KR20150011266A - Multilayer ceramic electronic component and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 적층 세라믹 전자부품 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 고용량 적층 세라믹 전자부품 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a multilayer ceramic electronic component and a manufacturing method thereof, and more particularly to a high-capacity multilayer ceramic electronic component and a manufacturing method thereof.
일반적으로 커패시터, 인덕터, 압전 소자, 바리스터 또는 서미스터 등의 세라믹 재료를 사용하는 전자부품은 세라믹 재료로 이루어진 세라믹 본체, 세라믹 본체 내부에 형성된 내부전극층 및 상기 내부전극층과 접속되도록 세라믹 본체 표면에 설치된 외부전극을 구비한다.In general, an electronic component using a ceramic material such as a capacitor, an inductor, a piezoelectric element, a varistor or a thermistor includes a ceramic body made of a ceramic material, an internal electrode layer formed inside the ceramic body, and an external electrode Respectively.
세라믹 전자부품 중 적층 세라믹 커패시터는 적층된 복수의 유전체층, 일 유전체층을 사이에 두고 대향 배치되는 내부전극층, 상기 내부전극층에 전기적으로 접속된 외부전극을 포함한다.The multilayer ceramic capacitor in the ceramic electronic component includes a plurality of stacked dielectric layers, an inner electrode layer disposed opposite to each other with one dielectric layer interposed therebetween, and an outer electrode electrically connected to the inner electrode layer.
적층 세라믹 커패시터는 소형이면서 고용량이 보장되고, 실장이 용이하다는 장점으로 인하여 컴퓨터, PDA, 휴대폰 등의 이동 통신장치의 부품으로서 널리 사용되고 있다.The multilayer ceramic capacitor is widely used as a component of a mobile communication device such as a computer, a PDA, and a mobile phone because of its small size, high capacity, and easy mounting.
최근 전기, 전자기기 산업의 고성능화 및 경박단소화에 따라 전자부품에 있어서도 소형, 고성능 및 저가격화가 요구되고 있다. 특히 CPU의 고속화, 기기의 소형 경량화, 디지털화 및 고기능화가 진전됨에 따라, 적층 세라믹 커패시터도 소형화, 박층화, 고용량화, 고주파영역에서의 저임피던스화 등의 특성을 구현하기 위한 연구 개발이 활발히 진행되고 있다.
In recent years, with the upgrading of the electric and electronic equipment industry and the shortening of the light weight, there is a demand for miniaturization, high performance, and low price for electronic components. Particularly, as the speed of the CPU, the size and weight of the device, and the digitization and the high performance of the device have progressed, research and development have been actively carried out to realize characteristics such as miniaturization, thinning, high capacity and low impedance in the high frequency range of multilayer ceramic capacitors.
특히, 내부전극이 박층화되면서 내부전극의 연결성에 문제가 있어 적층 세라믹 전자부품의 신뢰성 저하의 한 요인이 되고 있다.
Particularly, as the internal electrodes are made thin, there is a problem in the connectivity of the internal electrodes, which is a factor of lowering the reliability of the multilayer ceramic electronic parts.
또한, 내부전극이 박층화되면서 내부전극의 연결성에 문제가 있어 적층 세라믹 전자부품의 고용량 구현에 문제가 있다.
In addition, since the internal electrodes are made thin, there is a problem in connection of the internal electrodes, which poses a problem in implementing a high capacity of the multilayer ceramic electronic component.
본 발명은 적층 세라믹 전자부품 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 고용량 적층 세라믹 전자부품 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a multilayer ceramic electronic component and a manufacturing method thereof, and more particularly to a high-capacity multilayer ceramic electronic component and a manufacturing method thereof.
본 발명의 일 실시 형태는 유전체층을 포함하는 세라믹 본체; 및 상기 세라믹 본체의 내부에 형성된 내부 전극;을 포함하고, 상기 세라믹 본체의 폭 방향 및 두께 방향이 형성하는 단면에 있어서, 상기 내부 전극의 두께를 Te라 하면, 0.1㎛≤Te≤0.5㎛을 만족하고, 상기 유전체층은 유전체 그레인으로 구성되어 있으며, 상기 유전체 그레인의 평균 입경을 Dd라 하면, 85 nm ≤ Dd ≤ 256 nm를 만족하는 적층 세라믹 전자 부품을 제공한다.
One embodiment of the present invention relates to a ceramic body including a dielectric layer; And an inner electrode formed inside the ceramic body, wherein in a cross section formed by the width direction and the thickness direction of the ceramic body, when the thickness of the inner electrode is Te, 0.1 占 퐉 Te | 0.5 占 퐉 is satisfied And the dielectric layer is composed of dielectric grains, and when the average grain size of the dielectric grains is Dd, 85 nm? Dd? 256 nm is satisfied.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 내부 전극의 전체 길이에 대한 실제 내부 전극이 형성된 부분의 길이의 비를 내부 전극의 연결성이라 정의하면, 상기 내부 전극의 연결성은 85% 이상일 수 있다.In one embodiment of the present invention, when the ratio of the length of the portion where the actual internal electrode is formed to the total length of the internal electrode is defined as the connectivity of the internal electrode, the connectivity of the internal electrode may be 85% or more.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 유전체층의 두께를 Td라 하면, Td ≤ 0.5㎛을 만족할 수 있다.In one embodiment of the present invention, when the thickness of the dielectric layer is Td, Td ≤ 0.5 mu m can be satisfied.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 내부 전극은 도전성 금속 분말 및 세라믹 분말을 포함하는 도전성 페이스트에 의해 형성될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the internal electrode may be formed of a conductive paste containing a conductive metal powder and a ceramic powder.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 도전성 금속 분말의 평균 입경을 Dn 및 상기 세라믹 분말의 평균 입경을 Ds라 하면, 1/80≤Ds/Dn≤1/10을 만족할 수 있다. In one embodiment of the present invention, when the average particle diameter of the conductive metal powder is Dn and the average particle diameter of the ceramic powder is Ds, 1/80? Ds / Dn?
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 도전성 금속 분말 함량 대비 세라믹 분말의 함량비는 3.0% 내지 15%를 만족할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the content ratio of the ceramic powder to the conductive metal powder may be in the range of 3.0% to 15%.
본 발명의 다른 실시 형태는 도전성 금속 분말 및 세라믹 분말을 포함하고, 상기 도전성 금속 분말의 평균 입경을 Dn 및 상기 세라믹 분말의 평균 입경을 Ds라 하면, 1/80≤Ds/Dn≤1/10을 만족하는 도전성 페이스트를 마련하는 단계; 상기 도전성 페이스트를 이용하여 세라믹 그린 시트 상에 내부 전극을 형성하는 단계; 상기 내부 전극이 형성된 세라믹 그린 시트를 적층하는 단계; 및 상기 세라믹 그린 시트가 적층된 적층체를 소결하여 유전체층과 내부 전극을 포함하는 세라믹 본체를 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 세라믹 본체의 폭 방향 및 두께 방향이 형성하는 단면에 있어서, 상기 내부 전극의 두께를 Te라 하면, 0.1㎛≤Te≤0.5㎛을 만족하고, 상기 유전체층은 유전체 그레인으로 구성되어 있으며, 상기 유전체 그레인의 평균 입경을 Dd라 하면, 85 nm ≤ Dd ≤ 256 nm를 만족하는 적층 세라믹 전자 부품의 제조 방법일 수 있다.
