KR19990067989A - 유전체 세라믹과 이것의 제조방법, 및 적층 세라믹 전자부품과 이것의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 예를 들어, 니켈 등의 비금속(base metal)을 사용할 수 있고, 환원성 분위기 중에서 소성될 수 있으며, 또 예를 들어, 적층 세라믹 커패시터 등의 적층 세라믹 전자부품의 유전체 세라믹층을 구성하는데 적합한 우수한 정정용량-온도 특성을 나타내는 유전체 세라믹을 제공한다. 유전체 세라믹은, 페로브스카이트 구조의 c축/a축비가 1.003~1.010의 범위이며, 또 결정격자 중의 OH기의 함량이 1중량% 이하인 티탄산 바륨계 분말을 소성함으로써 얻어진다. 바람직하게는, 출발원료로서 기능하는 티탄산 바륨계 분말이, 0.5㎛ 이하의 최대 입자 지름 및 0.1~0.3㎛의 평균 입자 지름을 갖는 것이 좋으며, 상기 티탄산 바륨계 분말의 개개의 입자가 결정성이 낮은 부분 21 및 결정성이 높은 부분 23을 포함하며, 또 상기 결정성이 낮은 부분의 지름이 상기 분말의 입자 지름의 0.65배 미만이다. 또한, 소결시에, 상기 분말은, (소성된 유전체 세라믹의 평균 입자 지름)/(출발원료로서 기능하는 티탄산 바륨계 분말의 평균 입자 지름)의 비를 만족하며, 상기 비율을 R이라 하며, 이것은 0.9~1.2 이내에 있으며, 이에 의해 현저한 입자 성장을 억제한다. 본 발명은 또한, 상술한 유전체 세라믹의 복수개 층들의 적층체를 포함하는 적층 세라믹 전자부품과, 이것의 제조방법을 공개한다.
Description
본 발명은, 예를 들어 니켈 또는 니켈 합금 등의 비금속으로 이루어진 내부도체를 갖는 적층 세라믹 커패시터와 같은 적층 세라믹 전자부품에 유리하게 이용되는 유전체 세라믹과, 이 유전체 세라믹의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 유전체 세라믹으로 구성된 적층 세라믹 전자부품과, 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
적층 세라믹 전자부품의 소형화 및 저비용화가 진행되고 있다. 예를 들어, 이런 세라믹 전자부품에 있어서, 세라믹층의 박층화 및 내부도체의 비금속화가 진행되어 왔다. 적층 세라믹 전자부품의 한 유형인 적층 세라믹 커패시터에 있어서, 유전체 세라믹층의 두께는 약 3㎛로 형성되며, 내부도체, 즉 내부전극을 제조하는 재료로서, Cu 또는 Ni 등의 비금속이 사용되었다.
그러나, 세라믹층이 박층화된 경우, 층에 인가된 전계강도가 증가하여, 전계에 의해 유도된 유전율의 변화가 크게 나타나는 세라믹층으로서 유전체를 사용하는 것에 문제가 발생한다. 또한, 세라믹층의 두께 방향으로의 세라믹 입자의 크기의 감소가 신뢰성에 있어서 문제가 된다.
이런 상황에 대처하기 위해, 일본 특허 출원 공개번호 9-241074호, 9-241075호 등에서, 유전체 세라믹층의 두께 방향으로 세라믹 입자 크기를 증가함으로써 신뢰성을 향상시킬 수 있는 세라믹 재료가 제안되어 있다. 그러므로, 세라믹 입자의 입자 크기를 제어함으로써, 전계 또는 온도에 의해 유도된 유전율의 변화를 감소할 수 있다.
그러나, 상술한 종래 기술에 있어서, 유전체 세라믹층의 두께가 약 1㎛ 미만인 경우, 신뢰성이 유지되지만, 온도-유전율 특성의 변화가 증가되어, 이에 의해 재현성이 높은 안정한 온도-유전율 특성 변화를 갖는 생산품을 얻는 것이 어렵다. 안정한 온도-유전율 특성을 보장하기 위해, 전계강도가 저하되어야 하고, 얻은 적층 세라믹 전자부품의 정격 전압이 저하되어야 한다. 그러므로, 상술한 종래 기술이 상기 문제점을 해결하는데 이용되는 한은, 1㎛ 미만으로 얇은 두께를 갖는 박층의 실현이 곤란하거나 또는 불가능하다.
앞서 말한 관점에서, 본 발명은 1㎛ 미만으로 얇은 두께를 갖는 세라믹 박층을 포함하는 적층 세라믹 전자부품에 유리하게 이용되는 유전체 세라믹과, 이 유전체 세라믹의 제조방법을 제공한다. 본 발명은 또한 상기 유전체 세라믹으로 구성된 적층 세라믹 전자부품과, 이를 제조하는 방법을 제공한다.
도1은 본 발명의 한 구현예에 따른 적층 세라믹 커패시터 1을 보여주는 단면도이다.
도2는 본 발명에 따른 유전체 세라믹을 제조하기 위해 설치된 티탄산 바륨계 분말의 투과형 전자 현미경 사진이다.
도3은 도2에 나타낸 전자 현미경 사진의 평면 스케치도이다.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 )
1: 적층 세라믹 커패시터
2: 유전체 세라믹층
3: 적층체
4: 제1측면
5: 제2측면
6: 제1외부전극
7: 제2외부전극
8: 제1내부전극(내부도체)
23: 결정성이 높은 부분
본 발명의 한 측면에 있어서, 페로브스카이트 구조의 c축/a축비가 1.003~1.010의 범위이며, 또 결정격자 중의 OH기의 함량이 1중량% 이하인 티탄산 바륨계 분말을 소성함으로써 얻어진 유전체 세라믹을 제공한다.
본 발명의 다른 측면에 있어서, 상기 방법이 페로브스카이트 구조의 c축/a축비가 1.003~1.010의 범위이며, 또 결정격자 중의 OH기의 함량이 1중량% 이하인 티탄산 바륨계 분말을 제공하는 공정; 및
상기 티탄산 바륨계 분말을 소성하는 공정
을 포함하는 유전체 세라믹의 제조방법을 제공한다.
OH기의 함량은, 시료의 열중량 분석 중에 측정된 150℃ 이상의 손실에 근거하여 결정된다.
바람직하게는, 상기 티탄산 바륨계 분말이 0.5㎛ 이하의 최대 입자 지름 및 0.1~0.3㎛의 평균 입자 지름을 갖는 것이 좋다.
또한, 바람직하게는, 상술한 티탄산 바륨계 분말의 개개의 입자가 결정성이 낮은 부분 및 결정성이 높은 부분을 포함하며, 또 상기 결정성이 낮은 부분의 지름이 상기 분말의 입자 지름의 0.65배 미만이다. 도2에 나타낸 바와 같이, 도2는 티탄산 바륨계 분말의 투과형 전자 현미경 사진이다. 도3은 하기의 항목들을 위한 평면 스케치(sketch)이다. 여기에서 사용된 "결정성이 낮은 부분" 21이란 항목은 예를 들어, 공간(void) 22 등의 격자 결함(defect)의 수를 포함하는 영역에 관한 것이며, 반면 여기에서 사용된 "결정성이 높은 부분" 23이란 항목은 이런 격자 결함을 포함하지 않는 영역에 관한 것이다.
