KR20010026107A - 저온 소결이 가능한 피엠엔-피아이엔계 고유전율 세라믹 유전체 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 민생용 및 산업용 전자기기에 사용되는 커패시터용 납화합물계 완화형 유전체(Pb-based relaxor) 조성에 관한 것으로, 기본적으로 레드 마그네슘 나이오베이트(Lead Magnesium Niobate, Pb(Mg1/3Nb2/3)O3, 이하 PMN이라 약칭)와 레드 인듐 나이오베이트(Lead Indium Niobate, Pb(In1/2Nb1/2)O3, 이하 PIN이라 약칭)를 적절한 몰비(mole ratio)로 반응시켜 고용체를 형성하여 상전이 온도를 좀 더 상온에 가깝게 하여 상온에서의 유전율을 증가시키는 한편 소결온도는 900℃ 이하로 하여 보다 값싼 은전극을 사용할 수 있는 적층 세라믹 커패시터에 응용될 수 있는 유전체 및 그 제조방법을 제공한다.
Description
본 발명은 민생용 및 산업용 전자기기에 사용되는 커패시터용 납화합물계 완화형 유전체(Pb-based relaxor)의 조성 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근들어 전자부품의 회로가 소형, 집적화됨에 따라, 더 작은 크기에 더 높은 용량의 유전율을 가지며 신뢰성이 높고 가격이 싼 새로운 종류의 유전체가 요구되고 있다. 가장 널리 사용되는 유전체는 티탄산바륨(BaTiO3)계 강유전체(ferroelectrics)인데 티탄산바륨은 기존의 알루미늄, 탄탈륨계열의 유전체보다 상대적으로 유전율이 높고 제조공정이 비교적 간단하여 유전재료로서 널리 이용되고 있다.
티탄산바륨의 특성은 잘 알려져 있는데, 다른 첨가물을 포함하고 있지 않은 순수한 상태일 때, 125℃ 부근에서 정방정(tetragonal)에서 입방정(cubic)으로 상전이를 하며, 이 온도(큐리온도)에서 보고자에 따라 약간씩 차이가 나지만 약 7,000 - 10,000 정도의 유전율을 갖는다.
그러나 순수한 티탄산바륨이 단독으로 커패시터용 재료로서 쓰이기에는 상온에서의 유전율이 큐리온도에서의 유전율보다 현격히 낮고 온도변화에 따른 유전율의 폭이 커서 회로의 안정성을 떨어뜨리는 것과 같은 단점들을 가지고 있다.
또한 소결은도도 순수한 티탄산바륨의 경우 1300℃이상으로 높아서 백금(Pt)이나 팔라듐(Pd)과 같은 귀금속의 함량이 높은 전극을 사용하게 되어 제조단가가 상승하는 단점도 가지고 있다. 따라서 큐리온도를 상온부근으로 낮추고 온도변화율도 완만하게 하고 소결온도도 낮추기 위해 각종 첨가제를 넣게 되는데 제품의 용도에 따라 첨가제의 종류는 다양하게 존재한다.
최근에 각종 전자 및 통신기기의 소형화하는 추세에 있는데 이에 따라 유전체의 개발방향도 소형화, 고용량화되는 추세에 맞춰 칩형 적충 세라믹 커패시터(MLCC: Multi Layer Chip Capacitor)의 시장이 급속도로 커지고 있어서, 이에 쓰일 수 있는 높은 유전율을 갖는 세라믹 유전체의 개발이 중용한 요소기술이 되고 있다. 특히 이런 적층 세라믹 커패시터의 제조시에는 유전체와 전극을 동시소성하게 되는데 소성온도가 높을수록 백금(Pt)이나 팔라듐(Pd)과 같은 고가의 귀금속의 함량이 높은 전극을 사용하게 되어 결국 제품의 생산비용이 높아지게 된다.(전체 적층 세라믹 커패시터의 가격중 전극가격이 차지하는 비율이 거의 절반에 달한다.)
