KR0165557B1 - Ceramic composition - Google Patents
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Abstract
콘덴서 제조용 자기 조성물중 저온에서 소결될 수 있는 납계열 페로브스카이트 화합물이고, 유전율이 높고 유전율의 온도 변화율이 낮으며 DC 바이어스 인가시 용량의 저하가 작고, 마그네슘 니오브산 납[Pb(Mg1/3Nb2/3)O3], 니켈 니오브산 납[Pb(Ni1/3Nb2/3)O3] 및 티탄산 납[PbTiO3]으로 이루어지는 3 성분 조성물이나 마그네슘 텅스텐산 납[Pb(Mg1/2W1/2)O3], 티탄산 납[PbTiO3] 및 니켈 니오브산 납[Pb(Ni1/3Nb2/3)O3]으로 이루어지는 3 성분 조성물에, 소요량의 망간 니오브산 란탄[La(Mn2/3Nb1/3)O3]이 상기 3성분 조성물에 첨가되거나 상기 3 성분 조성물에 존재하는 Pb2+이온이 소정량의 La3+나 Ca2+이온으로 치환되는 자기 조성물에 관한 것이다.It is a lead-based perovskite compound that can be sintered at low temperature in the magnetic composition for producing capacitors, has a high dielectric constant, a low temperature change rate of dielectric constant, a small drop in capacity when DC bias is applied, and lead magnesium niobate [Pb (Mg 1 / 3 component composition consisting of 3 Nb 2/3 ) O 3 ], nickel lead niobate [Pb (Ni 1/3 Nb 2/3 ) O 3 ] and lead titanate [PbTiO 3 ] or lead magnesium magnesium tungstate [Pb (Mg 1/2 W 1/2 ) O 3 ], lead titanate [PbTiO 3 ] and nickel niobate lead [Pb (Ni 1/3 Nb 2/3 ) O 3 ], manganese niobate as required Lanthanum [La (Mn 2/3 Nb 1/3 ) O 3 ] is added to the three-component composition or Pb 2+ ions present in the three-component composition are substituted with a predetermined amount of La 3+ or Ca 2+ ions. It relates to a magnetic composition.
Description
제1도는 본 발명에 따른 자기 조성물의 주성분의 허용가능 조성 범위를 도시한 Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-PbTiO33 성분 조성도.FIG. 1 shows Pb (Mg 1/3 Nb 2/3 ) O 3 -Pb (Ni 1/3 Nb 2/3 ) O 3 -PbTiO 3 3 showing the allowable composition range of the main component of the magnetic composition according to the present invention. Component composition diagram.
제2도는 본 발명에 따른 자기 조성물의 주성분의 허용가능 조성 범위를 도시한 Pb(Mg1/2W1/2)O3-PbTiO3-Pb(Ni1/3Nb2/3)O33 성분 조성도.2 shows Pb (Mg 1/2 W 1/2 ) O 3 -PbTiO 3 -Pb (Ni 1/3 Nb 2/3 ) O 3 3 showing the allowable composition range of the main component of the magnetic composition according to the present invention. Component composition diagram.
제3도는 x, y 및 z 가 각각 0.5, 0.3 및 0.2 이고 망간 니오브산 란탄(La(Mn2/3Nb1/3)O3)의 첨가량이 0 또는 10mole% 인 본 발명에 따른 자기 조성물의 일실시예에서의 유전율의 온도 변화율을 도시한 그래프.3 is a magnetic composition according to the present invention in which x, y and z are 0.5, 0.3 and 0.2, respectively, and the addition amount of lanthanum manganese niobate (La (Mn 2/3 Nb 1/3 ) O 3 ) is 0 or 10 mole%. Graph showing temperature change rate of dielectric constant in one embodiment.
제4도는 x, y 및 z 가 각각 0.2, 0.4 및 0.4 이고 망간 니오브산 란탄(La(Mn2/3Nb1/3)O3)의 첨가량이 0 또는 10mole% 인 본 발명에 따른 자기 조성물의 다른 실시예에서의 유전율의 온도 변화율을 도시한 그래프.4 is a magnetic composition according to the present invention in which x, y and z are 0.2, 0.4 and 0.4, respectively, and the addition amount of lanthanum manganese niobate (La (Mn 2/3 Nb 1/3 ) O 3 ) is 0 or 10 mole%. Graph showing temperature change rate of dielectric constant in another example.
제5도는 적층 세라믹 콘덴서에 DC 바이어스가 인가되었을 때 관찰된 용량 변화율을 DC 전계 강도/콘덴서층에 대해 도시한 그래프(실시예 3과 비교 실시예 1로부터 측정).5 is a graph showing the capacity change rate observed when the DC bias is applied to the multilayer ceramic capacitor with respect to the DC field strength / capacitor layer (measured from Example 3 and Comparative Example 1).
제6도는 적층 세라믹 콘덴서에 DC 바이어스가 인가되었을 때 관찰된 용량 변화율을 DC 전계 강도/콘덴서층에 대해 도시한 그래프(실시예 4과 비교 실시예 2로부터 측정).FIG. 6 is a graph showing the capacitance change rate observed for DC field strength / capacitor layer when DC bias is applied to the multilayer ceramic capacitor (measured from Example 4 and Comparative Example 2).
제7도는 x, y 및 z 가 각각 0.5, 0.3 및 0.2 이고 La3+치환량이 0, 10 또는 30mole%인 본 발명에 따른 자기 조성물의 다른 실시예의 유전율의 온도 변화율을 도시한 그래프.7 is a graph showing the temperature change rate of the dielectric constant of another embodiment of the magnetic composition according to the present invention, wherein x, y and z are 0.5, 0.3 and 0.2 and La 3+ substitution amounts are 0, 10 or 30 mole%.
제8도는 x, y 및 z 가 각각 0.2, 0.5 및 0.3 이고 La3+치환량이 0, 10 또는 30mole%인 본 발명에 따른 자기 조성물의 다른 실시예의 유전율의 온도 변화율을 도시한 그래프.8 is a graph showing the temperature change rate of the dielectric constant of another embodiment of the magnetic composition according to the present invention, wherein x, y and z are 0.2, 0.5 and 0.3, respectively, and La 3+ substitution amount is 0, 10 or 30 mole%.
제9도는 적층 세라믹 콘덴서에 DC 바이어스가 인가되었을 때 관찰된 용량 변화율을 DC 전계 강도/콘덴서층에 대해 도시한 그래프(실시예 7과 비교 실시예 3로부터 측정).9 is a graph showing the capacity change rate observed when the DC bias is applied to the multilayer ceramic capacitor with respect to the DC field strength / capacitor layer (measured from Example 7 and Comparative Example 3).
제10도는 적층 세라믹 콘덴서에 DC 바이어스가 인가되었을 때 관찰된 용량 변화율을 DC 전계 강도/콘덴서층에 대해 도시한 그래프(실시예 8과 비교 실시예 4로부터 측정).FIG. 10 is a graph showing the capacitance change rate observed with respect to the DC field strength / capacitor layer when DC bias is applied to the multilayer ceramic capacitor (measured from Example 8 and Comparative Example 4).
제11도는 x, y 및 z 가 각각 0.2, 0.5 및 0.3 이고 Ca2+치환량이 0, 10 또는 30mole%인 본 발명에 따른 자기 조성물의 다른 실시예의 유전율의 온도 변화율을 도시한 그래프.11 is a graph showing the temperature change rate of the dielectric constant of another embodiment of the magnetic composition according to the present invention, wherein x, y and z are 0.2, 0.5 and 0.3 and Ca 2+ substitution amounts are 0, 10 or 30 mole%.
제12도는 적층 세라믹 콘덴서에 DC 바이어스가 인가되었을 때 관찰된 용량 변화율을 DC 전계 강도/콘덴서층에 대해 도시한 그래프(실시예 10과 비교 실시예 5로부터 측정).FIG. 12 is a graph showing the capacitance change rate observed with respect to the DC field strength / capacitor layer when DC bias is applied to the multilayer ceramic capacitor (measured from Example 10 and Comparative Example 5).
본 발명은 자기(ceramic) 조성물에 관한 것으로, 특히 유전율이 높고 유전율의 온도 변화율이 작으며 1050 내지 1100℃ 정도의 또는 그 이하의 저온에서 소결될 수 있는 자기 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a ceramic composition, and more particularly, to a magnetic composition having a high dielectric constant, a small temperature change rate of the dielectric constant, and capable of sintering at a low temperature of about 1050 to 1100 ° C or less.