또한, (소성된 유전체 세라믹의 평균 입자 지름)/(제공된 티탄산 바륨계 분말의 평균 입자 지름)의 비가 R로 표시되는 경우, 바람직하게는 R이 0.90~1.2의 범위 이내에 있는 것이 좋다.
본 발명의 유전체 세라믹을 구성하는 입자는, 코어와 쉘과의 사이에 조성 및 결정계가 다른, 코어-쉘 구조, 또는 균일한 조성 및 결정계를 갖는 균질의 구조를 가질 수 있다.
이하에서 사용된 "결정계(crystal system)"라는 항목은, 페로브스카이트 결정의 결정계라 한다. 즉, 1의 페로브스카이트 구조의 c축/a축비를 갖는 입방계(cubic system), 또는 1 이상의 페로브스카이트 구조의 c축/a축비를 갖는 정방정계(tetragonal system)라 한다.
그러나, 본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 복수개의 유전체 세라믹층과, 이웃하는 유전체 세라믹층들간의 특정 계면을 따라서 형성된 내부도체로 구성된 적층체를 포함하는 적층 세라믹 전자부품이 제공되어 있다.
보다 명확히 말하면, 본 발명에서는, 상기 적층 세라믹 전자부품에 포함된 유전체 세라믹이, 페로브스카이트 구조의 c축/a축비가 1.003~1.010의 범위이며, 또 결정격자 중의 OH기의 함량이 1중량% 이하인 페로브스카이트 구조를 갖는 티탄산 바륨계 분말을 소성함으로써 얻어진 유전체 세라믹에 의해 구성된다.
상술한 적층 세라믹 전자부품에 있어서, 바람직하게는, 상기 내부도체가 니켈 또는 니켈합금 등의 비금속을 함유한다.
상기 적층 세라믹 전자부품은, 측면상의 서로 다른 위치에 복수개의 외부전극들을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 내부도체들은, 상기 외부전극들 중의 한 개에 전기적으로 접속되도록, 내부전극 각각의 일단을 상기 측면에 노출시키는 방식으로 형성된다.
본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 페로브스카이트 구조의 c축/a축비가 1.003~1.010의 범위이며, 또 결정격자 중의 OH기의 함량이 1중량% 이하인 티탄산 바륨계 분말을 제공하는 공정;
내부전극들이 세라믹 그린시트의 특정 계면을 따라서 존재하도록, 티탄산 바륨계 분말을 함유하는 복수개의 세라믹 그린시트들과 내부전극이 적층되어 있는 적층체를 제조하는 공정; 및
상기 티탄산 바륨계 분말을 소성하여, 이에 의해 유전체 세라믹을 제공하는 공정을 포함하는 적층 세라믹 전자부품의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 다양한 다른 목적, 특징, 및 많은 부수적인 이점들은, 첨부한 도면들과 관련하여 고려하는 경우, 본 구현예의 하기의 상세한 설명을 참조하여 더욱 잘 이해될 것이다.
본 발명에 이용되는 티탄산 바륨계 분말은, 일반식: (Ba1－xXx)m(Ti1－yYy)O3로 표시되는 조성을 갖는다. 상기 조성은 또한 특별히 한정되지 않는다. X는, Ca, 희토류 원소의 단체, 및 이들의 2종 이상의 조합을 함유할 수 있다. Y는, Zr, Mn과 같은 단체 및 이들의 2종 이상의 조합을 함유할 수 있다. 비환원석 유전체 세라믹을 얻기 위해서, 티탄산 바륨계 분말의 조성에 의존하여, 일반적으로는, m이 1.000∼1.035의 범위인 것이 좋다.
유용하게 사용되는 티탄산 바륨계 분말은, c축/a축비가 1.003~1.010인 페로브스카이트 구조를 갖는다. 더욱이, 결정격자 중의 OH기의 함량이 1중량% 이하이고, 최대 입자 지름이 0.5㎛ 이하이며, 평균 입자 지름이 0.1~0.3㎛이다. 이와 같은 티탄산 바륨계 분말은, 예를 들어, 수열합성법, 가수분해법, 또는 솔-겔(sol-gel)법 등의 습식합성법으로 제조되는 티탄산 바륨계 분말을 열처리하여 얻어질 수 있다. 합성을 위해서는, 또한 티탄산 바륨계 분말을 구성하는 각종 원소들의 탄산물(carbonate), 산화물(oxide) 등이 혼합·열처리되어 잇는 고체상법이 이용될 수 있다.
상술한 열처리에 있어서, 적당한 입자 성장을 위한 조건은, 1.003~1.010으로 높은 c축/a축비를 실현하도록 선택된다. 예를 들어, H2O를 함유하는 분위기 중에서 효과적인 열처리가 수행될 수 있다. 물론, 적절한 온도 조정과 열처리 시간에 의해 상기한 범위가 충족될 수 있다. 고체상법이 이용되는 경우, 합성분말의 분해 조건에 의존하여 c축/a축비가 감소될 수 있기 때문에, 분해조건이 조절되어야 한다.
또한, 상술한 열처리 이후에 있어서, 도2 및 도3에 나타낸 티탄산 바륨계 분말의 각 입자에 있어서, 결정성이 낮은 부분 21의 지름비, 즉, 분말입자지름에 대한 결정성이 낮은 부분 21의 지름이, 0.65 미만이 되도록 설정된다. 이와 같은 지름비는, 예를 들어, 열처리시의 상온속도를 1℃/분 이하로 함으로써 얻어질 수 있다.
이렇게 하여 제조된 티탄산 바륨계 분말의 평균 입자 지름과 상기 소성후의 유전체 세라믹의 평균 입자 지름과의 관계, 즉, (소성후의 세라믹의 평균입자)/(제조된 티탄산 바륨계 분말의 평균입자)의 비를 R로 하는 경우, 이 R은, 0.90~1.2의 범위내에 있는 것이 바람직하다. 간단히 말해서, 세라믹 제조를 위한 소결시에 현저한 입자성장이 방지되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 이를 위해 티탄산 바륨계 분말에는, Mn성분 및/또는 Mg성분, Si계 소결 보조제 등이 첨가된다. 이들 첨가물은, 일반적으로는, 산화물 분말 또는 탄산물 분말의 형태로 티탄산 바륨계 분말에 첨가될 수 있다. 또한, 티탄산 바륨계 분말이 이들 첨가물을 함유하는 용액으로 도포된 후에 열처리되는 방법이 사용될 수 있다.
이런 티탄산 바륨계 분말은 소성되어, 이에 의해 유전체 세라믹을 생선한다. 상기 유전체 세라믹은 적층 세라믹 전자부품, 예를 들어, 도1에 도시한 적층 세라믹 커패시터 1에 사용된다.
도1에 나타낸 바와 같이, 상기 적층 세라믹 커패시터 1은, 복수개의 적층 유전체층 2을 포함하는 적층체 3; 및 상기 적층체 3의 제1측면 4와 제2측면 5상에 각각 설치되어 있는 제1의 외부전극 6과 제2의 외부전극 7을 포함한다. 상기 적층 세라믹 커패시터 1은 완전히 직사각형 평행 육면체형상의 칩형 전자부품을 구성한다.
