KR20060052218A

KR20060052218A - 유전체 자기 조성물 및 전자 부품

Info

Publication number: KR20060052218A
Application number: KR1020050095962A
Authority: KR
Inventors: 가즈시게 이토; 아키라 사토
Original assignee: 티디케이가부시기가이샤
Priority date: 2004-10-12
Filing date: 2005-10-12
Publication date: 2006-05-19
Also published as: DE602005012769D1; JP4428187B2; TW200620348A; ATE423387T1; US7297403B2; EP1648004B1; TWI270902B; CN1776844A; JP2006111466A; EP1648004A1; CN1776844B; KR100731867B1; US20060088709A1

Abstract

높은 유전율과 양호한 온도 특성을 확보하고, 또한 TC 바이어스 특성이 개선된 적층 세라믹 콘덴서를 제공한다.

본 발명에 의하면 유전체 자기 조성물로 구성되어 있는 유전체층(2)과, 내부 전극층(3)이 교대로 적층되어 있는 콘덴서 소자 본체(10)를 갖는 적층 세라믹 콘덴서(1)로서, 상기 유전체 자기 조성물이, 실질적으로 주성분으로 구성된 코어(22a)의 주위에, 부성분이 주성분으로 확산된 쉘(24a)을 갖는 복수의 유전체 입자(2a)를 갖는 유전체 자기 조성물로서, 평균 입경의 값을 나타내는 유전체 입자를 대상으로 한 경우에, 상기 쉘(24a)의 최대 두께(t1)와 최소 두께(t2)의 차(t1-t2)가, 상기 유전체 입자의 반경(R)의 6∼60%로 제어되어 있는 유전체 자기 조성물로 구성되어 있는 적층 세라믹 콘덴서(1)를 제공할 수 있다.

Description

유전체 자기 조성물 및 전자 부품{DIELECTRIC CERAMIC COMPOSITION AND ELECTRONIC DEVICE}

도 1은 본 발명의 한 실시 형태에 따른 적층 세라믹 콘덴서의 개략 단면도,

도 2는 도 1에 도시하는 유전체층(2)의 주요부 확대 단면도,

도 3은 쉘 두께가 불균일한 본 발명의 실시예(시료 4)에 상당하는 결정입자의 미세 구조를 TEM에 의해 관찰한 사진,

도 4는 쉘의 일부가 떨어져, 코어가 노출되어 있는 본 발명의 비교예(시료 9)에 상당하는 결정입자의 미세 구조를 TEM에 의해 관찰한 사진,

도 5는 쉘 두께가 균일한 본 발명의 비교예(시료 8)에 상당하는 결정입자의 미세 구조를 TEM에 의해 관찰한 사진,

도 6은 도 3의 TEM 사진을 모식적으로 나타낸 도면,

도 7은 도 4의 TEM 사진을 모식적으로 나타낸 도면,

도 8은 도 5의 TEM 사진을 모식적으로 나타낸 도면,

도 9는 실시예에서 쉘의 최대 두께(t1)와 최소 두께(t2)의 차(t1-t2)의 산출 방법을 설명하는 개념도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 적층 세라믹 콘덴서 2 : 유전체층

3 : 내부 전극층 4 : 외부 전극

10 : 콘덴서 소자 본체

본 발명은, 예를 들면 적층 세라믹 콘덴서의 유전체층 등으로서 이용되는 유전체 자기 조성물과, 그 유전체 자기 조성물을 유전체층으로서 이용하는 적층 세라믹 콘덴서 등의 전자 부품에 관한 것이다.

종래로부터, 높은 유전율과 양호한 온도 특성을 확보하기 위해서는, 전자 부품의 일례인 적층 세라믹 콘덴서의 유전체층을, 주성분인 티탄산 바륨에 대해서 부성분이 확산된 영역의 쉘이, 부성분이 확산되어 있지 않은 실질적으로 티탄산 바륨으로 이루어지는 코어의 표면에 존재하는 코어 쉘 구조의 유전체 입자(결정입자)로 형성하는 것이 유효하다고 생각되고 있다. 결정입자에 코어 쉘 구조를 갖게 하는 기술에 대해서는, 종래로부터 여러 가지 제안이 있다.

예를 들면, 특허문헌 1(일본국 특개평 10-308321호 공보)에서는, 주성분인 티탄산 바륨에 부성분으로서 Mg을 가하여, 소성 온도나 소성 시간 등을 조정함으로써, Mg이 결정입자 표면으로부터 내부를 향하여 확산되는 깊이(요컨대 쉘의 두께)를 소정 범위로 제어하는 기술이 제안되어 있다.

그러나, 특허문헌 1의 기술에서는, 유전체층을 구성하는 유전체 입자의 입경이 거의 균일하고, 또한 그 유전체 입자 중에 존재하는 쉘의 두께가 균일하기 때문 에, 정전 용량의 온도 특성은 양호하지만, 유전율이 작아지는 경향이 있었다.

그래서, 이 문제를 해결하기 위해서, 특허문헌 2(일본국 특개 2004-111951호 공보)에서는, 쉘의 두께를 유전체 입자의 입경에 따라서 다르게 한 기술이 제안되어 있다. 또, 특허문헌 2에는, 존재하는 유전체 입자는, 코어의 표면이 모두 쉘로 피복되어 있지 않아도 되고, 코어가 부분적으로 노출되어, 드러나게 되어 있는 유전체 입자가 존재하고 있어도 되는 취지도 기재되어 있다.

이 코어의 일부가 노출되어 있는 유전제 입자를 포함하는 것에 관해서는, 특허문헌 3(일본국 특개 2001-313225호 공보)에도 개시되어 있다. 특허문헌 3에서는, 코어의 일부를 노출시킨 유전체 입자를 포함함으로써, 코어의 전체가 쉘로 덮여져 있는 유전체 입자와 비교하여, 쉘 전체의 용적을 작게 할 수 있고, 세라믹 소결체 전체의 유전율을 높게 할 수 있다. 그 결과, 정전 용량을 감소시키지 않고 유전체층의 두께를 될 수 있는 한 두껍게 할 수 있기 때문에, 박층 대용량화의 요청과, 신뢰성 및 수명 확보의 요청이라는 상반되는 요청을 양립할 수 있다는 작용 효과를 발휘하는 취지가 기재되어 있다.

그러나, 특허문헌 2, 3과 같은 코어가 부분적으로 노출되어 있는 유전체 입자를 포함하면, TC 바이어스 특성이 악화되는 경우가 있었다. 그 이유는, 반드시 명확하지는 않지만, 강유전체인 코어에 전압이 걸리는 것에 의한 것이라고 생각된다. TC 바이어스 특성이 악화되면, 실제의 사용시에 정전 용량이 저하하는 문제가 발생하여, 제품 가치를 현저하게 저하시켜 버린다.

