있어서의 유전체의 원료로 되는 유전체 세라믹 분체, 이 유전체 세라믹 분체를 이용한 세라믹 그린 시트, 적층 세라믹 콘덴서 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
적층 세라믹 콘덴서는 이하의 공정에 의해 제조된다. 우선, 슬러리를 작성한다. 구체적으로는, BaTiO3등의 유전체 세라믹 분체에 바인더나 분산매(分散媒)를 가하여, 이것을 수 시간 볼 밀 등에 의해 교반·혼합함으로써 적절한 점도를 갖는 슬러리를 작성한다.
다음에, 예컨대 독터 블레이드(Doctor Blade)법 등에 의해, 슬러리로부터 세라믹 그린 시트를 작성한다. 이 독터 블레이드법은 베이스 필름상에 슬러리를 흐르게 하고, 그 두께를 독터 블레이드와의 간극에서 조정한다. 이 다음에, 이것을 건조시켜 소정 두께의 세라믹 그린 시트를 얻는다.
다음에, 세라믹 그린 시트에 소정의 패턴으로 내부 전극을 인쇄한 것을 복수 개 준비한다. 이어서, 이들 세라믹 그린 시트를 필요 개수만큼 적층하여, 압착하여 시트 적층물을 작성한다. 이 다음에, 시트 적층물을 단위 부품의 크기로 재단하여, 이것을 소성하여 적층체를 얻는다. 마지막으로, 이 적층체에 도전성 페이스트를 도포하고 소성하여 외부 전극을 형성한다. 이상으로 적층 세라믹 콘덴서가 제조된다.
그런데 최근, 적층 세라믹 콘덴서의 소형화 및 대용량화에 따른 적층 세라믹 콘덴서에 있어서의 유전체층 및 도체층의 박층화가 요구되고 있다. 그러나, 종래의 적층 세라믹 콘덴서는 유전체층의 박층화에 따른 양품율이 저하된다고 하는 문제가 있었다. 이 문제는 유전체의 원료로 되는 유전체 세라믹 분체에 직경의 큰 입자(조대(粗大) 입자)가 포함되어 있으면 현저히 발생하였다. 즉, 유전체 세라믹 분체를 구성하는 입자에는 단독 입자인 1차 입자와, 1차 입자가 응집하여 형성되는 응집 입자가 있다. 조대 입자가 응집 입자인 경우에는 이것을 해쇄(解碎)하면 문제없지만, 조대 입자가 1차 입자인 경우에는 입자를 작게 하기 위해서 큰 에너지를 필요로 할 뿐만 아니라, 이에 따라 미분이 발생한다. 이 미분의 발생에 의해서 전기 특성이 악화된다.
본 발명은 상기 사정에 비추어 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 것은 적층 세라믹 콘덴서에 있어서의 유전체층의 박층화가 가능한 유전체 세라믹 분체, 세라믹 그린 시트, 적층 세라믹 콘덴서 및 그 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 1의 발명에서는, 적층 세라믹 콘덴서에 있어서의 유전체의 원료로 되는 유전체 세라믹 분체에 있어서, 유전체 세라믹 분체가 구성하는 1차 입자의 최대 입자 직경이 3㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 것을 제안한다.
또한, 청구항 2의 발명에서는, 상기 유전체 세라믹 분체를 구성하는 1차 입자의 최대 입자 직경이 평균 입자 직경의 3배 이하이고, 그 평균 입자 직경이 SEM에 의한 관측으로 한 개 한 개 입자 직경(d)을 측정하여,
(∑dj3/∑dn3)×100
(작은 쪽에서부터 순서대로 d1, d2, … dj, … dn : n≥300)
의 값이 50%에 가장 가까운 값으로 될 때의 dj로 하는 것을 특징으로 하는 것을 제안한다.
또한, 청구항 3의 발명에서는, 상기 유전체 세라믹 분체를 구성하는 1차 입자의 최대 입자 직경이 1㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 것을 제안한다.
또한, 청구항 4의 발명에서는, 적층 세라믹 콘덴서에 있어서의 유전체를 형성하는 세라믹 그린 시트에 있어서, 분체를 구성하는 1차 입자의 최대 입자 직경이 3㎛ 이하인 유전체 세라믹 분체를 원료로 하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것을 제안한다.
