KR20200072400A - 세라믹 원료 분말, 적층 세라믹 콘덴서, 및 적층 세라믹 콘덴서의 제조 방법 - Google Patents

세라믹 원료 분말, 적층 세라믹 콘덴서, 및 적층 세라믹 콘덴서의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

도너 작용 및 억셉터 작용의 양쪽을 얻을 수 있는 세라믹 원료 분말, 적층 세라믹 콘덴서, 및 적층 세라믹 콘덴서의 제조 방법을 제공한다.
세라믹 원료 분말은, 페로브스카이트 구조를 주상으로 하는 세라믹 원료 분말이며, 상기 페로브스카이트 구조의 B 사이트에, 도너로서 기능하는 원소 및 억셉터로서 기능하는 원소의 양쪽이 치환 고용되고, 상기 세라믹 원료 분말의 각 입자의 중심부에서는 (도너로서 기능하는 원소의 농도)×(도너로서 기능하는 원소의 가수-4)<(억셉터로서 기능하는 원소의 농도)×(4-억셉터로서 기능하는 원소의 가수)의 관계가 성립하고, 상기 세라믹 원료 분말의 각 입자의 외연부에서는 (도너로서 기능하는 원소의 농도)×(도너로서 기능하는 원소의 가수-4)>(억셉터로서 기능하는 원소의 농도)×(4-억셉터로서 기능하는 원소의 가수)의 관계가 성립하는 것을 특징으로 한다.

Description

세라믹 원료 분말, 적층 세라믹 콘덴서, 및 적층 세라믹 콘덴서의 제조 방법{CERAMIC RAW MATERIAL POWDER, MULTILAYER CERAMIC CAPACITOR AND MANUFACTURING METHOD OF MULTILAYER CERAMIC CAPACITOR}
본 발명은, 세라믹 원료 분말, 적층 세라믹 콘덴서, 및 적층 세라믹 콘덴서의 제조 방법에 관한 것이다.
적층 세라믹 콘덴서는, 유전체층과 내부 전극층이 적층된 구조를 갖고 있다. 유전체층은 세라믹 원료 분말을 소결시킴으로써 형성되기 때문에, 적층 세라믹 콘덴서로 하여금 원하는 성능을 갖게 하기 위해서는, 세라믹 원료 분말이 소정의 특성을 갖고 있을 것이 요망된다. 예를 들어 유전체층을 박층화하더라도 충분한 신뢰성 특성을 얻기 위해서는, 세라믹 원료 분말에 미리 특정 원소를 고용시켜 두는 것이 유효한 수법인 것이 개시되어 있다(예를 들어 특허문헌 1, 2 참조).
일본 특허 공개 제2017-108128호 공보 일본 특허 공개 제2017-228737호 공보
특허문헌 1의 기술에서는, 도너 원소가 고용된 티타늄산바륨이 이용된다. 이 기술에서는, 도너 작용이 의하여 적층 세라믹 콘덴서의 수명은 향상되는 한편으로 절연성 저하가 문제로 될 수 있다. 특허문헌 2의 기술에서는, 도너 원소에 더해 억셉터 원소가 고용된 티타늄산바륨이 이용된다. 그러나 이 기술에서는, 절연성 저하를 억제할 수 있는 한편으로 도너 원소의 작용이 저하될 우려가 있다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 도너 작용 및 억셉터 작용의 양쪽을 얻을 수 있는 세라믹 원료 분말, 적층 세라믹 콘덴서, 및 적층 세라믹 콘덴서의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 세라믹 원료 분말은, 페로브스카이트 구조를 주상으로 하는 세라믹 원료 분말이며, 상기 페로브스카이트 구조의 B 사이트에, 도너로서 기능하는 원소 및 억셉터로서 기능하는 원소의 양쪽이 치환 고용되고, 상기 세라믹 원료 분말의 각 입자의 중심부에서는 (도너로서 기능하는 원소의 농도)×(도너로서 기능하는 원소의 가수-4)<(억셉터로서 기능하는 원소의 농도)×(4-억셉터로서 기능하는 원소의 가수)의 관계가 성립하고, 상기 세라믹 원료 분말의 각 입자의 외연부에서는 (도너로서 기능하는 원소의 농도)×(도너로서 기능하는 원소의 가수-4)>(억셉터로서 기능하는 원소의 농도)×(4-억셉터로서 기능하는 원소의 가수)의 관계가 성립하는 것을 특징으로 한다.