본 발명의 목적은, 높은 유전율과 양호한 온도 특성을 확보하고, 또한 TC 바이어스 특성이 개선된, 예를 들면 적층 세라믹 콘덴서의 유전체층 등으로서 이용되는 유전체 자기 조성물과, 그 유전체 자기 조성물을 유전체층으로서 이용하는 적층 세라믹 콘덴서 등의 전자 부품을 제공하는 것이다.

본 발명자들은, 유전체 입자(결정입자)의 코어 쉘 구조에 대해서 예의 검토한 바, 유전체 입자 중의 쉘의 두께가 균일하지 않고, 쉘이 부분적으로 떨어져 코어의 일부가 노출되어 있지도 않으며, 코어가 쉘로 완전히 덮여져 있지만 쉘의 두께가 불균일한 유전체 입자로 함으로써, 높은 유전율과 양호한 온도 특성을 확보하면서도 TC 바이어스 특성을 개선할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시키는 데에 이르렀다.

즉, 본 발명에 의하면,

실질적으로 주성분으로 구성된 코어의 주위에, 부성분이 주성분으로 확산된 쉘을 갖는 복수의 유전체 입자를 갖는 유전체 자기 조성물로서,

평균 입경의 값을 나타내는 유전체 입자를 대상으로 한 경우에, 상기 쉘의 최대 두께(t1)와 최소 두께(t2)의 차(t1-t2)가, 상기 유전체 입자의 반경(R)의 6∼60%로 제어되어 있는 것을 특징으로 하는 유전체 자기 조성물이 제공된다.

바람직하게는, 상기 주성분은, 티탄산 바륨을 포함한다.

바람직하게는, 상기 부성분은, Mg의 산화물, 희토류 원소의 산화물 및 알칼리 토류 금속 원소(단, Mg을 제외한다)의 산화물을 포함한다.

바람직하게는, 상기 부성분은,

제1 부성분으로서 MgO, CaO, BaO 및 SrO로부터 선택되는 적어도 1종과,

제2 부성분으로서 산화 실리콘과,

제3 부성분으로서 V₂O₅, MoO₃ 및 WO₃로부터 선택되는 적어도 1종과,

제4 부성분으로서 R1의 산화물(단, R1은 Sc, Er, Tm, Yb 및 Lu로부터 선택되는 적어도 1종)과,

제5 부성분으로서 CaZrO₃ 또는 CaO+ZrO₂와,

제6 부성분으로서 R2의 산화물(단, R2는 Y, Dy, Ho, Tb, Gd 및 Eu로부터 선택되는 적어도 1종)과,

제7 부성분으로서 MnO를 함유하고,

상기 주성분 100몰에 대한 각 부성분의 비율이,

제1 부성분 : 0.1∼3몰,

제2 부성분 : 2∼10몰,

제3 부성분 : 0.01∼0.5몰,

제4 부성분 : 0.5∼7몰(단, 제4 부성분의 몰수는, R1 단독에서의 비율이다),

제5 부성분 : 0<제5 부성분≤5몰,

제6 부성분 : 9몰 이하(단, 제6 부성분의 몰수는, R2 단독에서의 비율이다),

제7 부성분 : 0.5몰 이하이다.

바람직하게는, 상기 부성분은,

제1 부성분으로서 AE의 산화물(단, AE는 Mg, Ca, Ba 및 Sr로부터 선택되는 적어도 1종)과,

제2 부성분으로서 R의 산화물(단, R은 Y, Dy, Tm, Ho 및 Er로부터 선택되는 적어도 1종)과,

제3 부성분으로서 MxSiO₃(단, M은, Ba, Ca, Sr, Li, B로부터 선택되는 적어도 1종이고, M=Ba의 경우에는 x=1, M=Ca의 경우에는 x=1, M=Sr의 경우에는 x=1, M=Li의 경우에는 x=2, M=B의 경우에는 x=2/3이다)와,

제4 부성분으로서 MnO와,

제5 부성분으로서 V₂O₅, MoO₃ 및 WO₃으로부터 선택되는 적어도 1종과,

제6 부성분으로서 CaZrO₃ 또는 CaO+ZrO₂를 함유하고,

상기 주성분 100몰에 대한 각 부성분의 비율이,

제1 부성분 : 0∼0.1몰(단, 0몰과 0.1몰을 제외한다),

제2 부성분 : 1∼7몰(단, 1몰과 7몰을 제외한다),

제3 부성분 : 2∼10몰,

제4 부성분 : 0∼0.5몰(단, 0몰을 제외한다),

제5 부성분 : 0.01∼0.5몰,

제6 부성분 : 0∼5몰(단, 0몰과 5몰을 제외한다)이다.

본 발명에 따른 전자 부품은, 유전체층을 갖는 전자 부품이면, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 유전체층과 함께 내부 전극층이 교대로 적층되어 있는 콘덴 서 소자 본체를 갖는 적층 세라믹 콘덴서 소자이다. 본 발명에서는, 상기 유전체층이, 상기 어느 하나의 유전체 자기 조성물로 구성되어 있다. 내부 전극층에 포함되는 도전재로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 Ni 또는 Ni 합금이다.

본 실시 형태에서는, 전자 부품으로서 도 1에 도시되는 적층 세라믹 콘덴서(1)를 예시하여 설명한다.

적층 세라믹 콘덴서

도 1에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 한 실시 형태에 따른 전자 부품으로서의 적층 세라믹 콘덴서(1)는, 유전체층(2)과 내부 전극층(3)이 교대로 적층된 콘덴서 소자 본체(10)를 갖는다. 콘덴서 소자 본체(10)의 양단부에는, 소자 본체(10)의 내부에서 교대로 배치된 내부 전극층(3)과 각각 도통하는 한 쌍의 외부 전극(4)이 형성되어 있다. 내부 전극층(3)은, 각 단면이 콘덴서 소자 본체(10)의 대향하는 2단부의 표면에 교대로 노출되도록 적층되어 있다. 한 쌍의 외부 전극(4)은, 콘덴서 소자 본체(10)의 양단부에 형성되어, 교대로 배치된 내부 전극층(3)의 노출 단면에 접속되고, 콘덴서 회로를 구성한다.

콘덴서 소자 본체(10)의 외형이나 치수에는 특별히 제한은 없고, 용도에 따라서 적절히 설정할 수 있으며, 통상, 외형은 거의 직육면체 형상으로 하고, 치수는 통상, 세로(0.4∼5.6㎜)×가로(0.2∼5.0㎜)×높이(0.2∼1.9㎜) 정도로 할 수 있다.

유전체층

유전체층(2)의 조성은, 본 발명에서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 이하의 유전체 자기 조성물로 구성된다.

본 실시 형태의 유전체 자기 조성물은, 티탄산 바륨(바람직하게는, 조성식 (BaO)_m·TiO₂로 표시되고, 상기 식 중의 몰비(m)가 m=0.990∼1.035)을 주성분으로서 함유한다.

