KR920006730B1 - 유전체 자기 조성물 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
[발명의 명칭]
유전체 자기 조성물
[발명의 상세한 설명]
본 발명은 유전체 자기 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 유전체 자기 조성물은 안정된 온도특성을 가지고 동시에 1100℃ 이하의 저온에서 소결이 가능하므로 7Ag-3Pd의 내부전극을 사용할 수 있는 적층형 자기 콘덴서의 유전체로서 이용될 수 있다.
종래 EIA(Electronic Industry Association)의 X7R의 온도특성을 가진 자기 조성물은 BaTiO3를 주성분으로 하고, 여기에 Bi2O3, Nb2O5 및 희토류 산화물이 첨가된 유전체가 사용되었다. 이러한 조성을 가지는 유전체 자기 조성물은 통상 1140∼1200℃의 비교적 고온에서 소결되기 때문에 적층 자기 콘덴서 재료로서 이것들을 사용하면, Ag-Pd의 내부전극중의 Pd가 산화 비스무스(Bi2O3)와 반응하여 자기 콘덴서의 특성을 저하시키는 문제점을 야기시켰다.
이러한 문제들을 해결하기 위해서 1100℃ 이하에서 소결 가능한 재료 개발이 요망되어져 왔다.
일본공고 60-18087에서는 이러한 요구에 응하기 위해서 1100℃에서 소결 가능한 조성을 제시하였으나 소결성이 좋지 못하고 절연저항이 불안정한 문제점이 있었다.
미국특허 47,540,676에서는 1140℃ 정도에서 소결 가능한 조성을 제시하였으나, 소성분위기 및 소성온도에 따른 유전을 편차가 심하며 충분한 수축율을 가지지 못하기 때문에 절연저항 및 기계적 강도가 불안정한 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 1100℃ 이하 소결이 가능함과 동시에 유전손실 계수와 온도특성, 소결성 및 절연저항이 우수한 자기 유전체를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 BaTiO3, Bi2O3, TiO2, 희토류계 산화물(CeO2등), PbO, Nb2O5, MnO2로 이루어진 주성분에 첨가제로써 전체 중량의 0.05∼2.0중량%의 B2O3및 ZnO를 혼합, 소성해서 이루어진 자기 유전체 조성물에 관한 것이다.
여기서 Bi2O3와 PbO은 1200℃ 미만의 저온소결을 가능하게 하며, TiO2와 Nb2O3는 결정립 성장을 제한 한다.
또한 CeO2는 저온부(℃미만)에서 안정된 온도특성을 PbO 및 Bi2O3는 고온부에서 평탄한 온도특성을 부여한다. 여기에, 첨가제 ZnO 및 B2O3를 첨가하여 Bi2O3와 PbO의 용해온도를 낮춤으로써 1100℃ 이하의 소결을 가능케 하였다.
좀더 상세한 본 발명의 유전체 자기 조성물은 BaTiO3가 75.0∼90.0wt%, Bi2O3가 5.0∼11.0wt%, TiO2가 0.5∼5.0wt%, 희토류계 산화물이 0.4∼3.8wt%, PbO가 0.4∼7.0wt%, Nb2O3가 0.3∼2.5wt%, MnO2가 0∼0.5wt%이고, 첨가제는 B2O3+ZnO가 0.05∼2.0wt%으로 구성된다.
상기 조성에서 Bi2O3와 TiO2가 상기 조성범위 이하일 경우에는 소결성이 저하되고, 이상에서는 낮은 유전율을 보인다.
희토류계 산화물(La2O3, Nd2O3, Y2O3, CeO2)등은 상기 조성에서 벗어날 경우에는 유전율이 2000 이하로 저하된다.
PbO는 0.4wt% 이하에서는 유전율이 저하되고 7.0wt% 이상에서는 소결성 및 온도특성이 나빠진다.
Nb2O6는 0.3wt% 이하에서는 소결성 및 온도특성이 나쁘며, 2.5wt% 이상에서는 유전율이 저하한다.
한편 MnO2는 0.5wt% 미만에서 절연저항을 향상시킨다.
B2O3와 ZnO 양자의 합이 2.0wt% 이상의 범위에서는 후술의 비교예에서 알 수 있듯이 유전율은 높으나, 온도특성 및 절연저항이 저하된다.
또한, 첨가제 B2O3와 ZnO를 전혀 첨가하지 않은 경우에는 1100℃ 이하 소성시 충분한 소결밀도를 갖지 못한다.
이상과 같은 조성을 가진 본 발명의 조성물은,
첫째 ; 유전상수가 25℃에서 2300 이상이며, -55℃∼125℃의 온도범위에서 유전율의 온도특성이 ±30% 이하의 특성을 가짐으로 안정한 온도특성의 적층 자기 콘덴서의 제조가 가능하며.
둘째 ; 유전손실 계수가 사용온도 구간에서 2% 미만이고.
셋째 ; 1100℃ 이하에서 소결가능하므로 내부 Pd 전극과 Bi2O3(산화비스무산)의 반응을 억제할 수 있고, 제조원가를 낮출수 있다.
다음의 실시예에서 본 발명의 조성물의 제조방법 및 그 효과에 대하여 구체적으로 설명한다. 그러나, 다음의 실시예가 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
[실시예 및 비교실시예]
출발원료로서 순도 99.5% 이상의 순도를 가지는 BaTiO3, Bi2O3, TiO3, CeO2, PbO, Nb2O2, MnO2, ZnO, B2O3의 분말 형태로 준비한 후, 표1에 표시된 조성물이 얻어지도록 평량한다. 평량된 분말을 Nylon Pot에서 Zirconia Ball로 습식 혼합하였다. 그 후 지름 12mm, 두께 1mm로 1ton/cm2의 압력을 가하여 성형하고, 성형된 원판을 1050℃∼1150℃에서 1∼2시간 소결한 후 Ag 전극을 도포하여 600∼700℃에서 은소부 한다음 이것들의 유전상수(K) 및 유전손실 계수(tanδ)를 LCR Meter를 사용하여 1KHz 25℃에서 측정하였으며, 온도특성은 -55℃∼125℃의 온도 범위에서 측정하여 그 결과를 하기 표1에 기재하였다.
[표 1]
Claims (3)
- BaTiO3를 주성분으로 하는 유전체 자기 조성물에 있어서, Bi2O3, Nb2O5, 희토류계 산화물, TiO2, PbO, MnO2가 미량 첨가되고 첨가제로써 B2O3및 ZnO의 혼합물이 첨가되는 것을 특징으로 하는 유전체 자기 조성물.
- 제1항에 있어서, 미량원소 Bi2O3는 5.0∼11wt%, Nb2O50.3∼2.5wt%, 희토류 산호물 0.4∼3.8wt%, TiO20.5∼5.0wt%, PbO 0.4∼7.0wt%, MnO2는 0∼0.5wt%첨가하는 것을 특징으로 하는 유전체 자기 조성물.
- 제1항에 있어서, 첨가제 B2O3및 ZnO의 혼합물은 0.05∼2.0wt% 첨가하는 것을 특징으로 하는 유전체 자기 조성물.
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