상기 세라믹 원료 분말에 있어서, 상기 페로브스카이트 구조의 주상은 BaTiO3으로 해도 된다.
상기 세라믹 원료 분말에 있어서, 상기 도너로서 기능하는 원소를 Mo로 하고 상기 억셉터로서 기능하는 원소를 Mn으로 해도 된다.
본 발명에 따른 적층 세라믹 콘덴서의 제조 방법은, 페로브스카이트 구조를 주상으로 하는 세라믹 원료 분말을 포함하는 그린 시트를 제작하는 공정과, 상기 그린 시트와 내부 전극 형성용 도전 페이스트를 교대로 적층함으로써 적층체를 형성하는 공정과, 상기 적층체를 소성하는 공정을 포함하고, 상기 페로브스카이트 구조의 B 사이트에는, 도너로서 기능하는 원소 및 억셉터로서 기능하는 원소의 양쪽이 치환 고용되고, 상기 세라믹 원료 분말의 각 입자의 중심부에서는 (도너로서 기능하는 원소의 농도)×(도너로서 기능하는 원소의 가수-4)<(억셉터로서 기능하는 원소의 농도)×(4-억셉터로서 기능하는 원소의 가수)의 관계가 성립하고, 상기 세라믹 원료 분말의 각 입자의 외연부에서는 (도너로서 기능하는 원소의 농도)×(도너로서 기능하는 원소의 가수-4)>(억셉터로서 기능하는 원소의 농도)×(4-억셉터로서 기능하는 원소의 가수)의 관계가 성립하는 것을 특징으로 한다.
상기 적층 세라믹 콘덴서의 제조 방법에 있어서, 상기 페로브스카이트 구조의 주상을 BaTiO3으로 해도 된다.
상기 적층 세라믹 콘덴서의 제조 방법에 있어서, 상기 도너로서 기능하는 원소를 Mo로 하고 상기 억셉터로서 기능하는 원소를 Mn으로 해도 된다.
본 발명에 따른 적층 세라믹 콘덴서는, 복수의 유전체층과 복수의 내부 전극층을 구비하고, 상기 복수의 유전체층과 상기 복수의 내부 전극층은 교대로 적층되고, 상기 복수의 유전체층은, 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 세라믹 원료 분말을 소성함으로써 얻어진 것임을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 도너 작용 및 억셉터 작용의 양쪽을 얻을 수 있다.
도 1은 적층 세라믹 콘덴서의 부분 단면 사시도이다.
도 2의 (a) 및 (b)는 도너로서 기능하는 원소 및 억셉터로서 기능하는 원소의 농도 구배를 예시하는 도면이다.
도 3은 적층 세라믹 콘덴서의 제조 방법의 흐름을 예시하는 도면이다.
이하, 도면을 참조하면서 실시 형태에 대하여 설명한다.
(실시 형태)
도 1은, 실시 형태에 따른 적층 세라믹 콘덴서(100)의 부분 단면 사시도이다. 도 1에서 예시한 바와 같이 적층 세라믹 콘덴서(100)는, 대략 직육면체 형상을 갖는 적층 칩(10)과, 적층 칩(10)의 어느 대향하는 2개의 단부면에 마련된 외부 전극(20a, 20b)을 구비한다. 또한 적층 칩(10)의 당해 2개의 단부면 이외의 4면 중, 적층 방향의 상면 및 하면 이외의 2면을 측면이라 칭한다. 외부 전극(20a, 20b)은, 적층 칩(10)의 적층 방향의 상면, 하면 및 2개의 측면으로 연장되어 있다. 단, 외부 전극(20a, 20b)은 서로 이격되어 있다.
적층 칩(10)은, 유전체로서 기능하는 세라믹 재료를 포함하는 유전체층(11)과, 비금속 재료를 포함하는 내부 전극층(12)이 교대로 적층된 적층체의 구성을 갖는다. 각 내부 전극층(12)의 단부 에지는, 적층 칩(10)의 외부 전극(20a)이 마련된 단부면과, 외부 전극(20b)이 마련된 단부면에 교대로 노출되어 있다. 그것에 의하여 각 내부 전극층(12)은 외부 전극(20a)과 외부 전극(20b)에 교대로 도통하고 있다. 그 결과, 적층 세라믹 콘덴서(100)는, 복수의 유전체층(11)이 내부 전극층(12)을 개재하여 적층된 구성을 갖는다. 또한 유전체층(11)과 내부 전극층(12)의 적층체에 있어서, 적층 방향의 최외층에는 내부 전극층(12)이 배치되며, 당해 적층체의 상면 및 하면은 커버층(13)에 의하여 덮여 있다. 커버층(13)은 세라믹 재료를 주성분으로 한다. 예를 들어 커버층(13)의 재료는, 유전체층(11)과 세라믹 재료의 주성분이 동일하다.