본 실시 형태의 유전체 자기 조성물은, 상기 주성분과 함께 부성분도 함유한다. 부성분으로서는, Mg의 산화물, 희토류 원소의 산화물 및 알칼리 토류 금속 원소(단, Mg을 제외한다)의 산화물을 포함하는 것이 예시된다. 부성분을 첨가함으로써, 환원 분위기 소성에서도 콘덴서로서의 특성을 얻을 수 있다. 또한, 불순물로서, C, F, Li, Na, K, P, S, Cl 등의 미량 성분이 0.1중량% 이하 정도, 함유되어도 된다. 단, 본 발명에서는, 유전체층(2)의 조성은, 상기에 한정되는 것이 아니다.

본 실시 형태에서는, 유전체층(2)으로서, 이하의 조성의 것을 이용하는 것이 바람직하다.

그 조성은, 주성분으로서 조성식 (BaO)_m·TiO₂로 표시되고, 상기 식 중의 몰비(m)가 m=0.990∼1.035의 티탄산 바륨을 함유하며,

제2 부성분으로서 산화 실리콘과,

제5 부성분으로서 CaZrO₃ 또는 CaO+ZrO₂와,

제7 부성분으로서 MnO를 함유하는 것이다. 그리고, 티탄산 바륨을 [(BaO)_{0.990∼1.035}·TiO₂]로 환산하였을 때, [(BaO)_{0.990∼1.035}·TiO₂] 100몰에 대한 비율이,

제1 부성분 : 0.1∼3몰,

제2 부성분 : 2∼10몰,

제3 부성분 : 0.01∼0.5몰,

제5 부성분 : 0<제5 부성분≤5몰,

제7 부성분 : 0.5몰 이하이다.

또, 다른 조성은, 주성분으로서 조성식 (BaO)_m·TiO₂로 표시되고, 상기 식 중의 몰비(m)가 m=0.990∼1.035의 티탄산 바륨을 함유하며,

제4 부성분으로서 MnO와,

제6 부성분으로서 CaZrO₃ 또는 CaO+ZrO₂를 함유하는 것이다. 그리고, 티탄산 바륨을 [(BaO)_{0.990∼1.035}·TiO₂]로 환산하였을 때, [(BaO)_{0.990∼1.035}·TiO₂] 100몰에 대한 비율이,

제1 부성분 : 0∼0.1몰(단, 0몰과 0.1몰을 제외한다),

제2 부성분 : 1∼7몰(단, 1몰과 7몰을 제외한다),

제3 부성분 : 2∼10몰,

제4 부성분 : 0∼0.5몰(단, 0몰을 제외한다),

제5 부성분 : 0.01∼0.5몰,

제6 부성분 : 0∼5몰(단, 0몰과 5몰을 제외한다)이다.

상술한 조성으로 함으로써, 정전 용량의 온도 특성이 EIAJ 규격의 X8R 특성(-55∼150℃, ΔC/C=±15% 이내)을 만족할 수 있다.

유전체층(2)의 적층수나 두께 등의 여러 가지 조건은, 목적이나 용도에 따라서 적절히 결정하면 되지만, 본 실시 형태에서는, 유전체층(2)의 두께는, 바람직하게는 7.5㎛ 이하, 보다 바람직하게는 4㎛ 이하로 박층화되어 있다. 본 실시 형태 에서는, 이와 같이 유전체층(2)의 두께를 박층화하였을 때에도, 콘덴서(1)의 각종 전기 특성, 특히 충분한 유전율을 가지면서도 TC 바이어스 특성이 개선된다.

유전체층의 미세 구조

도 2에 도시하는 바와 같이, 유전체층(2)은, 복수의 유전체 입자(결정입자)(2a)와, 인접하는 복수의 유전체 입자(2a) 사이에 형성된 입계상(2b)을 포함하여 구성된다.

유전체 입자(결정입자)(2a)는, 실질적으로 주성분으로서의 티탄산 바륨으로 구성된 코어(22a)의 주위에, 부성분이 티탄산 바륨으로 확산된 쉘(부성분 확산층)(24a)을 갖는 코어 쉘 구조를 갖는다.

유전체 입자(2a)의 코어 쉘 구조란, 유전체 입자의 중심부인 코어(핵)(22a)와, 상기 코어(22a)의 표면을 피복하는 쉘(껍데기)(24a)이, 물리적·화학적으로 다른 상을 형성하고 있는 구조를 말한다. 실제로는, 부성분 원소가, 유전체 입자(2a) 중심으로 비해서 입자 표면측으로 많이 확산되어, 쉘(24a)을 형성하고 있는 것으로 생각된다.

그리고, 평균 입경의 값을 나타내는 유전체 입자(2a)를 대상으로 한 경우에, 상기 쉘(24a)의 최대 두께(t1)와 최소 두께(t2)의 차(t1-t2)가, 유전체 입자(2a)의 반경(평균 입경의 반분의 값에 상당한다)(R)의 6∼60%, 바람직하게는 10∼40%로 제어되어 있다. 이와 같은 범위에서 쉘(24a)이 형성됨으로써, 높은 유전율과 양호한 온도 특성을 확보하면서 TC 바이어스 특성을 개선할 수 있다.

요컨대, 본 실시 형태에서는, 유전체 입자(2a) 중의 쉘(24b)의 두께가 균일 하지도 않고, 쉘(24a)이 부분적으로 떨어져 코어(22a)의 일부가 노출되어 있지도 않다. 또한, 이와 같은 입자가 본 발명의 목적을 저해하지 않을 정도의 소량이면 포함되어 있어도 된다.

쉘(24a)의 최대 두께(t1)는, 통상 0.01∼0.1㎛, 바람직하게는 0.03∼0.05㎛이고, 최소 두께(t2)는, 통상 0.001∼0.009㎛, 바람직하게는 0.003∼0.007㎛이다.

또한, 유전체 입자(2a) 전체의 평균 입경(D50)(단위 : ㎛)은, 콘덴서 소자 본체(10)를 유전체층(2) 및 내부 전극층(3)의 적층 방향으로 절단하여, 도 2에 도시하는 단면에서 유전체 입자(2a)의 200개 이상의 평균 면적을 측정하여, 원 상당 직경으로서 지름을 산출하여 1.5배한 값이다. 본 실시 형태에서는 유전체 입자(2a) 전체의 평균 입경(D50)은, 유전체층(2)의 두께를 상한으로 하고, 바람직하게는 유전체층(2)의 두께의 25% 이하, 보다 바람직하게는 15% 이하인 것이 바람직하다.

상기 (t1-t2)의 값을 소정 범위로 제어하는 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 그 일례에 대해서는 후술한다.

입계상(2b)은, 통상, 유전체 재료 혹은 내부 전극 재료를 구성하는 재질의 산화물이나, 별도 첨가된 재질의 산화물, 또한 공정 중에 불순물로서 혼입하는 재질의 산화물을 성분으로 하고 있다.

