KR20110078333A - 유전체 자기 조성물 및 이를 포함하는 적층 세라믹 커패시터 - Google Patents

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KR20110078333A
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Abstract

본 발명은 유전체 자기 조성물 및 이를 포함하는 적층 세라믹 커패시터에 관한 것으로, 본 발명에 따른 유전체 자기 조성물은 Bam(Ti1-xZrx)O3(0.995≤m≤1.010, 0＜x≤0.10)로 표시되는 모재 분말과 제1 내지 제5 부성분을 포함한다. 본 발명에 따른 유전체 자기 조성물을 포함하는 적층 세라믹 커패시터는 고유전율 및 우수한 고온 신뢰성을 갖는다.
유전체 자기 조성물, 내부전극, 외부전극, 적층 세라믹 커패시터.

Description

유전체 자기 조성물 및 이를 포함하는 적층 세라믹 커패시터{DIELECTRIC CERAMIC COMPOSITION AND MULTILAYER CERAMIC CAPACITOR COMPRISING THE SAME}
본 발명은 유전체 자기 조성물 및 이를 포함하는 적층 세라믹 커패시터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고유전율 및 우수한 고온 신뢰성을 갖는 유전체 자기 조성물 및 이를 포함하는 적층 세라믹 커패시터에 관한 것이다.
일반적으로 커패시터, 인턱터, 압전 소자, 바리스터, 또는 서미스터 등의 세라믹 재료를 사용하는 전자부품은 세라믹 재료로 이루어진 세라믹 소체, 소체 내부에 형성된 내부전극 및 상기 내부전극과 접속되도록 세라믹 소체 표면에 설치된 외부전극을 구비한다.
세라믹 전자부품 중 적층 세라믹 커패시터는 적층된 복수의 유전체층, 일 유전체층을 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 사용 되고 있다.
적층 세라믹 커패시터는 통상적으로 내부 전극층용 페이스트와 유전체층용 페이스트를 시트법이나 인쇄법 등에 의해 적층하고 동시 소성하여 제조된다.
그런데 종래의 적층 세라믹 커패시터 등에 이용되는 유전체 재료는 환원성의 분위기하에서 소성하면 환원되어 반도체화하는 성질을 갖고 있다. 이 때문에 내부전극의 재료로서, 유전체 재료가 소결하는 온도에서 용융되지 않고, 유전체 재료를 반도체화하지 않는 높은 산소 분압하에서 소성하여도 산화되지 않는 Pd 등의 귀금속이 이용되고 있다.
그러나, Pd 등의 귀금속은 고가이기 때문에, 적층 세라믹 커패시터의 저가격화에 큰 방해가 된다. 따라서, 내부 전극재로서 비교적 저렴한 Ni이나 Ni 합금 등의 비금속의 사용이 주류가 되고 있다. 그런데, 내부 전극층의 도전재로서 비금속을 이용하는 경우, 대기 중에서 소성을 행하면 내부 전극층이 산화된다. 따라서, 유전체층과 내부전극층의 동시 소성을 환원성 분위기 중에서 행할 필요가 있다.
그러나, 환원성 분위기 중에서 소성하면, 유전체층이 환원되어 절연 저항(IR)이 낮아진다. 따라서, 비환원성의 유전체 재료가 제안 되고 있다. 또한, 정전기 용량의 온도 변화가 적고, -150 내지 +150 ppm/℃의 범위에서 임의로 제어 가능한 온도 보상용 유전체 자기 조성물에 대한 요구가 높아지고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 고유전율 및 우수한 고온 신뢰성을 갖는 유전체 자기 조성물 및 이를 포함하는 적층 세라믹 커패시터를 제공하는 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 수단으로써, 본 발명의 일 실시 형태는 Bam(Ti1-xZrx)O3(0.995≤m≤1.010, 0＜x≤0.10)로 표시되는 모재 분말; 상기 모재 분말 100몰에 대하여, Mg, Sr, Ba, 및 Zr 중 적어도 하나를 포함하는 산화물 또는 탄화물인 0.05 내지 6.00 몰의 제1 부성분; Sc, Y, La, Ac, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, 및 Lu 중 적어도 하나를 포함하는 산화물인 0.2 내지 3.0몰의 제2 부성분; Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, 및 Ni 중 적어도 하나를 포함하는 산화물인 0.05 내지 0.50몰의 제3 부성분; V, Nb 및 Ta 중 적어도 하나를 포함하는 산화물인 0.05 내지 0.35몰의 제4 부성분; 및 Si 및 Al 중 적어도 하나를 포함하는 산화물인 0.5 내지 4.00몰의 제5 부성분;을 포함하는 유전체 자기 조성물을 제공한다.
