KR20110074486A - Method for manufacturing dielectric ceramic material - Google Patents

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KR20110074486A
KR20110074486A KR1020100134984A KR20100134984A KR20110074486A KR 20110074486 A KR20110074486 A KR 20110074486A KR 1020100134984 A KR1020100134984 A KR 1020100134984A KR 20100134984 A KR20100134984 A KR 20100134984A KR 20110074486 A KR20110074486 A KR 20110074486A
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켄 야마구치
코타로 하타
노부타케 히라이
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삼성전기주식회사
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    • C04B2235/781Nanograined materials, i.e. having grain sizes below 100 nm

Abstract

PURPOSE: A manufacturing method of dielectric ceramic material is provided to easily manufacture a titanate-based barium compound with 'a small grain size and low unbalance of grain' by controlling grain growth of the titanate-based barium compound in the rising of a calcining temperature. CONSTITUTION: The manufacturing method of dielectric ceramic material includes following steps.(a) A compound powder 'containing barium carbonate powder and titanium dioxide powder' is pulverized and mixed in an organic solvent.(b) The pulverized and mixed compound powder is plasticized, and the titanate-based barium compound is manufactured. The titanate-based barium compound powder has a particle average of below 100nm. A twin crystal exists inside more than 10% of particle. The titanate-based barium compound powder has a particle change rate of below 0.3 at the calcining temperature of 700-1100°C.

Description

유전체 세라믹 재료의 제조방법{Method for manufacturing dielectric ceramic material}Method for manufacturing dielectric ceramic material

본 발명은 입경이 작으면서 입경의 불균형이 적은 유전체층의 박층화에 적합한 유전체 세라믹 재료의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a dielectric ceramic material suitable for the thinning of a dielectric layer having a small particle size and a low imbalance of the particle size.

종래의 적층 세라믹 콘덴서는 주성분으로 티탄산바륨계 화합물을, 부성분으로 특성 조정을 위한 금속 화합물을 함유하는 유전체 세라믹 재료를 시트 형상으로 성형하여 그린 시트를 제작하고, 이 그린 시트 상에 전극을 인쇄한 것을 적층하는 공정을 반복함으로써 제작된다.In the conventional multilayer ceramic capacitor, a green sheet is produced by molding a dielectric ceramic material containing a barium titanate-based compound as a main component and a metal compound for property adjustment as a secondary component to form a sheet, and printing an electrode on the green sheet. It is produced by repeating the laminating process.

최근에는 전자기기 제품의 소형화에 따라 전자 회로의 고밀도화가 진행되어, 그 결과 적층 세라믹 콘덴서의 소형 대용량화가 강하게 요구되고 있다. 그리고, 이러한 요구를 실현하기 위해 내부 전극층 및 유전체층의 박층화와 적층 수의 증가가 시도되고 있다.In recent years, with the miniaturization of electronic device products, the densification of electronic circuits has progressed, and as a result, there is a strong demand for miniaturization of multilayer ceramic capacitors. In order to realize such a demand, thinning of the internal electrode layers and the dielectric layers and increasing the number of stacked layers have been attempted.

그러나, 유전체층이 박층화된 경우, 주성분인 티탄산바륨계 화합물의 입경이 크면 그린칩 소성 후의 특성이나 유전체층의 표면 거칠기에 불균형이 생겨 단락율이 증가하고 절연 저항 불량이 많아진다. 이 때문에, 주성분인 티탄산바륨계 화합물의 미립자화가 요구되고 있다.However, in the case where the dielectric layer is thinned, when the particle size of the barium titanate compound as a main component is large, an unbalance occurs in the characteristics after the green chip firing or the surface roughness of the dielectric layer, resulting in an increase in short circuit rate and poor insulation resistance. For this reason, the granulation of the barium titanate type compound which is a main component is calculated | required.

종래에는 예를 들어 특허 문헌1에 기재된 바와 같이, 고상반응을 이용하여 티탄산바륨계 화합물을 제조하는 경우, 탄산바륨 분말과 이산화티탄 분말을 분쇄 혼합하기 위해 물속에 이들을 분산하여 분쇄 혼합이 실시되고 있다.Conventionally, as described, for example, in Patent Document 1, in the case of producing a barium titanate-based compound using a solid phase reaction, in order to pulverize and mix barium carbonate powder and titanium dioxide powder, they are dispersed in water and pulverized and mixed. .

일본공개특허 2007-169122Japanese Laid-Open Patent 2007-169122

본 발명은 상기 현상에 비추어, 입경이 작으면서 입경의 불균형이 적은 유전체층의 박층화에 적합한 유전체 세라믹 재료를 제조하는 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.An object of the present invention is to provide a method for producing a dielectric ceramic material suitable for the thinning of a dielectric layer having a small particle size and a low imbalance of the particle size in view of the above phenomenon.

