KR100826785B1 - Dielectric ceramic composition, process for producing the same, and stacked type ceramic capacitor - Google Patents
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Abstract
희토류 원소와 Si만으로 이루어지는 복합 산화물은 환원성 분위기에서 소결해서 결정이 성장하면 급격하게 고온부하 신뢰성 등의 특성이 저하한다.When a complex oxide composed of only rare earth elements and Si is sintered in a reducing atmosphere and crystals grow, characteristics such as high temperature load reliability rapidly decrease.
본 발명의 유전체 세라믹 조성물은, ABO3(A사이트는 Ba 또는 Ba와 적어도 Ca, Sr 중 어느 1종을 포함하고, B사이트는 Ti 또는 Ti와 적어도 Zr, Hf 중 어느 1종을 포함하는 페로브스카이트형 결정)를 주성분으로 하는 주상(主相) 입자, 희토류 원소 R(R은 Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu의 적어도 1종), Mg 및 Si를 포함하며, R과 Mg를 주성분으로 하는 결정성 복합 산화물로 이루어지는 2차상 입자가 존재하고, 또한, B사이트의 Ti의 일부를 Zr로 치환했을 때, 몰 환산으로 0.06≤Zr/(Zr+Ti+Hf)≤0.40의 관계가 성립하며, 또한, R, Mg, Si의 ABO3에 대한 함유량이, 몰 환산으로, R:4∼40%, Mg:2∼20%, Si:2∼15%이다.The dielectric ceramic composition of the present invention is a perovskite comprising ABO 3 (A-site includes Ba or Ba and at least one of Ca and Sr, and B-site includes Ti or Ti and at least one of Zr and Hf. Main phase particles mainly composed of sky-like crystals) and rare earth elements R (R is Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu) At least one of)), Mg and Si, and secondary particles composed of a crystalline complex oxide containing R and Mg as a main component are present, and molar conversion is carried out when a part of Ti of B site is substituted with Zr. The relationship of 0.06 ≦ Zr / (Zr + Ti + Hf) ≦ 0.40 is established, and the content of R, Mg, and Si to ABO 3 is, in terms of moles, R: 4 to 40%, Mg: 2 to 20%, and Si : 2 to 15%.
적층 세라믹 커패시터, 유전체 세라믹층, 내부전극, 외부전극 Multilayer Ceramic Capacitors, Dielectric Ceramic Layer, Internal Electrode, External Electrode
Description
본 발명은 유전체 세라믹 조성물, 그 제조방법 및 적층 세라믹 커패시터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 신뢰성이 높고, 고조파 일그러짐율이 향상한 유전체 세라믹 조성물, 그 제조방법 및 적층 세라믹 커패시터에 관한 것이다.The present invention relates to a dielectric ceramic composition, a method of manufacturing the same, and a multilayer ceramic capacitor, and more particularly, to a dielectric ceramic composition having high reliability and an improved harmonic distortion rate, a method of manufacturing the same, and a multilayer ceramic capacitor.
종래의 이러한 종류의 유전체 세라믹 조성물 및 적층 세라믹 커패시터로서는, 예를 들면 특허문헌 1, 특허문헌 2, 특허문헌 3 및 특허문헌 4에 있어서 제안된 것이 알려져 있다.As a conventional dielectric ceramic composition and multilayer ceramic capacitor of this kind, what was proposed in
특허문헌 1에서는 유전체 자기 및 적층형 전자부품이 제안되어 있다. 이 유전체 자기는 Ba, Ti, 희토류 원소, Mg 및 Mn을 함유하는 페로브스카이트형 복합 산화물로 이루어지는 주결정 입자와, 입계상(粒界相)으로 이루어지는 유전체 자기로서, 상기 입계상 중에, 희토류 원소 및 Si를 함유하는 복합 산화물로 이루어지는 결정상을 함유하는 것이다. 이 구성으로부터, 결정상으로서, γ-Y2Si2O7이 존재함으로써, 박층화하더라도 고온부하시험에 있어서의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In
특허문헌 2에서는 유전체 자기가 제안되어 있다. 이 유전체 자기는 조성식{(Ba1 - xCax)m(Ti1 - yZry)}O3(단, 0.01≤x≤0.10, 0.15≤y≤0.25, 0.99≤m≤1.02)로 표시되는 결정 입자와, 희토류 원소(Y2O3를 제외한다)를 함유하는 입계상으로 이루어지는 것이다. 이 구성으로부터, 환원성 분위기에서 소성하더라도, 높은 비유전율, 높은 절연저항값, 유전손실이 작은 유전체 자기가 얻어지며, 나아가서는 적층 자기 커패시터의 유전체층이 박층화한 경우라도 고온부하시험에 있어서의 신뢰성 불량을 저감할 수 있다.In
또한, 특허문헌 3에서는 유전체 자기 및 그 제법이 제안되어 있다. 이 유전체 자기는 Ba, Ti, Mn, Y 및 Mg를 함유하는 유전체 자기로서, 적어도 Ba 및 Ti를 함유하는 페로브스카이트형 복합 산화물로 이루어지는 주결정 입자와, 적어도 Y 및 Mg를 함유하는 입계상으로 이루어짐과 아울러, 상기 Mn이 실질적으로 상기 주결정 입자 내에만 존재하는 것이다. 이 구성으로부터, 주결정 입자 내에만 Mn이 존재하기 때문에, 주결정 입자 내에의 Mg 및 Y의 고용(固溶)이 억제되고, 소결성이 향상하며, 1200℃ 이하의 저온에서 소성할 수 있음과 아울러, 주결정 입자 내에만 Mn이 존재하기 때문에, 유전체 자기가 높은 절연저항을 나타낸다.In addition, Patent Document 3 proposes a dielectric porcelain and its manufacturing method. The dielectric porcelain is a dielectric porcelain containing Ba, Ti, Mn, Y, and Mg, which is composed of main crystal grains composed of a perovskite complex oxide containing at least Ba and Ti, and grain boundaries containing at least Y and Mg. In addition, the Mn is substantially present only in the main crystal particles. From this configuration, since Mn exists only in the main crystal grains, the solid solution of Mg and Y in the main crystal grains is suppressed, the sinterability is improved, and the firing can be performed at a low temperature of 1200 ° C or lower. Since Mn exists only in the main crystal grains, the dielectric ceramic exhibits high insulation resistance.
또한, 특허문헌 4에서는 적층형 커패시터가 제안되어 있다. 이 적층형 커패시터는 유전체층이 BaTiO3를 주성분으로 하는 결정 입자와, 상기 결정 입자간의 입계로 이루어지며, 상기 유전체층의 파단면에 있어서의 전 입계 개수 중 80% 이상의 입계가, Si, 희토류 원소, 알칼리토류 금속 원소 및 산소를 포함하는 비정질로 이 루어지는 것이다. 이 구성으로부터, Ni/NiO의 평형 산소분압 이하의 소성 조건에서 소성하더라도, 고온부하수명에서 우수한 특성을 나타낸다.Moreover, in patent document 4, a multilayer capacitor is proposed. In this multilayer capacitor, the dielectric layer is composed of crystal grains mainly composed of BaTiO 3 and grain boundaries between the crystal grains. The grain boundaries of 80% or more of the total grain boundaries at the fracture surface of the dielectric layer are Si, rare earth elements, and alkaline earth. It consists of an amorphous containing a metal element and oxygen. From this configuration, even when fired at the firing conditions below the equilibrium oxygen partial pressure of Ni / NiO, excellent characteristics are exhibited at high temperature load life.
특허문헌 1: 일본국 특허공개 2002-265260호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-265260
특허문헌 2: 일본국 특허공개 평11-157928호 공보Patent Document 2: Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-157928
특허문헌 3: 일본국 특허공개 2000-335966호 공보Patent Document 3: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-335966
특허문헌 4: 일본국 특허 제3389408호 공보Patent Document 4: Japanese Patent No. 3389408
그러나, 특허문헌 1에 기재된 유전체 자기 및 적층형 전자부품의 경우에는, 희토류 원소와 Si만으로 이루어지는 복합 산화물은, 환원성 분위기에서 소결하여 결정이 성장하면 급격하게 고온부하 신뢰성 등의 특성이 저하하는 것을 알 수 있었다.However, in the case of the dielectric porcelain and the laminated electronic component described in
또한, 특허문헌 2에 기재된 유전체 자기의 경우에는, Si, Li, B와 희토류 원소 산화물로 이루어지는 유리를 조제해서 첨가하기 때문에, 희토류 원소와 Si의 복합 산화물이 존재하고, 상술한 이유로부터 고온부하시험의 신뢰성이 저하할 우려가 있다.Further, in the case of the dielectric porcelain described in
특허문헌 3에 기재된 유전체 자기의 경우에는, Mn이 주결정 중에 고용해 있기 때문에, 희토류 원소, Mg의 주결정 중에의 고용이 억제되며, 제3차 고조파의 일그러짐율이 악화하는 문제가 있었다.In the case of the dielectric porcelain described in Patent Literature 3, since Mn is dissolved in the main crystal, there is a problem that the solid solution of the rare earth element and Mg in the main crystal is suppressed and the distortion rate of the third harmonic is deteriorated.
특허문헌 4에 기재된 적층형 커패시터의 경우에는, 소성과정에서 첨가제를 용융시킬 필요가 있기 때문에, 주성분과 첨가제의 반응이 진행되기 쉽고, 용량의 온도특성의 제어가 어려우며, 또한, 첨가제를 제작할 때에 희토류 원소와 Si를 동시에 하소하기 때문에, 희토류 원소와 Si의 복합 산화물의 생성을 제어할 수 없다고 하는 문제가 있었다.In the case of the multilayer capacitor described in Patent Document 4, since the additive needs to be melted during the firing process, the reaction between the main component and the additive is likely to proceed, and it is difficult to control the temperature characteristics of the capacity. Since calcining and Si are performed simultaneously, there existed a problem that it cannot control generation | generation of the complex oxide of a rare earth element and Si.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 신뢰성을 높일 수 있음과 아울러, 제3차 고조파의 일그러짐율을 향상시킬 수 있는 유전체 세라믹 조성물, 그 제조방법 및 적층 세라믹 커패시터를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a dielectric ceramic composition, a method of manufacturing the same, and a multilayer ceramic capacitor which can improve the reliability and improve the distortion rate of the third harmonic. have.
본 발명자들은, 희토류 원소와 Si의 복합 산화물이 존재하면 급격하게 신뢰성이 저하하는 원인에 대해서 검토한 결과, 이 복합 산화물은 환원성 분위기에 있어서 큰 사이즈의 2차상 입자로서 성장하기 쉽고, 급격한 입성장(粒成長)에 따라 신뢰성이 급격하게 저하하는 것을 밝혀내었다. 그래서, 본 발명자들은, 특정의 제조방법을 채용함으로써 희토류 원소와 Si의 복합 산화물의 생성을 억제하고, 방지할 수 있는 것을 발견하였다.The present inventors have investigated the cause of the rapid deterioration of reliability when the complex oxide of rare earth element and Si is present. As a result, the complex oxide is likely to grow as a secondary particle having a large size in a reducing atmosphere, and thus rapid grain growth ( It was found that the reliability drastically decreased with the development. Therefore, the present inventors have found that the production of a complex oxide of rare earth elements and Si can be suppressed and prevented by employing a specific production method.