상기 제1 부성분에 대한 상기 제5 부성분의 함량비는 0.75 내지 1.50일 수 있다.
상기 제3 부성분 및 제4 부성분 함량의 합은 상기 모재 분말 100 몰에 대하 여 0.1 내지 0.8몰일 수 있다.
상기 제1 내지 제5 부성분 중 적어도 하나 이상은 비표면적이 2.0 m2/g 이상일 수 있다.
상기 제1 부성분 및 제5 부성분은 하나의 화합물 형태로 첨가될 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태는 유전체층과 제1 및 제2 내부전극이 교대로 적층된 세라믹 소체; 및 상기 세라믹 소체의 양 단부에 형성되며, 상기 제1 및 제2 내부전극과 전기적으로 연결되는 제1 및 제2 외부전극;을 포함하고, 상기 유전체층은 Bam(Ti1-xZrx)O3(0.995≤m≤1.010, 0＜x≤0.10)로 표시되는 모재 분말; 상기 모재 분말 100몰에 대하여, Mg, Sr, Ba, 및 Zr 중 적어도 하나를 포함하는 산화물 또는 탄화물인 0.05 내지 6.00 몰의 제1 부성분; Sc, Y, La, Ac, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, 및 Lu 중 적어도 하나를 포함하는 산화물인 0.2 내지 3.0몰의 제2 부성분; Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, 및 Ni 중 적어도 하나를 포함하는 산화물인 0.05 내지 0.50몰의 제3 부성분; V, Nb 및 Ta 중 적어도 하나를 포함하는 산화물인 0.05 내지 0.35몰의 제4 부성분; 및 Si 및 Al 중 적어도 하나를 포함하는 산화물인 0.5 내지 4.00몰의 제5 부성분;을 포함하는 적층 세라믹 커패시터를 제공한다.
상기 제1 및 제2 내부전극은 Ni 또는 Ni 합금을 포함할 수 있다.
상기 제1 부성분에 대한 상기 제5 부성분의 함량비는 0.75 내지 1.50일 수 있다.
상기 제3 부성분 및 제4 부성분 함량의 합은 상기 모재 분말 100 몰에 대하여 0.1 내지 0.8몰일 수 있다.
상기 제1 내지 제5 부성분 중 적어도 하나 이상은 비표면적이 2.0 m2/g 이상일 수 있다.
상기 제1 부성분 및 제5 부성분은 하나의 화합물의 형태로 첨가될 수 있다.
본 발명에 따른 유전체 자기 조성물은 고유전율 및 고온 신뢰성이 확보되고, 저온의 환원 분위기에서 소성이 가능하여 Ni 내부전극을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 유전체 조성물은 커패시터, 인턱터, 압전체 소자, 바리스터, 또는 서미스터 등의 전자부품에 적용될 수 있다.
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, 인턱터, 압전체 소자, 바리스터, 또는 서미스터 등이 있으며, 하기에서는 전자부품의 일례로서 적층 세라믹 커패시터에 관하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 적층 세라믹 커패시터(100)를 나타내는 개략적인 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A'를 따라 취한 적층 세라믹 커패시터(100)를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 적층 세라믹 커패시터(100)는 유전체층(111)과 제1 및 제2 내부 전극(130a, 130b)이 교대로 적층된 세라믹 소체(110)를 가진다. 세라믹 소체(110)의 양 단부에는 세라믹 소체(110)의 내부에 교대로 배치된 제1 및 제2 내부 전극(130a, 130b)과 각각 도통하는 제1 및 제2 외부 전극(120a, 120b)이 형성되어 있다.
