(57)【要約】      （修正有）【課題】Ｘ５Ｒ、Ｘ７Ｒ及びＸ８Ｒの温度特性及び信頼性が向上可能な、誘電体組成物及びこれを含む積層セラミックキャパシタの提供。【解決手段】（Ｂａ，Ｔｉ）Ｏ３系列の強誘電体物質を第１主成分、（Ｃａ，Ｓｒ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３系列の常誘電体物質を第２主成分とし、上記第１主成分のモル分率をａ、上記第２主成分のモル分率をｂとすると、０．３３≦ａ／ｂ≦３の条件を満たし、上記第２主成分は、組成式（Ｃａ，Ｓｒ）（Ｚｒ１−ｘＴｉｘ）Ｏ３で表され、ここで、ｘは、０．２≦ｘ≦０．８の条件を満たす誘電体組成物及び、前記組成物がなる誘電体層１１１、並びに誘電体層１１１を含む、積層セラミックキャパシタ１１０。【選択図】図４
2017122037.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ｂａ，Ｔｉ）Ｏ３系列の強誘電体物質を第１主成分、
（Ｃａ，Ｓｒ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３系列の常誘電体物質を第２主成分とし、
前記第１主成分のモル分率をａ、前記第２主成分のモル分率をｂとすると、０．３３≦ａ／ｂ≦３の条件を満たし、
前記第２主成分は、組成式（Ｃａ，Ｓｒ）（Ｚｒ１−ｘＴｉｘ）Ｏ３で表され、
ここで、ｘは、０．２≦ｘ≦０．８の条件を満たす誘電体組成物。
【請求項２】
前記第１主成分は、ＢａＴｉＯ３、（Ｂａ，Ｃａ）（Ｔｉ，Ｃａ）Ｏ３、（Ｂａ，Ｃａ）（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ３、Ｂａ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ３及び（Ｂａ，Ｃａ）（Ｔｉ，Ｓｎ）Ｏ３の少なくともいずれか一つの組成式で表される、請求項１に記載の誘電体組成物。
【請求項３】
Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ及びＺｎの少なくともいずれか一つの酸化物または炭酸塩である第１副成分を第１及び第２主成分１００モル％に対して０．１〜１．０モル％さらに含む、請求項１または２に記載の誘電体組成物。
【請求項４】
Ｍｇ及びＡｌの少なくともいずれか一つの酸化物または炭酸塩である第２副成分を前記第１及び第２主成分１００モル％に対して０．１〜１．０モル％さらに含む、請求項３に記載の誘電体組成物。
【請求項５】
Ｃｅ、Ｎｂ、Ｌａ及びＳｂの少なくともいずれか一つの酸化物または炭酸塩である第３副成分を前記第１及び第２主成分１００モル％に対して０．１〜１．０モル％さらに含む、請求項４に記載の誘電体組成物。
【請求項６】
Ｓｉ、Ｂａ、Ｃａ及びＡｌの少なくともいずれか一つの酸化物または炭酸塩である第４副成分を前記第１及び第２主成分１００モル％に対して０．１〜１．０モル％さらに含む、請求項５に記載の誘電体組成物。
【請求項７】
Ｓｉを含むガラス化合物である第４副成分を前記第１及び第２主成分１００モル％に対して０．１〜１．０モル％さらに含む、請求項５または６に記載の誘電体組成物。
【請求項８】
誘電体層と内部電極が交互に積層されたセラミック本体を含み、
前記誘電体層は、
（Ｂａ，Ｔｉ）Ｏ３系列の強誘電体物質を第１主成分、
（Ｃａ，Ｓｒ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３系列の常誘電体物質を第２主成分とし、
前記第１主成分のモル分率をａ、前記第２主成分のモル分率をｂとすると、０．３３≦ａ／ｂ≦３の条件を満たし、
前記第２主成分は、組成式（Ｃａ，Ｓｒ）（Ｚｒ１−ｘＴｉｘ）Ｏ３で表され、
ここで、ｘは、０．２≦ｘ≦０．８の条件を満たす誘電体組成物を含む積層セラミックキャパシタ。