본 발명은 상기 발견에 기초해서 이루어진 것으로, 청구항 1에 기재된 유전체 세라믹 조성물은, ABO3(단, A사이트는 Ba 또는 Ba와 적어도 Ca, Sr 중 어느 1종을 포함하고, B사이트는 Ti 또는 Ti와 적어도 Zr, Hf 중 어느 1종을 포함하는 페로브스카이트형 결정을 나타낸다.)를 주성분으로 하는 주상(主相) 입자, 희토류 원소 R(단, R은 Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu의 적어도 1종을 나타낸다.), Mg 및 Si를 포함하는 유전체 세라믹 조성물에 있어서, 상기 희토류 원소 R과 Mg를 주성분으로 하는 결정성 복합 산화물로 이루어지는 2차상 입자가 존재하며, 또한, 상기 B사이트의 Ti의 일부를 Zr에 의해 치환했을 때, 몰 환산으로 0.06≤Zr/(Zr+Ti+Hf)≤0.40의 관계가 성립하고, 또한, 상기 희토류 원소 R, Mg, Si의 ABO3에 대한 함유량이, 몰 환산으로, 각각, 상기 희토류 원소 R:4∼40%, Mg:2∼20%, Si:2∼15%인 것을 특징으로 하는 것이다.The present invention has been made on the basis of the above findings, wherein the dielectric ceramic composition according to
본 발명의 청구항 2에 기재된 유전체 세라믹 조성물은, 청구항 1에 기재된 발명에 있어서, 상기 희토류 원소 R과 Si를 주성분으로 하는 결정성 복합 산화물이 실질적으로 존재하지 않는 것을 특징으로 하는 것이다.In the dielectric ceramic composition according to
본 발명의 청구항 3에 기재된 유전체 세라믹 조성물은, 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 발명에 있어서, 상기 희토류 원소 R과 Mg가 고용한 주상 입자가 존재하며, 또한, Mg와 Si를 주성분으로 하는 결정성 복합 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.In the dielectric ceramic composition according to claim 3 of the present invention, in the invention according to
본 발명의 청구항 4에 기재된 유전체 세라믹 조성물은, 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서, 상기 ABO3에 대하여, 0.5몰% 이상, 5몰% 이하의 금속 원소 M(단, M은 Cr, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Nb, Mo 및 W 중 적어도 1종을 나타낸다.)을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.In the dielectric ceramic composition according to claim 4 of the present invention, in the invention according to any one of
본 발명의 청구항 5에 기재된 유전체 세라믹 조성물은, 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서, Si를 포함하며, 또한, Ca, Ba, B 및 Li 중 적어도 1종을 포함하는 소결조제를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.The dielectric ceramic composition according to claim 5 of the present invention, in the invention according to any one of
본 발명의 청구항 6에 기재된 유전체 세라믹 조성물의 제조방법은, ABO3(단, A사이트는 Ba 또는 Ba와 적어도 Ca, Sr 중 어느 1종을 포함하고, B사이트는 Ti 또는 Ti와 적어도 Zr, Hf 중 어느 1종을 포함하는 페로브스카이트형 결정을 나타낸다.)를 조제하는 공정과, 적어도 희토류 원소 R(단, R은 Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu의 적어도 1종을 나타낸다.)과 Mg를 반응시키고, 일부에 결정성을 갖는 반응물을 조제하는 공정과, 적어도 상기 ABO3와 상기 반응물을 혼합함으로써, 원료분말을 조제하는 공정과, 상기 원료분말을 소성하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.In the method for producing a dielectric ceramic composition according to claim 6 of the present invention, ABO 3 (where A site contains any one of Ba or Ba and at least Ca and Sr, and B site includes Ti or Ti and at least Zr, Hf). And a rare earth element R (wherein R is Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, and Dy). At least one of Ho, Er, Tm, Yb, and Lu), and reacting Mg with each other to prepare a reactant having crystallinity, and mixing at least the ABO 3 and the reactant. And a step of firing the raw material powder.
또한, 본 발명의 청구항 7에 기재된 적층 세라믹 커패시터는, 적층된 복수의 유전체 세라믹층과, 정전용량을 취득할 수 있도록 상기 유전체 세라믹층간의 특정의 계면을 따라 형성되는 복수의 내부전극과, 상기 내부전극의 특정의 것에 전기적으로 접속되는 외부전극을 구비한 적층 세라믹 커패시터로서, 상기 유전체 세라믹층은, 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 유전체 세라믹 조성물에 의해 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.Further, the multilayer ceramic capacitor according to claim 7 of the present invention includes a plurality of stacked dielectric ceramic layers, a plurality of internal electrodes formed along a specific interface between the dielectric ceramic layers so as to obtain capacitance, and the internal A multilayer ceramic capacitor having an external electrode electrically connected to a specific one of the electrodes, wherein the dielectric ceramic layer is formed of the dielectric ceramic composition according to any one of
이렇게 해서, 본 발명의 유전체 세라믹 조성물은 ABO3를 주성분으로 하는 주상 입자와, 희토류 원소 R(단, R은 Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu의 적어도 1종을 나타낸다.), Mg 및 Si를 함유하고 있다.Thus, the dielectric ceramic composition of the present invention comprises columnar particles composed mainly of ABO 3 and rare earth elements R (where R is Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, At least one of Er, Tm, Yb, and Lu.), Mg, and Si.
주상 입자의 주성분이 되는 ABO3는 A사이트에 Ba를 포함하고, B사이트에 Ti를 포함하는 티탄산바륨(BaTiO3)계의 페로브스카이트형 복합 산화물로서 구성되어 있다. A사이트는 Ba의 일부가 Ca 및/또는 Sr에 의해 치환되고, B사이트는 Ti의 일부가 Zr 및/또는 Hf에 의해 치환된 것이다. 특히, Ti의 일부를 Zr에 의해 치환함으로써, 전계 강도가 큰 중고압 용도의 적층 세라믹 커패시터의 유전체 재료로서도 매우 적합하게 사용할 수 있다.ABO 3 serving as a main component of the columnar particles is composed of a barium titanate (BaTiO 3 ) -based perovskite complex oxide containing Ba at A site and Ti at B site. A site is a portion of Ba is substituted by Ca and / or Sr, B site is a portion of Ti is substituted by Zr and / or Hf. In particular, by substituting a part of Ti by Zr, it can be suitably used also as a dielectric material of a multilayer ceramic capacitor for high pressure applications having a large electric field strength.
희토류 원소 R(단, R은 Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu의 적어도 1종을 나타낸다.), Mg 및 Si는, 각각 유전체 재료의 유전율, 온도특성, 퀴리온도 등의 특성을 개선하기 위한 첨가물이다.Rare earth elements R (wherein R represents at least one of Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu.), Mg and Si Are additives for improving the dielectric constant, temperature characteristics, Curie temperature, and the like of the dielectric materials.
본 발명의 유전체 세라믹 조성물은, 예를 들면 도 1에 모식적으로 나타내는 바와 같이, ABO3를 주성분으로 하는 주상 입자와, 희토류 원소 R과 Mg를 주성분으로 하는 결정성 복합 산화물로 이루어지는 2차상 입자(도 1에서는, 온통 검게 칠해서 나타낸 부분)와, Mg와 Si를 주성분으로 하는 결정성 복합 산화물로 이루어지는 2차상 입자(도 1에서는, 그물코 모양의 점으로 나타낸 부분)를 포함한 결정구조를 하고 있다.For example, as shown schematically in FIG. 1, the dielectric ceramic composition of the present invention comprises secondary particles composed of columnar particles mainly composed of ABO 3 and crystalline composite oxides mainly composed of rare earth elements R and Mg. In FIG. 1, the crystal structure which includes the part shown by blackening all over and the secondary phase particle | grains (part shown by the network point in FIG. 1) which consist of crystalline complex oxide which has Mg and Si as a main component is shown.
2차상 입자의 희토류 원소 R과 Mg를 주성분으로 하는 결정성 복합 산화물은, 미리 조제된 희토류 원소 R과 Mg의 복합 산화물을 소성단계에서 첨가함으로써 생성한다. 이 복합 산화물을 소성단계에서 첨가함으로써, 희토류 원소 R과 Si를 첨가하더라도 희토류 원소 R과 Si를 주성분으로 하는 복합 산화물의 생성을 억제하거나, 혹은 방지할 수 있으며, 결과로서, 희토류 원소 R과 Si를 주성분으로 하는 결정성 복합 산화물이 실질적으로는 존재하지 않아, 신뢰성의 저하를 억제하거나, 혹은 방지할 수 있는 유전체 세라믹 조성물을 얻을 수 있다. 여기에서, 희토류 원소 R과 Mg를 주성분으로 하는 결정성 복합 산화물이란, 희토류 원소 R과 Mg를 금속 원소비로 각각 8% 이상 함유하며, 희토류 원소 R과 Mg를 합계로 50% 이상 함유하는 상(相)을 가리킨다.A crystalline complex oxide having the rare earth elements R and Mg of the secondary particles as a main component is produced by adding a complex oxide of the rare earth elements R and Mg prepared in advance in the firing step. By adding the complex oxide in the firing step, even if the rare earth elements R and Si are added, the formation of the complex oxide mainly containing the rare earth elements R and Si can be suppressed or prevented. As a result, the rare earth elements R and Si are prevented. There is substantially no crystalline composite oxide as a main component, and a dielectric ceramic composition can be obtained which can suppress or prevent a decrease in reliability. Here, the crystalline complex oxide mainly containing the rare earth elements R and Mg includes 8% or more of the rare earth elements R and Mg in the metal element ratio and 50% or more of the rare earth elements R and Mg in total ( Phase).
또한, 희토류 원소 R과 Mg의 복합 산화물을 첨가함으로써, 희토류 원소 R과 Mg의 주상 입자 중에의 고용을 촉진하여, 주상 입자의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 나아가서는 유전체 재료로서의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 희토류 원소 R과 Mg의 복합 산화물을 첨가함으로써, 희토류 원소 R과 Mg가 주상 입자 중에 고용하여 제3차 고조파의 일그러짐율을 향상시킬 수 있다. 주상 입자의 희토류 원소 R과 Mg가 고용한 상은 사선으로 나타내고 있다.In addition, by adding a complex oxide of rare earth elements R and Mg, it is possible to promote the solid solution of the rare earth elements R and Mg in the columnar particles, thereby improving the reliability of the columnar particles and further improving the reliability as the dielectric material. . In addition, by adding a complex oxide of rare earth elements R and Mg, the rare earth elements R and Mg are dissolved in the columnar particles to improve the distortion rate of the third harmonic. The phases employed by the rare earth elements R and Mg of the columnar particles are indicated by diagonal lines.
한편, 희토류 원소 R과 Mg를 주성분으로 하는 결정성 복합 산화물은, 소성 조건에 의해 Ti, Zr과의 반응물을 생성하는 경우가 있으나, 희토류 원소 R과 Mg와 Ti, Zr을 주성분으로 하는 결정성 복합 산화물이 존재하더라도, 희토류 원소 R과 Si를 주성분으로 하는 복합 산화물의 생성을 억제하는 효과, 및 희토류 원소 R과 Mg의 주상 입자 중에의 고용을 촉진하는 효과를 저감시키는 일은 없으며, 희토류 원소 R과 Mg를 주성분으로 하는 결정성 복합 산화물과 동등한 효과가 얻어진다.On the other hand, crystalline complex oxides containing rare earth elements R and Mg as main components may generate reactants with Ti and Zr under firing conditions, but crystalline composites containing rare earth elements R and Mg, Ti and Zr as main components Even if an oxide is present, it does not reduce the effect of suppressing the production of a complex oxide mainly composed of the rare earth elements R and Si, and the effect of promoting the solid solution of the rare earth elements R and Mg in the columnar particles, and the rare earth elements R and Mg. The effect equivalent to the crystalline complex oxide which has as a main component is acquired.
ABO3의 B사이트에 있어서의 Zr의 치환율 [Zr/(Zr+Ti+Hf)]는, 몰 환산으로 0.06∼0.40의 관계를 만족한다. Zr/(Zr+Ti+Hf)가 0.06 미만에서는 퀴리점이 상승하고, 유전체 재료로서도 온도특성이 다소 악화하며, Zr/(Zr+Ti+Hf)가 0.40을 넘으면 유전율이 다소 저하한다.The substitution rate [Zr / (Zr + Ti + Hf)] of Zr in the B site of ABO 3 satisfies a relationship of 0.06 to 0.40 in terms of moles. When Zr / (Zr + Ti + Hf) is less than 0.06, the Curie point rises, the temperature characteristics deteriorate somewhat as a dielectric material, and when Zr / (Zr + Ti + Hf) exceeds 0.40, the dielectric constant slightly decreases.
희토류 원소 R의 함유량은, ABO3에 대하여, 4∼40몰%의 범위이다. 희토류 원소 R이 4몰% 미만에서는 주상 입자의 주성분에 고용한 상(도 1의 사선부분)이 감소하기 때문에, 제3차 고조파 일그러짐율을 향상시키는 기능이 다소 저하하고, 희토류 원소 R이 40몰%를 넘으면 반대로 주상 입자의 주성분에의 고용이 증가하기 때문에, 유전율이 다소 저하하며, 온도특성이 약간 악화한다.The content of the rare earth elements R are, for ABO 3, in the range of 4-40% by mole. If the rare earth element R is less than 4 mol%, the phase (solid line portion in Fig. 1) dissolved in the main component of the columnar particles is reduced, so that the function of improving the third harmonic distortion rate is slightly lowered, and the rare earth element R is 40 mol. On the contrary, since the solid solution of the columnar particles increases to the main component, the dielectric constant decreases slightly, and the temperature characteristic deteriorates slightly.
Mg의 함유량은, ABO3에 대하여, 2∼20몰%의 범위이다. Mg가 2몰% 미만에서는 주상 입자의 주성분에 고용한 상이 감소하기 때문에, 제3차 고조파 일그러짐율을 향상시키는 기능이 다소 저하하고, Mg가 20몰%를 넘으면 반대로 주상 입자의 주성분에의 고용이 증가하기 때문에, 유전율이 다소 저하하며, 온도특성이 약간 악화한다.The content of Mg is, with respect to ABO 3, in the range of from 2 to 20% by mole. If the Mg is less than 2 mol%, the solid solution phase in the main component of the columnar particles decreases, so that the function of improving the third harmonic distortion rate is slightly deteriorated. Because of the increase, the dielectric constant decreases slightly, and the temperature characteristic deteriorates slightly.