이러한 전극비용을 해결하기 위해 최근에는 니켈(Ni)이나 구리(Cu)전극을 사용하는 기술이 개발, 적용되고 있으나 이 또한 제조공정에 있어서 환원분위기를 사용해야 하고 전극과 유전체사이의 반응으로 인한 물성 저하 등, 또 다른 여러 가지 문제점들을 야기시키는 것으로 알려져 있다.
본 발명의 목적은 앞서 기술한 바와 같이 적층 세라믹 커패시터를 제조하는 데 있어서 필요한 고유전율과 저소결온도를 갖는 세라믹 유전체의 조성을 개발하는 데 있다.
특히 상온에서의 유전율이 8,000 이상이며 온도변화에 따른 유전율의 변화가 완만하고 소결온도가 900℃ 이하인 특성을 가져, 적층 세라믹 커패시터 제조에 있어서 백금이나 팔라듐과 같은 고가의 귀금속 대신 보다 값싼 은(Ag)을 주성분으로 하는 전극재료를 사용할 수 있게 되어 제조원가를 크게 줄일 수 있다. 특히 은의 녹는 점이 962℃인 점을 고려할 때 순수한 은전극을 사용할 수 있는 가능성을 제시할 수 있게 된다.
본 발명의 목적은 기본적으로 레드 마그네슘 나이오베이트(Lead Magnesium Niobate, Pb(Mg1/3Nb2/3)O3, 이하 PMN이라 약칭)와 레드 인듐 나이오베이트(Lead Indium Niobate, Pb(In1/2Nb1/2)O3, 이하 PIN이라 약칭)를 적절한 몰비(mole ratio)로 반응시켜 고용체를 형성하여 상전이 온도를 좀 더 상온에 가깝게 하여 상온에서의 유전율을 증가시키는 한편 소결온도는 900℃ 이하로 하여 보다 값싼 은전극을 사용할 수 있는 적층 세라믹 커패시터에 응용될 수 있는 유전체를 제조하는 데 있다.
도 1은 본 발명에 의한 PMN의 합성과정을 설명한 공정도이다.
도 2는 본 발명에 의한 PIN 합성 과정을 보인 공정도이다.
도 3은 본 발명에 의한 적층형 세라믹 커패시터를 위한 세라믹 유전체 제조 공정도이다.
본 발명에 사용되는 PMN과 PIN은 각각 다음과 같은 특성을 가지고 있다.
PMN은 대표적인 완화형 강유전체(relaxor ferroelectics)로서 1958년 소련의 smolensskii 등에 의해 최초로 발견된 이래로 유전, 압전특성이 우수하여 MLCC 및 전왜(Electrostriction) 장치용 소재로서 널리 연구되어 왔다. PMN의 상전이 온도는 약 -12℃ 부근으로 단결정의 경우 상전이 온도에서 유전율이 약 20,000 정도이나 세라믹스의 경우 실험자에 따라 어느정도 편차가 있으나 대략 8,000-15,000 정도의 유전율을 갖는다.
PMN은 온도변화와 인가주파수에 대해 완만하게 유전률이 변화하는 특성을 가진 완화형 강유전체인데 순수한 PMN의 경우에는 1200℃ 이상에서 상대밀도 약 95정도로 소결된다.
PIN은 PMN과 같은 완화형 강유전체에 속하는 물질로서 상전이온도는 일반적인 방법으로 제조되었을 때는 약 50℃ 부근이다. 순수한 PIN의 유전율은 약 2,000-4,000 정도이나 소결온도는 다른 유전체보다 훨씬 낮은 950℃이하이다.
본 발명에서는 이러한 특성을 갖는 PMN과 PIN을 반응시켜 (1-x)PMN-xPIN (0.1≤x≥0.9)의 조성범위를 갖는 고용체를 형성하여, 900℃이하에서도 치밀화가 진행되어 95이상의 소결밀도와 상온에서 8,000 이상의 유전율과 1이하의 손실율을 갖고 양호한 온도안정성을 갖는 유전특성을 얻었다.