상기 적층체 3에서는, 제1의 내부전극 8 및 제2의 전극 9가 내부도체로서 교대로 배치된다. 상기 제1의 내부전극 8은, 제1의 외부전극 6에 전기적으로 접속되도록, 내부전극 8의 각각의 일단을 적층체 3의 제1측면 4에 노출시키는 방식으로, 유전체 세라믹층들 2 사이의 특정 계면들을 따라서 형성되며, 한편 상기 제2의 내부전극 9은, 제2의 외부전극 7에 전기적으로 접속되도록, 내부전극 9의 각각의 일단을 적층체 3의 제2측면 5에 노출시키는 방식으로, 유전체 세라믹층들 2 사이의 특정 계면들을 따라서 형성된다.
상기 적층 세라믹 커패시터 1에서, 적층체 3에 포함된 유전체 세라믹층 2는, 상술한 유전체 세라믹을 포함한다. 적층 세라믹 커패시터 1을 제조하기 위해서는, 예를 들어 티탄산 바륨 등의 일차성분 및 특성 등을 향상하기 위한 첨가제를 포함하는 출발원료가 제공되어 있다. 상기 원료들은 소정량 칭량되고 습식혼합되어, 혼합분말을 형성한다.
그런 다음, 유기 바인더 및 용매가 상기 혼합분말에 첨가되어, 이에 의해 슬러리를 얻는다. 유전체 세라믹층 2를 형성하는 세라믹 그린 시트는 슬러리를 이용하여 제조된다.
연 이어서, 내부전극 8, 9를 형성하는 도전성 페이스트막이, 특정의 세라믹 그린시트상에 형성된다. 도전성 페이스트막은 예를 들어, 니켈 또는 구리 등의 비금속, 또는 이것의 합금을 포함하며, 예를 들어, 스크린 인쇄법, 증착법, 또는 도금법 등에 의해 형성된다.
상술한 바와 같이 도전성 페이스트막이 형성되어 있는 세라믹 그린시트를 포함한 복수개의 세라믹 그린시트가 적층·압박된 후, 필요에 따라서 절단된다. 그러므로, 세라믹 그린시트과, 세라믹 그린시트 사이의 특정 계면을 따라서 형성된 내부전극 8 및 9가 적층되어 있으며, 또 내부전극 8 및 9의 각 일단이 측면 4 또는 5에 노출되어 있는, 그린상의 적층체 3이 제조된다.
그런 다음, 적층체 3은 환원성 분위기 중에서 소성되어, 이에 의해 티탄산 바륨계 분말을 유전체 세라믹으에 변형시킨다. 이 단계에서, 상술한 입자지름비 R이, 0.90≤R≤1.2의 범위 이내에 있도록 조절된다.
소성된 적층체 3에 있어서 제1의 내부전극 8 및 제2의 내부전극 9의 노출된 각 말단에 접촉하도록, 적층체 3의 제1측면 4 및 제2측면 5 위에, 각각 제1의 외부전극 6 및 제2의 외부전극 7이 형성된다.
외부전극 6 및 7을 제조하기 위한 재료조성은 특별히 한정되지 않는다. 구체적으로는, 내부전극 8 및 9와 동일한 재료를 사용할 수 있다. 또한, 외부전극들은,
예를 들어, Ag, Pd, Ag-Pd, Cu 또는 Cu합금 등의 도전성 금속분말을 포함하는 소결층; 또는
상기 도전성 금속재료와 예를 들어, B2O3-Li2O-SiO2-BaO계, B2O3-SiO2-BaO계, Li2O-SiO2-BaO계, 또는 B2O3-SiO2-ZnO계 등의 유리프릿(glass frit)과 혼합된 상기 도전성 금속 분말을 포함하는 소결층
으로 구성될 수 있다. 외부전극 6 및 7을 제조하기 위한 재료조성은, 예를 들어, 사용용도 또는 사용환경과 같은 적층 세라믹 커패시터 1에 관한 인자들을 고려하여 적절하게 결정된다.
상술한 바와 같이, 상기 외부전극 6 및 7은, 상기 적층체 3 위에 이들을 형성하는 금속분말 페이스트를 도포한 후, 소성함으로써 형성된다. 상기 전극들은 또한, 상기 미소성의 적층체 3에 페이스트를 도포한 후, 상기 적층체 3의 소성과 동시에 소성함으로써 형성될 수 있다.
상기 외부전극 6, 7은, 필요에 따라서 Ni, Cu, Ni-Cu합금 등으로 각각 구성된 도금층 10, 11로 도포될 수 있다. 상기 도금층 10, 11은, 땜납, 주석 등으로 각각 구성된 제2의 도금층 12, 13으로 더 도포될 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예들을 참조하여 더욱 상세하게 설명하며, 이 실시예들이 본 발명을 한정하는 것으로 해석되지 않는다.
(실시예)
본 실시예에서 제조된 적층 세라믹 커패시터는, 도1에 나타낸 구조를 갖는 적층 세라믹 커패시터 1이다.
표1에 나타낸 구성을 갖는 다른 티탄산 바륨계 재료가, 가수분해(hydrolysis)에 의해 제조되었다. 얻은 재료분말은, 50~70㎚의 입자크기를 갖는다. 페로브스카이트 구조의 격자중에 많은 OH기를 갖는 입방(cubic)구조를 갖는다. 예를 들어, H2O를 포함하는 분위기 하에서의 다양한 조건들 하에서 이들 재료들의 열처리에 의해, 다른 "c/a"비(c축/a축비), 평균 입자 지름, 최대 입자 지름, OH기의 함량 및 지름비를 갖는 티탄산 바륨계 분말 A~N을 얻었다. 열처리 중에 제조된 응집은, 열처리 이후에 분쇄된다.
| BaTiO3계 분말 | (Ba1-xCax)mTiO3 | c/a | 평균 입자 지름(㎛) | 최대 입자 지름(㎛) | OH기의 함량(%) | 지름비 | |
| x | m | ||||||
| A* | 0.00 | 1.005 | 1.002 | 0.07 | 0.20 | 1.40 | 0.8 |
| B* | 0.00 | 1.005 | 1.005 | 0.09 | 0.25 | 1.20 | 0.7 |
| C | 0.00 | 1.015 | 1.005 | 0.13 | 0.30 | 0.60 | 0.4 |
| D | 0.00 | 1.015 | 1.007 | 0.20 | 0.40 | 0.20 | 0.2 |
| E | 0.00 | 1.015 | 1.009 | 0.25 | 0.45 | 0.10 | 0.1 |
| F* | 0.00 | 1.015 | 1.011 | 0.25 | 0.50 | 0.10 이하 | 0.1 |
| G* | 0.00 | 1.015 | 1.009 | 0.35 | 0.50 | 0.10 이하 | 0.1 이하 |
| H* | 0.00 | 1.015 | 1.009 | 0.25 | 0.70 | 0.10 이하 | 0.1 |
| I | 0.05 | 1.010 | 1.005 | 0.15 | 0.30 | 0.80 | 0.4 |
| J* | 0.05 | 1.010 | 1.002 | 0.15 | 0.30 | 0.90 | 0.7 |
| K | 0.10 | 1.015 | 1.009 | 0.25 | 0.45 | 0.20 | 0.1 |
| L* | 0.10 | 1.015 | 1.011 | 0.25 | 0.45 | 0.10 이하 | 0.1 |
| M* | 0.10 | 1.010 | 1.007 | 0.35 | 0.60 | 0.10 이하 | 0.1 이하 |
| N* | 0.10 | 1.010 | 1.005 | 0.15 | 0.30 | 0.85 | 0.7 |
표1에 나타낸 "c/a"값은 티탄산 바륨계 분말의 X선 회절에 의해 구하여진다. 즉, X선 회절로부터 얻은 결과에, 리에트벨드 분석(Rietveld analysis)를 이용하여 X선 프로필(profile) 피팅(fitting)을 실시하여, 격자정수를 정확하게 결정하였다. 평균 입자 지름과 최대 입자 지름은, 주사형 전자 현미경(scanning electron microscope) 하에서 티탄산 바륨계 분말의 관찰에 의해 측정되었다. OH기의 함량은, 티탄산 바륨계 분말의 열중량 분석에 의해 측정된 150℃ 이하의 온도에서 감량치에 의해 측정되었다.
