KR100981072B1 - 세라믹스 자기의 제조 방법, 세라믹스 자기 및 전자부품 - Google Patents

세라믹스 자기의 제조 방법, 세라믹스 자기 및 전자부품 Download PDF

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Abstract

세라믹스 분체 100중량부에 대해서 0.5중량부 이상, 30중량부 이하의 육방정계 셀시안 분체를 첨가해서 혼합물을 얻는다. 그리고, 이 혼합물을 소결시켜서 세라믹스 자기를 얻는 데에 있어서 세라믹스 자기 내에 침상의 단사정 셀시안을 석출시킨다.
세라믹스 자기

Description

세라믹스 자기의 제조 방법, 세라믹스 자기 및 전자부품{PROCESS FOR PRODUCTION OF CERAMIC PORCELAINS, CERAMIC PORCELAINS AND ELECTRONIC COMPONENTS}
본 발명은 세라믹스 자기의 제조 방법 및 전자부품에 관한 것이다.
휴대전화기 등의 고주파 회로 무선기기에 있어서는 고주파 회로 필터로서, 예를 들면 톱 필터, 송신용 인터스테이지 필터, 로컬 필터, 수신용 인터스테이지 필터 등으로서 적층형 유전체 필터가 사용되고 있다. 유전체 적층 필터를 제조하기 위해서는 유전체를 구성하는 세라믹 분체의 성형체를 복수개 제작하고, 각 성형체에 대해서 소정의 도체 페이스트를 도포함으로써 소정의 전극 패턴을 각 성형체에 제작한다. 이어서, 각 성형체를 적층해서 적층체를 얻고, 이 적층체를 소성함으로써 도체 페이스트층과 각 성형체를 동시에 소성해서 치밀화시킨다.
이 때, 전극은 일반적으로 은계 도체, 동계 도체, 니켈계 도체와 같은 저융점 금속의 도체를 사용하고 있지만, 이들 융점은 예를 들면 1100℃ 이하이며, 930℃ 정도까지 저하되는 경우도 있다. 이 때문에, 전극을 구성하는 저융점 금속보다 낮은 소성 온도에서 유전체를 소결시키는 것이 필요하다.
스트레이 용량을 저감시키고, 지연시간을 저감시키고, 내장 공진기 및 콘덴 서의 고주파 손실을 저감시키기 위해서 저온 소성 자기의 유전율(εr)을 낮게 하고, 또한 품질계수(Q)를 증가시키는 것이 요구되고 있다. 본 출원인은 일본 특허 공개 2000-211969호 공보에 있어서, 1000℃ 이하의 최적 소성 온도를 갖고 있고, 유전율(εr)이 10 이하이며, 품질계수(Q)가 2500 이상인 저온 소성 자기를 개시했다. 이 자기는 실리카-알루미나-산화 바륨계이며, 강도가 높은 셀시안상(celsian phases)을 석출시키고 있다.
또한, 일본 특허 공개 2003-12370호 공보에 있어서는, 산보나이트상(sanbornite phases), 셀시안상 및 크리스토발라이트상을 석출시킴으로써 자기의 소성시의 소성 수축을 제어하여 자기 내에서의 크랙 발생을 방지하고 있다.
일본 특허 공개 2003-40668호 공보에 기재된 저온 소성 자기에 있어서도, 자기 내에 가나이트(garnite) 결정상, 스피넬(spinel) 결정상, 침상의 셀시안 결정상 등을 석출시켜, 고강도이며, 열전도율이나 영률이 높은 저온 소성 자기를 개시하고 있다.
그러나, 전자부품의 고주파화 및 소형화가 진행됨에 따라 세라믹스 자기의 파괴 인성을 한층 강화시키는 것이 요구되고 있다. 상기한 바와 같은 세라믹스 자기에 있어서도 자기의 파괴 인성의 향상에는 아직 상한이 있으며, 다른 특성을 유지하면서, 보다 나은 자기의 파괴 인성의 향상을 실현하는 것이 요구되고 있다.
본 발명의 과제는 세라믹스 자기의 파괴 인성을 한층 향상시키는 것이다.
본 발명에 따른 세라믹스 자기의 제조 방법은 세라믹스 분체 100중량부에 대하여 0.5중량부 이상, 30중량부 이하의 육방정계 셀시안 분체를 첨가해서 혼합물을 얻는 공정; 및
상기 혼합물을 소결시켜서 세라믹스 자기를 얻는 데에 있어서, 상기 세라믹스 자기 내에 단사정(單斜晶) 셀시안을 석출시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 이 제조 방법에 의해 얻어진 것을 특징으로 하는 세라믹스 자기에 관한 것이다.
