KR20120075347A - Dielectric ceramic composition and electronic component - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유전체 자기(磁器) 조성물 및 전자 부품에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to dielectric ceramic compositions and electronic components.
최근, 급속히 진행되고 있는 전기 기기의 고성능화에 수반하여 전기 회로의 소형화 및 복잡화도 급속히 진행되고 있다. 이 때문에, 전자 부품에 대해서도 한층 더 소형화 및 고성능화가 요구되고 있다. 즉, 양호한 온도 특성을 유지하면서도, 소형화해도 정전 용량을 유지하기 위하여 비유전율이 높고, 또한 고전압하에서 사용하기 위하여 교류 파괴(破壞) 전압이 높은 유전체 자기 조성물 및 전자 부품이 요구되고 있다.In recent years, the miniaturization and complexity of electrical circuits are rapidly progressing along with the rapid progress of high performance electrical equipment. For this reason, further miniaturization and high performance are required for electronic components. That is, a dielectric ceramic composition and an electronic component having a high dielectric constant and a high alternating current breakdown voltage are required to maintain the electrostatic capacity even though miniaturization while maintaining good temperature characteristics.
종래, 자기 콘덴서, 적층 콘덴서, 고주파용 콘덴서, 고전압용 콘덴서 등으로서 널리 이용되고 있는 고유전율 유전체 자기 조성물로서, 특허문헌 1 ~ 4와 같이 BaTiO3, BaZr03, CaTi03, SrTi03계의 자기 조성물을 주성분으로 한 것이 알려져 있다.Conventionally, as high-k dielectric ceramic compositions widely used as magnetic capacitors, multilayer capacitors, high frequency capacitors, high voltage capacitors, and the like, as in Patent Documents 1 to 4 It is known that a main component is a magnetic composition of BaTiO 3 , BaZr0 3 , CaTi0 3 , SrTi0 3 system.
그러나, 이러한 종래의 BaTi03, BaZr03, CaTi03, SrTi03계의 자기 조성물은 강유전성이기 때문에, 높은 정전 용량과 낮은 유전 손실을 유지한 상태로 높은 교류 파괴 전압을 확보하는 것이 곤란하였다.However, such conventional BaTi0 3 , BaZr0 3 , CaTi0 3 , and SrTi0 3 magnetic compositions are ferroelectric, and therefore, it is difficult to secure a high AC breakdown voltage while maintaining high capacitance and low dielectric loss.
본 발명은, 이러한 실상을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 비유전율 및 교류 파괴 전압이 높고, 유전 손실이 낮으며, 온도 특성 및 소결성이 양호한 유전체 자기 조성물을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 다른 목적은, 이러한 유전체 자기 조성물에 의해 구성되는 유전체층을 가지는 전자 부품을 제공하는 것이다.This invention is made | formed in view of such a situation, and the objective is to provide the dielectric ceramic composition with high dielectric constant and alternating current breakdown voltage, low dielectric loss, and favorable temperature characteristic and sinterability. It is another object of the present invention to provide an electronic component having a dielectric layer composed of such a dielectric ceramic composition.
본 발명자들은, 상기 목적을 달성하기 위해 검토를 거듭한 결과, 유전체 자기 조성물의 조성을 특정한 성분으로 하고, 이것들의 비율을 소정 범위로 함으로써 상기 목적을 달성할 수 있음을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM As a result of earnestly examining in order to achieve the said objective, the present inventors discovered that the said objective can be achieved by making a composition of a dielectric ceramic composition into a specific component, and making these ratio into a predetermined range, and to complete this invention, Reached.
즉, 상기 과제를 해결하는 본 발명에 따른 유전체 자기 조성물은, (Ba1 -x-y, Cax, Sry)m(Ti1 -z-a, Zrz, Sna)O3의 조성식으로 표시되는 주성분, 제1 부성분 및 제2 부성분을 가지는 유전체 자기 조성물로서,That is, the dielectric ceramic composition according to the present invention to solve the above problems, the main component represented by the composition formula of (Ba 1- xy , Ca x , Sr y ) m (Ti 1 -za , Zr z , Sn a ) O 3 , A dielectric ceramic composition having a first subcomponent and a second subcomponent,
상기 조성식 중의 x가 0.03≤x≤0.30이고,X in said composition formula is 0.03≤x≤0.30,
상기 조성식 중의 y가 0.00<y≤0.05이고,Y in the said composition formula is 0.00 <y≤0.05,
상기 조성식 중의 z가 0.02<z≤0.2이고,Z in the said composition formula is 0.02 <z <= 0.2,
상기 조성식 중의 a가 O≤a≤0.2이고,A in said composition formula is O≤a≤0.2,
상기 조성식 중의 z+a가 0.04≤z+a≤0.3이고,Z + a in the said composition formula is 0.04 <= z + a <= 0.3,
상기 조성식 중의 m이 0.97≤m≤1.03이고,M in the said composition formula is 0.97 <= m <= 1.03,
상기 제1 부성분은 산화아연이고,The first accessory ingredient is zinc oxide,
상기 제2 부성분은 La, Pr, Pm, Nd, Sm, Eu, Gd 및 Y으로부터 선택되는 적어도 1종의 산화물이고,The second accessory ingredient is at least one oxide selected from La, Pr, Pm, Nd, Sm, Eu, Gd and Y,
상기 제1 부성분이 상기 주성분 100 중량%에 대하여 0.45 ~ 10 중량% 함유되어 있고,0.45-10 weight% of the said 1st subcomponent is contained with respect to 100 weight% of said main components,
상기 제2 부성분은 상기 주성분 100 중량%에 대하여 산화물 환산으로 0.0 중량%보다 많고 0.3 중량% 이하로 함유되어 있는 유전체 자기 조성물이다.The second accessory ingredient is a dielectric ceramic composition containing more than 0.0% by weight and 0.3% by weight or less in terms of oxide with respect to 100% by weight of the main component.