【請求項９】
前記内部電極は、Ｎｉ成分を含む、請求項８に記載の積層セラミックキャパシタ。
【請求項１０】
Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ及びＺｎの少なくともいずれか一つの酸化物または炭酸塩である第１副成分を第１及び第２主成分１００モル％に対して０．１〜１．０モル％さらに含む、請求項８または９に記載の積層セラミックキャパシタ。
【請求項１１】
Ｍｇ及びＡｌの少なくともいずれか一つの酸化物または炭酸塩である第２副成分を前記第１及び第２主成分１００モル％に対して０．１〜１．０モル％さらに含む、請求項１０に記載の積層セラミックキャパシタ。
【請求項１２】
Ｃｅ、Ｎｂ、Ｌａ及びＳｂの少なくともいずれか一つの酸化物または炭酸塩である第３副成分を前記第１及び第２主成分１００モル％に対して０．１〜１．０モル％さらに含む、請求項１１に記載の積層セラミックキャパシタ。
【請求項１３】
Ｓｉ、Ｂａ、Ｃａ及びＡｌの少なくともいずれか一つの酸化物または炭酸塩である第４副成分を前記第１及び第２主成分１００モル％に対して０．１〜１．０モル％さらに含む、請求項１２に記載の積層セラミックキャパシタ。
【請求項１４】
Ｓｉを含むガラス化合物である第４副成分を前記第１及び第２主成分１００モル％に対して０．１〜１．０モル％さらに含む、請求項１２または１３に記載の積層セラミックキャパシタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ５Ｒ、Ｘ７Ｒ及びＸ８Ｒの温度特性を満たし、信頼性が向上可能な新規の誘電体組成物及びこれを含む積層セラミックキャパシタに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、映像機器の大型化、コンピューターのＣＰＵ速度の上昇などによって、電子機器の発熱が深刻となっており、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ；集積回路）の安定した動作のために、高い温度で安定した容量と信頼性が確保できるＸ５Ｒ（−５５℃〜８５℃まで動作温度）またはＸ７Ｒ（−２５℃〜１２５℃まで動作温度）、さらにはＸ８Ｒ（−５５℃〜１５０℃）級の機種に対する市場の要求が高まっている。
【０００３】
これと共に、一般的な電子製品市場の傾向である小型軽量化、多機能化に符合するために、積層セラミックキャパシタ（ＭＬＣＣ）チップ製品の小型化、高容量化、昇圧化が継続的に要求されている。従って、誘電体層の薄層化と共に優れた耐電圧及びＤＣ特性がＸ５Ｒ、Ｘ７ＲまたはＸ８Ｒ級の機種開発で重要に考慮されている。
【０００４】
薄層化、昇圧化は、誘電体層にかかる電界の強さを高めて、ＤＣ特性と耐電圧特性を悪化させる。特に、薄層化による微細構造上の欠陥がＢＤＶ（Ｂｒｅａｋｄｏｗｎ  Ｖｏｌｔａｇｅ）、高温ＩＲなどの耐電圧特性に及ぶ影響をさらに深刻にする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的の一つは、Ｘ５Ｒ、Ｘ７Ｒ及びＸ８Ｒの温度特性及び信頼性が向上可能な新規の誘電体組成物及びこれを含む積層セラミックキャパシタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した目的を解決するために、本発明は、一実施形態で強誘電体と常誘電体を固有の組成式及び割合で含有する誘電体組成物を提供し、具体的に、（Ｂａ，Ｔｉ）Ｏ３系列の強誘電体物質を第１主成分、（Ｃａ，Ｓｒ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３系列の常誘電体物質を第２主成分とし、上記第１主成分のモル分率をａ、上記第２主成分のモル分率をｂとすると、０．３３≦ａ／ｂ≦３の条件を満たし、上記第２主成分は、組成式（Ｃａ，Ｓｒ）（Ｚｒ１−ｘＴｉｘ）Ｏ３で表され、ここで、ｘは、０．２≦ｘ≦０．８の条件を満たす。