본 발명자들이 예의 검토한 결과, 탄산바륨 분말과 이산화티탄 분말을 유기 용매 중에서 분쇄 혼합하면, 표면 활성을 저하시키지 않으면서 이들 원료 물질을 균일하게 혼합할 수 있으며, 낮은 가소(假燒) 온도에서 티탄산바륨상이 생성됨과 더불어 많은 티탄산바륨 입자 내에 쌍정이 형성되는 것이 확인되었다. 아울러 "쌍정"이란, 도 1 및 도 2에 나타내는 결정 구조를 의미한다. 그리고, 이러한 티탄산바륨은 가소 온도를 상승시켜도 입성장이 잘 되지 않는다는 것이 확인되었다. 본 발명은 이러한 신규인 지견에 기초하여 완성된 것이다.As a result of earnest examination by the present inventors, when barium carbonate powder and titanium dioxide powder are pulverized and mixed in an organic solvent, these raw materials can be mixed uniformly without reducing surface activity, and titanic acid is carried out at low calcining temperature. In addition to the formation of the barium phase, it was confirmed that twins were formed in many barium titanate particles. In addition, "twin" means the crystal structure shown to FIG. 1 and FIG. And it was confirmed that such barium titanate did not grow well even if the plasticization temperature was raised. The present invention has been completed based on these novel findings.

또한, 종래에는 고상반응에서 분산매로서 유기 용매를 사용하는 것은 원료 물질이 수용성인 경우뿐이며, 물에 잘 녹지 않는 탄산바륨과 이산화티탄을 원료 물질로 하는 경우, 그 분산매로 유기 용매를 사용한 예는 알려져 있지 않다.In addition, conventionally, the use of an organic solvent as a dispersion medium in a solid phase reaction is only possible when the raw material is water-soluble, and an example of using an organic solvent as the dispersion medium is known when barium carbonate and titanium dioxide which are insoluble in water are used as the raw material. Not.

즉, 본 발명에 따른 유전체 세라믹 재료의 제조방법은, 탄산바륨과 이산화티탄을 고상반응에 의해 반응시켜 유전체 세라믹 재료를 제조하는 방법에 있어서, 탄산바륨 분말 및 이산화티탄 분말을 함유하는 혼합분말을 유기 용매 중에서 분쇄 혼합하는 분쇄 혼합 공정, 분쇄 혼합한 상기 혼합분말을 소성하여 티탄산바륨계 화합물의 분말을 제조하는 가소 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.That is, the method for producing a dielectric ceramic material according to the present invention is a method for producing a dielectric ceramic material by reacting barium carbonate and titanium dioxide by a solid phase reaction, wherein the mixed powder containing barium carbonate powder and titanium dioxide powder is organically produced. And a calcining step of pulverizing and mixing the solvent in the solvent, and calcining and mixing the powder mixed with the barium titanate compound.

상기 방법에 따르면, 탄산바륨 분말 및 이산화티탄 분말을 함유하는 혼합분말을 유기 용매 중에서 분쇄 혼합하고, 제조된 혼합분말을 소성함으로써 티탄산바륨계 화합물의 입성장이 억제되므로, 그 입경의 제어가 용이해진다. 그 결과, 입경이 작으면서 입경의 불균형이 적은 티탄산바륨계 화합물의 분말을 용이하게 제조할 수 있다.According to the above method, the mixed powder containing barium carbonate powder and titanium dioxide powder is pulverized and mixed in an organic solvent, and the grain growth of the barium titanate compound is suppressed by firing the prepared mixed powder, so that the particle size can be easily controlled. As a result, the powder of the barium titanate-based compound having a small particle size and a small imbalance of the particle size can be easily produced.

이와 같이 입경이 작으면서 입경의 불균형이 적은 티탄산바륨계 화합물을 유전체층의 주성분으로 이용함으로써, 단락율이 낮고 절연 저항 불량도 억제되며 충분한 정전용량을 구비한 적층 세라믹 콘덴서를 형성할 수 있다.Thus, by using the barium titanate-based compound having a small particle size and a small imbalance of the particle size as a main component of the dielectric layer, a multilayer ceramic capacitor having a low short circuit rate, an insulation resistance defect can be suppressed, and a sufficient capacitance can be formed.

이러한 본 발명에 있어서, 상기 가소공정에 의해 제조된 티탄산바륨계 화합물의 분말은 평균 입경이 100nm이하이고 10%이상의 입자 내부에 쌍정이 존재하는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the powder of the barium titanate-based compound produced by the calcination step has twin particles in the particles having an average particle diameter of 100 nm or less and 10% or more.

또한, 상기 가소공정에 의해 제조된 티탄산바륨계 화합물의 분말은 700~1100℃의 가소온도에서의 입경 변화율이 0.3 이하인 것이 바람직하다. 여기서 말하는 "입경 변화율"이란, 가소온도를 x축으로, 입경을 y축으로 플롯 했을 때의 직선을 선형 근사했을 때의 기울기 값이다.In addition, the powder of the barium titanate-based compound produced by the calcination step preferably has a particle size change rate of 0.3 or less at a calcination temperature of 700 to 1100 ° C. The "particle size change rate" here is the inclination value at the time of linear approximation of the straight line when the plastic temperature is plotted on the x-axis and the particle size on the y-axis.