세라믹 소체(110)의 형상에 특별히 제한은 없지만, 일반적으로 직방체 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.
유전체층(111)의 두께는 커패시터의 용량 설계에 맞추어 임의로 변경할 수 있는데, 본 발명의 일 실시예에서 소성 후 유전체층의 두께는 1층당 바람직하게는 0.2㎛ 이상일 수 있다. 너무 얇은 두께의 액티브 층은 한층 내에 존재하는 결정립 수가 작아 신뢰성에 나쁜 영향을 미치기 때문에 유전체층의 두께는 0.2 ㎛ 이상일 수 있다.
제1 및 제2 내부 전극(130a, 130b)은 각 단면이 세라믹 소체(110)의 대향하는 양 단부의 표면에 교대로 노출되도록 적층되어 있다. 제1 및 제2 외부 전극(120a, 120b)은 세라믹 소체(110)의 양 단부에 형성되고, 교대로 배치된 제1 및 제2 내부 전극(130a, 130b)의 노출 단면에 전기적으로 연결되어 커패시터 회로를 구성한다.
제1 및 제2 내부 전극(130a, 130b)에 함유되는 도전재는 특별히 한정되지 않지만, 유전체층의 구성 재료가 내환원성을 가지므로, 비금속을 이용할 수 있다.
도전재로서 이용하는 비금속으로는 Ni 또는 Ni 합금일 수 있다. Ni합금으로는, Mn, Cr, Co 및 Al에서 선택되는 1종 이상의 원소와 Ni의 합금일 수 있고, 합금 중의 Ni 함유량은 95중량% 이상일 수 있다.
제1 및 제2 내부 전극(130a, 130b)의 두께는 용도 등에 따라 적절히 결정할 수 있는데, 예를 들면, 0.1 내지 5㎛ 또는 0.1∼2.5㎛일 수 있다.
제1 및 제2 외부 전극(120a, 120b)에 함유되는 도전재는 특별히 한정되지 않지만, Ni, Cu, 또는 이들 합금을 이용할 수 있다. 제1 및 제2 외부 전극(120a, 120b)의 두께는 용도 등에 따라 적절히 결정할 수 있는데, 예를 들면 10 내지 50㎛ 정도일 수 있다.
상기 세라믹 소체(110)를 구성하는 유전체층(111)은 본 발명의 유전체 자기 조성물을 함유한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 자기 조성물은 Bam(Ti1-xZrx)O3(0.995≤m≤1.010, x≤0.10)로 표시되는 모재 분말과 제1 내지 제5 부성분을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 자기 조성물은 고유전율 및 고온 신뢰성이 확보되고, 저온의 환원 분위기에서 소성이 가능하여 Ni 내부전극을 사용할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 자기 조성물의 각 성분을 보다 구체적으로 설명한다.
a)Bam(Ti1-xZrx)O3
본 발명의 일 실시예는 Bam(Ti1-xZrx)O3(0.995≤m≤1.010, 0＜x≤0.10)로 표시되는 모재 분말을 포함한다. 상기 식에서, m이 0.995 미만이면 환원성 분위기의 소성에서 쉽게 환원되어 유전체 자기 조성물이 반도성 물질로 변할 수 있고, m이 1.010 을 초과하면 소성 온도가 높아질 수 있다. 상기 식에서, x가 0.1을 초과하 면 원하는 온도특성을 벗어날 수 있다.
b)제1 부성분
본 발명의 일 실시예는 제1 부성분으로써, Mg, Sr, Ba 및 Zr 중 적어도 하나 이상을 포함하는 산화물 혹은 탄화물을 포함한다. 상기 제1 부성분은 유전체 자기 조성물의 내환원성, 입성장 제어 및 소결 안정성을 부여하는 역할을 한다.