【０００７】
さらに、このような誘電体組成物を利用して積層セラミックキャパシタを具現することで、誘電特性、耐電圧特性などを向上させることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一実施形態によると、誘電率が高く、耐電圧特性に優れた誘電体組成物及びこれを含む積層セラミックキャパシタを具現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】強誘電体材料と常誘電体材料において、結晶構造及び配位原子との酸素結合状態を模式的に示したものである。
【図２】強誘電体材料と常誘電体材料において、温度による誘電特性の挙動を比較して示すグラフである。
【図３】本発明の一実施形態による積層セラミックキャパシタを示す概略的な斜視図である。
【図４】図３のＩ−Ｉ'に沿った積層セラミックキャパシタを示す概略的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下では、添付の図面を参照し、本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがあり、図面上において同一の符号で示される要素は同一の要素である。
【００１１】
また、本発明を明確に説明すべく、説明と関係ない部分は省略し、多様の層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示し、同一思想の範囲内において機能が同一である構成要素に対しては同一の参照符号を用いて説明する。さらに、明細書全体において、ある構成要素を「含む」というのは、特に反対される記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
【００１２】
本発明は、誘電体組成物に関し、誘電体組成物を含む電子部品は、キャパシタ、インダクター、圧電体素子、バリスタ、またはサーミスタなどがあり、以下では、誘電体組成物及び電子部品の一例として、積層セラミックキャパシタについて説明する。
【００１３】
誘電体組成物
本発明の一実施形態による誘電体組成物は、（Ｂａ，Ｔｉ）Ｏ３系列の強誘電体物質を第１主成分、（Ｃａ，Ｓｒ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３系列の常誘電体物質を第２主成分とし、上記第１主成分のモル分率をａ、上記第２主成分のモル分率をｂとすると、０．３３≦ａ／ｂ≦３の条件を満たし、上記第２主成分は組成式（Ｃａ，Ｓｒ）（Ｚｒ１−ｘＴｉｘ）Ｏ３で表され、ここで、ｘは、０．２≦ｘ≦０．８の条件を満たす。
【００１４】
このような条件を満たす誘電体組成物は、ＥＩＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）規格で明示したＸ５Ｒ（−５５℃〜８５℃）、Ｘ７Ｒ（−５５℃〜１２５℃）、そしてＸ８Ｒ（−５５℃〜１５０℃）特性を満たすことができる。
【００１５】
さらに詳しくは、本発明の一実施形態によると、ニッケル（Ｎｉ）を内部電極として使用し、１３００℃以下で上記ニッケル（Ｎｉ）が酸化しない還元雰囲気で焼成が可能な誘電体組成物を提供する。また、これを利用した積層セラミックキャパシタを提供して上記温度特性を満たすと同時に、優れた信頼性を具現することができる。
【００１６】
以下、本発明の一実施形態による誘電体組成物の各成分をより具体的に説明する。
【００１７】
ａ）主成分