적층 세라믹 콘덴서(100)의 사이즈는, 예를 들어 길이 0.25㎜, 폭 0.125㎜, 높이 0.125㎜이고, 또는 길이 0.4㎜, 폭 0.2㎜, 높이 0.2㎜, 또는 길이 0.6㎜, 폭 0.3㎜, 높이 0.3㎜이고, 또는 길이 1.0㎜, 폭 0.5㎜, 높이 0.5㎜이고, 또는 길이 3.2㎜, 폭 1.6㎜, 높이 1.6㎜이고, 또는 길이 4.5㎜, 폭 3.2㎜, 높이 2.5㎜이지만, 이들 사이즈에 한정되는 것은 아니다.
내부 전극층(12)은 Ni(니켈), Cu(구리), Sn(주석) 등의 비금속을 주성분으로 한다. 내부 전극층(12)으로서, Pt(백금), Pd(팔라듐), Ag(은), Au(금) 등의 귀금속이나, 이들을 포함하는 합금을 이용해도 된다.
유전체층(11)은, 예를 들어 일반식 ABO3으로 표시되는 페로브스카이트 구조를 주상으로 하는 세라믹 재료를 주성분으로 한다. 또한 당해 페로브스카이트 구조는, 비화학양론 조성의 ABO3-α를 포함한다. 예를 들어 당해 세라믹 재료로서, BaTiO3(티타늄산바륨), CaZrO3(지르콘산칼슘), CaTiO3(티타늄산칼슘), SrTiO3(티타늄산스트론튬), 페로브스카이트 구조를 형성하는 Ba1-x-yCaxSryTi1-zZrzO3(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤z≤1) 등을 이용할 수 있다. 유전체층(11)은, 예를 들어 페로브스카이트 구조를 갖는 세라믹 재료를 주성분으로 하는 세라믹 원재료 분말을 소성함으로써 얻어진다.
적층 세라믹 콘덴서(100)를 소형 대용량화하기 위해서는, 유전체층(11)을 박층화할 것이 요망된다. 그러나 유전체층(11)을 박층화하고자 하면, 적층 세라믹 콘덴서(100)의 수명 특성이 열화되어 신뢰성이 저하될 우려가 있다.
여기서, 신뢰성 저하에 대하여 설명한다. 유전체층(11)은, 예를 들어 일반식 ABO3으로 표시되는 페로브스카이트 구조를 주상으로 하는 세라믹 원료 분말을 소성에 의하여 소결시킴으로써 형성할 수 있다. 따라서 소성 시에 세라믹 원료 분말이 환원 분위기에 노출됨으로써 세라믹 원료 분말의 ABO3에 산소 결함이 생긴다. 적층 세라믹 콘덴서(100)의 사용 시에는 유전체층(11)에 전압이 반복하여 인가되게 된다. 이때 산소 결함이 이동함으로써 장벽이 파괴된다. 즉, 페로브스카이트 구조 중의 산소 결함이 유전체층(11)의 신뢰성 저하의 요인으로 되고 있다.
그래서, 도너로서 기능하는 원소가 페로브스카이트 구조의 B 사이트에 포함되어 있는(치환 고용되어 있는) 것이 바람직하다. 예를 들어 도너로서 기능하는 원소로서 Mo(몰리브덴), Nb(니오븀), Ta(탄탈륨), W(텅스텐) 등을 들 수 있다. 도너로서 기능하는 원소가 B 사이트에 치환 고용됨으로써 페로브스카이트 구조 중의 산소 결함이 억제된다. 그것에 의하여 유전체층(11)이 장수명화되어 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
그러나 도너로서 기능하는 원소가 B 사이트에 치환 고용되면, 절연성이 저하되는 등의 결함이 생길 우려가 있다. 그래서 도너로서 기능하는 원소가 B 사이트에 치환 고용됨과 함께, 억셉터로서 기능하는 원소도 B 사이트에 치환 고용되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들어 억셉터로서 기능하는 원소로서 Mn(망간), Ni, Cu, Fe(철), Cr(크롬), Co(코발트), Zn(아연), Y(이트륨), Dy(디스프로슘), Ho(홀뮴), Er(에르븀) 등을 들 수 있다. 억셉터로서 기능하는 원소가 B 사이트에 치환 고용됨으로써 누설 전류가 억제되는 등의 작용이 얻어져, 유전체층(11)의 절연성 저하가 억제된다.