본 발명에 따르면, 비유전율 및 교류 파괴 전압이 높고, 유전 손실이 낮으며, 온도 특성 및 소결성이 양호한 유전체 자기 조성물을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a dielectric ceramic composition having high dielectric constant and alternating current breakdown voltage, low dielectric loss, and good temperature characteristics and sinterability.
본 발명의 실시 형태에 따른 전자 부품은, 상기 유전체 자기 조성물로 구성되어 있는 유전체층을 가진다.An electronic component according to an embodiment of the present invention has a dielectric layer composed of the dielectric ceramic composition.
본 발명의 실시 형태에 따른 전자 부품으로서는, 특별히 한정되지는 않지만, 단판형(單板型) 세라믹 콘덴서, 관통형 콘덴서, 적층 세라믹 콘덴서, 압전 소자, 칩 인덕터, 칩 바리스터, 칩 서미스터, 칩 저항, 그 밖의 표면 실장(SMD) 칩형 전자 부품이 예시된다.The electronic component according to the embodiment of the present invention is not particularly limited, but may be a single plate type ceramic capacitor, a through type capacitor, a multilayer ceramic capacitor, a piezoelectric element, a chip inductor, a chip varistor, a chip thermistor, a chip resistor, Other surface mount (SMD) chip electronic components are illustrated.
도 1의 (A)는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 세라믹 콘덴서의 정면도이고, 도 1의 (B)는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 세라믹 콘덴서의 측면 단면도이다.FIG. 1A is a front view of a ceramic capacitor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a side cross-sectional view of the ceramic capacitor according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 나타내는 실시 형태에 기초하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described based on embodiment shown in drawing.
세라믹 콘덴서(2)Ceramic Capacitors (2)
도 1의 (A)에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 실시 형태에 따른 세라믹 콘덴서(2)는, 유전체층(10)과, 그 대향 표면에 형성된 한 쌍의 단자 전극(12, 14)과, 이 단자 전극(12, 14)에 각각 접속된 리드 단자(6, 8)를 가지는 구성으로 되어 있고, 이것들은 보호 수지(4)로 덮여 있다. 세라믹 콘덴서(2)의 형상은 목적과 용도에 따라 적절히 결정하면 되지만, 유전체층(10)이 원판(圓板) 형상으로 되어 있는 원판형의 콘덴서인 것이 바람직하다. 또한, 그 치수도 목적과 용도에 따라 적절히 결정하면 되지만, 통상적으로, 직경이 3 ~ 20㎜ 정도, 바람직하게는 3 ~ 15㎜ 정도이다.As shown in FIG. 1A, the
유전체층(10)의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 용도 등에 따라 적절히 결정하면 되지만, 바람직하게는 0.3 ~ 2㎜이다. 유전체층(10)의 두께를 이와 같은 범위로 함으로써, 중고압 용도에 적절하게 이용할 수 있다.Although the thickness of the
단자 전극(12, 14)은 도전재로 구성된다. 단자 전극(12, 14)에 이용되는 도전재로서는, 예를 들어 Cu, Cu 합금, Ag, Ag 합금, In-Ga 합금 등을 들 수 있다.The
유전체층
상기 세라믹 콘덴서(2)의 유전체층(10)은, 본 발명의 실시 형태에 따른 유전체 자기 조성물에 의해 구성된다.The
본 발명의 실시 형태에 따른 유전체 자기 조성물은, (Ba1 -x-y, Cax, Sry)m(Ti1 -z-a, Zrz, Sna)O3의 조성식으로 표시되는 주성분, 제1 부성분 및 제2 부성분을 가지는 유전체 자기 조성물이다.The dielectric ceramic composition according to the embodiment of the present invention includes a main component, a first subcomponent represented by a composition formula of (Ba 1 -xy , Ca x , Sr y ) m (Ti 1 -za , Zr z , Sn a ) O 3 and A dielectric ceramic composition having a second subcomponent.
상기 조성식 중의 x는 Ca의 비율을 나타내고 그 범위는 0.03≤x≤0.30이다. Ca이 이 범위로 함유됨으로써, 비유전율, 교류 파괴 전압 및 소결성이 향상되고, 온도 특성이 양호해지는 경향이 된다. 이와 같은 관점에서, x는 바람직하게는 0.08≤x≤0.16이다.In the above composition formula, x represents the ratio of Ca and the range is 0.03 ≦ x ≦ 0.30. By containing Ca in this range, the dielectric constant, alternating current breakdown voltage, and sinterability are improved, and the temperature characteristics tend to be good. From this point of view, x is preferably 0.08 ≦ x ≦ 0.16.
상기 조성식 중의 y는 Sr의 비율을 나타내고 그 범위는 0.00<y≤0.05이다. Sr이 이 범위로 함유됨으로써, 비유전율이 향상되고, 저온 측과 고온 측의 양쪽의 온도 특성이 양호해지는 경향이 된다. 이와 같은 관점에서, y는 바람직하게는 0.006≤y≤0.02이다.Y in the said composition formula represents the ratio of Sr, and the range is 0.00 <y <0.05. By containing Sr in this range, the dielectric constant improves and the temperature characteristic of both the low temperature side and the high temperature side tends to be good. From this point of view, y is preferably 0.006 ≦ y ≦ 0.02.
