KR100444222B1 - 유전체 세라믹 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 각종 전기, 전자기기의 부품에 사용되는 유전체 세라믹 조성물에 관한 것으로서, 기존의 고유전율계를 기본으로 하고 여기에 그라스 프릿를 첨가하므로써, 고유전율, 저손실 및 저온 동시 소성이 가능한 유전체 세라믹 조성물을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
본 발명은 하기 화학식(1)과 같이 조성되는 유전체 세라믹 조성물을 그 요지로 한다.
(화학식 1)
a wt.%{ x CaO - y1Sm2O3- y2Nd2O3- w Li2O - z TiO2} +
b wt.% (ZnO-B2O3-SiO2계 그라스 프릿 또는 Li2O-B2O3-SiO2계 그라스 프릿)
(상기 식에서, 13.0 mol% ≤x ≤20.0 mol%; 10.0 mol% ≤ y1+y2≤17.0mol%; 6.0 mol% ≤ w ≤ 11.0 mol%; 60.0 mol%≤z ≤67.0 mol%; x+y1+y2+w+z=100; 85.0 wt.% ≤a ≤97.0 wt.%; 3.0 wt.% ≤ b ≤ 15.0 wt.%)

Description

유전체 세라믹 조성물{Dielectric Ceramic Compositions}
본 발명은 각종 전기, 전자기기의 부품에 사용되는 유전체 세라믹 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유전체와 전극을 동시에 소성할 수 있는 60이상의 유전율을 갖는 저온소성용 유전체 세라믹 조성물에 관한 것이다.
LC 필터(filter)등 고주파(~2GHz) 대역에서 사용하는 칩 부품의 경우 전극 재료로 저항이 낮은 Ag, Cu를 사용하여야 한다.
저항이 낮은 Ag, Cu를 전극으로 사용하는 경우에는 Ag 및 Cu의 융점이 각각 961℃ 및 1083℃로서 그 융점이 Ni(융점:1,455℃)이나 Ag-Pd 등보다 상당히 낮다.
한편, 유전체는 전극의 융점 보다 낮은 재료에 한정되기 때문에, 전극으로서 저항이 낮은 Ag, Cu를 사용하는 경우에는 그 선택의 범위가 좁다.
일반적으로 Ag를 내부 전극으로 사용하는 LTCC 재료라고 하면 소성온도가 900℃ 이하이고, 주성분이 그라스 프릿(glass frit)이고, 강도 및 특성향상을 위하여 세라믹 필러(filler)를 첨가한 조성을 말한다.
그러나, 이러한 조성물들은 유전율이 10 이하로 낮아 LC 필터에 적용하기는 힘들다.
LC 필터에 적절히 적용되기 위해서는 높은 유전율, 낮은 손실(loss) (높은 Qf 값), 및 안정된 공진주파수의 온도계수등의 유전특성을 필요로 한다.
유전체 세라믹 조성물의 유전율이 높아야 전극의 면적을 줄일 수 있어 소형 기종의 생산이 가능해 질 수 있다.
또한, 유전체의 두께를 두껍게 할 수 있어, I.L.(Insertion Loss)를 줄이는 데에도 유리하다.
또한, 안정된 공진주파수의 온도계수는 고온 특성을 안정화시키는 역할을 한다.
고유전율을 나타내는 저온 동시 소성 재료에 관한 기술로는 소성온도가 900℃ 이하인 새로운 시스템의 개발에 관한 기술와 기존 고유전율계 유전체 재료에 저온소결 첨가제 혹은 그라스 프릿을 첨가한 복합 시스템의 구현에 관한 기술로 크게 나눌 수 있다.
전자의 경우에는 Bi를 기본으로 하는 시스템이 많고, 전극과의 반응성, 재현성 등의 문제로 인하여 실제 양산에 적용되기 어려운 문제점이 있다.