그러나 이 경우, 절연성 저하를 억제할 수 있는 한편으로 도너 작용이 저하된다. 그래서 본 실시 형태에서는, 도너 작용 및 억셉터 작용을 유지할 수 있는 세라믹 원료 분말을 이용하여 적층 세라믹 콘덴서(100)를 제조하는 수법에 대하여 설명한다.
본 실시 형태에 있어서는, 페로브스카이트 구조를 갖는 세라믹 원료 분말의 B 사이트에 있어서, 도너로서 기능하는 원소 및 억셉터로서 기능하는 원소의 양쪽을 고용 치환시키고 그들의 농도 구배를 제어한다.
본 실시 형태에 있어서는, 도너로서 기능하는 원소의 농도 및 억셉터로서 기능하는 원소의 농도에 대하여, 세라믹 원료 분말의 외연부에 있어서의 관계와 중심부에 있어서의 관계를 규정한다. 구체적으로는 세라믹 원료 분말의 외연부를 도너 리치로 하고 중심부를 억셉터 리치로 한다.
또한 도너 작용 및 억셉터 작용은, 치환 고용하는 원소의 농도뿐 아니라, 모결정의 페로브스카이트 구조의 B 사이트의 가수(+4)와, 치환 고용 원소의 가수의 관계로부터도 영향을 받는다. 예를 들어 도너로서 기능하는 원소에 대해서는, +5가의 원소(예를 들어 V(바나듐))와 +6가의 원소(예를 들어 Mo)에서는, 동일한 농도에서는 가수가 큰 +6가의 원소 쪽이 강한 도너 작용을 갖고 있다. 마찬가지로, 억셉터로서 기능하는 원소에 대해서는, +3가의 원소(예를 들어 Fe)와 +2가의 원소(예를 들어 Mn)에서는, 동일한 농도에서는 가수가 작은 +2가의 원소 쪽이 강한 억셉터 작용을 갖고 있다. 따라서 세라믹 원료 분말의 외연부를 도너 리치로 하고 중심부를 억셉터 리치로 하기 위해서는, B 사이트의 가수(+4가)에 대한 상대 가수도 고려하는 것이 바람직하다.
그래서 본 실시 형태에 있어서는, 세라믹 원료 분말에 대하여, 하기 식 (1) 및 하기 식 (2)의 관계를 만족시키도록, 도너로서 기능하는 원소 및 억셉터로서 기능하는 원소의 치환 고용량을 규정한다.
·중심부: (도너로서 기능하는 원소의 농도)×(도너로서 기능하는 원소의 가수-4)<(억셉터로서 기능하는 원소의 농도)×(4-억셉터로서 기능하는 원소의 가수) (1)
·외연부: (도너로서 기능하는 원소의 농도)×(도너로서 기능하는 원소의 가수-4)>(억셉터로서 기능하는 원소의 농도)×(4-억셉터로서 기능하는 원소의 가수) (2)
이들 관계를 만족시키는 세라믹 원료 분말을 이용하여 적층 세라믹 콘덴서를 제작함으로써, 세라믹 원료 분말에 있어서, 소성/열처리 분위기에 의한 환원/산화의 영향을 받기 쉬운 외연부의 도너 작용을 충분히 높게 할 수 있어서, 산소 결함량을 저감시킬 수 있다. 또한 세라믹 원료 분말 중심부에 있어서, 억셉터 작용을 충분히 높게 할 수 있어서, 절연성 향상 효과도 얻어진다. 따라서 도너 작용 및 억셉터 작용의 양쪽을 얻을 수 있다. 그 결과, 수명과 절연성의 균형성이 좋은, 신뢰성이 우수한 적층 세라믹 콘덴서의 제조가 가능해진다.
