KR0157305B1

KR0157305B1 - Electrolyte component meterial

Info

Publication number: KR0157305B1
Application number: KR1019900022521A
Authority: KR
Inventors: 권상훈
Original assignee: 서주인; 삼성전기주식회사
Priority date: 1990-12-29
Filing date: 1990-12-29
Publication date: 1998-11-16
Also published as: KR920013505A

Abstract

본 발명은 BaTiO₃100몰에 대하여 Co₃O₄0.3~0.4몰%, La₂O₃0.17~0.3몰%, Nb₂O₅1.5~1.85몰%, ZnO 0.1~0.3몰%, NiO 0.1~0.15몰%, Cr₂O₃0.05~0.15몰%을 첨가한 유전체 자기종성물에 관한 것으로서, EIA(Electronic Industry Association) 규격의 X7R 특성(-55℃~+125℃의 온도범위에서 25℃에서의 유전율을 기준으로 할 때의 유전율 변화율이 ±15% 이하인 특성)을 만족하면서 1MHz에서의 유전손실이 1.7% 이하이고, 유전율이 2620~2830 정도로 높은 값을 가지며, 본 발명의 유전체 자기 조성물을 사용하여 적층 자기 콘덴서 제조할 경우 고품질의 저손실계 적층 자기 콘덴서를 제조할 수 있다.0.3 to 0.4 mol% of Co ₃ O ₄ , 0.17 to 0.3 mol% of La ₂ O ₃ , 1.5 to 1.85 mol% of Nb ₂ O ₅ , 0.1 to 0.3 mol% of ZnO, and 0.1 to 0.15 of NiO based on 100 mol of BaTiO _3. The present invention relates to a dielectric magnetic species added with 0.05% to 0.15mol% of mol% and Cr ₂ O ₃ , and has a X7R characteristic (E permittivity at 25 ° C in the temperature range of -55 ° C to + 125 ° C) of the Electronic Industry Association (EIA) standard. The dielectric loss at 1 MHz is 1.7% or less, the dielectric constant is about 2620 to 2830, and the dielectric ceramic composition of the present invention is laminated. In case of manufacturing magnetic capacitor, high quality low loss multilayer multilayer capacitor can be manufactured.

Description

Dielectric ceramic composition

본 발명은 BaTiO₃를 주성분으로 하는 유전체 자기 조성물에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 BaTiO₃100몰에 대하여 Co₃O₄0.3~0.4몰%, La₂O₃0.17~0.3몰%, Nb₂O₅1.5~1.85몰%, ZnO 0.1~0.3몰%, NiO 0.1~0.15몰%, Cr₂O₃0.05~0.15몰%을 첨가한 것으로서, EIA(Electronic Industry Association) 규격의 X7R 특성(-55℃~+125℃의 온도범위에서 25℃에서의 유전율을 기준으로 할 때의 유전율 변화율이 ±15% 이하인 특성)을 만족하면서 1MHz에서의 유전손실이 1.7% 이하이고, 유전율이 2620~2830 정도로 높은 값을 갖는 고용량의 적층자기 콘덴서용 유전체 자기 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a dielectric ceramic composition containing BaTiO ₃ as a main component, more specifically 0.3 to 0.4 mol% of Co ₃ O ₄ , 0.17 to 0.3 mol% of La ₂ O ₃ , and Nb ₂ O ₅ with respect to 100 mol of BaTiO _3. 1.5 to 1.85 mol%, ZnO 0.1 to 0.3 mol%, NiO 0.1 to 0.15 mol%, Cr ₂ O ₃ 0.05 to 0.15 mol%, and the X7R characteristics of the EIA (Electronic Industry Association) standard (-55 ℃ ~ + Dielectric loss at 1 MHz is less than 1.7% and dielectric constant is as high as 2620 ~ 2830 while satisfying the characteristic that the change in dielectric constant is less than ± 15% based on the dielectric constant at 25 ℃ in the temperature range of 125 ℃. The present invention relates to a dielectric ceramic composition for a high capacity multilayer magnetic capacitor.