상기 조성식 중의 z는 Zr의 비율을 나타내고 그 범위는 0.02<z≤0.2이다. Zr이 이 범위로 함유됨으로써, 비유전율 및 교류 파괴 전압이 향상되고, 유전 손실이 저하되며, 저온 측과 고온 측의 양쪽의 온도 특성이 양호해지는 경향이 된다. 이와 같은 관점에서, z는 바람직하게는 0.06≤z≤0.15이다.Z in the said composition formula represents the ratio of Zr, and the range is 0.02 <z <0.2. By containing Zr in this range, the dielectric constant and the alternating current breakdown voltage are improved, the dielectric loss is decreased, and the temperature characteristics of both the low temperature side and the high temperature side tend to be good. From this point of view, z is preferably 0.06 ≦ z ≦ 0.15.
상기 조성식 중의 a는 Sn의 비율을 나타내고 그 범위는 0≤a≤0.2이다. Sn이 이 범위로 함유됨으로써, 비유전율 및 교류 파괴 전압이 향상되고, 온도 특성이 양호해지는 경향이 된다. 이와 같은 관점에서, a는 바람직하게는 0≤a≤0.15이다.A in the said composition formula shows the ratio of Sn, and the range is 0 <= a <= 0.2. By containing Sn in this range, relative dielectric constant and alternating current breakdown voltage improve and it becomes the tendency for temperature characteristics to become favorable. From this point of view, a is preferably 0 ≦ a ≦ 0.15.
상기 조성식 중의 z+a는 Zr과 Sn의 합계 비율을 나타내고 그 범위는 0.04≤z+a≤0.3이다. Sn이 이 범위로 함유됨으로써, 비유전율 및 교류 파괴 전압이 향상되고, 유전 손실이 저하되며, 온도 특성이 양호해지는 경향이 된다. 이와 같은 관점에서, z+a는 바람직하게는 0.06≤z+a≤0.2이다.Z + a in the said composition formula represents the total ratio of Zr and Sn, and the range is 0.04 <= z + a <= 0.3. By containing Sn in this range, the dielectric constant and the alternating current breakdown voltage are improved, the dielectric loss is decreased, and the temperature characteristics tend to be good. From this point of view, z + a is preferably 0.06 ≦ z + a ≦ 0.2.
상기 조성식 중의 m은 A사이트의 성분인 Ba, Ca, Sr과, B사이트 성분인 Ti, Zr, Sn의 몰비를 나타내고, 그 범위는 0.97≤m≤1.03이다. m을 이 범위로 함으로써, 비유전율, 교류 파괴 전압 및 소결성이 향상되는 경향이 된다. 이와 같은 관점에서, m은 바람직하게는 0.97≤m<1.00이다.M in the said composition formula shows the molar ratio of Ba, Ca, Sr which are components of A site, and Ti, Zr, Sn which are B site components, and the range is 0.97 <= m <= 1.03. By setting m to this range, the dielectric constant, alternating current breakdown voltage, and sinterability tend to be improved. From this point of view, m is preferably 0.97 ≦ m <1.00.
상기 제1 부성분은 산화아연이다. 본 발명의 실시 형태에 따른 유전체 자기 조성물은 상기 제1 부성분이 상기 주성분 100 중량%에 대하여 0.45 ~ 10 중량% 함유되어 있다. 제1 부성분의 함유량을 이 범위로 함으로써, 비유전율, 교류 파괴 전압 및 소결성이 향상되고, 온도 특성이 양호해지는 경향이 된다. 이와 같은 관점에서, 제1 부성분의 함유량은 바람직하게는 0.8 ~ 6 중량%이다.The first accessory ingredient is zinc oxide. In the dielectric ceramic composition according to the embodiment of the present invention, the first subcomponent contains 0.45 to 10 wt% with respect to 100 wt% of the main component. By making content of a 1st subcomponent into this range, a dielectric constant, alternating current breakdown voltage, and sinterability will improve, and it will become the tendency for temperature characteristics to become favorable. From such a viewpoint, content of a 1st subcomponent becomes like this. Preferably it is 0.8-6 weight%.
상기 제2 부성분은 La, Pr, Pm, Nd, Sm, Eu, Gd 및 Y으로부터 선택되는 적어도 1종의 산화물이며, 바람직하게는 La, Pm, Nd, Sm, Gd 및 Y으로부터 선택되는 적어도 1종의 산화물이다. 본 발명의 실시 형태에 따른 유전체 자기 조성물은 제2 부성분이 상기 주성분 100 중량%에 대하여 0.0 중량%보다 많고 0.3 중량% 이하로 함유되어 있다. 제2 부성분의 함유량을 이 범위로 함으로써, 교류 파괴 전압이 향상되고, 온도 특성이 양호해지는 경향이 된다. 또한, 본 발명의 실시 형태에 따른 유전체 자기 조성물은 소정의 조성 및 양의 주성분을 가지고, 소정량의 제1 부성분을 가짐으로써, 제2 부성분의 함유량을 비교적 적게 하더라도, 교류 파괴 전압을 향상시키고, 온도 특성을 양호하게 할 수 있다. 이와 같은 관점에서, 제2 부성분의 함유량은 바람직하게는 0.01 중량% 이상 0.09 중량% 이하이다.The second subcomponent is at least one oxide selected from La, Pr, Pm, Nd, Sm, Eu, Gd and Y, preferably at least one selected from La, Pm, Nd, Sm, Gd and Y. Is an oxide of. The dielectric ceramic composition according to the embodiment of the present invention contains more than 0.0 wt% and less than 0.3 wt% of the second accessory ingredient with respect to 100 wt% of the main component. By making content of a 2nd subcomponent into this range, alternating current breakdown voltage will improve and it will become the tendency for a temperature characteristic to become favorable. In addition, the dielectric ceramic composition according to the embodiment of the present invention has a predetermined composition and an amount of the main component, and has a predetermined amount of the first subcomponent, thereby improving the AC breakdown voltage even if the content of the second subcomponent is relatively small. The temperature characteristic can be made favorable. From such a viewpoint, content of a 2nd subcomponent becomes like this. Preferably it is 0.01 weight% or more and 0.09 weight% or less.
