KR20140138568A - 유전체 자기 조성물 및 이를 포함하는 적층 세라믹 커패시터 - Google Patents

유전체 자기 조성물 및 이를 포함하는 적층 세라믹 커패시터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유전체 자기 조성물 및 이를 포함하는 적층 세라믹 커패시터에 관한 것으로, 본 발명에 따른 유전체 자기 조성물은 BamTiO3(0.995≤m≤1.010)로 표시되는 모재 분말, 상기 모재 분말 100 몰에 대하여, Ba 및 Ca 중 적어도 하나를 포함하는 산화물 또는 탄화물인 0.2 내지 2.0 몰의 제1 부성분, Si를 포함하는 산화물 또는 Si를 포함하는 글라스(Glass) 화합물인 제2 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 1.5 몰의 제3 부성분 및 Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, 및 Ni 중 적어도 하나를 포함하는 산화물인 0.05 내지 0.80 몰의 제4 부성분을 포함하며, 상기 제2 부성분에 대한 제1 부성분의 함량비는 0.5 내지 1.7인 것을 특징으로 한다.

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 본체, 본체 내부에 형성된 내부전극 및 상기 내부전극과 접속되도록 세라믹 본체 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 사용되고 있다.
적층 세라믹 커패시터는 통상적으로 내부 전극용 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 성질이 있다.
이 때문에 내부전극의 재료로서, 유전체 재료가 소결하는 온도에서 용융되지 않고, 유전체 재료를 반도체화하지 않는 높은 산소 분압하에서 소성하여도 산화되지 않는 팔라듐(Pd) 등의 귀금속이 이용되고 있다.
그러나, 팔라듐(Pd) 등의 귀금속은 고가이기 때문에, 적층 세라믹 커패시터의 저가격화에 큰 방해가 된다.
따라서, 내부 전극 재료로서 비교적 저렴한 니켈(Ni)이나 니켈(Ni) 합금 등의 비금속의 사용이 주류가 되고 있다.
그런데, 내부 전극의 도전재로서 비금속을 이용하는 경우, 대기 중에서 소성을 행하면 내부 전극이 산화된다.
따라서, 유전체층과 내부전극의 동시 소성을 환원성 분위기 중에서 행할 필요가 있다.
그러나, 환원성 분위기 중에서 소성하면, 유전체층이 환원되어 절연 저항 (IR)이 낮아지는 문제가 있다.
따라서, 비환원성의 유전체 재료가 제안되고 있다.
또한, 상기 유전체 재료로서 티탄산바륨(BaTiO3)을 모재로 사용하는 경우, 불균일한 입성장을 억제하고 균일한 그레인을 형성시키기 위해 마그네슘 산화물(MgO) 첨가제를 일반적으로 사용하여 왔다.
하지만, 상기 마그네슘 산화물(MgO) 첨가제는 티탄산바륨(BaTiO3) 내에서 고용이 용이하여 억셉터로 작용하며, 이로 인하여 고온 신뢰성에 문제가 발생하여 그 개선이 요구되는 실정이다.
한국공개특허공보 2002-0040610
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.
본 발명의 일 실시 형태는 BamTiO3(0.995≤m≤1.010)로 표시되는 모재 분말; 상기 모재 분말 100 몰에 대하여, Ba을 포함하는 산화물 또는 탄화물인 0.2 내지 2.0 몰의 제1 부성분; Si를 포함하는 산화물 또는 Si를 포함하는 글라스(Glass) 화합물인 제2 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 1.5 몰의 제3 부성분; 및 Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, 및 Ni 중 적어도 하나를 포함하는 산화물인 0.05 내지 0.80 몰의 제4 부성분;을 포함하며, 상기 제2 부성분에 대한 제1 부성분의 함량비는 0.5 내지 1.7인 유전체 자기 조성물을 제공한다.
상기 BamTiO3로 표시되는 모재 분말에서 m 값이 0.995≤m≤0.998을 만족할 수 있다.
상기 모재 분말의 비표면적이 5.0 m2/g 이하일 수 있다.
상기 제1 부성분의 함량은 0.5 내지 1.5 몰일 수 있다.