적층 콘덴서가 자기 조성물로 형성될 때, 자기 조성물은 가능한한 높은 유전율 및 비저항을 가져야 한다고 하는 조건을 만족하도록 선정되어야 한다. 또한, 유전율의 온도 변화율, 유전 손실 및 DC 바이어스 인가로 인한 유전율 저하가 가능한 한 낮아야 한다. 고유전율을 갖는 자기 조성물중에는, 주로 티탄산 바륨(BaTiO3)으로 구성되는 것이 잘 알려져 있고 이미 실용화되어 있다. 그러나 이들은 높은 소결 온도를 필요로 한다. 따라서 그 온도 특성을 개선하기 위해 티탄산 칼슘(CaTiO3)이나 티탄산 납(PbTiO3)과 같은 것을 첨가하지만, 이들의 소결 온도는 여전히 1300°이상 정도이다. 이런 이유로, 주로 티탄산 바륨으로 구성되는 자기 조성물이 적층 세라믹 콘덴서를 제조하는데 사용될 때, 그 내부 전극용 재료는 상기와 같은 높은 소결 온도를 견딜 수 있는 귀금속(예를들면 백금, 팔라듐)과 같은 특정한 비싼 금속에 한정된다. 또한, 이러한 유전체 자기 조성물에서 얻어지는 유전율은 대략 최고 8000정도이다. 그 유전율은 증대시킬 수 있으나 이 경우 그 온도 변화율이 커진다. 특히 이들 자기 조성물은 단지 EIA 기준에 정의되어 있는 것과 같은 Y5V 특성 (-30 내지 85℃; ±22%, -82%)를 충족하고 있다.When the multilayer capacitor is formed of the magnetic composition, the magnetic composition should be selected to satisfy the condition that it should have as high a dielectric constant and resistivity as possible. In addition, the dielectric constant decrease due to the temperature change rate, dielectric loss, and DC bias application of the dielectric constant should be as low as possible. Among the magnetic compositions having a high dielectric constant, those mainly composed of barium titanate (BaTiO 3 ) are well known and already in practical use. However, they require a high sintering temperature. Therefore, in order to improve the temperature characteristics, such as calcium titanate (CaTiO 3 ) and lead titanate (PbTiO 3 ) are added, but their sintering temperature is still about 1300 ° or more. For this reason, when a magnetic composition consisting mainly of barium titanate is used to produce a multilayer ceramic capacitor, the material for its internal electrodes is of particular expensive such as precious metals (e.g. platinum, palladium) that can withstand such high sintering temperatures. It is limited to metal. In addition, the dielectric constant obtained in such a dielectric ceramic composition is about 8000 at most. The dielectric constant can be increased, but in this case, the temperature change rate is large. In particular, these magnetic compositions only meet the Y5V properties (-30-85 ° C .; ± 22%, -82%) as defined in the EIA standard.
종래의 재료로 온도 변화율이 작은 자기 재료를 제조할 수 있으나, 얻어지는 자기 조성물의 유전율은 콘덴서용 재료로 사용하기에는 너무 낮다(대략 2000 정도).Although a magnetic material having a small temperature change rate can be produced by a conventional material, the dielectric constant of the resulting magnetic composition is too low to be used as a capacitor material (about 2000).
전술한 바와 같이, 적층 세라믹 콘덴서 제조 비용을 절감하기 위해서는 1050℃이하 정도의 저온에서 소결될 수 있는 자기 조성물을 개발할 필요가 있으며, 이는 주로 은이나 니켈로 구성되는 것과 같은 보다 저렴한 콘덴서 내부 전극 재료를 사용할 수 있게 한다. 최근에는 저온에서 소결되고 유전율이 높은 여러 가지 납계열 복합 페로브스카이트 화합물이 보고되고 있다. 예를들어, 마그네슘 니오브산납[Pb(Mg1/3Nb2/3)O3], 니켈 니오브산 납[Pb(Ni1/3Nb2/3)O3] 및 티탄산 납[PbTiO3]으로 구성되는 3 성분 조성물은 실온에서 10000 이상의 유전율을 얻을 수 있다(미합중국 특허 제4,712,156호 참조). 또한 일본국 특개소 58-161972호에는 마그네슘 텅스텐산 납[Pb(Mg1/2W1/2)O3], 티탄산 납[PbTiO3] 및, 니켈 니오브산 납[Pb(Ni1/3Nb2/3)O3]으로 구성되는 3성분 조성물은 마찬가지로 10000이상의 유전율을 얻을 수 있다고 기재되어 있다. 그러나 이러한 3성분계 조성물은 그 유전율이 온도에 크게 영향을 받는다는 결점이 있다. 더구나 그 유전율은 DC 바이어스 인가시에 크게 감소되며, 이에 따라 얻어지는 콘덴서는 그 응용에 있어서 크게 제한을 받는다.As mentioned above, in order to reduce the manufacturing cost of multilayer ceramic capacitors, it is necessary to develop a magnetic composition that can be sintered at a low temperature of about 1050 ° C. or lower, and it is possible to use cheaper capacitor internal electrode materials such as mainly composed of silver or nickel. Make it available. Recently, various lead-based composite perovskite compounds sintered at low temperatures and high in dielectric constant have been reported. For example, magnesium niobate [Pb (Mg 1/3 Nb 2/3 ) O 3 ], nickel niobate [Pb (Ni 1/3 Nb 2/3 ) O 3 ] and lead titanate [PbTiO 3 ] The three-component composition of the composition can obtain a dielectric constant of 10000 or more at room temperature (see US Pat. No. 4,712,156). In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-161972 discloses magnesium tungstate lead [Pb (Mg 1/2 W 1/2 ) O 3 ], lead titanate [PbTiO 3 ], and nickel niobate lead [Pb (Ni 1/3 Nb). It is described that a three-component composition consisting of 2/3 ) O 3 ] can likewise obtain a dielectric constant of 10000 or more. However, these three-component compositions have the drawback that their dielectric constant is greatly affected by temperature. Moreover, the dielectric constant is greatly reduced upon application of a DC bias, and the resulting capacitor is greatly limited in its application.
따라서 본 발명의 목적은 상기 3성분계 조성물을 가지며, 유전율이 높고 그 온도 변화율이 낮으며 DC 바이어스 인가시의 유전율 저하가 작은 자기 조성물을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a magnetic composition having the three-component composition, having a high dielectric constant, a low temperature change rate, and a low dielectric constant drop upon application of DC bias.
본 발명의 상기 및 기타 목적과 특징은 이하의 설명으로부터 명백해질 것이다.These and other objects and features of the present invention will become apparent from the following description.
본 발명의 제1특징에 따르면, 마그네슘 니오브산 납[Pb(Mg1/3Nb1/3)O3], 니켈 니오브산 납[Pb(Ni1/3Nb2/3)O3] 및 티탄산 납[PbTiO3]으로 이루어지는 3 성분 조성물을 [Pb(Mg1/3Nb2/3)O3]x [Pb(Ni1/3Nb2/3)O3]y [PbTiO3]z (단, x+y+z=1.0)로 표현할 때, 이 3 성분 조성도에 있어서, 이하의 조성점According to a first aspect of the invention, magnesium niobate lead [Pb (Mg 1/3 Nb 1/3 ) O 3 ], nickel niobate lead [Pb (Ni 1/3 Nb 2/3 ) O 3 ] and titanic acid A three-component composition consisting of lead [PbTiO 3 ] was prepared by [Pb (Mg 1/3 Nb 2/3 ) O 3 ] x [Pb (Ni 1/3 Nb 2/3 ) O 3 ] y [PbTiO 3 ] z , x + y + z = 1.0), in the three-component composition diagram, the following composition points
의 각점을 잇는 선상 및 상기 7점 (a) 내지 (g)에 둘러싸이는 조성범위에 있는 주성분 조성물에, 부성분으로서 망간 니오브산 란탄[La(Mn2/3Nb1/3)O3]을 0.01 내지 10mole% 첨가한 자기 조성물이 제공된다.In the main component composition in the line connecting each point of and in the composition range enclosed by said 7 points (a)-(g), lanthanum manganese niobate [La (Mn 2/3 Nb 1/3 ) O 3 ] as a subsidiary component is 0.01 A magnetic composition added with 10 mole% is provided.
본 발명의 제2특징에 따르면, 마그네슘 텅스텐산 납[Pb(Mg1/2W1/2)O3], 티탄산 납[PbTiO3] 및 니켈 니오브산 납[Pb(Ni1/3Nb2/3)O3]으로 이루어지는 3 성분 조성물을 [Pb(Mg1/2W1/2)O3]x [PbTiO3]y [Pb(Ni1/3Nb2/3)O3]z (단, x+y+z=1.0)로 표현할 때, 이 3 성분 조성도에 있어서, 이하의 조성점According to a second aspect of the invention, magnesium tungstate lead [Pb (Mg 1/2 W 1/2 ) O 3 ], lead titanate [PbTiO 3 ] and nickel niobate lead [Pb (Ni 1/3 Nb 2 / 3 ) O 3 ] is a three-component composition consisting of [Pb (Mg 1/2 W 1/2 ) O 3 ] x [PbTiO 3 ] y [Pb (Ni 1/3 Nb 2/3 ) O 3 ] z , x + y + z = 1.0), in the three-component composition diagram, the following composition points
의 각점을 잇는 선상 및 상기 4점 (h) 내지 (k)에 둘러싸이는 조성범위에 있는 주성분 조성물에, 부성분으로서 망간 니오브산 란탄[La(Mn2/3Nb1/3)O3]을 0.01 내지 10mole% 첨가한 자기 조성물이 제공된다.In the main component composition in the line connecting each point of and in the composition range enclosed by said 4 points (h) to (k), lanthanum manganese niobate [La (Mn 2/3 Nb 1/3 ) O 3 ] as 0.01 is 0.01 A magnetic composition added with 10 mole% is provided.