세라믹 콘덴서(2)의 제조 방법Manufacturing Method of
이어서, 세라믹 콘덴서(2)의 제조 방법에 대하여 설명한다.Next, the manufacturing method of the
먼저, 소성 후에 도 1에 나타내는 유전체층(10)을 형성하게 되는 유전체 자기 조성물 분말을 제조한다.First, the dielectric ceramic composition powder which forms the
주성분의 원료 및 각 부성분의 원료를 준비한다. 주성분의 원료로서는, Ba, Ca, Sr, Ti, Zr, Sn의 각 산화물 및/또는 소성에 의해 산화물이 되는 원료나, 이것들의 복합 산화물 등을 들 수 있으며, 예를 들어 탄산바륨(BaCO3), 탄산칼슘(CaCO3), 탄산스트론튬(SrCO3), 이산화티타늄(TiO2), 산화지르코늄(ZrO2), 산화주석(SnO2) 등을 이용할 수 있다. 이 밖에, 예를 들어 수산화물 등, 소성 후에 산화물이나 티타늄 화합물이 되는 여러 화합물을 이용하는 것도 가능하다. 이 경우, 금속 원소의 원소 수가 맞도록, 함유량을 적절히 변경하는 것이 바람직하다.Prepare the raw material of the main ingredient and the raw material of each sub ingredient. As the materials of the main component, Ba, Ca, Sr, Ti, Zr, materials which become oxides by the oxides and / or firing of the Sn or, and the like of these composite oxides, such as barium carbonate (BaCO 3) , Calcium carbonate (CaCO 3 ), strontium carbonate (SrCO 3 ), titanium dioxide (TiO 2 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), tin oxide (SnO 2 ), and the like. In addition, it is also possible to use various compounds which become oxides or a titanium compound after baking, such as a hydroxide, for example. In this case, it is preferable to change content suitably so that the number of elements of a metal element may match.
또한, 주성분의 원료는 고상법(固相法)에 의해 제조되어도 되고, 수열(水熱)합성법이나 옥살산염법(蓚酸鹽法) 등의 액상법에 의해 제조되어도 되지만, 제조 비용면에서 고상법에 의해 제조하는 것이 바람직하다.In addition, although the raw material of a main component may be manufactured by the solid-phase method, and may be manufactured by liquid phase methods, such as a hydrothermal synthesis method and an oxalate method, in terms of manufacturing cost, it is by the solid-phase method. It is preferable to prepare.
제1 부성분 및 제2 부성분의 원료로서는 특별히 한정되지 않으며, 소성에 의해 상기한 산화물이 되는 각종 화합물, 예를 들어 탄산염, 질산염, 수산화물, 유기 금속 화합물 등으로부터 적절히 선택하여 이용할 수 있다.It does not specifically limit as a raw material of a 1st subcomponent and a 2nd subcomponent, It can select from a variety of compounds which become said oxide by baking, for example, carbonate, nitrate, hydroxide, an organometallic compound, etc. suitably.
본 발명의 실시 형태에 따른 유전체 자기 조성물의 제조 방법으로서는, 먼저, 주성분의 원료 또는, 주성분의 원료와 각 부성분의 원료를 배합하고, 지르코니아 볼 등에 의한 볼 밀 등을 이용하여 습식 혼합한다. 제1 부성분을 이 시점에서 배합하는 경우에는, 상술한 유전체 자기 조성물의 조성이 되도록 제1 부성분을 배합해도 되고, 일부만 배합하고 가소성(假燒成) 후에 나머지 제1 부성분을 첨가해도 된다.As a method for producing a dielectric ceramic composition according to an embodiment of the present invention, first, a raw material of a main component or a raw material of a main component and a raw material of each subcomponent are blended and wet-mixed using a ball mill made of zirconia balls or the like. When mix | blending a 1st subcomponent at this time, you may mix | blend a 1st subcomponent so that it may become the composition of the dielectric ceramic composition mentioned above, and may mix | blend only a part and may add the remaining 1st subcomponent after plasticization.
얻어진 혼합물을 조립(造粒) 성형하고, 얻어진 성형물을 공기 분위기 중에서 가소성함으로써, 가소성 분말을 얻을 수 있다. 가소성 조건으로서는, 예를 들어 가소성 온도를 바람직하게는 1000 ~ 1300℃, 보다 바람직하게는 1150 ~ 1250℃, 가소성 시간을 바람직하게는 0.5 ~ 4시간으로 하는 것이 좋다. 또한, 주성분의 원료와 부성분의 원료를 각각 가소성한 후, 혼합하여 유전체 자기 조성물 분말로 해도 된다.A plastic powder can be obtained by granulating the obtained mixture and plasticizing the obtained molded product in an air atmosphere. As the plasticity conditions, for example, the plasticity temperature is preferably 1000 to 1300 ° C, more preferably 1150 to 1250 ° C, and the plasticity time is preferably 0.5 to 4 hours. The raw material of the main component and the raw material of the subcomponent may be calcined, respectively, and then mixed to form a dielectric ceramic composition powder.
