KR19980058946A

KR19980058946A - 고유전율 유전체 자기조성물

Info

Publication number: KR19980058946A
Application number: KR1019960078282A
Authority: KR
Inventors: 이준석; 임정택
Original assignee: 조희재; 엘지전자부품 주식회사
Priority date: 1996-12-30
Filing date: 1996-12-30
Publication date: 1998-10-07

Abstract

본 발명은 티탄산 바륨(BaTiO₃) 100mol%, 산화세슘(CeO₂) 4∼6mol%, 산화티탄(TiO₂) 6∼8mol%, 산화코발트(Co₂O₃) 0.05∼0.1mol%, 산화다이스프로슘(Dy₂O₃) 0.05∼0.1mol%를 기본 구성물로 갖는 고유전율 유전체 자기조성물에 관한 것으로서, 상기 고유전율 유전체 자기조성물의 유전변화율이 -20∼80℃의 범위 내에서 25℃에서 유전율을 기준으로 -82% 내지 +22%를 나타내는 EIA(Electronic Industry Association)규격의 Y5V 온도특성을 만족하고, 상온에서 안정한 온도특성을 갖으며, 적층 세라믹 콘덴서의 재료로 사용되는 고유전율 유전체 자기 조성물에관한것이다.

Description

고유전율 유전체 자기조성물

본 발명은 고유전율 유전체 자기조성물에 관한 것으로서, 특히 적층 세라믹 콘덴서의 재료로 사용되는 고유전율 유전체 자기조성물에 관한 것이다.

상기 고유전체 자기조성물이라 함은 -20∼80℃에서 25℃의 유전율을 기준으로 유전별화율 -82% 내지 +22%인 EIA(Electronic Industry Association)규격의 Y5V 온도특성을 갖는 물질이다.

종래의 고유전율 유전체 자기 조성물은 티탄산 바륨(BaTiO₃)을 주성분으로 하여 지르콘산 칼슘(CaZrO₃), 지르콘산 바륨(BaZrO₃), 티탄산 칼슘(CaTiO₃), 티탄산 스트론튬(SrTiO₃) 등의 산화물이 첨가된 유전체가 사용되었다.

그러나, 상기와 같이 조성된 종래의 유전체 자기 조성물들은 상온에서 높은 유전율을 갖는 반면, 절연 파괴전압이 낮고, 1,350℃ 이상의 높은 소결온도를 갖기 때문에 1300℃ 이하의 저온에서 우수한 전기적 특성을 얻어내기 힘든 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 유전율이 9,500 이상, 1,310℃ 이하의 온도에서 소결이 가능하고 -20∼80℃까지 25℃의 유전율을 기준으로 유전변화율 -82% 내지 +22%를 만족하는 Y5V 온도특성을 갖는 유전체 분말을 제조함에 그 목적이 있다.

본 발명은 티탄산 바륨(BaTiO₃) 100mol%, 산화세슘(CeO₂) 4∼6mol%, 산화티탄(TiO₂) 6∼8mol%, 산화코발트(Co₂O₃) 0.05∼0.1mol%, 산화다이스프로슘(Dy₂O₃) 0.05∼0.1mol%로 조성된 고유전율 유전체 자기 조성물에 관한것이다.

산화세슘(CeO₂)은 유전율을 촉진시키는 역할을 하고, 산화티탄(TiO₂)은 소결을 촉진하는 역할을 하는데, 상기 범위 이외에서는 온도특성이 벗어나며, 낮은 유전율을 갖는다. 산화코발트(Co₂O₃)는 유전율을 증가시키면서 온도특성을 완화시키나 0.1mol% 이상이면 소결성이 악화되고 유전손실이 증가된다.

산화다이스프로슘(Dy₂O₃)은 유전손실을 낮추는 역할을 하지만 상기 범위 이외에서는 유전율을 떨어뜨리게 된다.

표 1을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

티탄산 바륨(BaTiO₃) 100mol%, 산화세슘(CeO₂) 4∼6mol%, 산화티탄(TiO₂) 6∼8mol%, 산화코발트(Co₂O₃) 0.05∼0.1mol%, 산화다이스프로슘(Dy₂O₃) 0.05∼0.1mol%를 각각의 범위 내에서 적절한 양을 탈이온수와 함께 혼합한다.

