KR890004286B1 - High dielectric constant type ceramic composition - Google Patents

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Abstract

The high dielectric constant magnetic composition for a ceramic capacitor has the formula XPb (Zn1/3 Nb2/3) O3-YPb (Mg1/3 Nb2/3) O3- ZPbTiO3 in which x,y,z have the values defined within lines connecting the following points a(x=0.50, y=0.00, z=0.50), b(z=1,00, y=0.00, z=0,00), c(x=0.20, y=0.80, z=0.00), d(x=0.05, y=0.90, z=0.05) of a ternary composition having apexes of respective component. and Pb is substituted by Ba, Sr or mixtures with 1-35 mole%.

Description

고유전율(高誘電率) 자기 조성물High dielectric constant magnetic composition

제1도는 본 발명의 조성(組成) 범위를 나타낸 조성도.1 is a composition diagram showing the composition range of the present invention.

제2도 및 제3도는 메틸(Me)량에 의한 특성의 변화를 나타낸 도면.2 and 3 are diagrams showing the change in characteristics due to the amount of methyl (Me).

제4도 및 제5도는 유전율의 온도특성을 나타낸 곡선도.4 and 5 are curve diagrams showing temperature characteristics of permittivity.

제6도 및 제7도는 유전율의 직류 바이어스(bias) 전계(電界)의 특성을 나타낸 곡선도.6 and 7 are curve diagrams showing characteristics of a direct current bias electric field of permittivity.

제8도는 CR의 온도 특성을 나타낸 곡선도.8 is a curve diagram showing the temperature characteristics of CR.

제9도는 전기적 왜형(歪形)의 특성을 나타낸 곡선도.9 is a curve diagram showing the characteristics of electrical distortion.

제10도는 내지 제13도는 X선 회절선(diffraction pattern)도.10 to 13 are X-ray diffraction patterns.

본 발명은 고유전율 자기 조성물에 관련되는 특히 Pb(Znl/3 Nb2/3)를 주체로한 유전율 온도계수(T.C.C) 온도변화가 작은 고유전율 자기조성물에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high dielectric constant magnetic composition with a small change in dielectric constant temperature coefficient (T.C.C.) temperature mainly involving Pb (Znl / 3 Nb2 / 3).

유전체 재료로서 요구되는 전기적 특성으로서는, 유전율 유전율온도계수, 유전손실, 유전율바이어스 전계의 존성, 용량저항적(積)등을 들 수 있다.Examples of the electrical properties required as the dielectric material include dielectric constant dielectric constant temperature coefficient, dielectric loss, dielectric bias electric field dependence, capacitance resistance, and the like.

특히, 용량저항적(CR값)은 충분히 높게 할 필요가 있으며 E1AJ(일본전자기계공업회)의 전자기기용적층자기(積層磁器)콘덴서(칩형) 규격 RC-3698B에 상온에서 500MΩ.μ F이상으로 규정되어 있다.In particular, the capacitance resistance (CR value) needs to be high enough, and is specified in E1AJ (Japan Electromechanical Industry Association) 's electronic laminated multilayer capacitor (chip type) standard RC-3698B of 500 MΩ.μF or more at room temperature. It is.

또한 좀더 심한 조건에서도 사용할수 있도록 고온(예를들면 국방성규격 MILC -55681 B에는 125℃에서의 CR값이 정해져 있다)에서도 높은 CR값을 유지하는 것이 요구된다.It is also required to maintain high CR values even at high temperatures (eg CR values at 125 ° C are defined in DOD MILC -55681 B) for use in more severe conditions.

또한, 유전율 온도계수가 작아야 되는데, 일반적으로 유전율(K)이 큰 재료로는 T.C.C가 큰 경향이 있으며 K/T.C.C.가 커야하는 즉 유절율변화의 상대값이 작아야 한다.In addition, the dielectric constant temperature coefficient should be small. In general, a material having a high dielectric constant (K) tends to have a large T.C.C and a large K / T.C.C.

또한 적층(積層)타이프의 소자를 생각할 경우, 전극층과 유전체층은 일체적으로 소성(燒成)되므로 전극 재료로서는 유전체 재료의 소성온도에서도 안전한 것을 이용할 필요가 있다.In the case of an element of a laminated type, since the electrode layer and the dielectric layer are fired integrally, it is necessary to use a material that is safe even at the firing temperature of the dielectric material.

따라서, 유전체 재료의 소성온도가 높으면 백금(pt), 팔라듐(pd)등 비싼 재료를 이용해야 하므로 은(Ag)등 값이싼 재료를 사용할 수 있도록 1100℃이하 정도의 저온에서 소성할 수 있게 하는 것이 요구된다.Therefore, when the firing temperature of the dielectric material is high, expensive materials such as platinum (pt) and palladium (pd) must be used, so that the material can be baked at a low temperature of about 1100 ° C. or less so that a cheap material such as silver (Ag) can be used. Is required.

종래부터 주지되어있는 고유전율 자기 조성물로서 티탄산 바률을 베이스로 하여 여기에 주석산염(錫酸鹽) 지르코늄산염, 티탄산염등을 고용(固溶)한것이 있다.Background Art Conventionally known high dielectric constant magnetic compositions are those in which solid solution of tartarate zirconate or titanate is employed based on bar titanate.

분명히 유전율이 높은것을 얻을 수는 있지만 유전율이 높아지게되면 T.C.C.가 커지며, 또한 바이어스 전계의존성도 커져버린다는 문제가 있었다.Obviously, a higher permittivity can be obtained, but when the permittivity increases, T.C.C. becomes larger, and the bias field dependency becomes larger.

또한, 티탄산 바륨계 재료의 소성온도는 1300-1400℃정도로 고온이며, 전극재료로서 필연적으로 백금, 팔라듐등 고온에서 견딜수 있는 값이 비싼 재료를 이용하여야 하므로 원가가 높아지는 원인이 된다.In addition, the firing temperature of the barium titanate-based material is a high temperature of about 1300-1400 ° C, and as an electrode material, an expensive material that can withstand high temperatures such as platinum and palladium is inevitably used, causing a high cost.

이 티탄산 발륨계의 문제점을 해소하기 위하여 각종 조성물의 연구가 진행되고 있다. 예를들면 철니오브산염을 주체로한것(일본 특개소 55-57204호), 마그네슘 니오브산연을 주체로한것(일본 특개소 55-51758), 마그네슘 텅스텐 산연을 주체로 한것(일본 특개소 52-21662)등이 있다.In order to solve the problem of this barium titanate system, various compositions have been studied. For example, iron niobate mainly (Japanese Patent Laid-Open No. 55-57204), magnesium niobate mainly (Japanese Laid Open 55-51758), magnesium tungsten acid mainly (Japanese Laid Open 52- 21662).

철니오브산연을 주체로 한것은 CR값의 소성온도에 의한 변화가 크며 특히 고온에서의 CR값이 저하가 크다는 문제점이 있다.Mainly composed of lead iron niobate has a problem that the CR value is largely changed by the firing temperature, and in particular, the CR value at a high temperature is largely lowered.

마그네슘, 니오브산연을 주체로한것은 소성온도가 비교적 높으며 또한 마그네슘 텅스텐 산연을 주체로 한것은 CR값이 크면 유전율이 작으며, 유전율이 크면 CR값이 작다는 문제점이 있었다.Magnesium and niobate were mainly used as the firing temperature was relatively high, and magnesium tungsten was mainly used as the dielectric constant was small when the CR value was large, CR value was small when the dielectric constant was large.

또한 이들 재료의 T.C.C.는 티탄산 바륨계 보다 뛰어나긴 하지만 충분하진 않다.Also, the T.C.C. of these materials is better than barium titanate, but not enough.