이어서, 얻어진 가소성 분말을 조분쇄(粗粉碎)한다. 제1 부성분을 일부만 배합한 경우에는, 여기서 가소성 전에 첨가한 제1 부성분의 원료와 합하여 상술한 유전체 자기 조성물의 조성이 되도록 나머지 제1 부성분을 첨가한다.Next, the obtained plastic powder is coarsely pulverized. In the case where only a part of the first subcomponent is blended, the remaining first subcomponent is added here so as to be the composition of the dielectric ceramic composition described above in combination with the raw material of the first subcomponent added before plasticity.
가소성 분말 또는 가소성 분말과 부성분의 원료를 볼 밀 등에 의해 습식 분쇄하고, 혼합하고, 건조하여 유전체 자기 조성물 분말로 한다. 상술한 바와 같이 유전체 자기 조성물 분말을 고상법에 의해 제조함으로써, 원하는 특성을 실현하면서도 제조 비용의 저감을 도모할 수 있다.The plastic powder or the plastic powder and the raw material of the subcomponent are wet-pulverized by a ball mill or the like, mixed and dried to obtain a dielectric ceramic composition powder. As described above, by producing the dielectric ceramic composition powder by the solid phase method, it is possible to reduce the manufacturing cost while realizing desired characteristics.
이어서, 얻어진 유전체 자기 조성물 분말에 바인더를 적당량 첨가해 조립하여 얻어진 조립물을 소정의 크기를 가지는 원판상으로 압축 성형함으로써, 그린 성형체로 한다. 그리고, 얻어진 그린 성형체를 소성함으로써, 유전체 자기 조성물의 소결체를 얻는다. 한편, 소성 조건으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 유지 온도가 바람직하게는 1200 ~ 1400℃, 보다 바람직하게는 1280 ~ 1360℃이며, 소성 분위기를 공기 중으로 하는 것이 바람직하다.Subsequently, an appropriate amount of a binder is added to the obtained dielectric ceramic composition powder, and the granulated product obtained by granulation is compression molded into a disc having a predetermined size to obtain a green molded body. Then, by firing the obtained green molded body, a sintered body of the dielectric ceramic composition is obtained. On the other hand, as baking conditions, although it does not specifically limit, Preferably holding temperature is 1200-1400 degreeC, More preferably, it is 1280-1360 degreeC, It is preferable to make baking atmosphere into air.
얻어진 유전체 자기 조성물의 소결체의 주표면에 단자 전극을 인쇄하고, 필요에 따라 소성함으로써, 단자 전극(12, 14)을 형성한다. 그 후, 단자 전극(12, 14)에 납땜 등에 의해 리드 단자(6, 8)를 접합하고, 마지막으로, 소자 본체를 보호 수지(4)로 덮음으로써, 도 1의 (A) 및 도 1의 (B)에 나타내는 바와 같은 단판형 세라믹 콘덴서를 얻는다.
이와 같이 하여 제조된 본 발명의 세라믹 콘덴서는, 리드 단자(6, 8)를 개재하여 프린트 기판 위 등에 실장되어 각종 전자 기기 등에 사용된다.The ceramic capacitor of the present invention manufactured in this manner is mounted on a printed board or the like via the
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시 형태로 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 여러 가지로 변형할 수 있음은 물론이다.As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to embodiment mentioned above, Of course, it can change in various ways within the range which does not deviate from the summary of this invention.
상술한 실시 형태에서는 본 발명에 따른 전자 부품으로서 유전체층이 단층인 단판형 세라믹 콘덴서를 예시하였지만, 본 발명에 따른 전자 부품으로서 단판형 세라믹 콘덴서로 한정되지 않으며, 상기한 유전체 자기 조성물을 포함하는 유전체 페이스트 및 전극 페이스트를 이용한 통상의 인쇄법이나 시트법에 의해 제작되는 적층형 세라믹 콘덴서라도 되고, 관통형 콘덴서의 유전체층을 상기한 유전체 자기 조성물을 이용해 제작해도 된다.Although the above-described embodiment exemplifies a single plate ceramic capacitor having a single dielectric layer as the electronic component according to the present invention, it is not limited to the single plate ceramic capacitor as the electronic component according to the present invention, and the dielectric paste contains the above dielectric ceramic composition. And a multilayer ceramic capacitor produced by an ordinary printing method or sheet method using an electrode paste, or the dielectric layer of the through capacitor may be produced using the above dielectric ceramic composition.
<실시예><Examples>
이하, 본 발명을 더욱 상세한 실시예에 기초하여 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예로 한정되지 않는다.Hereinafter, although this invention is demonstrated based on further detailed Example, this invention is not limited to these Examples.
시료 1 ~ 58Sample 1 to 58
주성분의 원료로서 BaCO3, CaCO3, SrCO3, TiO2, ZrO2 및 SnO2을 각각 준비하였다. 또한, 제1 부성분의 원료로서 Zn02, 제2 부성분의 원료로서 La2O3, Pr6O11, Pm2O3, Nd2O3, Sm2O3, Eu2O3, Gd2O3, Y2O3을 각각 준비하였다. 그리고, 준비한 이들 원료를 표 1 및 표 2의 시료 1 ~ 58에 나타내는 조성이 되도록 각각 칭량하였다. 이 원료 배합물을 볼 밀을 이용하여 습식 혼합 교반을 3시간 행하고, 탈수 건조 후, 1170 ~ 1210℃에서 가소성하여, 화학 반응을 행하게 하였다.BaCO 3 , CaCO 3 , SrCO 3 , TiO 2 , ZrO 2 and SnO 2 were prepared as raw materials of the main components. In addition, Zn0 2 as a raw material of the first subcomponent, La 2 O 3 , Pr 6 O 11 , Pm 2 O 3 , Nd 2 O 3 , Sm 2 O 3 , Eu 2 O 3 , Gd 2 O as raw materials of the second subcomponent. 3 and Y 2 O 3 were prepared, respectively. And these prepared raw materials were weighed so that it might become the composition shown to the samples 1-58 of Table 1 and Table 2. This raw material blend was subjected to wet mixing and agitation for 3 hours using a ball mill, and dehydrated and dried, then calcined at 1170 to 1210 ° C to cause a chemical reaction.