또한, 청구항 5의 발명에서는, 도체를 형성한 복수의 세라믹 그린 시트를 적층하여 이루어지는 적층 세라믹 콘덴서에 있어서, 상기 세라믹 그린 시트는, 분체를 구성하는 1차 입자의 최대 입자 직경이 3㎛ 이하인 유전체 세라믹 분체를 원료로 하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것을 제안한다.
또한, 청구항 6의 발명에서는, 도체를 형성한 복수의 세라믹 그린 시트를 적층하여 이루어지는 적층 세라믹 콘덴서의 제조 방법에 있어서, 상기 세라믹 그린 시트로서, 분체를 구성하는 1차 입자의 최대 입자 직경이 3㎛ 이하인 유전체 세라믹 분체를 원료로 하여 형성된 세라믹 그린 시트를 이용한 것을 특징으로 하는 것을 제안한다.
또한, 청구항 7의 발명에서는, 상기 유전체 세라믹 분체를 구성하는 1차 입자의 최대 입자 직경이 평균 입자 직경의 3배 이하이고, 그 평균 입자 직경이 SEM에 의한 관측으로 한 개 한 개 입자 직경(d)을 측정하여,
(∑dj3/∑dn3)×100
(작은 쪽에서부터 순서대로 d1, d2, … dj, … dn : n≥300)
의 값이 50%에 가장 가까운 값으로 될 때의 dj로 하는 것을 특징으로 하는 것을 제안한다.
또한, 청구항 8의 발명에서는, 상기 유전체 세라믹 분체를 구성하는 1차 입자의 최대 입자 직경이 1㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 것을 제안하다.
본 발명에 따르면, 유전체 세라믹 분체에 조대의 1차 입자가 포함되지 않는다. 따라서, 이 유전체 세라믹 분체를 원료로 하여 세라믹 그린 시트를 작성하고, 이 세라믹 그린 시트를 적층하여 작성한 적층 세라믹 콘덴서는 유전체층을 박층화하여도 제조 양품율이 양호한 것으로 된다.
도 1은 유전체 세라믹 분체의 입자 직경 분포도,
도 2는 종래의 유전체 세라믹 분체의 입자 직경 분포도,
도 3은 적층 세라믹 콘덴서의 단면도,
도 4는 적층 세라믹 콘덴서의 제조 공정도.
본 발명의 일 실시예에 관한 유전체 세라믹 분체에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 유전체 세라믹 분체의 입자 직경 분포도, 도 2는 종래의 유전체 세라믹 분체의 입자 직경 분포도이다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 본 발명에 관한 유전체 세라믹 분체는, 해당 분체를 구성하는 모든 1차 입자의 입자 직경이 3㎛ 이하, 바람직하게는 평균 입자 직경의 3배 이하, 더욱 바람직하게는 1㎛ 이하로 되어 있고, 입자 직경이 3㎛보다 큰 1차 입자는 포함되어 있지 않는 점이 특징이다. 즉, 유전체 세라믹 분체는 최대의 1차 입자의 입자 직경이 3㎛ 이하, 바람직하게는 평균 입자 직경의 3배 이하, 더욱 바람직하게는 1㎛ 이하이다. 여기서 주의해야 할 점은, 본 발명은 유전체 세라믹 분체의 평균 입자 직경에 관계없이, 예컨대 도 2에 도시하는 바와 같이 입자 직경이 3㎛보다 큰 1차 입자를 포함하는 유전체 세라믹 분체는 가령 평균 입자 직경이 작다고 하더라도 본 발명에 포함되지 않는다.
단지, 최대 입자 직경이 3㎛ 이하인 범위내에서는, 평균 입자 직경의 3배 이하인 것이 바람직하다. 여기서의 평균 입자 직경은 SEM(주사형 전자 현미경 : 예컨대 히타치제의 FE-SEM)으로 유전체 세라믹 분체를 무작위로 300개 이상 관찰하여, 1차 입자의 입자 직경을 마이크로미터 등으로 측정하고, 각각의 입자의 체적을 구형으로 가정하여 산출하며, 그 체적의 총합과 입자 직경이 작은 순서대로 합계해 갔을 때의 j번째까지의 체적의 합계와의 비율이 50%에 가장 가까운 값에 도달했을 때의 j번째로 되는 입자의 입자 직경으로 한다. 예컨대 j번째까지일 때에 49.8%이고 j+1번째일 때에 50.3%인 경우에는, j번째의 값이 50%에 가깝기 때문에, j번째의 입자 직경의 값을 평균 입자 직경으로 한다.