본 발명에 따른 제조방법에 의해 제조된 유전체 재료의 소결체로 이루어지는 유전체층을 구비하는 적층 세라믹 콘덴서도 또한 본 발명의 하나이다.A multilayer ceramic capacitor having a dielectric layer made of a sintered body of a dielectric material produced by the manufacturing method according to the present invention is also one of the present inventions.

본 발명에 따르면, 입경이 작으면서 입경의 불균형이 적은 티탄산바륨계 화합물을 제조할 수 있으므로, 이러한 티탄산바륨계 화합물을 주성분으로 하는 유전체층의 표면 거칠기의 불균형을 억제할 수 있어, 이로써 적층 세라믹 콘덴서의 단락율 및 절연 저항의 불량을 억제할 수 있다.According to the present invention, since the barium titanate compound having a small particle size and a small imbalance of the particle size can be produced, an unbalance of the surface roughness of the dielectric layer mainly containing such a barium titanate compound can be suppressed, whereby the multilayer ceramic capacitor The defect of a short circuit rate and an insulation resistance can be suppressed.

또한, 본 발명에 의해 제조된 유전체 세라믹 재료를 이용해 제작된 그린 시트는 조직이 치밀하기 때문에 소성 후의 입경이 안정되어, 그 결과 전기 특성이 안정됨과 아울러 유효한 소성온도의 범위도 넓어질 것으로 예상된다.In addition, the green sheet fabricated using the dielectric ceramic material produced by the present invention is expected to have a stable structure and thus have a stable particle diameter after firing, thereby to stabilize the electrical properties and widen the range of effective firing temperatures.

또한, 티탄산바륨계 화합물의 미립자화에 따라 유전체층의 박층화가 촉진되어 내부 전극층 및 유전체층의 적층 수를 증가시킬 수 있으므로, 적층 세라믹 콘덴서의 단위 부피당 정전용량을 증가시킬 수 있게 된다.In addition, as the barium titanate-based compound becomes finer, the thinning of the dielectric layer may be promoted to increase the number of stacked layers of the internal electrode layer and the dielectric layer, thereby increasing the capacitance per unit volume of the multilayer ceramic capacitor.

또한, 본 발명의 방법에 따르면, 임의 입경의 미립인 티탄산바륨계 화합물의 분말을 용이하게 합성할 수 있게 되어, 가소 공정에서의 온도 관리가 용이해진다.Further, according to the method of the present invention, it is possible to easily synthesize a powder of the barium titanate-based compound having a particle size of an arbitrary particle size, thereby facilitating temperature management in the calcination step.

도 1은 쌍정의 결정 구조((a) 면심 입방 격자, (b) 체심 입방 격자)를 나타내는 도면이다.
도 2는 티탄산바륨 분말을 투과형 전자현미경을 이용해 촬상한 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 적층 세라믹 콘덴서의 모식 단면도이다.
도 4는 실시예 4에 대해 측정된 XRD 측정 데이터를 나타내는 그래프이다.
도 5는 각 실시예 및 비교예의 가소온도와 티탄산바륨 분말의 평균 입경과의 관계를 나타내는 그래프이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows twin crystal structure ((a) face-centered cubic lattice, (b) body centered cubic lattice).
Fig. 2 is a photograph of barium titanate powder taken using a transmission electron microscope.
3 is a schematic cross-sectional view of a multilayer ceramic capacitor according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing XRD measurement data measured for Example 4. FIG.
5 is a graph showing the relationship between the calcining temperature of each Example and Comparative Example and the average particle diameter of the barium titanate powder.

이하, 본 발명의 일 실시형태에 따른 적층 세라믹 콘덴서(1)에 대해 도면을 참조해 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the multilayer ceramic capacitor 1 which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated with reference to drawings.

본 실시형태에 따른 적층 세라믹 콘덴서(1)는 도 3에 나타내는 바와 같이, 유전체층(3)과 내부 전극(4)이 교대로 적층되어 이루어지는 콘덴서 칩체(2) 및 상기 콘덴서 칩체(2)의 표면에 설치되어 내부 전극(4)과 도통하는 외부 전극(5)을 구비한다. 내부 전극(4)은 그 단부가 콘덴서 칩체(2)의 대향하는 2개의 표면에 교대로 노출되도록 적층되며, 콘덴서 칩체(2)의 상기 표면상에 형성되어 소정의 콘덴서 회로를 구성하는 외부 전극(5)과 전기적으로 접속한다.As shown in FIG. 3, the multilayer ceramic capacitor 1 according to the present embodiment is formed on the surface of the capacitor chip body 2 and the capacitor chip body 2 in which the dielectric layers 3 and the internal electrodes 4 are alternately stacked. It is provided with the external electrode 5 which is provided and is conductive with the internal electrode 4. The internal electrodes 4 are laminated so that their ends are alternately exposed on two opposite surfaces of the capacitor chip body 2, and are formed on the surface of the capacitor chip body 2 to form an external capacitor ( Electrically connect with 5).

