KR20060081747A - 저온 소결용 글라스 프릿트와 저온소성 자기조성물, 칩부품 - Google Patents

Abstract

저온 소결용 글라스 프릿트와 이를 이용하는 저온소성 자기조성물, 칩부품이 제공된다. 본 발명의 글라스 프릿트는, aSiO₂-bB₂O₃-cZnO-dTiO₂-eK ₂O- fBaO-gCuO-hAl₂O₃-iBi₂O₃-jLi₂O-kSnO₂로 조성되고, 상기 a+b+c+d+e+f+g+h+i+j+k=1로서 ㏖%로 0.09≤a≤0.13, 0.15≤b≤0.25, 0.09≤c≤0.15, 0.10≤d≤0.18, 0.02≤e≤0.05, 0.06≤f≤0.10, 0.001≤g≤0.01, 0.005≤h≤0.02, 0.01≤i≤0.15, 0.15≤j≤0.22, 0.002≤k≤0.05를 만족한다.

본 발명에 의하면 연화점이 낮고 내산성, 내습성이 우수한 글라스 프릿트가 얻어지며, 저온소성 자기조성물과 칩부품은 상기 글라스프릿트에 의해 유전율과 품질계수가 개선된다.

글라스 프릿트, 유전체, LTCC, 내산성

Description

저온 소결용 글라스 프릿트와 저온소성 자기조성물, 칩부품{Glass frit for low temperature sintering and low temperature co-fired ceramic composition, chip components}

도 1은 소결체의 SEM 사진이다.

본 발명은 저온 소결용 글라스 프릿트와 이를 이용하는 저온소성 자기조성물과 칩부품에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 연화점이 낮고 내산성, 내습성이 우수한 글라스 프릿트와 이를 이용하여 유전율과 품질계수가 우수한 저온소성 자기조성물, 칩부품에 관한 것이다.

근래 휴대전화를 비롯한 이동통신 시장의 발달에 힘입어 전자회로기판이나 적층세라믹 전자부품의 재료로서 세라믹의 수요가 증대하고 있다. 내부 배선회로로서 저융점 고전도 재료인 Ag, Cu 등을 사용하면서 세라믹 재료에서도 저온소성이 가능한 제품이 요구되고 있다. 이러한 세라믹 재료를 저온동시소성 세라믹(Low Temperature Co-fired Ceramic, 간단히 LTCC라고도 함)이라 한다. 저온동시소성 세 라믹 재료는 글라스 프릿트와 세라믹분말을 혼합한 것이다. 상기 세라믹분말로는 MgTiO₃, SrTiO₃, CaTiO₃, BaTiO₃, Mg₂SiO₄ , BaTi₄O₉, Al₂O₃, TiO₂, SiO₂, (Mg,Ti)₂(BO₄)O, ZrO₂ 등이 주로 사용되고 있다.

저온동시소성 세라믹 재료에 사용하는 글라스 프릿트는 저연화온도(Low. Ts)를 갖는 것이다. 대표적인 글라스 프릿트는 SiO₂:6.52몰%, B₂O₃:34.55몰%, Li ₂O:50.54몰%, BaO:8.39몰%로 조성되는 것이다. 이 글라스 프릿트는 알칼리금속 및 B₂O₃의 함량이 많아 자기조성물이 1000℃ 미만의 저온에서 소결되도록 한다. 그러나, 이 글라스 프릿트는 재료 원가가 비싸고 주파수 손실의 저감능력을 나타내는 품질계수(Quality factor)구현에 있어서 성능이 저하된다. 특히 내산성과 내습성이 취약하여 도금시 시간의 경과에 따른 글라스 무게감량 및 글래스 실투(失透, devitrification)가 발생한다.

내산성과 내습성이 취약한 글라스 프릿트는, 슬러리 제작(용제용액 속에 세라믹분말과 글라스 프릿트를 첨가)시 글라스 프릿트 구성 성분이 용제 용액으로의 용출이 발생한다. 이로 인해 바인더(고분자 PVB:Poly Vinyl Butylal) 첨가시 바인더의 OH기와 글라스 프릿트의 B₂O₃의 결합반응으로 B-OH결합이 생성되며 이는 슬러리의 겔화(점도의 증가로 걸죽한 반죽상태)를 발생시킨다.