유전체 세라믹 분체의 재료로서는 티탄산 바륨계, 티탄산 칼슘계, 티탄산 마그네슘계인 것과, 납계인 것을 예로 들 수 있다. 티탄산계의 구체예로서, BaTiO3, Bi4Ti3O12, (Ba, Sr, Ca)TiO3, (Ba, Ca)(Zr, Ti)O3, (Ba, Sr, Ca)(Zr, Ti)O3, Ba(Ti, Sn)O3, Ba(Ti, Zr)O3, CaTiO3(Sr, Ca)TiO3, (Sr, Ca)(Ti, Zr)O3, MgTiO3및 이들의 조합 등을 들 수 있다. 또한, 납계의 구체예로서, Pb(Zn, Nb)O3, Pb(Fe, W)O3, Pb(Fe, Nb)O3, Pb(Mg, Nb)O3, Pb(Ni, W)O3, Pb(Mg, W)O3등을 들 수 있다.
유전체 세라믹 분체의 제법으로서, 고상 반응 합성법, 고상 합성 반응법에 의한 분말을 미분쇄하는 방법, 수열 합성법, 알콕시드법, 졸-겔법, 콜로이드법 등을 들 수 있다.
다음에, 본 발명의 일 실시예에 관한 세라믹 그린 시트 및 적층 세라믹 콘덴서에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 도 3은 적층 세라믹 콘덴서의 단면도, 도 4는 적층 세라믹 콘덴서의 제조 공정도이다.
본 실시예에 관한 세라믹 그린 시트의 특징적인 점은 전술한 1차 입자의 최대 입자 직경이 3㎛ 이하, 바람직하게는 1㎛ 이하인 세라믹 분체를 주원료로서 형성되어 있다는 점이다. 또한, 본 실시예에 관한 적층 세라믹 콘덴서의 특징적인 점은, 이 세라믹 그린 시트를 이용하여 형성되어 있다는 점이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 적층 세라믹 콘덴서(1)는 세라믹 유전체층(2)과 도체층(3)을 교대로 적층한 대략 직방체형상의 적층체(4)와, 해당 적층체(4)의 양 단부에 형성된 외부 전극(5)을 구비하고 있다. 세라믹 유전체층(2)은 예컨대 티탄산 바륨계 등의 강(强)유전성을 갖는 세라믹 소결체로 이루어진다. 도체층(3)은 예컨대 Ni, Pd, Ag 등의 금속 재료로 이루어진다. 외부 전극(5)은 예컨대 Ni, Ag, Cu 등의 금속 재료로 이루어진다.
이 적층 세라믹 콘덴서(1)는 도 4에 나타내는 공정에 의해 제조된다. 우선 전술한 1차 입자의 최대 입자 직경이 3㎛ 이하인 세라믹 분체를 주원료로, 첨가물과 유기 바인더 및 유기 용제 또는 물을 소정량 혼합·교반하여 세라믹 슬러리를 얻는다(단계 S1). 다음에, 이 세라믹 슬러리를 독터 블레이드법 등의 테이프 성형법에 의해 세라믹 그린 시트를 작성한다(단계 S2).
다음에, 이 세라믹 그린 시트상에 스크린 인쇄법, 요판 인쇄법, 철판 인쇄법, 캘린더·롤법 또는 스퍼터링법 등에 의해 소정 형상의 내부 전극을 형성한다(단계 S3).
다음에, 세라믹 그린 시트를 프레스 장치를 이용하여 적층 및 압착하여 시트 적층체를 얻는다(단계 S4). 다음에, 시트 적층체를 단위 부품당의 크기로 재단하여 적층 칩을 얻는다(단계 S5). 다음에, 이 적층 칩을, 소정의 온도 조건 및 분위기 조건으로 소성하여 소결체를 얻는다(단계 S6). 마지막으로, 소결체의 양 단부에 딥법 등에 의해 외부 전극을 형성하여 적층 콘덴서를 얻는다(단계 S7).