유전체층(3)은 티탄산바륨계 화합물을 주성분으로 하는 유전체 세라믹 재료의 소결체로 이루어지는 것으로, 상기 티탄산바륨계 화합물은 탄산바륨(BaCO3)과 이산화티탄(TiO2)을 고상반응에 의해 반응시킴으로써 제조할 수 있다.The dielectric layer 3 is composed of a sintered body of a dielectric ceramic material containing a barium titanate-based compound as a main component, and the barium titanate-based compound is prepared by reacting barium carbonate (BaCO 3 ) with titanium dioxide (TiO 2 ) by a solid phase reaction. Can be.

상기 고상반응은 탄산바륨 분말 및 이산화티탄 분말을 함유하는 혼합분말을 유기 용매 중에서 분쇄 혼합하는 분쇄 혼합 공정, 분쇄 혼합된 상기 혼합분말을 소성하여 티탄산바륨계 화합물의 분말을 제조하는 가소(假燒)공정을 구비한다.The solid phase reaction is a pulverized mixing process of pulverizing and mixing a mixed powder containing barium carbonate powder and titanium dioxide powder in an organic solvent, and calcining the pulverized mixed powder to produce a powder of a barium titanate-based compound. Process.

상기 혼합분말은 탄산바륨 분말 및 이산화티탄 분말에 더하여, 필요에 따라 탄산칼슘(CaCO3)이나 탄산스트론튬(SrCO3) 등의 탄산 알칼리토류 금속염 등을 더 함유할 수 있다.The mixed powder may further contain, in addition to barium carbonate powder and titanium dioxide powder, alkaline earth metal carbonates such as calcium carbonate (CaCO 3 ) and strontium carbonate (SrCO 3 ).

상기 유기 용매로는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 에탄올, 프로판올, 부탄올 등의 알코올; 아세톤, 메틸에틸에틸케톤 등의 케톤류; 아세트산에틸 등의 에스테르류; 톨루엔, 자일렌, 벤젠 등의 방향족류 등을 들 수 있다. 이러한 유기용매는 단독으로 이용될 수 있으며, 2종 이상이 병용될 수도 있다.It does not specifically limit as said organic solvent, For example, Alcohol, such as ethanol, a propanol, butanol; Ketones, such as acetone and methyl ethyl ethyl ketone; Ester, such as ethyl acetate; Aromatics, such as toluene, xylene, benzene, etc. Can be mentioned. These organic solvents may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.

상기 분쇄 혼합 공정은 예를 들어 비즈밀, 볼밀 등의 분쇄기를 이용하거나, 고압 분산 처리를 실시하는 등, 탄산바륨 분말과 이산화티탄 분말을 유기 용매와 함께 습식으로 분산한다.In the above pulverized mixing process, barium carbonate powder and titanium dioxide powder are wet-dispersed with an organic solvent, for example, using a mill such as a bead mill or a ball mill, or performing a high pressure dispersion treatment.

상기 가소공정은 분쇄 혼합된 상기 혼합분말을 진공중 또는 대기중에서 예를 들어 700~1100℃로 약 3시간 가열한다.The calcining step heats the mixed powder, which is pulverized and mixed, in vacuum or in the air, for example, at about 700 to 1100 ° C. for about 3 hours.

상기 혼합분말을 이러한 가소공정으로 소성함으로써 평균 입경이 100nm 이하인, 입경이 작은 티탄산바륨계 화합물의 분말을 제조할 수 있다. 티탄산바륨계 화합물 분말의 평균 입경이 100nm를 초과하면 유전체층(3)의 박층화가 어렵다. 아울러, 상기 평균 입경은 예를 들어 주사형 전자현미경(SEM)을 이용한 관찰에 의해 측정되어 산출되는 것이다.By firing the mixed powder in such a calcination step, it is possible to produce a powder of a barium titanate compound having a small particle size with an average particle diameter of 100 nm or less. When the average particle diameter of the barium titanate-based powder exceeds 100 nm, it is difficult to thin the dielectric layer 3. In addition, the said average particle diameter is measured and calculated by observation, for example using a scanning electron microscope (SEM).

또한, 상기 티탄산바륨계 화합물의 분말은 10% 이상의 입자 내부에 쌍정이 존재하는 것이 바람직하다. 이로써, 가소 온도를 상승시켜도 입성장이 잘 되지 않으므로 입경 제어가 용이해진다. 아울러, 쌍정의 존재율은 예를 들어 투과형 전자현미경(TEM)을 이용한 관찰에 의해 측정되어 산출되는 것이다.In addition, in the powder of the barium titanate-based compound, twins are preferably present within 10% or more of the particles. As a result, even if the plasticization temperature is increased, the grain growth is not easy, and thus the particle size control is facilitated. In addition, the abundance of twins is measured and calculated by observation, for example using a transmission electron microscope (TEM).

