KR950014718B1 - 전자파 장해 필터용 유전체 자기 조성물 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전자파 장해 필터용 유전체 자기 조성물 및 그 제조 방법

본 발명은 정전용량의 온도계수가 작으며, 고주파에서 우수한 품질계수 Q를 가지는 전자파 장해 필터용 유전체 자기 조성물 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 최근 전자파 장해에 대해 사회적인 심각성의 인식으로 전자파 장해를 제거하기 위한 방법에 부심하고 있다. 유전체가 전자파를 제거하기 위한 방법에 부심하고 있다. 유전체가 전자파를 제거하는 EMI(Electromagnetic Interfarence : 전자파 장해) 필터에 사용하기 위해서는 유전체의 온도계수가 작아야 하고(±30ppm/℃)고주파에서 유전손실이 작아야하며, 유전율은 될 수 있는한 커야 한다.

종래 EMI필터용 유전체로 사용되는 자기 조성물로는 CaTiO₃-La₂O₃·2TiO₂-MgTiO₃, BaO-TiO₂-Nd₂O₃, SrTiO₃-CaTiO₃-Bi₂O₃, ZrO₂-TiO₂-SnO₂등과 같은 온도보상용 세라믹 유전체를 사용하여 왔다.

그러나 상기 종래의 유전체는 유전율이 15~280, 정전용량의 온도계수가 +100~750ppm/℃의범위내에 있으며, 이들계의 최대 단점은 온도계수와 유전율을 동시에 만족시키기가 어렵고, 복합계로 제조공정이 복합하며, 회토류 원소를 포함하기 때문에 단가가 비싸다는 점이다. 또한 EMI필터용 유전체로 사용하기 위해서는 고주파 특성이 양호해야하나, 일반적인 온도보상용 유전체의 경우 고주파에서 유전손실이 증가되는 문제점이 있었다.

상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 45 이상의 유전율과, ±30ppm/℃ 이내의 정전용량 온도계수를 가지며, 2000 이상의 품질계수를 가지는 전자파 장해 필터용 유전체 자기 조성물 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, EMI필터용 유전체 자기 조성물에 있어서, 50mol%의 이산화티탄(TiO₂), 40mol%의 산화지르코늄(ZrO₂), 10mol%의 산화제이석(SnO₂)으로 100mol%의 조성물을 이루고 상기 조성물에 0.2~0.5WT%의 티탄산동(CuTiO₃)을 부성분으로 첨가하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 50mol%의 이산화티탄(TiO₂), 40mol%의 산화지르코늄(ZrO₂), 10mol%의 산화제이석(SnO₂)으로 100mol%의 조성물을 이루고 상기 조성물에 0.2~0.5WT%의 티탄산동(CuTiO₃)을 부성분으로 첨가하여 형성되는 EMI필터용 유전체 자기 조성물에 있어서, 상기 티탄산동은 산화제이동(CuO)과 이산화티탄(TiO₂)을 1 : 1몰비로 혼합하여 900℃의 하소온도와 2시간의 하소시간을 거쳐 형성하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 일실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 유전체 자기 조성물은 제1성분으로 50mol%의 이산화티탄(TiO₂), 제2성분으로 40mol%의 산화지르코늄(ZrO₂), 제3성분으로 10mol%의 산화제이석(SnO₂)으로 구성되어 100mol%를 이룬다. 그리고 여기에 0.2~0.5WT%의 티탄산동(CuTiO₃)을 부성분으로 첨가한다.

이어서, 상기 성분 이산화티탄(TiO₂)과 티탄산동(CuTiO₃)의 물질 특성을 살펴본다.

이산화티탄은 소결조제 역할을 하며, 산화지르코늄과 함께 티탄산지르코늄(ZrTiO₄)을 형성하여 높은 유전율을 가질수 있도록 기여한다. 또한 산화제이석은 온도특성을 안정화시키고 품질계수 Q의 개선에 기여한다.

티탄산동은 소결조제로 소결온도를 낮추고 적정량 첨가되면 유전율 및 온도계수가 개선되면, 첨가량이 0.5WT%를 초과하면 유전율은 감소하고 품질계수가 악화된다.

이상의 조성물을 1225~1350℃ 범위의 소결온도에서 소결하면 45 이상의 유전율과 2000 이상의 품질계수를 얻을수 있고, ±30ppm/℃ 이내의 정전용량 온도계수를 얻을 수 있다.