상기 제2 부성분에 대한 제1 부성분의 함량비는 0.7 내지 1.2일 수 있다.
상기 제3 부성분의 함량은 0.5 내지 1.0 몰일 수 있다.
상기 제4 부성분의 함량은 0.1 내지 0.4 몰일 수 있다.
상기 자기 조성물은 상기 모재 분말 100 몰에 대하여, 0.05 내지 0.3 몰 함량의 바나듐(V) 산화물을 더 포함할 수 있다.
상기 자기 조성물은 상기 모재 분말 100 몰에 대하여, 0.05 내지 0.5 몰 함량의 알루미늄(Al) 산화물을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태는 유전체층과 제1 및 제2 내부전극이 교대로 적층된 세라믹 본체; 및 상기 세라믹 본체의 양 단부에 형성되며, 상기 제1 및 제2 내부전극과 전기적으로 연결되는 제1 및 제2 외부전극;을 포함하고, 상기 유전체층은 BamTiO3(0.995≤m≤1.010)로 표시되는 모재 분말, 상기 모재 분말 100 몰에 대하여, Ba을 포함하는 산화물 또는 탄화물인 0.2 내지 2.0 몰의 제1 부성분, Si를 포함하는 산화물 또는 Si를 포함하는 글라스(Glass) 화합물인 제2 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 1.5 몰의 제3 부성분 및 Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, 및 Ni 중 적어도 하나를 포함하는 산화물인 0.05 내지 0.80 몰의 제4 부성분을 포함하며, 상기 제2 부성분에 대한 제1 부성분의 함량비는 0.5 내지 1.7인 적층 세라믹 커패시터를 제공한다.
상기 BamTiO3로 표시되는 모재 분말에서 m 값이 0.995≤m≤0.998을 만족할 수 있다.
상기 모재 분말의 비표면적이 5.0 m2/g 이하일 수 있다.
상기 제1 부성분의 함량은 0.5 내지 1.5 몰일 수 있다.
상기 제2 부성분에 대한 제1 부성분의 함량비는 0.7 내지 1.2일 수 있다.
상기 제3 부성분의 함량은 0.5 내지 1.0 몰일 수 있다.
상기 제4 부성분의 함량은 0.1 내지 0.4 몰일 수 있다.
상기 유전체층은 상기 모재 분말 100 몰에 대하여, 0.05 내지 0.3 몰 함량의 바나듐(V) 산화물을 더 포함할 수 있다.
상기 유전체층은 상기 모재 분말 100 몰에 대하여, 0.05 내지 0.5 몰 함량의 알루미늄(Al) 산화물을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 유전체 자기 조성물은 고유전율 및 고온 신뢰성이 확보되고, 저온의 환원 분위기에서 소성이 가능하여 니켈(Ni) 내부전극을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유전체 자기 조성물은 첨가제로서 마그네슘(Mg) 원소를 사용하지 않아도 고온 신뢰성이 우수하며, 경제적인 측면에서도 우수하다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 적층 세라믹 커패시터를 나타내는 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A'를 따라 취한 적층 세라믹 커패시터를 나타내는 개략적인 단면도이다.
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, 이하에서는 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(121, 122)이 교대로 적층된 세라믹 본체(110)를 가진다. 세라믹 본체(110)의 양 단부에는 세라믹 본체(110)의 내부에 교대로 배치된 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)과 각각 도통하는 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)이 형성되어 있다.
세라믹 본체(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 유전체층은 한층 내에 존재하는 결정립 수가 작아 신뢰성에 나쁜 영향을 미치기 때문에 유전체층의 두께는 0.2 ㎛ 이상일 수 있다.
제1 및 제2 내부 전극(121, 122)은 각 단면이 세라믹 본체(110)의 대향하는 양 단부의 표면에 교대로 노출되도록 적층되어 있다.
상기 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)은 세라믹 본체(110)의 양 단부에 형성되고, 교대로 배치된 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)의 노출 단면에 전기적으로 연결되어 커패시터 회로를 구성한다.