표1에 나타낸 지름비는 분말의 입자지름에 대한 결정성이 낮은 부분의 지름비이며, 박막 시료(specimen)를 얻도록 분말에 컷트 가동(cut-processing)을 실시하고, 투과형 전자 현미경(transmission electron microscope) 하에서 관찰함으로써 구하여졌다. 분말의 막상(膜狀)의 시료가 컷트 가공에 의해 제조되는 경우, 분말의 입자지름 및 분말에서 결정성이 낮은 부분의 지름이 변화한다. 특히, 결정성이 낮은 부분은 분말입자의 중앙에 위치되지 않기 때문에, 상기 부분의 크기는, 박막의 제조시에 컷팅(cutting) 장소에 의존한 변화에 따라서 관찰될 것이다. 그러므로, 관찰을 위해서는, 주사형 전자 현미경에 의해 관찰된 입자지름과 유사한 입자지름을 갖는 입자를 선택하였다. 10 이상의 이런 입자들을 관찰한 후 평균지름비를 계산함으로써, 지름비를 구하였다.
표1의 "BaTiO3계 분말" 란(column)에 있어서, A~H의 분말에 대하여, (Ba1-xCax)mTiO3재료의 "x"가 0.00이며, 이에 의해 A~H 분말은 Ca를 포함하지 않으나, 이들의 "x"가 0.05 또는 0.10인 것으로부터 I~N 분말이 Ca를 포함하는 것을 알 수 있다.
표1에 나타낸 티탄산 바륨계 분말에 첨가될 첨가제로서, 표2 및 표3에 나타낸 조성을 갖는 것이 제공되었다. 구체적으로는, 표2에 나타낸 시료번호 1~17에 대하여, RE(RE는 Gd, Dy, Ho 및 Er 중 어느 한개를 나타낸다), Mg 및 Mn이 BaTiO3에 첨가될 첨가제로서 상술한 A~H 시료들 중 하나의 형태로 제공되었다. 표3에 나타낸 시료번호 18~29에 대하여, Mg 및 Mn이 (Ba1-xCax)TiO3에 첨가될 첨가제로서 상술한 I~N 시료들 중 어느 하나의 형태로 제공되었다. 일차 성분으로서 (Si, Ti)-Ba를 함유하는 소결 보조제가 또한 제공되었다.
| 시료번호 | BaTiO3+ αRE+βMg+γMn | Si함유 소결 보조제(몰부) | ||||||
| BaTiO3종류 | α(몰부) | β(몰부) | γ(몰부) | |||||
| Gd | Dy | Ho | Er | |||||
| 1 | A | 0.02 | 0.020 | 0.005 | 3 | |||
| 2 | B | 0.02 | 0.020 | 0.005 | 2 | |||
| 3 | B | 0.02 | 0.020 | 0.005 | 4 | |||
| 4 | C | 0.02 | 0.020 | 0.005 | 3 | |||
| 5 | C | 0.02 | 0.020 | 0.010 | 3 | |||
| 6 | C | 0.02 | 0.015 | 0.005 | 3 | |||
| 7 | C | 0.02 | 0.015 | 0.005 | 4 | |||
| 8 | C | 0.02 | 0.010 | 0.020 | 6 | |||
| 9 | D | 0.02 | 0.010 | 0.005 | 2 | |||
| 10 | D | 0.02 | 0.020 | 0.005 | 3 | |||
| 11 | E | 0.02 | 0.010 | 0.005 | 3 | |||
| 12 | E | 0.02 | 0.020 | 0.005 | 3 | |||
| 13 | E | 0.02 | 0.010 | 0.005 | 3 | |||
| 14 | E | 0.02 | 0.010 | 0.005 | 4 | |||
| 15 | F | 0.02 | 0.010 | 0.005 | 4 | |||
| 16 | G | 0.02 | 0.010 | 0.005 | 4 | |||
| 17 | H | 0.02 | 0.010 | 0.005 | 4 |
| 시료번호 | (Ba1-xCax)TiO3+βMg+γMn | (Si,Ti)-Ba소결 보조제(몰부) | ||
| BaTiO3종류 | β(몰부) | γ(몰부) | ||
| 18 | I | 0.02 | 0.005 | 2 |
| 19 | I | 0.02 | 0.005 | 2 |
| 20 | I | 0.02 | 0.005 | 4 |
| 21 | I | 0.02 | 0.005 | 6 |
| 22 | J | 0.02 | 0.005 | 2 |
| 23 | J | 0.02 | 0.005 | 3 |
| 24 | K | 0.01 | 0.003 | 2 |
| 25 | K | 0.01 | 0.003 | 2 |
| 26 | K | 0.01 | 0.003 | 6 |
| 27 | L | 0.01 | 0.003 | 2 |
| 28 | M | 0.01 | 0.003 | 4 |
| 29 | N | 0.02 | 0.005 | 4 |
표2 및 표3에 나타낸 각각의 첨가제들은 알콕사이드(alkoxide) 화합물로 변형되었다. 상기 알콕사이드 화합물은 유기 용매 중에서 용해할 수 있으며, 그런 다음 유기 용매에서 분산되었던 티탄산 바륨계 분말에 첨가되었다. 보다 상세하게는, 시료번호 1~17에 대하여, "BaTiO3＋αRE＋βMg＋γMn"에 있어서 몰부 "α", "β", "γ" 및 "Si 함유 소결 보조제"가 표2에 나타낸 바와 같이 되도록, 각각의 첨가제들은 티탄산 바륨계 분말에 첨가되었다. 시료번호 18~29에 대하여, "(Ba1-xCax)TiO3＋βMg＋γMn"에 있어서 몰부 "β", "γ" 및 "(Si-Ti)-Ba 함유 소결 보조제"가 표3에 나타낸 바와 같이 되도록, 각각의 첨가제들은 티탄산 바륨계 분말에 첨가되었다.
유기 용매 중에 상술한 첨가제들을 용해하기 위해, 이들은 상술한 알콕사이드로 변형될 수 있거나, 또는 아세틸아세토네이트(acetylacetonates) 또는 금속 비누(metal soap)로 변형될 수 있다.
얻은 슬러리에 유기용매의 증발·건조를 실시하였고, 또한 열처리하여, 이에 의해 유기 성분을 제거하였다.
