KR0157635B1 - 온도 보상용 자기 유전체 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사용 주파수가 높은 회로의 콘덴서에 적합한 소용량의 온도 보상용 자기 유전체 조성물에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 (1-X)·BaNd₂Ti₅O₁₄-X·MgTiO₃의 조성식에서 0.05≤X≤0.3의 범위를 갖도록 제조한 것이다. 종래의 경우, 온도계수가 작으면 유전율이 16∼40으로 낮고, 유전율이 조금이 높으면 온도계수가 EIA규격의 COG특성을 벗어나는 단점들을 개선하여 본 발명에서는 70∼93의 높은 유전율 값을 가지며 유전율의 온도특성 즉, EIA규격의 COG특성도 만족시키며, 유전손실값도 상당히 낮은 온도 보상용 자기 유전체 조성물을 제조하였다.

Description

온도 보상용 자기 유전체 조성물

본 발명은 사용 주파수가 높은 회로의 콘덴서에 적합한 소용량의 온도 보상용 자기 유전체 조성물에 관한 것으로 좀 더 구체적으로는 (1-X)·BaNd₂Ti₅O₁₄-X·MgTi0₃의 조성식에서 0.05≤X≤0.3의 범위를 갖도록 제조한 것으로 유전율이 높고, 유전손실은 낮으며 EIA규격의 COG특성을 만족시킬 수 있는 자기 유전체 조성물에 관한 것이다.

상기 온도 보상용 자기 유전체 조성물은 적층 세라믹 콘덴서의 재료로 사용되며 칼라 TV, 카폰 등의 전자기기 회로소자로 많이 사용된다.

종래에는 온도 보상용 자기 콘덴서의 재료로서 CaTiO₃, SrTiO₃, MgTiO₃및 CaZrO₃등을 주성분으로 제조하였는데 상기 조성물로 제조된 유전체 조성물은 유전율이 10∼30이었으며, 유전율의 온도계수가 +100∼-3000×10^-6/℃의 범위에 존재하였다. 그러나 상온에서의 유전율 값과 유전율에 대한 온도계수의 관계를 살펴보면 온도계수가 작은 경우 유전율이 16∼40으로 낮으며, 유전율이 상기 범위 이상이 되면 유전율의 온도계수가 EIA(Electronic Industry Association)규격의 COG특성을 벗어나는 문제점이 발생하였다.

따라서 본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 유전율의 온도계수가 낮고 유전율 값이 크며, 유전손실값이 작은 온도보상용 자기 유전체 조성물을 제공하는데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여본 발명에서는 BaNd₂Ti₅O₁₄-X·MgTi0₃의 이성분계를 (1-X)·BaNd₂Ti₅O₁₄-X·MgTi0₃(0.05≤X≤0.3)의 조성식이 되도록 혼합하여 온도보상용 유전체를 제조하였다.

본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 순도 99.5% 이상의 BaTiO₃24.06wt%, Nd₂O₃34.72wt% 및 TiO₂41.22wt%를 혼합하여 1100℃에서 하소분쇄하여 BaNd₂Ti₅O₁₄를 제조하고, TiO₂48.66wt% 및 MgCO₃51.34wt%를 혼합하여 1000℃에서 하소분쇄하여 MgTi0₃를 제조한다.

상기 조성물은 (1-X)·BaNd₂Ti₅O₁₄-X·MgTi0₃(0.05≤X≤0.3)의 조성식에 맞게 혼합한 후 하소 분쇄하고 1300℃에서 소성한 후 780℃에서 온소부를 행하여 온도보상용 유전체를 제작한다.

상기 조성식에서 X값이 0.05이하가 되면 유전율이 온도계수가 ±30ppm/℃이내의 COG 특성을 벗어나는 문제점이 발생하고 0.3이상이 되면 유전율 값이 감소하고 유전율의 온도계수가 +방향으로 증가하는 문제점이 발생하였다.

다음의 실시예는 본 발명에 의한 온도 보상용 자기 유전체 조성물의 효능, 효과를 좀 더 구체적으로 설명하는 것이지만, 본 발명의 범주를 한정하는 것은 아니다.