내부 전극층

도 1에 도시하는 내부 전극층(3)은, 실질적으로 전극으로서 작용하는 비금속(卑金屬)의 도전재로 구성된다. 도전재로서 이용하는 비금속으로서는, Ni 또는 Ni 합금이 바람직하다. Ni 합금으로서는, Mn, Cr, Co, Al, Ru, Rh, Ta, Re, Os, Ir, Pt 및 W 등으로부터 선택되는 1종 이상과 Ni의 합금이 바람직하고, 합금 중의 Ni 함유량은 95중량% 이상인 것이 바람직하다. 또한, Ni 또는 Ni 합금 중에는, P, C, Nb, Fe, Cl, B, Li, Na, K, F, S 등의 각종 미량 성분이 0.1중량% 이하 정도 포함되어 있어도 된다. 본 실시 형태에서는, 내부 전극층(3)의 두께는, 바람직하게는 2㎛ 미만, 보다 바람직하게는 1.5㎛ 이하로 박층화되어 있다.

외부 전극

도 1에 도시하는 외부 전극(4)으로서는, 통상 Ni, Pd, Ag, Au, Cu, Pt, Rh, Ru, Ir 등의 적어도 1종 또는 그들의 합금을 이용할 수 있다. 통상은, Cu, Cu 합금, Ni 또는 Ni 합금 등이나, Ag, Ag-Pd 합금, In-Ga 합금 등이 사용된다. 외부 전극(4)의 두께는 용도에 따라서 적절히 결정되면 되지만, 통상 10∼200㎛ 정도인 것이 바람직하다.

적층 세라믹 콘덴서의 제조 방법

다음에, 본 실시 형태에 따른 적층 세라믹 콘덴서(1)를 제조하는 방법의 일례를 설명한다.

(1) 본 실시 형태에서는, 소성후에 도 1에 도시하는 유전체층(2)을 형성하기 위한 소성전 유전체층을 구성하게 되는 유전체층용 페이스트와, 소성후에 도 1에 도시하는 내부 전극층(3)을 형성하기 위한 소성전 내부 전극층을 구성하게 되는 내부 전극층용 페이스트를 준비한다. 또, 외부 전극용 페이스트도 준비한다.

유전체층용 페이스트는, 유전체 원료와 유기 비히클을 혼련하여 조제한다.

(1-1) 본 실시 형태에서 이용하는 유전체 원료는, 상술한 유전체 자기 조성물을 구성하는 각 원료를 소정의 조성비로 함유한다. 이 때문에, 우선은, 주성분 원료로서의 티탄산 바륨 원료와, 각종 부성분 원료를 준비한다.

각 원료의 첨가량은, 소성후에 상기한 유전체 자기 조성물의 조성이 되도록 결정하면 된다.

(1-2) 제1 관점에서는, 우선 티탄산 바륨 원료에 대해서 부성분 원료의 일부를 첨가하여 제1 가소(假燒)를 하고, 티탄산 바륨 원료 입자의 표면에 얇은 쉘을 형성한다.

제1 가소시에 첨가하는 부성분 원료의 양(첨가량)이, 상술한 쉘(24a)의 최대 두께(t1)와 최소 두께(t2)의 차(t1-t2)를 제어하는 하나의 요인이 된다. 제1 가소시에 첨가하는 부성분 원료의 양(첨가량)은, 각각의 부성분 원료의 최종적인 첨가량의 40% 이하(단, 0%는 포함하지 않는다)로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10∼30%이다. 제1 가소시에서의 부성분 첨가량이 너무 많으면, 쉘 두께가 균일하게 되어, 유전율이 저하하고, 너무 적으면 코어가 노출되어 TC 바이어스가 저하한다.

구체적으로는, BaTiO₃ 100몰에 대한 최종적인 첨가량이, 예를 들면, 0.9몰의 MgO와, 0.37몰의 MnO와, 0.1몰의 V₂O₅와, 4.5몰의(Ba_0.6Ca_0.4)SiO₃과, 3몰의 Y₂O₃와, 1.75몰의 Yb₂O₃과, 1.5몰의 CaZrO₃을 예시하고, 이들 최종 첨가량의 30%를 첨가하는 경우, 제1 가소시에 첨가하는 부성분 원료는, 0.27몰의 MgO와, 0.111몰의 MnO와, 0.03몰의 V₂O₅와, 1.35몰의 (Ba₀ _.6Ca₀ _.4) SiO₃과, 0.9몰의 Y₂O₃과, 0.525몰의 Yb₂O₃과, 0.45몰의 CaZrO₃으로 한다.

제1 가소의 유지 온도도, 상술한 쉘(24a)의 최대 두께(t1)와 최소 두께(t2)의 차(t1-t2)를 제어하는 하나의 요인이 된다. 제1 가소의 유지 온도는, 바람직하게는 600℃ 이상, 보다 바람직하게는 700∼900℃이다. 여기에서의 가소 온도가 낮으면 티탄산 바륨 원료 입자의 표면에 얇은 쉘을 형성할 수 없을 우려가 있다.

제1 가소의 상기 유지 온도의 유지 시간은, 바람직하게는 0.5∼10, 보다 바람직하게는 1∼4시간이다. 여기에서의 가소 유지 시간은 너무 짧으면 티탄산 바륨 원료 입자의 표면에 얇은 쉘을 형성할 수 없다. 그 한편으로, 가소 유지 시간이 너무 길면 쉘 두께가 균일해져서, 유전율이 저하한다.

그 밖의 제1 가소의 조건은, 승온 속도 : 50∼400℃/시간, 특히 100∼300℃/시간, 분위기 : 공기 중 및 질소 중이다.

제1 가소후에 티탄산 바륨 원료 입자의 표면에 형성되는 얇은 쉘의 두께는, 통상 0.001∼0.009㎛, 바람직하게는 0.003∼0.007㎛ 정도이다.

다음에, 제1 가소후의 티탄산 바륨 원료 입자에 대해서 부성분 원료의 나머지를 첨가하여, 저온에 의한 제2 가소를 하여 가소가 완료된 분체를 형성한다. 얻어진 가소가 완료된 분체는, 쉘의 두께가 불균일하게 되어 있다.

제2 가소시에 첨가하는 부성분 원료의 양(첨가량)은, 각각의 부성분 원료의 최종적인 첨가량의 잔부(殘部)이다. 상기의 예에 따르면, 0.63몰의 MgO와, 0.259 몰의 MnO와, 0.07몰의 V₂O₅와, 3.15몰의 (Ba₀ _.6Ca₀ _.4)SiO₃과, 2.1몰의 Y₂O₃과, 1.225몰의 Yb₂O₃과, 1.05몰의 CaZrO₃을 여기에서는 첨가한다.