本発明の一実施形態による誘電体組成物の場合、（Ｂａ，Ｔｉ）Ｏ３系列の強誘電体物質を第１主成分、（Ｃａ，Ｓｒ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３系列の常誘電体物質を第２主成分とし、上記第１主成分のモル分率をａ、上記第２主成分のモル分率をｂとすると、０．３３≦ａ／ｂ≦３の条件を満たし、上記第２主成分は組成式（Ｃａ，Ｓｒ）（Ｚｒ１−ｘＴｉｘ）Ｏ３で表され、ここで、ｘは、０．２≦ｘ≦０．８の条件を満たす。
【００１８】
この場合、上記第１主成分は、ＢａＴｉＯ３、（Ｂａ，Ｃａ）（Ｔｉ，Ｃａ）Ｏ３、（Ｂａ，Ｃａ）（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ３、Ｂａ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ３及び（Ｂａ，Ｃａ）（Ｔｉ，Ｓｎ）Ｏ３の少なくともいずれか一つの組成式で表されることができる。
【００１９】
ＭＬＣＣの代表的な劣化モデルの一つである還元モデルによると、ＢａＴｉＯ３の基本構造で高い移動度を有する酸素空孔（ｖｏｉｄ）が生成され、このような酸素空孔の移動によって劣化が発生すると知られている。即ち、酸素空孔が発生した状態で電場が印加されれば、酸素空孔はカソード側に移動して、カソードには酸素空孔の濃度勾配が形成され、アノードは酸素が放出されながら還元されて電子濃度が増加する。
【００２０】
このように、酸素空孔の移動によって漏れ電流が増加し得るため、本発明の発明者は、酸素空孔の濃度を制御し、移動度を低くすることができる効果的な方法を導出しようとした。従来は、電子の濃度を低くするか、電子の移動を抑制するために、アクセプタドーパントの添加量を調節する方法を使用したが、これには、化学量論比を満たすことができず、欠陥が発生するなどの問題がある。
【００２１】
このような酸素空孔の発生と移動様相は、物質によって異なり、本発明の発明者らは、強誘電体と常誘電体の差異に注目した。図１は、強誘電体材料と常誘電体材料において、結晶構造及び配位原子との酸素結合状態を模式的に示したものである。図１において、Ａ、Ｂ、Ｏは、ＡＢＯ３結晶構造で各元素を表す。また、図２は、強誘電体材料と常誘電体材料において、温度による誘電特性の挙動を比較して示すグラフである。
【００２２】
図１を参照すると、先ず、ＢａＴｉＯ３等のような強誘電体物質の場合、温度による相変異とＴｃ温度以下における格子変異により、体心に位置したＴｉ陽イオン（Ｂに該当）と、その周りを配位している酸素陰イオン（Ｏに該当）との分極が形成される。このようにＴｉ−Ｏ原子間の不安定な結合をしているため、強誘電体材料の場合、印加される電圧の方向によってより容易にＴｉ−Ｏの結合構造が破壊されることができ、これにより、酸素空孔が生成され、移動度が増加する。
【００２３】
これに比べて、常誘電体物質は、印加される電圧または温度に関係なく一定の格子構造を有し、図１に示すように、酸素とこれを配位する周辺の原子が常に一定の距離を維持している。このような安定した構造により高い結合エネルギーを有するため、常誘電体物質では酸素空孔の生成と移動が相対的に難しい。
【００２４】
また、下記の図２に示す強誘電体と常誘電体の誘電特性をみると、強誘電体の場合、温度による格子変位によって誘電率の変化が大きいことを確認することができ、これに比べて、安定した結晶構造を有する常誘電体材料は、一定水準の誘電率挙動を表している。
【００２５】
このような異種材料間の物性差を考慮し、本発明の発明者らは、強誘電体物質と常誘電体物質との両方を含む誘電体組成物を使用して、酸素空孔による絶縁特性の低下を抑制し、安定した温度特性を具現しようとした。さらに、後述するように、他の電気的特性、例えば、電気抵抗、高温耐電圧特性、温度特性などを考慮して各誘電物質の含量と組成式を適切な割合で調節した。
【００２６】
