KR900004567B1 - 적층 세라믹콘덴서의 유전체조성물 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

적층 세라믹콘덴서의 유전체조성물

제1도는 종래 적층 세라믹콘덴서의 개략적인 단면도.

제2도는 본 발명에 의한 적층 세라믹콘덴서의 개략적인 단면도.

제3도는 종래 적층 세라믹콘덴서의 제조공정.

제4도는 본 발명에 의한 적층 세라믹콘덴서의 제조공정.

제5도는 유전체조성물인 샘플 A의 전기특성 도표.

제6도는 유전체조성물인 샘플 B의 전기특성 도표.

제7도는 샘플 A와 B를 합성시킨 유전체조성물의 전기특성 도표이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,1',1'' : 세라믹유전체 2 : 내부전극(Pd/Ag)

2' : 내부전극(Ag) 3 : 외부전극

본 발명은 적층 세라믹콘덴서용 유전체조성물에 관한 것으로서, 내부전극을 고가의 Pd/Ag 합금 대신에 값이 싼 Ag를 사용하고, 저온에서도 소성이 가능한 Pb계의 세라믹유전체를 합성시켜 이루어지는 개량된 적층 세라믹콘덴서용 유전체조성물에 관한 것이다.

일반적으로 적층 세라믹콘덴서라 함은, 얇은 판자형태의 세라믹유전체와 내부전극을 여러층으로 적층시킨 후 이를 950℃ 이상의 고온에서 소성시켜 제조되는 것으로서, 단위체적당의 정전용량이 매우 크고 양호한 전기특성을 갖는다.

이러한 적층 세라믹콘덴서에서 -25℃ ~ 85℃의 온도범위일때 정전용량이 ±10% 이내로 변화되는 "B특성"을 보이는 세라믹콘덴서는 1000℃ 이상의 고온에서 내부전극와 유전체를 함께 소성시켜 제조되고 있다.

이러한 이유는 세라믹유전체가 BaTiO₃계로서 고온에서 소성시켜야 하는 조건때문에 내열성이 우수한 고가의 Pd를 함유한 Pd/Ag합금으로된 전극을 사용해야 하기 때문이다.

따라서 가격부담과, 고온에서 소성시켜야 하므로 소성전기로의 에너지 비용면에서도 불리한 점이 있었다.

특히, 유전율이 높고 온도에 의한 용량변화가 작다면 회로구성 및 동작에 있어서 정격을 충분히 유지하면서 회로전체의 수명에도 도움을 주게되므로 Pd/Ag 합금은 그 사용이 필연적이었다.

이에 본 발명은 적층 세라믹콘덴서의 유전체성분으로서 고온에서 소결되는 BaTiO₃계통의 세라믹 유전체를 사용하는 대신에, 저온에서도 소성이 가능한 Pb계의 세라믹 유전체를 조성시 각각 고온과 저온에서의 특성저하의 폭이 상반되는 형태로 합성시켜 서로의 특성을 보완시키고, 또한 내부전극을 100% Ag로 대체할 수 있는 것은 물론 높은 유전상수를 갖게한 것이다.

본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 세라믹유전체(1)와 내부전극(2) 및 외부전극(3)으로 이루어지는 적층 세라믹콘덴서(제1도 참조)에 있어서, Pb계의 세라믹유전체를 사용하여 저온에서도 소성이 가능하게 하고 그에따라 내부전극도 고가의 Pb/Ag 합금대신 저렴한 가격의 Ag를 100% 사용할 수 있도록한 유전체조성물이다.

즉, 적층 세라믹콘덴서용 유전체조성물을 제조하기 위해서 조성원료인 PbO, TiO₂, WO₃, MgO, MnO₂, BaCO₃, SrTiO₃를 각각 두가지 형태로 다르게 몰(mole)비를 구성하여 진동혼합기로 습식혼합 및 분쇄를 24시간 시행후 탈수건조시키고, 전기로내에서 700 ~ 800℃로 10시간동안 하소후 종래 적층세라믹의 제조공정에 따라 800 ~ 900℃로 소성시킨다. 이후 100%를 Ag를 도포하고 조성이 다른 두가지의 샘플에 대하여 각각의 온도특성을 미리 측정하고, 각 측정온도에서의 온도계수를 산출하여 2 ~ 4개의 샘플을 병렬로 접속하여 온도특성을 측정한뒤 각 온도에서의 온도계수가 포지티브(Positive)와 네가티브(negative)로 보완되어 거의 일정한 값을 유지하게 한다.