본 발명의 제3특징에 따르면, 마그네슘 니오브산 납[Pb(Mg1/3Nb2/3)O3], 니켈 니오브산 납[Pb(Ni1/3Nb2/3)O3] 및 티탄산 납[PbTiO3]으로 이루어지는 3 성분 조성물을 [Pb(Mg1/3Nb2/3)O3]x [Pb(Ni1/3Nb2/3)O3]y [PbTiO3]z (단, x+y+z=1.0)로 표현할 때, 이 3 성분 조성도에 있어서, 이하의 조성점According to a third aspect of the invention, magnesium niobate lead [Pb (Mg 1/3 Nb 2/3 ) O 3 ], nickel niobate lead [Pb (Ni 1/3 Nb 2/3 ) O 3 ] and titanic acid A three-component composition consisting of lead [PbTiO 3 ] was prepared by [Pb (Mg 1/3 Nb 2/3 ) O 3 ] x [Pb (Ni 1/3 Nb 2/3 ) O 3 ] y [PbTiO 3 ] z , x + y + z = 1.0), in the three-component composition diagram, the following composition points
의 각점을 잇는 선상 및 상기 7점 (a) 내지 (g)에 둘러싸이는 조성범위에 있는 주성분 물질을 포함하고, 그중 0.01 내지 30meol%의 납 이온(Pb2+)을 란탄 이온(La3+)으로 치환한 자기 조성물이 제공된다.It comprises a main component material in the line connecting each point of and in the composition range surrounded by the seven points (a) to (g), wherein 0.01 to 30 meol% of lead ions (Pb 2+ ) are lanthanum ions (La 3+ ) A magnetic composition substituted with is provided.
본 발명의 제4특징에 따르면, 마그네슘 텅스텐산 납[Pb(Mg1/2W1/2)O3], 티탄산 납[PbTiO3] 및 니켈 니오브산 납[Pb(Ni1/3Nb2/3)O3]으로 이루어지는 3 성분 조성물을 [Pb(Mg1/2W1/2)O3]x [PbTiO3]y [Pb(Ni1/3Nb2/3)O3]z (단, x+y+z=1.0)로 표현할 때, 이 3 성분 조성도에 있어서, 이하의 조성점According to a fourth aspect of the present invention, magnesium tungstate lead [Pb (Mg 1/2 W 1/2 ) O 3 ], lead titanate [PbTiO 3 ] and nickel niobate lead [Pb (Ni 1/3 Nb 2 / 3 ) O 3 ] is a three-component composition consisting of [Pb (Mg 1/2 W 1/2 ) O 3 ] x [PbTiO 3 ] y [Pb (Ni 1/3 Nb 2/3 ) O 3 ] z , x + y + z = 1.0), in the three-component composition diagram, the following composition points
의 각점을 잇는 선상 및 상기 4점 (h) 내지 (k)에 둘러싸이는 조성범위에 있는 주성분 물질을 포함하고, 그중 0.01 내지 30meol%의 납 이온(Pb2+)을 칼슘 이온(La3+)으로 치환한 자기 조성물이 제공된다.It comprises a main component material in the form of a line connecting each point of and in the composition range surrounded by the four points (h) to (k), wherein 0.01 to 30 meol% of lead ions (Pb 2+ ) are calcium ions (La 3+ ) A magnetic composition substituted with is provided.
본 발명의 제5특징에 따르면, 마그네슘 텅스텐산 납[Pb(Mg1/2W1/2)O3], 티탄산 납티탄산 납[PbTiO3] 및 니켈 니오브산 납[Pb(Ni1/3Nb2/3)O3]으로 이루어지는 3 성분 조성물을 [Pb(Mg1/2W1/2)O3]x [PbTiO3]y [Pb(Ni1/3Nb2/3)O3]z (단, x+y+z=1.0)로 표현할 때, 이 3 성분 조성도에 있어서, 이하의 조성점According to a fifth aspect of the invention, magnesium tungstate lead [Pb (Mg 1/2 W 1/2 ) O 3 ], lead titanate lead titanate [PbTiO 3 ] and nickel niobate lead [Pb (Ni 1/3 Nb) 2/3 ) O 3 ] was added to the composition of [Pb (Mg 1/2 W 1/2 ) O 3 ] x [PbTiO 3 ] y [Pb (Ni 1/3 Nb 2/3 ) O 3 ] z When expressed by (x + y + z = 1.0), in the three-component composition diagram, the following composition points
의 각점을 잇는 선상 및 상기 4점 (h) 내지 (k)에 둘러싸이는 조성범위에 있는 주성분 물질을 포함하고, 그중 0.01 내지 30meol%의 납 이온(Pb2+)을 란탄 이온(Ca3+)으로 치환한 자기 조성물이 제공된다.It comprises a main component material in the form of a line connecting each point of and in the composition range surrounded by the four points (h) to (k), wherein 0.01 to 30 meol% of lead ions (Pb 2+ ) are lanthanum ions (Ca 3+ ) A magnetic composition substituted with is provided.
본 발명의 제1특징에 따른 자기 조성물의 주성분 조성물의 허용가능 조성범위를 도시하는 Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-PbTiO3계의 3 성분 조성도가 제1도이고, 본 발명의 다른 특징에 따른 자기 조성물의 주성분 조성물의 허용가능 조성 범위를 도시하는 Pb(Mg1/2W1/2)O3-PbTiO3-Pb(Ni1/3Nb2/3)O3계의 3 성분 조성도가 제2도이다. 각각 제1도 및 제2도에서, (a) 내지 (g) 또는 (h) 내지 (k)는 3 성분 조성도의 좌표이며, 허용가능 조성범위는 경계선을 포함하는 각 도면에서 빗금친 부분으로 도시되어 있다.Pb (Mg 1/3 Nb 2/3 ) O 3 -Pb (Ni 1/3 Nb 2/3 ) O 3 -PbTiO showing the allowable composition range of the main component composition of the magnetic composition according to the first aspect of the present invention the three components of the third system and the first joseongdo also, Pb (Mg 1/2 W 1/2) showing the permissible composition range of the main component composition of the ceramic composition according to another aspect of the present invention O 3 -PbTiO 3 -Pb FIG. 2 is a three-component composition diagram of the (Ni 1/3 Nb 2/3 ) O 3 system. In Figures 1 and 2, respectively, (a) to (g) or (h) to (k) are the coordinates of the three component compositional diagrams, and the allowable compositional ranges are shown as hatched portions in each figure including a boundary line. It is.
본 발명의 제1 및 제2특징에서, 자기 조성물에 첨가될 망간 니오브산 란탄La(Mn2/3Nb1/3)O3의 양은 그 범위가 0.01 내지 10mole% 이고 바람직하게는 2 내지 8mole%이다. 또한 본 발명의 제3 및 제4특징에서, La3+이온으로 치환될 Pb2+이온의 양은 그 범위가 0.01 내지 30mole% 이고 바람직하게는 2 내지 20mole% 이다. 또한 Ca2+이온으로 치환될 Pb2+이온의 양은 그 범위가 0.01 내지 30mole% 이고 바람직하게는 2 내지 20mole%이다.In the first and second aspects of the present invention, the amount of lanthanum manganese niobate La (Mn 2/3 Nb 1/3 ) O 3 to be added to the magnetic composition is in the range of 0.01 to 10 mole% and preferably 2 to 8 mole% to be. Also in the third and fourth aspects of the invention, the amount of Pb 2+ ions to be substituted with La 3+ ions is in the range of 0.01 to 30 mole% and preferably 2 to 20 mole%. In addition, the amount of Pb 2+ ions to be replaced with Ca 2+ ions is in the range of 0.01 to 30 mole% and preferably 2 to 20 mole%.
이하에서 본 발명은 하기의 비제한적인 실시예에 대해 보다 상세히 후술될 것이며, 본 발명에 의해 실제적으로 얻어지는 효과 또한 비교 실시예와 비교하여 상세하게 설명될 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following non-limiting examples, and the effect actually obtained by the present invention will also be described in detail in comparison with the comparative examples.
[실시예 1]Example 1
이 실시예에서, 출발 원료로서 산화납(Pb0), 산화마그네슘(MgO), 산화 니오브(Nb2O5), 산화니켈(NiO), 산화 티탄(TiO2), 탄산 망간(MnCO3) 및 산화 란탄(La2O3)을 사용하고, 표 1 내지 3에 도시된 배합비가 되도록 각각 무게를 측정한다. 이같이 무게 측정한 출발 원료를 볼밀중에서 습식 밀링하여 혼합한후 750℃ 내지 800℃에서 하소(calcine)시키고, 이 분말을 볼밀에서 다시 분쇄하여, 여과, 건조시킨후, 유기 바인더를 넣고 정립(sizing) 하여 프레스하므로써 대략 16㎜의 직경과 대략 10㎜의 두께를 갖는 원주 샘플과, 대략 16㎜이 직경과 대략 2㎜의 두께를 갖는 원판형 샘플을 제작한다. 이후 소요 조성의 샘를은 1000 내지 1100℃의 온도에서 1시간동안 소성 과정을 거친다.In this embodiment, lead oxide (Pb0), magnesium oxide (MgO), niobium oxide (Nb 2 O 5 ), nickel oxide (NiO), titanium oxide (TiO 2 ), manganese carbonate (MnCO 3 ) and oxidation as starting materials Lanthanum (La 2 O 3 ) is used, and the weight is measured so as to have a compounding ratio shown in Tables 1 to 3, respectively. The weighed starting material is wet milled in a ball mill, mixed, calcined at 750 ° C. to 800 ° C., and the powder is crushed again in a ball mill, filtered and dried, and then placed in an organic binder. By pressing, a circumferential sample having a diameter of approximately 16 mm and a thickness of approximately 10 mm, and a disc shaped sample having approximately 16 mm of diameter and a thickness of approximately 2 mm are produced. The fountain of the required composition is then calcined for 1 hour at a temperature of 1000 to 1100 ℃.