이상과 같이 하여 제조된 적층 세라믹 콘덴서는 세라믹 유전체층의 주원료로서 전술한 1차 입자의 최대 입자 직경이 3㎛ 이하인 세라믹 분체를 이용하고 있기 때문에, 세라믹 유전체층의 박층화가 가능해진다. 이에 의해, 제조 양품율을 저하시키지 않고서, 소형화 및 적층 개수의 증대에 따른 대용량화를 도모할 수 있다.
(실시예)
본 발명에 관한 유전체 세라믹 분체를 원료로 하여 적층 세라믹 콘덴서를 제조하여, 그 불량율을 관측하였다. 여기서는, 본 발명에 관한 3종류의 유전체 세라믹 분체(A 내지 C)와, 비교예로서 종래의 유전체 세라믹 분체(X)를 원료로 하여 콘덴서를 제조하였다. 또한, 각 유전체 세라믹 분체에 대하여 각각 3종류의 두께(15㎛, 8㎛, 3㎛)의 세라믹 그린 시트를 작성하고, 각 시트로부터 적층 세라믹 콘덴서를 제조하였다. 또한, 적층 개수는 20개로 하였다. 이하에, 각 유전체 세라믹 분체의 특성을 설명한다.
유전체 세라믹 분체(A)는 고상 반응 합성법을 이용하여 BaCO3+TiO2→BaTiO3라고 하는 반응으로 작성된 BaTiO3분체이다. 이 BaTiO3의 입자는 SEM에 의한 관측에서는 평균 입자 직경 0.5㎛, 레이저 산란에 의한 관측에서는 평균 입자 직경 0.7㎛이며, 1차 입자의 최대 입자 직경은 3㎛ 이하이다. 그리고, 이 BaTiO3분체를 주원료로 하여, BaTiO3가 100mol에 대하여, Ho2O3가 1.0mol, MgO가 0.8mol, MnO가 0.1mol, SiO2가 1.0mol인 첨가물을 가하여 슬러리를 작성하였다.
유전체 세라믹 분체(B)는 상기 유전체 세라믹 분체(A)를 ZrO2비즈로 분쇄한 것이다. 여기서 ZrO2비즈의 직경은 1.5㎜로 하였다. 유전체 세라믹 분체(B)는 레이저 산란에 의한 관측에서 평균 입자 직경이 0.4㎛이고, 1차 입자의 최대 입자 직경은 3㎛ 이하이다.
유전체 세라믹 분체(C)는 수열 합성법을 이용하여 평균 입자 직경 0.1㎛인 BaTiO3분체를 합성하고, 이것을 950℃로 10 내지 20시간 가소성하여 작성하였다. 유전체 세라믹 분체(C)는 SEM에 의한 관측에서는 평균 입자 직경이 0.22㎛, 레이저 산란에 의한 관측에서 평균 입자 직경이 0.25㎛이며, 1차 입자의 최대 입자 직경은 3㎛ 이하이다.
비교 대상으로 되는 유전체 세라믹 분체(X)는 상기 유전체 세라믹 분체(A)와 동일 조성 및 작성 방법으로 이루어진다. 단지, 유전체 세라믹 분체(X)는 SEM에 의한 관측에서는 평균 입자 직경이 0.52㎛이고, 레이저 산란에 의한 관측에서 평균 입자 직경이 0.7㎛이며, 최대 입자 직경이 3㎛보다 큰 1차 입자를 0.1% 포함한다.
이상의 조건하에서 각 유전체 세라믹 분체로 제조한 적층 세라믹 콘덴서의 불량율을 측정한 결과를 하기 표 1에 나타낸다. 여기서, 적층 세라믹 콘덴서의 불량이란 소성후의 적층 세라믹 콘덴서에 대하여 절연 측정을 실행하여, 해당 측정 결과 단락 불량이 발생한 것을 말한다.
