KR940008692B1 - 유전체 자기 조성물 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
본 발명은 티탄산바륨을 주성분으로 한 유전체 자기조성물에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 93.0∼95.0wt%의 BaTiO3, 2.8∼3.8wt%의 CeO2와 1.8∼2.6wt%의 TiO2를 혼합하고 900℃에서 하소하여 분쇄한 분말(이하 "조성물 A"라 칭한다)과 93.0∼95.0wt%의 BaTiO3, 2.8∼3.8wt%의 Nd2O3,1.8∼3.5wt%의 TiO2를 혼합하고 900℃에서 하소하여 분쇄한 분말(이하"조정물 B"라 칭한다)을 적당한 비율로 혼합하여 93.0∼95.0wt%의 BaTiO3, 0.1∼1.5wt%의 Nd2O3, 1.8∼3.0wt%의 CeO2와 l.5∼3.0wt%의 TiO2로 구성되도록 한 것으로서 ElA(Electronic Industry Association) 규격의 Y5V온도 특성(-30℃∼+85℃까지 25℃에서 유전율을 기준으로 유전율 변화율이 -82% 내지 +22%)을 만족하는 동시에 상온에서의 안정된 온도특성 및 고유전율을 갖는 유전체 자기조성물에 관한 것이다.
종래의 Y5V온도특성 자기조성물은 BaTiO3를 주성분으로 하여 CaZrO3, CaSnO3등이 첨가된 조성물을 사용하였으나, 이러한 조성물들은 1KHz에서는 비교적 높은 유전율을 가지는 반면에 결정립의 입경이 10μm이상으로 크게되어 기계적 강도 및 절연파괴전압이 낮아지는 단점이 있었다. 또한, 기계적 강도 및 절연파괴전압이 낮아짐으로서 고신뢰성의 부품을 제조하기 위한 요건을 만족시키지 못하게 되었다.
일본공고특허 소60-51202, 59-86101, 60-5l205호에는 상술한 조성물의 단점인 기계적 강도 및 절연파괴전압을 향상시키기 위하여 티탄산 바륨에 Sm2O3, CeO2Dy2O3를 첨가하여 결정립의 입경이 2-3μm 정도로 작은 결정립으로 제조함으로서 기계적 강도 및 절연파괴전압을 항상시켜 만족할만한 결과를 얻었지만, 절연저항이 25℃에서 5x1012Ω·cm 이하를 나타낼 뿐만 아니라 상온에서의 온도특성 변화가 심하기 때문에 고신뢰성의 적층 자기콘덴서 제조시에 문제점이 많았다.
따라서, 본 발명은 상술한 조성물들의 문제점들을 해결한 유전체 자기 조성물을 제공하는데 목적이 있는 것으로, 93.0∼95.0wt%의 BaTiO3, 2.8∼3.8wt%의 CeO2와 1.8∼3.5wt%의 TiO2를 혼합하고 900℃에서 하소하여 분쇄한 분말과 93.0∼95.0wt%의 BaTiO3, 2.8∼3.8wt%의 Nd2O3와 l.8∼2.6wt%의 TiO2를 혼합하고 900℃에서 하소하여 분쇄한 분말을 적당한 비율로 혼합하여 93.0∼95.0wt%의 BaTiO3,0.1∼1.5wt%의 Nd2O3, 1.8~3.0wt%의 CeO2와 1.5∼3.0wt%의 TiO2로 구성된 조성물을 제조함으로써 EIA 규격의 Y5V온도특성을 만족하는 동시에 결정립이 2∼3μm 정도로 작기 때문에 높은 기계적 강도 및 높은 절연파괴전압을 가질 뿐만 아니라 1250℃ 정도에서 소성이 가능하므로 Pd 또는 7Pd-3Ag의 내부전극을 사용할 수 있으며, 25℃, 1KHz에서의 유전율이 8000이상이고, 25℃에서의 유전율을 기준으로 할때의 +10℃∼+35℃ 에서의 TCC(유전율의 온도특성)가 ±15% 이내인 유전체 자기조성물을 얻었다.
본 발명의 또다른 목적은 상기의 조성물을 사용하여 고신뢰성의 적충세라믹 콘덴서를 제공하는데 있다.