또한 본 발명은 상기 자기에 의해 적어도 일부가 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자부품에 관한 것이다.
상기한 종래 기술의 자기에서도 자기의 조직 내에 셀시안 결정상이 석출되어 있어 어느 정도의 강도 향상은 보여진다. 그러나, 이들 셀시안상은 셀시안 원료의 첨가에 의해 생성된 것은 아니고, 특정의 조성과 제법의 조합에 의해 생긴 것이다.
본 발명자는 세라믹스 자기를 제조하는 데에 있어서, 육방정 셀시안의 첨가를 검토했다. 구체적으로는, 예를 들면 도 1에 모식적으로 나타내듯이 메인 상의 원료를 하소에 의해 정제시켜서, 조분쇄한 저융점 유리와 혼합하는 단계에서 육방정 셀시안 분체를 첨가, 혼합하여 소결시키는 것을 시도했다.
이 결과, 육방정 셀시안을 소결 전에 첨가함으로써 BaZn2Ti4O11, TiZn2O4, TiO2(rutile), 저융점 유리에 추가해서 침상 결정인 단사정 셀시안이 석출되는 것을 발견했다. 침상 셀시안 결정은 균열 확산을 막을 수 있으므로, 파괴 인성값이 향상된다. 즉, 도 2에 모식적으로 나타내듯이, 자기의 조직 내에서 균열이 확산되기 위해서는 침상 결정이 인발될 필요가 있고, 이 인발에 필요한 에너지만큼 균열 확산을 억제할 수 있다.
그러나, 본 발명의 제법에 의해 얻어진 자기의 파괴 인성의 향상은 종래의 셀시안 결정상이 석출된 자기에 있어서의 인성 향상과 비교해도 현저히 높은 것이었다. 이 이유를 검토한 결과, 이하의 것이 판명되었다. 즉, 도 3(a)에 모식적으로 나타내듯이, 원료 분체(4)에 대해서 침상의 셀시안 결정(5)을 첨가한 경우에는 침상 결정(5)은 일종의 가시로서 다른 결정 분체(4) 사이에 개재되어 다른 분체(4)의 소결의 진행을 저해하는 경향이 있다. 이렇게 분체의 소결성이 저하되므로, 침상의 셀시안 결정 분체(5)를 첨가해도 도 3(b)에 나타내듯이, 결정 분체(1)의 소결이 부분적으로 저해되고, 또한 셀시안 결정 분체(6)의 길이도 짧아지는 경향이 있다. 그리고, 소결 불량 부분이 발생되기 쉬우므로, 파괴 인성값은 저하되는 경향이 있다. 또한 소결 단계에서 침상의 셀시안 결정은 접히고, 애스펙트비 3 이하의 결정(6)이 자기중에 잔류되기 쉽다고 생각된다.
이것에 대해서, 도 4(a)에 모식적으로 나타내듯이, 소결 전의 자기 원료(4)에 대하여 육방정 셀시안 결정 분체(7)를 첨가해서 소결시킨 경우에는, 이 분체(7)는 다른 것보다 양이 많은 원료 분체(4) 사이의 입계에 수용되기 쉽고, 따라서, 다른 세라믹스 분체(4)의 소결을 방해하는 일은 없다. 그리고, 도 4(b)에 모식적으로 나타내듯이, 결정 분체(4)의 자기의 소결이 진행됨에 따라, 분체(7)가 침상의 단사정(2)으로 변태되어 가지만, 이 과정에서 다른 결정상(1) 사이의 가늘고 긴 입계를 따라 재배열되고, 치밀하게 충전되어 가는 것이라고 생각된다. 이 결과, 소결이 불충분한 부분이 발생되는 일은 없고, 단사정 셀시안 결정상(2)의 강도를 더욱 발휘하기 쉬운 형태로 되는 것이라고 생각된다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 제조 방법의 플로우챠트를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 의해 얻어진 자기의 미구조를 나타낸다.
도 3(a)는 비교예에 있어서의 소결 전의 원료 혼합물을 나타내는 모식도이며, 도 3(b)는 도 3(a)의 혼합물의 소결 후의 상태를 나타내는 모식도이다.
