KR20130133132A

KR20130133132A - 유전체 자기 조성물 및 전자 부품

Info

Publication number: KR20130133132A
Application number: KR1020130058279A
Authority: KR
Inventors: 오츄 다이수케; 아베 마사루; 히로세 마사카주; 우메다 유지
Original assignee: 티디케이가부시기가이샤
Priority date: 2012-05-28
Filing date: 2013-05-23
Publication date: 2013-12-06
Also published as: CN103449812B; CN103449812A; JP5910317B2; JP2013245150A; KR101432442B1

Abstract

(과제) 비유전율 및 교류 파괴 전압이 높고, 유전 손실이 낮으며, 온도 특성 및 소결성이 양호한 유전체 자기 조성물을 제공하는 것.
(해결 수단) (Ba₁ _-x-y, Ca_x, Sr_y)_m(Ti₁ _-z-a, Zr_z, Sn_a)O₃의 조성식으로 나타내는 주성분과, 제1 부성분과, 제2 부성분과, 제3 부성분을 갖는 유전체 자기 조성물이다. 0.03≤x≤0.30, 0.00＜y≤0.05, 0.02＜z≤0.2, 0≤a≤0.2, 0.04≤z＋a≤0.3, 0.97≤m≤1.03이다. 제1 부성분은 산화아연, 제2 부성분은 La, Pr, Pm, Nd, Sm, Eu, Gd 및 Y에서 선택되는 적어도 1종의 산화물, 상기 제3 부성분은 Al, Ga, In, Mg, Cu, Ni, Co, Fe 및 Si에서 선택되는 적어도 1종의 산화물이다. 상기 주성분 100중량％에 대해서 제1 부성분이 0.45∼10중량％, 제2 부성분은 산화물 환산으로 0.0중량％보다 많고, 0.3중량％ 이하 함유되고, 제3 부성분은 산화물 환산으로 0.02∼1.5중량％ 함유되어 있다.

Description

유전체 자기 조성물 및 전자 부품 {Dielectic ceramic composition and electronic device}

본 발명은 유전체 자기 조성물 및 전자 부품에 관한 것이다.

최근, 급속히 진행되고 있는 전기 기기의 고성능화에 수반하여, 전기 회로의 소형화, 복잡화 역시 급속히 진행되고 있다. 그 때문에 전자 부품에도 더 한층의 소형화, 고성능화가 요구되고 있다. 즉, 양호한 온도 특성을 유지하면서, 소형화되어도 정전 용량을 유지하기 위해서 비유전율이 높고, 또한 고전압 하에서 사용하기 위해서 교류 파괴 전압이 높은 유전체 자기 조성물 및 전자 부품이 요구되고 있다.

종래, 자기 콘덴서, 적층 콘덴서, 고주파용 콘덴서, 고전압용 콘덴서 등으로서 널리 이용되고 있는 고유전율 유전체 자기 조성물로서, 특허문헌 1∼4와 같이 BaTiO₃-BaZrO₃-CaTiO₃-SrTiO₃계의 자기 조성물을 주성분으로 한 것이 알려져 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 BaTiO₃-BaZrO₃-CaTiO₃-SrTiO₃계의 자기 조성물은 강유전성이기 때문에, 높은 정전 용량, 낮은 유전 손실을 유지한 상태에서 높은 교류 파괴 전압을 확보하기가 곤란하였다.

특허문헌 1 : 일본 공개특허공보 1994-302219호 특허문헌 2 : 일본 공개특허공보 2003-104774호 특허문헌 3 : 일본 공개특허공보 2003-109430호 특허문헌 4 : 일본 공개특허공보 2004-238251호

본 발명은 이와 같은 실상을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 비유전율 및 교류 파괴 전압이 높고, 유전 손실이 낮으며, 온도 특성 및 소결성이 양호한 유전체 자기 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 본 발명은 이와 같은 유전체 자기 조성물에 의해서 구성되는 유전체층을 갖는 전자 부품을 제공하는 것도 목적으로 한다.

본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위해서 예의 검토한 결과, 유전체 자기 조성물의 조성을 특정 성분으로 하고, 이 비율들을 소정 범위로 함으로써 상기 목적을 달성할 수 있는 것을 알아내고, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.