후자와 관련된 기술로는 유전율이 약 100이고 소결온도가 1300℃ 이상인 CaO-Sm2O3-Nd2O3-Li2O-TiO2조성에 은 소결온도가 1300℃ 이상으로 높고, 소결조제인 B2O3-Li2O 를 첨가하여 소성온도를 1100℃ 정도로 낮추는 기술이 알려져 있다.[K.H. Yoon et. al., Jpn. J. Appl. Phys., 35[9B] 5145 (1996)]
그러나, 상기 소성온도는 Ag 전극과 동시소성 하기에는 여전히 높은 온도이다.
본 발명은 기존의 고유전율계를 기본으로 하고 여기에 그라스 프릿를 첨가하므로써, 고유전율, 저손실 및 저온 동시 소성이 가능한 유전체 세라믹 조성물을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 기존의 고유전율계를 기본으로 하고 여기에 그라스 프릿 및 CuO를 첨가하므로써, 고유전율, 저손실 및 저온 동시 소성이 가능할 뿐만 아니라 소결성 향상 및 고주파 유전특성을 조절할 수 있는 유전체 세라믹 조성물을 제공하고자 하는데, 있다.
이하, 본 발명에 대하여 설명한다.
본 발명은 하기 화학식(1)과 같이 조성되는 유전체 세라믹 조성물에 관한 것이다.
a wt.%{ x CaO - y1Sm2O3- y2Nd2O3- w Li2O - z TiO2} +
b wt.% (ZnO-B2O3-SiO2계 그라스 프릿 또는 Li2O-B2O3-SiO2계 그라스 프릿)
(상기 식에서, 13.0 mol% ≤x ≤20.0 mol%; 10.0 mol% ≤ y1+y2≤17.0mol%; 6.0 mol% ≤ w ≤ 11.0 mol%; 60.0 mol%≤z ≤67.0 mol%; x+y1+y2+w+z=100; 85.0 wt.% ≤a ≤97.0 wt.%; 3.0 wt.% ≤ b ≤ 15.0 wt.%)
또한, 본 발명은 하기 화학식(2)과 같이 조성되는 유전체 세라믹 조성물에 관한 것이다.
a wt.%{ x CaO - y1Sm2O3- y2Nd2O3- w Li2O - z TiO2} +
b wt.% (ZnO-B2O3-SiO2계 그라스 프릿 또는 Li2O-B2O3-SiO2계 그라스 프릿) + c wt.% CuO
(상기 식에서, 13.0 mol% ≤x ≤20.0 mol%; 10.0 mol% ≤ y1+y2≤17.0mol%; 6.0 mol% ≤ w ≤ 11.0 mol%; 60.0 mol%≤z ≤67.0 mol%; x+y1+y2+w+z=100; 85.0 wt.% ≤a ≤97.0 wt.%; 3.0 wt.% ≤ b ≤ 15.0 wt.%; c ≤ 7.0 wt.%)
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
기존의 유전율 100정도의 CaO-Sm2O3-Nd2O3-Li2O-TiO2조성은 소결온도가 1300℃ 이상으로 높아 융점이 961℃인 Ag 전극과 동시소성하기는 어렵다.
본 발명은 이러한 점을 해결하기 위하여 상기 조성을 유전체 기반조성으로 하고 여기에 그라스 프릿을 첨가하여 Ag 전극과 동시 소성을 가능하게 하고, 더 나아가 CuO를 추가로 첨가하여 소결성 향상 및 고주파 유전특성을 조절할 수 있는 유전체 세라믹 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명에서는 유전체 기반조성으로 x CaO - y1Sm2O3- y2Nd2O3- w Li2O - z TiO2조성을 사용한다.
상기 유전체 기반조성에 있어서 CaO의 양 (x)은 13 ~ 20 mol%, Sm2O3,Nd2O3의 양 (y1+y2)은 10 ~ 17 mol%, Li2O 의 양(w)은 6 ~ 11 mol%, TiO2의 양(z)은 60 ~ 67 mol%이고, x+y1+y2+w+z=100이다.