또한 마그네슘 니오브산연과 티탄산연의 고용체로 필요에 따라 연의 일부를 바륨, 스트론튬, 칼슘으로 바꾼 재료에 대해서도 연구되고있다(일본 특개소 55-121959호) 그러나 이 재료의 T.C.C.는 -25~85℃로 가장좋은것일지라도 -59.8%이므로 충분하다고는 할 수 없다.In addition, a solid solution of magnesium niobate and lead titanate has been studied for a material in which part of the lead is changed to barium, strontium, and calcium (Japanese Patent Laid-Open No. 55-121959). However, the TCC of this material is -25 to 85 ° C. Even good ones are -59.8%, which is not enough.

또한, 콘덴서 재료로서 가장 중요한 CR값에 대해서는 언급되어있지 않고, 콘덴서 재료로서의 유용성은 분명하지 않다.In addition, the CR value which is most important as a capacitor material is not mentioned, and its usefulness as a capacitor material is not clear.

또한, 일본 특개소 57-25607호에서 마그네슘 니오브산연과 아연 니오브산연의 고용체인 재료에 대해서도 연구되어있다.In addition, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 57-25607 discusses a material that is a solid solution of magnesium niobate and zinc niobate.

그러나 CR값 및 T.C.C에 대해서는 언급되어있지 않고 콘덴서 재료로서의 유용성은 분명하지 않다.However, no mention is made of CR values and T.C.C and their usefulness as a capacitor material is not clear.

또한 아연 니오브산연과 니켈 니오브산연의 고용체로 필요에 따라 연의 일부를 바륨, 스트론튬, 칼슘으로 치환시킨 재료에 대해서도 연구되어져 있다(일본 특개소 58-214201호).In addition, a solid solution of zinc niobate and nickel niobate has been studied for a material in which a part of the lead is replaced with barium, strontium, and calcium (Japanese Patent Laid-Open No. 58-214201).

그러나 이 재료의 유전율의 온도계수는 -25~85로 가장 좋은것일지라도 -33%이므로 충분하다고는 할 수 있다.However, the temperature coefficient of dielectric constant of this material is -25 ~ 85, which is -33%, which is the best one.

또한 값에 대해서는 언급되어있지않고 콘덴서 재료로서의 유용성은 분명치 않다.Also no value is mentioned and its usefulness as a capacitor material is not clear.

본 발명은 위와같은점을 고려하여 이루어진것으로서 유전율이 크며 또한 온도계수가 작은 고유전율 자기 조성물을 제공하는것을 목적으로 한다.The present invention has been made in consideration of the above-described object, and an object thereof is to provide a high dielectric constant magnetic composition having a high dielectric constant and a low temperature coefficient.

본 발명은 일반식The present invention is a general formula

x Pb(Zn1/3 Nb2/3) O3-x Pb (Zn1 / 3 Nb2 / 3) O 3-

y Pb(Mg1/3 Nb2/3) O3- z PbTiO3 y Pb (Mg 1/3 Nb 2/3) O 3 -z PbTiO 3

로 나타냈을때 각각의 성분을 정점으로 하는 3원도의When expressed as

a(x=0.50, y=0.00, z=0.50)a (x = 0.50, y = 0.00, z = 0.50)

b(x=1.00, y=0.00, z=0.00)b (x = 1.00, y = 0.00, z = 0.00)

c(x=0.20, y=0.80, z=0.00)c (x = 0.20, y = 0.80, z = 0.00)

d(x=0.05, y=0.90, z=0.05)d (x = 0.05, y = 0.90, z = 0.05)

로 나타내는 각점을 연결하는 선안의 조성 Pb의 일부를 1~35 mol%의 Ba 및 Sr중 적어도 한종류의 치환한 고유전율 자기 조성물이다.It is a high dielectric constant magnetic composition which substituted a part of composition Pb in the line which connects each point shown by at least 1 sort (s) among 1-35 mol% Ba and Sr.

종래부터 유전체 재료로서 자기 조성물이다.Conventionally, it is a magnetic composition as a dielectric material.

종래부터 유전체 재료로서 각종의 회티탄석형의 자기재료가 검토되고 있는데, 아연 니오브산연(Pb(Zn1/3 Nb2/3)O3)은 자기로 했을때 회티탄석 구조를 취하기 어려우므로 유전체 재료로서는 적당하지 않다고 생각되었었다. (1973년 4월에 발간된 엔이시(NEC)연구 및 개발지 29호의 15~21페이지 참조).Conventionally, various types of gray titaniumite-type magnetic materials have been studied as dielectric materials. Since zinc niobate (Pb (Zn1 / 3 Nb2 / 3) O 3 ) is hardly magnetic, it is difficult to have a gray titanium structure. It was not suitable. (See pages 15–21 of NEC Research and Development Paper 29, April 1973).

본 발명자등의 연구에 의하면 Pb(Zn1/3 Nb2/3)O3의 Pb를 Ba 또는 Sr로 적당량 치환하므로서 자기(磁器)로 안정된 회티탄석 구조를 형성할 수 있다는 것을 알았다.According to the research of the present inventors, it has been found that magnetically stable gray titaniumite structure can be formed by appropriately substituting Pb of Pb (Zn 1/3 Nb 2/3) O 3 with Ba or Sr.

또한 이와같은 자기조성물은 매우 높은 유전율 및 절연(絶緣)저항을 나타내며 또한 온도 특성도 대단히 양호하다는것을 알았다.It was also found that such magnetic compositions exhibit very high dielectric constant and insulation resistance, and also have very good temperature characteristics.

또한 기계적 강도도 뛰어난 것이라는 것을 알았다.It was also found that the mechanical strength was also excellent.

더욱더 연구를 거듭한 결과, 이 아연 니오브산연에 마그네슘 니오브산연 및 티탄산연을 편성하므로써 더욱 더 높은 유전율과 절연저항을 동시에 지니는 고유전율 자기 조성물을 얻을 수 있다는 것을 발견한 것이다.As a result of further research, it has been found that by combining magnesium niobate and lead titanate with zinc zinc niobate, a high dielectric constant magnetic composition having higher dielectric constant and insulation resistance can be obtained.

지금부터 본 발명 조성물의 조성범위에 대하여 설명하기로 하겠다.Now, the composition range of the present invention composition will be described.

Me=Ba,Sr은 전설한 일반식의 회티탄석 구조를 형성하는데 필요한 원소이며, 1mol%이하면 피로클로르 구조가 혼합되어 있어서, 높은 유전율과 높은 절연저항을 보이지 않는다. 35mol%이상에서는 유전율이 1000정도이하로 작아져 버린다든지 소성온도가 1100℃이상으로 높아져 버린다.Me = Ba, Sr is an element necessary to form the legendary gray titaniumite structure, and when 1 mol% or less is mixed with pyrochlore structure, it does not show high dielectric constant and high insulation resistance. At 35 mol% or more, the dielectric constant decreases below about 1000 or the firing temperature rises above 1100 ° C.

따라서 Me성분으로의 치환량은, (Pb1-αMeα)로 나타냈을때 0.01<α<0.35로 한다.Therefore, the substitution amount with the Me component is 0.01 <α <0.35 when expressed as (Pb 1-α Meα).

유전체 재료에 있어서는 상온에서의 용량을 높이기 위하여 퀴리온도가 상온(0~30℃)과 가까워지도록 한다.In dielectric materials, the Curie temperature should be close to room temperature (0 to 30 ° C) in order to increase the capacity at room temperature.

본 발명의 Me성분은 전술한 바와같이 회티탄석 구조로 형성하기 위한 필수 성분이지만, 또한 본 발명 자기 조성물의 퀴리온도를 낮추는 시프터(shifter)의 작용이 있다.As described above, the Me component of the present invention is an essential component for forming a gray titaniumite structure, but also has a function of a shifter for lowering the Curie temperature of the inventive magnetic composition.

또한 절연 저항을 현저하게 증가시켜 기계적 강도도 향상시킨다.It also significantly increases the insulation resistance, which also improves mechanical strength.