즉, 상기 과제를 해결하는 본 발명에 관련된 유전체 자기 조성물은,

(Ba_1-x-y, Ca_x, Sr_y)_m(Ti_1-z-a, Zr_z, Sn_a)O₃의 조성식으로 나타내는 주성분과, 제1 부성분과, 제2 부성분과 제3 부성분을 갖는 유전체 자기 조성물로서,

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 0≤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 Y에서 선택되는 적어도 1종의 산화물이고,

상기 제3 부성분은 Al, Ga, In, Mg, Cu, Ni, Co, Fe 및 Si에서 선택되는 적어도 1종의 산화물이고,

상기 제1 부성분이 상기 주성분 100중량％에 대해서 0.45∼10중량％ 함유되어 있고,

상기 제2 부성분은 상기 주성분 100중량％에 대해서 산화물 환산으로 0.0중량％보다 많고, 0.3중량％ 이하 함유되고,

상기 제3 부성분은 상기 주성분 100중량％에 대해서 산화물 환산으로 0.02∼1.5중량％ 함유되어 있다.

본 발명에 의하면 비유전율 및 교류 파괴 전압이 높고, 유전 손실이 낮으며, 온도 특성 및 소결성이 양호한 유전체 자기 조성물을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시형태에 관련된 전자 부품은 상기 유전체 자기 조성물로 구성되어 있는 유전체층을 갖는다.

본 발명의 실시형태에 관련된 전자 부품으로는 특별히 한정되지 않으나, 단판(單板)형 세라믹 콘덴서, 관통형 콘덴서, 적층 세라믹 콘덴서, 압전 소자, 칩 인덕터, 칩 베리스터, 칩 서미스터, 칩 저항, 그 밖의 표면 실장(SMD) 칩형 전자 부품이 예시된다.

도 1(A)는 본 발명의 일 실시형태에 관련된 세라믹 콘덴서의 정면도, 도 1(B)는 본 발명의 일 실시형태에 관련된 세라믹 콘덴서의 측면 단면도이다.

이하, 본 발명을 도면에 나타내는 실시형태에 기초하여 설명한다.

세라믹 콘덴서(2)

도 1(A)에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 실시형태에 관련된 세라믹 콘덴서(2)는, 유전체층(10)과, 그 대향 표면에 형성된 1쌍의 단자 전극(12, 14)과, 이 단자 전극(12, 14)에 각각 접속된 리드 단자(6, 8)를 갖는 구성으로 되어 있고, 이것들은 보호 수지(4)에 덮여 있다. 세라믹 콘덴서(2)의 형상은 목적이나 용도에 따라서 적절히 결정하면 되는데, 유전체층(10)이 원판 형상으로 되어 있는 원판형의 콘덴서인 것이 바람직하다. 또, 그 사이즈는 목적이나 용도에 따라서 적절히 결정하면 되는데, 통상적으로 직경이 3∼20㎜ 정도, 바람직하게는 3∼15㎜ 정도이다.

유전체층(10)의 두께는 특별히 한정되지 않고, 용도 등에 따라서 적절히 결정하면 되는데, 바람직하게는 0.3∼2㎜이다. 유전체층(10)의 두께를 이와 같은 범위로 함으로써 중고압용에 바람직하게 사용할 수 있다.

단자 전극(12, 14)은 도전재로 구성된다. 단자 전극(12, 14)에 사용되는 도전재로는, 예를 들어 Cu, Cu합금, Ag, Ag합금, In-Ga합금 등을 들 수 있다.

유전체층 (10)

세라믹 콘덴서(2)의 유전체층(10)은 본 발명의 실시형태에 관련된 유전체 자기 조성물에 의해서 구성된다.

본 발명의 실시형태에 관련된 유전체 자기 조성물은 (Ba₁ _-x-y, Ca_x, Sr_y)_m(Ti₁ _-z-a, Zr_z, Sn_a)O₃의 조성식으로 나타내는 주성분과, 제1 부성분과, 제2 부성분과, 제3 부성분을 갖는 유전체 자기 조성물이다.

조성식 중의 x는 Ca의 비율을 나타내고, 그 범위는 0.03≤x≤0.30이다. Ca가 이 범위에서 함유됨으로써, 비유전율, 교류 파괴 전압 및 소결성이 향상되고, 온도 특성이 양호해지는 경향이 된다. 이와 같은 관점에서, x는 바람직하게는 0.03≤x≤0.17, 더욱 바람직하게는 0.08≤x≤0.16이다.