이러한 특성을 이용한 고용체를 적층 세라믹 커패시터에 응용하면 은의 함량이 높거나 순수한 은을 사용할 수 있는 커패시터를 제조할 수 있어서 제조원가의 절감효과를 기대할 수있다.
다음은 본 발명을 위한 제조방법에 대한 설명이다.
도 1은 본 발명에 필요한 PMN의 합성과정을 설명한 공정도이다.
먼저 PMN 과 PIN 각각의 안정한 페로브스카이트(peroskite)상의 제조가 필요한데, 각각의 제조 방법은 잘 알려진 콜럼바이트(columbite)법에 의해 제조하였다.
제 1단계(S11)는 산화마그네슘(MgO)과 산화나이오븀(Nb2O5)을 1:1 조성에 맞게 칭량하여 혼합하고, 제 2단계(S12)는 상기에서 조성된 시료들을 볼밀링 방법으로 혼합한다.
제 3단계(S13)에서는, 볼밀링 방법으로 혼합된 시료를 1,000±50℃에서 6시간±20분 동안(바람직하게는 1,000℃ 6시간동안) 가열하여 콜롬 바이트상(NgNb2O6)을 제조한다. 이어서, 상기 제 3단계(S13)에서 제조된 콜럼바이트상과 산화납(PbO)을 1 : 3의 비율로 조성하여 상기 제 2단계의 볼밀링 방법으로 혼합하는 제 4단계(S14)를 수행하고, 상기 제 4단계(S14)에서 혼합된 시료를 800±50℃에서 4시간±20분 동안(바람직하게는 800℃에서 4시간 동안) 가열하여 안정한 페로브스카이트상의 PMN을 합성하는 제 5단계(S15)를 수행하여 PMN을 합성한다.
도 2는 본 발명에 필요한 PIN의 합성 과정을 보인 공정도이다.
먼저, 제 1단계(S21)에서 산화인듐(In2O3)과 산화나이오븀(Nb2O5)을 1:1 조성비로 칭량하여 섞은 후, 제 2단계(S22)에서 볼밀링 방법으로 혼합한다.
이어서 제 3단계(S23)에서는, 혼합된 시료를 1,100±100℃에서 24시간±1시간 동안(바람직하게는 1,100℃에서 24시간 동안) 가열하여 볼프라마이트상을 제조하고, 상기 제 3단계(S23)에서 제조된 볼프라마이트상(Wolframite)과 산화납(PbO)을 1 : 2의 비율의 조성비로 넣어서 다시 한번 상기 제 2단계(S22)의 볼밀링 방법과 같은 방법으로 혼합하는 제 4단계(S24)를 수행한다. 그리고, 상기 제 4단계(S24)에서 볼밀링으로 혼합된 시료를 850±50℃에서 2시간±20분 동안(바람직하게는 850℃에서 2시간 동안) 가열하여 안정한 페로브스카이트상의 PIN을 합성하는 제 5단계(S25)를 수행함으로써, PIN합성을 한다.
도 3은 본 발명에 의한 적층형 세라믹 커패시터를 위한 세라믹 유전체 제조 공정도이다.
상기 도 1의 제조 공정에 의해 안정한 페로브스카이트상의 레드 마그네슘 나이오베이트(Pb(Mg1/3Nb2/3)O3: PMN)을 합성하고(S31), 도 2의 제조 공정에 의해 안정한 페로브스카이트상의 레드 인듐 나이오베이트(Pb(In1/2Nb1/2)O3: PIN)을 합성한다(S32).
이와같이 제조된 PMN과 PIN을 (1-x)PMN-xPIN (0.1≤x≤0.9) 조성비에 맞게 칭량하여 조성한 후(S33), 다시 한 번 볼밀링하여 혼합(S34)한다.