전자기기의 소형화, 고주파화 추세에 따라 칩부품의 고주파 특성도 매우 우수한 것이 요구되고 있으며, 특히, 적층세라믹 콘덴서의 경우 주파수가 높아지면 유전손실이 커지게 되는데, 이런 칩부품을 사용할 경우 전자기기의 품질 및 신뢰성의 저하를 초래하게 된다. 즉, 유전손실이 커지면 기기의 사용중 열손실이 발생하여 사용제품의 고장원인이 된다.In accordance with the trend toward miniaturization and high frequency of electronic devices, the high frequency characteristics of chip components are also required to be very high. In particular, multilayer ceramic capacitors have a high dielectric loss at higher frequencies. This results in deterioration of quality and reliability. In other words, if the dielectric loss increases, heat loss occurs during use of the equipment, which causes the failure of the used product.

종래의 적층 세라믹 콘덴서용 조성물중 X7R 규격을 만족하는 유전체 조성물로서는 산화 비스머스를 포함하는 계가 소결성 및 유전율의 온도 안정성등이 우수하여 널리 사용되어져 왔으나, 이계는 적층 세라믹 콘덴서로서 사용할 경우 고온에서 내부전극과 반응하기 때문에 사용이 불가능하게 되었다.As a dielectric composition that satisfies the X7R standard among conventional multilayer ceramic capacitor compositions, a system containing bismuth oxide has been widely used because of its excellent sinterability and temperature stability of dielectric constant. Reacts with, making it impossible to use.

또한, 종래의 유전체 조성물들은 바륨이온과 티타늄이온 자리에 첨가되는 첨가물들의 양을 정밀하게 제어하지 못하였으며 그에 따른 특성편차도 심하였고, 특히 제조공정에 대한 특성편차도 커지는 단점이 있었을 뿐만 아니라, 1MHz에서의 유전손실이 3% 이상으로 높기 때문에 전자기기의 품질 및 신뢰성의 저하를 초래하게 된다.In addition, the conventional dielectric compositions did not precisely control the amount of additives added to the barium ion and titanium ion sites, resulting in severe characteristic deviations, and in particular, the characteristic deviation of the manufacturing process was also increased, as well as 1 MHz. The dielectric loss in Es3 is higher than 3%, resulting in deterioration of the quality and reliability of the electronic device.

따라서, 본 발명이 목적은 상술한 문제점들을 해결하고 낮은 유전손실을 갖는 고용량의 적층 자기 콘덴서용 유전체 자기 조성물을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems and to provide a dielectric ceramic composition for a high capacity multilayer magnetic capacitor having a low dielectric loss.

본 발명의 또다른 목적은 상기의 유전체 자기 조성물을 사용하여 고신뢰성의 적층 자기 콘덴서를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a highly reliable multilayer magnetic capacitor using the dielectric ceramic composition described above.

상기 목적 뿐만 아니라 용이하게 표출될 수 있는 다른 목적들을 해결하기 위하여 본 발명은 BaTiO₃를 주성분으로 하고 Co₃O₄, La₂O₃, Nb₂O₅, ZnO, NiO 및 Cr₂O₃의 부성분을 첨가함으로서 EIA규격의 X7R 특성을 만족하면서 1MHz에서 1.7% 이하의 유전손실을 갖는 고용량 적층 자기 콘덴서용 유전체 자기 조성물을얻었다.In order to solve the above objects as well as other objects that can be easily expressed, the present invention has BaTiO ₃ as a main component, and Co ₃ O ₄ , La ₂ O ₃ , Nb ₂ O ₅ , ZnO, NiO, and subcomponents of Cr ₂ O ₃ . The dielectric ceramic composition for the high capacity multilayer magnetic capacitor having a dielectric loss of less than 1.7% at 1 MHz while satisfying the X7R characteristics of the EIA standard was obtained by adding.