Si의 함유량은, ABO3에 대하여, 2∼15몰%의 범위이다. Si가 2몰% 미만에서는 소결성이 저하하여 제3차 고조파 일그러짐율이 다소 악화하고, Si가 15몰%를 넘으면 반대로 과소결이 되어 온도특성이 약간 악화한다. 상술과 같이 제3차 고조파 일그러짐율이 다소 악화하는 경우라도 유전체 재료로서의 특성이나 신뢰성을 손상시키는 것은 아니다.The Si content is, with respect to ABO 3, in the range of 2-15% by mole. If Si is less than 2 mol%, the sintering property is lowered, and the third harmonic distortion rate is slightly worsened. If Si is more than 15 mol%, on the contrary, it is oversintered and the temperature characteristic is slightly deteriorated. Even if the third harmonic distortion ratio deteriorates as described above, the characteristics and reliability as the dielectric material are not impaired.
희토류 원소 R과 Si를 주성분으로 하는 결정성 복합 산화물은, 전술한 바와 같이 신뢰성을 저하시킬 우려가 있기 때문에, 실질적으로 존재하지 않는 것이 바람직하다. 희토류 원소 R과 Si를 주성분으로 하는 결정성 복합 산화물이 실질적으로 존재하지 않는다는 것은, 이 결정성 복합 산화물이 가령 존재하고 있더라도, 희토류 원소 R과 Mg의 결정성 복합 산화물의 존재로 희토류 원소 R, Si의 복합 산화물의 영향을 무시할 수 있을 정도의 존재(량)를 말한다.Since the crystalline complex oxide containing the rare earth elements R and Si as a main component may lower the reliability as described above, it is preferable that the crystalline complex oxide be substantially absent. The fact that the crystalline complex oxide mainly containing the rare earth elements R and Si is substantially absent means that the rare earth elements R and Si are present due to the presence of the crystalline complex oxides of the rare earth elements R and Mg even if the crystalline complex oxide is present, for example. Refers to the presence (amount) to the extent that the influence of the complex oxide can be ignored.
본 발명에서는, 상술한 바와 같이 희토류 원소 R과 Mg의 복합 산화물을 첨가함으로써, 희토류 원소 R과 Si를 주성분으로 하는 결정성 복합 산화물이 실질적으로 존재하지 않는 유전체 세라믹 조성물을 얻을 수 있으며, 유전체 재료로서의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 희토류 원소 R과 Si의 복합 산화물은, 희토류 원소 R의 주상 입자에의 고용을 억제하는 결과, 제3차 고조파의 일그러짐율을 악화시킨다. 그러나, 본 발명의 유전체 세라믹 조성물은, 희토류 원소 R과 Si의 복합 산화물이 실질적으로 존재하지 않기 때문에, 제3차 고조파의 일그러짐율이 악화하는 일이 없으며, 오히려 상술한 바와 같이 희토류 원소 R과 Mg의 복합 산화물의 존재에 의해 제3차 고조파의 일그러짐율이 향상한다. 여기에서, 희토류 원소 R과 Si를 주성분으로 하는 결정성 복합 산화물이란, 희토류 원소 R과 Si를 금속 원소비로 각각 25% 이상 함유하며, 또한, Mg가 합계로 8% 이하인 상을 가리킨다.In the present invention, by adding a complex oxide of rare earth elements R and Mg as described above, it is possible to obtain a dielectric ceramic composition substantially free of a crystalline complex oxide mainly composed of rare earth elements R and Si. Reliability can be improved. Moreover, the composite oxide of rare earth element R and Si worsens the distortion rate of a 3rd harmonic as a result of suppressing the solid solution of the rare earth element R to columnar particle | grains. However, in the dielectric ceramic composition of the present invention, since the complex oxide of rare earth elements R and Si is substantially absent, the distortion rate of the third harmonic does not deteriorate. Rather, as described above, rare earth elements R and Mg. The distortion rate of the third harmonic improves due to the presence of the complex oxide. Here, the crystalline complex oxide containing the rare earth elements R and Si as the main components refers to a phase in which the rare earth elements R and Si are contained in a metal element ratio of 25% or more, respectively, and Mg is 8% or less in total.
2차상 입자의 Mg와 Si를 주성분으로 하는 결정성 복합 산화물은, 희토류 원소 R과 Mg를 주성분으로 하는 결정성 복합 산화물과 동일한 기능을 가지며, 희토류 원소 R과 Si의 복합 산화물의 생성을 억제하고, 방지할 수 있음과 아울러, 희토류 원소 R의 주상 입자에의 고용을 촉진할 수 있다. 여기에서, Mg와 Si를 주성분으로 하는 결정성 복합 산화물이란, Mg와 Si를 금속 원소비로 각각 8% 이상 함유하며, Mg와 Si를 합계로 50% 이상 함유하고, 또한, 희토류 원소 R이 8% 이하인 상을 가리킨다.The crystalline composite oxide having Mg and Si as the main component of the secondary phase particles has the same function as the crystalline composite oxide having the rare earth elements R and Mg as a main component, and suppresses the formation of the complex oxide of the rare earth elements R and Si, In addition, the solid solution of the rare earth element R can be promoted to the columnar particles. Herein, the crystalline complex oxide containing Mg and Si as the main component includes 8% or more of Mg and Si in the metal element ratio, 50% or more of Mg and Si in total, and the rare earth element R is 8 The phase is less than or equal to%.
또한, 본 발명의 유전체 세라믹 조성물은, ABO3에 대하여, 0.5몰% 이상, 5몰% 이하의 금속 원소 M을 포함하는 것이 바람직하다. 금속 원소 M이 0.5몰% 미만이더라도 5몰%를 넘더라도 고온부하 신뢰성이 약간 저하한다. 금속 원소 M으로서는, 예를 들면 Cr, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Nb, Mo 및 W 중 적어도 1종을 적절히 선택해서 사용할 수 있으며, 2종 이상을 적절히 선택해서 사용해도 좋다.In addition, the dielectric ceramic composition of the present invention preferably contains 0.5 mol% or more and 5 mol% or less of the metal element M with respect to ABO 3 . Even if the metal element M is less than 0.5 mol% or more than 5 mol%, high-temperature load reliability falls slightly. As the metal element M, for example, at least one of Cr, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Nb, Mo, and W may be appropriately selected and used, and two or more kinds may be appropriately selected and used.
또한, 본 발명의 유전체 세라믹 조성물은, 소결조제로서, 예를 들면 Si를 포함하고, 또한, Ca, Ba, B 및 Li 중 적어도 1종을 포함한 것이 바람직하다. 이들 소결조제를 첨가함으로써 소결온도를 저하시킬 수 있다.In addition, the dielectric ceramic composition of the present invention preferably contains Si as the sintering aid, and at least one of Ca, Ba, B and Li is preferably included. By adding these sintering aids, the sintering temperature can be lowered.
또한, 본 발명의 유전체 세라믹 조성물의 제조방법에서는, ABO3(단, A사이트는 Ba 또는 Ba와 적어도 Ca, Sr 중 어느 1종을 포함하고, B사이트는 Ti 또는 Ti와 적어도 Zr, Hf 중 어느 1종을 포함하는 페로브스카이트형 결정을 나타낸다.)를 제작하는 공정에 있어서, 유전체 세라믹 조성물의 기본이 되는 페로브스카이트형 결정을 조제한다.In the method for producing a dielectric ceramic composition of the present invention, ABO 3 (where A site contains any one of Ba or Ba and at least Ca and Sr, and B site includes Ti or Ti, at least Zr and Hf). In the step of producing a perovskite crystal containing one type), the perovskite crystal which is the basis of the dielectric ceramic composition is prepared.
적어도 희토류 원소 R(단, R은 Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu 중 적어도 1종을 나타낸다.)과 Mg를 반응시키고, 일부에 결정성을 갖는 반응물을 제작하는 공정에서는, 본 발명의 유전체 세라믹 조성물의 출발원료로서, 미리 희토류 원소 R과 Mg와의 반응물, 즉 일부에 희토류 원소 R과 Mg의 결정성 복합 산화물을 포함하는 복합 산화물을 조제한다. 이와 같이 희토류 원소 R과 Mg의 복합 산화물을 출발원료로서 조제함으로써, 본 발명의 유전체 세라믹 조성물을 소성하는 단계에서 희토류 원소 R과 소결조제로서 첨가되는 Si와의 복합 산화물의 생성을 억제하고, 방지할 수 있다. 이 공정에서는 희토류 원소 R과 Mg 외에 다른 복수의 금속 원소 등을 추가해서 반응시켜도 좋다. 희토류 원소 R로서는, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu의 적어도 1종을 선택해서 사용할 수 있으며, 2종 이상의 희토류 원소를 사용해도 좋다.At least the rare earth element R (where R represents at least one of Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu) is reacted with Mg In the step of producing a reactant having a crystallinity in part, the starting material of the dielectric ceramic composition of the present invention includes, in advance, a reactant of the rare earth elements R and Mg, that is, a part of the crystalline complex oxide of the rare earth elements R and Mg. A composite oxide is prepared. Thus, by preparing a composite oxide of rare earth element R and Mg as a starting material, the formation of the composite oxide of rare earth element R and Si added as a sintering aid in the step of firing the dielectric ceramic composition of the present invention can be prevented and prevented. have. In this step, in addition to the rare earth elements R and Mg, a plurality of other metal elements may be added and reacted. As the rare earth element R, at least one of Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu can be selected and used. You can also use
원료분말을 조제하는 공정에서는, 적어도 ABO3와 R-Mg 반응물(일부에 희토류 원소 R과 Mg의 결정성 복합 산화물을 포함하는 복합 산화물)을 혼합함으로써, 원료분말을 조제한다. 따라서, ABO3와 R-Mg 반응물 이외에 필요에 따라 다른 금속 산화물 등을 적절히 선택, 추가해서 혼합해도 좋다.In the step of preparing the raw material powder, the raw material powder is prepared by mixing at least ABO 3 and an R-Mg reactant (complex oxide containing a crystalline complex oxide of a rare earth element R and Mg in part). Therefore, in addition to ABO 3 and the R-Mg reactant, other metal oxides and the like may be appropriately selected and added as necessary.
원료분말을 소성하는 공정에서는, 적어도 ABO3와 R-Mg 반응물(희토류 원소 R과 Mg의 결정성 복합 산화물을 포함하는 복합 산화물)로 이루어지는 원료분말을 소성함으로써, 본 발명의 유전체 세라믹 조성물을 얻을 수 있다. 소성공정에 있어서, 희토류 원소 R은 Mg와는 미리 결정성 복합 산화물을 형성하고 있기 때문에, 희토류 원소 R과 Si를 주성분으로 하는 복합 산화물의 생성을 억제하고, 방지할 수 있으므로, 고온부하 신뢰성이 향상한 유전체 세라믹 조성물을 얻을 수 있다.In the step of firing the raw material powder, the dielectric ceramic composition of the present invention can be obtained by firing a raw material powder composed of at least ABO 3 and a R-Mg reactant (a composite oxide containing a crystalline complex oxide of rare earth elements R and Mg). have. In the firing step, since the rare earth element R forms a crystalline composite oxide in advance with Mg, the generation of the composite oxide containing the rare earth elements R and Si as a main component can be suppressed and prevented, thereby improving the high temperature load reliability. A dielectric ceramic composition can be obtained.
본 발명의 적층 세라믹 커패시터는, 본 발명의 유전체 세라믹 조성물을 유전체 재료로서 사용하기 때문에, 온도특성, 고온부하 신뢰성이나 제3차 고조파 일그러짐율 등이 향상한 것이 된다.Since the multilayer ceramic capacitor of the present invention uses the dielectric ceramic composition of the present invention as a dielectric material, temperature characteristics, high temperature load reliability, third harmonic distortion rate, and the like are improved.
<발명의 효과>Effect of the Invention
본 발명의 청구항 1 내지 청구항 7에 기재된 발명에 따르면, 신뢰성을 높일 수 있음과 아울러, 제3차 고조파의 일그러짐율을 향상시킬 수 있는 유전체 세라믹 조성물, 그 제조방법 및 적층 세라믹 커패시터를 제공할 수 있다.According to the inventions of
도 1은 본 발명의 유전체 세라믹 조성물의 결정구조를 나타내는 모식도이다.1 is a schematic diagram showing the crystal structure of the dielectric ceramic composition of the present invention.