본 발명의 조성물 구성에 있어서, Nd2O3가 TiO2는 1250℃ 정도에서 소성이 가능하게 하며 액장을 형성하여 조직을 치밀하게 하고, 특히 TiO2는 결정립의 성장을 제한하여 2∼3μm 정도의 입경을 갖는 결정립으로 성장시킨다. 또한, 본 발명의 유전체 자기조성물은 조성물 A와 조성물 B를 각각 하소한 후 일정비율로 혼합하여 제조함으로써 BaTiO3, Nd2O3, TiO2, CeO2를 혼합하여 제조한 조성물보다 균일한 조성을 가지며 CeO2와 Nd2O3가 각각 BaTiO3, TiO2와 결합하여 상온에서 안정된 온도특성을 나타낸다.
즉, 조성물 A(BaTiO3-CeO2-TiO2)는 1240∼1300℃의 소성온도 범위에서의 큐리(curie)온도가 +8∼l2℃이고, 조성물 B(BaTiO3-TiO2-Nd2O3)는 l220∼1300℃의 소성온도 범위에서 큐리온도가 +40∼55℃이므로 조성물 A와 조성물 B를 적당한 비율로 혼합함으로서 큐리온도를 상온으로 이동시켜 +10℃내지 +35℃의 온도범위에서 안정된 온도특성을 나타나게 하였다.
본 발명을 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 유전체 자기조성물은 93.0∼95.0wt%의 BaTiO3, 2.8∼3.8wt%의 CeO2의 1.8∼2.6wt%의 TiO2를 분산매로서 증류수를 사용하여 혼합하고 900℃에서 하소분쇄한 분말과 93.0∼95.0wt%의 BaTiO3, 2.8∼3.8wt%의 Nd2O3와 1.8∼3.5wt%의 TiO2를 분산매로서 증류수를 사용하여 혼합하고 900℃에서 하소분쇄한 분말을 적당한 비율, 좀더 구체적으로는 45∼85중량%의 조성물 A와 15∼55중량%의 조성물 B를 분산매로서 증류수를 사용하여 혼합함으로서 93.0∼95.0wt%의 BaTiO3, 0.1∼1.5wt%의 Nd2O3, 1.8∼3.0wt%의 CeO2와 1.5∼3.0wt%의 TiO2로 구성되도록 하여 EIA 규격의 Y5V온도특성을 만족하는 동시에 결정립이 2∼3μm 정도로 작기 때문에 높은 기계적 강도 및 높은 절연파괴전압을 가질 뿐만 아니라 1250℃정도에서 소성이 가능하므로 Pd 또는 7Pd-3Ag의 내부전극을 사용할 수 있으며, 25℃, 1KHz에서의 유선율이 8000이상이고, 25℃에서의 유전율을 기준으로 할때 +10℃∼+35℃에서의 TCC(유전율의 온도특성)가 ±15% 이내인 유전제 자기조성물을 얻었다.
본 발명의 유전체 자기 조성물에 있어서, 실험결과 Nd2O3, CeO2와 TiO2가 각각 0.1wt%, 1.8wt%, 1.5wt% 이하일 경우에는 소결성이 나빠지고 Y5V 온도특성을 벗어나며, 1.5wt%, 3.0wt%, 3.0wt% 이상일 경우에는 유전율이 낮아진다.
본 발명의 유전체 자기조성물은 상술한 바와같이 여러가지의 특성을 만족하므로 고신뢰성의 적층세라믹 콘덴서를 제조할 수 있는 잇점이 있다.
다음의 실시예는 본 발명의 유전체 자기조성물을 좀더 구체적으로 설명하는 것이지만, 본 발명의 범주는 한정하는 것은 아니다.
[실시예 1~8]
출발원료로서 순도 99.5% 이상의 BaTiO3, CeO2및 TiO2를 하기의 표1에 기재된 중량%로 평량하고, 분산매로 증류수를 사용하여 혼합한 다음, 900℃에서 2시간동안 하소 본쇄하여 조성물 A를 제조하고, BaTiO3, Nd2O3및 TiO2를 하기의 표1에 기재된 중량%로 평량하고 본산매로 증류수를 사용하여 혼합한 다음, 900℃에서 2시간동안 하소 본쇄하여 조성물 B를 제조한다.