상기 CaO의 양이 13 mol% 미만인 경우에는 TCF가 음의 방향으로 너무 커지고, 20 mol%를 초과하는 경우에는 양(+)의 방향으로 너무 커져 실제 용응이 불가능하게 되므로, 그 함량은 13 ~ 20 mol%로 선정하는 것이 바람직하다.
즉, 실제 응용가능한 공진주파수의 온도계수 (TCF) 값인 ±20 ppm/℃의 값을 만족시키기 위해서는 상기 CaO의 양이 13~ 20 mol%의 값을 가져야 한다. 상기 Sm2O3와 Nd2O3를 합한 양 (y1+y2)이 10 mol% 미만인 경우에는 TCF 가 양의 방향으로 너무 커지고, 17 mol%를 초가하는 경우에는 손실이 커져, Qf 값이 작아지게 되므로, 그 합의 양은 10 ~ 17 mol%로 설정하는 것이 바람직하다.
즉, 상기 Sm2O3및 Nd2O3의 양이 너무 작은 경우에는 TCF 값이 높은 CaTiO3상 (+300 ppm/℃)영향으로 TCF 값이 크고, 17mol% 이상이면 2차상으로 생기는 Sm2Ti2O7상의 영향으로 Q 값이 급격히 감소하게 된다.
상기 Li2O의 양이 6 mol% 미만인 경우에는 Sm2Ti2O7의 생성으로 인해, Qf 값이 작아지고, 11 mol%를 초과하는 경우에는 TCF 가 커지므로, 그 함량은 6 ~ 11 mol%로 선정하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 유전체 기반조성에 Ag 와 같은 저융점 금속으로 이루어지는 전극과 동시소성을 위하여 그라스 프릿을 첨가한다.
본 발명에 바람직하게 사용될 수 있는 그라스 프릿으로는 ZnO-B2O3-SiO2-PbO계 그라스 프릿과 Li2O-BaO-B2O3-SiO2계 그라스 프릿을 들수 있다.
상기 ZnO-B2O3-SiO2-PbO계 그라스 프릿은 ZnO: 30-70wt%, B2O3: 5-30wt%, SiO2: 5-40wt%, PbO: 2-40wt%로 조성되는 것이 바람직하다.
상기 B2O3는 유리 점도를 저하시키며, 유전체 조성의 소결을 가속화 시키는 성분으로서, 그 함량이 5 wt.% 미만인 경우에는 900℃ 이하에서 소결이 일어나지 않고, 30 wt.%를 초과하는 경우에는 내습성에 문제가 생기므로, 상기 B2O3의 함량은 5-30wt.%로 설정하는 것이 바람직하다.
상기 SiO2의 함량이 40 wt.%를 초과하는 경우에는 그라스 프릿의 연화점(softening point)(Ts)가 높아져 유전체 조성에 첨가되어 소결조제의 역할을 하지 못하게 된다.
또한, PbO의 함량이 2wt.% 미만인 경우에는 Ts가 높아 소결성에 문제가 있고, 40 wt.%를 초과하는 경우에는 Ts 는 낮아져 소결성은 향상되나 미량 첨가시에도 Q 값이 저하되는 문제점이 생기게 되므로, 상기 PbO의 함량의 함량은 2-40wt.%로 설정하는 것이 바람직하다.
상기 ZnO의 함량이 과도하게 큰 경우에는 그라스 프릿의 연화점이 상승하여 저온 소성이 불가능 하게 된다.
한편, 상기 Li2O-BaO-B2O3-SiO2계 그라스 프릿은 Li2O: 1-10wt%, BaO: 10-40wt%, B2O3: 20-50wt% 및 SiO2: 15-40wt%로 조성되는 것이 바람직하다.
상기 Li2O-BaO-B2O3-SiO2계 그라스 프릿에 있어서 B2O3및 SiO2의 함량을 설정하는 이유는 상기한 ZnO-B2O3-SiO2-PbO계 그라스 프릿에서와 동일하며, 다만, 그 함량에 있어서는 다소 차이가 있다.