소성된 원판형 샘플의 양면에 600℃에서 은 전극을 프린팅하며, 디지털 LCR 미터로 주파수 1KHz, 전압 1V r.m.s., 실온에서 용량을 측정하여 유전율과 유전율의 온도 변화율을 구한다.A silver electrode is printed on both sides of the calcined disc sample at 600 ° C., and the temperature change rate of the dielectric constant and dielectric constant is obtained by measuring the capacity at a frequency of 1KHz, voltage 1V r.m.s., and room temperature with a digital LCR meter.
상기 샘플의 기계적 강도를 굽힘 강도로 평가하기 위해, 각각의 소결한 원주를 두께(t) 0.5㎜, 폭(W) 2㎜, 길이 대략 13㎜의 장방형 판 10장으로 절단한다. 지점간 거리(l)를 9㎜로 설정하고, 3 지점 굽힘 시험에 의해 파괴 하중 Pm(kg)을 측정하여, τ=3Pml/2Wt2(kg/㎠) 식으로부터 굽힘 강도 τ(kg/㎠)를 구한다. 각각의 얻어진 굽힘 강도는 10개의 장방형 판에 대한 평균치이다.In order to evaluate the mechanical strength of the sample as the bending strength, each sintered circumference is cut into ten rectangular plates having a thickness t of 0.5 mm, a width W of 2 mm, and a length of approximately 13 mm. The distance l between the points was set to 9 mm, and the breaking load Pm (kg) was measured by a three-point bending test, and the bending strength τ (kg / cm 2) was obtained from the equation τ = 3 Pml / 2Wt 2 (kg / cm 2). Obtain Each obtained flexural strength is averaged for ten rectangular plates.
표 1 내지 3 및 표 4 내지 6은 이같이 하여 얻어진자기 조성물의 주성분[Pb(Mg1/3Nb2/3)O3]x [Pb(Ni1/3Nb2/3)O3]y [PbTiO3]z의 배합비 x, y 및 z, 부성분 첨가량, 유전율, 굽힘 강도 및 -30℃와 85℃에서 측정된 유전율의 변화율을 도시한다. 이들 표에서, 별표(*)는 대응하는 샘플의 주성분의 배합비가 본 발명의 범위를 벗어나는 것을 의미한다. 또한 각각의 유전율 변화율은 20℃에서 측정된 유전율을 기준으로 하는 수치이다.Tables 1 to 3 and 4 to 6 show the main components [Pb (Mg 1/3 Nb 2/3 ) O 3 ] x [Pb (Ni 1/3 Nb 2/3 ) O 3 ] y [of the magnetic composition thus obtained. The compounding ratios x, y and z of PbTiO 3 ] z, the amount of minor components added, the dielectric constant, the bending strength, and the rate of change of the dielectric constant measured at −30 ° C. and 85 ° C. are shown. In these tables, an asterisk (*) means that the blending ratio of the main component of the corresponding sample is outside the scope of the present invention. In addition, each permittivity change rate is a value based on the permittivity measured at 20 ° C.
또한, 망간 니오브산 란탄 [La(Mn2/3Nb1/3)O3]의 첨가 효과를 명확히 하기 위해, 제3도에는 배합비(x, y, z)가 (0.5, 0.3, 0.2)이고 망간 니오브산 란탄 [La(Mn2/3Nb1/3)O3]의 양이 0 및 10mole% 인 자기 조성물의 유전율의 온도 변화율을 도시한다.In addition, in order to clarify the effect of the addition of lanthanum manganese niobate [La (Mn 2/3 Nb 1/3 ) O 3 ], the mixing ratio (x, y, z) is (0.5, 0.3, 0.2) in FIG. The rate of change of the dielectric constant of the magnetic composition in which the amount of lanthanum manganese niobate [La (Mn 2/3 Nb 1/3 ) O 3 ] is 0 and 10 mole% is shown.
[실시예 2]Example 2
출발 원료로서 산화납(Pb0), 산화마그네슘(MgO), 산화 텅스텐(WO), 산화 니오브(NbO), 산화니켈(NiO), 산화 티탄(TiO), 탄산 망간(MnCO) 및 산화 란탄(LaO)을 사용하고, 표 7 및 표 8에 도시된 배합비가 되도록 각각 무게를 측정한다. 이후 실시예 1에 사용된 것과 동일한 과정이 원주 샘플과 원판형 샘플에 반복되고 상기 샘플들은 1000 내지 1050℃의 온도에서 1시간동안 소성 과정을 거친다.Lead starting materials (Pb0), magnesium oxide (MgO), tungsten oxide (WO), niobium oxide (NbO), nickel oxide (NiO), titanium oxide (TiO), manganese carbonate (MnCO) and lanthanum oxide (LaO) Using the weight, each weight is measured so that the compounding ratio shown in Table 7 and Table 8. Thereafter, the same process as used in Example 1 was repeated for the circumferential sample and the disc sample, and the samples were calcined for 1 hour at a temperature of 1000 to 1050 ° C.
실시예 1에서와 마찬가지 방식으로, 각각의 샘플의 유전율, 유전율의 온도변화율 및 굽힘 강도가 구해진다. 표 7, 표 8 및 표 9, 표 10은 이같이 하여 얻어진자기 조성물의 주성분[Pb(MgW)O]x [PbTiO]y [Pb(NiNb)O]z의 배합비 x, y 및 z, 부성분 첨가량, 유전율, 굽힘 강도 및 -30℃와 85℃에서 측정된 유전율의 변화율을 도시한다. 상기 표에서, 별표(*)는 대응하는 샘플의 주성분의 배합비가 본 발명의 한정하는 범위를 벗어나는 것을 의미한다. 또한 각각의 유전율 변화율은 20℃ 유전율을 기준으로 하는 수치이다.In the same manner as in Example 1, the dielectric constant, the temperature change rate of the dielectric constant and the bending strength of each sample are obtained. Table 7, Table 8, Table 9 and Table 10 show the compounding ratios x, y and z of the main component [Pb (MgW) O] x [PbTiO] y [Pb (NiNb) O] z of the magnetic composition thus obtained, The permittivity, bending strength and rate of change of permittivity measured at −30 ° C. and 85 ° C. are shown. In the above table, an asterisk (*) means that the compounding ratio of the main component of the corresponding sample is outside the limit of the present invention. In addition, each dielectric constant change rate is a value based on the dielectric constant of 20 ℃.
또한, 망간 니오브산 란탄 [La(MnNb)O]의 첨가 효과를 명확히 하기 위해, 제4도는 배합비(x, y, z)가 (0.2, 0.4, 0.4)이고 망간 니오브산 란탄 [La(MnNb)O]의 양이 0 및 10mole% 인 자기 조성물의 유전율의 온도 변화율을 도시한다.In addition, to clarify the effect of adding lanthanum manganese niobate [La (MnNb) O], FIG. 4 shows that the compounding ratio (x, y, z) is (0.2, 0.4, 0.4) and lanthanum manganese niobate [La (MnNb)]. The temperature change rate of the dielectric constant of the magnetic composition in which the amount of O] is 0 and 10 mole% is shown.
표 1 내지 표 6의 데이타로부터 알 수 있듯이, [Pb(MgNb)O]-Pb(NiNb)O-PbTiO3성분계 조성물에 부성분으로서 [La(MnNb)O]을 0.01 내지 10mole% 첨가한 본 발명의 자기 조성물은 유전율의 온도 변화율이 작고 굽힘 강도가 크며, 따라서 적층 세라믹 콘덴서 제조용 재료로서 유용할 것이다.As can be seen from the data of Tables 1 to 6, the porcelain of the present invention in which 0.01 to 10 mole% of [La (MnNb) O] is added as a subcomponent to the [Pb (MgNb) O] -Pb (NiNb) O-PbTiO3 component composition The composition has a small temperature change rate of dielectric constant and a high bending strength, and thus will be useful as a material for producing a multilayer ceramic capacitor.
또한 표 7 내지 표 10의 데이타로부터 알 수 있듯이, Pb(MgW)O-PbTiO3-Pb(NiNb)O3성분계 조성물에 부성분으로서 [La(MnNb)O]을 0.01 내지 10mole% 첨가한 본 발명의 자기 조성물은 유전율의 온도 변화율이 작고 굽힘 강도가 크며, 따라서 적층 세라믹 콘덴서 제조용 재료로서 유용할 것이다.In addition, as can be seen from the data of Tables 7 to 10, the magnetic composition of the present invention in which 0.01 to 10 mole% of [La (MnNb) O] was added as a subcomponent to the Pb (MgW) O-PbTiO3-Pb (NiNb) O3 component composition The temperature change rate of the dielectric constant is small and the bending strength is large, and thus will be useful as a material for manufacturing a multilayer ceramic capacitor.