연이어서, 각각의 첨가제가 첨가되어 있는 티탄산 바륨계 분말의 각 시료에, 폴리비닐 부티랄 바인더(polyvinyl butyral binder) 및 예를 들어 에탄올(ethanol) 등의 유기 용매를 첨가하였고, 상기 성분들에 습식 밀링(wet milling)을 실시하여, 세라믹 슬러리를 제조하였다. 얻은 슬러리를 닥터 블레이드(doctor blade)를 이용하여 시트(sheet)로 성형하였고, 이에 의해 1.5㎛의 두께를 갖는 직사각형상의 그린시트를 얻었다. 그런 다음, 얻은 세라믹 그린 시트상에, 주성분으로서 Ni를 포함하는 도전성 페이스트가 인쇄법(printing)에 의해 도포되었으며, 이에 의해 내부전극을 형성하기 위한 도전성 페이스트막을 형성하였다.
연이어서, 이렇게 하여 얻은 세라믹 그린시트 복수개를, 상기 시트 위의 상술한 도전성 페이스트막을 서로 교대로 배치하도록 적층하여, 이에 의해 적층체를 얻었다. 얻은 적층체를, 350℃에서 N2분위기 중에서 소성하여, 이에 의해 바인더를 소성하였으며, 그런 다음 표4에 나타낸 온도에서 2시간 동안 H2-N2-H2O 기체의 환원성 분위기 중에서 10-9~10-12㎫ 산소분압으로 소성하였다.
상기 소성된 적층체의 대향측면들에, B2O3-Li2O-SiO2-BaO계 유리 프릿을 함유하는 은 페이스트가 도포되었으며, 그런 다음 600℃에서 질소 분위기 중에서 소성하여, 이에 의해 내부전극에 전기적으로 접속되어 잇는 외부전극을 얻었다.
얻은 적층 세라믹 커패시터의 외부 크기는 5.0㎜의 폭, 5.7㎜의 길이, 및 2.4㎜의 두께이며, 내부전극들 사이에 존재하는 상기 유전체 세라믹층의 두께는 1㎛이었다. 유효 유전체 세라믹층의 총 개수는 다섯개이며, 층당 대향하는 전극의 면적은 16.3×10-6㎡이었다.
얻은 시료들의 전기적 특성은 다음과 같이 측정되었다.
정정용량(C) 및 유전체 손실(tanδ)을 자동 브리지식 측정기를 이용하여 JIS 규격에 따라서 측정하였으며, 유전율(ε)는 얻은 정전용량을 이용하여 결정되었다.
절연저항(R)을 측정하기 위해, 절연 저항기(insulation tester)를 이용하여, 10V의 DC를 2분간 인가하였고, 25℃에서의 절연저항을 얻었으며, 고유저항(resistivity)을 계산하였다.
온도변화에 대한 정전용량의 변화율에 대하여, 20℃에서의 정전용량을 기준으로 한 -25℃~+85℃의 범위에서의 변화율(ΔC/C20) 및 25℃에서의 정전용량을 기준으로 한 -55℃~+125℃의 범위에서의 변화율(ΔC/C25)를 나타낸다.
고온부하 시험에 있어서, 150℃에서 10V DC를 인가하는 경우, 절연저항의 시간경과에 따른 변화율을 측정하였다. 이 시험에 있어서, 각 시료들의 평균 수명을 평가하였는데, 시료의 수명은 각 시료들의 절연저항(R)이 105Ω 이하로 떨어진 경우의 파손시까지의 시간과 동등하도록 고려되었다.
100V/초의 승압속도에서 DC 전압을 인가함으로써 파손전압(breakdowm voltage)이 측정되었다.
얻은 적층 세라믹 커패시터에 함유된 유전체 세라믹의 평균 입자 지름은, 적층체의 단면 연마면을 화학적으로 에칭한 후, 주사형 현미경 하에서 표면을 관찰함으로써 구하여진다.
이 결과 및 표1에 나타낸 출발원료의 평균입자지금을 이용하여, 비율 R, 즉, (유전체 세라믹의 평균 입자 지름)/(출발원료의 평균 입자 지름)을 구하였다.
이상의 각 결과를, 표4에 나타내었다.
| 시료번호 | 소성온도(℃) | 지름비R | 유전율 | 유전손실tanδ(%) | 정전용량변화율ΔC%DC3㎸/㎜(%) | 온도변화에 대한 정전용량변화율 | 고유저항logρ(Ω㎝) | 파손전압DC(㎸㎜) | 평균수명(h) | |
| ΔC/C20+85℃(%) | ΔC/C20+125℃(%) | |||||||||
| 1* | 1100 | 1.30 | 1300 | 1.8 | -6.0 | -12.6 | -30.7 | 13.1 | 76 | 96 |
| 2* | 1100 | 1.05 | 1530 | 2.3 | -8.0 | -10.5 | -18.9 | 13.1 | 84 | 25 |
| 3* | 1100 | 1.55 | 1470 | 2.1 | -24.6 | -5.6 | -40.8 | 12.9 | 88 | 54 |
| 4* | 1100 | 0.80 | 1160 | 2.7 | -6.5 | -11.6 | -20.5 | 13.1 | 78 | 86 |
| 5 | 1150 | 1.05 | 1680 | 2.4 | -9.0 | -7.5 | -12.6 | 13.1 | 88 | 93 |
| 6 | 1150 | 1.10 | 1750 | 2.3 | -8.8 | -7.6 | -11.5 | 13.1 | 84 | 90 |
| 7 | 1150 | 1.18 | 1720 | 2.4 | -10.2 | -7.5 | -12.4 | 13.1 | 86 | 92 |
| 8* | 1150 | 1.40 | 1260 | 2.5 | -21.4 | -18.4 | -35.2 | 13.2 | 74 | 46 |
| 9* | 1100 | 0.75 | 1160 | 2.2 | -6.0 | -9.6 | -28.4 | 13.2 | 74 | 105 |
| 10 | 1150 | 1.10 | 1850 | 2.4 | -10.0 | -8.8 | -13.7 | 13.2 | 85 | 85 |
| 11* | 1125 | 0.80 | 1160 | 2.3 | -11.0 | -9.2 | -24.6 | 13.2 | 75 | 96 |
| 12 | 1200 | 1.05 | 2020 | 2.5 | -11.3 | -8.5 | -13.6 | 13.2 | 88 | 91 |
| 13 | 1150 | 1.10 | 1860 | 2.5 | -11.5 | -8.2 | -13.5 | 13.1 | 75 | 93 |
| 14* | 1300 | 1.35 | 2360 | 3.4 | -26.6 | -8.7 | -25.2 | 12.9 | 74 | 33 |
| 15* | 1175 | 1.05 | 2140 | 2.4 | -11.3 | -8.2 | -12.4 | 13.2 | 85 | 16 |
| 16* | 1175 | 1.10 | 2250 | 2.5 | -13.5 | -8.9 | -13.7 | 13.2 | 88 | 25 |
| 17* | 1150 | 1.05 | 2070 | 2.4 | -11.4 | -12.6 | -19.7 | 13.2 | 77 | 12 |