상기 조성식 중의 y는 Sr의 비율을 나타내고, 그 범위는 0.00＜y≤0.05이다. Sr이 이 범위에서 함유됨으로써 비유전율이 향상되고, 저온측과 고온측의 양방의 온도 특성이 양호해지는 경향이 된다. 이와 같은 관점에서, y는 바람직하게는 0.006≤y≤0.03, 더욱 바람직하게는 0.006≤y≤0.02이다.

상기 조성식 중의 z는 Zr의 비율을 나타내고, 그 범위는 0.02＜z≤0.2이다. Zr가 이 범위에서 함유됨으로써 비유전율 및 교류 파괴 전압이 향상되고, 유전 손실이 저하되며, 저온측과 고온측의 양방의 온도 특성이 양호해지는 경향이 된다. 이와 같은 관점에서, z는 바람직하게는 0.06≤z≤0.16, 더욱 바람직하게는 0.06≤z≤0.15이다.

상기 조성식 중의 a는 Sn의 비율을 나타내고, 그 범위는 0≤a≤0.2이다. Sn이 이 범위에서 함유됨으로써 비유전율 및 교류 파괴 전압이 향상되고, 온도 특성이 양호해지는 경향이 된다. 이와 같은 관점에서, a는 바람직하게는 0≤a≤0.16, 더욱 바람직하게는 0≤a≤0.15이다.

상기 조성식 중의 z＋a는 Zr와 Sn의 합계 비율을 나타내고, 그 범위는 0.04≤z＋a≤0.3이다. Sn이 이 범위에서 함유됨으로써 비유전율 및 교류 파괴 전압이 향상되고, 유전 손실이 저하되고, 온도 특성이 양호해지는 경향이 된다. 이와 같은 관점에서, z＋a는 바람직하게는 0.06≤z＋a≤0.2이다.

상기 조성식 중의 m은 A사이트의 성분인 Ba, Ca, Sr과 B사이트 성분인 Ti, Zr, Sn의 몰비를 나타내고, 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≤1.00, 더욱 바람직하게는 0.97≤m＜1.00이다.

상기 제1 부성분은 산화아연이다. 본 발명의 실시형태에 관련된 유전체 자기 조성물은 상기 제1 부성분이 상기 주성분 100중량％에 대해서 0.45∼10중량％ 함유되어 있다. 제1 부성분의 함유량을 이 범위로 함으로써 비유전율, 교류 파괴 전압, 소결성이 향상되고, 온도 특성이 양호해지는 경향이 된다. 이와 같은 관점에서 제1 부성분의 함유량은 바람직하게는 0.45∼6중량％, 더욱 바람직하게는 0.8∼6중량％이다.

제2 부성분은 La, Pr, Pm, Nd, Sm, Eu, Gd 및 Y에서 선택되는 적어도 1종의 산화물이고, 바람직하게는 La, Pm, Nd, Sm, Gd 및 Y에서 선택되는 적어도 1종의 산화물이다. 본 발명의 실시형태에 관련된 유전체 자기 조성물은, 제2 부성분이 상기 주성분 100중량％에 대해서 0.0중량％보다 많고, 0.3중량％이하 함유되어 있다. 제2 부성분의 함유량을 이 범위로 함으로써 교류 파괴 전압이 향상되고, 온도 특성이 양호해지는 경향이 된다. 또, 본 발명의 실시형태에 관련된 유전체 자기 조성물은 소정의 조성 및 양의 주성분을 갖고, 소정의 양의 제1 부성분을 가짐으로써 제2 부성분의 함유량을 비교적 적게 해도 교류 파괴 전압을 향상시켜 온도 특성을 양호하게 할 수 있다. 이와 같은 관점에서, 제2 부성분의 함유량은 바람직하게는 0.005∼0.1중량％, 더욱 바람직하게는 0.01중량％ 이상 0.09중량％ 이하이다.

제3 부성분은 Al, Ga, In, Mg, Cu, Ni, Co, Fe 및 Si에서 선택되는 적어도 1종의 산화물이고, 바람직하게는, Al, Ga, In, Mg 및 Si에서 선택되는 적어도 1종의 산화물이다. 본 발명의 실시형태에 관련된 유전체 자기 조성물은, 제3 부성분이 주성분 100중량％에 대해서 산화물 환산으로 0.02∼1.5중량％, 바람직하게는 0.05∼1.2중량％ 함유되어 있다. 제3 부성분의 함유량을 이 범위로 함으로써 교류 파괴 전압이 특히 향상되고, 유전율이 높고, 유전 손실도 작고, 온도 특성이 양호해진다.