[실시예 3]Example 3
자기 조성물의 주성분 [Pb(MgNb)O]x [Pb(NiNb)O]y [PbTiO]z의 배합비(x, y, z)가 (0.5, 0.3, 0.2)이고 부성분으로서 망간 니오브산 란탄[La(MnNb)O]이 10mole% 첨가된 유전체 분말을 형성하도록 실시예 1에서 사용된 것과 동일한 과정이 반복된다. 이같이 하여 얻어진 유전체 분말은 유기 용재에서 분산되고 유기 바인더와 반죽되어 슬러리를 형성하며, 이같이 얻어진 슬러리는 요즈음 사용되는 닥터 블레이드 기술에 따라 두께 40㎛의 막으로 형성된다. 그후 통상의 스크린 프린팅 방법에 따라 상기 막에 내부 전극용 페이스트가 프린팅되고, 이어 적층체를 형성하기 위해 스탬핑 아웃, 적층, 열프레스를 행한 후, 콘덴서용 그린 칩을 얻기 위해 소요 형상의 편으로 절단한다. 이렇게 해서 얻어진 그린 칩은 바인더를 제거하여 소성되도록 소요 온도까지 가열되고 그후 외부 전극을 형성하기 위해 은 페이스트가 여기에 도포된다.The blending ratio (x, y, z) of the main component [Pb (MgNb) O] x [Pb (NiNb) O] y [PbTiO] z of the magnetic composition is (0.5, 0.3, 0.2) and lanthanum manganese niobate as a secondary component [La The same process as used in Example 1 is repeated to form a dielectric powder to which (MnNb) O] is added 10 mole%. The dielectric powder thus obtained is dispersed in an organic solvent and kneaded with an organic binder to form a slurry. The slurry thus obtained is formed into a film having a thickness of 40 탆 in accordance with the doctor blade technique used these days. After that, an internal electrode paste is printed on the film according to a conventional screen printing method, and then stamped out, laminated, and hot pressed to form a laminate, and then cut into pieces of a required shape to obtain a green chip for a capacitor. do. The green chip thus obtained is heated to the required temperature so as to remove the binder and fired, and then a silver paste is applied thereto to form an external electrode.
얻어진 콘덴서의 용량은 디지털 멀티미터에 의해 적층 세라믹 콘덴서에 0 내지 50V의 DC 바이어스가 인가되는 동안 실온에서 측정된다. 이렇게 얻어진 결과가 제5도에 도시되어 있다.The capacitance of the resulting capacitor is measured at room temperature while a DC bias of 0-50V is applied to the multilayer ceramic capacitor by a digital multimeter. The results thus obtained are shown in FIG.
[실시예 4]Example 4
자기 조성물의 주성분 [Pb(MgW)O]x [PbTiO]y [Pb(NiNb)O]z 의 배합비(x, y, z)가 (0.2, 0.4, 0.4)이고 부성분으로서 망간 니오브산 란탄[La(MnNb)O]이 10mole% 첨가된 유전체 분말을 형성하도록 실시예 1에서 사용된 것과 동일한 과정이 반복된다.The blending ratio (x, y, z) of the main component [Pb (MgW) O] x [PbTiO] y [Pb (NiNb) O] z of the magnetic composition is (0.2, 0.4, 0.4) and lanthanum manganese niobate as a secondary component [La The same process as used in Example 1 is repeated to form a dielectric powder to which (MnNb) O] is added 10 mole%.
또한, 실시예 3에 사용된 것과 동일한 방식으로, 적층 세라믹 콘덴서가 제조되고, DC 바이어스 인가시의 그 특성이 실시예 3에 기술된 것과 동일한 방식으로 구해진다. 이렇게 해서 얻어진 결과가 제6도에 도시되어 있다.In addition, in the same manner as used in Example 3, a multilayer ceramic capacitor is manufactured, and its characteristics upon application of DC bias are obtained in the same manner as described in Example 3. The result thus obtained is shown in FIG.
[비교 실시예 1]Comparative Example 1
주성분 [Pb(MgNb)O]x [Pb(NiNb)O]y) [PbTiO]z 의 배합비(x, y, z)가 (0.2, 0.6, 0.2)이고 망간 니오브산 란탄[La(MnNb)O]을 갖지 않는 조성물을 사용한다는 것을 제외하고는 실시예 3에 사용된 것과 동일한 과정이 반복되어 콘덴서를 제조하고, DC 바이어스 인가시의 그 용량은 실시예 3에서와 동일한 방식으로 측정된다. 이렇게 하여 얻어진 결과가 실시예 3에서 얻어진 결과와 함께 제5도에 도시되어 있다.The compounding ratio (x, y, z) of the main component [Pb (MgNb) O] x [Pb (NiNb) O] y) [PbTiO] z is (0.2, 0.6, 0.2) and lanthanum manganese niobate [La (MnNb) O The same procedure as used in Example 3 was repeated except that a composition having no] was used to prepare a capacitor, and its capacity upon application of DC bias was measured in the same manner as in Example 3. The results thus obtained are shown in FIG. 5 together with the results obtained in Example 3. FIG.
[비교 실시예 2]Comparative Example 2
주성분 [Pb(MgW)O]x [PbTiO]y [Pb(NiNb)O]z 의 배합비(x, y, z)가 (0.3, 0.4, 0.3)이고 Pb 치환이 없는 조성물을 사용한다는 것을 제외하고는 실시예 3에 사용된 것과 동일한 과정이 반복되어 콘덴서를 제조하고, DC 바이어스 인가시의 그 용량은 실시예 3에서와 동일한 방식으로 측정된다. 이렇게 하여 얻어진 결과가 실시예 4에서 얻어진 결과와 함께 제6도에 도시되어 있다.The compounding ratio (x, y, z) of the main component [Pb (MgW) O] x [PbTiO] y [Pb (NiNb) O] z is (0.3, 0.4, 0.3) and Pb The same procedure as used in Example 3 was repeated except that a composition without substitution was used to prepare a capacitor, and its capacity upon application of DC bias was measured in the same manner as in Example 3. The results thus obtained are shown in FIG. 6 together with the results obtained in Example 4. FIG.
제5도 및 제6도에 도시된 결과는 망간 니오브산 란탄[La(MnNb)O]을 함유하는 본 발명의 자기 조성물로부터 얻어진 콘덴서가 DC 바이어스 인가시에 비교 실시예 1 및 2의 조성물을 사용하여 얻어진 콘덴서보다 특성이 우수하다는 것을 명확히 나타내고 있다.The results shown in FIGS. 5 and 6 show that the capacitors obtained from the magnetic composition of the present invention containing lanthanum manganese niobate [La (MnNb) O] used the compositions of Comparative Examples 1 and 2 when DC bias was applied. It clearly shows that the characteristics are superior to that obtained by the capacitor.
[실시예 5]Example 5
이 실시예에서는, 출발 원료로서 산화납(PbO), 산화마그네슘(MgO), 산화 니오브(NbO), 산화니켈(NiO), 산화 티탄(TiO) 및 산화 란탄(LaO)을 사용하고, 표 11 내지 표 13에 도시된 배합비가 되도록 각각 무게를 측정한다. 이같이 무게 측정한 출발 원료를 볼밀중에서 습식 밀링하여 혼합한후 750℃ 내지 800℃에서 하소시키고, 얻어진 분말을 볼밀에서 다시 분쇄하여, 여과, 건조시킨후, 유기 바인더를 넣고 정립하여 프레스하므로써 대략 16㎜의 직경과 대략 2㎜의 두께를 갖는 원판형 샘플을 제작한다. 이후 소요 조성의 샘플은 1000 내지 1100℃의 온도에서 1시간동안 소성 과정을 거친다.In this embodiment, lead oxide (PbO), magnesium oxide (MgO), niobium oxide (NbO), nickel oxide (NiO), titanium oxide (TiO), and lanthanum oxide (LaO) were used as starting materials. Each weight is measured so that the compounding ratio shown in Table 13 is obtained. The weighed starting material was wet milled in a ball mill, mixed, calcined at 750 ° C. to 800 ° C., and the obtained powder was pulverized again in a ball mill, filtered and dried, and then placed in an organic binder, pressed and pressed to approximately 16 mm. A disk-shaped sample having a diameter of about 2 mm and a thickness of about 2 mm was prepared. The sample of the required composition is then calcined for 1 hour at a temperature of 1000 to 1100 ℃.
소성된 원판형 샘플의 양면에 600℃에서 은 전극을 프린팅하며, 디지탈 LCR 미터로 주파수 1KHz, 전압 1V r.m.s., 실온에서 용량 및 그 유전 손실을 측정하여 유전율과 유전율의 온도 변화율을 구한다. 그후 절연 저항을 구하여 비저항을 얻기 위해 절연 저항 측정기를 사용하여 50V의 전압이 1분간 샘플에 인가된다.A silver electrode is printed on both sides of the calcined disc sample at 600 ° C., and the capacity and its dielectric loss at a frequency of 1 KHz, voltage 1 V r.m.s., and room temperature are measured with a digital LCR meter to determine the temperature change rate of dielectric constant and dielectric constant. After that, a voltage of 50 V is applied to the sample for 1 minute using an insulation resistance meter to obtain the insulation resistance and obtain the specific resistance.