제2 가소의 유지 온도도, 상술한 쉘(24a)의 최대 두께(t1)와 최소 두께(t2)의 차(t1-t2)를 제어하는 하나의 요인이 된다. 제2 가소의 유지 온도는, 바람직하게는 800℃ 이하, 보다 바람직하게는 400∼750℃이다. 여기에서의 가소 온도가 높으면 최종적으로 형성되는 쉘(24a)의 두께가 불균일하게는 되지 않는다.

제2 가소의 유지 시간은, 바람직하게는 0.5∼10, 보다 바람직하게는 1∼4시간이다. 여기에서의 가소 유지 시간이 너무 짧으면 코어가 노출되어 TC 바이어스가 저하한다. 그 한편으로, 가소 유지 시간이 너무 길면 쉘 두께가 균일하게 되어 유전율이 저하한다.

그 밖의 제2 가소의 조건은, 승온 속도 : 50∼400℃/시간, 특히 100∼300℃/시간, 분위기 : 공기 중 및 질소 중이다.

(1-3) 제2 관점에서는, 상기 제1 관점에서 행한 제1 가소를 하지 않고, 티탄산 바륨 원료에 대해서 부성분 원료의 일부를 코팅함으로써, 티탄산 바륨 원료 입자의 표면에 얇은 쉘을 형성하고, 그 후, 상술한 제1 관점의 제2 가소를 행하여, 가소가 완료된 분체를 형성한다. 얻어진 가소가 완료된 분체는, 제1 관점과 동일하게 쉘의 두께가 불균일하게 된다.

부성분 원료의 일부를 코팅하기 위해서는, 첨가물을 유기 금속 등을 이용하여 액상으로 하고, 주성분인 티탄산 바륨과 혼합한 후, 가소하는 방법이 채용된다.

(1-4) 다음에, 얻어진 가소가 완료된 분체를 알루미나 롤 등으로 거칠게 분쇄한 후, 필요에 따라서, 볼밀 등으로 순수(純水) 등의 분산매와 함께 혼합하여, 건조함으로써, 유전체 원료를 얻는다.

또한, 상기 성분으로 구성되는 유전체 원료는, 상기한 산화물이나 그 혼합물, 복합 산화물을 이용할 수 있지만, 그 외에, 소성에 의해 상기한 산화물이나 복합 산화물이 되는 각종 화합물, 예를 들면, 탄산염, 옥살산염, 질산염, 수산화물, 유기 금속 화합물 등으로부터 적절히 선택하여, 혼합하여 이용할 수도 있다.

유전체 원료 중의 각 화합물의 함유량은, 소성후에 상기한 유전체 자기 조성물의 조성이 되도록 결정하면 된다.

도료화하기 전의 상태에서, 유전체 원료의 평균 입경은, 바람직하게는 5㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.1∼1㎛ 정도로 된다.

유기 비히클은, 바인더 및 용제를 함유하는 것이다. 바인더로서는, 예를 들면 에틸셀룰로오스, 폴리비닐부티랄, 아크릴 수지 등의 통상의 각종 바인더를 이용할 수 있다. 용제도, 특별히 한정되는 것이 아니라, 테르피네올, 부틸카비톨, 아세톤, 톨루엔, 크실렌, 에탄올 등의 유기 용제가 이용된다.

유전체용 페이스트는, 유전체 원료와, 물 속에 수용성 바인더를 용해시킨 비히클을 혼련하여, 형성할 수도 있다. 수용성 바인더는, 특별히 한정되는 것이 아니라, 폴리비닐알코올, 메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 수용성 아크릴 수지, 에멀션 등이 이용된다.

내부 전극층용 페이스트는, 상술한 각종 도전성 금속이나 합금으로 이루어지 는 도전 재료 혹은 소성후에 상술한 도전 재료가 되는 각종 산화물, 유기 금속 화합물, 레지네이트 등과, 상술한 유기 비히클을 혼련하여 조제된다.

외부 전극용 페이스트도, 이 내부 전극층용 페이스트와 동일하게 하여 조제된다.

각 페이스트의 유기 비히클의 함유량은, 특별히 한정되지 않고, 통상의 함유량, 예를 들면, 바인더는 1∼5중량% 정도, 용제는 10∼50중량% 정도로 하면 된다. 또, 각 페이스트 중에는 필요에 따라서 각종 분산제, 가소제, 유전체, 절연체 등으로부터 선택되는 첨가물이 함유되어도 된다.

(2) 다음에, 상기 유전체 원료를 함유하는 유전체층용 페이스트와, 내부 전극층용 페이스트를 이용하여, 소성전 유전체층과 소성전 내부 전극층이 적층된 그린칩을 제작하여, 탈바인더 공정, 소성 공정, 필요에 따라서 행해지는 어닐링 공정을 거쳐서 형성된, 소결체로 구성되는 콘덴서 소자 본체(10)에, 외부 전극용 페이스트를 인쇄 또는 전사하여 소성하여, 외부 전극(4)을 형성하고, 적층 세라믹 콘덴서(1)가 제조된다.

특히, 그린칩의 소성 시간에 대해서는, 상술한 쉘(24a)의 최대 두께(t1)와 최소 두께(t2)의 차(t1-t2)를 제어하는 하나의 요인이 되기 때문에, 적정히 제어하는 것이 바람직하다.

본 실시 형태에서는, 바람직하게는 1180∼1320℃, 보다 바람직하게는 1200∼1300℃의 소성 유지 온도로, 바람직하게는 0.5∼4시간, 보다 바람직하게는 1∼2.5시간, 유지함으로써, 상술한 (t1-t2)의 값을 적정 범위로 제어하는 것이 가능하다. 소성 유지 시간이 짧으면 (t1-t2)값은 커지는(쉘의 일부가 떨어져, 코어가 노출되는 방향으로 접근한다) 경향이 있고, 길면 (t1-t2)값은 작아지는(쉘 두께가 균일해지는 방향으로 접근한다) 경향이 있다.

다른 소성 조건으로서는, 승온 속도가, 바람직하게는 50∼500℃/시간, 보다 바람직하게는 100∼300℃/시간이다. 강온 속도는, 바람직하게는 50∼500℃/시간, 보다 바람직하게는 200∼300℃/시간이다. 소성 분위기는, 환원 분위기인 것이 바람직하다. 환원 분위기에서의 분위기 가스로서는, 예를 들면 N₂와 H₂의 혼합 가스를 가습하여 이용하는 것이 바람직하다. 소성 분위기 중의 산소 분압은, 바람직하게는 6×10^-8∼10^-4㎩이다.

본 실시 형태에서 얻어지는 적층 세라믹 콘덴서(1)는, 상술한 바와 같이, 실질적으로 주성분으로서의 티탄산 바륨으로 구성된 코어(22a)의 주위에, 부성분이 티탄산 바륨으로 확산된 쉘(24a)을 갖는 코어 쉘 구조를 갖는 유전체 입자(2a)를 포함하는 유전체층(2)을 갖고 있기 때문에, 높은 유전율과 양호한 온도 특성을 확보하면서 TC 바이어스 특성이 개선되는 동시에, 신뢰성도 개선되고 있다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명해 왔지만, 본 발명은 이러한 실시 형태에 조금도 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 일탈하지 않은 범위 내에서 다양한 양태로 실시할 수 있는 것은 물론이다.