세라믹 콘덴서(2)의 제조 방법

다음으로, 세라믹 콘덴서(2)의 제조 방법에 대해서 설명한다.

먼저, 소성 후에 도 1에 나타내는 유전체층(10)을 형성하게 되는 유전체 자기 조성물 분말을 제조한다.

주성분의 원료 및 각 부성분의 원료를 준비한다. 주성분의 원료로는 Ba, Ca, Sr, Ti, Zr, Sn의 각 산화물 및/또는 소성에 의해서 산화물이 되는 원료나, 이것들의 복합 산화물 등을 들 수 있고, 예를 들어 탄산바륨(BaCO₃), 탄산칼슘(CaCO₃), 탄산스트론튬(SrCO₃), 산화타이탄(TiO₂), 산화지르코늄(ZrO₂), 산화주석(SnO₂) 등을 사용할 수 있다. 이 밖에 예를 들어 수산화물 등, 소성 후에 산화물이나 타이탄화합물이 되는 여러 가지 화합물을 사용하는 것도 가능하다. 그 경우, 금속 원소의 원소수가 맞도록 함유량을 적절히 변경하면 된다.

또, 주성분의 원료는 고상법에 의해서 제조해도 되고, 수열(水熱) 합성법이나 옥살산염법 등의 액상법에 의해서 제조해도 되나, 제조 비용면에서 고상법에 의해서 제조하는 것이 바람직하다.

제1 부성분, 제2 부성분 및 제3 부성분의 원료로는 특별히 한정되지 않고, 소성에 의해서 상기한 산화물이 되는 각종 화합물, 예를 들어 탄산염, 질산염, 수산화물, 유기 금속 화합물 등에서 적절히 선택하여 사용할 수 있다.

본 발명의 실시형태에 관련된 유전체 자기 조성물의 제조 방법으로는, 먼저 주성분의 원료, 또는 주성분의 원료와 각 부성분의 원료를 배합하고, 지르코니아 볼 등에 의한 볼 밀 등을 사용하여 습식 혼합한다. 제1 부성분∼제3 부성분을 이 시점에서 배합하는 경우에는, 상기한 유전체 자기 조성물의 조성이 되도록 제1 부성분∼제3 부성분을 배합해도 되고, 일부만 배합하여 예비 소성 후에 나머지의 제1 부성분∼제3 부성분을 첨가해도 된다.

얻어진 혼합물을 조립하고 성형하여 얻어진 성형물을, 공기 분위기 중에서 예비 소성함으로써 예비 소성분(燒成粉)을 얻을 수 있다. 예비 소성 조건으로는 예를 들어 예비 소성 온도를 바람직하게는 1000∼1300℃, 보다 바람직하게는 1150∼1250℃, 예비 소성 시간을 바람직하게는 0.5∼4 시간으로 하면 된다. 또, 주성분의 원료와 부성분의 원료를 별개로 예비 소성한 후, 혼합하여 유전체 자기 조성물 분말로 해도 된다.

이어서, 얻어진 예비 소성분을 거칠게 분쇄한다. 제1 부성분∼제3 부성분을 일부만 배합한 경우에는, 여기서, 예비 소성 전에 첨가한 제1 부성분∼제3 부성분의 원료와 합쳐서 상기한 유전체 자기 조성물의 조성이 되도록 나머지의 제1 부성분∼제3 부성분을 첨가한다.

예비 소성분 또는 예비 소성분과 부성분의 원료를 볼 밀 등에 의해서 습식 분쇄하고, 추가로 혼합하고 건조시켜 유전체 자기 조성물 분말로 한다. 상기와 같이, 유전체 자기 조성물 분말을 고상법에 의해서 제조함으로써, 원하는 특성을 실현하면서 제조 비용의 저감을 도모할 수 있다.

이어서, 얻어진 유전체 자기 조성물 분말에 바인더를 적당량 첨가하여 조립하고, 얻어진 조립물을 소정의 크기를 갖는 원판상으로 압축 성형함으로써 그린 성형체로 한다. 그리고, 얻어진 그린 성형체를 소성함으로써 유전체 자기 조성물의 소결체를 얻는다. 또한, 소성의 조건으로는 특별히 한정되지 않으나, 유지 온도가 바람직하게는 1200∼1400℃, 보다 바람직하게는 1280∼1360℃이고, 소성 분위기를 공기 중으로 하는 것이 바람직하다.