표 11 내지 표 13 및 표 14 내지 표 16은 이같이 하여 얻어진 자기 조성물의 주성분[Pb(MgNb)O]x [Pb(NiNb)O]y [PbTiO]z의 배합비 x, y 및 z, La 치환량(mole%), 비저항 및 -30℃와 85℃에서 측정한 유전율의 변화율을 도시한다. 이들 표에서, 별표(*)는 대응하는 샘플의 주성분의 배합비가 본 발명의 범위를 벗어나는 것을 의미한다. 또한 각각의 유전율 변화율은 20℃에서 측정된 유전율을 기준으로 하는 수치이다.Tables 11 to 13 and Tables 14 to 16 show the compounding ratios x, y and z, La of the main components [Pb (MgNb) O] x [Pb (NiNb) O] y [PbTiO] z of the magnetic composition thus obtained. The substitution amount (mole%), the specific resistance and the rate of change of permittivity measured at −30 ° C. and 85 ° C. are shown. In these tables, an asterisk (*) means that the blending ratio of the main component of the corresponding sample is outside the scope of the present invention. In addition, each permittivity change rate is a value based on the permittivity measured at 20 ° C.
또한, La 치환 효과를 명확히 하기 위해, 제7도에는 배합비(x, y, z)가 (0.5, 0.3, 0.2)이고 La 치환량이 0, 10 및 30mole% 인 자기 조성물의 유전율의 온도 변화율을 도시한다.Also, La To clarify the substitution effect, FIG. 7 shows the compounding ratio (x, y, z) as (0.5, 0.3, 0.2) and La. The temperature change rate of the dielectric constant of the magnetic composition with substitution amounts of 0, 10 and 30 mole% is shown.
[실시예 6]Example 6
출발 원료로서 산화납(Pb0), 산화마그네슘(MgO), 산화 텅스텐(WO), 산화 니오브(NbO), 산화니켈(NiO), 산화 티탄(TiO) 및 산화 란탄(LaO)을 사용하고, 표 17 및 표 18에 도시된 배합비가 되도록 각각 무게를 측정한다. 이후 실시예 1에 사용된 것과 동일한 과정이 원주 샘플과 원판형 샘플에 반복되고 상기 샘플들은 1000 내지 1050℃의 온도에서 1시간동안 소성 과정을 거친다.Lead oxide (Pb0), magnesium oxide (MgO), tungsten oxide (WO), niobium oxide (NbO), nickel oxide (NiO), titanium oxide (TiO) and lanthanum oxide (LaO) were used as starting materials. And the weight is measured so as to have a compounding ratio shown in Table 18. Thereafter, the same process as used in Example 1 was repeated for the circumferential sample and the disc sample, and the samples were calcined for 1 hour at a temperature of 1000 to 1050 ° C.
실시예 1에서와 마찬가지 방식으로, 각각의 샘플의 유전율, 유전율의 온도변화율, 유전 손실 및 비저항이 구해진다. 표 17, 표 18 및 표 19, 표 20은 이같이 하여 얻어진자기 조성물의 주성분[Pb(MgW)O]x [PbTiO]y [Pb(NiNb)O]z의 배합비 x, y 및 z, La 치환량, 비저항 및 -30℃와 85℃에서 측정된 유전율의 변화율을 도시한다.In the same manner as in Example 1, the dielectric constant, temperature change rate of dielectric constant, dielectric loss and specific resistance of each sample are obtained. Table 17, Table 18, Table 19, and Table 20 show the compounding ratios x, y and z, La of the main components [Pb (MgW) O] x [PbTiO] y [Pb (NiNb) O] z of the magnetic composition thus obtained. The amount of substitution, the resistivity and the rate of change of permittivity measured at −30 ° C. and 85 ° C. are shown.
또한, La 치환 효과를 명확히 하기 위해, 제8도에는 배합비(x, y, z)가 (0.2, 0.5, 0.3)이고 La 치환량이 0, 10 및 30mole% 인 자기 조성물의 유전율의 온도 변화율을 도시한다.Also, La To clarify the substitution effect, FIG. 8 shows that the compounding ratio (x, y, z) is (0.2, 0.5, 0.3) and La The temperature change rate of the dielectric constant of the magnetic composition with substitution amounts of 0, 10 and 30 mole% is shown.
표 11 내지 표 16의 데이타로부터 알 수 있듯이, [Pb(MgNb)O]-Pb(NiNb)O-PbTiO3성분계 조성물에 있어서, 30mole%의 납 이온(Pb )이 란탄 이온(La )으로 치환된 본 발명의 자기 조성물은 비저항이 크고 유전율의 온도 변화율이 작은 적층 세라믹 콘덴서 제조에 사용할 수 있는 우수한 재료이다.As can be seen from the data of Tables 11 to 16, 30 mole% of lead ions (Pb) in the [Pb (MgNb) O] -Pb (NiNb) O-PbTiO3 component composition was used. Lanthanum ion (La The magnetic composition of the present invention substituted with) is an excellent material that can be used to manufacture a multilayer ceramic capacitor having a high specific resistance and a small temperature change rate of dielectric constant.
또한 표 17 내지 표 20의 데이타로부터 알 수 있듯이, [Pb(MgW)O]-PbTiO-Pb(NiNb)O3성분계 조성물에 있어서, 0.01 내지 30mole%의 납 이온(Pb )이 란탄 이온(La )으로 치환된 본 발명의 자기 조성물은 비저항이 크고 유전율의 온도 변화율이 작은 적층 세라믹 콘덴서 제조에 사용할 수 있는 우수한 재료이다.In addition, as can be seen from the data of Tables 17 to 20, 0.01 to 30 mole% of lead ions (Pb) in the [Pb (MgW) O] —PbTiO—Pb (NiNb) O 3 component composition; Lanthanum ion (La The magnetic composition of the present invention substituted with) is an excellent material that can be used to manufacture a multilayer ceramic capacitor having a high specific resistance and a small temperature change rate of dielectric constant.
[실시예 7]Example 7
자기 조성물의 주성분 [Pb(MgNb)O]x [Pb(NiNb)O]y [PbTiO]z의 배합비(x, y, z)가 (0.5, 0.3, 0.2)이고 10mole%의 Pb 이온이 La 이온으로 치환된 유전체 분말을 형성하도록 실시예 5에서 사용된 것과 동일한 과정이 반복된다. 이같이 하여 얻어진 유전체 분말은 유기 용제에서 분산되고 유기 바인더와 반죽되어 슬러리를 형성하며, 이같이 얻어진 슬러리는 요즈음 사용되는 닥터 블레이드 기술에 따라 두께 40㎛의 막으로 형성된다. 그후 통상의 스크린 프린팅 방법에 따라 상기 막에 내부 전극용 페이스트가 프린팅되고, 이어 적층체를 형성하기 위해 스팀핑 아웃, 적층, 열프레스를 행한 후, 콘덴서용 그린 칩을 얻기 위해 소요 형상의 편으로 절단된다. 이렇게 해서 얻어진 그린 칩은 바인더를 제거하여 소성되도록 소요 온도까지 가열되고 그후 외부 전극을 형성하기 위해 은 페이스트가 여기에 도포된다.The compounding ratio (x, y, z) of the main component [Pb (MgNb) O] x [Pb (NiNb) O] y [PbTiO] z of the magnetic composition is (0.5, 0.3, 0.2) and 10 mole% of Pb Ion La The same process as used in Example 5 is repeated to form a dielectric powder substituted with ions. The dielectric powder thus obtained is dispersed in an organic solvent and kneaded with an organic binder to form a slurry. The slurry thus obtained is formed into a film having a thickness of 40 mu m in accordance with the doctor blade technique used these days. After that, the paste for internal electrodes is printed on the film according to a conventional screen printing method, and then steamed out, laminated, and hot pressed to form a laminate, and then in a desired shape to obtain a green chip for a capacitor. Is cut. The green chip thus obtained is heated to the required temperature so as to remove the binder and fired, and then a silver paste is applied thereto to form an external electrode.
이렇게 얻어진 적층 세라믹 콘덴서의 용량은 디지탈 멀티미터에 의해 적층 세라믹 콘덴서에 0 내지 50V의 DC 바이어스가 인가되는 동안 실온에서 구해진다. 이렇게 해서 얻어진 결과가 제9도에 도시되어 있다.The capacitance of the multilayer ceramic capacitor thus obtained is determined at room temperature while a DC bias of 0 to 50 V is applied to the multilayer ceramic capacitor by a digital multimeter. The result thus obtained is shown in FIG.
[실시예 8]Example 8
자기 조성물의 주성분 [Pb(MgW)O]x [PbTiO]y [Pb(NiNb)O]z의 배합비(x, y, z)가 (0.2, 0.5, 0.3)이고 10mole%의 Pb 이온이 치환된 유전체 분말을 형성하도록 실시예 5에서 사용된 것과 동일한 과정이 반복된다.The compounding ratio (x, y, z) of the main component [Pb (MgW) O] x [PbTiO] y [Pb (NiNb) O] z of the magnetic composition is (0.2, 0.5, 0.3) and 10 mole% of Pb The same process as used in Example 5 is repeated to form an ion-substituted dielectric powder.
또한, 실시예 7에 사용된 것과 동일한 방식으로, 적층 세라믹 콘덴서가 제조되고, DC 바이어스 인가시의 그 특성이 실시예 7에 기술된 것과 동일한 방식으로 측정된다. 이렇게 해서 얻어진 결과가 제10도에 도시되어 있다.In addition, in the same manner as used in Example 7, a multilayer ceramic capacitor was manufactured, and its characteristics upon application of DC bias were measured in the same manner as described in Example 7. The result thus obtained is shown in FIG.