상기 Li2O는 그라스 프릿의 연화점(Ts)을 낮추어 소결을 촉진시키는 역할을 하지만, 10 wt.% 를 초과하는 경우에는 내습성의 문제가 생긴다.
또한, 상기 BaO의 함량이 40wt.%를 초과하는 경우에는 저온 소성을 하면, Q 값이 급격히 저하되고, 10wt.% 미만에서는 Ts의 증가로 인해 소결성에 나쁜 영향을 미치게 되므로, 상기 BaO의 함량은 10-40wt.% 로 설정하는 것이 바람직하다.
상기한 그라스 프릿의 첨가량이 너무 적은 경우에는 소결이 일어나지 않아 유전율이 작은 문제점이 있다.
이는 그라스 프릿의 첨가로 생성되는 액상의 양이 작아 900℃ 소결온도에서 소결 구동력이 충분하지 않아 소결성이 떨어지기 때문이다.
또한, 그라스 프릿의 첨가량이 너무 많아지는 경우에는 유전율 및 Q 값의 저하를 가져오게 된다.
따라서, 본 발명에 있어서 그라스 프릿의 첨가량은 3-15wt%로 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서는 소결성 향상 및 유전특성 조절을 위하여 그라스 프릿과함께 CuO를 첨가한다.
즉, 상기 CuO는 그라스 프릿이 첨가된 조성에서 소결성을 향상시켜 유전율을 증가시키고, Q 값의 큰 변화 없이 TCF 도 조절하는 역할을 위하여 첨가된다.
그러나, 상기 CuO의 양이 7.0 wt.%를 초과하는 경우에는 소결성 증진의 효과보다는 오히여 유전율 저하 및 Q 값의 저하를 초래하게 된다. 이는 CuO가 고용 한계를 넘어 계면에 2차 상으로 존재하기 때문이다.
따라서, 상기 CuO를 첨가하는 경우에는 그 첨가량은 7.0 wt.%이하로 제한하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 유전체 세라믹 조성물을 제조하는 바람직한 방법의 일례에 대하여 설명한다.
유전체 조성을 합성하기 위하여 출발물질로 고순도 (99.0% 이상)의 CaCO3, Sm2O3, Nd2O3, Li2CO3및 TiO2를 목표 조성에 따라 x CaO - y1Sm2O3- y2Nd2O3- w Li2O - z TiO2에 맞게 칭량(weighing) 한 후 습식 혼합을 한다.
상기 습식혼합은 3φ지르코니아 볼과 D.I water 를 넣고 로드 밀(rod mill)에서 16시간이상 행하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 혼합된 슬러리(slurry)를 건조시켜 유발에서 조분쇄한 후 하소를 한다.
상기 하소는 5℃/min의 승온속도로 승온하여 1000-1150℃ 에서 2∼3시간정도 행하는 것이 바람직하다.
이때, 하소온도가 1000℃ 미만인 경우에는 중간상인 Sm2TiO7의 양이 많아 소결후 Q값이 저하되고, 1150℃를 초과하는 경우에는 입자가 과도하게 성장하여 분쇄가 어렵게 된다.
유전체에 첨가할 그리스 프릿은 목적하는 조성비가 되도록 각각의 성분 원소를 칭량하고, 1200℃ ~ 1400℃ 사이의 온도로 용융하고, 물에서 급랭 후, 건식 분쇄를 거쳐, 에틸 알콜을 사용하여 분쇄하는 것이 바람직하다.
상기 분쇄는 그라스 프릿의 입도가 0.5~1.0 ㎛ 가 되도록 행하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 하소한 유전체 기반조성을 유발로 조분쇄한 후 이 유전체 기반조성에 그라스 프릿 단독 또는 CuO와 함께 그라스 프릿을 적정량 첨가하여 배치(batch)한 후, 혼합한다.
상기와 같이 혼합된 분말을 건조시킨 후 600 ~ 700℃에서 2차하소를 행한다.