Another embodiment of the present invention is a ceramic honeycomb structure including a conductive metal powder and a ceramic powder, wherein when the average particle diameter of the conductive metal powder is Dn and the average particle diameter of the ceramic powder is Ds, 1/80? Ds / Dn? Providing a satisfactory conductive paste; Forming an internal electrode on the ceramic green sheet using the conductive paste; Laminating a ceramic green sheet on which the internal electrode is formed; And forming a ceramic body including a dielectric layer and an internal electrode by sintering a laminate in which the ceramic green sheets are laminated. In the cross section formed by the width direction and the thickness direction of the ceramic body, Satisfies 85 nm ≤ Dd ≤ 256 nm, the dielectric layer is made of dielectric grains and the average grain size of the dielectric grains is Dd. And may be a manufacturing method of a ceramic electronic part.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 도전성 금속 분말 함량 대비 세라믹 분말의 함량비는 3.0% 내지 15%를 만족할 수 있다.In another embodiment of the present invention, the content ratio of the ceramic powder to the conductive metal powder may be in the range of 3.0% to 15%.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 내부 전극의 전체 길이에 대한 실제 내부 전극이 형성된 부분의 길이의 비를 내부 전극의 연결성이라 정의하면, 상기 내부 전극의 연결성은 85% 이상일 수 있다.In another embodiment of the present invention, when the ratio of the length of the portion where the actual internal electrode is formed to the total length of the internal electrode is defined as the connectivity of the internal electrode, the connectivity of the internal electrode may be 85% or more.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 유전체층의 두께를 Td라 하면, Td ≤ 0.5㎛을 만족할 수 있다.
In another embodiment of the present invention, when the thickness of the dielectric layer is Td, Td ≤ 0.5 mu m can be satisfied.
본 발명에 의하면, 내부 전극 페이스트에 사용되는 티탄산바륨 공재의 사이즈를 조절하여 유전체층을 구성하는 유전체 그레인의 입성장을 억제하여 내전압 특성을 개선할 수 있다.
According to the present invention, it is possible to improve the withstand voltage characteristics by controlling the size of the barium titanate material used for the internal electrode paste and suppressing the grain growth of the dielectric grains constituting the dielectric layer.
또한, 전극 연결성을 개선함으로써, 신뢰성이 우수한 적층 세라믹 전자부품을 구현할 수 있다.Further, by improving the electrode connecting property, a multilayer ceramic electronic part having excellent reliability can be realized.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 적층 세라믹 전자 부품에 대한 사시도이다.
도 2는 전극 연결성을 설명하기 위한 도 1의 I-I'에 따른 단면도이다.
도 3은 도 2의 S 영역의 확대도이다.1 is a perspective view of a multilayer ceramic electronic component according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along the line I-I 'of FIG. 1 for explaining electrode connectivity.
3 is an enlarged view of the area S in Fig.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. The embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.
또한, 본 발명의 실시 형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. Furthermore, embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art.
따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
Accordingly, the shapes and sizes of the elements in the drawings may be exaggerated for clarity of description, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings are the same elements.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 적층 세라믹 전자 부품에 대한 사시도이다.1 is a perspective view of a multilayer ceramic electronic component according to an embodiment of the present invention.
도 2는 전극 연결성을 설명하기 위한 도 1의 I-I'에 따른 단면도이다.2 is a cross-sectional view taken along the line I-I 'of FIG. 1 for explaining electrode connectivity.
도 3은 도 2의 S 영역의 확대도이다.
3 is an enlarged view of the area S in Fig.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태인 적층 세라믹 전자 부품은 세라믹 본체(10), 세라믹 본체의 내부에 형성된 내부 전극(21, 22), 세라믹 본체(10)의 외부에 형성된 외부 전극(31, 32)을 포함할 수 있다.
1 to 3, a multilayer ceramic electronic component according to an embodiment of the present invention includes a
본 발명의 일 실시형태에 따른 적층 세라믹 커패시터에 있어서, '길이 방향'은 도 1의 'L' 방향, '폭 방향'은 'W' 방향, '두께 방향'은 'T' 방향으로 정의하기로 한다. 여기서 '두께 방향'은 유전체층을 쌓아 올리는 방향 즉 '적층 방향'과 동일한 개념으로 사용할 수 있다.
In the multilayer ceramic capacitor according to one embodiment of the present invention, the 'longitudinal direction' is defined as 'L' direction, 'width direction' as 'W' direction, and 'thickness direction' as T direction do. Here, the 'thickness direction' can be used in the same sense as the direction in which the dielectric layers are stacked, that is, the 'lamination direction'.
본 발명의 일 실시형태에서, 세라믹 본체(10)는 형상에 있어 특별히 제한은 없지만, 도시된 바와 같이 육면체 형상일 수 있다.
In one embodiment of the present invention, the
본 발명의 일 실시형태에서, 세라믹 본체(10)는 서로 마주보는 제1, 제2 주면, 서로 마주보는 제1 측면, 제2 측면 및 서로 마주보는 제1, 제2 단면을 가질 수 있으며, 상기 제1 및 제2 주면은 상기 세라믹 본체(10)의 상면 및 하면으로 표현될 수도 있다.
In one embodiment of the present invention, the
세라믹 본체(10)는 유전체층(11)을 포함하며, 상기 유전체층(11)은 유전율이 높은 유전 재료를 포함할 수 있다. The
유전 재료는 전기 이중극자(electric dipole)를 포함하고 있기 때문에 더 많은 양의 전하 축적을 유도할 수 있다.
Since the dielectric material contains an electric dipole, a larger amount of charge accumulation can be induced.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 유전체층(11)을 형성하는 원료는 충분한 정전 용량을 얻을 수 있는 한 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 티탄산바륨(BaTiO3) 분말일 수 있다.
According to one embodiment of the present invention, the raw material for forming the
상기 유전체층(11)을 형성하는 재료는 티탄산바륨(BaTiO3) 등의 파우더에 본 발명의 목적에 따라 다양한 세라믹 첨가제, 유기용제, 가소제, 결합제, 분산제 등이 첨가될 수 있다.
A variety of ceramic additives, organic solvents, plasticizers, binders, dispersants and the like may be added to the powder of the barium titanate (BaTiO 3 ) to form the
상기 유전체층(11) 형성에 사용되는 세라믹 분말의 평균 입경은 특별히 제한되지 않으며, 본 발명의 목적 달성을 위해 조절될 수 있으나, 예를 들어, 400 nm 이하로 조절될 수 있다.
The average particle diameter of the ceramic powder used for forming the
상기 내부 전극(21, 22)은 서로 다른 극성을 갖는 한 쌍의 전극으로서, 유전체층(11) 상에 소정의 두께로 도전성 금속을 포함하는 도전성 페이스트를 인쇄하여 형성될 수 있다.
The
또한, 상기 내부 전극(21, 22)은 유전체층(11)의 적층 방향을 따라 양 단면을 통해 번갈아 노출되도록 형성될 수 있으며, 중간에 배치된 유전체층(11)에 의해 서로 전기적으로 절연될 수 있다.
The
즉, 상기 내부 전극(21, 22)은 제1 및 제2 내부 전극(21, 22)을 가질 수 있으며, 세라믹 본체(10)의 양 단면을 통해 번갈아 노출되는 부분을 통해 외부 전극(31, 32)과 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
That is, the
따라서, 상기 외부 전극(31, 32)에 전압을 인가하면 서로 대향하는 제1 및 제2 내부 전극(21, 22) 사이에 전하가 축적되고, 이때 적층 세라믹 커패시터의 정전 용량은 제1 및 제2 내부 전극(21, 22)의 서로 중첩되는 영역의 면적과 비례하게 된다.