Me성분에 의한 Pb의 치환량은 퀴리온도등을 고려하여 적절하게 설정할 수 있는데, 아연 니오브산연 및 티탄산연이 많은 영역(X>0.5, Z>0.1)에서는 10mol%이상이 바람직하며 마그네슘 니오브 산연이 많은 영역(y>0.6, Z<0.05)에서는 1mol%이상으로 충분히 치환효과를 발휘한다.The substitution amount of Pb by the Me component can be appropriately set in consideration of the Curie temperature and the like. In the region having high zinc niobate and lead titanate (X> 0.5, Z> 0.1), 10 mol% or more is preferable, and magnesium niobate has a high concentration. At (y> 0.6, Z <0.05), the substitution effect is sufficiently exhibited to 1 mol% or more.

제1도에 본 발명 자기 조성물의 조성범위를 나타냈다.1 shows the composition range of the inventive magnetic composition.

선분(線分) ad의 바깥쪽에는 소성온도가 1100℃이상으로 높아져 버리며 또한 절연저항도 저하하여 높은 CR값을 얻을 수가 없다.On the outside of the line segment ad, the firing temperature becomes higher than 1100 ° C and the insulation resistance decreases, so that a high CR value cannot be obtained.

또한, 선분 Cd의 바깥쪽에는 퀴리 온도가 원래상온과 비슷하므로 Me성분에 의한 치환으로 퀴리점이 대폭적으로 저온쪽으로 이동하여 상온에서의 유전율이 대폭적으로 저하되어 버린다.In addition, since the Curie temperature is similar to the original room temperature on the outer side of the line segment Cd, the Curie point moves to the low temperature significantly by substitution by the Me component, and the dielectric constant at room temperature is greatly reduced.

또한, d1(x=0.10, y=0.80, z=0.10)으로 했을때 선분 cd1의 안쪽이 보다 더 바람직하다.Further, when d 1 (x = 0.10, y = 0.80, z = 0.10), the inside of the line segment cd 1 is more preferable.

또한, 마그네슘 니오브산연은 소량의 첨가 함유로 그 효과를 발휘하지만 실용상으로는 1mol%이상 함유하는 것이 바람직하다. 또한, CR값을 고려하면, 아연 이 니오브산연을 15mol%이상 함유하는것이 바람직하며 또한 20mol%이상 함유하는것이 더욱더 바람직하다.Moreover, although magnesium niobate is exhibited by the addition of a small amount, it is preferable to contain 1 mol% or more practically. In consideration of the CR value, it is preferable that zinc contains 15 mol% or more of niobate lead, and even more preferably 20 mol% or more.

20mol%이상 함유할때는, 유전손실도 특히 적다.When it is 20 mol% or more, the dielectric loss is particularly small.

또한Also

c1(x=0.40, y=0.60, z=0.00)c 1 (x = 0.40, y = 0.60, z = 0.00)

d2(x=0.15, y=0.70, z=0.15)d 2 (x = 0.15, y = 0.70, z = 0.15)

d3(x=0.20, y=0.60, z=0.20)d 3 (x = 0.20, y = 0.60, z = 0.20)

c2(x=0.45, y=0.55, z=0.00)c 2 (x = 0.45, y = 0.55, z = 0.00)

으로 했을때When

선분 c1d1의 바깥쪽에서는 치밀한 자기를 얻는것이 비교적 곤한하다.Outside of line c 1 d 1 it is relatively difficult to obtain a dense magnetism.

이와같이 CR값 T.C.C., 소결성(燒結性)등을 고려하면 선분 c1d2의 안쪽 특히 선분 c2d2나아가서는 선분 c2d3의 안쪽이 바람직하다.Thus, considering CR value TCC, sintering property, etc., the inside of line segment c 1 d 2 especially the line segment c 2 d 2 and also the inside of line segment c 2 d 3 are preferable.

그러나 유전율등을 고려한 경우에는 이와같은 선분으로 구분된 조성정계에서도 충분한 특성을 지니고 있다.However, when the dielectric constant is considered, the compositional boundary divided into such line segments has sufficient characteristics.

제2도는 마그네슘 티탄을 포함하지 않고 아연 니오브산연 100%(제1도에서 b점)인 조성계 (Pb1-αMeα) (Zn1/3 Nb2/3) PO3에서 Me(=Ba 또는 Sr)의 양 α에 의한 용량 저항적(積) CR 및 유전율 K의 변화를 나타낸 그래프(온도 25℃)이다.FIG. 2 shows the composition of Me (= Ba or Sr) in the composition system (Pb 1-α Meα) (Zn 1/3 Nb 2/3) PO 3 containing no magnesium titanium and 100% zinc niobate (point b in FIG. 1 ). It is a graph (temperature 25 degreeC) which shows the change of capacitance-resistant CR and dielectric constant K by quantity (alpha).

α=0.1이하이면 피로클로로 구조가 화합되어 있어서 높은 유전율 및 높은 절연저항을 보이지 않는다.If α = 0.1 or less, the fatigue chloro structure is combined, and thus high dielectric constant and high insulation resistance are not shown.

α=0.35이상에서는 유전율이 1000정도로 작아지고 또한 소성온도가 1100℃이상으로 높아져 버린다.At α = 0.35 or more, the dielectric constant decreases to about 1000 and the firing temperature increases to 1100 ° C or more.

따라서, 0.1<α<0.35로 한다.Therefore, 0.1 <α <0.35 is set.

제2도로 분명한 바와같이, 0.1<α<0.35에서 즉 전술한 식의 Pb의 일부를 10~35mol%의 Ba와 Sr중 적어도 한종류로 치환하게되면 각 특성이 뛰어난 것을 할 수 있다.As apparent from FIG. 2, when 0.1 < alpha < 0.35, that is, a part of Pb of the above-mentioned formula is replaced by at least one of 10 to 35 mol% of Ba and Sr, excellent characteristics can be achieved.

특히, 0.16<α<0.30에서 CR 값이 3000MΩμF이상이라는 높은 신뢰성을 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다.In particular, it can be seen that at 0.16 < alpha < 0.30, a high reliability of a CR value of 3000 MΩ mu F or more can be obtained.

유전체 재료에 있어서는 유전율을 높이기 위하여 퀴리 온도가 상온과 비슷해지도록 한다.In dielectric materials, the Curie temperature should be close to room temperature in order to increase the dielectric constant.

Mg를 포함하지 않는 즉 y=0인 경우 본 발명의 조성계에서의 Me성분은 퀴리온도를 낮추는 작용을 하는데 대하여 Ti는 퀴리온도를 높히는 작용을 하며 Ti의 첨가함유는 Me성분과 함께 유전율을 높히는 효과가 있다.If Mg is not included, that is, y = 0, the Me component in the composition system of the present invention lowers the Curie temperature, while Ti increases the Curie temperature, and the addition of Ti increases the dielectric constant along with the Me component. Is effective.

그러나 Ti성분을 지나치게 많이하면 절연저항이 저하하여 CR값이 작아져버리므로 Ti량인 Z는 Z<0.5로 한다.However, if the Ti component is too large, the insulation resistance decreases and the CR value decreases. Therefore, the Ti amount Z is Z <0.5.

또한, Z가 0.5이상이 되면 소성온도도 1100℃로 고온이 되어버린다.In addition, when Z is 0.5 or more, the firing temperature also becomes high at 1100 ° C.

특히, 기본성분인 Pb(Zn1/3 Nb2/3)O3의 효과를 고려하여 Z<0.4인 경우가 바람직하다. Mg와 Ti을 함유하지 않는 계 (系) (y=0, z=0)에서도 충분히 뛰어난 고유전율 자기조성물을 구성하는데 Ti을 함유할 경우에는 Z>0.05정도에서 그 첨가함유된 효과가 현저하게 보인다.In particular, in consideration of the effect of Pb (Zn 1/3 Nb 2/3) O 3 as a basic component, Z <0.4 is preferable. Even in the system containing no Mg and Ti (y = 0, z = 0), a sufficiently high dielectric constant magnetic composition is formed. When Ti is contained, the added effect is remarkable at Z> 0.05. .