상기 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)에 함유되는 도전성 재료는 특별히 한정되지 않지만, 본 발명의 일 실시형태에 따른 유전체층의 구성 재료가 내환원성을 가지므로, 비금속을 이용할 수 있다.
상기 도전성 재료로서 이용하는 비금속으로는 니켈(Ni) 또는 니켈(Ni) 합금일 수 있다.
니켈(Ni) 합금으로는, 망간(Mn), 크롬(Cr), 코발트(Co) 및 알루미늄(Al)에서 선택되는 1종 이상의 원소와 니켈(Ni)의 합금일 수 있고, 합금 중의 니켈(Ni) 함유량은 95중량% 이상일 수 있다.
상기 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)의 두께는 용도 등에 따라 적절히 결정할 수 있으며 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들면 0.1 내지 5㎛ 또는 0.1∼2.5㎛일 수 있다.
상기 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)에 함유되는 도전성 재료는 특별히 한정되지 않지만, 니켈(Ni), 구리(Cu), 또는 이들 합금을 이용할 수 있다.
상기 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)의 두께는 용도 등에 따라 적절히 결정할 수 있으며 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들면 10 내지 50㎛ 일 수 있다.
상기 세라믹 본체(110)를 구성하는 유전체층(111)은 본 발명의 일 실시형태에 따른 유전체 자기 조성물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 유전체 자기 조성물은 BamTiO3(0.995≤m≤1.010)로 표시되는 모재 분말과 제1 내지 제4 부성분을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 유전체 자기 조성물은 고유전율 및 고온 신뢰성이 확보되고, 저온의 환원 분위기에서 소성이 가능하여 니켈(Ni) 내부전극을 사용하는 경우에도 우수한 신뢰성을 갖는 초고용량 제품을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유전체 자기 조성물은 첨가제로서 마그네슘(Mg) 원소를 사용하지 않아도 고온 신뢰성이 우수하며, 경제적인 측면에서도 우수하다.
이하, 본 발명의 일 실시형태에 따른 유전체 자기 조성물의 각 성분을 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
a) 모재 분말
본 발명의 일 실시형태에 따른 유전체 자기 조성물은 BamTiO3(0.995≤m≤1.010)로 표시되는 모재 분말을 포함할 수 있다.
상기 식에서, m이 0.995 미만이면 환원성 분위기의 소성에서 쉽게 환원되어 유전체 자기 조성물이 반도성 물질로 변할 수 있고, 입성장 제어가 어려운 문제가 있다.
한편, m이 1.010 을 초과하면 소성 온도가 높아질 수 있으며, 원하는 온도 특성을 구현하지 못하는 문제가 있을 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 BamTiO3로 표시되는 모재 분말에서 m 값이 0.995≤m≤0.998을 만족하는 경우에 보다 바람직할 수 있다.
상기 m 값이 0.995≤m≤0.998을 만족하도록 조절함으로써, 저온의 환원 분위기에서 소성이 가능하며, 원하는 온도 특성을 구현할 수 있으며, 특히 고온 열화에 따른 용량 저하의 문제가 없어 고용량 제품을 구현할 수 있다.
상기 m이 0.998을 초과하는 경우에는 고온 열화에 따른 용량 저하의 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 모재 분말은 특별히 제한되는 것은 아니나, 분말의 평균 입경은 200 nm 이하일 수 있다.
또한, 상기 모재 분말의 비표면적은 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 5.0 m2/g 이하일 수 있다.
b)제1 부성분
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제1 부성분으로서, Ba 및 Ca 중 적어도 하나 이상을 포함하는 산화물 혹은 탄화물을 포함할 수 있다.
상기 제1 부성분은 유전체 자기 조성물의 내환원성, 입성장 제어 및 소결 안정성을 부여하는 역할을 한다.
일반적으로, 유전체 자기 조성물의 입성장 제어 즉, 불균일한 입성장을 억제하고 균일한 그레인을 형성시키기 위해 Mg를 포함하는 산화물을 첨가제로 사용하여 왔다.