이어서, 상기 조성물을 이용하여 본 발명에 따른 온도보상용 유전체 자기 조성물의 제조 방법을 살펴본다.

이산화티탄, 산화지르코늄, 산화제이석 및 티탄산동을 아래 표1의 조성과 같이 평량하여 탈이온수와 함께 혼합한다. 이때 혼합은 볼밀링 방법을 이용하며, 알루미나볼과 플라스틱 단지를 이용한다. 그리고 건조된 파우더를 1100℃에서 2시간동안 하소를 수행하고, 폴리비닐알콜과 지르코니아 유발에서 혼합한다. 이때 상기 티탄산동은 산화제이동(CuO)과 이산화티탄(TiO₂)을 1 : 1몰비로 혼합하여 900℃의 하소온도와 2시간의 하소시간을 거쳐 형성한다.

본 발명에서는 혼합된 재료를 금형과 유압프레스를 사용하여 직경 15mm의 원판형 시편으로 성형하는데, 성형시의 압력은 1.5ton/㎠이고 성형후 시편의 두께는 1.3~1.5mm로 한다.

이렇게 하여 성형한 지르코니아 셋터에 놓고, 공기분위기의 전기로 중에서 소결한다. 그리고 이때의 소결온도와 소결시간은 표1에 나타내었다.

본 발명의 유전체 조성물의 전기적 특성을 측정하기 위하여 소결을 수행한 시편의 표면을 경면처리한 후에 소결된 시편의 양면에 은전극을 인쇄도포방법으로 10mm 직경의 원형으로 도포한 다음 열처리를 하여 전기적 특성을 측정한다.

유전율은 1MHz의 측정 주파수 및 1V의 오실레이션 전압에서 측정하고, 절연저항은 50Volt의 직류전압을 인가한 상태에서 1분 경과 후에 측정하여 아래 표2에 소결체의 유전특성을 나타내었다.

표2에 나타나 있는 것과 같이 1225℃ 이상의 소결온도에서 45 이상의 유전율을 나타내며, 정전용량의 온도계수도 -30ppm/℃ 이내로 우수한 특성을 가짐을 알 수 있다.

또한 품질계수도 2000 이상의 높은 값을 가지며, 절연저항은 최대 1.1×10¹⁴Ω·㎝으로 EMI필터용 소재, 온도보상용 캐패시터 및 마이크로웨이브용 유전체공진기 등에 이용할 수 있음을 알 수 있다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 유전체 자기 자기조성물은 상온에서 45 이상의 유전율과 ±30ppm/℃ 이내의 정전용량 온도계수 및 2000 이상의 품질계수를 갖는 유전체를 얻을 수 있으며, 또한 3개 성분계로 조성이 간단하며, 고가의 회토류 원소를 함유하지 않기 때문에 제조공정의 간편함과 제조원가를 절감하는 EMI필터용 유전체 자기 조성물을 얻을 수 있는 효과가 있다.

[표 1]

제조공정

[표 2]

측정치

Claims (3)

1. 전자파 장해 필터용 유전체 자기 조성물에 있어서, 500mol%의 이산화티탄(TiO₂), 40mol%의 산화지르코늄(ZrO₂), 10mol%의 산화제이석(SnO₂)으로 이루어진 조성물에 부성물로 0.2~0.5WT%의 티탄산물(CuTiO₃)을 첨가된 것을 특징으로 하는 전자파 장해 필터용 유전체 자기 조성물.
2. 50mol%의 이산화티탄(TiO₂), 40mol%의 산화지르코늄(ZrO₂), 10mol%의 산화제이석(SnO₂)으로 이루어진 조성물에 부성물로 0.2~0.5WT%의 티탄산물(CuTiO₃)을 첨가하여 형성되는 전자파 장해 필터용 유전체 자기 조성물 제조 방법에 있어서, 상기 티탄산동은 산화제이동과 이산화티탄(TiO₂)을 1 : 1mol비로 혼합하여 900℃의 하소온도와 2시간의 하소시간을 거쳐 형성하는 것을 특징으로 하는 전자파 장해 필터용 유전체 자기 조성물 제조 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 자기 조성물을 형성하기 위한 소결온도는 1225~1350℃인 것을 특징으로 하는 전자파 장해 필터용 유전체 자기 조성물 제조 방법.