제 3도는 아연 니오브산염 50mol%, 마그네슘 니오브산연 50mol%인 조성계에서의 Me양 즉 (Pb1-αMeα) {(Zn1/3 Nb2/3)0.5(Mg1/3 Nb2/3)0.5]O3의 조성에서 Me(=Ba, Sr)의 양 α에 의한 CR값과 유전율의 변화를 나타낸 것이다.3 shows the amount of Me in the composition system 50 mol% of zinc niobate and 50 mol% of magnesium niobate, namely (Pb 1-α Meα) {(Zn 1/3 Nb 2/3) 0.5 (Mg 1/3 Nb 2/3) 0.5] O 3 It shows the change of CR value and permittivity by the amount α of Me (= Ba, Sr) in the composition of.

이 도면에서 분명한 바와같이 소량(α=0.01~0.35)의 Me성분의 첨가함유에 의하여 즉 전술한 조성물의 Pb의 일부를 1~35mol%의 Ba 및 Sr중 적어도 한가지로 치환하므로써 대폭적으로 특성이 향상된 것을 알 수 있다.As is clear from this figure, the addition of a small amount (α = 0.01 to 0.35) of Me component, i.e., a large improvement in characteristics by replacing a part of Pb of the above-mentioned composition with at least one of 1 to 35 mol% of Ba and Sr It can be seen that.

특히 CR값에 있어서의 효과는 현저하며, 세라믹콘덴서로서의 신뢰성이 뛰어나다.In particular, the effect on the CR value is remarkable, and the reliability as a ceramic capacitor is excellent.

본 발명은 전술한 일반식으로 나타난 것을 주체로 하는 것이지만 다소 화학양론비(論比)가 달라도 상관없다.Although the present invention is mainly based on the above-described general formula, the stoichiometric ratio may be somewhat different.

이조성물을 산화물로 환산하게되면 다음과 같다.When this composition is converted into oxide, it is as follows.

PbO 46.13~69.09 wt%PbO 46.13-69.09 wt%

BaO 0.00~18.20 wt%BaO 0.00 ~ 18.20 wt%

SrO 0.00~12.99 wt%SrO 0.00 ~ 12.99 wt%

ZnO 0.42~9,13 wt%ZnO 0.42 ~ 9,13 wt%

Nb2O514.11~29.83 wt%Nb 2 O 5 14.11-29.83 wt%

TiO20.00~14.31 wt%TiO 2 0.00 ~ 14.31 wt%

MgO 0.04~3.73 wt%MgO 0.04-3.73 wt%

(단 BaO와 SrO의 합계는 0.32~18.10 wt%)로 된다.(However, the sum of BaO and SrO is 0.32 to 18.10 wt%).

또한 본 발명의 효과를 손상하지 않는 범위내에서의 불순물, 첨가물, 치환물등을 함유해도 상관없다.Moreover, you may contain an impurity, an additive, a substituent, etc. within the range which does not impair the effect of this invention.

예를들면 MnO, CoO, NiO, Sb2O3, ZrO2, La2O3등의 전이금속 탄탄족등을 들 수 있다.For example, a MnO, CoO, NiO, Sb 2 O 3, ZrO 2, La 2 O 3 solid transition metal group such as and the like.

이들 첨가물의 함유량은 많아도 1wt%정도이다.The content of these additives is about 1 wt% at most.

이중 본 발명에서는 전술한 조성물에 대하여 특히 산화 망간(MnO) 및 산화코발트(CoO)중 적어도 한가지를 첨가함유시키면 유효하다.In the present invention, it is effective to contain at least one of manganese oxide (MnO) and cobalt oxide (CoO) with respect to the above-mentioned composition.

이와같은 첨가물이 없는 조성물이라도 충분히 뛰어난 특성을 보이지만 이와같이 산화망간, 산화코발트를 함유하므로써 내압(耐壓)의 향상, T.C.C.의 개량 및 유전손실의 절감이라는 현저한 효과를 얻을 수 있다.Even a composition without such an additive exhibits sufficiently excellent characteristics, but by containing manganese oxide and cobalt oxide, remarkable effects such as improvement of internal pressure, improvement of T.C.C. and reduction of dielectric loss can be obtained.

또한 유전율의 경시(經時) 특성의 개선 효과도 보인다.In addition, the improvement of the aging time characteristic of dielectric constant is also shown.

이와같은 효과는 미량(微量)의 첨가함유에 의하여 발생하지만 0.01wt%이상의 첨가함유일때 현저해진다.This effect is caused by the addition of a small amount, but becomes remarkable when the addition content is 0.01 wt% or more.

그러나 대량의 첨가는 오히려 절연저항, 유전율의 저하가 커지므로 0.5wt%이하로 한다.However, the addition of a large amount is less than 0.5wt% because the decrease in insulation resistance and dielectric constant is large.

다음으로 본 발명 조성물의 제조방법에 대하여 설명하기로 하겠다.Next, the manufacturing method of the composition of the present invention will be described.

출발 원료로서 Pb, Ba, Sr, Zn, Nb, Ti, Mg의 산화물, 탄수화물 혹은 소성에 의하여 산화물이되는 탄산염, 수산염등의 염류, 수산화물, 유기화합물 등을 소정의 비율로 무게를 달아 충분히 혼합한 후에 하소한다.Pb, Ba, Sr, Zn, Nb, Ti, Mg oxides, carbohydrates, salts such as carbonates, oxalates which are oxides by firing, hydroxides, organic compounds, etc. Calcined later.

이 하소는 700~850℃정도에서 한다.This calcination is carried out at about 700 ~ 850 ℃.

지나치게 하소온도가 낮으면 소결 밀도가저하하고 또한 지나치게 높으면 역시 소결밀도가 저하하여 절연저항이 저하한다.If the calcination temperature is too low, the sintered density is lowered. If the calcination temperature is too high, the sintered density is also lowered and the insulation resistance is lowered.

다음으로 하소물을 분쇄하여 원료 분말을 제조한다.Next, the calcined product is ground to prepare a raw powder.

평균 입자의 지름은 0.8~2㎛정도가 바람직하며 지나치며 크면 소결체 안에 기공이 증가하고, 작으면 성형이 저하한다.The average particle diameter is preferably about 0.8 ~ 2㎛, excessively large if the pores in the sintered body increases, if small, the molding decreases.

이와같은 원료 분말을 이용하여 소망하는 형상으로 성형한후, 소성하므로써 고유전율 세라믹을 얻는다.A high dielectric constant ceramic is obtained by molding into a desired shape using such a raw material powder and firing it.

본 발명의 조성물을 이용하므로서 소성은 1100℃이하, 980~1080℃정도로 비교적 저온에서 할 수 있다.By using the composition of the present invention, firing can be performed at a relatively low temperature of about 1100 ° C or less and about 980 to 1080 ° C.

적층(積層)타이프의 소자를 제조할 경우에는, 전술한 원료분말에 바인더(binder), 용제등을 첨가하여 슬러리(slurry)화 하여 그리인 시이트(green sheet)를 형성하고 이 그리인 시이트 위에 내부 전극을 인쇄한 후 소정의 장수를 적층, 압착(壓着)하여 소성하므로서 제조한다.In the case of manufacturing a device having a laminated type, a binder, a solvent, and the like are added to the above-described raw powder to slurry to form a green sheet, and the green sheet is formed on the inside of the green sheet. After printing an electrode, it manufactures by carrying out lamination | stacking, crimping | compression, and baking a predetermined | prescribed longevity.

이때, 본 발명의 유전체 재료는 저온에서 소결할 수 있으므로 내부 전극 재료로서 예를들면 Ag주체의 값이싼 재료를 이용할 수 있다.At this time, since the dielectric material of the present invention can be sintered at a low temperature, a cheap material of Ag main body can be used as the internal electrode material.

또한, 이와같이 저온에서 소성할 수 있으므로 회로기판위 등에 인쇄, 소성하는 두꺼운막 유전체의 페이스트(paste)재료로서도 유효하다.In addition, since it can be baked at a low temperature in this manner, it is also effective as a paste material of a thick film dielectric printed on a circuit board or baked.

이와같은 본 발명 자기 조성물은 고유전율이며 또한 그 T.C.C.가 양호하다.Such a magnetic composition of the present invention has a high dielectric constant and a good T.C.C.