上述したように、常誘電体物質が安定した特性を有するが、一般的に強誘電体物質より誘電率が低いため、全体誘電体組成物に含まれる含量は、多様な特性を考慮して調節する必要がある。また、本発明者らの研究によると、（Ｃａ，Ｓｒ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３系列の常誘電体物質の場合、Ａサイト元素の割合（Ｃａ／Ｓｒ）よりＢサイト元素の割合（Ｚｒ／Ｔｉ）が、誘電特性と温度特性等に、より重要な影響を及ぼすことを発見した。
【００２７】
上述した事項を総合的に考慮した結果、本実施形態の誘電体組成物では、第１及び第２主成分の割合は、０．３３≦ａ／ｂ≦３の条件を満たし、第２主成分の組成式（Ｃａ，Ｓｒ）（Ｚｒ１−ｘＴｉｘ）Ｏ３において、ｘは、０．２≦ｘ≦０．８の条件を満たすように設定した。これについては、後述する実験結果を通じて詳しく説明する。
【００２８】
本実施形態で提案する上記のような誘電体組成物を使用することで、Ｘ５Ｒ、Ｘ７Ｒ及びＸ８Ｒの特性を満たし、さらに、誘電特性と高温耐電圧特性などが向上されることができる。
【００２９】
ｂ）第１副成分
本発明の一実施形態によると、上記誘電体組成物は、第１副成分として、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ及びＺｎの少なくともいずれか一つ以上を含む酸化物あるいは炭酸塩をさらに含むことができる。第１副成分は、原子が可変アクセプタ（ｖａｒｉａｂｌｅ  ｖａｌｅｎｃｅ  ａｃｃｅｐｔｏｒ）であり、誘電体組成物が適用された積層セラミックキャパシタの焼成温度の低下及び高温耐電圧特性を向上させる役割をすることができる。この場合、必ずしもこれに制限されるものではないが、第１副成分は、上記第１及び第２主成分１００モル％に対して０．１〜１．０モル％含まれることができる。第１副成分の含量及び後述する他の副成分の含量は、上記第１及び第２主成分１００モル％に対する量であり、各副成分が含む金属イオンのモル％として定義することができる。第１副成分が上記第１及び第２主成分に対して０．１モル％未満の場合、耐還元性及び信頼性が低下し得て、１．０モル％以上の場合、焼成温度の増加及び容量の低下等が発生し得る。
【００３０】
ｃ）第２副成分
本発明の一実施形態によると、上記誘電体組成物は、第２副成分として、Ｍｇ及びＡｌの少なくともいずれか一つの酸化物または炭酸塩をさらに含むことができる。上記第２副成分は、原子が固定アクセプタ（ｆｉｘｅｄ  ｖａｌｅｎｃｅ  ａｃｃｅｐｔｏｒ）であり、誘電体組成物が適用された積層セラミックキャパシタの焼成温度の低下及び高温耐電圧特性を向上させる役割をすることができる。この場合、必ずしもこれに制限されるものではないが、第２副成分は、上記第１及び第２主成分１００モル％に対して０．１〜１．０モル％含まれることができる。第２副成分が上記第１及び第２主成分に対して０．１モル％未満の場合、耐還元性及び信頼性が低下し得て、１．０モル％以上の場合、焼成温度の増加及び容量の低下などが発生し得る。
【００３１】
ｄ）第３副成分
本発明の一実施形態によると、上記誘電体組成物は、第３副成分として、Ｃｅ、Ｎｂ、Ｌａ及びＳｂの少なくともいずれか一つの酸化物または炭酸塩をさらに含むことができる。この場合、必ずしもこれに制限されるものではないが、第３副成分は、上記第１及び第２主成分１００モル％に対して０．１〜１．０モル％含まれることができる。
【００３２】
ｅ）第４副成分
本発明の一実施形態によると、上記誘電体組成物は、第４副成分として、Ｓｉ、Ｂａ、Ｃａ及びＡｌの少なくともいずれか一つの酸化物または炭酸塩をさらに含むことができる。この場合、必ずしもこれに制限されるものではないが、第４副成分は、上記第１及び第２主成分１００モル％に対して０．１〜１．０モル％含まれることができる。
【００３３】