상기 2차 하소의 목적은 그라스 프릿의 Ts (softening point)보다 약간 높은 온도에서 행해짐으로써 유전체와 그라스 프릿간의 균일성을 향상시켜, 소결후의 균일성을 증진시키기 위함이다.
상기와 같이 2차 하소된 파우더는 목적하는 입도로 분쇄하고, 분쇄한 파우더는 바인더 혼합후 디스크나 시트(sheet)등과 같은 목적하는 형상으로 성형한다.
상기와 같이 성형된 성형체에 전극을 형성한 후, 하소 및 900℃이하에서 동시 소성함으로써 목적하는 소자가 제조된다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
실시예 1
유전체 기반조성을 합성하기 위하여 출발물질로 고순도 (99.0% 이상)의 CaCO3, Sm2O3, Nd2O3, Li2CO3, TiO2를 하기 표 1의 조성이 얻어지도록 x CaO - y1Sm2O3- y2Nd2O3- w Li2O - z TiO2에 맞게 칭량(weighing)한 후 3φ지르코니아 볼과 D.I water 를 넣고 로드 밀(rod mill)에서 16시간 습식 혼합하였다. 혼합된 슬러리(slurry)를 건조시켜 유발에서 조분쇄한 후 5℃/min의 승온속도로 1000℃ ~ 1150℃ 사이에서 2시간 하소하였다.
상기와 같이 하소된 파우더는 유발로 분쇄 하여 planetary mill로 200 rpm으로 30분간 분쇄하였다. 분쇄한 파우더는 바인더 혼합후, 14mm φ mold를 사용하여 약 2.0 ton/cm2의 압력으로 일축 성형하여 디스크(disk)를 제작하였다. 성형된 시편을 1300℃에서 3시간 소결하고, 유전율(k), Q값, 및 TCF를 조사하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
하기 표 1의 고주파 유전특성 중 유전율(K)과 Q 값은 Hakki & Coleman 방법으로 행하였으며, 공진주파수의 온도계수(TCF)는 cavity 법으로 행하였다. 공진주파수의 온도계수는 20℃에서 85℃ 사이에서 측정하였으며, 20℃에서 30분 유지후 그때의 공진주파수를 측정하고, 85℃로 승온한 후 30분 유지한 다음에 공진주파수를 측정하여 공진주파수의 온도계수를 측정하였다.
기반조성 No. CaO Sm2O3 Nd2O3 Li2O TiO2 K Q TCF
1 11.0 15.0 0.0 8.0 66 81.0 3000 -60.0
2 21.0 5.0 5.0 8.0 61.0 120 4500 50.0
3 19.6 9.8 0.0 8.8 61.8 123 4350 65.0
4 6.7 17.5 0.0 8.4 67.4 75 500 -85.0
5 19.0 11.0 0.0 5.9 64.1 110.5 450 32.0
6 11.5 9.5 4.5 11.5 63.0 130 1300 75.0
7 15.8 13.2 0.0 7.9 63.1 105 5500 15.0
8 18.0 11.8 0.0 7.8 62.4 105.3 5604 13.3
9 16.9 4.8 7.9 7.8 62.6 113.2 3750 12.6
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 부합되는 70이상의 유전율, 500이상의 Q값 및 ±20ppm/℃의 유전특성을 갖는 유전체 세라믹 조성물을 제조하기 위해서는 본 발명에 부합되는 기반조성 (7-9)을 기반조성으로 사용하여야 함을 알 수 있다.
실시예 2
상기 실시예 1에서와 같이 하소된 상기 표 1의 유전체 기반조성 (7) 및 (8)를 각각 유발로 조분쇄한 후 이 각각의 유전체 기반조성 30g에 하기 표 4에 나타난 바와 같이 그라스 프릿을 2.0 ~ 17.0 wt.% 첨가 하고, CuO를 0 ~ 8.0 wt.% 첨가하여 배치(batch)한 후 2차 분쇄 및 혼합하였다.