또한, CR값도 크며 특히 고온에서도 충분한 값을 지니므로 고온에서의 신뢰성이 뛰어난다. T.C.C.가 작은 것은 본 발명의 커다란 특징이며, 이것은 K

Figure kpo00001
10000와 같이 큰 유전율인 경우 특히 현저하다.In addition, since the CR value is large and has a sufficient value especially at a high temperature, it is excellent in reliability at a high temperature. The small TCC is a big feature of the invention, which is K
Figure kpo00001
This is especially noticeable for large dielectric constants such as 10000.

이와같이 유전율이 클 경우에는, (유전율)/(온도변화율의 절대값)이 커야된다.When the permittivity is large in this manner, (dielectric constant) / (absolute value of the temperature change rate) must be large.

본 발명은 이점에 관해서도 대단히 뛰어난다.The present invention is very excellent in terms of advantages as well.

또한, 유전율 바이어스 전계 의존성도 종래의 티탄산 바륨계의 재료와 비교하여 뛰어나며, 유전율의 변화율이 4KV/㎜에서도 10%이하 정도의 재료를 얻을 수 있다.In addition, the dielectric constant bias electric field dependency is also superior to that of a conventional barium titanate-based material, and a material of about 10% or less can be obtained even at a rate of change of dielectric constant of 4 KV / mm.

따라서, 고압용 재료로서 유효하다.Therefore, it is effective as a material for high pressure.

또한 유전손실이 작으며 교류용, 고주파용으로서도 유효하다.In addition, the dielectric loss is small and effective for alternating current and high frequency.

또한, 전술한 바와같이 T.C.C.가 작으므로 전기적 왜형의 소자에 응용한 경우에서도 변위량의 온도변화가 작은 소자를 얻을 수 있다.In addition, as described above, since the T.C.C. is small, a device having a small temperature change in the displacement amount can be obtained even when it is applied to an electric distortion type device.

또한, 소성시의 낱알크기도 13μm로 균일화되므로 내압성도 뛰어난다.Moreover, since the grain size at the time of baking is uniformized to 13 micrometers, it is also excellent in pressure resistance.

지금까지 전기적 특성에 대하여 설명했는데, 기계적 강도도 충분히 뛰어난 것이다.The electrical properties have been described so far, and the mechanical strength is also excellent enough.

지금까지 설명한 바와같이, 본 발명에 의하면 고유전율이며 또한 온도특성, 바이어스 특성이 뛰어난 고유전율 자기 조성물을 얻을 수 있다.As described so far, according to the present invention, a high dielectric constant magnetic composition having a high dielectric constant and excellent temperature and bias characteristics can be obtained.

특히, 이와같은 각종 특성이 뛰어난 자기를 저온 소성으로 얻을 수 있으므로 적층 세라믹 콘덴서, 적층형 세라믹 변위 발생 소자등의 적층 타이프의 세라믹 소자에 응용하는 것도 적합하다.In particular, since the magnetism excellent in such various characteristics can be obtained by low-temperature firing, it is also suitable for application to a multilayer type ceramic element such as a multilayer ceramic capacitor and a multilayer ceramic displacement generating element.

지금부터 본 발명을 구체적인 예에 대하여 설명하기로 하겠다.The present invention will now be described with reference to specific examples.

출발원료로서 제1~4표의 각 예에 따라서 선택되는 종류 및 양의 Pb, Ba, Sr, Zn, Nb, Ti, Mg, Mn, Co의 산화물, 탄산화물의 출발원료를 보올밀(ball mill)등으로 혼합하여 700~850℃에서 하소한다.As a starting material, starting materials of oxides and carbonates of Pb, Ba, Sr, Zn, Nb, Ti, Mg, Mn, and Co are selected from the examples of Tables 1-4 according to examples. The mixture is then calcined at 700 to 850 ° C.

이어서 이 하소체를 보올 밀 등으로 분쇄하여 건조한 후 바인더를 가하여 입자는 만들어 프레스(press)하여 직경 17㎜, 두께 약2㎜의 원판 형상의 소체를 형성하였다.Subsequently, the calcined body was pulverized with a bowl mill or the like, dried, a binder was added, and particles were formed and pressed to form a disc-shaped body having a diameter of 17 mm and a thickness of about 2 mm.

혼합, 분쇄용의 보올은 불순물의 혼입을 방지하므로 부분 안정화 산화지르콘 보올등의 경도(硬度)가 크며 또한 인성(靭性)이 높은 보올을 이용하는 것이 바람직하다.Since the mixing and pulverizing bowl prevents the incorporation of impurities, it is preferable to use a bowl having high hardness and high toughness such as partially stabilized zircon oxide bowl.

이 소체를 공기중 980~1080℃, 2시간 동안 소결하여 양 주면(主面)에 은(銀)전극을 달구어 각 특성을 측정했다.The body was sintered for 2 hours at 980 to 1080 DEG C in air, and silver electrodes were attached to both main surfaces to measure respective characteristics.

유전손실, 용량은 1KHz, 1Vrms 25℃의 조건에서 디지틀(digital)LCR미터에 의한 측정값이며 이 값에서 유전율을 산출했다.Dielectric loss and capacity are measured by a digital LCR meter at 1KHz and 1Vrms 25 ℃, and the dielectric constant was calculated from this value.

또한 절연저항은 100V의 전압을 2분간 인가한후 절연저항계(計)를 이용하여 측정한 값에서 산출했다.Moreover, insulation resistance was computed from the value measured using the insulation resistance meter after applying the voltage of 100V for 2 minutes.

또한 T.C.C.는 25℃의 값을 기준으로하여 -25℃, 85℃에서의 변화율로 나타냈다.In addition, T.C.C. was represented by the change rate in -25 degreeC and 85 degreeC on the basis of the value of 25 degreeC.

용량 저항적은 25℃ 및 125℃에서의 (유전율)×(절연저항)×(진공의 유전율)에서 구했다.Capacity resistivity was calculated | required from (dielectric constant) x (insulation resistance) x (dielectric constant of vacuum) in 25 degreeC and 125 degreeC.

절연저항의 측정은 공기중의 습기의 영향을 제거하기 위해 실리콘 오일 속에서 하였다.The insulation resistance was measured in silicone oil to eliminate the effects of moisture in the air.

그 결과를 표 제1~4에 나타냈다.The result was shown to Tables 1-4.

[제1표][Table 1]

Figure kpo00002
Figure kpo00002

[제2표][Table 2]

Figure kpo00003
Figure kpo00003

[제3표][Table 3]

Figure kpo00004
Figure kpo00004

[제4표][Table 4]

Figure kpo00005
Figure kpo00005

제 1표에는 y=0 즉 제1도에서의 선분 a-b위에 있는 조성예 1~28, 제2표에는 그 밖의 본 발명의 범위안의 조성에 31~58, 제3표에는 또한 산화망간 혹은 산호코발트 중 적어도 한가지를 첨가 함유시킨예 61~65, 제4표에는 비교하기 위하여 본 발명의 범위밖의 조성예로서 참고예 1~11을 나타냈다.In Table 1, y = 0, that is, Composition Examples 1-28, which are above line segment ab in FIG. 1, 31-58 in Compositions within the scope of the present invention in Table 2, and Manganese Oxide or Coral Cobalt in Table 3; In Examples 61-65 and 4th table which added at least one of them, the reference examples 1-11 were shown as a composition example outside the range of this invention for comparison.

또한, 제1표에는 y값, MgO값은 모두다 0이므로 생략되어있다.In addition, since y value and MgO value are both 0, 1st table | surface is abbreviate | omitted.

제 1~3표에서 분명한 바와같이 본 발명 자기 조성물은 고유전율(K=1400이상)이며 또한 온도 특성이 양호(-25~85C에서 -54%이내)한다.As is clear from Tables 1 to 3, the inventive magnetic composition has a high dielectric constant (K = 1400 or more) and good temperature characteristics (within -54% at -25 to 85C).