또한, 상기 혼합분말을 이러한 가소 공정으로 소성함으로써 700~1100℃의 가소 온도에서의 입경 변화율이 0.3 이하인, 가소 온도를 변화시켜도 입경이 잘 변화되지 않는 티탄산바륨계 화합물의 분말을 제조할 수 있게 된다. 이로써, 본 발명에 따르면, 소성온도의 제어가 매우 용이해진다. 아울러, 여기서 말하는 "입경 변화율"이란 상술한 바와 같이 가소 온도를 x축으로, 입경을 y축으로 플롯 했을 때의 직선을 선형 근사했을 때의 기울기 값이다.In addition, by firing the mixed powder in such a calcination process, it is possible to produce a powder of a barium titanate-based compound whose particle size does not change well even when the calcination temperature of which the particle size change rate is lower than 0.3 at a calcination temperature of 700 to 1100 ° C. is changed. . Thus, according to the present invention, control of the firing temperature becomes very easy. In addition, the "particle size change rate" here is the inclination value at the time of linear approximation of the straight line at the time of plotting plastic temperature on the x-axis and particle size on the y-axis as mentioned above.

또한, 본 실시형태의 고상반응은 상기 분쇄 혼합 공정이나 상기 가소 공정 이외에, 통상 이하와 같은 각 공정이 실시된다.In addition, in addition to the said pulverization mixing process and the said calcination process, each of the following processes is normally performed for the solid-phase reaction of this embodiment.

우선, 탄산바륨 분말과 이산화티탄 분말을 소정량 칭량한 후, 칭량한 탄산바륨 분말과 이산화티탄 분말에 유기용매를 첨가해 믹서로 혼합한다. 계속해서, 제조된 혼합분말을 상기와 같이 분쇄 혼합한다. 그 다음, 분쇄 혼합된 혼합분말을 건조시킨 후 건식 분쇄한다. 그리고, 건식 분쇄 후의 혼합분말을 상기와 같이 소성하여 상기 티탄산바륨계 화합물의 분말을 제조한다.First, after a predetermined amount of barium carbonate powder and titanium dioxide powder is weighed, an organic solvent is added to the weighed barium carbonate powder and titanium dioxide powder and mixed with a mixer. Subsequently, the prepared mixed powder is pulverized and mixed as above. Then, the ground mixed powder is dried and then dry ground. Then, the mixed powder after the dry grinding is fired as described above to prepare a powder of the barium titanate compound.

상기 유전체 세라믹 재료는 상기 티탄산바륨계 화합물의 분말에 더하여, 필요에 따라 특성 조정을 위한 금속 화합물을 함유할 수 있다. 상기 금속 화합물로는 예를 들어 Mg, Ba, Ca, Si, Mn, Al, V, Dy, Y, Ho, Yb의 하나 또는 복수의 원소를 함유하는 산화물, 탄산염 등의 화합물을 들 수 있다.In addition to the powder of the barium titanate-based compound, the dielectric ceramic material may contain a metal compound for adjusting properties as necessary. Examples of the metal compound include compounds such as oxides and carbonates containing one or a plurality of elements of Mg, Ba, Ca, Si, Mn, Al, V, Dy, Y, Ho, and Yb.

상기 티탄산바륨계 화합물의 분말에 상기 금속 화합물의 분말을 첨가할 때는 분산제를 함께 첨가하는 것이 바람직하다.When adding the powder of the metal compound to the powder of the barium titanate-based compound, it is preferable to add a dispersant together.

상기 분산제로는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 폴리비닐부틸알계 분산제, 폴리비닐아세탈계 분산제, 폴리카복실산계 분산제, 말레산계 분산제, 폴리에틸렌 글리콜계 분산제, 아릴에테르 공중합체계 분산제 등을 들 수 있다.It does not specifically limit as said dispersing agent, For example, a polyvinyl butyl al type dispersing agent, a polyvinyl acetal type dispersing agent, a polycarboxylic acid type dispersing agent, a maleic acid type dispersing agent, a polyethylene glycol type dispersing agent, an aryl ether copolymer type dispersing agent, etc. are mentioned.

상기 티탄산바륨계 화합물의 분말에 상기 금속 화합물의 분말이나 분산제를 첨가하고, 예를 들어 균질기로 혼합한 후, 비즈밀로 분쇄/분산함으로써 유전체 세라믹 재료를 제조할 수 있다. 이렇게 제조된 유전체 세라믹 재료에 용제 및 바인더를 첨가하고 볼밀 등을 이용해 혼합함으로써 그린 시트 형성용 슬러리를 제조할 수 있다.A dielectric ceramic material can be produced by adding a powder or dispersant of the metal compound to the powder of the barium titanate-based compound, for example, mixing with a homogenizer, and then grinding / dispersing with a bead mill. The slurry for green sheet formation can be manufactured by adding a solvent and a binder to the dielectric ceramic material thus prepared, and mixing using a ball mill etc.