도 4(a)는 본 발명에 있어서의 소결 전의 원료 혼합물을 나타내는 모식도이며, 도 4(b)는 도 4(a)의 혼합물의 소결 후의 상태를 나타내는 모식도이다.
도 5(a)는 실시예에서 제작한 소자의 그린 시트 상의 공진기 패턴을 나타내는 평면도이며, 도 5(b)는 이 소자의 개략 단면도이다.
도 6은 자기의 X선 회절 챠트이다.
도 7은 본 발명에 의해 얻어진 자기의 전자 현미경 사진이다.
본 발명에 따른 세라믹스 자기의 제조 방법은 세라믹스 분체에 0.5중량% 이상, 30중량% 이하의 육방정계 셀시안 분체를 첨가해서 혼합물을 얻는 공정; 및
상기 혼합물을 소결시켜서 세라믹스 자기를 얻는 데에 있어서, 상기 세라믹스 자기 내에 침상의 단사정 셀시안을 석출시키는 공정을 포함한다.
여기에서, 자기의 종류 및 세라믹스 분체의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 이하의 조성계의 자기를 예시할 수 있다.
BaO-TiO2, BaO-RE2O3-TiO2(RE는 란타노이드계 원소),
BaO-RE2O3-Bi2O3-TiO2(RE는 란타노이드계 원소), MgO-CaO-TiO2계
바람직한 실시형태에 있어서는, 세라믹스 원료 분체가 BaO:9.0∼26.0중량%, TiO2:30.0∼75.0중량% 및 ZnO:0.1∼38.0중량%의 세라믹스 조성을 갖고 있다. 이러한 원료 분체로부터 얻어진 티탄산 바륨(아연)계 자기에 있어서, 단사정 셀시안을 석출시킨 자기는 특이 우수한 파괴 인성을 갖는 것을 발견했다.
더욱 바람직한 실시형태에 있어서는, 세라믹스 원료 분체가 BaO, TiO2 및 ZnO의 합계량을 100중량부로 했을 때, Al2O3:0.7∼15.0중량부, SiO2:0.1∼15.0중량부, MnO:0.1∼5.5중량부 및 B2O3:0.1∼20.0중량부를 더 함유한다.
셀시안 결정상은 고온상이 육방정계이며, 저온상이 단사정계로 되어 있다. 이 때문에, 자기 원료의 메인 상에 추가해서 육방정 셀시안에 유리 분체를 첨가하고, 비교적 저온에서 소결시킨 경우에, 저온상의 단사정이 석출되기 쉽게 된 것이라고도 추정할 수 있다.
또한, 자기 원료 분체 및 육방정 셀시안 분체에 추가해서 유리 분체를 첨가하는 것이 바람직하다. 이 경우, 유리 분체로서는 이하를 예시할 수 있다.
ZnO-SiO2-B2O3, SiO2-B2O3, BaO-Al2O3-SiO2-B2O3, BaO-Bi2O3-B2O3, Li2O-R2O3-SiO2-B2O3, Li2O-RO-SiO2-B2O3(R은 알칼리 토류 금속)
본 발명의 제법에서는 세라믹스 분체에 0.5중량부 이상, 30중량부 이하의 육방정계 셀시안 분체를 첨가한다. 셀시안 분체의 중량비율은 원료 분체의 합계량을 100중량부로서 계산한다. 여기에서 육방정계 셀시안 분체의 비율을 0.5중량부 이상으로 함으로써 자기중에서의 단사정 셀시안 결정의 석출을 촉진시킬 수 있고, 이것에 의해 자기의 파괴 인성을 더욱 향상시킬 수 있다. 이 관점으로부터는 육방정계 셀시안 분체의 첨가량은 2.0중량부 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다.
또한 육방정계 셀시안 분체의 첨가량이 30중량부를 초과하면, 소결성이 저하되어 자기중의 결함이 증가한다. 이 때문에, 육방정계 셀시안 분체의 첨가량은 30중량부 이하로 한다. 이 관점으로부터는 이 첨가량은 25중량부 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.
육방정 셀시안 분체는 자기를 구성하는 각 금속 원료의 혼합물에 대하여 첨가할 수 있다. 또는, 육방정 셀시안 분체 이외의 각 산화물을 혼합하고, 하소해서 하소물을 제작하고, 하소물을 분쇄해서 하소 분체를 얻고, 하소 분체에 대하여 육방정 셀시안 분체 및 유리 분체를 첨가해서 혼합하고, 이 혼합물을 소결시킬 수 있다.