Therefore, when a voltage is applied to the
또한, 상기 내부 전극(21, 22)을 형성하는 도전성 페이스트에 포함되는 도전성 금속은 니켈(Ni), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 또는 이들의 합금일 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
The conductive metal included in the conductive paste forming the
또한, 상기 도전성 페이스트의 인쇄 방법은 스크린 인쇄법 또는 그라비아 인쇄법 등을 사용할 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
The conductive paste may be printed by a screen printing method or a gravure printing method, but the present invention is not limited thereto.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 내부 전극(21, 22)의 두께를 Te라 하면, 0.1㎛≤Te≤0.5㎛을 만족할 수 있다.
According to one embodiment of the present invention, when the thickness of the
상기 내부 전극(21, 22)의 두께(Te)는 평균값일 수 있다. 세라믹 본체(10)의 폭 방향 및 두께 방향이 이루는 단면(W-T 단면)을 주사전자현미경을 이용하여 관찰하고 등간격으로 10개 지점에서 측정하여 그 평균값을 내부 전극(21, 22)의 두께(Te)로 할 수 있다. The thickness Te of the
상기 내부 전극(21, 22)의 두께는 실제 내부 전극(21, 22)의 길이에 대한 내부 전극(21, 22) 면적의 비(내부 전극 면적/실제 내부 전극의 길이)로 계산될 수 있다.The thickness of the
도 2를 참조하면, 상기 내부 전극(21, 22) 면적은 전극 영역을 포함하는 면적을 의미하고, 상기 실제 내부 전극(21, 22)의 길이는 각 내부 전극 사이에 형성된 갭(G, gap)을 제외한 길이일 수 있다.2, the area of the
내부 전극(21, 22)의 면적 및 실제 내부 전극(21, 22)의 길이는 한 개의 내부 전극 층에서 측정되고, 적층수 만큼 곱하여 적층 세라믹 커패시터 전체로 일반화될 수 있다.
The area of the
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 내부 전극(21, 22)의 두께(Te)가 0.1㎛≤Te≤0.5㎛을 만족하도록 조절함으로써, 내부전극이 박층화되더라도 신뢰성이 우수한 고용량 적층 세라믹 전자부품을 구현할 수 있다.
According to one embodiment of the present invention, by controlling the thickness Te of the
상기 내부 전극(21, 22)의 두께(Te)가 0.1㎛ 미만의 경우에는 고용량 적층 세라믹 커패시터를 구현할 수 없으며, 상기 내부 전극(21, 22)의 두께(Te)가 0.5㎛를 초과하는 경우에는 내부전극이 박막인 적층 세라믹 커패시터를 구현할 수 없다.
When the thickness Te of the
상기 내부 전극(21, 22)의 두께(Te)가 0.1㎛≤Te≤0.5㎛을 만족하면서도 신뢰성이 우수한 고용량 적층 세라믹 전자부품을 구현할 수 있는 구체적인 방법은 후술하도록 한다.
A specific method for realizing a high-capacity multilayer ceramic electronic part having a thickness Te of the
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 세라믹 본체(10)의 양측 단부에는 외부전극(31, 32)이 형성될 수 있다.
According to an embodiment of the present invention,
상기 외부 전극(31, 32)은 세라믹 본체(10)의 길이 방향(“L 방향”)의 단면(end surface)에 형성될 수 있다. The
상기 외부 전극(31, 32)은 세라믹 본체(10)의 상하면 및 측면의 일부로 연장되어 형성될 수 있다. The
상기 외부 전극(31, 32)은 제1 및 제2 외부 전극(31, 32)을 가질 수 있으며, 제1 및 제2 외부 전극(31, 32)에는 서로 반대 극성의 전기가 인가될 수 있다.
The
상기 외부 전극(31, 32)은 도전성 금속 및 글래스를 포함할 수 있다. 도전성 금속은 금, 은 팔라듐, 구리, 니켈 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함을 포함할 수 있다.
The
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 내부 전극의 전체 길이에 대한 실제 내부 전극이 형성된 부분의 길이의 비를 내부 전극의 연결성이라 정의하면, 상기 내부 전극의 연결성은 85% 이상일 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, when the ratio of the length of the portion where the actual internal electrode is formed to the total length of the internal electrode is defined as the connectivity of the internal electrode, the connectivity of the internal electrode may be 85% or more.
도 2를 참조하여 내부 전극(21, 22)의 연결성을 정의하면 다음과 같다.Referring to FIG. 2, the connectivity of the
적층 세라믹 커패시터의 내부에 형성되는 내부 전극(21, 22)은 일반적으로 중간에 끊긴 영역이 없이 완전하게 연결되어있지 않다. The
내부 전극(21, 22)을 형성하는 공정은 세라믹 그린시트의 일면에 니켈(Ni) 등의 도전성 금속 분말이 포함된 도전성 페이스트를 이용하여 인쇄하는 방법으로 이루어지기 때문에 내부에 다소 빈공간이 남게 된다.Since the process of forming the
따라서, 적층 세라믹 커패시터를 일정 방향으로 자른 단면에서 보았을 때 내부 전극(21, 22)은 완전하게 이어져 있지 않고 중간 중간에 갭(G)이 존재하게 된다.
Therefore, when viewed from a cross section cut along the direction of the laminated ceramic capacitor, the
도 2를 참조하면, 갭(G)을 포함한 내부 전극(21, 22)의 길이를 A라고 하고, 갭(G)을 제외한 내부전극 부분들의 길이의 합을 B라고 한다면, 내부 전극의 연결성(S)은 B/A로 정의할 수 있다.2, when the lengths of the
내부 전극(21, 22) 전체 길이 및 갭(G)을 제외한 내부전극 부분들의 길이의 합인 실제 내부 전극(21, 22)이 형성된 부분의 길이는 적층 세라믹 커패시터를 절단한 단면을 스캔한 광학 이미지를 이용하여 측정될 수 있다.The length of the portion where the
보다 구체적으로, 세라믹 본체의 길이 방향의 중앙부에서 절단한 폭 방향의 단면을 스캔한 이미지에서 내부 전극의 전체 길이에 대한 실제 내부 전극이 형성된 부분의 길이의 비를 측정할 수 있다.
More specifically, it is possible to measure the ratio of the length of the portion where the actual internal electrode is formed to the total length of the internal electrode in the image obtained by scanning the section in the width direction cut at the center in the longitudinal direction of the ceramic body.
도 2에 도시된 바와 같이, 광학 이미지의 일부를 취하여 내부 전극(21, 22) 전체 길이 및 내부 전극(21, 22)의 실제 길이를 측정할 수 있다. As shown in Fig. 2, the entire length of the
보다 구체적으로, 내부 전극(21, 22)의 일부 지점에서 갭(G)을 포함한 내부 전극(21, 22)의 길이를 A, 실제 내부 전극(21, 22)이 형성된 부분의 길이를 b1, b2, b3, b4로 규정하면, 상기 내부 전극(21, 22)의 연결성은 (b1 + b2 + b3 + b4) /A로 표현될 수 있다. 도 2에서는 실제 내부 전극(30)이 형성된 부분을 b1, b2, b3 및 b4로 표현하였으나, 실제 전극이 형성된 부분의 수는 특별히 제한되지 않는다.More specifically, let A be the length of the
실제 내부 전극(21, 22)의 길이는 내부 전극(21, 22)의 전체 길이(A)에서 갭(G)의 길이를 뺀 값으로 측정될 수 있다.