상기 용제로는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 에틸칼비톨, 부탄디올, 2-부톡시에탄올 등의 글리콜류; 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올 등의 알코올; 아세톤, 메틸에틸케톤, 디아세톤알코올 등의 케톤류; 아세트산메틸, 아세트산에틸 등의 에스테르류; 톨루엔, 자일렌, 아세트산벤질 등의 방향족류 등을 들 수 있다.The solvent is not particularly limited, and for example, glycols such as ethyl calbitol, butanediol and 2-butoxyethanol; alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol; acetone, methyl ethyl ketone, diacetone alcohol and the like Ketones; esters such as methyl acetate and ethyl acetate; aromatics such as toluene, xylene, benzyl acetate, and the like.

상기 바인더로는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 아크릴 수지, 폴리비닐부틸알 수지, 폴리비닐아세탈 수지, 에틸셀룰로오스 수지 등을 들 수 있다.It does not specifically limit as said binder, For example, an acrylic resin, a polyvinyl butylal resin, a polyvinyl acetal resin, an ethyl cellulose resin, etc. are mentioned.

상기 바인더는 미리 상기 용제에 용해해 여과해서 용액으로 해 두고, 그 용액에 상기 유전체 세라믹 재료를 첨가하는 것이 바람직하다. 고중합도의 바인더 수지는 용제에 잘 녹지 않아 통상의 방법으로는 슬러리의 분산성이 악화되는 경향이 있다. 고중합도의 바인더 수지를 용제에 용해한 후 그 용액에 기타 성분을 첨가함으로써 그린 시트 형성용 슬러리의 각 성분의 분산성을 개선할 수 있으며, 또한 미용해 바인더 수지의 발생을 억제할 수도 있다. 아울러, 상기 용제 이외의 용제로는 고형분 농도를 높일 수 없으며 래커 점도의 경시 변화가 증대하는 경향이 있다.It is preferable to melt | dissolve the said binder beforehand in the said solvent, make it a solution, and to add the said dielectric ceramic material to this solution. The binder resin of high polymerization degree does not melt | dissolve easily in a solvent, and there exists a tendency for the dispersibility of a slurry to deteriorate by a conventional method. By dissolving the binder resin of high polymerization degree in a solvent and adding another component to the solution, the dispersibility of each component of the slurry for green sheet formation can be improved, and generation | occurrence | production of undissolved binder resin can also be suppressed. In addition, the solid content concentration cannot be increased by solvents other than the above solvent, and there is a tendency that the change over time of the lacquer viscosity increases.

이와 같이 제조된 그린 시트 형성용 슬러리를 폴리에틸렌테레프탈레이트 등으로 이루어지는 기재 상에 시트 형태로 도포함으로써 그린 시트가 형성된다. 유전체층(3)은 제조된 그린 시트를 소성하여 형성되는 소결체로 이루어진다. 유전체층(3) 한층당 두께는 2㎛이하인 것이 바람직하다.The green sheet is formed by applying the green sheet forming slurry thus prepared in a sheet form onto a substrate made of polyethylene terephthalate or the like. The dielectric layer 3 consists of a sintered compact formed by baking the manufactured green sheet. It is preferable that the thickness per one dielectric layer 3 is 2 micrometers or less.

내부 전극(4)으로는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 Cu, Ni, W, Mo, Ag등의 금속 또는 이들의 합금 등으로 이루어지는 것을 들 수 있다.It does not specifically limit as the internal electrode 4, For example, what consists of metals, such as Cu, Ni, W, Mo, Ag, these alloys, etc. is mentioned.

외부 전극(5)으로는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 Cu, Ni, W, Mo, Ag등의 금속 또는 이들의 합금; In-Ga, Ag-10 Pd등의 합금; 카본, 흑연, 카본과 흑연의 혼합물 등으로 이루어지는 것을 들 수 있다.It does not specifically limit as the external electrode 5, For example, metals, such as Cu, Ni, W, Mo, Ag, or these alloys; Alloys, such as In-Ga, Ag-10 Pd; Carbon, graphite, carbon; The thing which consists of mixtures of graphite, etc. are mentioned.

본 실시형태에 따른 적층 세라믹 콘덴서의 제조방법으로는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 이하와 같이 제조된다. 우선, 상기 그린 시트 상에 상기의 각종 금속 등을 함유하는 내부 전극(4)용 도전성 페이스트를 소정 형상으로 스크린 인쇄하여 내부 전극(4)용 도전성 페이스트막을 형성한다.Although it does not specifically limit as a manufacturing method of the multilayer ceramic capacitor which concerns on this embodiment, For example, it manufactures as follows. First, the conductive paste for the internal electrode 4 containing the above-described various metals and the like is screen printed on the green sheet in a predetermined shape to form a conductive paste film for the internal electrode 4.

다음으로, 상기한 바와 내부 전극(4)용 도전성 페이스트막이 형성된 복수의 그린 시트를 적층함과 더불어, 상기 그린 시트가 사이에 개재되도록 도전성 페이스트막이 형성되지 않은 그린 시트를 적층하고 압착한 후, 필요에 따라 절단함으로써 적층체(그린칩)를 형성한다.Next, after laminating a plurality of green sheets with the conductive paste film for the internal electrode 4 and the above-described one, laminating and pressing the green sheet without the conductive paste film so as to interpose the green sheet, A laminate (green chip) is formed by cutting according to the above.

