KR940011690B1 - 온도보상용 유전체 자기 조성물 - Google Patents

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재단법인 한국전자통신연구소
양승택
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Abstract

내용 없음.

Description

온도보상용 유전체 자기 조성물
본 발명은 탄탈산화물이 포함된 온도보상용 유전체 자기 조성물에 관한 것으로, 특히 유전율이 크고, 온도계수가 작으며, 소결밀도가 높은 온도보상용 유전체 자기 조성물에 관한 것이다.
일반적으로, 칼라 TV 등의 IFT(중간주파수의 사용) 회로 및 전자 튜너등의 전자기기에 사용되는 칩형 자기 캐패시터는 유전율이 크고 온도계수가 작으며, 등가직렬저항(ESR)이 될 수 있는한 작은 것이 요구된다.
종래 온도보상용 캐패시터의 유전체로 사용되는 자기 조성물로는 MgTiO3, SrTiO3, CaTiO3-La2O3-2TiO2-MgTiO3, BaO-TiO2-Nd2O3, ZrO2-TiO2-SnO2등이 다수 알려져 있다. 이들 유전율은 15~280이고, 정전용량의 온도계수가 +100~-450ppm/℃의 범위내에 있다. 그러나 이들 계의 최대 단점은 온도계수의 제어를 위하여 다른 첨가물을 첨가한 조성이어야 하며, 이들 첨가물에 의해 유전율이 저하되는 문제점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위해 제출된 본 발명은 정전용량의 온도계수가 ±100ppm/℃ 이내에 있으면서, 유전율이 비교적 크고(35-48) 소결밀도가 큰 온도보상용 유전체 자기 조성물을 제공함에 그 목적이 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명의 구성물질은 주성분이 산화지르코늄(ZrO2)과 산화티탄(TiO2) 그리고 첨가물인 산화탄탈륨(Ta2O5)으로 이루어진다. 일예로 제 1 성분으로 54mol%의 산화탄탈륨(ZrO2), 제 2 성분으로 40 내지 46mol%의 산화티탄(TiO2), 제 3 성분으로 0 내지 5mol%의 산화탄탈륨(Ta2O5)으로 구성된 자기 조성물이다.
상기 본 발명의 구성물질의 작용효과를 살펴보면, 산화지르코늄(ZrO2)과 산화티탄(TiO2)과 함께 티탄산 지르코늄(ZrTiO4)을 형성하여 높은 유전율을 가질 수 있도록 기여한다. 그리고 산화탄탈륨은 유전율의 증가 및 온도계수의 제어에 기여한다. 즉, 산화탄탈륨의 양이 2mol% 이상 첨가된 경우 유전율은 증가되며, 그 이하에서는 감소한다. 또한 산화탄탈륨의 양이 2mol% 이상 첨가한 경우 온도계수는 플러스측으로 이동한다.
그리고, 소결밀도 측면에서는 탄탈산화물 첨가량 증가에 따라 5.21~5.64 사이의 값으로 증가한다
결과적으로 상기 조성물을 1350~1450℃ 범위의 소결온도에서 소결하면 35 이상의 유전율과 ±100ppm/℃ 이하의 온도계수 및 5.21-5.64 범위의 소결밀도를 갖는 유전체를 얻을 수 있다.
이하 상기 본 발명의 구성을 실현하는 실시예를 자세히 설명한다.
먼저 산화지르코늄, 산화티탄 및 산화탄탈륨을 아래 표 1의 조성과 같이 평량하여 탈이온수와 함께 혼합한다. 이때 혼합은 볼밀링 방법을 이용하며, 지르코니아 볼과 단지를 이용한다. 건조된 파우더를 1150℃, 2시간동안 하소를 수행하고, 폴리비닐알콜과 유발에서 혼합한다. 상기 혼합된 재료는 금형과 유압프레스를 사용하여 직경 15mm의 원판형 시편으로 성형한다. 그리고 상기 성형시의 압력은 2ton/cm2이고 성형후 시편의 두께는 1.5~2mm로 형성한다. 이렇게 하여 성형한 시편을 지르코니아 셋터에 놓고, 공기 분위기의 전기로 중에서 소결한다. 이때 소결시 소결온도와 소결시간은 본 발명의 구성물질의 조성과 함께 아래 표 1에 나타내었다.
[표 1]
제조조건
소결된 시편의 양면에 은전극을 인쇄도포방법으로 10mm 직경의 원형으로 도포한 다음 열처리를 하여 전기적 특성을 측정하는데 유전율과 정전용량의 온도계수는 (HP 4194A)를 이용하여 1MHz, 1Vrms의 값으로 측정하였다. 그리고 아래 표 2에 소결체의 유전 특성을 나타내었다. 표 2에서 알 수 있는 바와 같이 산화탄탈륨의 첨가량이 0-1mol%인 경우(시료번호 1 내지 9) 온도계수가 마이너스값을 가지나, 2mol% 이상 첨가한 경우(시료 10이상)는 온도계수는 플러스측으로 이동함을 알 수 있다. 그리고 온도계수 ±100ppm/℃ 이내로 우수한 특성을 나타내었다.
[표 2]
측정기
상기 본 발명의 실시예에 있어서 상온에서 35이상의 유전율과 ±100ppm/℃ 이하의 온도계수 및 5.21-5.64 범위의 소결밀도를 갖는 유전체를 얻을 수 있어 이들 유전체를 온도보상용 캐패시터 및 노이즈 제거용 EMI(전자파장해) 필터 제작에 이용할 수 있다. 특히, 조성이 3성분으로 이외의 첨가물이 첨가하지 않고 온도계수를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 탄탈산 화합물이 포함된 유전체 자기 조성물에 있어서, 54mol%의 산화지르코늄(ZrO2), 50-46mol%의 산화티탄(TiO2), 제 3 성분으로 0-5mol%의 산화탄탈륨(Ta2O5)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 온도 보상용 유전체 자기 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 조성물의 소결온도는 1350℃ 내지 1450℃인 것을 특징으로 하는 온도 보상용 유전체 자기 조성물.
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