얻어진 유전체 자기 조성물의 소결체의 주표면에 단자 전극을 인쇄하고, 필요에 따라서 베이킹함으로써 단자 전극(12, 14)을 형성한다. 그 후, 단자 전극(12, 14)에 납땜 등에 의해서 리드 단자(6, 8)를 접합하고, 마지막으로 소자 본체를 보호 수지(4)로 덮음으로써 도 1(A), 도 1(B)에 나타내는 단판형 세라믹 콘덴서를 얻는다.

이와 같이 하여 제조된 본 발명의 세라믹 콘덴서는 리드 단자(6, 8)를 개재하여 프린트 기판 상 등에 실장되고, 각종 전자 기기 등에 사용된다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명해 왔으나, 본 발명은 이러한 실시형태에 전혀 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 여러 가지 상이한 양태로 실시할 수 있는 것은 물론이다.

상기 서술한 실시형태에서는 본 발명에 관련된 전자 부품으로서 유전체층이 단층인 단판형 세라믹 콘덴서를 예시했으나, 본 발명에 관련된 전자 부품으로는 단판형 세라믹 콘덴서에 한정되지 않고, 상기한 유전체 자기 조성물을 함유하는 유전체 페이스트 및 전극 페이스트를 사용한 통상적인 인쇄법이나 시트법에 의해서 제조되는 적층형 세라믹 콘덴서여도 되고, 관통형 콘덴서의 유전체층을 상기한 유전체 자기 조성물을 사용하여 제조해도 된다.

[실시예]

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

시료 1∼58

주성분의 원료로서 탄산바륨(BaCO₃), 탄산칼슘(CaCO₃), 탄산스트론튬(SrCO₃), 산화타이탄(TiO₂), 산화지르코늄(ZrO₂) 및 산화주석(SnO₂)을 각각 준비하였다. 이 주성분 원료와, 제1 부성분의 원료로서 ZnO, 제2 부성분의 원료로서의 희토류 첨가제를, 소성 후의 조성이 표 1∼표 4에 나타내는 시료 1∼73에 나타내는 조성이 되도록 각각 칭량하고, 이 원료 배합물을 볼 밀로 습식 혼합 교반을 3시간 실시하고, 탈수 건조 후, 1170∼1210℃에서 예비 소성하고, 화학 반응을 행하게 하였다.

또한, 제1 부성분 원료로서의 ZnO와, Al, Ga, In, Mg, Cu, Ni, Co, Fe, Si의 산화물 등의 제3 부성분 원료에 관해서는, 주성분 원료만을 예비 소성한 후, 혹은 주성분 원료와 제2 부성분 원료를 예비 소성한 후에 첨가해도 된다. 또, ZnO 등의 제1 부성분 원료와 제3 부성분 원료에 관해서는, 미리 혼합·예비 소성하고 반응시킨 화합물이라는 형식으로 첨가해도 된다.

이어서, 이것을 거칠게 분쇄한 후, 다시 포트 밀로 0.5∼2㎛ 정도로 미세하게 분쇄하고, 탈수 건조시킨 후, 이것에 유기 결합제로서 폴리바이닐알코올(PVA)을 첨가하고, 조립 정립하여 과립 분말로 하였다. 이 과립 분말을 300㎫의 압력으로 성형하여 직경 16.5㎜, 두께 1.15㎜의 원판상의 성형물로 하였다.

얻어진 성형체를 공기 중에서 1350℃ 전후에서 본 소성하여, 자기 소체를 얻었다. 이와 같이 하여 얻어진 자기 소체의 양면에 은(Ag) 페이스트로 베이킹하여 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 2 및 표 4에 나타낸다.

(비유전율(ε))

비유전율 ε은, 콘덴서 시료에 대해서, 기준 온도 20℃에 있어서, 디지털 LCR 미터(아지렌트테크놀로지사 제조 4274A)로, 주파수 1㎑, 입력 신호 레벨(측정 전압) 1.0Vrms 의 조건하에서 측정된 정전 용량으로부터 산출하였다(단위 없음). 비유전율은 높은 편이 바람직하고, 본 실시예에서는 8000 이상을 양호로 하였다.