그러나, 상기 마그네슘을 포함하는 산화물(MgO) 첨가제는 티탄산바륨(BaTiO3) 내에서 고용이 용이하여 억셉터로 작용하며, 이로 인하여 고온 신뢰성에 문제가 발생하였다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 유전체 자기 조성물은 상기 마그네슘을 포함하는 산화물(MgO)을 첨가제로서 포함하지 않기 때문에, 고온 신뢰성이 우수하며, 경제적인 측면에서도 우수한 효과가 있다.
상기 제1 부성분의 함량은 모재 분말 100 몰에 대하여 0.2 내지 2.0 몰로 포함될 수 있다.
상기 제1 부성분의 함량 및 후술하는 제2 내지 제4 부성분의 함량은 모재 분말 100 몰에 대하여 포함되는 양으로서, 특히 각 부성분이 포함하는 금속 이온의 몰 수로 정의될 수 있다.
상기 제1 부성분의 함량이 0.2 몰 미만이면 환원성 분위기의 소성에서 쉽게 환원되며 입성장 제어가 어려울 수 있고, 2.0 몰을 초과하면 소성 온도가 상승하고 원하는 높은 유전상수 값을 얻기 어려울 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시형태에 따른 유전체 자기 조성물은 0.5 내지 1.5 몰의 함량을 갖는 제1 부성분을 포함할 수 있으며, 이로 인하여 입성장 제어가 보다 용이하고, 높은 유전상수 값을 얻을 수 있다.
c)제2 부성분
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제2 부성분으로서, Si를 포함하는 산화물 또는 Si를 포함하는 글라스(Glass) 화합물을 포함할 수 있다.
상기 제2 부성분은 다른 성분들, 특히 상기 제1 부성분 또는 모재 분말과 반응하여 소결성을 부여할 수 있다.
상기 제2 부성분에 대한 제1 부성분의 함량비는 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 0.5 내지 1.7일 수 있다.
상기 제2 부성분에 대한 제1 부성분의 함량비가 0.5 미만이면 고온 가속 수명 특성이 문제가 있어 신뢰성이 저하될 수 있고, 원하는 온도 특성 특히, 정전용량 변화율(temperature coefficient of capacitance, TCC) 특성이 구현되지 않는 문제가 있다.
상기 제2 부성분에 대한 제1 부성분의 함량비가 1.7을 초과할 경우에는 소성 온도가 상승하고, 원하는 유전상수 값을 얻을 수 없으며, 유전 특성이 저하될 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 제2 부성분에 대한 제1 부성분의 함량비가 0.7 내지 1.2를 만족할 수 있으며, 이로 인하여 소성 온도가 낮아지고, 유전 특성이 우수하며, 신뢰성이 우수한 적층 세라믹 커패시터를 구현할 수 있다.
d)제3 부성분
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제3 부성분으로서, Sc, Y, La, Ac, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, 및 Lu 중 적어도 하나를 포함하는 산화물을 포함할 수 있다.
상기 제3 부성분은 고온 가속 수명을 향상시키고, 큐리온도(Tc) 이상에서의 용량변화를 안정화시키는 역할을 하여 원하는 온도 특성을 만족할 수 있게 한다.
상기 제3 부성분의 함량은 모재 분말 100 몰에 대하여 0.2 내지 1.5 몰로 포함될 수 있다.
상기 제3 부성분의 함량이 0.2 몰 미만이면, 소성 온도가 올라가고, 고온 가속 수명이 저하될 수 있고, 정전용량 변화율(temperature coefficient of capacitance, TCC)이 불안정할 수 있다.
상기 제3 부성분의 함량이 1.5 몰을 초과하면 소성 온도가 상승하고 원하는 유전상수 값을 얻기 어려울 수 있고, 2차상 발생으로 인한 신뢰성 저하 문제가 발생할 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시형태에 따른 유전체 자기 조성물은 0.5 내지 1.0 몰의 함량을 갖는 제3 부성분을 포함할 수 있으며, 이로 인하여 정전용량 변화율(temperature coefficient of capacitance, TCC) 특성이 우수하며, 높은 유전상수 값을 얻을 수 있다.
e)제4 부성분
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제4 부성분으로서, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, 및 Ni 중 적어도 하나를 포함하는 산화물을 포함할 수 있다.