도 2는 본 발명의 적층 세라믹 커패시터의 한 실시형태를 나타내는 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing an embodiment of the multilayer ceramic capacitor of the present invention.
<부호의 설명><Description of the code>
1: 적층 세라믹 커패시터 2: 유전체 세라믹층1: multilayer ceramic capacitor 2: dielectric ceramic layer
3A, 3B: 내부전극 4A, 4B: 외부전극3A, 3B:
이하, 도 2를 참조하면서 본 발명의 한 실시형태에 대하여 설명한다. 본 실시형태의 적층 세라믹 커패시터(1)는, 예를 들면 도 2에 나타내는 바와 같이, 복수 층(본 실시형태에서는 5층)의 유전체 세라믹층(2) 및 이들 유전체 세라믹층(2) 사이에 각각 배치된 복수의 제1, 제2내부전극(3A, 3B)을 갖는 적층체와, 이들 내부전극(3A, 3B)에 전기적으로 접속되며 또한 적층체의 양단에 형성된 제1, 제2외부전극(4A, 4B)을 구비하고 있다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, one Embodiment of this invention is described, referring FIG. For example, as shown in FIG. 2, the multilayer
제1내부전극(3A)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 유전체 세라믹층(2)의 일단(一端)(도 2의 좌단)에서 타단(우단) 근방까지 연장되고, 제2내부전극(3B)은 유전체 세라믹층(2)의 우단에서 좌단 근방까지 연장되어 있다. 제1, 제2내부전극(3A, 3B)은 도전성 재료에 의해 형성되어 있다. 이 도전성 재료로서는, 예를 들면, 니켈, 니켈합금, 구리, 구리합금, 은, 은합금 중에서 선택되는 어느 1종의 금속을 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 내부전극의 구조 결함을 방지하기 위해서, 도전성 재료에 더하여 세라믹 분말을 소량 첨가해도 좋다.As shown in FIG. 2, the first
또한, 제1외부전극(4A)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 적층체 내의 제1내부전극(3A)에 전기적으로 접속되고, 제2외부전극(4B)은 적층체 내의 제2내부전극(3B)에 전기적으로 접속되어 있다. 제1, 제2외부전극(4A, 4B)은 종래 공지의 Ag, 구리 등의 여러 가지 도전성 재료에 의해 형성할 수 있다. 또한, 제1, 제2외부전극(4A, 4B)의 형성수단은, 종래 공지의 각 수단을 적절히 채용할 수 있다.As shown in FIG. 2, the first
본 실시형태의 적층 세라믹 커패시터의 경우에는, 환원성 분위기에서 소성할 수 있기 때문에, 니켈, 니켈합금, 구리, 구리합금 등의 비금속(卑金屬)을 사용해서 내부전극을 형성할 수 있다.In the case of the multilayer ceramic capacitor of the present embodiment, since it can be fired in a reducing atmosphere, an internal electrode can be formed using nonmetals such as nickel, nickel alloys, copper, and copper alloys.
<실시예><Example>
본 실시예에서는, 유전체 세라믹층(2)에 사용되는 본 발명의 유전체 세라믹 조성물을 조제하고, 이 유전체 세라믹 조성물을 사용해서 본 발명의 적층 세라믹 커패시터를 제작하여, 적층 세라믹 커패시터의 전기적 특성을 평가하였다.In this embodiment, the dielectric ceramic composition of the present invention used in the dielectric
실시예 1∼15Examples 1-15
본 실시예 1∼15에서는, ABO3로서(Ba0 .94Sr0 .04Ca0 .02)(Ti0 .80Zr0 .20)O3를 사용하고, 첨가성분으로서 표 1에 나타내는 희토류 원소의 산화물(이하, "ROx"라 칭한다.), MgO, MnO2, CuO, V2O5 및 SiO2를 사용하였다.In the present embodiment, 1 to 15, as an ABO 3 (Ca Ba 0 .94 Sr 0 .04 0 .02) (Ti 0 .80 Zr 0 .20) rare earth elements using O 3 and, as shown in Table 1 as an additional component Oxides (hereinafter referred to as "RO x "), MgO, MnO 2 , CuO, V 2 O 5, and SiO 2 were used.
(1)(Ba0 .94Sr0 .04Ca0 .02)(Ti0 .80Zr0 .20)O3의 조제(1) Preparation of (Ba Sr 0 .94 0 .04 0 .02 Ca) (Ti 0 .80 0 .20 Zr) O 3
우선, 출발원료로서 BaCO3, SrCO3, CaCO3, TiO2 및 ZrO2의 각 분말을 준비하고, 이들 출발원료를 (Ba0 .94Sr0 .04Ca0 .02)(Ti0 .80Zr0 .20)O3가 되도록 칭량한 후, 이들 출발원료를 볼 밀에 의해 혼합하며, 1150℃에서 열처리를 행하여, c/a축비가 1.0087, 평균 입경이 0.25㎛인 (Ba0 .94Sr0 .04Ca0 .02)(Ti0 .80Zr0 .20)O3를 합성한 후, 이것을 분쇄하였다.First, as starting materials BaCO 3, SrCO 3, CaCO 3 ,
(2)2ROx-MgO계 반응물의 조제(2) Preparation of 2RO x -MgO-based reactant
또한, 표 1에 나타내는 희토류 원소의 산화물 ROx와 MgO를, 각각이 몰비로 ROx:MgO=2:1이 되도록 칭량한 후, 볼 밀에 의해 혼합하고, 1100℃에서 열처리하여, 평균 입경 0.3㎛의 2ROx-MgO계의 반응물을 얻었다. 단, x는 희토류 원소 R의 가수에 의해 변동하는 값으로, 예를 들면 희토류 원소 R이 La인 경우에는 x=3/2이다.Further, the oxides RO x and MgO of the rare earth elements shown in Table 1 were each weighed so as to have a ratio of RO x : MgO = 2: 1, mixed by a ball mill, heat treated at 1100 ° C, and an average particle diameter of 0.3. A 2RO x -MgO based reactant was obtained. However, x is a value which varies with the valence of the rare earth element R. For example, when the rare earth element R is La, x = 3/2.
(3)유전체 원료분말의 조제(3) Preparation of dielectric raw material powder
이어서, 84.4몰%의 (Ba0 .94Sr0 .04Ca0 .02)(Ti0 .80Zr0 .20)O3, 8.4몰%의 2ROx-MgO계 반응물, 1.7몰%의 MgO, 4.3몰%의 SiO2, 0.4몰%의 MnO2, 0.4몰%의 CuO 및 0.4몰%의 V2O5를 볼 밀에 의해 혼합해서 유전체 원료분말을 얻었다.Then, 84.4% by mole of (Ba Sr 0 .94 0 .04 0 .02 Ca) (Ti 0 .80 0 .20 Zr) O 3, 8.4 mol% of 2RO x -MgO based reactant, 1.7 mole% of MgO, A dielectric material powder was obtained by mixing 4.3 mol% SiO 2 , 0.4 mol% MnO 2 , 0.4 mol% CuO and 0.4 mol% V 2 O 5 by a ball mill.
(4)적층 세라믹 커패시터의 제작(4) fabrication of multilayer ceramic capacitors
표 1에 있어서 실시예 1∼15에 나타내는 유전체 원료분말 각각에 폴리비닐부티랄계 바인더 및 에탄올 등의 유기 용제를 각각 첨가하고, 볼 밀에 의해 습식 혼합하여 세라믹 슬러리를 조제하였다. 이들 세라믹 슬러리를 닥터블레이드법에 의해, 소성 후의 유전체 세라믹층 두께가 3㎛가 되도록 시트형상으로 성형하여, 직사각형의 세라믹 그린시트를 얻었다. 이어서, 이들 세라믹 그린시트상에, 니켈(Ni)을 도전성분으로서 포함하는 도전성 페이스트를 스크린 인쇄하여, 내부전극을 구성하기 위한 도전성 페이스트층을 형성하였다. 이 도전성 페이스트층이 형성된 세라믹 그린시트를 도전성 페이스트가 인출되어 있는 측이 서로 다르게 되도록 복수 장 적층하여, 그린 적층체를 얻었다. 이 그린 적층체를, 질소가스 분위기 중에서 350℃로 가열하여, 바인더를 연소시킨 후, 산소분압 10-9.0MPa의 H2가스, N2가스 및 H2O가스로 이루어지는 환원 분위기 중에 있어서 1250℃에서 2시간 소성하여 세라믹 적층체를 얻었다.In Table 1, organic solvents, such as a polyvinyl butyral type binder and ethanol, were respectively added to the dielectric raw material powders shown in Examples 1-15, were wet-mixed by the ball mill, and the ceramic slurry was prepared. These ceramic slurries were formed into a sheet shape by the doctor blade method so that the thickness of the dielectric ceramic layer after firing was 3 m, thereby obtaining a rectangular ceramic green sheet. Subsequently, a conductive paste containing nickel (Ni) as the conductive powder was screen printed on these ceramic green sheets to form a conductive paste layer for constituting the internal electrode. The ceramic green sheet in which this conductive paste layer was formed was laminated | stacked in multiple sheets so that the side from which the conductive paste may be drawn may differ, and the green laminated body was obtained. This green laminate was heated to 350 ℃ in a nitrogen gas atmosphere, then the combustion of a binder, in 1250 ℃ in a reducing atmosphere consisting of 10 -9.0 MPa oxygen partial pressure of H 2 gas, N 2 gas and H 2 O gases It baked for 2 hours and obtained the ceramic laminated body.
소성 후의 세라믹 적층체의 양 단면에 유리 프릿을 함유하는 Cu페이스트를 도포하고, N2분위기 중에 있어서 700℃의 온도에서 Cu페이스트를 베이킹하여, 내부전극과 전기적으로 접속된 외부전극을 형성하며, 본 발명의 유전체 세라믹 조성물로 이루어지는 실시예 1∼15의 적층 세라믹 커패시터를 얻었다.Cu paste containing glass frit is applied to both end surfaces of the ceramic laminate after firing, and the Cu paste is baked at a temperature of 700 ° C. in an N 2 atmosphere to form an external electrode electrically connected to the internal electrode. The multilayer ceramic capacitors of Examples 1 to 15 made of the dielectric ceramic composition of the invention were obtained.
이렇게 해서 얻어진 적층 세라믹 커패시터(실시예 1∼15)의 외형 치수는, 각각, 폭이 1.6㎜, 길이가 3.2㎜, 두께가 0.8㎜이고, 내부전극 사이에 개재하는 유전체 세라믹층의 두께는 3㎛였다. 또한, 유효 유전체 세라믹층의 총수는 100이며, 1 층당의 대향전극의 면적은 2.1㎟였다.The external dimensions of the multilayer ceramic capacitors (Examples 1 to 15) thus obtained were 1.6 mm in width, 3.2 mm in length, and 0.8 mm in thickness, respectively, and the thickness of the dielectric ceramic layer interposed between the internal electrodes was 3 m. It was. The total number of effective dielectric ceramic layers was 100, and the area of the counter electrode per layer was 2.1
(5)적층 세라믹 커패시터의 특성평가(5) Characterization of multilayer ceramic capacitors
실시예 1∼15의 적층 세라믹 커패시터 각각에 대하여 유전율 ε, 온도특성, 고온부하수명 및 제3차 고조파 일그러짐율(THD)을 각각 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다. 또한, 적층 세라믹 커패시터의 중앙부를 포함하는 임의의 파단면에 대하여, 세라믹구조의 분석을 행하였다.For each of the multilayer ceramic capacitors of Examples 1 to 15, the dielectric constant epsilon, temperature characteristics, high temperature load life, and third harmonic distortion rate (THD) were measured, respectively, and the results are shown in Table 1 below. Further, the ceramic structure was analyzed for any fracture surface including the central portion of the multilayer ceramic capacitor.
유전율 ε은, 온도 25℃, 1kHz, 1Vrms의 조건하에서 측정하였다. 온도변화에 대한 정전용량의 변화율은, 25℃에서의 정전용량을 기준으로 한 125℃에서의 변화율을 온도특성으로서 나타내었다.Dielectric constant (epsilon) was measured on condition of the temperature of 25 degreeC, 1 kHz, and 1 Vrms. The change rate of the capacitance with respect to the temperature change is expressed as the temperature characteristic of the change rate at 125 ° C based on the capacitance at 25 ° C.
또한, 고온부하시험은, 온도 125℃에 있어서, 50V의 전압을 인가하고, 그 절연저항의 경시변화를 측정하였다. 고온부하시험은, 100개의 적층 세라믹 커패시터에 대해서 행하고, 1000시간 경과할 때까지 절연저항값이 100㏀ 이하로 된 시료를 고장으로 판단하였다.In the high temperature load test, a voltage of 50 V was applied at a temperature of 125 ° C., and the change over time of the insulation resistance was measured. The high temperature load test was performed on 100 multilayer ceramic capacitors, and it determined that the sample whose insulation resistance value was 100 micrometers or less until 1000 hours passed was faulty.