CR값도 1100MΩ·μF(25℃) 이상으로 크며 특히 125℃에서도 260MΩ·μF이상으로 고온에서의 신뢰성이 뛰어나다.The CR value is also greater than 1100 MΩ · μF (25 ℃), and especially at 125 ℃, it is more than 260MΩ · μF, which is excellent in high temperature reliability.

또한 T.C.C.가 작은 것을 K

Figure kpo00006
5000과 같이 큰 유전율일 경우 특히 현저하다.Also K that TCC is small
Figure kpo00006
This is especially noticeable for large dielectric constants such as 5000.

이와같이 유전율이 클 경우에는 (유전율) / (온도변화율의 절대값)이 커야된다.If the dielectric constant is large like this, (dielectric constant) / (absolute value of temperature change rate) should be large.

본 발명의 예에서는 K

Figure kpo00007
5000일때 값이 200이상으로 대단히 우수하다.In the example of the present invention, K
Figure kpo00007
When the value is 5000, the value is over 200, which is very good.

또한 유전율 바이어스 전계 의존성도 1KV/㎜에서 15% 이내로 뛰어난다.The dielectric bias field dependence is also excellent within 15% at 1KV / mm.

또한 유전손실이 25℃, 1KHz에서 2.4% 이하로 작다.In addition, the dielectric loss is less than 2.4% at 25 ℃, 1KHz.

또한 아연 니오브산연을 15mol% 이상 함유하는 조성에서는 CR값이 2000MΩ·μF이상이 되며 또한 20mol% 이상에서는 3000MΩ·μF이상으로 매우 뛰어난 값을 취한다.In the composition containing 15 mol% or more of zinc niobate, the CR value is 2000 MΩ.mu.F or more, and 20 mol% or more.

또한 20mol% 이상에서는 유전손실도 2% 이하로 극히 작은값을 보인다.In addition, the dielectric loss is also very small value of less than 2% above 20mol%.

제 4표에 나타낸 참고예는 본 발명 조성의 범위 밖의 것이다.Reference examples shown in Table 4 are outside the scope of the present invention composition.

Me성분을 포함하지 않는 것을 (참고예 1~7)유전율이 작으며 또한 CR값도 극히 작으며 유전손실이 크고 더구나 T.C.C.도 커져버린다.It does not contain the Me component (Reference Examples 1 to 7) The dielectric constant is small, the CR value is extremely small, the dielectric loss is large, and the T.C.C.

또한 참고예 8,9는 Me성분을 과잉으로 첨가한 것인데 유전율이 작으며 그 온도변화도 매우 크다.In addition, Reference Examples 8 and 9 are in which Me component is added in an excessive amount, and the dielectric constant is small and the temperature change is also very large.

제4,5도에 유전율의 온도특성을 나타냈다.4 and 5 show the temperature characteristics of the dielectric constant.

제4도는 Mg를 포함하지 않는 제1표와 같은 조성인 예와 거기에 대응하는 참고예를 대비하여 나타낸 것이며 제5도는 Mg을 포함하는 제2표에 나타낸 예와 거기에 대응하는 참고예를 대비하여 나타낸 것이다.FIG. 4 shows an example of the same composition as the first table without Mg and a reference example corresponding thereto. FIG. 5 compares the example shown in the second table with Mg and a reference example corresponding thereto. It is shown.

우선 제4도에 있어서는, 비교하기 위하여 (BaTiO3)89-(CaTiO3)10-(MgZrO3)1의 티탄산 바륨계의 재료 특성을 같이 나타냈다(표에 나타내지 않은 참고예 12). 참고예 12는 25℃에서 6000정도로 큰 유전율을 나타내지만 -25℃ 및 85℃에서는 -50% 이상의 변화율을 나타낸다.In Fig. First, the fourth, in order to compare (BaTiO 3) 89 - (CaTiO 3) 10 - (MgZrO 3) are shown as the material properties of the barium titanate-based one (Reference Example 12 not shown in the table). Reference Example 12 shows a large dielectric constant of about 6000 at 25 ° C, but a change rate of -50% or more at -25 ° C and 85 ° C.

이에 대하여 본 발명에서는 K=8500(25℃)일지라도 (실시예 27)불과 -32% 이내이며, K=3900(25℃)에서 는 (실시예 16) -9.5%로 매우작다.On the other hand, in the present invention, even if K = 8500 (25 ℃) (Example 27) is within -32%, and at K = 3900 (25 ℃) (Example 16) is very small -9.5%.

제5도에 있어서는 비교하기 위하여 시판하는 적층 콘덴서용 티탄산 바륨계 재료의 특성을 같이 나타냈다 (참고예 10,11).In FIG. 5, the characteristics of the commercially available barium titanate material for multilayer capacitors are shown for comparison (Reference Examples 10 and 11).

참고예 10은 25℃에서 12000정도로 큰 유전율을 나타내지만 -25℃ 및 85℃에서는 -80% 이상의 T.C.C.를 나타낸다.Reference Example 10 shows a large dielectric constant of about 12000 at 25 ° C, but at least -80% of T.C.C. at -25 ° C and 85 ° C.

이에 대하여 본 발명에서는 K=11000(25℃)일지라도 (실시예 38) 불과 -41% 이내이며, K=6500(25℃)에서는 (실시예33) -20% 이내로 매우 작다.In contrast, in the present invention, even if K = 11000 (25 ° C), it is within -41% of only (Example 38), and is very small, within -20% of (Example 33) of K = 6500 (25 ° C).

이 T.C.C.는 상온에서의 값에 대한 -쪽의 변화보다 +쪽 변화가 중요시되고, +30% 이상의 변화를 나타내는 재료는 EIA, EIAJ 및 JIS의 콘덴서중 어느 규격도 만족되지 않으며, 콘덴서 재료로서는 전혀 실용성이 없다.In this TCC, the + side change is more important than the-side change with respect to the value at room temperature, and the material showing a change of + 30% or more does not satisfy any of the capacitors of EIA, EIAJ, and JIS. There is no

예를들면 마그네슘 니오브 산연과 티탄산연 대신에 니켈 니오브산연을 이용한 0.3Pb Nil/3 Nb2/3 O3-0. 7Pb Zn1/3Nb2/3 O3에서 Pb의 10원자 %를 Ba로 치환환 재료에서는 -25℃에서의 변화율이 +35%이므로 콘덴서 재료로서는 전혀 실용적이 아니다.For example, 0.3 Pb Nil / 3 Nb2 / 3 O 3 -0 using nickel niobate instead of magnesium niobate and lead titanate. 10 atom% of Pb is replaced with Ba in 7Pb Zn 1/3 Nb 2/3 O 3 , and the rate of change at −25 ° C. is + 35%.

또한 참고예 1,2,3,6,7,8 등도 마찬가지로 콘덴서 재료로서 전혀 실용적은 아니다.Reference examples 1, 2, 3, 6, 7, and 8 are also not practical at all as capacitor materials.

제6도, 제7도는 직류 바이어스 전계의존성을 나타낸 그래프이다.6 and 7 are graphs showing DC bias electric field dependence.

제6도는 Mg를 포함하지 않은 제 1표에 나타낸 예와 거기에 대응하는 참고예를 비교한 것이며, 제7도는 제 2표의 예와 거기에 대응하는 참고예를 대비한 것이다.FIG. 6 compares the example shown in the 1st table which does not contain Mg, and the reference example corresponding to it, and FIG. 7 compares the example of 2nd table and the reference example corresponding to it.

일반적으로 유전율은 바이어스 전계가 높아짐에 따라 저하하는 경향이 있으며, 이 경항은 유전율이 높을수록 현저해진다.In general, the dielectric constant tends to decrease as the bias electric field increases, and this condition becomes more pronounced as the dielectric constant increases.

제6도에서는, 참고예 12는 유전율이 6000정도인데 1KV/㎜에서 -25%, 2KV/㎜에서 -63%로 매우 크게 저하되는 경향을 나타내고 있다.In Fig. 6, Reference Example 12 exhibits a tendency of very large decrease in dielectric constant of about 6000 at -25% at 1KV / mm and -63% at 2KV / mm.