| 18* | 1100 | 0.75 | 870 | 1.7 | -8.0 | -8.8 | -28.7 | 13.2 | 75 | 105 |
| 19 | 1130 | 1.00 | 1670 | 2.4 | -10.0 | -5.5 | -13.4 | 13.1 | 91 | 84 |
| 20 | 1100 | 1.15 | 1540 | 2.5 | -8.0 | -4.5 | -11.6 | 13.2 | 86 | 78 |
| 21* | 1130 | 1.25 | 1200 | 2.3 | -17.6 | 3.4 | 67.8 | 12.8 | 78 | 23 |
| 22* | 1100 | 1.05 | 1120 | 2.4 | -9.0 | -1.4 | -30.8 | 13.1 | 74 | 65 |
| 23* | 1100 | 1.25 | 1480 | 3.6 | -25.5 | 3.6 | 36.7 | 13 | 75 | 18 |
| 24* | 1150 | 0.70 | 1060 | 8.7 | -7.0 | -8.5 | -28.5 | 13.2 | 96 | 88 |
| 25 | 1150 | 1.10 | 2160 | 2.5 | -15.5 | -4.2 | 10.3 | 13.1 | 88 | 84 |
| 26 | 1150 | 1.18 | 2340 | 2.5 | -21.2 | -4.5 | 13.5 | 13.2 | 87 | 83 |
| 27* | 1250 | 1.05 | 2060 | 3.4 | -15.0 | -2.3 | 25.5 | 12.6 | 75 | 16 |
| 28* | 1200 | 1.05 | 2150 | 2.8 | -17.0 | -3.3 | 21.6 | 12.8 | 75 | 18 |
| 29* | 1100 | 1.10 | 1360 | 2.4 | -7.5 | -6.7 | -14.7 | 13 | 88 | 90 |
본 발명의 유전체 세라믹은 하기의 특징들에 의해 특징지어진다. 먼저, 이것은, 페로브스카이트 구조에 있어서, c축/a축의 비가 1.003~1.010의 범위내에 있으며, 또 결정 격자에 있어서 OH의 함량이 1중량% 이하에 있는 페로브스카이트 구조를 갖는 티탄산 바륨계 분말을 소성함으로써 얻어진다. 바람직하게는, 출발원료로서 제공하는 티탄산 바륨계 분말은, 0.5㎛ 이하의 최대 입자 지름, 0.1㎛~0.3㎛의 평균 입자 지름을 갖는다. 또, 바람직하게는, 티탄산 바륨계 분말의 개개의 입자들은, 각각의 입자 중에 결정성이 낮은 부분과 결정성이 높은 부분을 포함한다. 상기 결정성이 낮은 부분의 지름은, 상기 분말의 입자지름의 0.65배 미만이다. 또한, 비율 R, 즉, (유전체 세라믹의 평균 입자 지름)/(티탄산 바륨계 분말의 평균 입자 지름)은 0.90~1.2이며, 이에 의해 세라믹의 소결중에 현저한 입자 성장이 발생하지 않는다.
표4중에 ＊로 표시한 시료번호 및 표1중에 ＊로 표시한 분말은, 본 발명의 범위 또는 상술한 바람직한 범위 이외의 것이다.
먼저, 표1에 나타낸 출발원료 A~H 중의 하나를 이용하여 얻어진 표4에 나타낸 시료번호 1~17에 대하여, 소성후의 세라믹의 투과형 전자 현미경 분석은, 세라믹 입자의 입자 계면 근방에, 예를 들어, Gd, Dy, Ho 또는 Er 등의 희토류 원소(RE)가 방산하여 쉘(shell)부를 형성하였고, 세라믹 입자의 중앙에, 코어부가 형성되는데, 즉, 각각의 입자내에 소성된 세라믹이, 코어와 쉘이 다른 조성 및 결정계를 갖는 코어-쉘 구조라고 추정되는 것을 나타낸다.
예를 들어, 표1에 나타낸 원료분말 A와 같이, 1.003 미만의 페로브스카이트 구조의 c축/a축비를 갖는 원료분말의 사용은, 표4에서 시료번호 1의 자료로부터 명백한 바와 같이, 첨가제의 반응성이 과도하게 높아서, 소결된 세라믹의 입자지름의 확장 및 온도-유전율 특성 변화의 증가를 불리하게도 초래하기 때문에 바람직하지 않다.
예를 들어, 표1에 나타낸 원료분말 F와 같이, 1.010 초과의 c축/a축비를 갖는 원료분말의 사용은, 표4에서 시료번호 15의 자료로부터 명백한 바와 같이, 첨가제의 반응성이 저조하여, 이에 의해 평균수명이 단축되며, 게다가 이 실시예의 경우에서와 같이 유전체 세라믹층이 박형화되는 경우, 실뢰성이 불리하게 악화하기 때문에 바람직하지 않다.
원료분말의 c축/a축비가 1.003~1.010이며, 또 OH기의 함량이 1중량% 이하의 경우에도, 표4의 시료번호 16의 자료는, 예를 들어, 표1에 나타낸 원료분말 G 등의, 0.3㎛ 초과의 평균 입자 지름을 갖는 분말이 사용되는 경우, 평균수명이 상대적으로 단축될 수 있으며, 게다가, 유전체 세라믹층이 이 실시예의 경우에서와 같이 박층화되는 경우, 신뢰성이 불리하게도 악화할 수 있다는 것을 입증한다.
유사하게도, 원료분말의 c축/a축비와 OH기의 함량이 본 발명의 상술한 범위 이내에 있는 경우에도, 표4의 시료번호 17의 자료는, 예를 들어, 표1에 나타낸 원료분말 H 등의, 0.5㎛ 초과의 최대 입자 지름을 갖는 원료분말이 사용되는 경우, 평균수명이 상대적으로 단축될 수 있으며, 유전체 세라믹층이 박층화되는 경우, 신뢰성이 불리하게도 악화할 수 있다는 것을 입증한다.
원료분말의 c축/a축비가 1.003~1.010이고, OH기의 함량이 1중량% 이하이며, 최대 입자 지름이 0.5㎛ 이하이며, 평균 입자 지름이 0.1~0.3㎛인 경우에도, 표4의 시료번호 4, 9 및 11(단, R은 0.90 미만이다) 또는 시료번호 8 및 14(단, R은 1.2를 초과한다)의 자료로부터 명백한 바와 같이, 유전율의 온도 의존 변화율이 증가할 수 있다.
이에 반하여, 표4에 나타낸 시료번호 5, 6, 7, 10, 12 및 13 중에서, 유전체 세라믹층의 두께가 1㎛로 얇지만, 온도에 대한 정전용량의 변화율이 -25℃~+85℃의 범위에서 JIS 규격에 의해 규정된 B 특성을 만족하며, 또 -55℃~+125℃의 범위에서 EIA 규격에 의해 규정된 X7R 특성을 만족한다. 더욱이, 고온부하 시험에서 파손이 발생할 때까지 시료들은 70 시간 이상을 참을 수 있으며, 이들은 1200℃ 이하에서 소결될 수 있다. DC 전압 인가시에 정전용량의 변화는 작으며, 그러므로 높은 정격전압(voltage rating)을 보장할 수 있다.
표1에 나타낸 원료분말 I~N을 사용하여 얻어진 표4에 나타낸 시료번호 18~29의 소성된 세라믹에, 투과형 전자 현미경 분석을 실시하였다. 시료번호 1~17과 관련하여 개개의 세라믹 입자로서 알려진 조성 불균일 및 불균일 결정계가 관찰되지 않았다는 것을 확인하였다.