The length of the
내부 전극의 연결성에 따른 정전용량의 변화 및 열충격으로 인한 크랙의 발생 가능성의 관계는 다음과 같다.The relationship between capacitance change due to the connectivity of internal electrodes and possibility of cracking due to thermal shock is as follows.
내부 전극의 연결성이 높은 경우 중간에 끊어진 부분이 거의 없이 내부전극이 형성된 것이므로 연결성이 낮은 경우보다 큰 정전용량을 확보할 수 있다. If the inner electrode has high connectivity, the inner electrode is formed with almost no broken portion in the middle, so that a larger electrostatic capacity can be secured than when the connectivity is low.
하지만, 내부전극을 형성하는 물질(예를 들어, 니켈(Ni) 등의 금속물질일 수 있다.)과 세라믹의 열팽창 계수의 차이로 인하여 발생하는 단차 때문에 열충격을 받을 경우 크랙 또는 절연파괴 현상이 발생하기 쉽다.However, when a thermal shock is generated due to a difference in the coefficient of thermal expansion between the material forming the internal electrode (for example, a metal such as nickel (Ni)) and the ceramic, cracks or dielectric breakdown may occur easy to do.
반대로, 내부 전극의 연결성이 낮은 경우 정전용량의 확보면에서는 불리하지만, 내부전극을 형성하는 물질과 세라믹의 열팽창 계수의 차이로 인하여 발생하는 단차를 완화하는 효과가 있어 열충격으로 인한 크랙 및 절연파괴 현상을 방지할 수 있다.On the contrary, when the connection of the internal electrode is low, it is disadvantageous in terms of securing the capacitance, but it has the effect of alleviating the step caused by the difference of the thermal expansion coefficient between the material forming the internal electrode and the ceramic, Can be prevented.
따라서, 안정적인 정전용량의 확보와 열충격으로 인한 크랙 및 절연파괴 현상의 방지라는 측면에서 내부전극의 연결성을 적절한 수치로 조절할 필요가 있다.
Therefore, it is necessary to adjust the connectivity of the internal electrode to an appropriate value in terms of securing a stable capacitance and preventing cracks and insulation breakdown due to thermal shock.
또한, 도전성 금속과 함께 내부 전극에 포함되는 세라믹 분말은 소성시 내부 전극의 수축 지연 효과를 주며, 이는 내부 전극의 연결성에 큰 영향을 미침으로써 적층 세라믹 커패시터의 용량과 관련성을 갖는다.In addition, the ceramic powder contained in the internal electrode together with the conductive metal gives a shrinkage retarding effect to the internal electrode at the time of firing, which has a great influence on the connectivity of the internal electrode, thereby having a relation with the capacity of the multilayer ceramic capacitor.
특히, 내부 전극면을 인쇄하는 방법의 특성상 전극의 양 단부의 연결성은 매우 취약할 수 있으며, 이로 인한 정전 용량의 저하가 문제될 수 있으므로, 내부 전극의 양 단부의 연결성을 조절할 필요가 있다.
Particularly, due to the characteristics of the method of printing the internal electrode surface, the connectivity of both ends of the electrode may be very weak, and the deterioration of the electrostatic capacity due to this may be a problem.
상기와 같은 내부 전극의 연결성의 조절 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 내부 전극을 형성하는 도전성 페이스트에 포함되는 세라믹 분말의 입경을 조절하거나 소성 온도를 조절하는 방법 등이 사용될 수 있으며, 이에 대한 자세한 사항은 후술하도록 한다.
The method of controlling the connection of the internal electrodes is not particularly limited. For example, a method of controlling the particle size of the ceramic powder included in the conductive paste forming the internal electrode or controlling the firing temperature may be used. Details will be given later.
상기 내부 전극의 연결성을 85% 이상이 되도록 조절함으로써, 정전 용량을 향상시켜 고용량 적층 세라믹 커패시터를 구현할 수 있다.
By adjusting the connection of the internal electrode to 85% or more, the capacitance can be improved to realize a high-capacity multilayer ceramic capacitor.
상기 내부 전극의 연결성이 85% 미만일 경우에는 설계 용량 구현에 어려움이 있을 수 있다.If the connectivity of the internal electrode is less than 85%, it may be difficult to realize the design capacity.
내부 전극의 연결성이 크다는 것은 중간에 빈 공간이 거의 없이 내부 전극이 형성된 것이므로 큰 정전 용량을 확보할 수 있다. The large interconnectivity of the internal electrodes means that the internal electrodes are formed with little empty space in the middle, so that a large electrostatic capacitance can be secured.
반대로 내부 전극의 연결성이 작은 경우에는 정전 용량을 형성하는 유효면이 감소하기 때문에 정전 용량 형성에 있어서는 불리하기 때문이다.
On the contrary, when the connectivity of the internal electrode is small, the effective surface for forming the electrostatic capacity is reduced, which is disadvantageous in forming the electrostatic capacity.
한편, 상기 내부 전극의 연결성은 98% 이하인 것이 바람직할 수 있으며, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다.Meanwhile, the connectivity of the internal electrode may preferably be 98% or less, and is not particularly limited thereto.
상기 내부 전극의 연결성이 98%를 초과하는 경우에는 응력 완화 효과가 미미하여 크랙이 발생할 수 있다. If the interconnectivity of the internal electrode is more than 98%, the stress relaxation effect is insufficient and cracks may occur.
내부 전극은 소성 과정에서 두께 방향으로 수축할 수 있고, 결국에는 두께 방향으로 관통홀이 형성될 수 있다. The internal electrode can be shrunk in the thickness direction during the firing process, and eventually a through hole can be formed in the thickness direction.
내부 전극에 형성된 관통홀은 세라믹 본체 내의 응력을 완화시키는 기능도 가진다. The through hole formed in the internal electrode also has a function of relieving the stress in the ceramic body.
내부 전극 연결성이 지나치게 큰 경우에는 관통홀로 인한 응력 완화의 효과가 거의 없기 때문에 크랙이 발생할 수 있다.If the interconnectivity of the internal electrode is excessively large, there is little effect of stress relaxation due to the through hole, so cracks may occur.
또한, 소성 과정에서 제거되어야 할 잔탄의 제거 경로가 막혀서 응력이 집중될 수 있어 크랙이 발생할 수 있다.
Also, the removal route of the bricks to be removed in the firing process is blocked, so that the stress can concentrate and cracks can occur.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 적층 세라믹 전자부품의 상기 유전체층(11)은 유전체 그레인으로 구성되어 있으며, 상기 유전체 그레인의 평균 입경을 Dd라 하면, 85 nm ≤ Dd ≤ 256 nm를 만족할 수 있다.
Referring to FIG. 3, the
상기 유전체 그레인의 평균 입경(Dd)이 85 nm ≤ Dd ≤ 256 nm를 만족함으로써, 내전압 특성을 개선할 수 있다.When the average particle diameter (Dd) of the dielectric grains satisfies 85 nm? Dd? 256 nm, the dielectric strength characteristics can be improved.