본 발명을 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다. BaTiO₃100몰에 대하여 Co₃O₄0.3~0.4몰%, La₂O₃0.17~0.3몰%, Nb₂O₅1.5~1.85몰%, ZnO 0.1~0.3몰%, NiO 0.1~0.15몰%, Cr₂O₃0.05~0.15몰%을 첨가함으로서 X7R 특성(-55℃~+125℃의 온도범위에서 25℃에서의 유전율을 기준으로 할 때의 유전율 변화율이 ±15% 이하인 특성)을 만족하면서 1MHz에서의 유전손실이 1.7% 이하이고, 유전율이 2620~2830 정도로 높은 값을 갖는 고용량의 적층자기 콘덴서용 유전체 자기 조성물을 얻었다.The present invention will be described in more detail as follows. BaTiO ₃ with respect to 100 mol of Co ₃ O ₄ 0.3 ~ 0.4 _{_{mol%, La 2 O 3 0.17 ~}} 0.3 _{_{mol%, Nb 2 O 5 1.5 ~}} 1.85 mol%, ZnO 0.1 ~ 0.3% by mole, NiO 0.1 ~ 0.15% by mole, By adding 0.05 to 0.15 mol% of Cr ₂ O ₃ , 1 MHz while satisfying the X7R characteristic (characteristic of permittivity change of ± 15% or less based on permittivity at 25 ° C in the temperature range of -55 ° C to + 125 ° C) A dielectric ceramic composition for a high capacity multilayer magnetic capacitor having a dielectric loss of 1.7% or less and a high dielectric constant of about 2620 to 2830 was obtained.

상기 조성에 있어서, Nb₂O₅는 결정립의 성장을 제한하여 2~3㎛ 정도의 결정입경을 가지게 하며, ZnO와 La₂O₃는 소결도중에 액상을 형성하여 1250~1300℃에서 소결을 가능하게 하고 비교적 평탄한 유전율의 온도특성을 부여하며, NiO와 Cr₂O₃는 고주파에서 유전손실을 낮추는 특성이 있으며, Co는 다양한 원자가를 가지므로 소결체의 절연저항을 향상시킨다.In the above composition, Nb ₂ O ₅ has a grain size of about 2 ~ 3㎛ by limiting the growth of the grain, ZnO and La ₂ O ₃ forms a liquid phase during sintering to enable sintering at 1250 ~ 1300 ℃ And it gives the temperature characteristics of the relatively flat dielectric constant, NiO and Cr ₂ O ₃ has the characteristic of lowering the dielectric loss at high frequency, and Co has various valency to improve the insulation resistance of the sintered body.

한편, Co₃O₄가 0.3몰% 이하로 첨가되면 절연저항이 나빠지고 0.4몰% 이상으로 첨가되면 수축율 및 절연저항이 급격히 감소하며, La₂O₃가 0.17몰% 이하로 첨가되면 소결성이 나빠지고, 0.3몰 이상으로 첨가될 경우에는 유전율의 온도 특성이 X7R 특성을 벗어나며, Nb₂O₅가 1.5몰 이하로 첨가되면 X7R 온도특성을 벗어나고, 1.85몰 이상일 경우에는 수축율이 급격히 감소하여 소결온도가 높아지며, ZnO가 0.3몰 이상이 첨가되면 소결성이 나빠지며, NiO와 Cr₂O₃가 각각 0.15몰, 0.15몰 이상이 첨가되면 절연저항이 나빠지게 된다.On the other hand, when Co ₃ O ₄ is added below 0.3 mol%, insulation resistance deteriorates, and when it is added above 0.4 mol%, shrinkage and insulation resistance decrease rapidly, and when La ₂ O ₃ is added below 0.17 mol%, sintering property is poor. When the addition of more than 0.3 mol, the temperature characteristic of the dielectric constant is out of the X7R characteristics, the addition of Nb ₂ O ₅ is less than the X7R temperature characteristics, when the addition of less than 1.5 mol, the shrinkage rate is sharply reduced if the sintering temperature is 1.85 mol or more When 0.3 mole or more of ZnO is added, the sinterability deteriorates. When 0.15 mole and 0.15 mole of NiO and Cr ₂ O ₃ are added, the insulation resistance deteriorates.

본 발명의 유전체 자기 조성물은 상술한 바와 같이 낮은 유전손실율을 가지면서 X7R 특성을 만족하므로 고신뢰성의 적층 세라믹 콘덴서를 제고할 수 있는 잇점이 있다.As described above, the dielectric ceramic composition of the present invention satisfies the X7R characteristics while having a low dielectric loss ratio, thereby improving the high reliability multilayer ceramic capacitor.

다음의 실시예는 본 발명의 유전체 자기 조성물을 좀더 구체적으로 설명하는 것이지만, 본 발명의 범주를 한정하는 것은 아니다.The following examples further illustrate the dielectric ceramic composition of the present invention, but do not limit the scope of the present invention.