셀시안 분체의 첨가시에는 자기의 제조시에 통상 사용되는 첨가제를 더 첨가할 수 있다. 이러한 첨가제로서는 부분 안정화 지르코니아, 알루미나를 예시할 수 있다.
자기중에 석출되는 침상 셀시안 결정상의 길이는 한정되지 않지만, 통상 1.6∼3.0㎛이다. 또한 이 셀시안 결정상의 지름은 통상 0.1∼0.8㎛이며, 애스펙트비는 통상 2.0∼30이다.
또한 본 발명의 세라믹스 자기에 있어서는, BaO의 비율을 9.0∼26.0중량%로 함으로써 자기의 기공률이 현저히 낮아지고, 파괴 인성이 향상되고, 또 강유전체층의 석출이 억제된다.
TiO2의 비율을 30.0∼75.0중량%로 함으로써 자기의 기공률이 현저히 낮아지고, 파괴 인성이 향상되고, 크랙이 억제된다.
ZnO의 비율을 0.1∼38.0중량%로 함으로써 자기의 기공률이 현저히 낮아지고, 파괴 인성이 향상되고, 크랙이 억제된다.
본 발명에 있어서 바람직한 세라믹스 조성에 있어서는 또한 Al2O3의 비율을 0.7∼15.0중량부로 할 수 있다. 단, BaO, TiO2 및 ZnO의 합계량을 100중량부로 한다. 이렇게 Al2O3를 첨가함으로써 자기의 소결성을 제어할 수 있다.
본 발명에 있어서 바람직한 세라믹스 조성에서는 또한 SiO2의 비율을 0.1∼15.0중량%로 할 수 있다. 단, BaO, TiO2 및 ZnO의 합계량을 100중량부로 한다. 이렇게 SiO2를 첨가함으로써 자기의 소결성을 제어할 수 있다.
본 발명에 있어서 바람직한 세라믹스 조성에서는 또한 MnO의 비율을 0.1∼5.5중량%로 할 수 있다. 단, BaO 및 ZnO의 합계량을 100중량부로 한다. 이렇게 MnO를 첨가함으로써 자기의 소결성을 제어할 수 있다.
본 발명에 있어서 바람직한 세라믹스 조성에서는 또한 B2O3의 비율을 0.1∼ 20.0중량%로 할 수 있다. 단, BaO, TiO2 및 ZnO의 합계량을 100중량부로 한다. 이렇게 B2O3를 첨가함으로써 자기의 소결성을 제어할 수 있다.
본 발명에 있어서, X선 회절 챠트 및 피크 강도는 이하의 조건으로 측정한다.
X선 회절 장치명:RIGAKU제 「Multi Flex」
관구:Cu
관 전압:50kV
관 전류:30mA
모노크로메이터:입사측
Ge 발산 슬릿:1/2deg
산란 슬릿:1/2deg
수광 슬릿:0.15mm
스텝:0.02deg
계수 시간:2.0sec
본 발명의 자기는 각 금속 원료중에 함유되는 불가피적 불순물은 함유되어 있어도 좋다. 또한 상기 성분 이외의 산화물이나 금속 성분을 함유하고 있어도 좋다. 이러한 산화물이나 금속 성분으로서는, 예를 들면 MgO, CaO, SrO, Y2O3, V2O3, CoO, NiO, Nd2O3, Sm2O3, La2O3, CuO, Ag, Cu, Ni, Pd가 있다.
본 발명의 대상이 되는 전자부품은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 적층 유전체 필터, 다층 배선 기판, 유전체 안테나, 유전체 커플러, 유전체 복합 모듈을 예시할 수 있다.
본 발명의 전자부품에 있어서는, 세라믹스 자기가 전자부품의 타부품에 대해서 접합되어 있는 것이 바람직하다. 타부품이 한정되지 않지만, 바람직하게는 유전체층, 자성체층, 압전체층 또는 금속 전극이다.
전자부품에 있어서 사용할 수 있는 금속 전극은 한정되지 않지만, 은 전극, 동 전극, 니켈 전극, 또는 이들의 합금 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 전극이 바람직하고, 은, 은 합금, 은과 그 밖의 금속의 혼합물로 이루어지는 전극이 더욱 바람직하고, 은 전극이 특히 바람직하다.