구체적으로, 상기 유전체 그레인의 비정상적인 입성장을 막아 상기 유전체 그레인의 평균 입경(Dd)이 85 nm ≤ Dd ≤ 256 nm를 만족하도록 함으로써, 절연파괴전압(Breakdown Voltage, BDV) 및 가속 수명 저하를 막을 수 있다.
Specifically, by preventing the abnormal grain growth of the dielectric grains so that the average grain size (Dd) of the dielectric grains satisfies 85 nm? Dd? 256 nm, it is possible to prevent breakdown voltage (BDV) have.
상기 유전체 그레인의 평균 입경(Dd)은 주사전자현미경(SEM)으로 추출된 유전체층의 단면 사진을 분석하여 측정할 수 있다. The average particle diameter (Dd) of the dielectric grains can be measured by analyzing a cross-sectional photograph of the dielectric layer extracted by a scanning electron microscope (SEM).
예를 들어, ASTM(American Society for Testing and Materials) E112에서 규정하는 평균 그레인 사이즈 표준 측정 방법을 지원하는 그레인 사이즈 측정 소프트웨어를 이용하여 유전체층의 평균 그레인 사이즈를 측정할 수 있다For example, the average grain size of the dielectric layer can be measured using grain size measurement software that supports the average grain size standard measurement method specified by the American Society for Testing and Materials (ASTM) E112
상기 유전체 그레인의 평균 입경(Dd)의 조절은 유전체 층(11)의 형성에 사용되는 세라믹 분말의 평균 입경 및 내부 전극층(21, 22)을 형성하는 도전성 페이스트에 첨가되는 세라믹 분말의 평균 입경을 조절함으로써 수행될 수 있다.
The adjustment of the average particle diameter Dd of the dielectric grains may be controlled by adjusting the average particle diameter of the ceramic powder used for forming the
상기 유전체 그레인의 평균 입경(Dd)이 85 nm 미만일 경우에는 유전체 그레인의 사이즈가 너무 작아 정전 용량이 저하되어 설계 용량 구현이 어려울 수 있다.
When the average grain size (Dd) of the dielectric grains is less than 85 nm, the size of the dielectric grains is too small to lower the electrostatic capacity, which may make implementation of the design capacity difficult.
상기 유전체 그레인의 평균 입경(Dd)이 256 nm 을 초과하는 경우에는 유전체 그레인의 사이즈가 너무 크므로 내전압 특성이 저하될 수 있다.
When the average grain size (Dd) of the dielectric grains exceeds 256 nm, the dielectric grain size is too large, and the dielectric strength characteristics may be deteriorated.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 유전체층(11)의 두께를 Td라 하면, Td ≤ 0.5㎛을 만족할 수 있다.
In one embodiment of the present invention, when the thickness of the
상기 유전체층의 두께(Td)는 상기 유전체층의 평균 두께를 의미할 수 있다.The thickness Td of the dielectric layer may mean an average thickness of the dielectric layer.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 유전체층(11)의 평균 두께는 내부 전극(21, 22) 사이에 배치되는 유전체층(11)의 평균 두께를 의미할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the average thickness of the
상기 유전체층(11)의 평균 두께는 도 2와 같이 세라믹 본체(10)의 폭 방향 단면을 주사전자현미경(SEM, Scanning Electron Microscope)으로 이미지를 스캔하여 측정할 수 있다. The average thickness of the
예를 들어, 도 2와 같이 세라믹 본체(10)의 길이(L) 방향의 중앙부에서 절단한 폭 및 두께 방향(W-T) 단면을 주사전자현미경(SEM, Scanning Eletron Microscope)으로 스캔한 이미지에서 추출된 임의의 유전체층에 대해서, 길이 방향으로 등간격인 30개의 지점에서 그 두께를 측정하여 평균값을 측정할 수 있다. For example, as shown in FIG. 2, the width and the width direction (WT) cross section cut at the central portion in the length L direction of the
상기 등간격인 30개의 지점은 내부전극(21, 22)이 서로 중첩되는 영역을 의미하는 용량 형성부에서 측정될 수 있다.The 30 equally spaced points can be measured in the capacitance forming unit, which means the area where the
또한, 이러한 평균값 측정을 10개 이상의 유전체층으로 확장하여 평균값을 측정하면, 유전체층의 평균 두께를 더욱 일반화할 수 있다.
Further, when the average value is measured by extending the average value measurement to at least 10 dielectric layers, the average thickness of the dielectric layer can be further generalized.
이하에서는 내부 전극의 연결성의 조절 방법에 대하여 자세히 설명하되, 특히 내부 전극을 형성하는 도전성 페이스트에 포함되는 세라믹 분말의 입경을 조절하는 방법을 설명하지만 이에 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, a method for adjusting the connection of the internal electrodes will be described in detail, but a method for controlling the particle diameter of the ceramic powder contained in the conductive paste for forming the internal electrode is described, but the present invention is not limited thereto.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 내부 전극(21, 22)은 도전성 금속 분말 및 세라믹 분말을 포함하는 도전성 페이스트에 의해 형성될 수 있다.
In one embodiment of the present invention, the
상기 도전성 금속 분말의 평균 입경을 Dn 및 상기 세라믹 분말의 평균 입경을 Ds라 하면, 1/80≤Ds/Dn≤1/10을 만족할 수 있다.
Ds / Dn < / = 1/10 where Dn is an average particle diameter of the conductive metal powder and Ds is an average particle diameter of the ceramic powder.
세라믹 분말의 입경비를 제어하여 금속 분말 사이에 분산시키면 약 1000℃ 이상까지 금속 분말의 소결이 억제될 수 있다. The sintering of the metal powder can be suppressed to about 1000 ° C or higher by controlling the particle size ratio of the ceramic powder and dispersing it between the metal powders.
일정 온도까지 금속 분말의 소결이 최대한 억제되고, 유전체층을 형성하는 세라믹 분말의 소결이 개시될 수 있다. The sintering of the metal powder to a certain temperature is suppressed to the maximum, and the sintering of the ceramic powder forming the dielectric layer can be started.
유전체층을 형성하는 세라믹 분말의 치밀화가 진행되면 내부 전극도 치밀화가 개시되면서 급속도로 소결이 진행될 수 있다.
As the densification of the ceramic powder forming the dielectric layer progresses, sintering can progress rapidly as internal electrodes are also densified.
세라믹 분말은 금속 분말의 소결 수축 개시를 늦추고, 금속 분말의 소결 수축을 억제할 수 있다. The ceramic powder can delay the start of sintering shrinkage of the metal powder and suppress sintering shrinkage of the metal powder.
입경비가 제어된 세라믹 분말은 금속 분말의 소결 수축시 금속 분말 간의 접촉을 막아 금속 분말의 입성장을 억제할 수 있고, 내부 전극의 뭉침 현상을 억제할 수 있다.
The ceramic powder having a controlled mouth ratio can inhibit the grain growth of the metal powder by preventing the contact between the metal powders during the sintering shrinkage of the metal powder and can suppress the accumulation of the internal electrode.
상기와 같이 도전성 금속 분말의 평균 입경(Dn) 대비 상기 세라믹 분말의 평균 입경(Ds)의 비가 1/80≤Ds/Dn≤1/10을 만족하도록 조절함으로써, 상기 내부 전극(21, 22)의 연결성이 85% 이상을 만족하도록 조절할 수 있다.
By adjusting the ratio of the average particle diameter (Ds) of the ceramic powder to the average particle diameter (Dn) of the conductive metal powder to satisfy 1/80? Ds / Dn? Connectivity can be adjusted to meet 85% or more.