상기 제1 부성분의 함량은 모재 분말 100몰에 대하여 0.05 내지 6.00 몰로 포함된다. 상기 제1 부성분의 함량이 0.05 몰 미만이면 환원성 분위기의 소성에서 쉽게 환원되며 입성장 제어가 어려울 수 있고, 6.00 몰을 초과하면 소결 온도가 상승하고 원하는 유전상수 값을 얻기 어려울 수 있다.
c)제2 부성분
본 발명의 일 실시예는 제2 부성분으로써, Sc, Y, La, Ac, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, 및 Lu 중 적어도 하나를 포함하는 산화물을 포함한다. 상기 제2 부성분은 고온 가속 수명을 향상시키고, 큐리온도(Tc)이상에서의 용량변화를 안정화시키는 역할을 하여 원하는 온도 특성을 만족할 수 있게 한다.
상기 제2 부성분의 함량은 모재 분말 100몰에 대하여 0.2 내지 3.0 몰로 포함된다. 상기 제2 부성분의 함량이 0.2 몰 미만이면, 고온 가속 수명이 저하될 수 있고, 정전용량 변화율(temperature coefficient of capacitance, TCC)이 불안정할 수 있으며, 3.0 몰을 초과하면 소결 온도가 상승하고 원하는 유전상수 값을 얻기 어려울 수 있고, 2차상 발생으로 인한 신뢰성 저하 문제가 발생할 수 있다.
d)제3 부성분
본 발명의 일 실시예는 제3 부성분으로써, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, 및 Ni 중 적어도 하나를 포함하는 산화물을 포함한다. 상기 제3 부성분은 절연 저항(IR)을 증가시키고 고온 가속 수명을 향상시키는 역할을 한다.
상기 제3 부성분의 함량은 모재 분말 100 몰에 대하여 0.05 내지 0.50몰로 포함된다. 상기 제3 부성분의 합이 0.05 몰 미만이면 고온 가속 수명이 저하될 수 있고, 정전용량 변화율(temperature coefficient of capacitance, TCC)이 불안정할 수 있고, 0.50 몰을 초과하면 C*R값(capacitance*Resistance)이 저하될 수 있고, 시간에 따른 용량변화가 커질 수 있다.
e)제4 부성분
본 발명의 일 실시예는 제4 부성분으로써, V, Nb 및 Ta 중 적어도 하나를 포함하는 산화물을 포함한다. 상기 제4 부성분은 고온 가속 수명을 향상시키고 큐리온도(Tc)이상에서의 용량 변화를 안정화시키는 역할을 한다.
상기 제4 부성분의 함량은 모재 분말 100 몰에 대하여 0.05 내지 0.35몰로 포함된다. 상기 제4 부성분의 함량이 0.05 몰 미만이면 고온 가속 수명이 저하될 수 있고, 0.35 몰을 초과하면 C*R 값이 저하될 수 있다.
또한, 상기 제3 부성분 및 제4 부성분 함량의 합은 모재 분말 100 몰에 대하여 0.1몰 내지 0.8몰일 수 있다. 상기 제3 부성분 및 제4 부성분의 함량의 합이 0.10 몰 미만이면 입성장 제어가 어려울 수 있고, 고온 가속 수명이 저하될 수 있으며, 0.8 몰을 초과하면 시간에 따른 용량변화가 커질 수 있고, C*R 값이 저하될 수 있다.
f)제5 부성분
본 발명의 일 실시예는 제5 부성분으로써, Si 및 Al 중 적어도 하나를 포함하는 산화물을 포함한다. 상기 제5 부성분은 다른 성분들, 특히 제1 부성분 또는 모재 분말과 반응하여 소결성을 부여한다.
상기 제5 부성분의 함량은 모재 분말 100 몰에 대하여 0.5 몰 내지 4.0 몰로 포함된다. 상기 제5 부성분의 함량이 0.5 몰 미만이면 소성 온도가 높아질 우려가 있고, 4.0 몰을 초과하면 입성장을 제어하기가 어려울 수 있고, 원하는 유전상수 값을 얻기 어려울 수 있다.
또한, 상기 제1 부성분에 대한 상기 제5 부성분의 함량비는 0.75 내지 1.50일 수 있다. 상기 제1 부성분에 대한 제5 부성분의 함량비가 0.75 미만이면 소결 온도는 낮아지나 고온 가속 수명이 저하될 수 있고, 소결 온도가 불안정해 질 수 있다. 또한, 1.50을 초과하면 소결 온도가 높아질 수 있다.