THD는 부품 직선성 시험장치 CLT-20(단브리지사 제품)을 사용하고, 입력전압 1V, 10kHz의 조건하에서 측정하였다. THD는 10kHz의 전류(전압 G10k)를 시료에 흘렸을 때에 시료 내에서 발생하는 제3차 고조파(30kHz) 성분(전압 E30k)을 측정하고, 다음 식에 의해 구하였다. THD was measured under conditions of an input voltage of 1 V and 10 kHz using a component linearity tester CLT-20 (manufactured by Short Bridge). THD measured the 3rd harmonic (30 kHz) component (voltage E30k ) which generate | occur | produces in a sample when the 10-kHz electric current (voltage G10k ) flowed through a sample, and calculated | required by the following formula.
THD=20Log(E30k/G10k)[dB]THD = 20Log (E 30k / G 10k ) [dB]
또한, 세라믹구조의 분석에는 파장 분산형 X선 분석법(WDX)을 사용하여 2차 상 입자의 조성을 확인하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다. 또한, 결정성의 확인은 X선 회절분석 또는 전자선 회절분석에 의해 행해진다.In addition, for the analysis of the ceramic structure, the composition of the secondary phase particles was confirmed by using wavelength dispersion X-ray analysis (WDX), and the results are shown in Table 1. In addition, confirmation of crystallinity is performed by X-ray diffraction analysis or electron beam diffraction analysis.
비교예 1∼15Comparative Examples 1-15
비교예 1∼15에서는, 실시예 1∼15와 마찬가지로, ABO3로서 (Ba0.94Sr0.04Ca0.02)(Ti0.80Zr0.20)O3를 사용하고, 첨가성분으로서 표 1에 나타내는 ROx, MgO, MnO2, CuO, V2O5 및 SiO2를 사용하였다. 그리고, 각 비교예에서는, 상기 각 실시예에 있어서의 8.4몰%의 2ROx-MgO계 반응물과 1.7몰%의 MgO를 대신해서, 16.8몰%의 희토류 원소 산화물 ROx와 10.1몰%의 MgO를 사용한 것 이외는, 상기 실시예 1∼15에 대응하는 비교예 1∼15의 적층 세라믹 커패시터를 상기 각 실시예의 적층 세라믹 커패시터와 동일한 순서로 제작하고, 비교예 1∼15의 각 적층 세라믹 커패시터에 대해서 상기 각 실시예와 동일한 평가를 행하며, 그 결과를 표 1에 나타내었다. 한편, 각 비교예에 있어서의 각 구성원소의 화학양론비는 각 실시예의 것과 동일하다.In Comparative Examples 1 to 15, (Ba 0.94 Sr 0.04 Ca 0.02 ) (Ti 0.80 Zr 0.20 ) O 3 was used as ABO 3 , and RO x , MgO, MnO 2 , CuO, V 2 O 5, and SiO 2 were used. In each of the comparative examples, 16.8 mol% of rare earth element oxides RO x and 10.1 mol% of MgO were substituted for 8.4 mol% of 2RO x -MgO-based reactants and 1.7 mol% of MgO in the above Examples. The multilayer ceramic capacitors of Comparative Examples 1 to 15 corresponding to Examples 1 to 15 were manufactured in the same order as those of the above-described Examples except that the multilayer ceramic capacitors of Examples 1 to 15 were used, and the multilayer ceramic capacitors of Comparative Examples 1 to 15 were manufactured. Evaluation similar to each said Example was performed, and the result is shown in Table 1. In addition, the stoichiometric ratio of each member element in each comparative example is the same as that of each Example.
표 1에 나타내는 결과에 따르면, 이하인 것을 알 수 있었다.According to the result shown in Table 1, it turned out that it is the following.
WDX의 결과에 따르면, 실시예 1∼15의 적층 세라믹 커패시터의 유전체 세라믹층에는 희토류 원소 R과 Mg를 주성분으로 하는 복합 산화물로 이루어지는 2차상 입자가 보여졌으나, 희토류 원소 R과 Si를 주성분으로 하는 복합 산화물로 이루어지는 2차상 입자는 보이지 않았다. 이에 비해서, 비교예 1∼15의 적층 세라믹 커패시터의 유전체 세라믹층에는 희토류 원소 R과 Si를 주성분으로 하는 복합 산화물로 이루어지는 2차상 입자가 보여졌으나, 희토류 원소 R과 Mg를 주성분으로 하는 복합 산화물로 이루어지는 2차상 입자는 보이지 않았다.According to the results of WDX, the secondary ceramic particles composed of the rare earth elements R and Mg as the main components were shown in the dielectric ceramic layers of the multilayer ceramic capacitors of Examples 1 to 15, but the composites containing the rare earth elements R and Si as main components Secondary particles made of oxide were not seen. On the other hand, in the dielectric ceramic layer of the multilayer ceramic capacitors of Comparative Examples 1 to 15, secondary phase particles made of a complex oxide containing rare earth elements R and Si were shown, but composed of a composite oxide containing mainly rare earth elements R and Mg. Secondary particles were not visible.
또한, 실시예 1∼15의 경우에는, 소성단계에서, 미리 조제된 희토류 원소 R과 Mg로 이루어지는 복합 산화물을 첨가함으로써, 희토류 원소 R과 Si로 이루어지는 복합 산화물의 생성을 억제하거나, 혹은 방지할 수 있으며, 고온부하시험에서의 신뢰성의 저하를 억제할 수 있었다. 희토류 원소 R과 Mg를 주성분으로 하는 복합 산화물, 및 희토류 원소 R과 Mg가 고용한 주상 입자는 신뢰성이 높으며, 유전체 세라믹층으로 하더라도 고온부하시험에서의 신뢰성(고온부하 신뢰성)이 향상하였다.In addition, in Examples 1 to 15, in the firing step, the addition of a composite oxide composed of the rare earth elements R and Mg prepared in advance can suppress or prevent the formation of the composite oxide consisting of the rare earth elements R and Si. The degradation of the reliability in the high temperature load test was suppressed. The composite oxide containing the rare earth elements R and Mg and the columnar particles in which the rare earth elements R and Mg are dissolved have high reliability, and even in the dielectric ceramic layer, the reliability (high temperature load reliability) in the high temperature load test is improved.
이에 비해서, 비교예 1∼15의 경우에는, 희토류 원소 R과 Mg를 주성분으로 하는 복합 산화물이 존재하지 않으며, 희토류 원소 R과 Si를 주성분으로 하는 복합 산화물이 존재하면, 고온부하 신뢰성이 저하하였다.On the other hand, in Comparative Examples 1 to 15, there was no composite oxide containing the rare earth elements R and Mg as the main component, and the presence of the composite oxide containing the rare earth elements R and Si as the main component lowered the high temperature load reliability.
또한, THD에 대해서는, 그 값이 희토류 원소 R의 종류에 따라 변동하기 때문에, 일률적으로 비교할 수 없으나, 각 실시예와 각 비교예 각각을, 동일한 희토류 원소 R, 첨가량으로 대비한 경우에는, 각 실시예에서는 희토류 원소 R과 Mg를 주성분으로 하는 2차상 입자의 생성에 의해, THD가 각 비교예보다 저감하였다.In addition, about THD, since the value fluctuates according to the kind of rare earth element R, it cannot compare uniformly, However, when each Example and each comparative example are compared with the same rare earth element R and the addition amount, each implementation is carried out. In the example, THD was reduced compared with each comparative example by production | generation of the secondary particle which has rare earth elements R and Mg as a main component.
실시예 16∼21Examples 16-21
본 실시예 16∼21에서는, ABO3로서 Ba(Ti0 .94Zr0 .06)O3를 사용하고, 첨가성분으로서 표 2에 나타내는 희토류 원소 산화물 ROx와, MgO, MnO2, SiO2를 사용하였다.In this embodiment 16-21, the Ba (Ti 0 .94 0 .06 Zr) O 3, and using, as an additional component a rare earth element oxide RO x shown in Table 2, MgO, MnO 2, SiO 2 as an ABO 3 Used.
(1)Ba(Ti0 .94Zr0 .06)O3의 조제(1) Preparation of Ba (Ti 0 .94 0 .06 Zr) O 3
우선, 출발원료로서 BaCO3, TiO2 및 ZrO2의 각 분말을 준비하고, 이들 출발원료를 Ba(Ti0 .94Zr0 .06)O3가 되도록 칭량한 후, 이들 출발원료를 볼 밀에 의해 혼합하며, 1150℃에서 열처리를 행하여, c/a축비가 1.011, 평균 입경이 0.2㎛인 Ba(Ti0.94Zr0.06)O3를 합성한 후, 이것을 분쇄하였다.First, the BaCO 3, TiO 2 and wheat preparing each powder of ZrO 2, and view them after the starting materials were weighed so that Ba (Ti 0 .94 0 .06 Zr) O 3, these starting materials as a starting material The mixture was mixed with each other, and heat treatment was performed at 1150 ° C. to synthesize Ba (Ti 0.94 Zr 0.06 ) O 3 having a c / a axis ratio of 1.011 and an average particle diameter of 0.2 μm, followed by grinding.
(2)3ROx-MgO계 반응물의 조제(2) Preparation of 3RO x -MgO-based reactant
또한, 표 2에 나타내는 희토류 원소 산화물 ROx와 MgO를, 각각이 몰비로 ROx:MgO=3:1이 되도록 칭량한 후, 볼 밀에 의해 혼합하고, 1100℃에서 열처리하여, 평균 입경 0.3㎛의 3ROx-MgO계의 반응물을 얻었다. 실시예 21에서는 2종류의 희토류 원소 산화물 ROx(4Gd, 2Nd의 배합)를 사용하였다.In addition, the rare earth element oxides RO x and MgO shown in Table 2 were each weighed in a molar ratio such that RO x : MgO = 3: 1, mixed by a ball mill, and heat-treated at 1100 ° C to obtain an average particle diameter of 0.3 µm. A reaction product of 3RO x -MgO system was obtained. In Example 21, two kinds of rare earth element oxides RO x (combination of 4Gd and 2Nd) were used.
(3)유전체 원료분말의 조제(3) Preparation of dielectric raw material powder
이어서, 95.7몰%의 Ba(Ti0 .94Zr0 .06)O3, 1.9몰%의 3ROx-MgO계 반응물, 1.9몰%의 SiO2 및 0.5몰%의 MnO2를 볼 밀에 의해 혼합해서 유전체 원료분말을 얻었다.Then, mixed by a ball mill to MnO 2 of 95.7 mol% of Ba (Ti 0 .94 0 .06 Zr) O 3, 1.9 mol% of 3RO x -MgO based reactant, 1.9 mole% of SiO 2 and 0.5 mol% To obtain a dielectric material powder.
(4)적층 세라믹 커패시터의 제작(4) fabrication of multilayer ceramic capacitors
표 2에 있어서 실시예 16∼21에 나타내는 유전체 원료분말 각각에 폴리비닐부티랄계 바인더 및 에탄올 등의 유기 용제를 각각 첨가하고, 볼 밀에 의해 습식 혼합하여 세라믹 슬러리를 조제하였다. 이들 세라믹 슬러리를 닥터블레이드법에 의해, 소성 후의 유전체 세라믹층 두께가 2㎛가 되도록 시트형상으로 성형하여, 직사각형의 세라믹 그린시트를 얻었다. 이어서, 이들 세라믹 그린시트상에, Ni를 도전성분으로서 포함하는 도전성 페이스트를 스크린 인쇄하여, 내부전극을 구성하기 위한 도전성 페이스트층을 형성하였다. 이 도전성 페이스트층이 형성된 세라믹 그린시트를 도전성 페이스트가 인출되어 있는 측이 서로 다르게 되도록 복수 장 적층하여, 그린 적층체를 얻었다. 이 그린 적층체를, 질소가스 분위기 중에서 350℃로 가열하여, 바인더를 연소시킨 후, 산소분압 10-10.5MPa의 H2가스, N2가스 및 H2O가스로 이루어지는 환원 분위기 중에 있어서 1250℃에서 2시간 소성하여 세라믹 적층체를 얻었다.In Table 2, organic solvents, such as a polyvinyl butyral system binder and ethanol, were respectively added to the dielectric raw material powders shown in Examples 16-21, were wet-mixed by the ball mill, and the ceramic slurry was prepared. These ceramic slurries were molded into a sheet shape by the doctor blade method so that the thickness of the dielectric ceramic layer after baking became 2 m, thereby obtaining a rectangular ceramic green sheet. Subsequently, the conductive paste containing Ni as an electroconductive powder was screen-printed on these ceramic green sheets, and the electrically conductive paste layer for forming an internal electrode was formed. The ceramic green sheet in which this conductive paste layer was formed was laminated | stacked in multiple sheets so that the side from which the conductive paste may be drawn may differ, and the green laminated body was obtained. This green laminate was heated to 350 ℃ in a nitrogen gas atmosphere, then the combustion of a binder, in 1250 ℃ in a reducing atmosphere consisting of 10 -10.5 MPa oxygen partial pressure of H 2 gas, N 2 gas and H 2 O gases It baked for 2 hours and obtained the ceramic laminated body.