[비교 실시예 3]Comparative Example 3
주성분 [Pb(MgNb)O]x [Pb(NiNb)O]y [PbTiO]z의 배합비(x, y, z)가 (0.2, 0.6, 0.2)이고 La 치환이 없는 것을 제외하고는 실시예 7에 사용된 것과 동일한 과정이 반복되어 콘덴서를 제조하고, DC 바이어스 인가시의 용량이 실시예 7에서와 동일한 방식으로 측정된다. 이렇게 하여 얻어진 결과가 실시예 7에서 얻어진 결과와 함께 제9도에 도시되어 있다.The compounding ratio (x, y, z) of the main component [Pb (MgNb) O] x [Pb (NiNb) O] y [PbTiO] z is (0.2, 0.6, 0.2) and La Except for the absence of substitution, the same procedure as that used in Example 7 was repeated to produce a capacitor, and the capacity at the time of applying the DC bias was measured in the same manner as in Example 7. The results thus obtained are shown in FIG. 9 together with the results obtained in Example 7. FIG.
[비교 실시예 4]Comparative Example 4
주성분 [Pb(MgW)O]x [PbTiO]y [Pb(NiNb)O]z의 배합비(x, y, z)가 (0.3, 0.4, 0.3)이고 Pb 치환이 없는 조성물을 사용한다는 것을 제외하고는 실시예 7에 사용된 것과 동일한 과정이 반복되어 콘덴서를 제조하고, DC 바이어스 인가시의 용량이 실시예 7에서와 동일한 방식으로 측정된다. 이렇게 하여 얻어진 결과가 실시예 8에서 얻어진 결과와 함께 제10도에 도시되어 있다.The compounding ratio (x, y, z) of the main component [Pb (MgW) O] x [PbTiO] y [Pb (NiNb) O] z is (0.3, 0.4, 0.3) and Pb The same procedure as used in Example 7 was repeated except that a composition without substitution was used to make a capacitor, and the capacity at the time of applying the DC bias was measured in the same manner as in Example 7. The results thus obtained are shown in FIG. 10 along with the results obtained in Example 8. FIG.
제9도 및 제10도에 도시된 결과는 납 이온(Pb )이 란탄 이온(La )으로 치환된 본 발명의 자기 조성물로부터 얻어진 콘덴서가 DC 바이어스 인가시에 비교 실시예 3 및 4의 조성물을 사용하여 얻어진 콘덴서보다 특성이 우수하다는 것을 명확히 나타내고 있다.The results shown in FIGS. 9 and 10 show lead ions (Pb). Lanthanum ion (La It is clearly shown that the capacitor obtained from the magnetic composition of the present invention substituted with) has superior characteristics than the capacitor obtained using the compositions of Comparative Examples 3 and 4 when DC bias is applied.
[실시예 9]Example 9
출발 원료로서 산화납(PbO), 산화 텅스텐(WO) 산화마그네슘(MgO), 산화니오브(NbO), 산화니켈(NiO), 산화 티탄(TiO) 및 산화 칼슘(CaCO)을 사용하고, 표 21 내지 표 22에 도시된 배합비가 되도록 각각 무게를 측정한다. 이같이 무게 측정한 출발 원료를 볼밀중에서 습식 밀링하여 혼합한후, 800℃ 내지 850℃에서 하소시키고, 이렇게 해서 얻어진 분말을 볼밀에서 다시 분쇄하여, 여과, 건조시킨후, 유기 바인더를 넣고 정립하여 프레스하므로써 대략 16㎜의 직경과 대략 10㎜의 두께를 갖는 원주 샘플과, 대략 16㎜의 직경과 대략 2㎜의 두께를 갖는 두 개의 원판형 샘플을 제작한다. 이후 소요 조성의 샘플은 950 내지 1050℃의 온도에서 1시간동안 소성 과정을 거친다. 소성된 원판형 샘플의 양면에 600℃에서 은 전극을 프린팅하며, 디지탈 LCR 미터로 주파수 1KHz, 전압 1V r.m.s., 실온에서 용량 및 그 유전 손실을 측정하여 유전율과 유전율의 온도 변화율을 구한다.Lead oxide (PbO), tungsten oxide (WO) magnesium oxide (MgO), niobium oxide (NbO), nickel oxide (NiO), titanium oxide (TiO) and calcium oxide (CaCO) were used as starting materials. Each weight is measured so that the compounding ratio shown in Table 22 is obtained. The weighed starting material is wet milled in a ball mill, mixed, calcined at 800 ° C. to 850 ° C., and the powder thus obtained is pulverized again in a ball mill, filtered and dried, and then placed in an organic binder, pressed, and pressed. A cylindrical sample having a diameter of approximately 16 mm and a thickness of approximately 10 mm and two disc shaped samples having a diameter of approximately 16 mm and a thickness of approximately 2 mm were produced. The sample of the required composition is then calcined for 1 hour at a temperature of 950 to 1050 ℃. A silver electrode is printed on both sides of the calcined disc sample at 600 ° C., and the capacity and its dielectric loss at a frequency of 1 KHz, voltage 1 V r.m.s., and room temperature are measured with a digital LCR meter to determine the temperature change rate of dielectric constant and dielectric constant.
표 21 내지 표 24는 이같이 하여 얻어진 자기 조성물의 주성분[Pb(MgW)O]x [PbTiO]y [Pb(NiNb)O]z의 배합비 x, y 및 z, Ca 치환량, 실온에서의 유전율, 유전 손실 및 -30℃와 85℃에서 얻어낸 유전율의 변화율(20℃에서의 유전율을 기준치로 표시)을 도시한다. 이들 표에서, 별표(*)는 Ca 치환량이 본 발명에서 한정하는 범위를 벗어나는 것을 의미하고, 이중 별표(**)는 대응하는 샘플의 주성분의 배합비가 본 발명에서 한정하는 범위를 벗어나는 것을 의미한다.Tables 21 to 24 show the compounding ratios x, y and z, Ca of the main components [Pb (MgW) O] x [PbTiO] y [Pb (NiNb) O] z of the magnetic composition thus obtained. The substitution amount, the dielectric constant at room temperature, the dielectric loss, and the rate of change of the dielectric constant obtained at −30 ° C. and 85 ° C. (dielectric constant at 20 ° C. as reference) are shown. In these tables, the asterisk (*) is Ca The substitution amount means outside the range defined in the present invention, and double asterisk (**) means that the blending ratio of the main component of the corresponding sample is outside the range defined in the present invention.
또한 Ca 치환 효과를 명확히 하기 위하여, 제11도에는 배합비(x, y, z)가 (0.2, 0.5, 0.3)이고 Ca 치환량이 0, 10 및 30mole% 인 자기 조성물의 유전율의 온도 변화율을 도시한다.Also Ca In order to clarify the substitution effect, in FIG. 11, the compounding ratio (x, y, z) is (0.2, 0.5, 0.3) and Ca The temperature change rate of the dielectric constant of the magnetic composition with substitution amounts of 0, 10 and 30 mole% is shown.
표 21 내지 표 24의 데이타로부터 알 수 있듯이, Pb(MgW)O-PbTiO-Pb(NiNb)O으로 이루어진 3성분계 조성물에 있어서, 0.01 내지 30mole%의 Pb 이온을 칼슘 이온(Ca )으로 치환한 본 발명의 자기 조성물은 유전율이 크고 유전율의 온도 변화율이 작으며, EIA 기준에 정의되어 있는 Y5U 특성 (-30 내지 85℃; ±22%, -56%) 또는 Y5T 특성(-30 내지 85℃; ±22%, -33%)을 충족시킬 수 있다. 또한 본 발명의 자기 조성물은 1050℃ 이하의 낮은 온도에서 소결될 수 있고, 따라서 적층 세라믹 콘덴서 형성에 사용될 때, 그 내부 전극을 형성하기 위해 저렴한 은 팔라듐 합금이 사용될 수 있다.As can be seen from the data of Tables 21 to 24, in a three-component composition consisting of Pb (MgW) O-PbTiO-Pb (NiNb) O, 0.01-30 mole% Pb Ions to calcium ions (Ca The magnetic composition of the present invention substituted with) has a high dielectric constant and a small temperature change rate of the dielectric constant, and has Y5U characteristics (-30 to 85 ° C; ± 22%, -56%) or Y5T characteristics (-30). To 85 ° C .; ± 22%, −33%). In addition, the magnetic composition of the present invention can be sintered at a low temperature of 1050 ° C. or lower, so when used in forming a multilayer ceramic capacitor, an inexpensive silver palladium alloy can be used to form the internal electrode thereof.