또 금속 전극 상에는 도금층 및/또는 땜납층을 형성할 수 있다. 도금층의 성분으로서는 Ni, Sn을 예시할 수 있다. 땜납층의 성분으로서는 Sn-Pb, Sn-Pb-Ag, Sn-Pb-Sb, Sn-Pb-In-Sb-Ag, Sn-Pb-Ag-Cu, Sn-Zn-In, Sn-Ag, Sn-Ag-Bi-Cu, Sn-Ag-Cu, Sn-Cu, Sn-Sb-Ag-Cu, Sn을 예시할 수 있다.
본 발명의 전자부품에 있어서는, 본 발명의 저온 소성 자기를 유전율(εr)이 10-150인 다른 저온 소성 자기와 일체화할 수 있다.
이러한 자기의 조성계는 한정되지 않지만, 이하의 조성계가 바람직하다.
BaO-TiO2-ZnO-SiO2-B2O3: BaO-TiO2-Bi2O3-Nd2O3-ZnO-SiO2-B2O3: BaO-TiO2-Bi2O3-La2O3-Sm2O3-ZnO-SiO2-B2O3: MgO-CaO-TiO2-ZnO-Al2O3-SiO2-B2O3
자성체층을 구성하는 자성체는 이하의 것을 예시할 수 있다.
MnO-ZnO-Fe2O3-CuO: MnO-ZnO-Fe2O3-CuO-SiO2: MnO-ZnO-Fe2O3-CuO-Ta2O5: MnO-ZnO-Fe2O3-CuO-SiO2-Ta2O5: NiO-ZnO-Fe2O3: MnO-ZnO-Fe2O3: MnO-ZnO-Fe2O3-Bi2O3-MoO3: NiO-CuO-ZnO
압전체층을 구성하는 압전체는 이하의 것을 예시할 수 있다.
PbO-ZrO2-TiO2: PbO-ZrO2-TiO2-Sb2O3: K2O-Na2O-Li2O-Nb2O3-Ta2O3-Bi2O3: PbO-CoO-Nb2O3-ZrO2-TiO2: PbO-MgO-Nb2O3-Yb2O3-TiO2-ZrO2: BaO-TiO2
본 발명의 저온 소성 자기를 제조할 때에는 바람직하게는 각 금속 성분의 원료를 소정 비율로 혼합해서 혼합 분체를 얻고, 혼합 분체를 850-1200℃에서 하소 하고, 하소체를 분쇄해서 세라믹 분체를 얻는다. 그리고, 바람직하게는 세라믹 분체와, 저융점 유리 분체와, 육방정 셀시안 분체를 사용해서 그린 시트를 제작하고, 그린 시트를 850-930℃에서 소성한다. 각 금속 성분의 원료로서는 각 금속의 산화물, 질산염, 탄산염, 황산염 등을 사용할 수 있다.
실시예
(시험 번호 1∼10)
(세라믹 분체의 제조)
탄산 바륨, 산화 티탄 및 산화 아연의 각 분체를 표 1에 나타내는 소정 조성이 되도록 칭량했다. 단, 알루미나, 산화 망간의 각 분체를 각각 0.5중량부, 0.8중량부가 되도록 칭량하여 첨가했다. 이들 혼합물을 습식 혼합하고, 이 혼합 분체를 1250℃에서 하소해서 하소체를 얻었다. 하소물의 결정상과 그 결정성을 조사하기 위해서 분체 X선 회절 측정을 행한 결과, 이하의 결정상이 얻어졌다.
BaZn2.03Ti3.93O10.89상(ICSD No.81-2380)
TiZn2O4상(ICSD No.77-0014)
TiO2(루틸)상(ICSD No.73-1765)
이어서, 이 하소 분체를 볼밀로 소정 입도까지 분쇄하고, 분체를 건조시켜 세라믹 원료 분체를 얻었다.
(유리 분체의 제조)
SiO2, ZnO, B2O3의 각 분체를 칭량하고, 건식 혼합하고, 혼합 분체를 백금 도가니중에서 용융시키고, 용융물을 물속에 투하하고 급속 냉각해서 덩어리상의 유리를 얻는다. 이 유리를 습식 분쇄해서 저융점 유리 분체를 얻는다.