평균입자직경(㎛) 1차 입자의 존재 비율(%) 적층 콘덴서의 불량율(%)
입자직경1∼2㎛ 입자직경2∼3㎛ 입자직경3㎛초과 시트 두께15㎛ 시트 두께8㎛ 시트 두께3㎛
분체A 0.7 0.8 0.01 0 0 0 0.01
분체B 0.4 0.5 0 0 0 0 0
분체C 0.25 0.01 0 0 0 0 0
분체X 0.7 3 0.8 0.1 4 20 76
이 표에 나타내는 바와 같이, 본 발명에 관한 유전체 세라믹 분체를 재료로 하여 제조한 적층 세라믹 콘덴서는 유전체층이 박층화되어도 낮은 불량율을 유지하는 것을 알 수 있다. 이것은, 유전체 세라믹 분체에 조대의 1차 입자가 포함되어 있지 않기 때문이다. 이에 의해, 적층 세라믹 콘덴서에 있어서의 유전체층의 박층화를 확실히 실행할 수 있다. 따라서, 본 발명에 관한 유전체 세라믹 분체를 주원료로서 이용하여 세라믹 그린 시트하면, 소형이고 대용량인 적층 세라믹 콘덴서의 제조 양품율을 향상시킬 수 있다.
이상 전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 유전체 세라믹 분체에 조대의 1차 입자가 포함되지 않는다. 따라서, 이 유전체 세라믹 분체를 원료로 하여 세라믹 그린 시트를 작성하고, 이 세라믹 그린 시트를 적층하여 작성한 적층 세라믹 콘덴서는 유전체층을 박층화하더라도 제조 양품율이 양호한 것으로 된다. 이에 의해, 소형이고 대용량인 적층 세라믹 콘덴서의 제조 양품율을 향상시킬 수 있다.

Claims (8)

  1. 적층 세라믹 콘덴서에 있어서의 유전체의 원료로 되는 유전체 세라믹 분체에 있어서,
    유전체 세라믹 분체가 구성하는 1차 입자의 최대 입자 직경이 3㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 유전체 세라믹 분체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유전체 세라믹 분체를 구성하는 1차 입자의 최대 입자 직경이 평균 입자 직경의 3배 이하이고, 그 평균 입자 직경이 SEM에 의한 관측으로 한 개 한 개 입자 직경(d)을 측정하여,
    (∑dj3/∑dn3)×100
    (작은 쪽에서부터 순서대로 d1, d2, … dj, … dn : n≥300)
    의 값이 50%에 가장 가까운 값으로 될 때의 dj로 하는 것을 특징으로 하는 유전체 세라믹 분체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 유전체 세라믹 분체를 구성하는 1차 입자의 최대 입자 직경이 1㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 유전체 세라믹 분체.
  4. 적층 세라믹 콘덴서에 있어서의 유전체를 형성하는 세라믹 그린 시트에 있어서,
    분체를 구성하는 1차 입자의 최대 입자 직경이 3㎛ 이하인 유전체 세라믹 분체를 원료로 하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 세라믹 그린 시트.
  5. 도체를 형성한 복수의 세라믹 그린 시트를 적층하여 이루어지는 적층 세라믹 콘덴서에 있어서,
    상기 세라믹 그린 시트는, 분체를 구성하는 1차 입자의 최대 입자 직경이 3㎛ 이하인 유전체 세라믹 분체를 원료로 하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서.
  6. 도체를 형성한 복수의 세라믹 그린 시트를 적층하여 이루어지는 적층 세라믹 콘덴서의 제조 방법에 있어서,
    상기 세라믹 그린 시트로서, 분체를 구성하는 1차 입자의 최대 입자 직경이 3㎛ 이하인 유전체 세라믹 분체를 원료로 하여 형성된 세라믹 그린 시트를 이용한 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 유전체 세라믹 분체를 구성하는 1차 입자의 최대 입자 직경이 평균 입자 직경의 3배 이하이고, 그 평균 입자 직경이 SEM에 의한 관측으로 한 개 한 개 입자 직경(d)을 측정하여,
    (∑dj3/∑dn3)×100
    (작은 쪽에서부터 순서대로 d1, d2, … dj, … dn : n≥300)
    의 값이 50%에 가장 가까운 값으로 될 때의 dj로 하는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서의 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 유전체 세라믹 분체를 구성하는 1차 입자의 최대 입자 직경이 1㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서의 제조 방법.