소성 후의 세라믹 적층체의 양 단면에 유리 프릿을 함유하는 Cu페이스트를 도포하고, N2분위기 중에 있어서 700℃의 온도에서 Cu페이스트를 베이킹하여, 내부전극과 전기적으로 접속된 외부전극을 형성하며, 본 발명의 유전체 세라믹 조성물로 이루어지는 실시예 16∼21의 적층 세라믹 커패시터를 얻었다.Cu paste containing glass frit is applied to both end surfaces of the ceramic laminate after firing, and the Cu paste is baked at a temperature of 700 ° C. in an N 2 atmosphere to form an external electrode electrically connected to the internal electrode. The multilayer ceramic capacitors of Examples 16 to 21 made of the dielectric ceramic composition of the invention were obtained.
이렇게 해서 얻어진 적층 세라믹 커패시터(실시예 16∼21)의 외형 치수는, 각각, 폭이 1.2㎜, 길이가 2.0㎜, 두께가 1.2㎜이고, 내부전극 사이에 개재하는 유전체 세라믹층의 두께가 2.0㎛였다. 또한, 유효 유전체 세라믹층의 총수는 300이며, 1층당의 대향전극의 면적은 1.0㎟였다.The external dimensions of the multilayer ceramic capacitors (Examples 16 to 21) thus obtained were 1.2 mm in width, 2.0 mm in length, and 1.2 mm in thickness, respectively, and the thickness of the dielectric ceramic layer interposed between the internal electrodes was 2.0 m. It was. The total number of effective dielectric ceramic layers was 300, and the area of the counter electrode per layer was 1.0
(5)적층 세라믹 커패시터의 특성평가(5) Characterization of multilayer ceramic capacitors
실시예 16∼21의 적층 세라믹 커패시터 각각에 대하여, 유전율 ε, 온도특성, 고온부하수명 및 제3차 고조파 일그러짐율(THD)을 각각 상기 각 실시예와 마찬가지로 측정하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다. 한편, 고온부하시험에 대해서는, 32V의 전압을 인가한 것 이외는 상기 각 실시예와 마찬가지로 고온부하수명을 측정하였다. 또한, 적층 세라믹 커패시터의 중앙부를 포함하는 임의의 파단면에 대하여, 상기 각 실시예와 마찬가지로, 세라믹구조의 분석을 행하여, 2차상 입자의 조성을 확인하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.For each of the multilayer ceramic capacitors of Examples 16 to 21, the dielectric constant?, The temperature characteristic, the high temperature load life, and the third harmonic distortion factor THD were measured in the same manner as in each of the above examples, and the results are shown in Table 2. It was. On the other hand, about the high temperature load test, the high temperature load life was measured similarly to each said Example except having applied the voltage of 32V. In addition, the arbitrary fracture surface including the center part of a multilayer ceramic capacitor was analyzed similarly to each said Example, the ceramic structure was analyzed, the composition of the secondary particle was confirmed, and the result is shown in Table 2.
표 2에 나타내는 결과에 따르면, 이하인 것을 알 수 있었다.According to the result shown in Table 2, it turned out that it is the following.
즉, 주성분인 ABO3의 Zr이 다른 조성에 있어서도 고온부하시험 결과를 보면 신뢰성 등이 향상하고 있음을 알 수 있다. 또한, 희토류 원소 R이 2종류 첨가된 실시예 21에 있어서도 고온부하 신뢰성 등이 향상하고 있음을 알 수 있다. 따라서, 희토류 원소 R을 2종류 이상 첨가하더라도 같은 경향의 결과가 얻어진다고 추정된다.In other words, when the Zr of the main component ABO 3 is different, the results of the high temperature load test show that the reliability and the like are improved. Moreover, also in Example 21 in which two rare-earth elements R were added, it turns out that high temperature load reliability etc. improve. Therefore, even if two or more types of rare earth elements R are added, it is estimated that the result of the same tendency is obtained.
실시예 22Example 22
본 실시예 22에서는, 실시예 16∼21에 있어서의 3ROx-MgO계 반응물을 대신해서, Gd03 /2, MgO, SiO2 각각이 3:1:1의 몰비가 되도록 칭량한 후, 볼 밀에 의해 혼합하고, 1100℃에서 열처리하여, 3GdO3 /2-MgO-SiO2계 반응물을 조제한 후, 97.5몰%의 Ba(Ti0.94Zr0.06)O3, 2.0몰%의 3GdO3 /2-MgO-SiO2계 반응물 및 0.5몰%의 MnO2를 볼 밀에 의해 혼합하여 유전체 원료분말을 얻었다. 이어서, 실시예 16∼21과 동일한 순서로 적층 세라믹 커패시터를 제작하고, 각 적층 세라믹 커패시터와 동일한 평가를 행하며, 그 결과를 표 3에 나타내었다.In the embodiment 22, in place of the x 3RO -MgO-based reaction in Example 16~21, Gd0 3/2, MgO ,
비교예 16Comparative Example 16
비교예 16에서는, 실시예 16∼21에 있어서의 3ROx-MgO계 반응물을 조제하지 않고, 92.9몰%의 Ba(Ti0 .94Zr0 .06)O3, 2.8몰%의 Gd2O3, 1.9몰%의 MgO, 1.9몰%의 SiO2 및 0.5몰%의 MnO2를 볼 밀에 의해 혼합해서 얻은 유전체 원료분말을 사용하여, 실시예 16∼21과 동일한 순서로 적층 세라믹 커패시터를 제작하며, 각 적층 세라믹 커패시터와 동일한 평가를 행하고, 그 결과를 표 3에 나타내었다.Comparative Example 16 In Examples 16~21 3RO x -MgO system without preparing a reaction product, of 92.9 mol% Ba (Ti 0 .94 0 .06 Zr) O 3, 2.8 mol% of Gd 2 O 3 in the Using a dielectric material powder obtained by mixing 1.9 mol% MgO, 1.9 mol% SiO 2 and 0.5 mol% MnO 2 by a ball mill, a multilayer ceramic capacitor was produced in the same order as in Examples 16 to 21. The same evaluations as those of the multilayer ceramic capacitors were made, and the results are shown in Table 3.
비교예 17Comparative Example 17
본 비교예 17에서는, 실시예 16∼21에 있어서의 3ROx-MgO계 반응물을 대신해서, GdO3 /2과 SiO2를 3:1의 몰비가 되도록 칭량한 후, 볼 밀에 의해 혼합하고, 1100℃에서 열처리하여, 3GdO3 /2-SiO2계의 반응물을 조제하며, 95.7몰%의 Ba(Ti0.94Zr0.06)O3, 1.9몰%의 3GdO3 /2-SiO2계 반응물, 1.9몰%의 MgO 및 0.5몰%의 MnO2를 볼 밀에 의해 혼합해서 얻은 유전체 원료분말을 사용하여, 실시예 16∼21과 동일한 순서로 적층 세라믹 커패시터를 제작하고, 각 적층 세라믹 커패시터와 동일한 평가를 행하며, 그 결과를 표 3에 나타내었다.In this comparative example 17, an embodiment in place of the x 3RO -MgO-based reactants in 16~21, GdO 3/2 and a SiO 2 3: were weighed so that the molar ratio of 1, and mixed by a ball mill, by heat treatment at 1100 ℃, 3GdO 3/2 -SiO and to prepare a reaction product of the second order, of 95.7 mol% Ba (Ti 0.94 Zr 0.06) O 3, 1.9 mol% 3GdO 3/2 -SiO 2 based reactant, 1.9 mole Using a dielectric material powder obtained by mixing% MgO and 0.5 mol% MnO 2 by a ball mill, a multilayer ceramic capacitor was produced in the same order as in Examples 16 to 21, and the same evaluation as that of each multilayer ceramic capacitor was performed. The results are shown in Table 3.
비교예 18Comparative Example 18
본 비교예 18에서는, 실시예 16∼21에 있어서의 3ROx-MgO계 반응물을 대신해서, GdO3 /2과 SiO2를 3:1의 몰비가 되도록 칭량한 후, 볼 밀에 의해 혼합하고, 이 혼합물을 1500℃에서 용융하며, 이 용융물을 수중(水中)에 투입해서 유리 컬릿(cullet)으로 하고, 이 유리 컬릿을 분쇄하여 3GdO3 /2-SiO2계의 유리분말을 조제하였다. 이어서, 95.7몰%의 Ba(Ti0 .94Zr0 .06)O3, 1.9몰%의 3GdO3 /2-SiO2계 유리분말, 1.9몰%의 MgO 및 0.5몰%의 MnO2를 볼 밀에 의해 혼합해서 얻은 유전체 원료분말을 사용하여, 실시예 16∼21과 동일한 순서로 적층 세라믹 커패시터를 제작하고, 각 적층 세라믹 커패시터와 동일한 평가를 행하며, 그 결과를 표 3에 나타내었다.In this comparative example 18, an embodiment in place of the x 3RO -MgO-based reactants in 16~21, GdO 3/2 and a SiO 2 3: were weighed so that the molar ratio of 1, and mixed by a ball mill, this mixture and melted at 1500 ℃, the melt of the glass cullet (cullet) to put into water (水中), and the glass cullet was crushed to prepare a glass powder in 3GdO 3/2 -SiO 2 system. Next, 95.7 mol% of Ba (Ti 0 .94 0 .06 Zr) O 3, 1.9 mol% of 3GdO 3/2 -SiO 2 based glass powder, 1.9 mol% of MgO and 0.5 mol% MnO 2 in a ball mill The multilayer ceramic capacitors were produced in the same order as in Examples 16 to 21, using the dielectric material powders obtained by mixing in the same manner as described above, and the same evaluations as those of the multilayer ceramic capacitors were made.
비교예 19Comparative Example 19
본 비교예 19에서는, 실시예 16∼21에 있어서 Ba(Ti0 .94Zr0 .06)O3의 조성이 되도록 BaCO3, TiO2 및 ZrO2를 칭량하고, 또한, Ba에 대하여 3몰%의 Gd2O3, 2몰%의 MgO를 칭량한 후, 볼 밀에 의해 혼합하며, 1150℃에서 열처리하여, 주성분 결정을 얻었다. 이 주성분 결정의 Ba 환산으로 97.5몰%에 대하여, 2.0몰%의 SiO2 및 0.5몰%의 MnO2를 볼 밀에 의해 혼합해서 얻은 유전체 원료분말을 사용하여, 실시예 16∼21과 동일한 순서로 적층 세라믹 커패시터를 제작하고, 각 적층 세라믹 커패시터와 동일한 평가를 행하며, 그 결과를 표 3에 나타내었다.In this comparative example 19, example embodiments are weighed 16~21 Ba (Ti 0 .94 Zr 0 .06) O 3 BaCO 3,
비교예 20Comparative Example 20
본 비교예 20에서는, 실시예 16∼21에 있어서 Ba(Ti0 .94Zr0 .06)O3의 조성이 되도록 BaCO3, TiO2 및 ZrO2를 칭량하고, 또한, Ba에 대하여 0.5몰%의 MnO2를 칭량한 후, 볼 밀에 의해 혼합하며, 1150℃에서 열처리하여, 주성분 결정을 얻었다. 이 주성분 결정의 Ba 환산으로 93.4몰%에 대하여, 2.8몰%의 Gd2O3, 1.9몰%의 MgO 및 1.9몰%의 SiO2를 볼 밀에 의해 혼합해서 얻은 유전체 원료분말을 사용하여, 실시예 16∼21과 동일한 순서로 적층 세라믹 커패시터를 제작하고, 각 적층 세라믹 커패시터와 동일한 평가를 행하며, 그 결과를 표 3에 나타내었다.In this Comparative Example 20, Examples 16-21 and weighed according to the BaCO 3, TiO 2 and ZrO 2, so that a composition of Ba (Ti 0 .94 0 .06 Zr) O 3, In addition, the 0.5 mol% with respect to the Ba After weighing, MnO 2 was mixed by a ball mill and heat-treated at 1150 ° C. to obtain a main component crystal. A dielectric material powder obtained by mixing 2.8 mol% Gd 2 O 3 , 1.9 mol% MgO and 1.9 mol% SiO 2 with a ball mill to 93.4 mol% in terms of Ba of the main component crystal was carried out. Multilayer ceramic capacitors were produced in the same order as in Examples 16 to 21, and the same evaluations as those of the multilayer ceramic capacitors were made, and the results are shown in Table 3.