(도너로서 기능하는 원소의 농도)×(도너로서 기능하는 원소의 가수-4)를 값 A라 하고, (억셉터로서 기능하는 원소의 농도)×(4-억셉터로서 기능하는 원소의 가수)를 값 B라 한다. 예를 들어 도 2의 (a)에서 예시한 바와 같이 세라믹 원료 분말은, 페로브스카이트 구조의 B 사이트에 있어서, 값 A가 입자 외연부로부터 입자 중심부에 걸쳐 서서히 또는 단계적으로 저하되는 구배를 갖고, 값 B가 농도 구배를 갖지 않고 대략 균일한 분포를 갖고 있다. 예를 들어 도너로서 기능하는 원소의 농도는 외연부>중심부를 만족시키고 있다. 또한 도 2의 (a)에 있어서, 점선은 세라믹 원료 분말의 입자를 모식적으로 나타낸 것이다. 횡축은 당해 입자 중의 위치를 나타낸다. 제1 종축(좌축)은 값 A를 나타내고 제2 종축(우축)은 값 B를 나타낸다.
또한 세라믹 원료 분말에 대하여, 중심부와 외연부에서 상기 식 (1) 및 상기 식 (2)의 관계를 만족시키면 된다. 따라서, 예를 들어 도 2의 (b)에서 예시한 바와 같이, 값 A의 구배에 있어서, 외연부로부터 중심부를 향하여 저하되는 도중에 극대값을 갖고 있어도 된다.
식 (1) 및 식 (2)의 관계는, 도너로서 기능하는 원소로서 2종류 이상을 첨가하는 경우에도 적용 가능하고, 억셉터로서 기능하는 원소로서 2종류 이상을 첨가하는 경우에도 적용 가능하다. 이 경우에 있어서는, 2종류 이상의 원소의 농도에 따른 가중 평균을, 도너로서 기능하는 원소의 농도 및 억셉터로서 기능하는 원소의 농도로서 이용할 수 있다.
또한 입자의 중심부는, 예를 들어 기하학적인 무게 중심으로 정의할 수 있다.
여기서, 세라믹 원료 분말에, 도너로서 기능하는 원소 및 억셉터로서 기능하는 원소를 치환 고용시키는 이유에 대하여 설명한다. 예를 들어 세라믹 원료 분말과, 도너로서 기능하는 원소의 산화물 및 억셉터로서 기능하는 원소의 산화물을 혼합해 두고, 소성 공정에 있어서 각 원소를 확산시킴으로써 상기 식 (1) 및 상기 식 (2)의 관계를 실현하는 것을 생각할 수 있다. 그러나 각 입자의 외연부의 도너 농도를 높게 하는 것은 가능하더라도 입자의 중심부까지 각 원소를 확산시키는 것은 곤란하다. 이상의 이유에 의하여, 세라믹 원료 분말에, 도너로서 기능하는 원소 및 억셉터로서 기능하는 원소를 치환 고용시키고 있는 것이다.
계속해서, 적층 세라믹 콘덴서(100)의 제조 방법에 대하여 설명한다. 도 3은, 적층 세라믹 콘덴서(100)의 제조 방법의 흐름을 예시하는 도면이다.
(세라믹 원료 분말의 제작 공정)
먼저, 일반식 ABO3으로 표시되는 페로브스카이트 구조를 주상으로 하고, 상기 식 (1) 및 상기 식 (2)을 만족시키도록, B 사이트에, 도너로서 기능하는 원소 및 억셉터로서 기능하는 원소의 양쪽이 치환 고용된 세라믹 원료 분말을 준비한다. 당해 세라믹 원료 분말의 합성 방법으로서는 종래 다양한 방법이 알려져 있으며, 예를 들어 고상 합성법, 졸-겔 합성법, 수열 합성법 등이 알려져 있다. 예를 들어 BaTiO3의 Ti 사이트에 Mo 및 Mn을 치환 고용시키는 경우에는, BaTiO3의 합성 시에 BaCO3, TiO2 및 MnCO3의 혼합 분산분으로 Mn 고용 BaTiO3을 제작한 후, Mo 화합물을 첨가하고 입성장시키면 된다. 예를 들어 세라믹 원료 분말의 평균 입자경은, 유전체층(11)의 박층화의 관점에서 바람직하게는 50 내지 150㎚이다.