그리고, 형성된 그린칩에 탈바인더 처리를 실시한 후, 상기 그린칩을 예를 들어 환원성 분위기 중에서 소성하여 콘덴서 칩체(2)를 형성한다. 콘덴서 칩체(2)는 그린 시트를 소성하여 이루어지는 소결체로 이루어지는 유전체층(3)과 내부 전극(4)이 교대로 적층되어 있다.Then, after the binder removal process is performed on the formed green chip, the green chip is baked in a reducing atmosphere, for example, to form the capacitor chip body 2. In the capacitor chip body 2, a dielectric layer 3 made of a sintered body obtained by firing a green sheet and an internal electrode 4 are alternately stacked.

형성된 콘덴서 칩체(2)에는 유전체층(3)을 재산화하기 위해 어닐링 처리를 실시하는 것이 바람직하다.It is preferable to perform an annealing treatment on the formed capacitor chip body 2 in order to reoxidize the dielectric layer 3.

다음으로, 콘덴서 칩체(2)의 단면(斷面)에서 노출된 내부 전극(4)의 각각의 테두리에 외부 전극(5)이 전기적으로 접속하도록, 콘덴서 칩체(2)의 단면 상에 상기의 각종 금속 등으로 이루어지는 전극을 도포함으로써 외부 전극(5)을 형성한다. 그리고, 필요에 따라 외부 전극(5) 표면에 도금 등에 통해 피복층을 형성한다.Next, the above-mentioned various types on the end surface of the capacitor chip body 2 are electrically connected to the respective edges of the internal electrode 4 exposed at the end face of the capacitor chip body 2. The external electrode 5 is formed by applying an electrode made of metal or the like. Then, a coating layer is formed on the surface of the external electrode 5 through plating or the like as necessary.

[실시예][Example]

이하, 실시예를 예로 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이 실시예만으로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in more detail, this invention is not limited only to this Example.

BaCO3분말(비표면적(比表面積);30m2/g 또는 50m2/g)과 TiO2분말(비표면적;50m2/g 또는 100m2/g)을 준비하고, 준비한 분말을 A/B비(Ba/Ti비) 1.002가 되도록 칭량했다. 다음, 칭량한 분말에 실시예에 대해서는 에탄올(Etha), 또는 톨루엔과 에탄올을 중량비 30:70으로 혼합한 톨루엔/에탄올 혼합용액(Etha/Tolu)을 첨가하고, 비교예에 대해서는 물을 첨가하여 믹서로 전(前)혼합을 실시하여 제조된 혼합 슬러리를 비즈밀로 분쇄 혼합했다. 그 다음, 분쇄 혼합한 혼합 슬러리를 건조시키고, 건조 후의 혼합분말을 건식 분쇄했다. 다음, 건식 분쇄 후의 혼합분말을 하기 표1~5에 기재된 온도로 진공 가소 했다.BaCO 3 powder (specific surface area; 30 m 2 / g or 50 m 2 / g) and TiO 2 powder (specific surface area; 50 m 2 / g or 100 m 2 / g) were prepared, and the prepared powder was subjected to A / B ratio (Ba / Ti ratio). Next, ethanol (Etha) or toluene / ethanol mixed solution (Etha / Tolu) obtained by mixing toluene and ethanol in a weight ratio of 30:70 was added to the weighed powder, and water was added for the comparative example. The mixed slurry produced by premixing with the furnace was ground and mixed with a bead mill. Then, the mixed slurry which was pulverized and mixed was dried, and the mixed powder after drying was dry pulverized. Next, the mixed powder after dry grinding was vacuum-fired at the temperature of following Tables 1-5.

제조된 티탄산바륨(BaTiO3) 분말에 대해 XRD측정을 실시한 결과, 얻어진 XRD측정 데이터로부터 티탄산바륨 단상인 것이 확인되었다(도 4 참조). 아울러, 도 4에 나타내는 데이터는 실시예 4에 대해 측정된 것이지만, 다른 실시예에 대해서도 동일한 데이터를 얻을 수 있었다. 또한, 제조된 BaTiO3분말을 SEM관찰하여 입경 측정을 실시했다. 이때, 100개 이상의 입자 입경을 측정하여, 평균 입경과 함께 표준 편차σ를 산출했다. 또한, 제조된 BaTiO3분말에 대해 BET법에 의해 비표면적(SSA)을 측정했다. 또한, 제조된 BaTiO3분말을 TEM 관찰하여 쌍정의 존재율을 산출했다. 그 결과는 하기 표 1 ~ 5 및 도 5에 나타냈다.As a result of performing XRD measurement on the produced barium titanate (BaTiO 3 ) powder, it was confirmed from the obtained XRD measurement data that it was a barium titanate single phase (see FIG. 4). In addition, although the data shown in FIG. 4 was measured about Example 4, the same data could be obtained about another Example. Furthermore, SEM observation of the produced BaTiO 3 powder was carried out to measure the particle size. At this time, the particle size of 100 or more particles was measured, and the standard deviation σ was calculated together with the average particle size. In addition, the specific surface area (SSA) was measured by the BET method with respect to the manufactured BaTiO 3 powder. In addition, the abundance of twins was calculated by TEM observation of the prepared BaTiO 3 powder. The results are shown in Tables 1 to 5 and FIG. 5.