이때 혼합은 볼 밀링(Ball Milling) 방법을 이용하며, 산화 아르곤(ZrO₂) 볼과 우레탄 용기를 사용한다. 건조된 분말을 결합체와 유발로 혼합하고, 금형 유압프레스를 사용해 직경 10mm, 두께 1.5mm의 원형 시편을 제작한다. 이렇게 제작한 시편을 ZrO₂세터(setter)에 놓고 공기 압의 전기로 중에서 1,240∼1,300℃의 온도로 2시간 소결한다. 소결된 시편의 양면에 은전극을 프린팅 방법으로 7mm 직경의 원형으로 도포한 다음, 열처리하여 유전상수, 유전손실, 절연저항,유전율의 온도특성(TCC : Temperature Coeffiicient of Capacitance%)을 측정한 결과, 유전상수는 25℃에서 9,500∼11,000Khz, 유전손실은 0.9∼2.1%, 절연저항은 1.3×10¹²∼8.3×10¹², 유전율의 온도특성(TCC : Temperature Coeffiicient of Capacitance)은 -20℃에서 -37∼-28%, 80℃에서 -79∼-62%인 특성을 나타냈다.

[실시예 1]

티탄산 바륨(BaTiO₃) 100mol%, 산화세슘(CeO₂) 4mol%, 산화티탄(TiO₂) 8mol%, 산화코발트(Co₂O₃) 0.05mol%, 산화다이스프로슘(Dy₂O₃) 0.05mol%를 구성 성분으로 갖는 고유전율 유전체 자기조성물을 소결온도 1,310℃에서 상기의 방법으로 제조한 결과, 유전상수는 25℃에서 9,900KHz, 유전손실은 2.1%, 절연저항은 2.3×10¹²Ωcm, 유전율의 온도특성(TCC : Temperature Coeffiicient of Capacitance)은 -20℃와 80℃에서 각각 -33%와 -67%인 특성을 나타냈다.

[실시예 2]

티탄산 바륨(BaTiO₃) 100mol%, 산화세슘(CeO₂) 4mol%, 산화티탄(TiO₂) 8mol%, 산화코발트(Co₂O₃) 0.1mol%, 산화다이스프로슘(Dy₂O₃) 0.05mol%를 구성 성분으로 갖는 고유전율 유전체 자기조성물을 소결온도 1,290℃에서 상기의 방법으로 제조한 결과, 유전상수는 25℃에서 9,800KHz, 유전손실은 2.0%, 절연저항은 5.4×10¹²Ωcm, 유전율의 온도특성(TCC : Temperature Coeffiicient of Capacitance)은 -20℃와 80℃에서 각각 -35%와 -72%인 특성을 나타냈다.

[실시예 3]

티탄산 바륨(BaTiO₃) 100mol%, 산화세슘(CeO₂) 4mol%, 산화티탄(TiO₂) 8mol%, 산화코발트(Co₂O₃) 0.1mol%, 산화다이스프로슘(Dy₂O₃) 0.1mol%를 구성 성분으로 갖는 고유전율 유전체 자기조성물을 소결온도 1,280℃에서 상기의 방법으로 제조한 결과, 유전상수는 25℃에서 10,500KHz, 유전손실은 1.8%, 절연저항은 8.2×10¹²Ωcm, 유전율의 온도특성(TCC : Temperature Coeffiicient of Capacitance)은 -20℃와 80℃에서 각각 -28%와 -62%인 특성을 나타냈다.

[실시예 4]

티탄산 바륨(BaTiO₃) 100mol%, 산화세슘(CeO₂) 54mol%, 산화티탄(TiO₂) 7mol%, 산화코발트(Co₂O₃) 0.05mol%, 산화다이스프로슘(Dy₂O₃) 0.05mol%를 구성 성분으로 갖는 고유전율 유전체 자기조성물을 소결온도 1,300℃에서 상기의 방법으로 제조한 결과, 유전상수는 25℃에서 9,600KHz, 유전손실은 1.7%, 절연저항은 7.2×10¹²Ωcm, 유전율의 온도특성(TCC : Temperature Coeffiicient of Capacitance)은 -20℃와 80℃에서 각각 -30%와 -72%인 특성을 나타냈다.