상기 제4 부성분은 절연 저항(IR)을 증가시키고 고온 가속 수명을 향상시키는 역할을 할 수 있다.
상기 제4 부성분의 함량은 모재 분말 100 몰에 대하여 0.05 내지 0.80 몰로 포함될 수 있다.
상기 제4 부성분의 합이 0.05 몰 미만이면 상온 절연저항(Insulation resistance, IR) 특성이 저하되고, 고온 가속 수명이 저하될 수 있다.
상기 제4 부성분의 합이 0.80 몰을 초과하면 C*R값(capacitance*Resistance)이 저하될 수 있고, 시간에 따른 용량변화가 커질 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시형태에 따른 유전체 자기 조성물은 0.1 내지 0.4 몰의 함량을 갖는 제4 부성분을 포함할 수 있으며, 이로 인하여 상온 절연저항(Insulation resistance, IR) 특성이 우수하며, 높은 C*R (capacitance*Resistance) 값을 얻을 수 있다.
f)기타 부성분
본 발명의 일 실시형태에 따른 유전체 자기 조성물은 바나듐(V)을 포함하는 산화물을 포함할 수 있다.
상기 부성분은 소성 온도를 낮추고, 고온 가속 수명을 향상시키며 큐리온도(Tc) 이상에서의 용량 변화를 안정화시키는 역할을 한다.
상기 바나듐(V)을 포함하는 산화물의 함량은 모재 분말 100 몰에 대하여 0.05 내지 0.30 몰로 포함될 수 있다.
상기 바나듐(V)을 포함하는 산화물의 함량이 0.05 몰 미만이면 고온 가속 수명이 저하될 수 있고, 0.30 몰을 초과하면 C*R 값이 저하될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 유전체 자기 조성물은 알루미늄(Al)을 포함하는 산화물을 포함할 수 있다.
상기 부성분은 다른 성분들, 특히 제1 부성분 또는 모재 분말과 반응하여 소결성을 부여할 수 있다.
상기 알루미늄(Al)을 포함하는 산화물의 함량은 모재 분말 100 몰에 대하여 0.05 몰 내지 0.5 몰로 포함될 수 있다.
상기 알루미늄(Al)을 포함하는 산화물의 함량이 0.05 몰 미만이면 소성 온도가 높아질 우려가 있고, 0.5 몰을 초과하면 입성장을 제어하기가 어려울 수 있고, 정전용량 변화율(temperature coefficient of capacitance, TCC) 특성이 저하될 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 1.0 ㎛ 내지 2.0 ㎛의 두께를 갖는 시트로 성형하였다.
상기 약 2.0㎛의 두께를 갖는 시트에 니켈(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 1005 크기의 칩으로 절단하였다. 　
제작이 완료된 칩을 가소한 뒤에 환원 분위기(0.08% H2), 1100 ~ 1200 ℃　의 온도에서 2 시간 소성 뒤, 1000℃ 에서 재산화(20 ppm O2)를 위해 3시간 동안 열처리하였다. 소성된 칩은 터미네이션 공정을 거친 후, 24hr 방치 후, 측정하였다.
하기 표 1에서 각 부성분의 함량은 모재 100 몰 당 몰 수로 표시하였으며, 유전상수는 0.5 V/μm, 1 kHz 조건에서 측정한 용량값을 기준으로 환산한 수치이다.
또한, 정전용량 변화율(temperature coefficient of capacitance, TCC)은 25℃의 용량값을 기준으로 85℃의 용량값의 변화율을 의미하며, 0.5 V/μm, 1 kHz 조건에서 측정한 값을 의미한다.