また、第４副成分の他の例として、上記誘電体組成物は、Ｓｉを含むガラス化合物を含むことができ、同様に、上記第１及び第２主成分１００モル％に対して０．１〜１．０モル％含まれることができる。
【００３４】
積層セラミックキャパシタ
図３は、本発明の一実施形態による積層セラミックキャパシタを示す概略的な斜視図であり、図４は、図２のＩ−Ｉ'に沿って見た積層セラミックキャパシタを示す概略的な断面図である。
【００３５】
図３及び図４を参照すると、本発明の他の実施例による積層セラミックキャパシタは、誘電体層１１１と、第１及び第２内部電極１２１、１２２が交互に積層されたセラミック本体１１０とを有する。セラミック本体１１０の両端部には、セラミック本体１１０の内部に交互に配置された第１及び第２内部電極１２１、１２２とそれぞれ導通する第１及び第２外部電極１３１、１３２が形成されている。
【００３６】
セラミック本体１１０の形状に特に制限はないが、一般的に六面体形状であることができる。また、その寸法にも特に制限はなく、用途によって適切な寸法にすることができ、例えば、（０．６〜５．６ｍｍ）×（０．３〜５．０ｍｍ）×（０．３〜１．９ｍｍ）であることができる。
【００３７】
誘電体層１１１の厚さは、キャパシタの容量設計に合わせて任意に変更することができるが、本発明の一実施例において、焼成後の誘電体層の厚さは、１層当たり、好ましくは０．２μｍ以上であることができる。薄過ぎる厚さの誘電体層は、一層内に存在する結晶粒数が小さく、信頼性に悪影響を及ぼすため、誘電体層の厚さは０．２μｍ以上であることができる。
【００３８】
第１及び第２内部電極１２１、１２２は、各断面がセラミック本体１１０の対向する両端部の表面に交互に露出するように積層されている。第１及び第２外部電極１３１、１３２は、セラミック本体１１０の両端部に形成され、交互に配置された第１及び第２内部電極１２１、１２２の露出断面に電気的に連結してキャパシタ回路を構成する。
【００３９】
第１及び第２内部電極１２１、１２２に含有される導電性材料は、特に限定されないが、本発明の一実施形態による誘電体組成物を使用してセラミック本体１１０を形成する場合、約１３００℃以下の還元雰囲気で焼成が可能であると同時に、Ｎｉ成分を含む物質で内部電極１２１、１２２を形成することができる。
【００４０】
第１及び第２内部電極１２１、１２２の厚さは、用途などによって適切に決められ、特に制限されるものではないが、例えば、０．１〜５μｍまたは０．１〜２．５μｍであることができる。
【００４１】
第１及び第２外部電極１３１、１３２に含有される導電性材料は、特に限定されないが、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、またはこれらの合金を利用することができる。第１及び第２外部電極１３１、１３２の厚さは、用途などによって適切に決められ、特に制限されるものではないが、例えば、１０〜５０μｍであることができる。
【００４２】
セラミック本体１１０を構成する誘電体層１１１は、本発明の一実施形態による上述した組成の誘電体組成物を含むことができる。
【００４３】
上記誘電体組成物に対する具体的な説明は、上述した本発明の一実施形態による誘電体組成物の特徴と同一であり、ここでは省略する。
【００４４】
実験例
以下、本発明の発明者が行った実験例を通じて、本発明をさらに詳しく説明するが、これは、発明の具体的な理解を助けるためのもので、本発明の範囲が実験例のみによって限定されるものではない。
【００４５】
母材のうち、第１主成分は、３００ｎｍ級のＢａＴｉＯ３粉末を使用し、第２主成分は、３００ｎｍ級の（Ｃａ，Ｓｒ）（Ｚｒ１−ｘＴｉｘ）Ｏ３組成式（下記の表１では、「ＣＳＺＴ」と表示する）を有する粉末を使用した。そして、下記の表１のように、第１及び第２主成分の割合と、第２主成分のＺｒとＴｉとの割合を調整しながら、組成物のサンプルを製作した。