상기 내부 전극(21, 22)의 연결성이 85% 이상을 만족함으로써, 정전 용량을 향상시켜 고용량 적층 세라믹 커패시터를 구현할 수 있다.
When the connectivity of the
도전성 금속 분말의 평균 입경(Dn) 대비 상기 세라믹 분말의 평균 입경(Ds)의 비가 1/80 미만일 경우에는 상기 세라믹 분말의 평균 입경이 너무 작아 상기 내부 전극의 연결성을 85% 이상으로 구현할 수 없다.
When the ratio of the average particle diameter (Ds) of the ceramic powder to the average particle diameter (Dn) of the conductive metal powder is less than 1/80, the average particle diameter of the ceramic powder is too small.
도전성 금속 분말의 평균 입경(Dn) 대비 상기 세라믹 분말의 평균 입경(Ds)의 비가 1/10을 초과하면 세라믹 분말이 도전성 금속 분말의 수축을 효율적으로 억제하기 어려울 수 있다.
If the ratio of the average particle diameter (Ds) of the ceramic powder to the average particle diameter (Dn) of the conductive metal powder exceeds 1/10, it may be difficult for the ceramic powder to effectively suppress shrinkage of the conductive metal powder.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 도전성 금속 분말 함량 대비 세라믹 분말의 함량비는 3.0% 내지 15%를 만족할 수 있다.
In one embodiment of the present invention, the content ratio of the ceramic powder to the conductive metal powder may be in the range of 3.0% to 15%.
상기 도전성 금속 분말 함량 대비 세라믹 분말의 함량비가 3.0% 내지 15%를 만족함으로써, 상기 내부 전극(21, 22)의 연결성이 85% 이상을 만족할 수 있다.
The connection ratio of the
상기 도전성 금속 분말 함량 대비 세라믹 분말의 함량비가 3.0% 미만일 경우에는 상기 내부 전극의 연결성을 85% 이상으로 구현할 수 없다.
When the content ratio of the ceramic powder to the conductive metal powder is less than 3.0%, the connectivity of the internal electrode can not be more than 85%.
상기 도전성 금속 분말 함량 대비 세라믹 분말의 함량비가 15%를 초과하면 세라믹 분말의 함량이 너무 많아 내부 전극 내의 비전극 영역이 증가할 수 있어 정전 용량을 확보하기 어렵다.
If the content ratio of the ceramic powder to the conductive metal powder is more than 15%, the content of the ceramic powder may be too large to increase the non-electrode area in the internal electrode, thereby making it difficult to secure the electrostatic capacity.
본 발명의 다른 실시 형태는 도전성 금속 분말 및 세라믹 분말을 포함하고, 상기 도전성 금속 분말의 평균 입경을 Dn 및 상기 세라믹 분말의 평균 입경을 Ds라 하면, 1/80≤Ds/Dn≤1/10을 만족하는 도전성 페이스트를 마련하는 단계; 상기 도전성 페이스트를 이용하여 세라믹 그린 시트 상에 내부 전극을 형성하는 단계; 상기 내부 전극이 형성된 세라믹 그린 시트를 적층하는 단계; 및 상기 세라믹 그린 시트가 적층된 적층체를 소결하여 유전체층과 내부 전극을 포함하는 세라믹 본체를 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 세라믹 본체의 폭 방향 및 두께 방향이 형성하는 단면에 있어서, 상기 내부 전극의 두께를 Te라 하면, 0.1㎛≤Te≤0.5㎛을 만족하고, 상기 유전체층은 유전체 그레인으로 구성되어 있으며, 상기 유전체 그레인의 평균 입경을 Dd라 하면, 85 nm ≤ Dd ≤ 256 nm를 만족하는 적층 세라믹 전자 부품의 제조 방법일 수 있다.
Another embodiment of the present invention is a ceramic honeycomb structure including a conductive metal powder and a ceramic powder, wherein when the average particle diameter of the conductive metal powder is Dn and the average particle diameter of the ceramic powder is Ds, 1/80? Ds / Dn? Providing a satisfactory conductive paste; Forming an internal electrode on the ceramic green sheet using the conductive paste; Laminating a ceramic green sheet on which the internal electrode is formed; And forming a ceramic body including a dielectric layer and an internal electrode by sintering a laminate in which the ceramic green sheets are laminated. In the cross section formed by the width direction and the thickness direction of the ceramic body, Satisfies 85 nm &le; Dd &le; 256 nm, the dielectric layer is made of dielectric grains and the average grain size of the dielectric grains is Dd. And may be a manufacturing method of a ceramic electronic part.
먼저, 외부 전극(31, 32)에 도전성을 부여하기 위한 도전성 금속 분말, 외부 전극(31, 32)의 치밀화를 위한 글래스 분말, 유기 용매로서 에탄올, 및 바인더로서 폴리비닐부티랄 등을 혼합한 후, 이를 볼 밀링하여 외부 전극용 페이스트를 마련할 수 있다.First, a conductive metal powder for imparting conductivity to the
내부 전극(21, 22)을 형성하는 도전성 페이스트 조성물은 바인더, 용제 및 기타의 첨가제 등을 더 포함할 수 있다.The conductive paste composition for forming the
상기 바인더는 이에 제한되는 것은 아니나, 폴리비닐부티랄, 셀룰로오스계 수지 등을 사용할 수 있다. 상기 폴리비닐부티랄은 접착력이 강한 특성을 도전성 페이스트와 세라믹 그린시트의 접착 강도를 향상시킬 수 있다.The binder is not limited thereto, but polyvinyl butyral, a cellulose resin, or the like can be used. The polyvinyl butyral can improve the adhesive strength between the conductive paste and the ceramic green sheet with a strong adhesive force.
상기 셀룰로오스계 수지는 의자형 구조를 가지는 것으로 변형이 발생하였을 경우에 탄성에 의한 회복이 빠른 특성을 가지고 있다. 셀룰로오스 수지를 포함함에 따라 평탄한 인쇄면의 확보가 가능하다.The cellulose-based resin has a chair-like structure and has a characteristic of recovering quickly due to elasticity when deformation occurs. The inclusion of the cellulose resin makes it possible to ensure a smooth printed surface.
상기 용제는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 부틸카르비톨, 케로신 또는 테르피네올계 용제를 사용할 수 있다. 상기 테르피네올계 용제의 구체적인 종류는 이에 제한되는 것은 아니나, 디하이드로테르피네올(dehydro terpineol), 디하이드로터피닐아세테이트 등을 사용할 수 있다.
The solvent is not particularly limited, and for example, butyl carbitol, kerosine or terpineol solvents can be used. Specific examples of the terpineol-based solvent include, but are not limited to, dehydro terpineol, dihydroterpinylacetate, and the like.
다음으로, 도전성 금속 분말 및 세라믹 분말을 포함하고, 상기 도전성 금속 분말의 평균 입경을 Dn 및 상기 세라믹 분말의 평균 입경을 Ds라 하면, 1/80≤Ds/Dn≤1/10을 만족하는 도전성 페이스트를 마련할 수 있다.
Next, when the average particle diameter of the conductive metal powder is Dn and the average particle diameter of the ceramic powder is Ds, the conductive paste contains a conductive metal powder and a ceramic powder, and satisfies 1/80? Ds / Dn? Can be provided.
세라믹 분말의 입경은 금속 분말의 입경보다 작아 세라믹 분말은 금속 분말 사이에 분포될 수 있다.