이에 대하여 실싱예 12는 유전율이 6900으로 큰데도 불구하고 1KV/㎜에서 -1%로 극히 작으며 2KV/㎜에서도 -28% 정도에 불과하다.On the other hand, in Example 12, the dielectric constant is 6900, which is very small at -1% at 1KV / mm and only -28% at 2KV / mm.

제7도에 있어서는, 참고예 10은 유전율이 12000정도인데 1KV/㎜에서 -80%, 2KV/㎜에서 -93%로 매우 크게 저하하는 경향을 나타내고 있다.In Fig. 7, Reference Example 10 shows a tendency of very large decrease in dielectric constant of about 12000 to -80% at 1KV / mm and -93% at 2KV / mm.

이에 대하여 실시예 8은 유전율이 11000과 거의 동등한 크기임에도 불구하고 1KV/㎜에서 -45%로 매우 작으며 2KV/㎜에서도 -64%정도에 불과하다On the other hand, Example 8 is very small at -45% at 1KV / mm and only -64% at 2KV / mm, although the dielectric constant is about the same as 11000.

또한 티탄산바륨(표에 나타내지 않은 참고예 13)은 예11과 같은 정도의 유전율을 나타내는데 3KV/㎜에서 -50%의 변화를 나타내는데 대하여 예11에서는 -10%로 매우작다./In addition, barium titanate (Reference Example 13 not shown in the table) has the same dielectric constant as Example 11, but shows a change of -50% at 3 KV / mm, which is very small at -10% in Example 11.

마찬가지로 티탄산바륨(참고예 11)은 실시예 54와 같은 정도의 유전율을 나타내는데 4KV/㎜에서 -50%의 변화를 나타내는데 대하여 실시예 54에서는 -10%로 매우 작다.Similarly, barium titanate (Reference Example 11) shows the same dielectric constant as Example 54, but shows a change of -50% at 4 KV / mm, which is very small at -10% in Example 54.

이와같이 직류 바이어스 전계 의존성이 작은 본 발명 조성물은 고압용 콘덴서 재료로서 유효하다.Thus, the composition of the present invention having a small DC bias electric field dependency is effective as a high-pressure capacitor material.

또한, 적층 콘덴서를 고려한 경우, 동일 형상에서 대용량화를 생각할때 유전체층의 1층당의 두께를 얇게할 필요가 있는데 이때 1층당의 인가 전계가 높아진다. 그러나 본 발명의 조성물은 바이어스 특성이 뛰어나므로 이와같은 소자에 응용할 경우에도 특성이 저하하지 않는다.In the case where the multilayer capacitor is considered, it is necessary to reduce the thickness per layer of the dielectric layer in consideration of the increase in capacity in the same shape, but the applied electric field per layer becomes high. However, since the composition of the present invention has excellent bias characteristics, the characteristics thereof do not decrease even when applied to such a device.

또한 실시예 54의 시료에서는 유전손실이 0.01%로 매우 작으므로 교류용으로 적합하다.In the sample of Example 54, the dielectric loss was very small, 0.01%, which is suitable for alternating current.

제8도에 CR값의 온도특성을 나타냈다.8 shows the temperature characteristics of the CR value.

본 발명의 경우, 고온에서도 CR값의 저하는 근소하며 실시예 15에서 4000MΩ·μF(125℃) 실시예 16에서 1600MΩ·μF(125℃)로 매우 높은 값을 나타내며, 신뢰성이 뛰어난다.In the case of the present invention, the decrease in the CR value even at a high temperature is slight and shows a very high value of 4000 M? 占 F (125 占 폚) in Example 15 to 1600 M 占 占 F (125 占 폚) in Example 16, and the reliability is excellent.

이에 대하여 참고예 12는 상온에서 4000MΩ·μF정도로 높은값을 나타내고 있는데 125℃에서는 100MΩ·μF로 극단적으로 저하해 버린다.On the other hand, Reference Example 12 shows a high value of about 4000 MΩ · F at room temperature, but it is extremely reduced to 100 MΩ · F at 125 ° C.

제9도에 실시예 38의 전기 왜형을 나타냈다.9 shows the electrical distortion of Example 38. FIG.

전기 왜형은 접촉형 변위검출용 전위차계로 세로 효과의 변위를 검출하고 시료의 인가 전계의 관수로서 XY레코오더를 이용하여 기록했다.The electric distortion was detected using a XY recorder as the irrigation of the applied electric field of the sample by detecting the displacement of the longitudinal effect with a contact type displacement detection potentiometer.

시료의 형상은 0.00㎜두께, 직경 12.0㎜의 원판형상으로 시료의 양면에 은 페이스트를 800℃로 달구어서 전극으로 한 것을 이용했다.The shape of the sample was a disk shape of 0.00 mm thickness and a diameter of 12.0 mm, and the silver paste was applied to both surfaces of the sample at 800 ° C. to form an electrode.

왜형과 전계의 관계는 히스테리스(hysteresis)가 거의 보이지 않는 2차 곡선이 되어있으며, 10KV/㎝의 전계 인가시에 0.85×10-4의 세로 효과 전기 왜형을 나타내였다.The relationship between the distortion and the electric field is a quadratic curve with little hysteresis, and shows a vertical effect electric distortion of 0.85 × 10 −4 when an electric field of 10 KV / cm is applied.

제9도에서 분명해진 바와같이 본 발명의 자기 조성물은 적층 세라믹 작동기(actuator)용의 재료로서도 사용할 수 있다는 것을 알았다.As apparent from FIG. 9, it was found that the magnetic composition of the present invention can also be used as a material for a multilayer ceramic actuator.

제10도는 실시예 15의 X선 회절선도인데, 거의 완전한 회티탄석 상(相)이 되어 있다.FIG. 10 is an X-ray diffraction diagram of Example 15, which is almost a complete titaniumite phase.

따라서, 유전율이 6300, CR값 6500MΩ·μF(25℃), 4000MΩ·μF(125℃)로 뛰어난 값을 나타내고 있다.Therefore, the dielectric constant is excellent at 6300, CR value of 6500 MΩ · F (25 ° C) and 4000 MΩ · F (125 ° C).

이에 대하여 Pb 사이트의 Ba에 의하여 치환이 없는 참고예 6의 경우에는 제11도에 나타낸 바와같이 다량의 피로클로트상을 보게 된다.In contrast, in the case of Reference Example 6 without substitution by Ba of the Pb site, as shown in FIG.

따라서, 유전율이 990으로 작으며 CR값도 150MΩ·μF(25℃)로 매우 작아서 전혀 실용적이 아니다.Therefore, the dielectric constant is small at 990 and the CR value is also very small at 150 M? 占 F (25 占 폚), which is not practical at all.

제12도는 예 38의 조성물의 X선 회절선도인데 이것도 거의 완전한 회티탄석상이 되어있다.FIG. 12 is an X-ray diffraction diagram of the composition of Example 38, which also has a nearly complete gray titaniumite shape.

따라서, 유전율이 11000, CR값 34000MΩ·μF(25℃) 6000MΩ·μF(125℃)로 뛰어난 값을 나타내고 있다.Therefore, the dielectric constant is excellent at 11000 and CR value of 34000 M? 占 F (25 占 폚) 6000 M? 占 F (125 占 폚).

이에 대하여 Pb 사이트의 Ba에 의하여 치환이 없는 참고예 3의 경우는 제7도에 나타낸 바와같이 다량의 피로클로트상이 보인다.In contrast, in the case of Reference Example 3 without substitution by Ba of the Pb site, as shown in FIG.

따라서, 유전율이 4500으로 작으며 CR값도 620MΩ·μF(25℃)로 매우 작아서 전혀 실용적이 아니다.Therefore, the dielectric constant is as small as 4500 and the CR value is also very small as 620 M? 占 F (25 占 폚), which is not practical at all.