상기 그라스 프릿은 표 2 및 표 3에 나타낸 조성비가 되도록 각각의 성분 원소를 칭량하고, 1200℃ ~ 1400℃ 사이의 온도로 용융하고, 물에서 급랭 후, 건식 분쇄를 거쳐, 에틸 알콜을 사용하여 입도가 0.5~1.0 ㎛ 가 되도록 분쇄하여 제조한 것이다.
상기와 같이 혼합된 분말을 건조시킨 후 600 ~ 700℃에서 2차 하소하였다.
상기와 같이 2차 하소된 파우더는 유발로 조분쇄 한 후 planetary mill로200 rpm으로 30분간 분쇄하였다.
분쇄한 파우더는 바인더 혼합후, 14mm φ mold를 사용하여 약 2.0 ton/cm2의 압력으로 일축 성형하여 디스크(disk)를 제작하였다. 성형된 시편을 900℃에서 3시간 소결한 후, 유전율(K)과 Q 값 및 공진주파수의 온도계수(TCF)를 측정하고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
단, 하기 표 4에서 비교재(2) 및 비교재(13)은 1050 ℃에서 소성한 것이다.
또한, 하기 표 4에는 소결상태를 조사하고, 그 결과를 나타내었다.
상기 유전율(K)과 Q 값 및 공진주파수의 온도계수(TCF)는 실시예 1과 같은 방법으로 구하였다.
그라스 프릿 No. B2O3 SiO2 ZnO PbO
발명 G1 20 10 55 15
비교 G2 3 27 60 10
비교 G3 35 20 40 5
비교 G4 20 3 55 22
비교 G5 15 45 35 5
비교 G6 20 30 49 1
비교 G7 10 15 32 43
비교 G8 12 10 75 3
그라스 프릿 No. SiO2 BaO B2O3 Li2O
발명 G9 30 25 40 5
비교 G10 20 20 55 5
비교 G11 40 32 19 9
비교 G12 11 38 42 9
비교 G13 45 20 30 5
비교 G14 25 29 45.5 0.5
비교 G15 16 25 45 14
비교 G16 15 45 35 5
비교 G17 38 8 49 5
유전체No. 기반조성 그라스 프릿 CuO(wt%) 유전율(k) Q TCF(ppm/℃) 비고
종류 첨가량(wt%) 종류 첨가량(wt%)
비교재1 7 98.0 발명G1 2.0 0 - - - 소결불량
비교재2 7 98.0 발명G1 2.0 0 95 1500 12.5 소결됨
발명재1 7 97.0 발명G1 3.0 0 70 700 11.0 소결됨
발명재2 7 95.0 발명G1 3.0 2.0 80 800 4.0 소결됨
발명재3 7 93.0 발명G1 7.0 0 74 650 8.0 소결됨
발명재4 7 86.0 발명G1 14.0 0 70 600 7.5 소결됨
비교재3 7 83.0 발명G1 17.0 0 55.2 200 8.0 소결됨
발명재5 7 92.0 발명G1 7.0 1.0 77.5 960 6.5 소결됨
비교재4 7 89.0 발명G1 3.0 8.0 55 250 9.0 소결됨
비교재5 7 90.0 비교G2 10.0 0.0 - - - 소결안됨
비교재6 7 90.0 비교G3 10.0 0.0 73 550 8.6 내습성불량
비교재7 7 90.0 비교G4 10.0 0.0 - - - 소결안됨
비교재8 7 90.0 비교G5 10.0 0.0 - - - 소결안됨
비교재9 7 90.0 비교G6 10.0 0.0 - - - 소결안됨
비교재10 7 90.0 비교G7 10.0 0.0 69 100 8.3 Q값 저하
비교재11 7 90.0 비교G8 10.0 0.0 - - - 소결안됨
비교재12 8 98.0 발명G9 2.0 0 - - - 소결안됨
비교재13 8 98.0 발명G9 2.0 0 90 1400 11.5 소결됨
발명재6 8 97.0 빌명G9 3.0 0 75 900 10.0 소결됨
발명재7 8 95.0 발명G9 3.0 2.0 84 990 8.0 소결됨
발명재8 8 93.0 발명G9 7.0 0 76 800 8.0 소결됨
발명재9 8 86.0 발명G9 14.0 0 65 550 4.5 소결됨
비교재14 8 83.0 발명G9 17.0 0 58.5 150 -2.0 소결됨
발명재10 8 92.0 발명G9 7.0 1.0 79.5 960 6.5 소결됨