[실시예 1~4]EXAMPLES 1-4

출발원료로서 순도 99.5wt% 이상의 BaTiO₃100몰에 대하여 하기의 표 1에 기재된 몰수로 Co₃O₄, La₂O₃, Nb₂O₅, ZnO, NiO 및 Cr₂O₃를 평량한 후, 분산매로서 순수한 물을 사용하고 볼밀(Ball-mill)을 사용하여 12시간 혼합하고 건조오븐에서 충분히 건조하여 본 발명의 유전체 자기 조성물을 제조한 다음, 1ton/㎠의 압력을 가하여 지름 12㎜, 두께 1㎜인 원판(disc)으로 성형한 후, 이를 1250~1300℃의 온도에서 2시간 동안 소성하고, 소성체의 양면에 Ag 전극을 도포하여 800℃에서 20분간 소부하였다.As a starting material, Co ₃ O ₄ , La ₂ O ₃ , Nb ₂ O ₅ , ZnO, NiO, and Cr ₂ O ₃ were basis weighted to 100 moles of BaTiO ₃ having a purity of 99.5 wt% or more, as shown in Table 1 below. Pure water was used as the dispersion medium, mixed for 12 hours using a ball mill, and dried sufficiently in a drying oven to prepare the dielectric ceramic composition of the present invention. Then, a pressure of 1 ton / cm 2 was applied to a diameter of 12 mm and thickness 1 After molding to a disc (mm) of mm, it was baked for 2 hours at a temperature of 1250 ~ 1300 ℃, Ag electrodes were applied to both sides of the fired body and baked for 20 minutes at 800 ℃.

이에 대한 유전손실율을 LCR Meter를 사용하여 1㎑와 1MHz, 25℃에서 측정하였고, 온도특성인 TCC(25℃에서의 유전율을 기준으로)를 항온항습조에서 -55℃~125℃의 온도 범위에서 측정하여 결과를 표 1에 기재하였다.The dielectric loss rate was measured at 1㎑, 1MHz, and 25 ℃ using LCR meter. The TCC (based on dielectric constant at 25 ℃), which is a temperature characteristic, was measured at -55 ℃ ~ 125 ℃ in constant temperature and humidity bath. The measurement results are shown in Table 1.

[비교예 1~8][Comparative Examples 1-8]

BaTiO₃, Co₃O₄, La₂O₃, Nb₂O₅, ZnO, NiO 및 Cr₂O₃를 표1에 기재된 바와 같이 본 발명의 범주를 벗어난 비율로 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1~4에 기재된 방법과 동일한 방법으로 유전체 자기 조성물을 제조하고, 이에 대한 특성치를 실시예 1~4에 기재된 방법과 동일한 방법으로 측정하여 표 1에 기재하였다.Example 1 except that BaTiO ₃ , Co ₃ O ₄ , La ₂ O ₃ , Nb ₂ O ₅ , ZnO, NiO and Cr ₂ O ₃ were mixed in proportions outside the scope of the invention as described in Table 1 A dielectric ceramic composition was produced in the same manner as in the method described in ˜4, and the characteristic values thereof were measured in the same manner as in the methods described in Examples 1 to 4 and described in Table 1.

상술한 바와같이, 본 발명의 유전체 자기 조성물은 X7R 특성을 만족하면서 유전손실율이 1.7% 이하이기 때문에 적층 자기 콘덴서 제조시 고품질의 저손실계 적층 자기 콘덴서를 제조할 수 있다.As described above, the dielectric ceramic composition of the present invention satisfies the X7R characteristic and has a dielectric loss ratio of 1.7% or less, thereby making it possible to manufacture high quality low loss multilayer magnetic capacitors in the manufacture of multilayer magnetic capacitors.

Claims

BaTiO ₃ with respect to 100 mol of Co ₃ O ₄ 0.3 ~ 0.4 _{_{mol%, La 2 O 3 0.17 ~}} 0.3 _{_{mol%, Nb 2 O 5 1.5 ~}} 1.85 mol%, ZnO 0.1 ~ 0.3% by mole, NiO 0.1 ~ 0.15% by mole, Dielectric ceramic composition, characterized in that the addition of 0.05 to 0.15 mol% Cr ₂ O ₃ .