이어서 예 12의 조성물, 예12에다 0.25mol%의 MnO와 CoO를 첨가함유시켜된 조성물, 예38의 조성물 및 실시예 38에다 0.1mol%의 MnO와 CoO를 첨가함유한 조성물을 이용하여 적층 세라믹 콘덴서를 작성한 실시예에 대하여 설명하기로 하겠다.The multilayer ceramic capacitor was then prepared using the composition of Example 12, the composition containing 0.25 mol% MnO and CoO in Example 12, the composition of Example 38 and the composition containing 0.1 mol% MnO and CoO in Example 38 It will be described with respect to the embodiment created.

우선, 이와같은 조성을 한 배소(焙燒)분말에 바인더, 유기용제를 참가하여 슬러리화한후 독터(doctor blade)형 캐스터(caster)를 이용하여 30㎛의 그리인 시이트를 작성했다.First, a binder and an organic solvent were added to the roasted powder having such a composition and slurried, and a 30 µm green sheet was prepared using a doctor blade caster.

이 그리인 시이트 위에 80Ag/20Pd의 전극 페이스트를 소정된 패턴으로 인쇄하여 이와같은 전극패턴을 지닌 시이트를 20층 적층 압착했다.An electrode paste of 80 Ag / 20 Pd was printed on the green sheet in a predetermined pattern, and 20 sheets of sheets having such an electrode pattern were laminated and pressed.

그후, 소정의 형상으로 절단하여 탈지한후 1020℃, 2시간의 조건에서 소성했다.Then, it cut | disconnected in the predetermined shape and degreased, and baked at 1020 degreeC and the conditions of 2 hours.

소결후, 외부전극으로서 Ag페이스트를 달구어 적층 세라믹 콘덴서를 제조했다.After sintering, Ag paste was applied as an external electrode to prepare a multilayer ceramic capacitor.

그 전기적 특성을 제5,6표에 나타냈다.The electrical characteristics are shown in Tables 5 and 6.

제5표에 예12의 조성물과 예12에 MnO와 CoO를 첨가하여서된 조성물이 얻어진 적층 세라믹 콘덴서의 전기적 특성을 비교하여 나타내고 제6표에는 예38의 조성물과 예38에 MnO와 CoO를 첨가하여서된 조성물에서 얻어진 적층 조성물 콘덴서와 전기적 특성을 비교하여 나타냈다.Table 5 compares the electrical properties of the multilayer ceramic capacitor obtained by the composition of Example 12 and the composition obtained by adding MnO and CoO to Example 12. Table 6 shows MnO and CoO by adding the composition of Example 38 and The electrical properties were compared with the laminated composition capacitor obtained from the obtained composition.

[제5표][Table 5]

Figure kpo00008
Figure kpo00008

[제6표][Table 6]

Figure kpo00009
Figure kpo00009

예12에 MnO와 CoO를 첨가하여서된 조성물로부터 얻어진 적층 세라믹 콘덴서의 유전율은 약 6500이며 또한 제5표에 나타낸 바와같이 각 특성이 충분히 뛰어나다는 것을 알 수 있다.It can be seen that the dielectric constant of the multilayer ceramic capacitor obtained from the composition obtained by adding MnO and CoO to Example 12 is about 6500 and each characteristic is sufficiently excellent as shown in Table 5.

특히 온도특성은 -25~85℃에서 ±15% 이내이며, EIAJ의 C특성 및 EIA 의 W5R 특성을 충족하는 것이다.In particular, the temperature characteristic is within ± 15% at -25 ~ 85 ℃, and satisfies the C characteristic of EIAJ and W5R characteristic of EIA.

또한 예12의 조성물에서도 만족할만한 전기적 특성을 지니는 적층 세라믹 콘덴서를 얻을 수 있는데 그위에 MnO와 CoO를 첨가하여서된 조성물로부터는 전기적 특성이 보다 향상된 적층 세라믹 콘덴서를 얻을 수 있는 것이 분명하다.In addition, in the composition of Example 12, a multilayer ceramic capacitor having satisfactory electrical properties can be obtained. From the composition obtained by adding MnO and CoO, it is clear that a multilayer ceramic capacitor having improved electrical properties can be obtained.

또한 예38에 MnO와 CoO를 첨가하여서된 조성물로부터 얻어진 적층 세라믹 콘덴서의 유전율은 약 11000이며 또한 제6표에 나타낸 바와같이 각 특성이 충분히 뛰어나다는 것을 알 수 있다.The dielectric constant of the multilayer ceramic capacitor obtained from the composition obtained by adding MnO and CoO to Example 38 is about 11000, and as shown in Table 6, it can be seen that each characteristic is sufficiently excellent.

특히 T.C.C.는 -25~85℃에서 ±50% 이내이며, JIS의 E특성 및 EIA의 Z5U특성을 만족시키는 것이다.In particular, the TCC is within ± 50% at -25 to 85 ° C and satisfies the E characteristics of JIS and the Z 5 U characteristics of EIA.

이 경우도 MnO와 CoO를 첨가하므로써 첨가하지 않은 때와 비교하여 보다 전기적 특성을 향상시킬 수 있는 것은 분명할 것이다.In this case as well, it will be clear that by adding MnO and CoO, the electrical characteristics can be improved more than when not added.

이와같이 본 발명에 의한 고유전율 자기 조성물은 T.C.C.등 각종 특성에 뛰어나며 특히 적층 세라믹 콘덴서용의 재료로서 유효하다.As described above, the high dielectric constant ceramic composition according to the present invention is excellent in various characteristics such as T.C.C. and is particularly effective as a material for multilayer ceramic capacitors.

Claims (6)

Pb계의 고유전을 자기 조성물에 있어서 일반식Pb-based high dielectric constant in magnetic composition x Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-x Pb (Zn 1/3 Nb 2/3 ) O 3- y Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-z Pb TiO3로 나타낼때 각각의 성분을 정점으로 하는 제1도에 나타낸 3원도의y Pb (Mg 1/3 Nb 2/3 ) O 3 -z Pb TiO 3 of the ternary degree shown in FIG. a (x=0.50, y=0.00, z=0.50)a (x = 0.50, y = 0.00, z = 0.50) b (x=1.00, y=0.00, z=0.00)b (x = 1.00, y = 0.00, z = 0.00) c (x=0.20, y=0.80, z=0.00)c (x = 0.20, y = 0.80, z = 0.00) d (x=0.05, y=0.90, z=0.05)로 표시도는 각점을 연결하는 빗금친 영역내의 조성의 Pb의 일부를 1-35mol%의 Ba 및 Sr중 적어도 한가지로 치환한 것을 특징으로 하는 고유전율 자기 조성물.d (x = 0.05, y = 0.90, z = 0.05) is characterized in that a part of Pb of the composition in the hatched area connecting each point is replaced with at least one of 1-35 mol% of Ba and Sr. High dielectric constant magnetic composition. 제1항에 있어서, 또한 산화망간 및 산화코발트중 적어도 한가지를 0.01-0.5wt% 첨가함유시킨 것을 특징으로 하는 고유전율 자기 조성물.The high dielectric ceramic composition according to claim 1, further comprising 0.01-0.5 wt% of at least one of manganese oxide and cobalt oxide. 제1항에 있어서, 제1도의 3원도의 a,b를 연결하는 선분위의 조성의 Pb의 일부를 10-35mol%의 Ba 및 Sr중 적어도 한가지로 치환한 것을 특징으로 하는 고유전율 자기 조성물.The high dielectric constant magnetic composition as claimed in claim 1, wherein a part of Pb of the composition of the line segment connecting a and b of the ternary degree of FIG. 1 is replaced with at least one of 10-35 mol% of Ba and Sr. . 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 고유전율 자기 조성물을 이용하여 만들어진 세라믹 콘덴서.The ceramic capacitor according to any one of claims 1 to 3, which is made using a high dielectric constant magnetic composition. 제4항에 있어서, 세라믹 콘덴서가 적층으로된 세라믹 콘덴서.The ceramic capacitor according to claim 4, wherein the ceramic capacitor is laminated. 제1항의 고유전율 자기 조성물을 이용하여 만들어진 전기 왜형 소자.An electric distortion device made using the high dielectric constant magnetic composition of claim 1.
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