이어서, 이것을 조분쇄한 후, 다시 포트 밀로 0.5 ~ 2㎛ 정도로 미분쇄(微粉碎)하고, 탈수 건조한 후, 이것에 유기 결합제로서 폴리비닐알코올(PVA)을 첨가하고, 조립 정립(整粒)을 행하여 과립 분말로 하였다. 이 과립 분말을 300MPa의 압력으로 성형하여 직경 16.5㎜, 두께 1.15㎜의 원판상의 성형물로 하였다.Subsequently, after coarsely pulverizing this, it grind | pulverizes with a pot mill again to about 0.5-2 micrometers, and after dehydrating and drying, polyvinyl alcohol (PVA) is added to this as an organic binder, and granulation granulation is carried out. To granule powder. This granulated powder was molded at a pressure of 300 MPa to form a disc shaped molded article having a diameter of 16.5 mm and a thickness of 1.15 mm.
얻어진 성형체를, 공기 중에서 1350℃ 전후로 본(本) 소성하여 자기 소체(素體)를 얻었다. 이와 같이 하여 얻어진 자기 소체의 양면에 은(Ag) 페이스트로 소성 전극을 형성하고, 이것에 리드선을 납땜하여 자기 콘덴서를 얻었다. 이와 같이 하여 얻어진 시료의 비유전율, 유전 손실, 교류 파괴 전압, 온도 특성, 소결성을 측정한 결과를 표 3에 나타낸다.The obtained molded object was fired at around 1350 ° C. in air to obtain a magnetic body. Thus, the baking electrode was formed in the silver (Ag) paste on both surfaces of the obtained magnetic body, the lead wire was soldered to this, and the magnetic capacitor was obtained. Table 3 shows the results of measuring the relative dielectric constant, dielectric loss, alternating current breakdown voltage, temperature characteristics, and sinterability of the sample thus obtained.
(비유전율(ε))(Dielectric constant (ε))
비유전율 ε은 콘덴서 시료에 대하여, 기준 온도 20℃에서 디지털 LCR 미터(애질런트 테크놀러지사 제품 4274A)를 이용하여 주파수 1kHz, 입력 신호 레벨(측정 전압) 1.0Vrms의 조건하에서 측정된 정전 용량으로부터 산출하였다(단위 없음). 비유전율은 높은 편이 바람직하며, 본 실시예에서는 8000 이상을 양호로 하였다.The relative dielectric constant ε was calculated from the capacitance measured under a condition of a frequency of 1 kHz and an input signal level (measured voltage) of 1.0 Vrms using a digital LCR meter (4274A manufactured by Agilent Technologies) at a reference temperature of 20 ° C for a capacitor sample. No units). The higher the dielectric constant, the better. In this example, 8000 or more was satisfactory.
(유전 손실(tanδ))(Dielectric loss (tanδ))
유전 손실(tanδ)은 콘덴서 시료에 대하여, 기준 온도 20℃에서 디지털 LCR 미터(애질런트 테크놀러지사 제품 4274A)를 이용하여 주파수 1kHz, 입력 신호 레벨(측정 전압) 1.0Vrms의 조건하에서 측정하였다. 유전 손실은 낮은 편이 바람직하며, 본 실시예에서는 1.5% 이하를 양호로 하였다.The dielectric loss (tanδ) was measured on a capacitor sample under a condition of a frequency of 1 kHz and an input signal level (measured voltage) of 1.0 Vrms using a digital LCR meter (4274A manufactured by Agilent Technologies) at a reference temperature of 20 ° C. The lower the dielectric loss, the better. In this Example, 1.5% or less was satisfactory.
(교류 파괴 전압(AC-Eb))(AC breakdown voltage (AC-Eb))
교류 파괴 전압(AC-Eb)은 콘덴서 시료에 대하여, 콘덴서의 양단에 교류 전 계를 100V/s로 서서히 인가하고, 100mA의 누설 전류가 흐른 시점에서의 전압을 측정하여, 단위 두께당 교류 파괴 전압을 구하였다. 교류 파괴 전압은 높은 편이 바람직하며, 본 실시예에서는 4.5kV/㎜ 이상을 양호로 하였다.The AC breakdown voltage (AC-Eb) is an AC breakdown voltage per unit thickness by gradually applying an alternating current at 100 V / s to both ends of the capacitor with respect to the capacitor sample, and measuring the voltage at the leakage current of 100 mA. Was obtained. It is preferable that the alternating current breakdown voltage is higher, and in this embodiment, 4.5 kV / mm or more is satisfactory.
(온도 특성(TC))(Temperature characteristic (TC))
콘덴서 시료에 대하여, 85℃에서 디지털 LCR 미터(YHP사 제품 4284A)를 이용하여 주파수 1kHz, 입력 신호 레벨(측정 전압) 1Vrms의 조건하에서 정전 용량을 측정하고, 기준 온도 20℃에서의 정전 용량에 대한 85℃에서의 정전 용량의 변화율(ΔC/C20)(단위는 %)을 산출하였다. 본 실시예에서는 ΔC/C20은 Z5U 특성을 만족하는 +20% ~ -56%를 바람직한 범위로 하였다.For capacitor samples, the capacitance was measured at 85 ° C using a digital LCR meter (4284A, manufactured by YHP) at a frequency of 1 kHz and an input signal level (measured voltage) of 1 Vrms. The rate of change (ΔC / C20) (unit is%) of the capacitance at 85 ° C was calculated. In the present embodiment, ΔC / C20 is + 20% to -56%, which satisfies the Z5U characteristic, as a preferred range.