(유전 손실(tanδ))

유전 손실(tanδ)은, 콘덴서 시료에 대해서, 기준 온도 20℃에 있어서, 디지털 LCR 미터(아지렌트테크놀로지사 제조 4274A)로, 주파수 1㎑, 입력 신호 레벨(측정 전압) 1.0Vrms 의 조건하에서 측정하였다. 유전 손실은 낮은 편이 바람직하고, 본 실시예에서는 1.5％ 이하를 양호로 하였다.

(교류 파괴 전압(AC-Eb))

교류 파괴 전압(AC-Eb)은, 콘덴서의 시료에 대해서, 콘덴서의 양 단에 교류 전계를 100V/s로 서서히 인가하고, 100 ㎃의 누설 전류가 흐른 시점에서의 전압을 측정하여 단위 두께당 교류 파괴 전압을 구하였다. 교류 파괴 전압은 높은 편이 바람직하고, 본 실시예에서는 5㎸/㎜이상을 양호로 하였다.

(온도 특성(TC))

콘덴서 시료에 대해서, 85℃에 있어서, 디지털 LCR 미터(YHP사 제조 4284A)로, 주파수 1㎑, 입력 신호 레벨(측정 전압) 1Vrms 의 조건에서 정전 용량을 측정하고, 기준 온도 20℃에 있어서의 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.

(소결성)

얻어진 소결체에 대해서, 소성 후의 소결체의 치수 및 중량으로부터 소결체 밀도를 산출하고, 그 소결체 밀도가 5.5 g/㎤ 이상인 것을 ○, 5.5 g/㎤ 미만인 것을 ×로 하였다. 여기서, 기준을 5.5 g/㎤ 미만으로 한 것은 5.5 g/㎤ 미만이면 소지의 강도가 현저하게 저하되어 버리기 때문이다.

(평가)

시료 1∼7로부터, 조성식 중의 m이 0.97≤m≤1.03인 경우(시료 2∼6)에는, m이 0.96인 경우(시료 1)에 비해서 비유전율이 높고, 교류 파괴 전압이 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 또, 조성식 중의 m이 0.97≤m≤1.03인 경우(시료 2∼6)에는, m이 1.04인 경우(시료 7)에 비해서 소결성이 양호해지는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 시료 7에서는 소결성이 낮기 때문에 비유전율, 유전 손실, 교류 파괴 전압 및 온도 특성을 측정할 수 없었다.

시료 8∼13 으로부터, 조성식 중의 x가 0.03≤x≤0.30인 경우(시료 9∼12)에는, x가 0인 경우(시료 8)에 비해서 유전 손실이 낮아지고, 교류 파괴 전압 및 온도 특성이 향상되는 것을 확인할 수 있었다. 또, 조성식 중의 x가 0.03≤x≤0.30인 경우(시료 9∼12)에는, x가 0.4인 경우(시료 13)에 비해서 비유전율이 높아지는 것을 확인할 수 있었다.

시료 14∼18로부터, 조성식 중의 y가 0.00＜y≤0.05인 경우(시료 15∼17)에는, y가 0인 경우(시료 14)에 비해서 비유전율이 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 또, 조성식 중의 y가 0.00＜y≤0.05인 경우(시료 15∼17)에는, y가 0.06인 경우(시료 18)에 비해서 비유전율이 높아지고, 온도 특성이 양호해지는 것을 확인할 수 있었다.

시료 19∼26으로부터, 조성식 중의 z가 0.02＜z≤0.2인 경우(시료 20∼25)에는, z가 0.02인 경우(시료 19)에 비해서 비유전율이 높아지고, 유전 손실이 낮아지고, 교류 파괴 전압이 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 또, 조성식 중의 z가 0.02＜z≤0.2인 경우(시료 20∼25)에는, z가 0.25인 경우(시료 26)에 비해서 비유전율이 높아지고, 온도 특성이 양호해지는 것을 확인할 수 있었다.

시료 27∼32로부터, 조성식 중의 a가 0≤a≤0.2인 경우(시료 27∼31)에는, a가 0.25인 경우(시료 32)에 비해서 비유전율이 높아지고, 온도 특성이 양호해지는 것을 확인할 수 있었다.

시료 19, 33∼38로부터, 조성식 중의 z＋a가 0.04≤z＋a≤0.3인 경우(시료 33∼37)에는, 조성식 중의 z＋a가 0.02인 경우(시료 19)에 비해서 비유전율이 높고, 유전 손실이 낮고, 교류 파괴 전압이 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 또, 조성식 중의 z＋a가 0.04≤z＋a≤0.3인 경우(시료 33∼37)에는, 조성식 중의 z＋a가 0.40인 경우(시료 38)에 비해서 비유전율이 높고, 온도 특성이 양호해지는 것을 확인할 수 있었다.