The particle size of the ceramic powder is smaller than the particle size of the metal powder so that the ceramic powder can be distributed between the metal powders.
다음으로, 상기 도전성 페이스트를 이용하여 세라믹 그린 시트 상에 내부 전극(21, 22)을 형성할 수 있다.Next, the
도전성 페이스트는 스크린 인쇄 등의 방법을 이용하여 세라믹 그린 시트 상에 형성될 수 있다.
The conductive paste may be formed on the ceramic green sheet using a method such as screen printing.
다음으로, 내부 전극(21, 22)이 형성된 세라믹 그린 시트를 적층하여 세라믹 그린 적층체를 준비하고, 이를 절단하여 그린 칩을 제조할 수 있다. 그린 칩을 소결하여 소결 칩을 제조하고, 소결 칩의 외부에 외부 전극(31, 32)을 형성하여 적층 세라믹 전자 부품을 완성할 수 있다. Next, ceramic green sheets on which the
내부 전극(21, 22)으로 베이스메탈을 사용하는 경우 대기 중에서 소성을 행하면 내부 전극(21, 22)이 산화될 수 있기 때문에 소성은 환원 분위기에서 수행될 수 있다. In the case of using the base metal as the
또한, 외부 전극(31, 32) 상에는 실장의 용이성을 위하여 니켈 도금층 및 주석 도금층이 형성될 수 있다.
A nickel plating layer and a tin plating layer may be formed on the
본 실시 형태에서, 상기 도전성 금속의 중량 대비 상기 세라믹 분말의 중량의 비는 3.0% 내지 15%일 수 있다.
In the present embodiment, the weight ratio of the ceramic powder to the weight of the conductive metal may be 3.0% to 15%.
상기 도전성 금속은 니켈을 포함할 수 있다. The conductive metal may include nickel.
상기 세라믹 분말은 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 티탄산바륨 또는 티탄산스트론튬을 포함할 수 있다.
The ceramic powder is not particularly limited, but may include, for example, barium titanate or strontium titanate.
그외 본 발명의 일 실시형태에 따른 적층 세라믹 전자부품의 특징과 동일한 부분의 설명은 중복을 피하기 위하여 여기서는 생략하도록 한다.
The description of the same features as those of the multilayer ceramic electronic component according to the embodiment of the present invention will be omitted here to avoid redundancy.
이하에서는 실시예 및 비교예를 참조하여, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples and comparative examples.
실시예 및 비교예에 따른 적층 세라믹 커패시터는 다음과 같은 방법에 따라 마련하였다.The multilayer ceramic capacitors according to Examples and Comparative Examples were prepared in the following manner.
티탄산바륨 분말, 유기 용매로서 에탄올, 바인더로서 폴리비닐부티랄을 혼합하고, 이를 볼 밀링하여 세라믹 슬러리를 제조하고, 이를 이용하여 세라믹 그린 시트를 제조하였다.
Barium titanate powder, ethanol as an organic solvent, and polyvinyl butyral as a binder were mixed and ball milled to prepare a ceramic slurry, and ceramic green sheets were prepared using the slurry.
세라믹 그린 시트 상에 니켈을 함유하는 내부 전극용 도전성 페이스트를 인쇄하여 내부 전극을 형성하고, 이를 적층한 그린 적층체를 85℃에서 1,000kgf/㎠의 압력으로 등압 압축 성형(isostatic pressing) 하였다.
The internal electrode was formed by printing a conductive paste for internal electrodes containing nickel on the ceramic green sheet, and the green laminate thus formed was subjected to isostatic pressing at a pressure of 1,000 kgf / cm 2 at 85 ° C.
압착된 그린 적층체를 절단하여 그린 칩을 만들고, 절단된 그린 칩을 대기 분위기 하에서 230℃에서 60시간 유지하는 탈바인더 공정을 거친 후, 그린 칩을 1000℃에서 소결하여 소결 칩을 제조하였다. 소결은 환원 분위기 하에서 실시하여 내부 전극의 산화를 방지하였으며, 환원 분위기는 Ni/NiO 평형 산소 분압보다 낮은 10-11~10-10 atm이 되도록 하였다.
The pressed green laminate was cut to form a green chip, and the cut green chip was subjected to a binder removal process in which the green chip was kept at 230 DEG C for 60 hours in an atmospheric environment, and then the green chip was sintered at 1000 DEG C to produce a sintered chip. The sintering was performed in a reducing atmosphere to prevent oxidation of the internal electrode, and the reducing atmosphere was 10 -11 to 10 -10 atm lower than the Ni / NiO equilibrium oxygen partial pressure.
소결 칩의 외부에 구리 분말 및 글래스 분말을 포함하는 외부 전극용 페이스트를 이용하여 외부 전극을 형성하였으며, 외부 전극 상에는 전기 도금을 통하여 니켈 도금층 및 주석 도금층을 형성하였다.
An external electrode was formed using an external electrode paste containing copper powder and glass powder on the outside of the sintered chip and a nickel plating layer and a tin plating layer were formed on the external electrode through electroplating.
상기 방법에 따라 0603 사이즈의 적층 세라믹 커패시터를 제조하였다. 0603 사이즈는 길이 및 폭이 각각 0.6㎛±0.1㎛ 및 0.3㎛±0.1㎛ 일 수 있다. 상기 적층 세라믹 커패시터에 대하여 다음과 같이 특성을 평가하였다.
A multilayer ceramic capacitor of 0603 size was produced by the above method. The size of 0603 may be 0.6 탆 0.1 탆 and 0.3 탆 0.1 탆 in length and width, respectively. The properties of the above multilayer ceramic capacitor were evaluated as follows.
아래의 표 1은 내부 전극의 두께(te) 대비 기공의 두께(tp)의 비(tp/te)에 따른 용량 특성 및 쇼트 불량 여부를 비교한 표이다.
Table 1 below is a table comparing the capacitance characteristics and the short-circuit failure according to the ratio (tp / te) of the thickness (tp) of the pores to the thickness (te) of the internal electrodes.
내전압 특성은 우수(◎), 양호(○) 및 불량(×)으로 판정하였다.And the withstand voltage characteristics were judged as excellent (?), Good (?) And poor (X).
전극 연결성에 대한 평가는 85% 이상의 경우 우수(◎), 75% 내지 85%인 경우를 양호(○)로 판정하였고, 75% 미만의 경우 불량(×)으로 판정하였다.
The evaluation of the electrode connectivity was evaluated as good (⊚) for 85% or more, good (∘) for 75% to 85%, and bad (x) when less than 75%.
* : 비교예
*: Comparative Example
표 1을 참조하면, 비교예인 시료 1 내지 10은 도전성 금속 분말의 평균 입경(Dn) 대비 상기 세라믹 분말의 평균 입경(Ds)의 비가 본 발명의 수치 범위를 벗어나는 경우로서, 양 단부 영역의 내부 전극의 연결성이 75% 이상을 만족하지 못해 설계 용량을 구현하지 못하였다.
Referring to Table 1, Samples 1 to 10 of the comparative examples were obtained when the ratio of the average particle diameter (Ds) of the ceramic powder to the average particle diameter (Dn) of the conductive metal powder was out of the numerical range of the present invention, The design capacity can not be realized due to the fact that the connectivity of 75% or more is not satisfied.
또한, 유전체 그레인의 평균 입경(Dd)이 256 nm를 초과하는 경우에는 내전압 특성이 저하되어 신뢰성에 문제가 있음을 알 수 있다.