또한, 고온 신뢰성 평가는 130℃, 4 시간, 10 V/μm (소성 후 두께 기준)의 조건에서 20개의 샘플 중 불량이 없는 경우를 ○로 표시하고, 불량이 발생한 경우를 ×로 표시하였다.
m 제1부성분
(mole)		 제3부성분
(mole)		 제4부성분
(mole)		 기타 성분
(mole)		 제1부성분함량/제2부성분함량 유전상수 TCC(%)
(at 85℃)		 고온
신뢰성 평가
1 1.000 Ba 0.8
Ca 0.2		 Y 0.2
Ho 0.0
Dy 0.0		 Mn 0.2
Cr 0.1
Mo 0.0		 - 0.7 4000 -10% ○
2 0.995 Ba 1.8
Ca 0.0		 Y 0.1
Ho 0.1
Dy 0.1		 Mn 0.1
Cr 0.2
Mo 0.0		 - 0.5 4600 -13% ○
3 1.010 Ba 0.4
Ca 0.0		 Y 0.1
Ho 0.0
Dy 0.6		 Mn 0.05
Cr 0.0
Mo 0.0		 - 0.6 3900 -13% ○
*4 0.993 Ba 0.0
Ca 2.0		 Y 0.0
Ho 0.0
Dy 1.5		 Mn 0.1
Cr 0.0
Mo 0.1		 - 0.6 3000 -6% ×
*5 0.995 Ba 1.0
Ca 1.0		 Y 0.0
Ho 0.0
Dy 2.0		 Mn 0.3
Cr 0.0
Mo 0.0		 - 0.8 2600 -8% ○
*6 1.003 Ba 0.1
Ca 0.0		 Y 0.0
Ho 1.1
Dy 1.6		 Mn 0.5
Cr 0.1
Mo 0.0		 - 1.7 2700 -17% ×
7 0.998 Ba 0.4
Ca 0.5		 Y 1.0
Ho 0.0
Dy 0.0		 Mn 0.4
Cr 0.4
Mo 0.0		 - 1.0 3700 -10% ○
*8 0.998 Ba 0.5
Ca 1.2		 Y 0.9
Ho 0.0
Dy 2.1		 Mn 0.8
Cr 0.2
Mo 0.0		 - 0.9 2300 -5% ○
9 1.003 Ba 0.4
Ca 0.5		 Y 0.0
Ho 0.0
Dy 0.9		 Mn 0.1
Cr 0.1
Mo 0.0		 V 0.3 1.0 4300 -10% ○
10 0.998 Ba 0.4
Ca 0.5		 Y 0.0
Ho 0.0
Dy 0.9		 Mn 0.1
Cr 0.1
Mo 0.0		 Al 0.5 1.0 4600 -12% ○
11 0.995 Ba 0.4
Ca 0.5		 Y 0.0
Ho 0.0
Dy 0.9		 Mn 0.1
Cr 0.1
Mo 0.0		 V 0.3
Al 0.5		 0.8 4600 -13% ○
*12 1.015 Ba 0.4
Ca 0.0		 Y 0.6
Ho 0.4
Dy 0.0		 Mn 0.2
Cr 0.0
Mo 0.0		 V 0.15
Al 0.3		 0.5 3500 -13% ×
13 0.995 Ba 1.0
Ca 0.5		 Y 0.0
Ho 0.0
Dy 0.7		 Mn 0.1
Cr 0.0
Mo 0.0		 V 0.2
Al 0.2		 1.7 4500 -14% ○
* : 비교예
상기 표 1을 참조하면, 시료 1 내지 3, 7, 9 내지 11 및 13의 경우에는 모재 분말의 m 값, 제1 내지 제4 부성분 및 기타 부성분의 함량이 모두 본 발명의 수치 범위를 만족하는 경우로서, 유전상수, 정전용량 변화율(temperature coefficient of capacitance, TCC) 및 고온 신뢰성이 모두 우수함을 알 수 있다.
반면, 비교예인 시료 4 및 12는 모재 분말의 m 값이 본 발명의 수치 범위를 벗어나며, 이로 인하여 고온 신뢰성에 문제가 있음을 알 수 있다.
또한, 비교예인 시료 5는 제3 부성분의 함량이 본 발명의 수치 범위를 벗어나며, 이로 인하여 유전율이 낮아지는 문제가 있음을 알 수 있다.
비교예인 시료 6은 제1 부성분 및 제3 부성분의 함량이 본 발명의 수치 범위를 벗어나며, 이로 인하여 유전율이 낮고, 정전용량 변화율(temperature coefficient of capacitance, TCC) 및 고온 신뢰성에 문제가 있음을 알 수 있다.