또한, 상기 제1 부성분 및 제5 부성분은 하나의 화합물의 형태로 첨가될 수 있다. 제1 부성분을 MOa 또는 MCOb(M은 Mg, Sr, Ba, 및 Zr 중 적어도 하나)로 표시하고, 제5 부성분을 NOc(N은 Si 및 Al 중 적어도 하나)로 표시할때, M-NOc 또는 MOa-NOc로 표시되는 글래스 형태 또는 하소품 형태로 첨가될 수 있다. 이때, 상기 하나의 화합물에서 제1 부성분에 대한 제5 부성분의 함량비는 0.75 내지 1.50일 수 있다.
또한, 제1 내지 제5 부성분은 모재 분말과 혼합되는 시점에서, 비표면적이 각각 2.0 m2/g 이상일 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 이는 발명의 구체적인 이해를 돕기 위한 것으로 본 발명의 범위가 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
하기 표 1에 기재된 조성 및 함량에 따른 원료분말을　지르코니아 볼을 혼합/분산 메디아로 사용하고 에탄올/톨루엔과　분산제 및 바인더를 혼합 후, 20　시간　동안 볼밀링하여 슬러리를 제조하였다. 제조된 슬러리를 소형 닥터 블레이드(doctor blade) 방식의 코터(coater)를 이용하여 약 2.0 ㎛ 및 10 내지 13 ㎛의 두께를 갖 는 시트로 성형하였다.
상기 약 2.0㎛의 두께를 갖는 시트에 Ni 내부전극을 인쇄하였다. 상하 커버층으로는 10 내지 13㎛의 두께를 갖는 성형 시트로 25층으로 적층하였고, 약 2.0㎛의 두께를 갖는 내부전극이 인쇄된 시트를 적층하여 액티브 층을 제작하여 바를 제조하였다. 압착바는 절단기를 이용하여 3216 크기의 칩으로 절단하였다. 　제작이 완료된 칩을 가소한 뒤에 환원 분위기, 1100 ~ 1250 ℃　의 온도에서 2 시간 소성 뒤, 1000℃ 에서 재산화를 위해 3시간 동안 열처리하였다. 소성된 칩은 터미네이션 공정을 거친 후, 24hr 방치 후, 측정하였다.
x 제1부성분(mole) 제2부성분(mole) 제3부성분(mole) 제4부성분(mole) 제5부성분(mole) 1성분/5성분(mole) 3+4성분(mole)
실시예1 0.003 Mg 0.7
Ba 1.2		 Dy 0.4 Mn 0.1
Cr 0.2		 V 0.3 Si 1.5
Al 0.1		 1.18 0.6
실시예2 0.040 Mg 1.2
Ba 2.5		 Y 0.1
Yb 0.1
Dy 0.4		 Mn 0.1
Cr 0.1		 Nb 0.1
V 0.10		 Si 2.5 1.48 0.4
실시예3 0.005 Mg 0.6
Ba 1.1		 Dy 1.5 Mo 0.2 Nb 0.3 Si 2.2 0.77 0.5
실시예4 0.001 Mg 1.0
Ba 1.0		 Dy 1.0 Mn 0.1 V 0.1 Si 1.2
Al 0.5		 1.17 0.2
비교예1 0.110 Mg 0.7
Ba 1.2		 Dy 0.4 Mn 0.1
Cr 0.2		 V 0.3 Si 1.5
Al 0.1		 1.18 0.6
비교예2 0 Mg 2.0
Ba 4.7		 Y 2.5
Yb 1.5		 Mo 0.1 V 0.3 Si 3.5
Al 0.5		 1.65 0.4
비교예3 0.002 Mg 0.5
Ba 4.5		 Dy .05 Mn 0.3 V 0.3 Si 4.0 1.25 0.6
비교예4 0.010 Mg 1.7
Ba 2.5		 Dy 1.0 Mn 0.5
Cr 0.1		 Nb 0.1 Si 2.5
Al 2.0		 0.93 0.7
비교예5 0.020 Mg 2.0
Ba 1.0
Ca 1.0		 Y 2.5
Yb 0.5		 Mn 0.2
Cr 0.2
Mo 0.05		 - Si 2.9
Al 0.1		 1.33 0.4
비교예6 0.023 Mg 1.0
Ba 5.0		 Y 1.0
Yb 2.0		 Mn 0.2
Cr 0.1
Mo 0.05		 Nb 0.1 Si 4.0
Al 0.5		 1.33 0.45
비교예7 0.008 - Y 1.0 Mn 0.1
Cr 0.2 		V 0.3 Si 3.5
Al 0.5		 - 0.6
비교예8 0.004 Mg 0.5
Ba 3.0		 Dy 0.1 Mn 0.5
Cr 0.15
Mo 0.05		 Ta 0.1
V 0.1		 Si 3.0
Al 0.5		 1.00 0.45
비교예9 0.006 Mg 1.0
Ba 5.5		 Yb 2.5
Dy 0.5		 - Nb 0.1
Ta 0.1		 Si 2.5
Al 2.0		 1.33 0.2