(육방정 셀시안 분체의 제조)
탄산 바륨, 알루미나 및 산화 규소의 각 분체를 셀시안의 조성 비율에 맞춰서 습식 혼합하고, 1350℃에서 하소하여 육방정 셀시안 하소물을 얻었다. 이것을 조분쇄해서 하소 분체를 얻었다. 얻어진 하소 분체의 X선 회절 패턴은 육방정 셀시안(ICSD No.38-1450)과 일치했다.
(소결)
상기한 세라믹스 원료 분체, 유리 분체 및 육방정 셀시안 분체를 함께 미분쇄했다. 한편, 유기 용제, 바인더, 가소제 및 분산제를 혼합하여 미분쇄된 혼합 분체에 첨가하고, 알루미나 포트, 알루미나 볼을 사용해서 혼합하여 슬러리를 얻고, 슬러리를 건조시켜서 입상 분체를 얻었다. 얻어진 입상 분체를 금형 프레스로 소정의 형상으로 성형하고, 920℃에서 소성해서 소결체 자기를 얻었다.
(개기공률의 측정)
얻어진 소결체의 개기공률을 아르키메데스법에 의해 측정했다.
(X선 회절 피크의 측정)
각 자기 시료에 대해서 X선 회절 피크를 상술의 조건으로 측정했다. 이 결과, 이하의 결정상을 확인했다.
(파괴 인성값)
상기한 세라믹 분체, 유리 분체 및 육방정 셀시안 분체를 유기 바인더, 가소제, 분산제 및 유기 용제와 함께 알루미나 포트, 알루미나 볼을 사용해서 습식 혼합해서 그린 시트 성형용 슬러리를 얻었다. 이 슬러리를 이용하여 닥터 블레이드 장치에 의해 두께 0.03∼2mm의 각 그린 시트를 성형했다. 각 그린 시트를 소정 매수 적층해서 CIP법에 의해 적층체를 얻고, 다이서로 11mm×8mm×3mm의 형상으로 절단하고, 920℃에서 소성함으로써 소결체를 얻었다. 이어서, 소결체를 세정하고, 니켈중에서 전해 도금을 행하고, 이어서 주석 중성욕 속에서 전해 도금을 행하고, 얻어진 시료를 세정했다. 이 시료에 대해서 JIS-R-1607 압자 압입법(IF법)에 따라서 파괴 인성값을 측정했다.
(크랙 발생수)
상기한 것과 동일하게 해서 두께 0.03∼2mm의 각 그린 시트를 성형했다. 각 그린 시트에 모델 패턴으로서 도 5(a), (b)의 공진기 전극 패턴(11)을 Ag-Pt(Pt 1 중량%) 페이스트로 스크린 인쇄하고, 각 그린 시트(10, 12)를 도 5(b)의 적층구조가 되도록 소정 매수 적층해서 CIP법에 의해 적층체를 얻고, 소성후 치수가 3.2×2.5×1.8mm가 되도록 다이서로 절단하고, 외장 전극 인쇄후 920℃에서 소결시켰다. 얻어진 소결체를 다음의 열충격 및 고습도 조건에 폭로하고, 이어서 초음파 탐상법에 의해 크랙의 유무를 평가했다. 크랙의 유무의 확인은 초음파 탐상 장치(히타치 켄키 가부시키가이샤제「마이스코프」)로 크랙의 부분으로부터의 초음파 에코 반사의 화상 데이터에 의해 판단했다. 각각 1000개의 시료에 대해서 측정하고, 불량품의 발생 개수를 표에 나타낸다.
(열충격 조건)
-55℃∼+125℃를 1사이클로 하고, 1사이클을 1시간으로 해서 33사이클 실시했다.
(고습도 조건)
85℃, 85%RH, 240시간
(표 1)
Figure 112008069407525-pct00001
육방정 셀시안의 첨가량이 30중량부 이하이면 크랙의 발생율이 높아지고, 파괴 인성값도 상승한다. 본 발명의 범위내에서는 파괴 인성값이 높고, 크랙도 거의 발생하지 않는다.
또한, 시험 번호 2∼9의 각 예의 시료에 대해서 상기 X선 회절 시험을 행한 결과, 이하의 결정상을 확인했다.
BaZn2Ti4O11상(ICSD No.81-2380)
TiZn2O4상(ICSD No.77-0014)
TiO2(루틸)상(ICSD No.73-1765)
단사정 셀시안상(ICSD No.74-1677)
도 6은 육방정 셀시안 분체 무첨가의 경우의 자기와, 육방정 셀시안 분체 첨가(10.0중량부)의 자기에 대한 X선 회절 챠트이다. 육방정 셀시안 분체를 첨가해서 얻어진 자기로부터는 단사정 셀시안의 회절 피크가 확인되었다.