【００４６】
【表１】
2017122037.tif 000003
【００４７】
サンプルの製作過程をより具体的に説明すると、スラリーの製作時は、母材主成分及び副成分パウダーをジルコニアボールを利用して混合／分散し、エタノール／トルエンと分散剤を混合した後、機械的ミーリングを実施した。以後、誘電体層が適切な水準の強度を有するようにバインダー混合工程を追加した。製造されたスラリーは、Ｋ２バルク試片の製作のために、小型ドクターブレード方式の成形塗布機（ｃｏａｔｅｒ）を利用して１０〜１５μｍの厚さで成形シートを製造し、圧着後、グリーン（ｇｒｅｅｎ）試片の厚さが約０．８ｍｍとなるように積層した後、１．０ｃｍ（横）×１．０ｃｍ（縦）サイズのＫ２バルク試片に切断した。
【００４８】
製作が完了したＫ２バルク試片は、４００℃、エア（ａｉｒ）仮焼した後、焼成温度１３００℃以下、水素濃度０．５％のＨ２以下の条件で焼成し、電気的特性及び絶縁抵抗、温度による容量変化率（ＴＣＣ）等を測定した。バルクタイプＫ２で具現されたＭＬＣＣの常温静電容量及び誘電損失は、ＬＣＲメータを利用して１ｋＨｚ、ＡＣ  １Ｖで測定し、１０個ずつサンプルを取り、常温絶縁抵抗をＤＣ電圧を印加した状態で、６０秒経過後に測定した。温度による容量変化率（ＴＣＣ）は、−５５〜１２５℃の温度範囲で１ｋＨｚ、ＡＣ  １Ｖの電圧印加条件で実施した。表１のように製作したサンプルに対して、誘電率、固有抵抗及び高温耐電圧テストを実行した結果は、下記の表２の通りである。ここで、各特性値と共に評価結果を表し、◎は優秀、○は良好、△は普通、Ｘは不良として処理されたものである。
【００４９】
【表２】
2017122037.tif 000004
【００５０】
表１及び表２の実験結果をみると、まず、常誘電体材料である第２主成分の含量が増加するほど、組成物全体では誘電率が低下することを観察し、反対に、抵抗、耐電圧及び温度特性は、大幅に向上する傾向を示している。上記実験例に基づいて、上記異種物質の最適の混合割合を考慮すると、上記第１主成分のモル分率をａ、上記第２主成分のモル分率をｂとすると、０．３３≦ａ／ｂ≦３の条件を導出することができる。
【００５１】
また、ＺｒとＴｉの割合による特性変化をみると、Ｂサイト固溶元素であるＴｉが含まれた組成物の誘電率が相対的に高いことを確認することができた。具体的に、第２主成分（ＣＳＺＴ）でＺｒ／Ｔｉの割合を低くする場合、即ち、Ｔｉの含量を相対的に高くする場合、強誘電体と常誘電体の混合システムで常誘電体、即ち、第２主成分の割合が増加することで発生し得る誘電特性の低下を緩和することができる。具体的に、相対的に低い誘電常数値を有する常誘電体物質の含量が増加しながら組成物全体の誘電率が低下する副効果があるが、Ｔｉの含量増加によってこれを最小化することができる。このように誘電率の低下を最小化しながら、上述したように、常誘電体物質が有する安定的特性を通じて耐電圧と温度特性などを向上させることができる。上記実験例に基づいて、第２主成分のＺｒとＴｉの最適混合割合を考慮すると、上記第２主成分は組成式（Ｃａ，Ｓｒ）（Ｚｒ１−ｘＴｉｘ）Ｏ３で表され、ｘは、０．２≦ｘ≦０．８の条件を導出することができる。
【００５２】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。
【符号の説明】
【００５３】
１１０  セラミック本体
１１１  誘電体層
１２１、１２２  第１及び第２内部電極
１３１、１３２  第１及び第２外部電極
【図１】
2017122037.tif 000005
【図２】
2017122037.tif 000006
【図３】
2017122037.tif 000007
【図４】
2017122037.tif 000008