[실시예 1]

순도 99.5%이상의 BaTiO₃24.06wt%, Nd₂O₃34.72wt% 및 TiO₂41.22wt%의 조성이 되도록 각각의 물질들을 평량하여 혼합한 다음 1100℃에서 하소하고 분쇄하여 BaNd₂Ti₅O₁₄를 제조한다.

한편, TiO₂48.66wt% 및 MgCO₃51.34wt%의 조성이 되도록 각각의 물질들을 평량하여 혼합한 다음, 1000℃에서 하소하고 분쇄하여 MgTi0₃를 제조한다.

그 다음에 BaNd₂Ti₅O₁₄95몰%와 MgCO₃5몰%를 볼 밀(Ball Mill)로 혼합한 후 건조하였다. 이를 1100℃에서 4시간 하소해서, 이를 다시 적절한 입도를 가지도록 분쇄하였다. 이렇게 얻어진 분말을 건식프레스로 직경 12㎜의 원판형태로 1ton/㎠의 압력을 가해 성형하였다. 성형된 시편은 다시 1300℃에서 1시간 30분 소성을 행한 후 얻어진 소결체의 양면에 은(Ag)전극을 도포하여 780℃에서 5분간 소부를 하였다.

그후에 이에 대한 유전율 및 유전손실계수(tanδ)를 LCR Meter를 사용하여 25 ℃, 1㎒에서 측정하여 그 결과를 하기 표1에 기재하였다.

한편 온도계수는 25℃의 유전율을 기준으로하여 -55℃∼+125℃의 범위내에서 25℃간격으로 측정하고 그 측정치를 하기 식에 대입하여 구한 후 그 결과치를 하기 표1에 기재하였다.

[실시예 2∼4]

Nd₂Ti₅O₁₄및 MgCO₃의 조성비를 하기 표1에 기재된 것으로한 것을 제외하고는 실시예 1에 기재된 방법과 동일한 방법으로 실시하였고, 이에 대한 특성치도 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하여 그 결과를 하기 표1에 기재하였다.

[비교예 1∼5]

Nd₂Ti₅O₁₄및 MgCO₃의 조성비를 하기 표1에 기재된 것으로한 것을 제외하고는 실시예 1에 기재된 방법과 동일한 방법으로 실시하였고, 이에 대한 특성치도 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하여 그 결과를 하기 표1에 기재하였다.

상기 Nd₂Ti₅O₁₄, MgCO₃로 구성되는 온도 보상용 자기 콘덴서는 유전율이 크고 유전손실이 작으며 또한 우수한 온도 특성을 나타낸다. 상기 조성식의 조성비가 표1에 따라 조절됨에 따라 전기적 특성이 크게 변화하고 있음을 알수 있는데, MgCO₃의 양이 0.3이상이 되면 유전율의 값이 감소하고 있으며, 유전율이 온도계수는 +방향으로 증가하고 있음을 알 수 있다.

따라서 본 발명에서는 MgCO₃의 양이 0.05에서 0.3일 때 유전율의 값이 93에서 70으로 높은 값을 나타내며 유전율의 온도특성 즉, EIA규격의 COG특성을 만족하고 있으며, 유전손실값도 상당히 낮은 온도 보상용 자기 유전체 조성물을 만들 수 있었다.

또한 종래의 온도 보상용 자기 유전체 조성물보다 유전율이 높으므로 적층형 자기 콘덴서를 제조할 경우 적은 층수로 같은 용량을 낼 수 있으므로 내부전극의 소요량이 감소하여 원가절감을 할수 있으며 미소용량의 콘덴서를 필요로 하는 회로에 소자로서 이용될 경우 콘덴서 부품의 소형화가 가능하게 되었다.

Claims (1)

1. (1-X)·BaNd₂Ti₅O₁₄-X·MgTi0₃(0.05≤X≤0.3)의 조성식으로 구성됨을 특징으로하는 온도 보상용 자기 유전체 조성물.