또한 도 7은 육방정 셀시안 분체 첨가(10.0중량부)의 자기에 대한 사진이다. 침상의 결정상이 입계를 따라 다수 석출되어 있는 것을 알 수 있다. 예를 들면 4개소의 침상 결정에 대해서 확인한 결과, 길이, 지름, 애스펙트비는 이하와 같았다.
길이 2.1㎛ 지름 0.4㎛ 애스펙트비 5.3
길이 1.4㎛ 지름 0.4㎛ 애스펙트비 3.5
길이 1.6㎛ 지름 0.4㎛ 애스펙트비 4.0
길이 1.3㎛ 지름 0.4㎛ 애스펙트비 3.3
(시험 번호 11∼18)
시험 번호 1∼10과 동일하게 해서 표 2에 나타내는 각 자기를 제조했다. 이 결과, 세라믹스 원료 분체에 30중량부 이하의 육방정 셀시안을 첨가하고, 자기중에 단사정 셀시안을 석출시킨 경우에는 파괴 인성값이 현저히 향상되고, 크랙이 방지됨을 알 수 있었다. 단, 산화 바륨이 30중량부를 초과하면, 자기에 강유전체가 생성되어 있었다.
(표 2)
Figure 112008069407525-pct00002
(시험 번호 19∼28)
시험 번호 1∼10과 동일하게 해서 표 3에 나타내는 각 자기를 제조했다. 이 결과, 세라믹스 원료 분체에 30중량부 이하의 육방정 셀시안을 첨가하고, 자기중에 단사정 셀시안을 석출시킨 경우에는 파괴 인성값이 현저히 향상되고, 크랙이 방지되는 것을 알 수 있었다.
(표 3)
Figure 112008069407525-pct00003
(시험 번호 29∼37)
시험 번호 1∼10과 동일하게 해서 표 4에 나타내는 각 자기를 제조했다. 이 결과, 세라믹스 원료 분체에 30중량부 이하의 육방정 셀시안을 첨가하고, 자기중에 단사정 셀시안을 석출시킨 경우에는 파괴 인성값이 현저히 향상되고, 크랙이 방지되는 것을 알 수 있었다.
(표 4)
Figure 112008069407525-pct00004
(시험 번호 38∼45)
시험 번호 1∼10과 동일하게 해서 표 5에 나타내는 각 자기를 제조했다. 이 결과, 세라믹스 원료 분체에 30중량부 이하의 육방정 셀시안을 첨가하고, 자기중에 단사정 셀시안을 석출시킨 경우에는 파괴 인성값이 현저히 향상되고, 크랙이 방지되는 것을 알 수 있었다.
본 발명의 특정의 실시형태를 설명해 왔지만, 본 발명은 이들 특정의 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 청구범위의 범위로부터 벗어나지 않게 각종 변경이나 개변을 행하면서 실시할 수 있다.
(표 5)
Figure 112008069407525-pct00005

Claims (8)

  1. 세라믹스 원료 분체 100중량부에 대하여 0.5중량부 이상, 30중량부 이하의 육방정계 셀시안 분체를 첨가해서 혼합물을 얻는 공정; 및
    상기 혼합물을 소결시켜서 세라믹스 자기를 얻는 데에 있어서 상기 세라믹스 자기 내에 단사정 셀시안을 석출시키는 것을 특징으로 하는 세라믹스 자기의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 혼합물에 대해서 소결 조제를 첨가하는 것을 특징으로 하는 세라믹스 자기의 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 소결시의 온도가 850℃이상, 1100℃ 이하인 것을 특징으로 하는 세라믹스 자기의 제조 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 세라믹스 원료 분체는 BaO:9.0∼26.0중량%, TiO2:36.0∼75.0중량% 및 ZnO:0.1∼38.0중량%의 세라믹스 조성을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 세라믹스 자기의 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 세라믹스 원료 분체는 BaO, TiO2 및 ZnO의 합계량을 100중량부로 했을 때, Al2O3:0.7∼15.0중량부, SiO2:0.1∼15.0중량부, MnO:0.1∼5.5중량부 및 B2O3:0.1∼20.0중량부를 더 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 세라믹스 자기의 제조 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
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