얻어진 세라믹 원료 분말에, 목적에 따라 소정의 첨가 화합물을 첨가한다. 첨가 화합물로서는, 희토류 원소(Y(이트륨), Sm(사마륨), Eu(유로퓸), Gd(가돌리늄), Tb(테르븀), Dy(디스프로슘), Ho(홀뮴), Er(에르븀), Tm(툴륨) 및 Yb(이테르븀))의 산화물, 그리고 Co(코발트), Ni, Li(리튬), B(붕소), Na(나트륨), K(칼륨) 및 Si(실리콘)의 산화물, 또는 유리를 들 수 있다.
예를 들어 세라믹 원료 분말에 첨가 화합물을 포함하는 화합물을 습식 혼합하고 건조 및 분쇄하여 세라믹 재료를 조제한다. 예를 들어 상기와 같이 하여 얻어진 세라믹 재료에 대하여, 필요에 따라 분쇄 처리하여 입경을 조절하거나, 또는 분급 처리와 조합함으로써 입경을 고르게 해도 된다. 이상의 공정에 의하여, 유전체층의 주성분으로 되는 세라믹 재료가 얻어진다.
(적층 공정)
다음으로, 얻어진 세라믹 재료에, 폴리비닐부티랄(PVB) 수지 등의 바인더와, 에탄올, 톨루엔 등의 유기 용제와, 가소제를 첨가하고 습식 혼합한다. 얻어진 슬러리를 사용하여, 예를 들어 다이 코터법이나 닥터 블레이드법에 의하여 기재 상에, 예를 들어 두께 3㎛ 내지 10㎛의 띠형상의 유전체 그린 시트를 도공하고 건조시킨다.
다음으로, 유전체 그린 시트의 표면에, 유기 바인더를 포함하는 내부 전극 형성용의 금속 도전 페이스트를 스크린 인쇄, 그라비아 인쇄 등에 의하여 인쇄함으로써, 극성이 상이한 1쌍의 외부 전극에 교대로 인출되는 내부 전극층 패턴을 배치한다. 금속 도전 페이스트에는 공재로서 세라믹 입자를 첨가한다. 세라믹 입자의 주성분은, 특별히 한정되는 것은 아니지만 유전체층(11)의 주성분 세라믹과 동일한 것이 바람직하다. 예를 들어 평균 입자경이 50㎚ 이하인 BaTiO3을 균일하게 분산시켜도 된다.
그 후, 내부 전극층 패턴이 인쇄된 유전체 그린 시트를 소정의 크기로 펀칭하고, 펀칭된 유전체 그린 시트를, 기재를 박리한 상태에서, 내부 전극층(12)과 유전체층(11)이 번갈아 놓이도록, 또한 내부 전극층(12)이, 유전체층(11)의 길이 방향 양 단부면에 단부 에지가 교대로 노출되어 극성이 상이한 1쌍의 외부 전극(20a, 20b)에 교대로 인출되도록, 소정 층수(예를 들어 100 내지 500층)만큼 적층한다. 적층한 유전체 그린 시트의 상하에, 커버층(13)을 형성하기 위한 커버 시트를 압착시키고, 소정 칩 치수(예를 들어 1.0㎜×0.5㎜)로 커트한다.
얻어진 세라믹 적층체를 N2 분위기 중에서 탈(脫)바인더한 후에, 세라믹 적층체의 양 단부면으로부터 각 측면에 걸쳐, 외부 전극(20a, 20b)의 주성분 금속을 포함하는 금속 필러, 공재, 바인더, 용제 등을 포함하고 외부 전극(20a, 20b)의 하지층으로 되는 금속 페이스트를 도포하고, 건조시킨다.
(소성 공정)
이와 같이 하여 얻어진 성형체를 250 내지 500℃의 N2 분위기 중에서 탈바인더 처리한 후에, 산소 분압 10-5 내지 10-8atm의 환원 분위기 중에서 1100 내지 1300℃에서 10분 내지 2시간 소성함으로써 성형체의 각 입자가 소결된다. 이와 같이 하여 세라믹 적층체가 얻어진다.
(재산화 처리 공정)
그 후, N2 가스 분위기 중에서 600℃ 내지 1000℃에서 재산화 처리를 행한다. 이 공정에 의하여 산소 결함 농도가 감소한다.
(외부 전극 형성 공정)
그 후, 외부 전극(20a, 20b)의 하지층 상에 도금 처리에 의하여 Cu, Ni, Sn 등의 금속 코팅을 행한다. 이상의 행정에 의하여 적층 세라믹 콘덴서(100)가 완성된다.