혼합된 시료의 분말을 체가름하여(S35) 과립화시킨 후, 원판형 시편으로 성형후(S36), 다시 시편 두께가 1 - 2mm가 되도록 정수압 성형을 한다.(S37), 즉, 시편으로의 성형 과정은, 먼저, 체가름하여 과림화 시킨후, 금형과 유압프레스를 이용하여 직경 10㎜의 원판의 시편으로 성형한 후, 다시 한 번 정수압 성형하는데 성형후 시편의 두께는 1∼2㎜로 한다.
이어서, 성형된 시편을 동일조성의 분위기분말을 채운 백금도가니안에 놓고, 다시 이 백금도가니를 뚜껑이 경면 연마된 알루미나 도가니 안에 놓은 후 공기분위기의 전기로 중에서 850∼900℃의 소결온도로 2시간동안 소결한다(S38). 이후 은전근을 도포(S39)하여 세라믹 유전체를 제조한다.
이와같이 소결된 시편은 아르키메데스법을 이용하여 소결밀도를 측정하였고, 양면에 은전극을 인쇄도포법으로 도포한 후 열처리하여 전기적 특성을 측정한다. 유전율과 손실률은 HP 임피던스 분석기(Impedance analyzer)와 항은조를 이용하여 측정한다.
아래 표 1에 각 고용체의 조성과 소결은도에서의 유전 특성과 소결밀도 등을 나타내었다. 특히 0.5PMN-0.5PIN 조성의 시편이 900℃에서 2시간 소결하였을 경우 적층 세라믹 커패시터용 소재로 이용하기에 적합한 95이상의 소결밀도를 가지고 상온 유전율이 8,000 이상인 특성을 얻을 수 있었다. 여기서 소결온도와 소결시간은 PMN과 PIN의 조성비율에 따라 달라지는데, 2시간을 기준으로 소결하였을 때 50 : 50의 조성비율에서 가장 효과적인 소결상태를 얻을 수 있었다.
| 시료번호 | 조성(mole) | 소결온도(℃) | 소결시간(시간) | |
| PMN | PIN | |||
| 1 | 90 | 10 | 1100 | 2 |
| 2 | 70 | 30 | 1000 | 2 |
| 3 | 50 | 50 | 900 | 2 |
| 4 | 30 | 70 | 900 | 2 |
| 5 | 10 | 90 | 900 | 2 |
본 발명의 의해 제시된 각 소결온도에서 (1-x)PMN-xPIN (0.1≤x≤0.9)의 고용체를 제조할 수 있었다. 제조된 유전체 중 0.5PMN-0.5PIN은 상온에서 8,000 이상의 유전율과 1이하의 손실율을, 그리고 우수한 온도특성을 가지는 유전특성을 보이며 소결온도에서 95이상의 우수한 소결특성을 가지고 있다. 이러한 저온 소결 특성은 전극재료로서 고가의 팔라듐(Pd)이나 백금(Pt) 대신에 저가의 은합금이나 순수한 은을 이용할 수 있고, 또한 환원분위기와 같은 특별한 제조공정을 필요로 하지 않아서 커패시터제조에 있어서 제조공정비가 절감된다. 또한 기존 유전체의 소결온도를 낮추기 위해 첨가되는 불화물이나 유리계와 같은 여러 가지 융제를 사용할 때 발생되는 문제도 없어진다.
Claims (2)
- 레드 마그네슘 나이오베이트(Pb(Mg1/3Nb2/3)O3: PMN)와 레드 인듐 나이오베이트(Pb(In1/2Nb1/2)O3: PIN)를 각각 안정한 페로브스카이트 분말로 제조하여(1-x)PMN-xPIN (0.1≤x≤0.9)의 조성범위로 혼합하여 고용체로 제조된 것을 특징으로 하는 저온 소결이 가능한 PMN-PIN계 고유전율 세라믹 유전체.