제조된 조성물 A와 조성물 B를 본산매로서 증류수를 사용하며 하기의 표1에 기재된 몰%의 비율로 혼합하여 하기의 표1에 기개된 중량%의 비율을 갖는 본 발명의 유전체 자기 조성물을 제조한 다음, 1ton/cm2의 압력을 가하여 지름 12mm, 두께 1mm인 원판(disk)으로 성형한 후, 이들 표1의 기제와 같이 1230∼1260℃의 온도에서 2시간동안 소성하고, 소성체의 양면에 Ag 전극을 도포하여 800℃에서 20분간 소부하였다. 이에 대한 유전율(∈) 및 유전손실계수(tan ∂)를 LCR Meter를 사용하여 1KHz, 25℃에서 측정하였고, 온도특성인 TCC(유전율의 온도번화율)을 항온항습조에서 -25℃∼85℃의 온도범위에서 측정하여 표시하였으며, 결연저항 및 결정입경을 통상의 방법으로 측정하여 각각의 결과를 표2에 기재하였다.
또한, 각각의 실시예에 기재된 조성물로 적층자기 콘덴서를 제조하고 이에 대한 절연파괴전압을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 사용되는 방법으로 측정하여 표2에 기재하였다.
[비교예 1∼2]
조성물 A 및 B를 표1에 기개된 바와같이 본 발명의 범주를 벗어난 비율로 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1∼8에 기재된 방법과 동일한 방법으로 유전체 자기조정물을 제조하고, 이에 대한 특성치을 실시예1∼8에 기재된 방법과 동일한 방법으로 측정하여 표2에 기재하였으며, 상기의 각각의 조성물로 적층세라믹 콘덴서를 제조하여 이에 대한 특성치를 측정하고 그 결과를 표2에 기재하였다.
[비교에 3∼6]
하기의 표1에 기재된 바와같이 조성물A 또는 조성물 B중 하나의 조성물만을 유전체 자기조성물로 하고, 이를 이용하여 적층 세라믹 콘덴서를 제조하고 유전제 자기조성물 및 적층세라믹 콘덴서의 특성치들을 실시예 1∼8에 기재된 방법과 동일한 방법으로 측정하여 그 결과를 표 2에 기재하였다.
[비교예 7]
표 1에 기재된 바와같이 BaTiO371.21wt%, BaZrQ323.63wt%, CaTiO34.15wt%, ZnO 0.74wt%, MnO20.05wt%와 WO3 0.22wt%를 혼합하여 유전체 자기조성물과 이를 이용한 적층 세라믹 콘덴서를 제조하고 각각의 특성치들을 실시예 1∼8에 기재된 방법과 동일한 방법으로 측정하여 그 결과를 표2에 기재하였다.
[표 1]
[표 2]
상술한 실시예 및 비교예로 부터 알 수 있는 바와같이, 본 발명의 유전체 자기조성물은 유전율이 8000이상, 절연파괴전압이 10KV/mm 이상, 절연저항이 1012Ω·cm 이상이며, Y5V온도특성을 만족하며, 본 발명의 유전체 자기조성물로 제조한 적층세라믹 콘덴서 역시 특성치가 우수하여 고신뢰성이 부품으로 사용될 수 있음을 알 수 있다.
Claims (3)
- 93.0∼95.0wt%의 BaTiO3, 0.1∼1.5wt%의 Nd2O3, 1.8∼3.0wt%의 CeO2와 1.5∼3.0wt%의 TiO2로 구성됨을 특징으로 하는 유전체 자기조성물.
- 제1항에 있어서, 유전체 자기조성물은 93.0∼95.0wt%의 BaTiO3, 2.8∼3.8wt%의 CeO2와 1.8∼2.6wt%의 TiO2를 혼합하고 900℃에서 하소하여 본쇄한 조성물 A와 93.0∼95.0wt%의 BaTiO3, 2.8∼3.8wt%의 Nd2O3의 1.8∼3.5wt%의 TiO2를 혼합하고 900℃에서 하소하여 분쇄한 조성물 B를 일정비율로 혼합하여 제조됨을 특징으로 하는 유전체 자기조성물.
- 제2항에 있어서, 조성물 A와 조성물 B는 45∼85wt% 대 15∼55wt%의 비율로 혼합됨을 특징으로 유전체 자기조성물.
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