비교예인 시료 8은 제3 부성분 및 제4 부성분의 함량이 본 발명의 수치 범위를 벗어나며, 이로 인하여 유전상수(유전율)가 저하됨을 알 수 있다.
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.
100: 적층 세라믹 커패시터 110: 세라믹 본체
111: 유전체층 121, 122: 제1 및 제2 내부전극
131, 132: 제1 및 제2 외부전극

Claims (18)

  1. BamTiO3(0.995≤m≤1.010)로 표시되는 모재 분말;
    상기 모재 분말 100 몰에 대하여,
    Ba을 포함하는 산화물 또는 탄화물인 0.2 내지 2.0 몰의 제1 부성분;
    Si를 포함하는 산화물 또는 Si를 포함하는 글라스(Glass) 화합물인 제2 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 1.5 몰의 제3 부성분; 및
    Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, 및 Ni 중 적어도 하나를 포함하는 산화물인 0.05 내지 0.80 몰의 제4 부성분;
    을 포함하며, 상기 제2 부성분에 대한 제1 부성분의 함량비는 0.5 내지 1.7인 유전체 자기 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 BamTiO3로 표시되는 모재 분말에서 m 값이 0.995≤m≤0.998을 만족하는 유전체 자기 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 모재 분말의 비표면적이 5.0 m2/g 이하인 것을 특징으로 하는 유전체 자기 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 부성분의 함량은 0.5 내지 1.5 몰인 것을 특징으로 하는 유전체 자기 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 부성분에 대한 제1 부성분의 함량비는 0.7 내지 1.2인 것을 특징으로 하는 유전체 자기 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제3 부성분의 함량은 0.5 내지 1.0 몰인 것을 특징으로 하는 유전체 자기 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제4 부성분의 함량은 0.1 내지 0.4 몰인 것을 특징으로 하는 유전체 자기 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 자기 조성물은 상기 모재 분말 100 몰에 대하여, 0.05 내지 0.3 몰 함량의 바나듐(V) 산화물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체 자기 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 자기 조성물은 상기 모재 분말 100 몰에 대하여, 0.05 내지 0.5 몰 함량의 알루미늄(Al) 산화물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체 자기 조성물.
  10. 유전체층과 제1 및 제2 내부전극이 교대로 적층된 세라믹 본체; 및
    상기 세라믹 본체의 양 단부에 형성되며, 상기 제1 및 제2 내부전극과 전기적으로 연결되는 제1 및 제2 외부전극;을 포함하고,
    상기 유전체층은 BamTiO3(0.995≤m≤1.010)로 표시되는 모재 분말, 상기 모재 분말 100 몰에 대하여, Ba을 포함하는 산화물 또는 탄화물인 0.2 내지 2.0 몰의 제1 부성분, Si를 포함하는 산화물 또는 Si를 포함하는 글라스(Glass) 화합물인 제2 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 1.5 몰의 제3 부성분 및 Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, 및 Ni 중 적어도 하나를 포함하는 산화물인 0.05 내지 0.80 몰의 제4 부성분을 포함하며, 상기 제2 부성분에 대한 제1 부성분의 함량비는 0.5 내지 1.7인 적층 세라믹 커패시터.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 BamTiO3로 표시되는 모재 분말에서 m 값이 0.995≤m≤0.998을 만족하는 적층 세라믹 커패시터.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 모재 분말의 비표면적이 5.0 m2/g 이하인 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 커패시터.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제1 부성분의 함량은 0.5 내지 1.5 몰인 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 커패시터.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제2 부성분에 대한 제1 부성분의 함량비는 0.7 내지 1.2인 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 커패시터.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 제3 부성분의 함량은 0.5 내지 1.0 몰인 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 커패시터.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 제4 부성분의 함량은 0.1 내지 0.4 몰인 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 커패시터.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 유전체층은 상기 모재 분말 100 몰에 대하여, 0.05 내지 0.3 몰 함량의 바나듐(V) 산화물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 커패시터.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 유전체층은 상기 모재 분말 100 몰에 대하여, 0.05 내지 0.5 몰 함량의 알루미늄(Al) 산화물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 커패시터.
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