KR1020010004879A 2000-02-03 2001-02-01 유전체 세라믹 분체, 세라믹 그린 시트, 적층 세라믹콘덴서 및 그 제조 방법 KR20010078252A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000-26459 2000-02-03
JP2000026459 2000-02-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20010078252A true KR20010078252A (ko) 2001-08-20

Family

ID=18552189

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020010004879A KR20010078252A (ko) 2000-02-03 2001-02-01 유전체 세라믹 분체, 세라믹 그린 시트, 적층 세라믹콘덴서 및 그 제조 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20010016256A1 (ko)
KR (1) KR20010078252A (ko)
CN (1) CN1302496C (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003031948A (ja) * 2001-07-12 2003-01-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd セラミック多層基板の製造方法
DE102017108384A1 (de) * 2017-04-20 2018-10-25 Epcos Ag Vielschichtbauelement und Verfahren zur Herstellung eines Vielschichtbauelements
CN113912392A (zh) * 2021-11-10 2022-01-11 西安交通大学 一种高介电高击穿储能陶瓷及其制备方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4086649A (en) * 1974-12-26 1978-04-25 Union Carbide Corporation Ceramic capacitor made from firing small barium titanate particles
US5603147A (en) * 1995-06-07 1997-02-18 Microelectronic Packaging, Inc. Method of making a high energy multilayer ceramic capacitor
JP3146967B2 (ja) * 1996-03-08 2001-03-19 株式会社村田製作所 非還元性誘電体セラミック及びそれを用いた積層セラミック電子部品
JP3391269B2 (ja) * 1998-01-20 2003-03-31 株式会社村田製作所 誘電体セラミックおよびその製造方法、ならびに、積層セラミック電子部品およびその製造方法
JPH11297561A (ja) * 1998-04-09 1999-10-29 Nec Corp 複合ペロブスカイト化合物を用いた積層セラミックコンデンサ

Also Published As

Publication number Publication date
US20010016256A1 (en) 2001-08-23
CN1312567A (zh) 2001-09-12
CN1302496C (zh) 2007-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7061748B2 (en) Multilayer ceramic capacitor
KR100811454B1 (ko) 유전체 세라믹 및 적층 세라믹 커패시터
US6628502B2 (en) Multilayer ceramic chip capacitor and method for producing same
KR101581809B1 (ko) 적층 세라믹 콘덴서
US20050152095A1 (en) Multilayer ceramic capacitor and its production method
US20070254799A1 (en) Dielectric ceramics and multi-layer ceramic capacitor
US7595974B2 (en) Layered ceramic capacitor
US10242801B2 (en) Multilayer ceramic capacitor and manufacturing method of multilayer ceramic capacitor
KR100385690B1 (ko) 세라믹 슬러리 조성물과 세라믹 그린시트 및 다층 세라믹 전자장치를 제조하기 위한 방법
US6331932B1 (en) Monolithic ceramic capacitor
US20080305944A1 (en) Dielectric ceramics and manufacturing method thereof, as well as multilayer ceramic capacitor
JP4457630B2 (ja) 誘電体セラミックおよび積層セラミックコンデンサ
JP3376963B2 (ja) 積層セラミックコンデンサ及びその製造方法
US20080226927A1 (en) Dielectric ceramics and multilayer ceramic capacitor
KR20180115373A (ko) Mlcc용 유전체 조성물의 제조 방법
US10879002B2 (en) Ceramic capacitor and manufacturing method thereof
KR101141441B1 (ko) 적층 세라믹 전자부품용 세라믹 페이스트의 제조방법 및 이를 포함하는 적층 세라믹 전자부품의 제조방법
JP3130214B2 (ja) 積層型セラミックチップコンデンサ
KR20010078252A (ko) 유전체 세라믹 분체, 세라믹 그린 시트, 적층 세라믹콘덴서 및 그 제조 방법
US11610735B2 (en) Manufacturing method of ceramic electronic device and metal conductive paste
US6387835B2 (en) Dielectric ceramic composition, ceramic capacitor using the composition and method of producing thereof
US11557432B2 (en) Ceramic electronic device, circuit substrate and manufacturing method of ceramic electronic device
KR101101598B1 (ko) 유전체 세라믹스 재료의 제조 방법
US20240222016A1 (en) Multilayer ceramic capacitor
JP2001291633A (ja) 誘電体セラミック粉体及びセラミックグリーンシート並びに積層セラミックコンデンサ及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
B601 Maintenance of original decision after re-examination before a trial
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20070629

Effective date: 20080326