KR940004143B1 - 유전체 세라믹 조성물 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
본 발명은 고온 소결용 X7R 규격(EIA 규격 : -55℃~+125℃내에서 25℃의 유전율의 편차가 ±15%이내)에 적합한 적층 세라믹 콘덴서용 유전체 조성물에 관한 것이다.
좀더 상세히 설명하면, 주성분이 BaTiO3인 유전체 조성물에 소량의 이온들을 첨가하여 바륨이온과 티타늄이온 자리에 첨가되는 이온의 치환특성을 정밀히 제어함으로써 유전율의 온도특성이 향상된 우수한 특성을 갖는 적층 세라믹 콘덴서용 유전체 조성물에 관한 것이다.
종래의 유전체 조성물들은 바륨이온과 티타윰이온 자리에 첨가되는 첨가물들의 양을 정밀하게 제어하지 못하였으며 그에 따른 특성편차도 심하였고, 특히 제조공정에 대한 특성편차도 커지는 단점도 있었다.
따라서, 본 발명에서는 기존 조성물들에 대한 결점을 최대한 보완하고, 제조공정에 따른 특성편차도 적은 유전체 조성물을 제공하는데 목적이 있다.
또한 종래에는 적층 세라믹 콘덴서용 조성물중 고온 X7R 규격의 유전체 조성물로서 산화 비스머스를 포함하는 계가 소결성 및 유전율의 온도 안정성 등이 우수하여 널리 사용되어져 왔으나, 이 계는 적층 세라믹 콘덴서로서 사용할 경우 고온에서 내부전극과 반응하기 때문에 사용이 불가능하게 되었다. 따라서, 본 발명에서는 1,300℃의 고온에서 소결가능한 고온 소결형 X7R 규격의 조성물로서 고순도의 티탄산 바륨을 주성분으로 하여 산화나이오븀, 산화탄탈륨, 산화세륨, 산화 코발트, 산화망간 및 산화아연을 0.00몰%부터 1.00몰% 범위내에서 첨가한 것을 기초로 하여 이들의 혼합비율에 따라 특성제어를 할 수 있는 유전체 조성물을 제조하였다.
적층형 세라믹 콘덴서중 고온 소결형 X7R 규격의 유전체 특성은 주성분인 티탄산 바륨에 첨가되는 소량의 첨가물들의 양과 이들의 조합비율에 따라 크게 좌우된다. 즉, 순수한 바륨의 바륨 2가 이온자리와 티타늄 4가 이온자리가 어떻게 치환되는가에 따라 특성이 결정되므로 본 발명에서는 특성 향상 및 특성 제어를 위하여 첨가물들의 이온반경이 바륨과 티타늄의 이온 반경과 비슷한 것들을 하기 3가지 그룹으로 묶어 분류한 뒤 이들의 첨가량과 그 비율을 조절함으로서 제조하였다.
3가지 그룹이란 그룹 A로서 산화 나이오븀과 산화탄탈륨, 그룹 B로서 산화 세륨 및 그룹 C로서 산화 코발트, 산화 망간 및 산화 아연을 분류한다. 이들의 기존 조성은 다음식으로 표시된다.
여기서, 0.0
a
1.0몰%
0.0
b
0.5몰%
0.20
c
0.5몰%
0.20
d
1.00몰%
0.05
e
0.3몰%
0.0
f
0.25몰%이다.
상기식중 a, b의 범위가 각각 1.0몰%와 0.5%를 초과하는 경우는 소결밀도가 떨어져 조직이 치밀하지 못하고 유전율이 급격히 감소하며, c가 0.5몰%를 초과한 경우는 수축율이 작아져 치밀한 조직을 얻기 힘들며, d, e, f가 각각 상기 범위를 벗어나면 TCC 특성이 감소하거나 절연저항이 급격히 감소하기 때문에 본 발명의 효과를 기대하기 어렵다. 또한 본 발명에서는 이들 3가지 그룹중에서 특히 첨가되는 그룹 B와 그룹 C의 비율을 1 : 1, 1 : 2 및 1 : 3으로 변화시키면서 이들의 특성을 측정하였다.
본 발명에서 첨가되는 그룹 B와 그룹 C의 비율을 1 : 1~3으로 한정한 이유는 그룹 B와 그룹 C의 비율이 1 : 1 미만의 경우는 X7R 규격의 TCC 온도 특성을 벗어나며 1 : 3을 초과할 때는 TCC 온도 특성은 안정되나 급격한 유전율의 감소로 고유전율계와 상이한 특성을 나타내기 때문이다.
이하 실시예를 통해 본 발명의 특징 및 효과를 좀더 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 하기 예들이 본 발명의 범주를 국한시키는 것은 아니다.
[실시예 1~3]
상기에서 언글한 기본 조성식을 갖는 유전체 조성물을 제조할 때 순수한 티탄산 바륨(BaTiO3) 100몰%를 기준으로 하여 그룹 A(Nb2O5+Ta2O5), 그룹 B(CeO2) 및 그룹 C(Co2O3+MnO2+ZnO)를 표 1에 기재된 몰%로 첨가하여 지르코니아 볼밀에 넣어 혼합하였다. 이때 첨가되는 그룹 B : 그룹 C의 비는 1 : 1이었다. 이 혼합 분말을 12㎜
의 원통형 금형에 넣고 1톤/㎠의 압력으로 성형후 1300℃에서 소결시켜 양면에 은 페이스트를 발라 전기적 특성을 측정하였으며, 이들의 값을 표 1에 함께 기재하였다.
[실시예 4~7]
표 2에 기재된 바와 같이 첨가량의 비율을 조절하여 첨가되는 그룹 B : 그룹 C의 비를 1 : 2로 조절한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 유전체 세라믹 조성물을 제조하였다.
이 조성물들의 전기적 특성을 측정하여 표 2에 함께 기재하였다.
[실시예 8~12]
표 3에 기재된 바와 같이 첨가량의 비율을 조절하여 첨가되는 그룹 B : 그룹 C의 비를 1 : 3으로 조절한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 유전체 세라믹 조성물을 제조하였다. 이렇게 제조된 조성물들의 전기적 특성을 측정하여 표 3에 함께 기재하였다.
상기 실시예들과 상기 표들에서 알 수 있듯이, 첨가되는 첨가물중 그룹 B와 그룹 C의 비가 1 : 2인 경우에는 1 : 1인 경우에 비하여 유전율이 다소 감소하나 유전율 온도특성이 매우 양호해지는 결과가 나타났다.
또한 첨가물들중 그룹 B와 그룹 C의 비가 1 : 3인 경우에는 1 : 1, 1 : 2인 경우
Claims (2)
- 하기 식으로 표현되는 조성물로 구성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 조성물.100BaTiO3+aNb2O5+bTa2O5+cCeO2+dCo2O3+eMnO2+fZnO여기서, 0.0a
1.0몰%
0.0b
0.5몰%
0.20c0.5몰%
0.20d
1.00몰%
0.05e
0.3몰% 및
0.0f
0.25몰%이다.
- 제1항에 있어서, CeO2양 대 Co2O3+MnO2+ZnO양의 비율이 1 : 1~ 3인 것을 특징으로 하는 유전체 세라믹 조성물.
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