(소결성)(Sintering)
얻어진 소결체에 대하여, 소성 후의 소결체의 치수 및 중량으로부터 소결체 밀도를 산출하고, 그 소결체 밀도가 5.5g/㎤ 이상인 것을 ○, 5.5g/㎤ 미만인 것을 ×로 하였다. 여기서, 기준을 5.5g/㎤ 미만으로 한 이유는 5.5g/㎤ 미만이면, 소지(素地)의 강도가 현저하게 저하되기 때문이다.About the obtained sintered compact, the sintered compact density was computed from the dimension and weight of the sintered compact after baking, and the thing whose sintered compact density is 5.5 g / cm <3> or more was made into (circle) and less than 5.5 g / cm <3>. The reason why the criterion is less than 5.5 g / cm 3 is that when the strength is less than 5.5 g / cm 3, the strength of the substrate is significantly reduced.
시료 1 ~ 7로부터, 조성식 중의 m이 0.97≤m≤1.03인 경우(시료 2 ~ 6)에는, m이 0.96인 경우(시료 1)에 비해 비유전율이 높아지고, 교류 파괴 전압이 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 조성식 중의 m이 0.97≤m≤1.03인 경우(시료 2 ~ 6)에는, m이 1.04인 경우(시료 7)에 비해 소결성이 양호해지는 것을 확인할 수 있었다. 한편, 시료 7은 소결성이 낮기 때문에, 비유전율, 유전 손실, 교류 파괴 전압 및 온도 특성을 측정할 수 없었다.From samples 1 to 7, it was confirmed that when m in the composition formula was 0.97 ≦ m ≦ 1.03 (
시료 8 ~ 13으로부터, 조성식 중의 x가 0.03≤x≤0.30인 경우(시료 9 ~ 12)에는, x가 0인 경우(시료 8)에 비해 소결성이 양호해지는 것을 확인할 수 있었다. 한편, 시료 8은 소결성이 낮기 때문에, 비유전율, 유전 손실, 교류 파괴 전압 및 온도 특성을 측정할 수 없었다. 또한, 조성식 중의 x가 0.03≤x≤0.30인 경우(시료 8 ~ 13)에는, x가 0.4인 경우(시료 13)에 비해 비유전율이 높아지는 것을 확인할 수 있었다.From samples 8-13, when x in a composition formula is 0.03 <= x <= 0.30 (samples 9-12), it was confirmed that sinterability improves compared with the case where x is 0 (sample 8). On the other hand, since
시료 14 ~ 18로부터, 조성식 중의 y가 O.O0<y≤0.05인 경우(시료 15 ~ 17)에는, y가 0인 경우(시료 14)에 비해 비유전율이 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 조성식 중의 y가 0.00<y≤0.05의 경우(시료 15 ~ 17)에는, y가 0.06인 경우(시료 18)에 비해 비유전율이 높아지고, 온도 특성이 양호해지는 것을 확인할 수 있었다.From samples 14 to 18, it was confirmed that when y in the composition formula was 0 <0 ≤ 0.05 (samples 15 to 17), the relative dielectric constant was higher than when y was 0 (sample 14). Moreover, when y in a composition formula is 0.00 <y <0.05 (samples 15-17), it was confirmed that relative permittivity becomes high and temperature characteristic becomes favorable compared with the case where y is 0.06 (sample 18).
시료 19 ~ 26으로부터, 조성식 중의 z가 0.02<z≤0.2인 경우(시료 20 ~ 25)에는, z가 0.02인 경우(시료 19)에 비해 비유전율이 높아지고, 유전 손실이 낮아지며, 교류 파괴 전압이 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 조성식 중의 z가 0.02<z≤0.2인 경우(시료 20 ~ 25)에는, z가 0.25인 경우(시료 26)에 비해 비유전율이 높아지고, 온도 특성이 양호해지는 것을 확인할 수 있었다.From samples 19 to 26, when z in the composition formula is 0.02 <z≤0.2 (samples 20 to 25), the relative dielectric constant is higher, the dielectric loss is lowered, and the AC breakdown voltage is higher than when z is 0.02 (sample 19). It was confirmed that the increase. Moreover, when z in a composition formula is 0.02 <z <= 0.2 (samples 20-25), it was confirmed that relative permittivity becomes high and temperature characteristic becomes favorable compared with the case where z is 0.25 (sample 26).
시료 20 ~ 25, 27 ~ 32로부터, 조성식 중의 a가 O≤a≤0.2인 경우(시료 20 ~ 25, 27 ~ 31)에는, a가 0.25인 경우(시료 32)에 비해 비유전율이 높아지고, 온도 특성이 양호해지는 것을 확인할 수 있었다.From samples 20-25 and 27-32, when a in composition formula is O <= a≤0.2 (samples 20-25, 27-31), relative dielectric constant becomes high compared with the case where a is 0.25 (sample 32), and temperature It was confirmed that the characteristics became good.