예를 들어, 표1에 나타낸 원료분말 J와 같이, 1.003 미만의 페로브스카이트 구조의 c축/a축비를 갖는 재료가 사용되는 경우, 표4의 시료번호 22 및 23의 자료로부터 명백한 바와 같이, 유전율의 온도특성이 증가할 수 있다. 시료번호 22의 비율 R 및 시료번호 23의 비율 R과의 비교로부터 알 수 있듯이, 이 증가는 소성중의 입자 성자도와 무관하게 발생한다.
표4에 나타낸 시료번호 27의 자료로부터 명백한 바와 같이, 예를 들어, 표1의 원료분말 L과 같이, 1.010 초과의 c축/a축비를 갖는 원료분말의 사용은, 불만족스러운 온도-유전율 특성과, 평균수명단축, 및 신뢰성 저조의 관점에서 바람직하지 못하다.
원료분말의 c축/a축비가 1.003~1.010이고, OH기의 함량이 1중량% 이하이며, 최대 입자 지름이 0.5㎛이며, 평균 입자 지름이 0.1~0.3㎛인, 시료번호 I 및 K의 경우에서도, 표4의 시료번호 18 및 24(단, R은 0.90 미만이다) 또는 시료번호 21(단, R은 1.2를 초과한다)의 자료는, R의 값이 0.90 미만 또는 1.2 초과의 경우에, 유전율의 온도변화가 증가할 수 있따는 것을 명백하게 입증한다.
또한, 원료분말의 c축/a축비가 1.003~1.010이고, OH기의 함량이 1중량% 이하인 경우에도, 표4의 시료번호 28의 자료는, 예를 들어, 표1에 나타낸 원료분말 M과 같이, 평균 입자 지름이 0.3㎛이며, 또 최대 입자 지름이 0.5㎛인 분말이 사용되는 경우, 온도-유전율 특성이 불만족스러울 수 있고, 평균수명이 비교적 단축될 수 있으며, 게다가, 유전체 세라믹층이 박층화된 경우, 신뢰성이 불리하게도 악화할 수 있다는 것을 입증한다.
표4의 시료번호 29로부터 명백한 바와 같이, 티탄산 바륨계 분말의 각각의 입자가 분말의 입자지름이 0.65배 이상의 지름을 갖는 결정성이 낮은 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는, 표1에 나타낸 원료분말 N이 사용되는 경우, 온도-유전율 특성이 악화할 수 있다.
이에 반하여, 표4에 나타낸 시료번호 19, 20, 25 및 26에 대하여, 유전체 세라믹층의 두께가 1㎛로 얇지만,
온도에 대한 정전용량의 변화율이 -25℃~+85℃의 범위에서 JIS 규격에 의해 규정된 B 특성을 만족하며, 또 -55℃~+125℃의 범위에서 EIA 규격에 의해 규정된 X7R 특성을 만족한다. 더욱이, 고온부하 시험에서 파손이 발생할 때까지 시료들은 70 시간 이상을 참을 수 있으며, 상기 시료들은 1200℃ 이하의 온도에서 소성될 수 있다. DC 전압 인가시에 정전용량의 변화는 작으며, 높은 정격전압(voltage rating)을 보장할 수 있다.
상술한 바와 같이, 유전체 세라믹 입자가 각각의 입자 내에서 균질의 조성 및 균일한 결정계를 갖는 경우에도, 즉, 상기 입자들이 코어-쉘(core-shell) 구조를 갖지 않는 경우에도, 소결중에 입자 성장을 제어함으로써, 시료번호 19, 20, 25 및 26의 경우에서와 같이 우수한 온도-유전율 특성 및 고신뢰성을 갖는 유전체 세라믹을 제조할 수 있다.
상술한 실시예는 적층 세라믹 커패시터의 형태로 적층 세라믹 전자부품을 제안하였지만, 그러나, 거의 동일한 방법으로 제조된 예를 들어, 다층 세라믹 기판 등의 다른 적층 세라믹 전자부품의 경우에서, 동일한 결과가 얻어지는 것을 확인하였다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 유전체 세라믹에 있어서, 페로브스카이트 구조중에 c축/a축과 결정격자중에 OH기의 함량을 조절하고, 바람직하게는, 최대 입자 지름과, 평균 입자 지름과, 결정성에 근거한 분말 입자 구조, 및 출발원료로서 작용하는 티탄산 바륨계 분말의 소성중에 입자 성장을 조절함으로써, 우수한 온도-유전율 특성 및 개선된 신뢰성이 실현된다.
따라서, 본 발명의 유전체 세라믹을 사용함으로써, 우수한 온도-유전율 특성 및 고신뢰성을 갖는 고성능의 적층 세라믹 전자부품을 얻을 수 있다. 특히, 예를 들어, 적층 세라믹 커패시터와 같은, 유전체 세라믹층 및 내부전극이 서로 적층되어 있는 적층체를 포함하는 적층 세라믹 전자부품에 유전체 세라믹이 적용되는 경우, 약 1㎛ 이하의 두께를 갖는 세라믹 박층의 경우에도, 온도-유전율 특성이 안정될 수 있으며, 따라서 적층 세라믹 전자부품의 소형화 및 박층화에 유리하다.
환원성 분위기 중에서 소성함으로써 유전체 세라믹을 제조하는 경우, 세라믹은 소성중에 환원되지 않는다. 그러므로, 유전체 세라믹을 이용하여 형성된 본 발명의 적층 세라믹 전자부품에 의해, 내부도체 재료로서 예를 들어, 니켈 또는 니켈 합금 드의 비금속을 이용할 수 있으며, 이에 의해 예를 들어 적층 세라믹 커패시터 등의 적층 세라믹 전자부품의 저비용화를 달성할 수 있다.
본 발명에 따른 유전체 세라믹은, 이것의 코어-쉘 구조인지 아닌지와 무관하게, 우수한 온도-유전율 특성 및 우수한 신뢰성을 제공한다. 그러므로, 유전체 세라믹이 코어-쉘 구조를 갖지 않는 경우, 첨가제 성분의 분산 상태에 의해 온도 특성 및 신뢰성이 영향받지 않으며, 이에 의해 소성조건에 따른 특성의 변화가 저조하다.
Claims (30)
- 페로브스카이트 구조의 c축/a축비가 1.003~1.010의 범위이며, 또 결정격자 중의 OH기의 함량이 1중량% 이하인 티탄산 바륨계 분말을 소성함으로써 얻어진 유전체 세라믹.
- 제1항에 있어서, 상기 티탄산 바륨계 분말이 0.5㎛ 이하의 최대 입자 지름 및 0.1~0.3㎛의 평균 입자 지름을 갖는 것을 특징으로 하는 유전체 세라믹.
- 제1항에 있어서, 상기 티탄산 바륨계 분말의 개개의 입자가 결정성이 낮은 부분 및 결정성이 높은 부분을 포함하며, 또 상기 결정성이 낮은 부분의 지름이 상기 분말의 입자 지름의 0.65배 미만인 것을 특징으로 하는 유전체 세라믹.
- 제1항에 있어서, (유전체 세라믹의 평균 입자 지름)/(제공된 티탄산 바륨계 분말의 평균 입자 지름)으로서 규정된 비율 R이 0.90~1.2 이내에 있는 것을 특징으로 하는 유전체 세라믹.