비교예 21Comparative Example 21
본 비교예 21에서는, 실시예 16∼21에 있어서, 94.7몰%의 Ba(Ti0 .94Zr0 .06)O3, 2.8몰%의 Gd2O3, 2.0몰%의 MgO 및 0.5몰%의 MnO2를 칭량한 후, 볼 밀에 의해 혼합하고, 건조해서 Gd2O3, MgO 및 MnO2로 피복된 주성분 결정을 얻었다. 이 주성분 결정의 Ba 환산으로 100몰에 대하여, 2몰의 SiO2를 볼 밀에 의해 혼합해서 얻은 유전체 원료분말을 사용하여, 실시예 16∼21과 동일한 순서로 적층 세라믹 커패시터를 제작하고, 각 적층 세라믹 커패시터와 동일한 평가를 행하며, 그 결과를 표 3에 나타내었다.In the Comparative Example 21, Examples 16-21 in, 94.7 mol% of Ba (Ti 0 .94 0 .06 Zr) O 3, Gd 2 O 3 2.8 mol%, 2.0 mol% MgO and 0.5 mol% After weighing, MnO 2 was mixed by a ball mill, dried to obtain main component crystals coated with Gd 2 O 3 , MgO and MnO 2 . With respect to 100 moles of Ba in terms of the main component determined to prepare a multilayer ceramic capacitor in the same order as in Example 16-21, using the dielectric raw material powder obtained by mixing by a ball mill to SiO 2 of 2 moles, each stack Evaluation similar to the ceramic capacitor was performed, and the result is shown in Table 3.
비교예 22Comparative Example 22
본 비교예 22에서는, 실시예 16∼21에 있어서의 3ROx-MgO계 반응물을 대신해서, Gd03 /2과 MgO와 SiO2와 Li2CO3를 3:1:1의 몰비가 되도록 칭량한 후, 볼 밀에 의해 혼합하고, 1100℃에서 열처리하여, 3GdO3 /2-MgO-SiO2-Li2O계 반응물을 조제하고, 97.5몰%의 Ba(Ti0 .94Zr0 .06)O3, 2.0몰%의 3GdO3 /2-MgO-SiO2-Li2O계 반응물 및 0.5몰%의 MnO2를 볼 밀에 의해 혼합해서 얻은 유전체 원료분말을 사용하여, 실시예 16∼21과 동일한 순서로 적층 세라믹 커패시터를 제작하며, 각 적층 세라믹 커패시터와 동일한 평가를 행하고, 그 결과를 표 3에 나타내었다.In this comparative example 22, in place of the x 3RO -MgO-based reaction in Example 16~21, Gd0 3/2 and the MgO and SiO 2 and Li 2 CO 3 3: A weighed so that the molar ratio of 1: 1 then, it was mixed by means of a ball mill, heat treated at 1100 ℃, 3GdO 3/2 -MgO -SiO 2 -Li 2 O system to prepare a reaction product, and 97.5 mol% Ba (Ti 0 .94 0 .06 Zr) O 3, the 2.0 mol% 3GdO 3/2 -MgO-SiO 2 -Li 2 O -based reactants and by using the obtained dielectric material powder is mixed by a ball mill to MnO 2 of 0.5 mol%, the same as in example 16-21 A multilayer ceramic capacitor was produced in the order, the same evaluation as that of each multilayer ceramic capacitor was performed, and the result is shown in Table 3.
표 3에 나타내는 결과에 따르면, 이하인 것을 알 수 있었다.According to the result shown in Table 3, it turned out that it is the following.
즉, 실시예 22와 같이 희토류 원소 R과 Mg, Si를 하소해서 첨가한 경우에는, 희토류 원소 R과 Mg를 주성분으로 하는 2차상 입자, 및 희토류 원소 R과 Si를 주성분으로 하는 2차상 입자의 쌍방이 존재하기 때문에, 작은 THD값이 얻어졌다. 이 경우에는 희토류 원소 R과 Si를 주성분으로 하는 2차상 입자가 존재하고 있더라도, 희토류 원소 R과 Mg를 주성분으로 하는 2차상 입자와 비교해서 소량이면, 희토류 원소 R과 Mg를 주성분으로 하는 2차상 입자에 의한 고온부하 신뢰성 등을 향상시키는 효과가 우수하기 때문에, 희토류 원소 R과 Si를 주성분으로 하는 2차상 입자가 실질적으로 존재하지 않는 경우와 비교해서 신뢰성이 뒤떨어지지만, 정격전압을 낮춤으로써 충분히 실용 가능한 것이라고 말할 수 있다.That is, when the rare earth elements R, Mg and Si are calcined and added as in Example 22, both of the secondary phase particles having the rare earth elements R and Mg as main components and the secondary phase particles having the rare earth elements R and Si as main components Because of this, a small THD value was obtained. In this case, even if there are secondary particles mainly composed of rare earth elements R and Si, secondary particles having rare earth elements R and Mg as a main component are small in comparison with secondary particles having rare earth elements R and Mg as main components. Due to the excellent effect of improving the high-temperature load reliability due to this, the reliability is inferior to the case where the secondary phase particles mainly containing the rare earth elements R and Si are substantially absent, but can be sufficiently practical by lowering the rated voltage. Can be said.
비교예 16과 같이 희토류 원소 R과 Mg의 하소물(반응물)을 첨가하지 않았던 경우에는, 희토류 원소 R과 Mg를 주성분으로 하는 2차상 입자가 생성하지 않고, 희토류 원소 R과 Si를 주성분으로 하는 2차상 입자가 생성하기 때문에, THD 및 고온부하 신뢰성이 악화하였다.When the calcined product (reactant) of the rare earth elements R and Mg is not added as in Comparative Example 16, secondary particles having the rare earth elements R and Mg as the main component are not produced, and 2 having the rare earth elements R and Si as the main component Since the on-vehicle particles were produced, the THD and the high temperature load reliability deteriorated.
또한, 비교예 17과 같이 희토류 원소 R과 Si와의 하소물(반응물)을 조제한 경우에는, 비교예 16보다도 희토류 원소 R과 Si를 주성분으로 하는 2차상 입자의 존재비율이 증가하여, THD 및 고온부하 신뢰성이 더욱 악화하였다.In addition, when calcined products (reactants) of the rare earth elements R and Si were prepared as in Comparative Example 17, the abundance ratio of secondary phase particles mainly containing the rare earth elements R and Si increased compared to Comparative Example 16, resulting in THD and high temperature load. Reliability worsened.
비교예 18에 있어서도 비교예 17과 마찬가지로, 희토류 원소 R과 Si를 주성분으로 하는 2차상 입자의 비율이 높으며, THD 및 고온부하 신뢰성이 악화함을 알 수 있었다.Also in Comparative Example 18, as in Comparative Example 17, it was found that the ratio of the secondary phase particles mainly containing the rare earth elements R and Si was high, and the THD and high temperature load reliability were deteriorated.
비교예 19에서는, 주결정의 합성시에 희토류 원소 R과 Mg를 첨가했기 때문에, 주결정 전역에서 Gd와 Mg가 고용하여, 정전용량의 온도특성이 대폭으로 악화하였다. 게다가 희토류 원소 R과 Mg를 주성분으로 하는 2차상 입자가 존재하지 않기 때문에, 충분한 고온부하 신뢰성이 얻어지지 않았다.In the comparative example 19, since rare earth elements R and Mg were added at the time of synthesis | combination of a main crystal, Gd and Mg solid-solution in the whole main crystal, and the temperature characteristic of a capacitance deteriorated significantly. In addition, since there are no secondary particles having the rare earth elements R and Mg as main components, sufficient high temperature load reliability was not obtained.
비교예 20에서는, Mn이 주결정 중에 고용해 있기 때문에, 희토류 원소 R, Mg의 주결정 중에의 고용이 억제되고, THD가 악화하였다. 또한, 희토류 원소 R과 Mg를 하소하지 않기 때문에, 희토류 원소 R과 Si를 주성분으로 하는 2차상 입자가 생성하여, 고온부하 신뢰성이 저하하였다.In Comparative Example 20, since Mn was dissolved in the main crystal, solid solution of the rare earth elements R and Mg in the main crystal was suppressed and THD deteriorated. In addition, since the rare earth elements R and Mg are not calcined, secondary particles having the rare earth elements R and Si as main components are formed, and the high temperature load reliability is lowered.
비교예 21에서는, 희토류 원소 R이 Mg와 화합물을 형성하고 있지 않기 때문에, 희토류 원소 R과 Mg를 주성분으로 하는 2차상 입자가 생성하지 않고, 희토류 원소 R과 Si를 주성분으로 하는 2차상 입자가 생성하여, THD 및 고온부하 신뢰성이 악화하였다.In the comparative example 21, since the rare earth element R does not form a compound with Mg, the secondary phase particle which has a rare earth element R and Mg as a main component does not produce | generate, but the secondary phase particle which has a rare earth element R and Si as a main component produces | generates. Thus, THD and high temperature load reliability deteriorated.
비교예 22에서는, 희토류 원소 R과 Mg를 주성분으로 하는 결정성의 2차상 입자가 존재하지 않기 때문에, THD 및 고온부하 신뢰성이 악화하였다. 이 원인은 Li가 들어가면, 2차상이 유리화해 버려서, 결정이 되지 않기 때문이다.In Comparative Example 22, since there were no crystalline secondary particles mainly composed of rare earth elements R and Mg, THD and high temperature load reliability deteriorated. This is because when Li enters, the secondary phase is vitrified and it is not crystallized.
실시예 23Example 23
본 실시예 23에서는, 실시예 16∼22에 있어서의, 95.7몰%의 Ba(Ti0.94Zr0.06)O3, 1.9몰%의 3ROx-MgO계 반응물, 1.9몰%의 SiO2, 및 0.5몰%의 MnO2를 볼 밀에 의해 혼합하는 공정에서, 15Li-30B-10Ba-5Ca-40Si-Ox 유리를 주결정에 대하여 1중량% 첨가한 유전체 원료분말을 사용하고, 소성 조건 이외는 실시예 16∼22와 동일한 순서로 적층 세라믹 커패시터를 제작하며, 그 평가를 행하고, 그 결과를 표 4에 나타내었다. 소성온도는 1000℃, 산소분압은 10-11.5MPa였다. In Example 23, 95.7 mol% of Ba (Ti 0.94 Zr 0.06 ) O 3 , 1.9 mol% of 3RO x -MgO-based reactant, 1.9 mol% of SiO 2 , and 0.5 mol in Examples 16 to 22 In the process of mixing% MnO 2 with a ball mill, a dielectric raw powder in which 1 wt% of 15Li-30B-10Ba-5Ca-40Si-O x glass was added to the main crystal was used. Multilayer ceramic capacitors were produced in the same order as in 16 to 22, the evaluations were performed, and the results are shown in Table 4 below. The firing temperature was 1000 ° C. and the oxygen partial pressure was 10 −11.5 MPa.
표 4에 나타내는 결과에 따르면, 1000℃라고 하는 저온에서 충분한 소결성이 얻어지며, 신뢰성 등에 있어서 문제가 없는 특성이 얻어졌다.According to the result shown in Table 4, sufficient sinterability was obtained at low temperature of 1000 degreeC, and the characteristic which has no problem in reliability etc. was obtained.
실시예 24∼29 및 참고예 1∼10Examples 24-29 and Reference Examples 1-10
본 실시예 24∼29 및 참고예 1∼10에서는, ABO3로서 Ba(Ti0 .94Zr0 .06)O3를 사용하고, 첨가성분으로서 GdO3 /2, MgO, MnO2, SiO2를 사용하였다. 본 실시예와 참고예에 있어서, B사이트에 있어서의 Zr의 치환율[=Zr/(Zr+Ti+Hf)], 및 ABO3에 대한 희토류 원소 R, MgO, SiO의 함유율의 영향을 조사하였다.In this embodiment 24-29 and Reference Examples 1 to 10, as an
(1)Ba(Ti0 .94Zr0 .06)O3의 조제(1) Preparation of Ba (Ti 0 .94 0 .06 Zr) O 3
우선, 출발원료로서 BaCO3, TiO2 및 ZrO2의 각 분말을 준비하고, 이들 출발원료를 Ba(Ti0 .94Zr0 .06)O3의 조성이 되도록 칭량한 후, 이들 출발원료를 볼 밀에 의해 혼합하며, 1000∼1300℃에서 열처리를 행하여, Ba(Ti0 .94Zr0 .06)O3를 합성한 후, 이것을 분쇄하였다.First, as starting materials BaCO 3, TiO 2, and preparing each powder of ZrO 2, and those after the starting materials were weighed so that a composition of Ba (Ti 0 .94 0 .06 Zr) O 3, to see these starting materials and mixed by a mill, subjected to a heat treatment at 1000~1300 ℃, and then synthesize Ba (Ti 0 .94 0 .06 Zr) O 3, this was ground.