이를 종래의 MLCC 제조공정과 비교한 것이 제3도 및 제4도이다.

이러한 조성물은 다음의 조성식으로 표현된다. 즉 Pb_1-x(BaㆍASr)_x(Ti_B, Mg_c, Mn_O, W_E)O₃+(FPbO+WO₃)_G이고, 여기서 x는 0.02 ~ 0.05, A는 5 ~ 6, B는 0.3 ~ 0.7, C는 0.2 ~ 0.4, D는 0.001 ~ 0.01, E는 0.2 ~ 0.3, F는 3 ~ 6, G는 0 ~ 0.05의 범위이다.

상기와 같은 조성물로 제조되는 본 발명에 의한 세라믹유전체는 저온에서도 소성이 가능한 Pb계로서, 세라믹유전체와 내부전극을 여러층으로 적층시켜 950℃ 이하의 저온에서도 소성시킬 수 있기 때문에, 종래의 고온소성에 따른 내열성때문에 내부전극으로 사용해야했던 고가의 Pd/Ag 합금대신 값이싼 Ag만으로 제조된 전극을 사용할 수 있기 때문에 원가절감의 효과가 크다.

또한 본 발명에 의한 세라믹유전체 조성물을 사용해서 제조된 적층 세라믹콘덴서는 고유전율계의 유전체조성을 각각 고온과 저온에서의 특성이 저하되는 폭을 상반되는 형태로 합성시키므로서, 서로의 특성을 보완시켜 제반특성이 종래의 적층 세라믹콘덴서에 비하여 조금도 뒤떨어지지 않기때문에 본 발명에 의한 세라믹 유전체조성물로도 우수한 특성의 적층 세라믹콘덴서를 제조할 수 있는 것이다.

즉 제5도에 도시한 특성도와 같이 샘플 A의 제특성은 유전상수 3000~6000, 유전손실 0.5~1.5%이고, 제6도에 도시한 샘플 B의 특성은 유전상수 2000~4000, 유전손실 0.3~1.3%를 나타낸다.

이때 샘플 A,B를 병렬로 접속시켜 보완된 세라믹 유전체는 제7도에서 보는 바와같이 온도계수에 있어서 제5,6도에 도시한 바와같이 상반된 온도특성을 나타내던 것이 네가티브와 포지티브로 서로 보완되어 거의 일정한 값을 유지하게 되는 것이다.

따라서 본 발명에 의한 유전체조성물로 적층 세라믹콘덴서를 제조하게 되면, 고유전율을 나타내는 C특성까지도 가능하게 된다.

또한 유전체 파우더(powder)의 기본조성이 비슷하므로 적층소결시 수축에 의한 칩(chip)의 변형에 따르는 특성의 병화도 충분히 방지할 수 있으며, 특히 950℃ 이하의 저온에서도 소결이 가능하여 적층 세라믹콘덴서의 제조원가를 20~30%까지 절감할 수 있다.

더구나 소성온도가 낮은 Pb계 유전체를 특성이 상반되는 형태로 합성시킨 조성물로서, 유전상수가 2500~5000에 이르는 고유전율을 보유하면서 유전손실은 0.3~1.2%, 절연저항은 10⁶㏁ 이상을 나타내어 절연파괴 전압이 높게 되는 등의 양호한 특성을 갖게 되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 적층 세라믹콘덴서의 유전체조성물에 있어서, Pb_1-x(BaㆍASr)_x(Ti_B, Mg_c, Mn_O, W_E)O₃+(FPbO+WO₃)_G의 조성식으로 표현되는 것을 특징으로 하는 유전체 조성물, 단 상기 조성식의 x는 0.02 ~ 0.05, A는 5 ~ 6, B는 0.3 ~ 0.7, C는 0.2 ~ 0.4, D는 0.001 ~ 0.01, E는 0.2 ~ 0.3, F는 3 ~ 6, G는 0 ~ 0.05의 범위.
2. 제1항에 있어서, 상기 유전체조성물는 표현하는 조성식중 B=0.5~0.7, F=0, G=0의 샘플 A와 B=0.3~0.4, F=3~6, G=0.03~0.05의 샘플 B의 조성 및 병렬접속에 의한 온도특성 보완방법.

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