비교재15 8 89.0 발명G9 3.0 8.0 50 180 5.0 소결됨
비교재16 8 87.0 비교G10 13.0 0.0 75.1 780 7.5 내습성불량
비교재17 8 87.0 비교G11 13.0 0.0 - - - 소결불량
비교재18 8 87.0 비교G12 13.0 0.0 - - - 소결불량
비교재19 8 87.0 비교G13 13.0 0.0 - - - 소결불량
비교재20 8 87.0 비교G14 13.0 0.0 - - - 소결불량
비교재21 8 87.0 비교G15 13.0 0.0 68 570 6.2 내습성불량
비교재22 8 87.0 비교G16 13.0 0.0 72 120 5.8 Q값저하
비교재23 8 87.0 비교G17 13.0 0.0 - - - 소결불량
상기 표 4 에 나타난 바와 같이, 본 발명에 부합되는 유전체 세라믹 조성물의 경우(발명재1-10)에는 900℃에서 소성이 가능할 뿐만 아니라 높은 70이상의 유전율, 500이상의 Q값 및 ±20.0ppm/℃의 TCF를 나타내고 있음을 알 수 있다.
한편, 본 발명을 벗어나는 경우(비교예 1-23)에는 900℃에서 소결이 되지 않거나 소결불량이 발생하거나 소결이된다 하더라도 유전율, Q값 및 TCF의 값중의 적어도 하나의 특성은 열화됨을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 기존의 고온 소성 (1300℃ 이상) 유전체 재료를 기반조성으로 하고 여기에 그라스 프릿을 단독 또는 CuO와 함께 그라스 프릿을 첨가함으로써 900 ℃의 낮은 온도에서 Ag 전극과 동시 소성 가능한 유전체 세라믹 조성물을 제공할 수 있는 효과가 있는 것이다.
또한, 본 발명은 그라스 프릿의 첨가량과 CuO의 첨가량을 조절함으로써 유전율은 60 이상, Q 값은 500 이상 (at 3 GHz), TCF 값은 ±20.0 ppm/℃를 구현 함으로써 적층 칩 LC 필터(filter)를 제조하기에 적절한 유전체 세라믹 조성물을 제공할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (4)

  1. 하기 화학식(1)을 갖는 세라믹 조성물 85.0 ∼97.0 wt%와 ZnO-B2O3-SiO2계 그라스 프릿 또는 Li2O-B2O3-SiO2계 그라스 프릿으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나의 그라스 프릿 3.0 ∼ 15.0wt%를 포함하는 유전체 세라믹 조성물
    (화학식 1)
    { x CaO - y1Sm2O3- y2Nd2O3- w Li2O - z TiO2}
    상기 화학식(1)에서, x, y1, y2, w, 및 z는 13.0 mol% ≤x ≤20.0 mol%; 10.0 mol% ≤ y1+y2≤17.0mol%; 6.0 mol% ≤ w ≤ 11.0 mol%; 60.0 mol%≤z ≤67.0 mol%; x+y1+y2+w+z=100의 조건을 만족함.
  2. 제1항에 있어서, 7.0wt%이하의 CuO를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체 세라믹 조성물
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 ZnO-B2O3-SiO2계 그라스 프릿은 ZnO: 30-70wt%, B2O3: 5-30wt%, SiO2: 5-40wt%, 및 PbO: 2-40wt%를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체 세라믹 조성물
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 Li2O-B2O3-SiO2계 그라스 프릿은 Li2O: 1-10wt%, BaO: 10-40wt%, B2O3: 20-50wt% 및 SiO2: 15-40wt%를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체 세라믹 조성물
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