예를 들면, 상술한 실시 형태에서는, 본 발명에 따른 전자 부품으로서 적층 세라믹 콘덴서를 예시하였지만, 본 발명에 따른 전자 부품으로서는, 적층 세라믹 콘덴서에 한정되지 않고, 상기 조성의 유전체 자기 조성물로 구성되어 있는 유전체층을 갖는 것이면 무엇이든지 좋다.

이하, 본 발명을, 더욱 상세한 실시예에 기초하여 설명하지만, 본 발명은, 이들 실시예에 한정되지 않는다.

실시예 1

유전체 원료의 제작

우선, 티탄산 바륨 원료 및 부성분 원료를 준비하였다. 티탄산 바륨 원료로서는, 평균 입경 0.25㎛의 BaTiO₃(이하, BT라고 한다)을 이용하였다. 부성분 원료로서는, 평균 입경이 0.01∼0.1㎛인 MgO와, MnO와, V₂O₅와, (Ba₀ _.6Ca₀ _.4)SiO₃(이하, BCG라고도 한다)과, Y₂O₃과, Yb₂O₃과, CaZrO₃을 이용하였다. BCG는, BaCO₃, CaCO₃ 및 SiO₂를 볼밀에 의해 16시간 습식 혼합하여, 건조 후, 1150℃ 공기 중에서 소성하고, 또한, 볼밀에 의해 100시간 습식 분쇄함으로써 제조하였다. CaZrO₃는, CaCO₃ 및 ZrO₃을 볼밀에 의해 16시간 습식 혼합하여, 건조 후, 1150℃에서 공기 중에서 소성하고, 또한, 볼밀에 의해 24시간 습식 분쇄함으로써 제조하였다.

다음에, 이들의 원료를, 소성후의 조성이, 주성분인 BT 100몰에 대해서, 0.9몰의 MgO와, 0.37몰의 MnO와, 0.1몰의 V₂O₅와, 4.5몰의 BCG와, 3몰의 Y₂O₃과, 1.75몰의 Yb₂O₃과, 1.5몰의 CaZrO₃이 되도록 칭량(秤量)하였다. 각 부성분 원료에 대해서는, 여기에서 칭량한 양이 최종적인 첨가량이 된다.

다음에, 100몰의 BT에 대해서, 상기 부성분 원료의 최종 첨가량의 30%(0.27몰의 MgO와, 0.111몰의 MnO와, 0.03몰의 V₂O₅와, 1.35몰의 BCG와, 0.9몰의 Y₂O₃과, 0.525몰의 Yb₂O₃과, 0.45몰의 CaZrO₃)를 첨가하여, 물을 용매로 하여 볼밀로 16시간 습식 혼합하여, 제1 가소전 분체를 준비하였다.

다음에, 얻어진 제1 가소전 분체를 700℃로, 3시간, 공기 중에서 제1 가소하여, 제1 가소가 완료된 분체를 얻었다. 이 제1 가소가 완료된 분체를 전자 현미경으로 관찰한 바, 티탄산 바륨 원료 입자의 표면에 얇은 쉘(두께 0.003㎛)을 확인할 수 있었다.

다음에, 제1 가소가 완료된 분체에 대해서, 상기 부성분 원료의 최종 첨가량의 나머지(0.63몰의 MgO와, 0.259몰의 MnO와, 0.07몰의 V₂O₅와, 3.15몰의 BCG와, 2.1몰의 Y₂O₃과, 1.225몰의 Yb₂O₃과, 1.05몰의 CaZrO₃)를 첨가하여, 물을 용매로 하여 볼밀로 16시간 습식 혼합하여, 제2 가소전 분체를 준비하였다.

다음에, 얻어진 제2 가소전 분체를, 표 1에 나타내는 온도로, 3시간, 공기 중에서 제2 가소하여, 제2 가소가 완료된 분체를 얻었다. 이 제2 가소가 완료된 분체를 전자 현미경으로 관찰한 바, 티탄산 바륨 원료 입자의 표면에 형성된 쉘의 두께가 불균일한 것이 확인되었다.

다음에, 제2 가소가 완료된 분체를 알루미나 롤로 분쇄하여, 최종 조성의 유전체 원료를 얻었다. 유전체 원료는, 100몰의 BT에 대해서, 0.9몰의 MgO와, 0.37 몰의 MnO와, 0.1몰의 V₂O₅와, 4.5몰의 BCG와, 3몰의 Y₂O₃과, 1.75몰의 Yb₂O₃과, 1.5몰의 CaZrO₃이 함유되어 있었다.

각종 페이스트의 제작

다음에, 얻어진 유전체 원료에 폴리비닐부티랄 수지 및 에탄올계의 유기 용매를 첨가하고, 재차 볼밀로 혼합하여, 페이스트화 유전체층용 페이스트를 얻었다.

다음에, Ni 입자 44.6중량부와, 테르피네올 52중량부와, 에틸셀룰로오스 3중량부와, 벤조트리아졸 0.4중량부를, 3개 롤에 의해 혼련하여, 슬러리화하여 내부 전극용 페이스트를 얻었다.

소결체의 제작

얻어진 유전체층용 페이스트를 이용하여 닥터 블레이드법에 의해, PET 필름 상에 그린시트를 형성하였다. 이 위에 내부 전극용 페이스트를 스크린 인쇄법에 의해 인쇄하였다. 그 후, 덮개가 되는 그린시트를 PET 필름으로부터 박리하여, 두께가 약 300㎛가 되도록 복수장 적층하고, 그 위에 내부 전극용 페이스트를 인쇄한 시트를 PET 필름으로부터 박리하면서 원하는 장수(이 경우에는 5장) 적층하고, 또한 다시 덮개가 되는 그린시트를 적층하고 압착하여, 그린칩을 얻었다. 또한, 이 때, 그린 상태의 유전체층의 두께는 3.5㎛로 하였다.

다음에, 그린칩을 소정 사이즈로 절단하여, 탈바인더 처리, 소성 및 어닐링을 하기 조건으로 행하여, 칩 소결체를 얻었다. 탈바인더 처리 조건은, 승온 속도 : 60℃/시간, 유지 온도 : 260℃, 온도 유지 시간 : 8시간, 분위기 : 공기 중으로 하였다. 소성 조건은, 승온 속도 : 200℃/시간, 유지 온도 : 1240℃, 온도 유지 시간 : 2시간, 냉각 속도 : 200℃/시간, 분위기 가스 : 가습한 N₂+H₂ 혼합 가스로 하였다. 어닐링 조건은, 승온 속도 : 200℃/시간, 유지 온도 : 1000℃, 온도 유지 시간 : 2시간, 냉각 속도 : 200℃/시간, 분위기 가스 : 가습한 N₂로 하였다. 또한, 소성 및 어닐링시의 분위기 가스의 가습에는, 수온을 20℃로 한 습윤제를 이용하였다.