본 실시 형태에 따른 제조 방법에 의하면, 상기 식 (1) 및 상기 식 (2)의 관계를 만족시키는 세라믹 원료 분말을 이용하고 있다. 이들 관계를 만족시키는 세라믹 원료 분말을 이용하여 적층 세라믹 콘덴서(100)를 제작함으로써, 세라믹 원료 분말에 있어서, 소성/열처리 분위기에 의한 환원/산화의 영향을 받기 쉬운 외연부의 도너 작용을 충분히 높게 할 수 있어서, 산소 결함량을 저감시킬 수 있다. 또한 세라믹 원료 분말 중심부에 있어서, 억셉터 작용을 충분히 높게 할 수 있어서, 절연성 향상 효과도 얻어진다. 따라서 도너 작용 및 억셉터 작용의 양쪽을 얻을 수 있다. 그 결과, 수명과 절연성의 균형성이 좋은, 신뢰성이 우수한 적층 세라믹 콘덴서(100)의 제조가 가능해진다.
이상, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였지만 본 발명은 이러한 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 요지 범위 내에 있어서 다양한 변형·변경이 가능하다.
10: 적층 칩
11: 유전체층
12: 내부 전극층
13: 커버층
20a, 20b: 외부 전극
100: 적층 세라믹 콘덴서

Claims (7)

  1. 페로브스카이트 구조를 주상으로 하는 세라믹 원료 분말이며,
    상기 페로브스카이트 구조의 B 사이트에, 도너로서 기능하는 원소 및 억셉터로서 기능하는 원소의 양쪽이 치환 고용되고,
    상기 세라믹 원료 분말의 각 입자의 중심부에서는 (도너로서 기능하는 원소의 농도)×(도너로서 기능하는 원소의 가수-4)<(억셉터로서 기능하는 원소의 농도)×(4-억셉터로서 기능하는 원소의 가수)의 관계가 성립하고,
    상기 세라믹 원료 분말의 각 입자의 외연부에서는 (도너로서 기능하는 원소의 농도)×(도너로서 기능하는 원소의 가수-4)>(억셉터로서 기능하는 원소의 농도)×(4-억셉터로서 기능하는 원소의 가수)의 관계가 성립하는 것을 특징으로 하는 세라믹 원료 분말.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 페로브스카이트 구조의 주상은 BaTiO3인 것을 특징으로 하는 세라믹 원료 분말.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 도너로서 기능하는 원소는 Mo이고,
    상기 억셉터로서 기능하는 원소는 Mn인 것을 특징으로 하는 세라믹 원료 분말.
  4. 페로브스카이트 구조를 주상으로 하는 세라믹 원료 분말을 포함하는 그린 시트를 제작하는 공정과,
    상기 그린 시트와 내부 전극 형성용 도전 페이스트를 교대로 적층함으로써 적층체를 형성하는 공정과,
    상기 적층체를 소성하는 공정을 포함하고,
    상기 페로브스카이트 구조의 B 사이트에는, 도너로서 기능하는 원소 및 억셉터로서 기능하는 원소의 양쪽이 치환 고용되고,
    상기 세라믹 원료 분말의 각 입자의 중심부에서는 (도너로서 기능하는 원소의 농도)×(도너로서 기능하는 원소의 가수-4)<(억셉터로서 기능하는 원소의 농도)×(4-억셉터로서 기능하는 원소의 가수)의 관계가 성립하고,
    상기 세라믹 원료 분말의 각 입자의 외연부에서는 (도너로서 기능하는 원소의 농도)×(도너로서 기능하는 원소의 가수-4)>(억셉터로서 기능하는 원소의 농도)×(4-억셉터로서 기능하는 원소의 가수)의 관계가 성립하는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 페로브스카이트 구조의 주상은 BaTiO3인 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서의 제조 방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 도너로서 기능하는 원소는 Mo이고,
    상기 억셉터로서 기능하는 원소는 Mn인 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서의 제조 방법.
  7. 복수의 유전체층과,
    복수의 내부 전극층을 구비하고,
    상기 복수의 유전체층과 상기 복수의 내부 전극층은 교대로 적층되고,
    상기 복수의 유전체층은, 제1항 또는 제2항에 기재된 세라믹 원료 분말을 소성함으로써 얻어진 것인 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서.
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