(2)4GdO3 /2-MgO계 반응물의 조제 (2) 4GdO 3/2 Preparation of -MgO-based reaction
또한, 희토류 원소 산화물 GdO3 /2과 MgO를, 몰비로 GdO3 /2:MgO=4:1이 되도록 각각 칭량한 후, 볼 밀에 의해 혼합하고, 1100℃에서 열처리하여, 평균 입경 0.3㎛의 4GdO3 /2-MgO계의 반응물을 얻었다.Further, the rare earth element oxide GdO 3/2 and MgO to the mole ratio in GdO 3/2: After the respective weighed to be 1, and mixed by a ball mill, heat treated at 1100 ℃, average particle diameter 0.3㎛: MgO = 4 4GdO 3/2 to obtain a reaction product of -MgO system.
(3)유전체 원료분말의 조제(3) Preparation of dielectric raw material powder
이어서, 100몰의 Ba(Ti0 .94Zr0 .06)O3에 대하여, 표 5에 나타내는 바와 같이, b몰의 4GdO3 /2-MgO계 반응물, c몰의 SiO2, d몰의 MnO2 및 e몰의 MgO를 볼 밀에 의해 혼합해서 유전체 원료분말을 얻었다.Then, 100 mol of Ba (Ti 0 .94 Zr 0 .06 ) with respect to the O 3, As shown in Table 5, b mol of 4GdO 3/2 -MgO type of reaction, c mol of SiO 2, MnO d mol 2 and emol MgO were mixed by a ball mill to obtain a dielectric material powder.
(4)적층 세라믹 커패시터의 제작(4) fabrication of multilayer ceramic capacitors
표 5에 있어서 실시예 24∼29 및 참고예 1∼10에 나타내는 유전체 원료분말 각각에 폴리비닐부티랄계 바인더 및 에탄올 등의 유기 용제를 각각 첨가하고, 볼 밀에 의해 습식 혼합하여 세라믹 슬러리를 조제하였다. 이들 세라믹 슬러리를 닥터블레이드법에 의해, 소성 후의 유전체 세라믹층 두께가 2㎛가 되도록 시트형상으로 성형하여, 직사각형의 세라믹 그린시트를 얻었다. 이어서, 이들 세라믹 그린시트상에, Ni를 도전성분으로서 포함하는 도전성 페이스트를 스크린 인쇄하여, 내부전극을 구성하기 위한 도전성 페이스트층을 형성하였다. 이 도전성 페이스트층이 형성된 세라믹 그린시트를, 도전성 페이스트가 인출되어 있는 측이 서로 다르게 되도록 복수 장 적층하여, 그린 적층체를 얻었다. 이 그린 적층체를, 질소가스 분위기 중에서 350℃로 가열하여, 바인더를 연소시킨 후, 산소분압 10-10.5MPa의 H2가스, N2가스 및 H2O가스로 이루어지는 환원 분위기 중에 있어서 1250℃에서 2시간 소성하여 세라믹 적층체를 얻었다.In Table 5, organic solvents such as polyvinyl butyral binder and ethanol were respectively added to the dielectric raw material powders shown in Examples 24 to 29 and Reference Examples 1 to 10, respectively, and wet-mixed by a ball mill to prepare a ceramic slurry. . These ceramic slurries were molded into a sheet shape by the doctor blade method so that the thickness of the dielectric ceramic layer after baking became 2 m, thereby obtaining a rectangular ceramic green sheet. Subsequently, the conductive paste containing Ni as an electroconductive powder was screen-printed on these ceramic green sheets, and the electrically conductive paste layer for forming an internal electrode was formed. The ceramic green sheet in which the conductive paste layer was formed was laminated in plural sheets so that the side from which the conductive paste was drawn was different from each other to obtain a green laminate. This green laminate was heated to 350 ℃ in a nitrogen gas atmosphere, then the combustion of a binder, in 1250 ℃ in a reducing atmosphere consisting of 10 -10.5 MPa oxygen partial pressure of H 2 gas, N 2 gas and H 2 O gases It baked for 2 hours and obtained the ceramic laminated body.
소성 후의 세라믹 적층체의 양 단면에 유리 프릿을 함유하는 Cu페이스트를 도포하고, N2 분위기 중에 있어서 700℃의 온도에서 Cu페이스트를 베이킹하여, 내부전극과 전기적으로 접속된 외부전극을 형성하며, 본 발명의 유전체 세라믹 조성물로 이루어지는 실시예 24∼29 및 참고예 1∼10의 적층 세라믹 커패시터를 얻었다.Cu paste containing glass frit is applied to both end surfaces of the ceramic laminate after firing, and the Cu paste is baked at a temperature of 700 ° C. in an N 2 atmosphere to form an external electrode electrically connected to the internal electrode. The multilayer ceramic capacitors of Examples 24 to 29 and Reference Examples 1 to 10 made of the dielectric ceramic composition of the invention were obtained.
이렇게 해서 얻어진 적층 세라믹 커패시터(실시예 24∼29 및 참고예 1∼10)의 외형 치수는, 각각, 폭이 1.2㎜, 길이가 2.0㎜, 두께가 1.2㎜이고, 내부전극 사이에 개재하는 유전체 세라믹층의 두께가 2.0㎛였다. 또한, 유효 유전체 세라믹층의 총수는 300이고, 1층당의 대향전극의 면적은 1.0㎟였다.The external dimensions of the multilayer ceramic capacitors (Examples 24 to 29 and Reference Examples 1 to 10) thus obtained were 1.2 mm in width, 2.0 mm in length, and 1.2 mm in thickness, respectively, and were interposed between internal electrodes. The thickness of the layer was 2.0 mu m. The total number of effective dielectric ceramic layers was 300, and the area of the counter electrode per layer was 1.0
(5)적층 세라믹 커패시터의 특성평가(5) Characterization of multilayer ceramic capacitors
실시예 24∼29 및 참고예 1∼10의 적층 세라믹 커패시터 각각에 대하여, 유전율 ε, 온도특성, 고온부하수명 및 제3차 고조파 일그러짐율(THD)을 각각 실시예 16∼23과 마찬가지로 측정하고, 그 결과를 표 5에 나타내었다. 또한, 적층 세라믹 커패시터의 중앙부를 포함하는 임의의 파단면에 대해서, 상기 각 실시예와 마찬가지로, 세라믹구조의 분석을 행하여, 2차상 입자의 조성을 확인하고, 그 결과를 표 5에 나타내었다. 한편, 표 5에 있어서, a는 Zr/(Zr+Ti+Hf)의 값을 나타낸다.For each of the multilayer ceramic capacitors of Examples 24 to 29 and Reference Examples 1 to 10, the dielectric constant?, The temperature characteristic, the high temperature load life, and the third harmonic distortion factor THD were measured as in Examples 16 to 23, respectively. The results are shown in Table 5. In addition, the arbitrary fracture surface containing the center part of a multilayer ceramic capacitor was analyzed similarly to each said Example, the ceramic structure was analyzed, the composition of the secondary particle was confirmed, and the result is shown in Table 5. In Table 5, a represents the value of Zr / (Zr + Ti + Hf).
표 5에 나타내는 결과에 따르면, 이하인 것을 알 수 있었다.According to the result shown in Table 5, it turned out that it is the following.
즉, 실시예 24∼29에 나타내는 바와 같이, a(=Zr/(Zr+Ti+Hf))가 0.06∼0.40의 조건을 만족하고, ABO3에 대한, 희토류 원소 R의 함유량(=4×b)이 4∼40몰%, Mg의 함유량(=b+e)이 2∼20몰%, 및 Si의 함유량 c가 2∼15몰%인 경우에는, 온도특성, 고온부하 신뢰성 등에 있어서 특히 우수한 특성이 얻어졌다. 그러나, 참고예 1∼10에 나타내는 바와 같이, Zr의 치환율, 희토류 원소 R, Mg 및 Si 각각의 함유량이 본 발명의 범위 외인 경우에는, 후술하는 바와 같이 특성이 약간 악화하고, 저하하고 있으나, 희토류 원소 R과 Mg를 주성분으로 하는 복합 산화물로 이루어지는 2차상 입자가 존재하기 때문에, 종래와 비교하면 각각 우수한 특성을 갖고 있다.That is, as shown in Examples 24 to 29, a (= Zr / (Zr + Ti + Hf)) satisfies the condition of 0.06 to 0.40, and the content (= 4 × b) of the rare earth element R to ABO 3 is 4 to When 40 mol%, content (= b + e) of Mg is 2-20 mol%, and content c of Si is 2-15 mol%, the characteristic especially excellent in temperature characteristic, high temperature load reliability, etc. was obtained. However, as shown in Reference Examples 1 to 10, when the substitution ratio of Zr and the content of each of the rare earth elements R, Mg and Si are outside the scope of the present invention, the characteristics deteriorate and decrease slightly as described later. Since there exist secondary particle which consists of complex oxide which has an element R and Mg as a main component, it has the outstanding characteristic, respectively compared with the conventional.
참고예 1에 나타내는 바와 같이 a가 0.06 미만에서는 퀴리점의 상승에 의해 온도특성이 약간 악화하고, 참고예 2에 나타내는 바와 같이 a가 0.40을 넘으면 유전율 ε이 저하하였다. 또한, 참고예 3에 나타내는 바와 같이 희토류 원소 R의 함유량(=4×b)이 4몰% 미만에서는 주상 입자에서의 희토류 원소 R이 고용한 상(相)이 감소하기 때문에, THD가 악화하고, 참고예 4에 나타내는 바와 같이 40몰%를 넘으면 주상 입자에서의 희토류 원소 R이 고용한 상이 증가하기 때문에, 유전율 ε이 저하함과 아울러 온도특성이 약간 저하하였다. 참고예 5에 나타내는 바와 같이 Mg의 함유량(=b+e)이 2몰% 미만에서는 주상 입자에서의 Mg가 고용한 상이 감소하기 때문에, THD가 악화하고, 참고예 6에 나타내는 바와 같이 20몰%를 넘으면 주상 입자에서의 Mg가 고용한 상이 증가하기 때문에, 온도특성이 약간 악화하였다. 또한, 참고예 7에 나타내는 바와 같이 Si의 함유량 c가 2몰% 미만에서는 소결성이 저하하고 THD가 악화하며, 참고예 8에 나타내는 바와 같이 15몰%를 넘으면 과소결이 되어, 온도특성이 약간 악화하였다. 또한, 참고예 9, 10에 나타내는 바와 같이 MnO2의 함유량 d가 0.5몰% 미만이더라도 5몰%를 넘더라도 고온부하 신뢰성이 약간 저하하였다.As shown in Reference Example 1, when a was less than 0.06, the temperature characteristics deteriorated slightly due to the increase in the Curie point. As shown in Reference Example 2, when a exceeded 0.40, the dielectric constant? Decreased. As shown in Reference Example 3, when the content (= 4 × b) of the rare earth element R is less than 4 mol%, the phase dissolved by the rare earth element R in the columnar particles decreases, so that the THD deteriorates, As shown in Reference Example 4, when the content exceeded 40 mol%, the phase in which the rare earth element R was dissolved in the columnar particles increased, so that the dielectric constant? Decreased and the temperature characteristics slightly decreased. As shown in Reference Example 5, when the content of Mg (= b + e) is less than 2 mol%, the phase of solid solution of Mg in the columnar particles decreases, so that THD deteriorates, and when it exceeds 20 mol% as shown in Reference Example 6 Since the solid solution phase of Mg in the columnar particles increases, the temperature characteristic deteriorates slightly. As shown in Reference Example 7, when the content c of Si is less than 2 mol%, the sintering property is lowered and the THD deteriorates. As shown in Reference Example 8, when it exceeds 15 mol%, oversintering occurs, and the temperature characteristic deteriorates slightly. It was. In addition, as shown in Reference Examples 9 and 10, even if the content d of MnO 2 was less than 0.5 mol% or more than 5 mol%, the high temperature load reliability slightly decreased.
한편, 본 발명은 상기 실시예에 전혀 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 취지에 반하지 않는 한, 본 발명에 포함된다.In addition, this invention is not restrict | limited to the said Example at all, and is included in this invention, unless it contradicts the meaning of this invention.
본 발명은 적층 세라믹 커패시터에 매우 적합하게 이용할 수 있다.The present invention can be suitably used for a multilayer ceramic capacitor.
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