- 제1항에 있어서, 유전체 세라믹을 구성하는 입자가, 코어와 쉘과의 사이에 조성 및 결정계가 다른, 코어-쉘 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 유전체 세라믹.
- 제1항에 있어서, 유전체 세라믹 중의 입자가, 균일한 조성 및 결정계를 갖는 균질의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 유전체 세라믹.
- 페로브스카이트 구조의 c축/a축비가 1.003~1.010의 범위이며, 또 결정격자 중의 OH기의 함량이 1중량% 이하인 티탄산 바륨계 분말을 제공하는 공정; 및상기 티탄산 바륨계 분말을 소성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체 세라믹의 제조방법.
- 제7항에 있어서, 티탄산 바륨계 분말을 제공하는 공정에서, 0.5㎛ 이하의 최대 입자 지름 및 0.1~0.3㎛의 평균 입자 지름을 갖는 티탄산 바륨계 분말을 제공하는 것을 특징으로 하는 유전체 세라믹의 제조방법.
- 제7항에 있어서, 티탄산 바륨계 분말을 제공하는 공정에서, 상기 티탄산 바륨계 분말의 개개의 입자가 결정성이 낮은 부분 및 결정성이 높은 부분을 포함하며, 또 상기 결정성이 낮은 부분의 지름이 상기 분말의 입자 지름의 0.65배 미만인 것을 특징으로 하는 유전체 세라믹의 제조방법.
- 제7항에 있어서, 상기 소성공정에 있어서, (소성후의 유전체 세라믹의 평균 입자 지름)/(제공된 티탄산 바륨계 분말의 평균 입자 지름)으로서 규정된 비율 R이 0.90~1.2의 범위 이내에 있도록 조절되는 것을 특징으로 하는 유전체 세라믹의 제조방법.
- 제7항에 있어서, 소성후의 유전체 세라믹을 구성하는 입자가, 코어와 쉘과의 사이에 조성 및 결정계가 다른, 코어-쉘 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 유전체 세라믹의 제조방법.
- 제7항에 있어서, 소성후의 유전체 세라믹 중의 입자가, 균일한 조성 및 결정계를 갖는 균질의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 유전체 세라믹의 제조방법.
- 복수개의 유전체 세라믹층과, 이웃하는 유전체 세라믹층들간의 특정 계면을 따라서 형성된 내부도체로 구성된 적층체를 포함하는 적층 세라믹 전자부품으로서,상기 유전체 세라믹층들이, 페로브스카이트 구조의 c축/a축비가 1.003~1.010의 범위이며, 또 결정격자 중의 OH기의 함량이 1중량% 이하인 티탄산 바륨계 분말을 소성함으로써 얻어진 유전체 세라믹을 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 전자부품.
- 제13항에 있어서, 상기 티탄산 바륨계 분말이 0.5㎛ 이하의 최대 입자 지름 및 0.1~0.3㎛의 평균 입자 지름을 갖는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 전자부품.
- 제13항에 있어서, 상기 티탄산 바륨계 분말의 개개의 입자가 결정성이 낮은 부분 및 결정성이 높은 부분을 포함하며, 또 상기 결정성이 낮은 부분의 지름이 상기 분말의 입자 지름의 0.65배 미만인 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 전자부품.
- 제13항에 있어서, (유전체 세라믹의 평균 입자 지름)/(티탄산 바륨계 분말의 평균 입자 지름)으로서 규정된 비율 R이 0.90~1.2 이내에 있는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 전자부품.
- 제13항에 있어서, 유전체 세라믹을 구성하는 입자가, 코어와 쉘과의 사이에 조성 및 결정계가 다른, 코어-쉘 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 전자부품.
- 제13항에 있어서, 유전체 세라믹 중의 입자가, 균일한 조성 및 결정계를 갖는 균질의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 전자부품.
- 제13항에 있어서, 상기 내부도체가 비금속(base metal)을 함유하는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 전자부품.
- 제19항에 있어서, 상기 내부도체가 니켈 또는 니켈합금을 함유하는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 전자부품.
- 제13항에 있어서, 상기 적층체의 측면상의 서로 다른 위치에 설치되어 있는 복수개의 외부전극들을 더 구비하는 적층 세라믹 전자부품으로서,복수개의 내부도체들은, 상기 외부전극들 중의 한 개에 전기적으로 접속되도록, 내부전극 각각의 일단을 상기 측면에 노출시키는 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 전자부품.
- 페로브스카이트 구조의 c축/a축비가 1.003~1.010의 범위이며, 또 결정격자 중의 OH기의 함량이 1중량% 이하인 티탄산 바륨계 분말을 제공하는 공정;내부전극들이 세라믹 그린시트의 특정 계면을 따라서 존재하도록, 티탄산 바륨계 분말을 함유하는 복수개의 세라믹 그린시트들과 내부전극이 적층되어 있는 적층체를 제조하는 공정; 및상기 티탄산 바륨계 분말을 소성하여, 이에 의해 유전체 세라믹을 제공하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 전자부품의 제조방법.
- 제22항에 있어서, 티탄산 바륨계 분말을 제공하는 공정에 있어서, 0.5㎛ 이하의 최대 입자 지름 및 0.1~0.3㎛의 평균 입자 지름을 갖는 티탄산 바륨계 분말을 제공하는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 전자부품의 제조방법.
- 제22항에 있어서, 티탄산 바륨계 분말을 제공하는 공정에 있어서, 상기 티탄산 바륨계 분말의 개개의 입자가 결정성이 낮은 부분 및 결정성이 높은 부분을 포함하며, 또 상기 결정성이 낮은 부분의 지름이 상기 분말의 입자 지름의 0.65배 미만인 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 전자부품의 제조방법.
- 제22항에 있어서, 상기 소성공정 중에서, (소성후의 유전체 세라믹의 평균 입자 지름)/(제공된 티탄산 바륨계 분말의 평균 입자 지름)으로서 규정된 비율 R이 0.90~1.2의 범위 이내에 있도록 조절되는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 전자부품의 제조방법.
- 제22항에 있어서, 소성후의 유전체 세라믹을 구성하는 입자가, 코어와 쉘과의 사이에 조성 및 결정계가 다른, 코어-쉘 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 전자부품의 제조방법.
- 제22항에 있어서, 소성후의 유전체 세라믹 중의 입자가, 균일한 조성 및 결정계를 갖는 균질의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 전자부품의 제조방법.
- 제22항에 있어서, 상기 내부도체가 비금속을 함유하는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 전자부품의 제조방법.
- 제28항에 있어서, 상기 내부도체가 니켈 또는 니켈합금을 함유하는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 전자부품의 제조방법.
- 제22항에 있어서, 적층체를 제조하는 공정이,상기 각각의 내부전극의 일단을 상기 적층체의 측면으로부터 노출하도록, 이웃하는 두 개의 세라믹 그린시트들간의 특정 계면들을 따라서 내부전극들을 설치하는 하위 공정; 및상기 각각의 내부도체들의 노출된 말단이 대응하는 외부전극들에 전기적으로 접속되도록, 상기 적층체의 측면상에 복수개의 외부전극들을 형성하는 하위 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 전자부품의 제조방법.
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