비교예10 0.001 Mg 2.0
Ba 2.0		 Y 2.5
Yb 0.5		 Mn 0.2
Cr 0.2
Mo 0.05		 Ta 0.5 Si 2.9
Al 0.1		 1.33 0.5
비교예11 0.02 Mg 0.4
Ba 0.1		 Dy 2.0 Mn 0.2
Cr 0.1
Mo 0.05		 Nb 0.1 Si 0.4 1.25 0.45
[평가]
칩의 상온 정전용량(C) 및 유전손실은 LCR meter 이용하여 1 kHz, 1 V 에서 측정하였고, 10 개씩 샘플을 취하여 상온 절연(R)을 DC 50V 을　인가한 상태에서 60 초경과 후 측정하였다. 정전용량 변화율(temperature coefficient of capacitance, TCC)은 -55℃에서 125℃의 온도 범위에서 측정되었다. 고온 IR 승압 실험은 125 ℃에서 1 Vr = 7.5V/㎛ 조건에서 수행하여 고온 신뢰성 평가를 하였다. 이의 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
유전상수 85℃TCC[%] 125℃TCC[%] 고온 가속 수명 CR 값 소결온도(℃)
실시예1 2808 -12 -30 5Vr 1221 1200
실시예2 2131 -4 -12 6Vr 2101 1230
실시예3 2309 -4 -13 4Vr 1853 1190
실시예4 2651 -7 -15 5Vr 2222 1200
비교예1 2752 -15 -31 6Vr 1520 1190
비교예2 1950 -5 -10 4Vr 2311 1260
비교예3 2009 -9 -15 6Vr 2001 1260
비교예4 2010 -1 -9 3Vr 401 1240
비교예5 2180 -5 -15 1Vr 899 1240
비교예6 2011 1 -2 2Vr 2213 1280
비교예7 2600 -20 -35 1Vr 522 1180
비교예8 2304 -3 -10 1Vr 612 1230
비교예9 2111 -2 -8 1Vr 1095 1240
비교예10 1998 -4 6 1Vr 182 1220
비교예11 2206 -6 -18 1Vr 2213 1250
실시예 1 내지 4를 참조하면, 모재 분말 100 몰당 첨가되는 제1 부성분의 합이 0.05몰 미만인 경우에는 환원성 분위기의 소성에서 쉽게 환원이 되며 입성장의 제어가 어려웠고, 6.00몰을 초과한 경우는 소결 온도가 상승하고 원하는 유전상수 값을 얻을 수 없었다. 첨가되는 제2 부성분의 합이 0.2 몰 미만인 경우에는 고온 가속 수명이 저하는 문제가 발생하였고, TCC 특성이 불안정하였으며, 3.00 몰을 초과한 경우는 소결 온도가 상승하고 원하는 유전상수 값을 얻을 수 없었다. 첨가되는 제3 부성분의 합이 0.05 몰 미만인 경우에는 고온 가속 수명이 저하되었고, TCC 특성이 불안정하였고, 0.5 몰을 초과하면 C*R 값이 저하되었다. 첨가되는 제4 부성분의 합이 0.05 몰 미만인 경우에는 고온 가속 수명이 저하되었고, 0.35 몰을 초과한 경우는 C*R 값이 저하되었다. 첨가되는 제5 부성분의 합이 0.5 몰 미만인 경우에는 소성이 원하는 온도보다 높은 온도에서 소성이 되는 문제가 발생하였고, 4.0 몰을 초과한 경우는 입성장을 제어하기가 어려웠다.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 적층 세라믹 커패시터를 나타내는 개략적인 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A'를 따라 취한 적층 세라믹 커패시터를 나타내는 개략적인 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 적층 세라믹 커패시터 110: 세라믹 소체
111: 유전체층 120a, 120b: 제1 및 제2 외부전극
130a, 130b: 제1 및 제2 내부전극

Claims (11)

  1. Bam(Ti1-xZrx)O3(0.995≤m≤1.010, 0＜x≤0.10)로 표시되는 모재 분말;
    상기 모재 분말 100몰에 대하여, Mg, Sr, Ba, 및 Zr 중 적어도 하나를 포함하는 산화물 또는 탄화물인 0.05 내지 6.00 몰의 제1 부성분;
    Sc, Y, La, Ac, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, 및 Lu 중 적어도 하나를 포함하는 산화물인 0.2 내지 3.0몰의 제2 부성분;
    Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, 및 Ni 중 적어도 하나를 포함하는 산화물인 0.05 내지 0.50몰의 제3 부성분;
    V, Nb 및 Ta 중 적어도 하나를 포함하는 산화물인 0.05 내지 0.35몰의 제4 부성분; 및
    Si 및 Al 중 적어도 하나를 포함하는 산화물인 0.5 내지 4.00몰의 제5 부성분;
    을 포함하는 유전체 자기 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 부성분에 대한 상기 제5 부성분의 함량비는 0.75 내지 1.50인 것을 특징으로 하는 유전체 자기 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제3 부성분 및 제4 부성분 함량의 합은 상기 모재 분말 100 몰에 대하여 0.1 내지 0.8몰인 것을 특징으로 하는 유전체 자기 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제5 부성분 중 적어도 하나 이상은 비표면적이 2.0 m2/g 이상인 것을 특징으로 하는 유전체 자기 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 부성분 및 제5 부성분은 하나의 화합물 형태로 첨가되는 것을 특징으로 하는 유전체 자기 조성물.
  6. 유전체층과 제1 및 제2 내부전극이 교대로 적층된 세라믹 소체; 및
    상기 세라믹 소체의 양 단부에 형성되며, 상기 제1 및 제2 내부전극과 전기 적으로 연결되는 제1 및 제2 외부전극;을 포함하고,
    상기 유전체층은 Bam(Ti1-xZrx)O3(0.995≤m≤1.010, 0＜x≤0.10)로 표시되는 모재 분말; 상기 모재 분말 100몰에 대하여, Mg, Sr, Ba, 및 Zr 중 적어도 하나를 포함하는 산화물 또는 탄화물인 0.05 내지 6.00 몰의 제1 부성분; Sc, Y, La, Ac, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, 및 Lu 중 적어도 하나를 포함하는 산화물인 0.2 내지 3.0몰의 제2 부성분; Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, 및 Ni 중 적어도 하나를 포함하는 산화물인 0.05 내지 0.50몰의 제3 부성분; V, Nb 및 Ta 중 적어도 하나를 포함하는 산화물인 0.05 내지 0.35몰의 제4 부성분; 및 Si 및 Al 중 적어도 하나를 포함하는 산화물인 0.5 내지 4.00몰의 제5 부성분;을 포함하는 적층 세라믹 커패시터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 내부전극은 Ni 또는 Ni 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 커패시터.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 부성분에 대한 상기 제5 부성분의 함량비는 0.75 내지 1.50인 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 커패시터.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제3 부성분 및 제4 부성분 함량의 합은 상기 모재 분말 100 몰에 대하여 0.1 내지 0.8몰인 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 커패시터.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제1 내지 제5 부성분 중 적어도 하나 이상은 비표면적이 2.0 m2/g 이상인 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 커패시터.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 제1 부성분 및 제5 부성분은 하나의 화합물의 형태로 첨가되는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 커패시터.
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