시료 39∼45로부터, 산화아연(제1 부성분)의 함유량이 주성분 100중량％에 대해서 0.45∼10중량％인 경우(시료 40∼44)에는, 산화아연의 함유량이 0.3중량％인 경우(시료 39)에 비해서 소결성이 양호해지는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 시료 38은 소결성이 낮기 때문에 비유전율, 유전 손실, 교류 파괴 전압 및 온도 특성을 측정할 수 없었다. 또, 산화아연(제1 부성분)의 함유량이 주성분 100중량％에 대해서 0.45∼10중량％인 경우(시료 40∼44)에는, 산화아연의 함유량이 15중량％인 경우에 비해서 비유전율이 높아지는 것을 확인할 수 있었다.

시료 4, 46∼59로부터, 제2 부성분으로서 La₂O₃, Pr₆O₁₁, Pm₂O₃, Nd₂O₃, Sm₂O₃, Eu₂O₃, Gd₂O₃ 및 Y₂O₃ 에서 선택되는 적어도 1종으로 이루어지는 제2 부성분이 상기 주성분 100중량％에 대해서 산화물 환산으로 0.0중량％보다 많고, 0.3중량％ 이하 함유되어 있는 경우(시료 4, 46∼52, 54∼58)에는, 상기 제2 부성분이 함유되지 않은 경우(시료 53)에 비해서 교류 파괴 전압이 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 또, 상기 제2 부성분이 상기 주성분 100중량％에 대해서 산화물 환산으로 0.0중량％보다 많고, 0.3중량％ 이하 함유되어 있는 경우(시료 4, 46∼52, 54∼58)에는, 상기 제2 부성분이 0.4중량％ 함유되는 경우(시료 59)에 비해서 비유전율이 높아지고, 온도 특성이 양호해지는 것을 확인할 수 있었다.

시료 2, 4, 60∼73으로부터, 제3 부성분으로서 Al₂O₃, Ga₂O₃, In₂O₃, MgO, CuO, NiO, CoO, Fe₂O₃, SiO₂에서 선택되는 적어도 1종으로 이루어지는 제3 부성분이 상기 주성분 100중량％에 대해서 산화물 환산으로 0.02∼1.5중량％ 함유되어 있는 경우(시료 2, 4, 61∼63, 66∼73)에는, 상기 제3 부성분이 함유되지 않은 경우(시료 60)에 비해서 교류 파괴 전압이 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 또, 상기 제3 부성분이 상기 주성분 100중량％에 대해서 산화물 환산으로 0.02∼1.5중량％ 함유되어 있는 경우(시료 2, 4, 61∼63, 66∼73)에는, 제3 부성분이 2.0중량％ 함유되는 경우(시료 64)에 비해서 비유전율 및 교류 파괴 전압이 높아지는 것을 확인할 수 있었다.

2 … 단판형 세라믹 콘덴서
4 … 보호 수지
6, 8 … 리드 단자
10 … 유전체층
12, 14 … 단자 전극

Claims

(Ba₁ _-x-y, Ca_x, Sr_y)_m(Ti₁ _-z-a, Zr_z, Sn_a)O₃의 조성식으로 나타내는 주성분과, 제1 부성분과, 제2 부성분과, 제3 부성분을 갖는 유전체 자기 조성물로서,
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 0≤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 Y에서 선택되는 적어도 1종의 산화물이고,
상기 제3 부성분은 Al, Ga, In, Mg, Cu, Ni, Co, Fe 및 Si에서 선택되는 적어도 1종의 산화물이고,
상기 제1 부성분이 상기 주성분 100중량％에 대해서 0.45∼10중량％ 함유되어 있고,
상기 제2 부성분은 상기 주성분 100중량％에 대해서 산화물 환산으로 0.0중량％보다 많고, 0.3중량％ 이하 함유되고,
상기 제3 부성분은 상기 주성분 100중량％에 대해서 산화물 환산으로 0.02∼1.5중량％ 함유되어 있는 유전체 자기 조성물.
제 1 항에 기재된 유전체 자기 조성물로 구성되어 있는 유전체층을 갖는 전자 부품.