얻어진 소결체의 사이즈는, 세로 3.2㎜×가로 1.6㎜×높이 0.6㎜이고, 내부 전극층에 끼워진 유전체층의 수는 5이었다.

소결체(유전체 자기 조성물)의 구조

얻어진 소결체를 두께 10㎛까지 가공한 후, 이온 밀링에 의해 시료를 더 박편화(薄片化)하였다. 그 후, 주사형 투과 전자 현미경(TEM)으로 관찰을 행하여, 결정입자(그레인)(2a)와 입계상(2b)에 의해 구성되어 있는 것을 확인하였다.

소결체 중의 결정입자의 평균 입경

얻어진 소결체를 연마하여, 에칭을 행한 후, 주사형 전자 현미경(SEM)으로 연마면의 관찰을 행하여, 코드법에 의해서, 결정입자(2a)의 형상을 구로 가정하고, 상기 결정입자의 평균 입경을 측정하였다. 평균 입경은, 측정 점수 250점의 평균값으로 하였다. 그 결과, 0.32㎛이었다.

평균 입경의 결정입자의 미세 구조

상기 평균 입경이 0.32㎛인 결정입자의 미세 구조를 투과형 전자 현미경 (TEM)에 의해 관찰한 사진을 도 3∼5에, 이들을 모식적으로 나타낸 것을 도 6∼8에 도시한다.

도 3, 6 및 도 5, 8을 보면, 어느 것이나, 유전체 입자(결정입자)는, 실질적으로 주성분으로서의 티탄산 바륨으로 구성된 코어의 주위에, 부성분이 티탄산 바륨으로 확산된 쉘(부성분 확산층)을 갖는 코어 쉘 구조를 갖는 것을 확인할 수 있지만, 도 3, 6에서는, 쉘 두께가 불균일하게 되어 있는 것에 반해서, 도 5, 8에서는 쉘 두께가 균일하게 되어 있다. 한편, 도 4, 7을 보면, 쉘의 일부가 떨어져, 코어가 부분적으로 노출되어 있는 것을 확인할 수 있다.

그리고, 쉘(24a)의 최대 두께(t1)와 최소 두께(t2)를 산출하여, 이들의 차(t1-t2)를 구하여, 상기 평균 입경의 값을 나타내는 유전체 입자의 반경(R)(평균 입경의 반분)에 대한 비율을 산출하였다(표에서는 「확산 영역의 차」로서 나타내고 있다). 결과를 표 1에 나타낸다.

또한, 본 실시예에서는, 쉘(24a)의 최대 두께(t1)와 최소 두께(t2)의 차(t1-t2)를 다음과 같이 하여 산출하였다. 도 9에 도시하는 바와 같이, 상기 평균 입경을 갖는 결정입자에 대해서, 상기 결정입자의 대략 중심을 통과하도록 입자의 끝에서 끝까지 일직선이 되도록 TEM으로 선분석을 행하고, 그 후 45도 이동시켜 동일 입경에서 선분석을 행하여, 확산 영역의 차를 구하여, 확산 영역의 차의 최대값을 그 입경에서의 확산 영역의 차로 하였다. 이것을 n=10의 입자로 행하여, 평균값을 산출하였다(도 9 참조).

콘덴서 시료의 제작

얻어진 칩 소결체의 단면을 샌드블라스트로 연마한 후, 외부 전극으로서 In-Ga를 도포하여, 도 1에 도시하는 적층 세라믹 콘덴서의 시료를 얻었다.

콘덴서 시료의 특성 평가

얻어진 각 콘덴서 시료에 대해서, 비유전률(ε), 정전 용량의 온도 특성(TC), TC 바이어스 및 신뢰성을 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

비유전율(ε)은, 얻어진 콘덴서 샘플에 대해서, 기준 온도 25℃에서, 디지털 LCR 미터(YHP사제 4274A)로, 주파수 1㎑, 입력 신호 레벨(측정 전압) 1.0Vrms의 조건 하에서 측정된 정전 용량으로부터 산출하였다(단위 없음). 평가 기준은, 1300 이상을 양호로 하였다.

용량 온도 특성(Tc)은, 얻어진 샘플에 대해서, -55℃∼150℃의 온도 범위에서 정전 용량을 측정하였다. 정전 용량의 측정에는 디지털 LCR 미터(YHP제 4274A)를 이용하여, 주파수 1㎑, 입력 신호 레벨 1Vrms의 조건 하에서 측정하였다. 그리고, 이들의 온도 범위에서 가장 용량 온도 특성이 나빠지는 150℃의 온도 환경 하에서의 정전 용량의 변화율(ΔC/C. 단위는 %)을 산출하여, X8R 특성(-55∼150℃, ΔC/C=±15% 이내)을 만족하는지의 여부를 조사하였다. 평가 기준은, -15% 이상을 양호로 하였다.

TC 바이어스는, 얻어진 샘플을, 디지털 LCR 미터(YHP제 4274A)로, 1㎑, 1Vrms, 7.0V/㎛의 바이어스 전압(전류 전압)으로 -55℃에서 150℃까지 온도를 변화시켜 측정하고, 25℃의 바이어스 전압 무인가 중의 측정값으로부터의 정전 용량의 변화율을 산출하여 평가하였다. 또한, 정전 용량의 측정에는 LCR 미터를 이용하 여, 주파수 1㎑, 입력 신호 레벨 1Vrms의 조건 하에서 측정하였다. 평가 기준은, -40% 이상을 양호로 하였다.

(표 1)

표 1에 나타내는 바와 같이, 확산 영역의 차가 60%를 넘으면, 유전율은 충분 하지만, 온도 특성이 X8R을 만족하지 않고, 또한 TC 바이어스가 악화한다. 확산 영역의 차가 6% 미만이면, 유전율은 충분하고, 온도 특성은 X8R을 만족하지만, ε이 1300 이하가 되어, 박층 다층화가 곤란해진다.

이것에 대해서, 확산 영역의 차가 본 발명의 범위 내(6∼60%)인 경우에는, 유전율이 높고, 온도 특성이 X8R을 만족하며, 또한 TC 바이어스 특성이 우수한 것을 확인할 수 있었다.

덧붙여서 말하면, 표 1의「노출」에 대해서는, 제1 가소를 행하지 않고, 모든 부성분 원료를 티탄산 바륨 원료의 제2 가소시에 첨가함으로써 형성하였지만, 온도 특성과 TC 바이어스가 악화하고 있는 것을 확인할 수 있다.