[실시예 10]Example 10
주성분 [Pb(MgW)O]x [PbTiO]y [Pb(NiNb)O]z의 배합비(x, y, z)가 (0.3, 0.5, 0.2)이고 10mole%의 Pb 이온이 Ca 이온으로 치환된 유전체 분말을 형성하도록 실시예 9에 사용된 것과 동일한 과정이 반복된다. 이같이 하여 얻어진 유전체 분말은 유기 용제에서 분산되고 유기 바인더와 반죽되어 슬러리를 형성하며, 이같이 하여 얻어진 슬러리는 요즈음 사용되는 닥터 블레이드 기술에 따라 두께 40㎛의 막으로 형성된다. 그후 통상의 스크린 프린팅 방법에 따라 상기 막에 내부 전극용 페이스트가 프린팅되고, 이어 적층체를 형성하기 위해 스팀핑 아웃, 적층, 열프레스를 행한 후, 콘덴서용 그린 칩을 얻기 위해 소요 형상의 편으로 절단된다. 이렇게 해서 얻어진 그린 칩은 바인더를 제거하여 소성되도록 소요 온도까지 가열되고 그후 외부 전극을 형성하기 위해 은 페이스트가 여기에 도포된다.The compounding ratio (x, y, z) of the main component [Pb (MgW) O] x [PbTiO] y [Pb (NiNb) O] z is (0.3, 0.5, 0.2) and 10 mole% of Pb Ion Ca The same procedure as used in Example 9 is repeated to form a dielectric powder substituted with ions. The dielectric powder thus obtained is dispersed in an organic solvent and kneaded with an organic binder to form a slurry. The slurry thus obtained is formed into a film having a thickness of 40 탆 in accordance with the doctor blade technique used these days. After that, the paste for internal electrodes is printed on the film according to a conventional screen printing method, and then steamed out, laminated, and hot pressed to form a laminate, and then in a desired shape to obtain a green chip for a capacitor. Is cut. The green chip thus obtained is heated to the required temperature so as to remove the binder and fired, and then a silver paste is applied thereto to form an external electrode.
얻어진 적층 세라믹 콘덴서의 용량은 디지탈 멀티미터에 의해 적층 세라믹 콘덴서에 0 내지 50V의 DC 바이어스가 인가되는 동안 실온에서 측정된다. 이렇게 얻어진 결과가 제12도에 도시되어 있다.The capacitance of the obtained multilayer ceramic capacitor is measured at room temperature while a DC bias of 0 to 50 V is applied to the multilayer ceramic capacitor by a digital multimeter. The result thus obtained is shown in FIG.
[비교 실시예 5]Comparative Example 5
주성분 [Pb(MgW)O]x [PbTiO]y [Pb(NiNb)O]z의 배합비(x, y, z)가 (0.3, 0.4, 0.3)이고 Ca 에 의한 Pb 치환이 없는 조성물을 사용한다는 것을 제외하고는 실시예 10에 사용된 것과 동일한 과정이 반복되어 콘덴서를 제조하고, DC 바이어스 인가시의 용량이 실시예 10에서와 동일한 방식으로 측정된다. 이렇게 하여 얻어진 결과가 실시예 10에서 얻어진 결과와 함께 제12도에 도시되어 있다.The compounding ratio (x, y, z) of the main component [Pb (MgW) O] x [PbTiO] y [Pb (NiNb) O] z is (0.3, 0.4, 0.3) and Ca on By Pb The same procedure as used in Example 10 was repeated except that a composition without substitution was used to make a capacitor, and the capacity at the time of applying the DC bias was measured in the same manner as in Example 10. The results thus obtained are shown in FIG. 12 together with the results obtained in Example 10. FIG.
제12도에 도시된 결과는 납 이온(Pb )이 칼슘이온(Ca )으로 치환된 본 발명의 자기 조성물로부터 얻어진 콘덴서가 DC 바이어스 인가시에 비교 실시예 5의 조성물을 사용하여 얻어진 콘덴서보다 특성이 우수하다는 것을 명확히 나타내고 있다.The result shown in FIG. 12 shows lead ions (Pb). ) Ca ions (Ca) It is clearly shown that the capacitor obtained from the magnetic composition of the present invention substituted with) is superior to the capacitor obtained using the composition of Comparative Example 5 when DC bias is applied.
우연히도, 주성분의 배합비가 본 발명에서 한정하는 범위를 벗어나는 자기 조성물의 퀴리점은 실온에서 상당히 높거나 낮은 온도로 이동되며, 따라서 이같은 조성물은, 실온에서의 그 유전율이 매우 낮고 실용 온도 범위내에서의 유전율의 변화율이 높다는 문제를 갖는다. 또한 자기 조성물에 첨가될 망간 니오브산 란탄[La(MnNb)O]의 양이 본 발명에서 한정하는 범위를 벗어난다면, 얻어지는 조성물은 억제 효과가 너무 높고 용량이 작으며, 그 굽힘 강도가 저하된다는 문제가 있으므로 콘덴서 제조용 재료로 사용될 수 없다. 또한 La 치환량이 본 발명에서 한정하는 범위를 벗어나면, 얻어지는 조성물은 억제 효과가 너무 높고 용량이 작으며, 얻어지는 자기 조성물의 퀴리점이 실온과 상당히 차이가 있어서 실온에서의 그 유전율이 상당히 낮고 또한 소성 온도가 높은 수준으로 상승되어야 한다는 (조성물이 1050 내지 1100℃의 온도 범위에서 소성되면 소성이 불충분하여 비저항의 감소를 초래한다는) 문제가 있으므로 콘덴서 제조용 재료로 사용될 수 없다. 또한 Ca 치환량이 본 발명에서 한정하는 범위를 벗어나면, 얻어지는 조성물은 억제 효과가 너무 높고 용량이 작아지며, 얻어지는 자기 조성물의 퀴리점이 실온과 상당히 차이가 있어서 실온에서의 그 유전율이 상당히 낮고 또한 소성 온도가 상승되어야 한다는 (조성물이 1050℃에서 소성되면 소성이 불충분하여 비저항의 감소를 초래한다는) 문제가 있으므로 콘덴서 제조용 재료로 사용될 수 없다.Incidentally, the Curie point of the magnetic composition where the proportion of the main component is outside the range defined by the present invention is shifted to a considerably higher or lower temperature at room temperature, and thus such a composition has a very low dielectric constant at room temperature and is within a practical temperature range. The problem is that the rate of change of permittivity is high. Also, if the amount of lanthanum manganese niobate [La (MnNb) O] to be added to the magnetic composition is outside the range defined by the present invention, the resulting composition is too high in suppression effect, small in capacity, and its bending strength is lowered. Therefore, it cannot be used as a material for manufacturing capacitors. La When the amount of substitution is outside the range defined in the present invention, the obtained composition has a very high inhibitory effect and a small capacity, and the Curie point of the obtained magnetic composition is significantly different from room temperature, so that its dielectric constant at room temperature is significantly low and the firing temperature is high. It cannot be used as a material for producing capacitors because there is a problem that it must be raised to a level (the composition is fired in the temperature range of 1050 to 1100 ° C. and the firing is insufficient, resulting in a decrease in specific resistance). Also Ca When the amount of substitution is outside the range defined in the present invention, the resulting composition has too high an inhibitory effect and a small capacity, and the Curie point of the resulting magnetic composition differs considerably from room temperature so that its dielectric constant at room temperature is considerably low and the firing temperature is increased. It cannot be used as a material for the manufacture of capacitors, since there is a problem that it should be fired (the composition is fired at 1050 ° C., resulting in insufficient firing).
본 발명의 자기 조성물은 유전율의 온도 변화율이 작으며, 그 주성분[Pb(MgW)O]x [PbTiO]y [Pb(NiNb)O]z 또는 [Pb(MgNb)O]x [Pb(NiNb)O]y [PbTiO]z 에 망간 니오브산 란탄[La(MnNb)O]을 첨가하거나, 주성분의 Pb 이온을 소정량의 La 나 CA 이온으로 치환하므로써 달성될 수 있다. 또한 본 발명의 자기 조성물은 DC 바이어스 인가시 용량이 적게 감소한다. 따라서, 상기 자기 조성물은 유전율의 온도 변화율이 우수하고 신뢰도가 높은 적층 세라믹 콘덴서를 제공할 수 있다. 또한 그 소성 온도는 1050 내지 1100℃ 이하이며, 이는 콘덴서 내부 전극 재료로서 은이 다량 함유된 은-팔라듐 합금의 사용을 가능하게 하고, 또한 내부 전극 제조 비용을 감소시킬 수 있다. 마찬가지로 상기 조성물은 DC 바이어스 인가시의 용량 감소가 전술한 바와 같이 비교적 작으므로 전원의 평활콘덴서와 같은 DC바이어스를 인가한 조건에서 사용되는 적층 세라믹 콘덴서에도 응용할 수 있다. 또한 상기 조성물은 망간 니오브산 란탄이 첨가될 때 높은 굽힘 강도를 갖는 제품을 제공할 수 있고, Pb 이온이 La 나 Ca 이온으로 치환되면, 비저항이 큰 제품을 제공할 수 있다.The magnetic composition of the present invention has a small temperature change rate of dielectric constant, and its main component [Pb (MgW) O] x [PbTiO] y [Pb (NiNb) O] z or [Pb (MgNb) O] x [Pb (NiNb) Manganese lanthanum niobate [La (MnNb) O] is added to O] y [PbTiO] z, or Pb as the main component Ions in a predetermined amount Me ca This can be achieved by substituting with ions. In addition, the magnetic composition of the present invention has a small decrease in capacity when DC bias is applied. Accordingly, the magnetic composition may provide a multilayer ceramic capacitor having excellent temperature change rate of dielectric constant and high reliability. The firing temperature is also 1050 to 1100 ° C. or lower, which enables the use of a silver-palladium alloy containing a large amount of silver as the capacitor internal electrode material, and can also reduce the internal electrode manufacturing cost. Likewise, the composition can be applied to a multilayer ceramic capacitor used under a condition of applying a DC bias such as a smoothing capacitor of a power source because the capacity reduction when applying a DC bias is relatively small as described above. The composition may also provide a product having a high bending strength when lanthanum manganese niobate is added, Pb Ion La Me Ca Substitution with ions can provide a product having a high specific resistance.
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