Figure pat00001
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Figure pat00002
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Figure pat00003
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Figure pat00004
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Figure pat00005
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각 실시예 및 비교예에 따른 결과로부터, BaCO3 분말과 TiO2 분말을 유기 용매 중에서 분쇄 혼합함으로써, 입성장이 억제되며 광범위에 걸친 가소 온도에서 평균 입경이 100nm이하이면서 입도 분포의 불균형을 나타내는 표준 편차가 20이하이고, 입경이 작으면서 입경의 불균형이 적은 BaTiO3 분말을 제조할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 그리고, 상기 BaTiO3 분말에는 높은 확률로 쌍정이 형성되어 있다는 것도 확인되었다.From the results according to the examples and the comparative examples, by pulverizing and mixing BaCO 3 powder and TiO 2 powder in an organic solvent, grain growth is suppressed, and standard deviation showing an unbalance in particle size distribution with an average particle diameter of 100 nm or less at a wide range of calcination temperatures It was found that BaTiO 3 powder having a particle size of 20 or less and a small particle size with little unbalance in particle size could be produced. It was also confirmed that twins were formed in the BaTiO 3 powder with a high probability.

1: 적층 세라믹 콘덴서
2: 콘덴서 칩체
3: 적층체층
4: 내부 전극
5: 외부 전극
1: multilayer ceramic capacitor
2: condenser chip
3: laminate layer
4: internal electrode
5: external electrode

Claims (4)

탄산바륨과 이산화티탄을 고상반응에 의해 반응시켜 유전체 세라믹 재료를 제조하는 방법에 있어서,
탄산바륨 분말 및 이산화티탄 분말을 함유하는 혼합분말을 유기 용매 중에서 분쇄 혼합하는 분쇄 혼합 공정,
분쇄 혼합한 상기 혼합분말을 소성하여 티탄산바륨계 화합물의 분말을 제조하는 가소 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 유전체 세라믹 재료의 제조방법.
In a method of producing a dielectric ceramic material by reacting barium carbonate and titanium dioxide by a solid phase reaction,
A pulverized mixing process of pulverizing and mixing a mixed powder containing barium carbonate powder and titanium dioxide powder in an organic solvent,
And a calcining step of calcining and mixing the mixed powder to produce a powder of a barium titanate compound.
제1항에 있어서,
상기 티탄산바륨계 화합물의 분말은 평균 입경이 100nm 이하이고 10% 이상의 입자 내부에 쌍정이 존재하는 것인 유전체 세라믹 재료의 제조방법.
The method of claim 1,
The powder of the barium titanate-based compound is a method of producing a dielectric ceramic material, the average particle diameter is 100nm or less and twins are present in the particles 10% or more.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 티탄산바륨계 화합물의 분말은 700~1100℃의 가소 온도에서의 입경 변화율이 0.3 이하인 유전체 세라믹 재료의 제조방법.
The method according to claim 1 or 2,
The powder of the barium titanate-based compound is a method for producing a dielectric ceramic material having a particle size change rate of 0.3 or less at a calcination temperature of 700 ~ 1100 ℃.
제1항 내지 제3항 중 어느 한항에 따른 제조방법에 의해 제조된 유전체 세라믹 재료의 소결체로 이루어지는 유전체층을 구비하는 적층 세라믹 콘덴서.A multilayer ceramic capacitor comprising a dielectric layer made of a sintered body of a dielectric ceramic material produced by the manufacturing method according to any one of claims 1 to 3.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5484506B2 (en) 2012-03-30 2014-05-07 太陽誘電株式会社 Ceramic powder and multilayer ceramic capacitor
JP5629719B2 (en) 2012-03-30 2014-11-26 太陽誘電株式会社 Ceramic powder and multilayer ceramic capacitor
JP5715279B1 (en) * 2014-03-20 2015-05-07 日本化学工業株式会社 Method for producing barium titanate powder
KR20220086169A (en) * 2020-12-16 2022-06-23 삼성전기주식회사 Multilayered capacitor and board for mounting the same

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS649812A (en) * 1987-07-03 1989-01-13 Kawasaki Steel Co Production of raw material powder for ceramic-based superconductive material
JP3987693B2 (en) * 2001-06-12 2007-10-10 太陽誘電株式会社 Dielectric porcelain composition and porcelain capacitor
JP2003146658A (en) * 2001-11-13 2003-05-21 Japan Whisker Co Ltd Method of producing compound oxide
JP5142468B2 (en) * 2005-12-22 2013-02-13 京セラ株式会社 Method for producing barium titanate powder

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