[실시예 5]

티탄산 바륨(BaTiO₃) 100mol%, 산화세슘(CeO₂) 54mol%, 산화티탄(TiO₂) 7mol%, 산화코발트(Co₂O₃) 0.1mol%, 산화다이스프로슘(Dy₂O₃) 0.05mol%를 구성 성분으로 갖는 고유전율 유전체 자기조성물을 소결온도 1,270℃에서 상기의 방법으로 제조한 결과, 유전상수는 25℃에서 9,800KHz, 유전손실은 1.6%, 절연저항은 8.3×10¹²Ωcm, 유전율의 온도특성(TCC : Temperature Coeffiicient of Capacitance)은 -20℃와 80℃에서 각각 -35%와 -79%인 특성을 나타냈다.

[실시예 6]

티탄산 바륨(BaTiO₃) 100mol%, 산화세슘(CeO₂) 5mol%, 산화티탄(TiO₂) 7mol%, 산화코발트(Co₂O₃) 0.1mol%, 산화다이스프로슘(Dy₂O₃) 0.1mol%를 구성 성분으로 갖는 고유전율 유전체 자기조성물을 소결온도 1,270℃에서 상기의 방법으로 제조한 결과, 유전상수는 25℃에서 11,000KHz, 유전손실은 1.2%, 절연저항은 1.4×10¹²Ωcm, 유전율의 온도특성(TCC : Temperature Coeffiicient of Capacitance)은 -20℃와 80℃에서 각각 -28%와 -75%인 특성을 나타냈다.

[실시예 7]

티탄산 바륨(BaTiO₃) 100mol%, 산화세슘(CeO₂) 6mol%, 산화티탄(TiO₂) 6mol%, 산화코발트(Co₂O₃) 0.05mol%, 산화다이스프로슘(Dy₂O₃) 0.05mol%를 구성 성분으로 갖는 고유전율 유전체 자기조성물을 소결온도 1,300℃에서 상기의 방법으로 제조한 결과, 유전상수는 25℃에서 9,800KHz, 유전손실은 1.8%, 절연저항은 1.3×10¹²Ωcm, 유전율의 온도특성(TCC : Temperature Coeffiicient of Capacitance)은 -20℃와 80℃에서 각각 -32%와 -66%인 특성을 나타냈다.

[실시예 8]

티탄산 바륨(BaTiO₃) 100mol%, 산화세슘(CeO₂) 6mol%, 산화티탄(TiO₂) 6mol%, 산화코발트(Co₂O₃) 0.1mol%, 산화다이스프로슘(Dy₂O₃) 0.05mol%를 구성 성분으로 갖는 고유전율 유전체 자기조성물을 소결온도 1,280℃에서 상기의 방법으로 제조한 결과, 유전상수는 25℃에서 9,500KHz, 유전손실은 1.5%, 절연저항은 7.5×10¹²Ωcm, 유전율의 온도특성(TCC : Temperature Coeffiicient of Capacitance)은 -20℃와 80℃에서 각각 -37%와 -72%인 특성을 나타냈다.

[실시예 9]

티탄산 바륨(BaTiO₃) 100mol%, 산화세슘(CeO₂) 6mol%, 산화티탄(TiO₂) 6mol%, 산화코발트(Co₂O₃) 0.1mol%, 산화다이스프로슘(Dy₂O₃) 0.1mol%를 구성 성분으로 갖는 고유전율 유전체 자기조성물을 소결온도 1,280℃에서 상기의 방법으로 제조한 결과, 유전상수는 25℃에서 9,700KHz, 유전손실은 0.9%, 절연저항은 2.5×10¹²Ωcm, 유전율의 온도특성(TCC : Temperature Coeffiicient of Capacitance )은 -20℃와 80℃에서 각각 -29%와 -75%인 특성을 나타냈다.

본 발명에 의한 상기 고유전율 유전체 자기조성물은 9,500KHz 이상의 고유전율을 갖고, 1.3×10¹²Ωcm 이상의 절연저항과, 1,310℃ 이하의 소결온도를 갖고 있으며, 유전변화율이 -20∼80℃의 범위 내에서 25℃에서 유전율을 기준으로 -82% 내지 +22%를 나타내는 EIA(Electronic Industry Association)규격의 Y5V 온도특성을 만족하므로 고신뢰성의 적층 세라믹 콘덴서의 제조를 가능하게 하는 효과가 있다.

Claims

티탄산 바륨(BaTiO₃) 100mol%, 산화세슘(CeO₂) 4∼6mol%, 산화티탄(TiO₂) 6∼8mol%, 산화코발트(Co₂O₃) 0.05∼0.1mol%, 산화다이스프로슘(Dy₂O₃) ]0.05∼0.1mol%로 조성된 것을 특징으로하는 고유전율 유전체 자기 조성물.