- 안정한 페로브스카이트상의 레드 마그네슘 나이오베이트(Pb(Mg1/3Nb2/3)O3: PMN)을 합성하는 과정과;안정한 페로브스카이트상의 레드 인듐 나이오베이트(Pb(IN1/2Nb1/2)O3: PIN)을 합성하는 과정과;상기 PMN과 PIN을 (1-x)PMN-xPIN (0.1≤x≤0.9)의 조성비로 칭량하여 볼밀링 방법으로 혼합하는 과정과;혼합된 시료의 분말을 체가름하여 원판형 시편으로 성형후, 다시 시편 두께가 1-2mm가 되도록 정수압 성형을 하는 과정과;상기 정수압 성형된 시편을 동일 조성의 분말을 채운 백금 도가니안에 넣고, 그 백금 도가니를 뚜껑이 경면 연마된 알루미나 도가니안에 놓은 후 공기 분위기의 전기로에서 소결하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 저온 소결이 가능한 PMN-PIN계 고유전율 세라믹 유전체의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019990037286A KR20010026107A (ko) | 1999-09-03 | 1999-09-03 | 저온 소결이 가능한 피엠엔-피아이엔계 고유전율 세라믹 유전체 및 그 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20010026107A true KR20010026107A (ko) | 2001-04-06 |
Family
ID=19609941
Family Applications (1)
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| KR1019990037286A KR20010026107A (ko) | 1999-09-03 | 1999-09-03 | 저온 소결이 가능한 피엠엔-피아이엔계 고유전율 세라믹 유전체 및 그 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20010026107A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7119040B2 (en) * | 2004-07-26 | 2006-10-10 | The Hong Kong Polytechnic University | Dielectric composites and methods of making such |
| CN116354718A (zh) * | 2023-03-29 | 2023-06-30 | 南京理工大学 | 一种锑锰-锆钛酸铅基压电陶瓷材料及其制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4482935A (en) * | 1981-07-03 | 1984-11-13 | Itt Industries, Inc. | Ceramic capacitors and dielectric compositions |
| US4525768A (en) * | 1984-02-28 | 1985-06-25 | Standard Telephones And Cables, Plc | Ceramic capacitors and dielectric compositions |
| US5011803A (en) * | 1990-01-10 | 1991-04-30 | Kemet Electronics Corporation | Lead magnesium niobate ceramic dielectrics having low sintering temperatures |
| US5759432A (en) * | 1996-06-14 | 1998-06-02 | Penn State Research Foundation | Relaxor ferroelectric compositions for field induced ultrasonic transducers |
| KR100231799B1 (ko) * | 1996-01-26 | 1999-12-01 | 무라타 야스타카 | 유전체 세라믹 조성물 |
-
1999
- 1999-09-03 KR KR1019990037286A patent/KR20010026107A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4482935A (en) * | 1981-07-03 | 1984-11-13 | Itt Industries, Inc. | Ceramic capacitors and dielectric compositions |
| US4525768A (en) * | 1984-02-28 | 1985-06-25 | Standard Telephones And Cables, Plc | Ceramic capacitors and dielectric compositions |
| US5011803A (en) * | 1990-01-10 | 1991-04-30 | Kemet Electronics Corporation | Lead magnesium niobate ceramic dielectrics having low sintering temperatures |
| KR100231799B1 (ko) * | 1996-01-26 | 1999-12-01 | 무라타 야스타카 | 유전체 세라믹 조성물 |
| US5759432A (en) * | 1996-06-14 | 1998-06-02 | Penn State Research Foundation | Relaxor ferroelectric compositions for field induced ultrasonic transducers |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7119040B2 (en) * | 2004-07-26 | 2006-10-10 | The Hong Kong Polytechnic University | Dielectric composites and methods of making such |
| CN116354718A (zh) * | 2023-03-29 | 2023-06-30 | 南京理工大学 | 一种锑锰-锆钛酸铅基压电陶瓷材料及其制备方法 |
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