When the average particle diameter (Dd) of the dielectric grains exceeds 256 nm, it is found that the withstand voltage characteristic is lowered and there is a problem in reliability.
한편, 실시예인 시료 11 내지 15는 도전성 금속 분말의 평균 입경(Dn) 대비 상기 세라믹 분말의 평균 입경(Ds)의 비와 유전체 그레인의 평균 입경(Dd)이 본 발명의 수치 범위를 만족하는 경우로서, 양 단부 영역의 내부 전극의 연결성이 75% 이상을 만족하여 설계 용량을 구현하고 있으며, 내전압 특성이 우수함을 알 수 있다.
On the other hand, in the examples 11 to 15, the ratio of the average particle diameter (Ds) of the ceramic powder to the average particle diameter (Dn) of the conductive metal powder and the average particle diameter (Dd) of the dielectric powder satisfy the numerical range of the present invention , The interconnectivity of the internal electrodes in both end regions satisfies 75% or more, thereby realizing the design capacity, and the breakdown voltage characteristics are excellent.
본 발명에서 사용한 용어는 특정한 실시예를 설명하기 위한 것으로, 본 발명을 한정하고자 하는 것이 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하지 않는 한, 복수의 의미를 포함한다고 보아야 할 것이다. The terms used in the present invention are intended to illustrate specific embodiments and are not intended to limit the invention. The singular presentation should be understood to include plural meanings, unless the context clearly indicates otherwise.
“포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재한다는 것을 의미하는 것이지, 이를 배제하기 위한 것이 아니다.The word " comprises " or " having " means that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, or a combination thereof described in the specification.
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. The present invention is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, but is intended to be limited only by the appended claims.
따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. something to do.
10: 세라믹 본체
11: 유전체층 21, 22: 내부 전극
31, 32: 외부 전극
Te: 내부 전극의 두께 Td: 유전체층의 두께
G: 갭
Dd: 유전체 그레인의 평균 입경10: Ceramic body
11:
31, 32: external electrodes
Te: thickness of internal electrode Td: thickness of dielectric layer
G: gap
Dd: average particle diameter of dielectric grain
Claims (10)
상기 세라믹 본체의 내부에 형성된 내부 전극;을 포함하고,
상기 세라믹 본체의 폭 방향 및 두께 방향이 형성하는 단면에 있어서, 상기 내부 전극의 두께를 Te라 하면, 0.1㎛≤Te≤0.5㎛을 만족하고, 상기 유전체층은 유전체 그레인으로 구성되어 있으며, 상기 유전체 그레인의 평균 입경을 Dd라 하면, 85 nm ≤ Dd ≤ 256 nm를 만족하는 적층 세라믹 전자 부품.
A ceramic body including a dielectric layer; And
And an internal electrode formed inside the ceramic body,
Wherein when the thickness of the internal electrode is Te, the dielectric layer is made of dielectric grains, and the dielectric grains satisfy the following relation: 0.1 占 퐉? Te? 0.5 占 퐉 in the cross section formed by the width direction and the thickness direction of the ceramic body. Dd < / = 256 nm, where Dd is the average particle diameter of the dielectric layer.
상기 내부 전극의 전체 길이에 대한 실제 내부 전극이 형성된 부분의 길이의 비를 내부 전극의 연결성이라 정의하면, 상기 내부 전극의 연결성은 85% 이상인 적층 세라믹 전자 부품.
The method according to claim 1,
Wherein the ratio of the length of the portion where the actual internal electrode is formed to the total length of the internal electrode is defined as the connectivity of the internal electrode, the connectivity of the internal electrode is 85% or more.
상기 유전체층의 두께를 Td라 하면, Td ≤ 0.5㎛을 만족하는 적층 세라믹 전자 부품.
The method according to claim 1,
And a thickness of said dielectric layer is Td, Td &le; 0.5 mu m.
상기 내부 전극은 도전성 금속 분말 및 세라믹 분말을 포함하는 도전성 페이스트에 의해 형성되는 적층 세라믹 전자 부품.
The method according to claim 1,
Wherein the internal electrode is formed by a conductive paste containing a conductive metal powder and a ceramic powder.
상기 도전성 금속 분말의 평균 입경을 Dn 및 상기 세라믹 분말의 평균 입경을 Ds라 하면, 1/80≤Ds/Dn≤1/10을 만족하는 적층 세라믹 전자 부품.
5. The method of claim 4,
Ds / Dn < / = 1/10 where Dn is an average particle diameter of the conductive metal powder and Ds is an average particle diameter of the ceramic powder.
상기 도전성 금속 분말 함량 대비 세라믹 분말의 함량비는 3.0% 내지 15%를 만족하는 적층 세라믹 전자 부품.
5. The method of claim 4,
Wherein the content ratio of the ceramic powder to the conductive metal powder is 3.0% to 15%.
상기 도전성 페이스트를 이용하여 세라믹 그린 시트 상에 내부 전극을 형성하는 단계;
상기 내부 전극이 형성된 세라믹 그린 시트를 적층하는 단계; 및
상기 세라믹 그린 시트가 적층된 적층체를 소결하여 유전체층과 내부 전극을 포함하는 세라믹 본체를 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 세라믹 본체의 폭 방향 및 두께 방향이 형성하는 단면에 있어서, 상기 내부 전극의 두께를 Te라 하면, 0.1㎛≤Te≤0.5㎛을 만족하고, 상기 유전체층은 유전체 그레인으로 구성되어 있으며, 상기 유전체 그레인의 평균 입경을 Dd라 하면, 85 nm ≤ Dd ≤ 256 nm를 만족하는 적층 세라믹 전자 부품의 제조 방법.
Ds / Dn < / = 1/10, where Dn is an average particle diameter of the conductive metal powder, and Ds is an average particle diameter of the ceramic powder, wherein the conductive metal powder and the ceramic powder step;
Forming an internal electrode on the ceramic green sheet using the conductive paste;
Laminating a ceramic green sheet on which the internal electrode is formed; And
And sintering the laminate in which the ceramic green sheets are laminated to form a ceramic body including a dielectric layer and internal electrodes,
Wherein when the thickness of the internal electrode is Te, the dielectric layer is made of dielectric grains, and the dielectric grains satisfy the following relation: 0.1 占 퐉? Te? 0.5 占 퐉 in the cross section formed by the width direction and the thickness direction of the ceramic body. Dd < / = 256 nm, where Dd is an average particle diameter of the first dielectric layer.
상기 도전성 금속 분말 함량 대비 세라믹 분말의 함량비는 3.0% 내지 15%를 만족하는 적층 세라믹 전자 부품의 제조 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein a content ratio of the ceramic powder to the conductive metal powder is 3.0% to 15%.
상기 내부 전극의 전체 길이에 대한 실제 내부 전극이 형성된 부분의 길이의 비를 내부 전극의 연결성이라 정의하면, 상기 내부 전극의 연결성은 85% 이상인 적층 세라믹 전자 부품의 제조 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the ratio of the length of the portion where the actual internal electrode is formed to the total length of the internal electrode is defined as the connectivity of the internal electrode, the connectivity of the internal electrode is 85% or more.
상기 유전체층의 두께를 Td라 하면, Td ≤ 0.5㎛을 만족하는 적층 세라믹 전자 부품의 제조 방법.
8. The method of claim 7,
And when the thickness of the dielectric layer is Td, Td &le; 0.5 mu m.
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