실시예 2

제1 가소시에 첨가하는 부성분 원료의 양(첨가량)을, 각각의 부성분 원료의 최종적인 첨가량의 10%, 20%, 40%로 변화시킨 것 이외에는, 실시예 1의 시료 4와 동일하게 하여, 실시예 1과 동일한 평가를 행하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.

(표 2)

표 2에 나타내는 바와 같이, 어느 쪽의 시료나, 확산 영역의 차가 본 발명의 범위 내(6∼60%)에 들어가, 동일한 결과를 얻을 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

실시예 3

제1 가소의 유지 온도를, 400℃, 600℃, 800℃로 변화시킨 것 이외에는, 실시예 1의 시료 4와 동일하게 하여, 실시예 1과 동일한 평가를 행하였다. 결과를 표 3에 나타낸다.

(표 3)

표 3에 나타내는 바와 같이, 어느 쪽의 시료나, 확산 영역의 차가 본 발명의 범위 내(6∼60%)에 들어가, 동일한 결과를 얻을 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

실시예 4

소성 시간을, 0.5시간, 1시간, 3.5시간, 4시간, 5시간으로 변화시킨 것 이외에는, 실시예 1의 시료 4와 동일하게 하여, 실시예 1과 동일한 평가를 행하였다. 결과를 표 4에 나타낸다.

(표 4)

표 4에 나타내는 바와 같이, 소성 시간이 길어짐에 따라서 확산 영역의 차가 증가하는 경향에 있는 것을 확인할 수 있었다. 그리고, 소성 시간이 4시간을 넘으 면, 확산 영역의 차가 6% 이하가 되어 유전율이 낮아지지만, 4시간 이하이면 확산 영역의 차는 본 발명의 범위 내(6∼60%)에 들어가는 것을 확인할 수 있었다.

본 발명에 의하면, 유전체 입자가, 실질적으로 주성분으로서의 티탄산 바륨으로 구성된 코어의 주위에, 부성분이 티탄산 바륨으로 확산된 쉘을 갖는 코어 쉘 구조를 갖기 때문에, 높은 유전율과 양호한 온도 특성을 확보하고, 또한 TC 바이어스 특성이 개선된, 예를 들면 적층 세라믹 콘덴서의 유전체층 등으로서 이용되는 유전체 자기 조성물과, 그 유전체 자기 조성물을 유전체층으로서 이용하는 적층 세라믹 콘덴서 등의 전자 부품을 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 전자 부품으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 적층 세라믹 콘덴서, 압전 소자, 칩 인덕터, 칩 배리스터, 칩 서미스터, 칩 저항, 그 밖의 표면 실장(SMD) 칩형 전자 부품 등이 예시된다.

Claims

실질적으로 주성분으로 구성된 코어의 주위에, 부성분이 주성분으로 확산된 쉘을 갖는 복수의 유전체 입자를 갖는 유전체 자기(磁器) 조성물로서,

평균 입경의 값을 나타내는 유전체 입자를 대상으로 한 경우에, 상기 쉘의 최대 두께(t1)와 최소 두께(t2)의 차(t1-t2)가, 상기 유전체 입자의 반경(R)의 6∼60%로 제어되어 있는 것을 특징으로 하는 유전체 자기 조성물.
제1항에 있어서, 상기 주성분은, 티탄산 바륨을 포함하고, 상기 부성분은, Mg의 산화물, 희토류 원소의 산화물 및 알칼리 토류 금속 원소(단, Mg을 제외한다)의 산화물을 포함하는 유전체 자기 조성물.
제1항에 있어서, 상기 주성분은, 티탄산 바륨을 포함하고,

상기 부성분은,

제1 부성분으로서 MgO, CaO, BaO 및 SrO로부터 선택되는 적어도 1종과,

제2 부성분으로서 산화 실리콘과,

제3 부성분으로서 V₂O₅, MoO₃ 및 WO₃로부터 선택되는 적어도 1종과,

제4 부성분으로서 R1의 산화물(단, R1은 Sc, Er, Tm, Yb 및 Lu로부터 선택되는 적어도 1종)과,

제5 부성분으로서 CaZrO₃ 또는 CaO+ZrO₂와,

제6 부성분으로서 R2의 산화물(단, R2는 Y, Dy, Ho, Tb, Gd 및 Eu로부터 선택되는 적어도 1종)과,

제7 부성분으로서 MnO를 함유하고,

상기 주성분 100몰에 대한 각 부성분의 비율이,

제1 부성분 : 0.1∼3몰,

제2 부성분 : 2∼10몰,

제3 부성분 : 0.01∼0.5몰,

제4 부성분 : 0.5∼7몰(단, 제4 부성분의 몰수는, R1 단독에서의 비율이다),

제5 부성분 : 0<제5 부성분≤5몰,

제6 부성분 : 9몰 이하(단, 제6 부성분의 몰수는, R2 단독에서의 비율이다),

제7 부성분 : 0.5몰 이하인 유전체 자기 조성물.
제1항에 있어서, 상기 주성분은, 티탄산 바륨을 포함하고,

상기 부성분은,

제1 부성분으로서 AE의 산화물(단, AE는 Mg, Ca, Ba 및 Sr로부터 선택되는 적어도 1종)과,

제2 부성분으로서 R의 산화물(단, R은 Y, Dy, Tm, Ho 및 Er로부터 선택되는 적어도 1종)과,

제3 부성분으로서 MxSiO₃(단, M은, Ba, Ca, Sr, Li, B로부터 선택되는 적어도 1종이고, M=Ba의 경우에는 x=1, M=Ca의 경우에는 x=1, M=Sr의 경우에는 x=1, M=Li의 경우에는 x=2, M=B의 경우에는 x=2/3이다)과,

제4 부성분으로서 MnO와,

제5 부성분으로서 V₂O₅, MoO₃ 및 WO₃으로부터 선택되는 적어도 1종과,

제6 부성분으로서 CaZrO₃ 또는 CaO+ZrO₂를 함유하고,

상기 주성분 100몰에 대한 각 부성분의 비율이,

제1 부성분 : 0∼0.1몰(단, 0몰과 0.1몰을 제외한다),

제2 부성분 : 1∼7몰(단, 1몰과 7몰을 제외한다),

제3 부성분 : 2∼10몰,

제4 부성분 : 0∼0.5몰(단, 0몰을 제외한다),

제5 부성분 : 0.01∼0.5몰,

제6 부성분 : 0∼5몰(단, 0몰과 5몰을 제외한다)인 유전체 자기 조성물.
유전체 자기 조성물로 구성되어 있는 유전체층을 갖는 전자 부품으로서,

상기 유전체 자기 조성물이, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 유전체 자기 조성물로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 부품.
유전체 자기 조성물로 구성되어 있는 유전체층과, 내부 전극층이 교대로 적 층되어 있는 콘덴서 소자 본체를 갖는 적층 세라믹 콘덴서로서,

상기 유전체 자기 조성물이, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 유전체 자기 조성물로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서.