시료 19, 33 ~ 37로부터, 조성식 중의 z+a가 0.04≤z+a≤0.3인 경우(시료 33 ~ 36)에는, 조성식 중의 z+a가 0.02인 경우(시료 19)에 비해 비유전율이 높아지고, 유전 손실이 낮아지며, 교류 파괴 전압이 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 조성식 중의 z+a가 0.04≤z+a≤0.3인 경우(시료 33 ~ 36)에는, 조성식 중의 z+a가 0.40인 경우(시료 37)에 비해 비유전율이 높아지고, 온도 특성이 양호해지는 것을 확인할 수 있었다.From samples 19 and 33 to 37, when z + a in the composition formula is 0.04 ≦ z + a ≦ 0.3 (samples 33 to 36), the relative dielectric constant is higher than when z + a in the composition formula is 0.02 (sample 19). The dielectric loss was lowered and the AC breakdown voltage was increased. Moreover, when z + a in a composition formula is 0.04 <= z + a <0.3 (samples 33-36), relative dielectric constant becomes high and temperature characteristic becomes favorable compared with the case where z + a in a composition formula is 0.40 (sample 37). I could confirm that.
시료 38 ~ 44로부터, 산화아연(제1 부성분)의 함유량이 주성분 100 중량%에 대하여 0.45 ~ 10 중량%인 경우(시료 39 ~ 43)에는, 산화아연의 함유량이 0.3 중량%인 경우(시료 38)에 비해 소결성이 양호해지는 것을 확인할 수 있었다. 한편, 시료 38은 소결성이 낮기 때문에, 비유전율, 유전 손실, 교류 파괴 전압 및 온도 특성의 측정을 할 수 없었다. 또한, 산화아연(제1 부성분)의 함유량이 주성분 100 중량%에 대하여 0.45 ~ 10 중량%인 경우(시료 39 ~ 43)에는, 산화아연의 함유량이 15 중량%의 경우에 비해 비유전율이 높아지는 것을 확인할 수 있었다.From the samples 38 to 44, when the content of zinc oxide (first subcomponent) is 0.45 to 10% by weight relative to 100% by weight of the main component (samples 39 to 43), when the content of zinc oxide is 0.3% by weight (sample 38 It was confirmed that the sinterability is good compared to). On the other hand, since Sample 38 had low sinterability, the relative dielectric constant, dielectric loss, alternating current breakdown voltage, and temperature characteristics could not be measured. In addition, when the content of zinc oxide (first subcomponent) is 0.45 to 10% by weight (samples 39 to 43) with respect to 100% by weight of the main component, the relative dielectric constant is higher than that of the case where the content of zinc oxide is 15% by weight. I could confirm it.
시료 4, 45 ~ 58로부터, 제2 부성분으로서 La2O3, Pr6O11, Pm2O3, Nd2O3, Sm2O3, Eu2O3, Gd2O3 및 Y2O3으로부터 선택되는 적어도 1종으로 이루어지는 제2 부성분이 상기 주성분 100 중량%에 대하여 산화물 환산으로 0.0 중량%보다 많고 0.3 중량% 이하로 함유되어 있는 경우(시료 4, 45 ~ 51, 53 ~ 57)에는, 상기 제2 부성분이 포함되지 않은 경우(시료 52)에 비해 교류 파괴 전압이 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 상기 제2 부성분이 상기 주성분 100 중량%에 대하여 산화물 환산으로 0.O 중량%보다 많고 0.3 중량% 이하로 함유되어 있는 경우(시료 4, 45 ~ 51, 53 ~ 57)에는, 상기 제2 부성분이 0.4 중량% 포함되는 경우(시료 58)에 비해 비유전율이 높아지고, 온도 특성이 양호해지는 것을 확인할 수 있었다.From
2…단판형 세라믹 콘덴서
4…보호 수지
6, 8…리드 단자
10…유전체층
12,14…단자 전극2… Single Plate Ceramic Capacitors
4… Protection resin
6, 8... Lead terminals
10... Dielectric layer
12,14... Terminal electrode
Claims (2)
상기 조성식 중의 x가 0.03≤x≤0.30이고,
상기 조성식 중의 y가 0.00<y≤0.05이고,
상기 조성식 중의 z가 0.02<z≤0.2이고,
상기 조성식 중의 a가 O≤a≤0.2이고,
상기 조성식 중의 z+a가 0.04≤z+a≤0.3이고,
상기 조성식 중의 m이 0.97≤m≤1.03이고,
상기 제1 부성분은 산화아연이고,
상기 제2 부성분은 La, Pr, Pm, Nd, Sm, Eu, Gd 및 Y으로부터 선택되는 적어도 1종의 산화물이고,
상기 제1 부성분이 상기 주성분 100 중량%에 대하여 0.45 ~ 10 중량% 함유되어 있고,
상기 제2 부성분은 상기 주성분 100 중량%에 대하여 산화물 환산으로 0.0 중량%보다 많고 0.3 중량% 이하로 함유되어 있는 유전체 자기 조성물. A dielectric ceramic composition having a main component, a first subcomponent, and a second subcomponent represented by the composition formula (Ba 1- xy , Ca x , Sr y ) m (Ti 1 -za , Zr z , Sn a ) O 3 ,
X in said composition formula is 0.03≤x≤0.30,
Y in the said composition formula is 0.00 <y≤0.05,
Z in the said composition formula is 0.02 <z <= 0.2,
A in said composition formula is O≤a≤0.2,
Z + a in the said composition formula is 0.04 <= z + a <= 0.3,
M in the said composition formula is 0.97 <= m <= 1.03,
The first accessory ingredient is zinc oxide,
The second accessory ingredient is at least one oxide selected from La, Pr, Pm, Nd, Sm, Eu, Gd and Y,
0.45-10 weight% of the said 1st subcomponent is contained with respect to 100 weight% of said main components,
And the second accessory ingredient is more than 0.0% by weight and 0.3% by weight or less in terms of oxide with respect to 100% by weight of the main ingredient.
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