이러한 겔화반응은 슬러리의 성형공정(슬러리를 수십미크론 두께의 필름형태로 제작하는 공정)으로 제작된 얇은 막 상태의 그린시트(Green sheet)가 시간의 경과(7일이내)에 따라 점차 경화되는 경시변화를 발생시킨다. 이에 따라, 그린시트를 동일 크기로 절단하여 여러 겹으로 적층하고 고압으로 압착(pressing)하는 공정에서 요구되는 그린시트의 접착성을 상실하게 된다. 이로 인해 압착후 적층공정에서 그린시트간 접착되지 않은 부분이 발생하며 이는 소성후 전기적 특성 검사시 불량을 발생시킨다.

또한, 내산 내습성의 취약은 글라스 프릿트의 용출에 관여하게 되어 칩부품 예를 들어 LC필터의 장기 신뢰성에 영향을 주게 된다. 이는 공기중의 수분에 의해 LC필터 바디에 존재하고 있는 글라스 프릿트에 OH가 부착하게 되는 것으로 OH의 부착은 유전율을 감소시키며 이로 인해 장기 신뢰성이 저하될 가능성이 있다. 또한 경시 변화가 심한 경우 그린시트의 취급이 불가능할 정도여서 성형 로트 전체의 폐기가 발생하여 공정 수율을 극도로 저하시키고 있다.

따라서 내산, 내습성이 우수하여 슬러리 겔화가 발생되지 않고 동시에 저온 소결성 및 전기적 특성이 얻어지는 새로운 글라스 프릿트의 개발이 요구되고 있다.

본 발명에서는 저연화점을 가지면서 내산성과 내습성이 우수하여 세라믹 슬러리의 겔화를 방지하고 저온소성을 실현할 수 있는 글라스 프릿트를 제공하는데 그 목적이 있다. 나아가, 이 글라스 프릿트를 이용하여 유전율과 품질계수가 우수한 저온소성 자기조성물과 칩부품을 제공하는데도, 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 글라스 프릿트는, aSiO₂-bB₂O₃-cZnO-dTiO₂-eK₂O- fBaO-gCuO-hAl₂O₃-iBi₂O₃-jLi ₂O-kSnO₂로 조성되고, 상기 a+b+c+d+e+f+g+h+i+j+k=1로서 ㏖%로 0.09≤a≤0.13, 0.15≤b≤0.25, 0.09≤c≤0.15, 0.10≤d≤0.18, 0.02≤e≤0.05, 0.06≤f≤0.10, 0.001≤g≤0.01, 0.005≤h≤0.02, 0.01≤i≤0.15, 0.15≤j≤0.22, 0.002≤k≤0.05를 만족하는 것이다.

본 발명의 글라스 프릿트에서 상기 eK₂O와 jLi₂O의 총합(e+j)은 0.20~0.27이 바람직하다. 상기 aSiO₂에서 a는 0.09≤a≤0.11이고, 상기 bB₂O₃에서 b는 0.20≤b≤0.25가 바람직하다. 또한, 상기 글라스 프릿트의 연화온도는 490~530℃가 바람직하다.

또한, 본 발명의 저온소성 자기조성물은, 글라스 프릿트와 세라믹분말을 포함하여 조성되는 것으로, 이 글라스 프릿트가 aSiO₂-bB₂O₃-cZnO-dTiO₂-eK ₂O- fBaO-gCuO-hAl₂O₃-iBi₂O₃-jLi₂O-kSnO₂로 조성되고, 상기 a+b+c+d+e+f+g+h+i+j+k=1로서 ㏖%로 0.09≤a≤0.13, 0.15≤b≤0.25, 0.09≤c≤0.15, 0.10≤d≤0.18, 0.02≤e≤0.05, 0.06≤f≤0.10, 0.001≤g≤0.01, 0.005≤h≤0.02, 0.01≤i≤0.15, 0.15≤j≤0.22, 0.002≤k≤0.05를 만족하는 것이다.

본 발명의 저온소성 자기조성물에서 상기 세라믹분말이 MgTiO₃, SrTiO₃, CaTiO₃ , Mg₂SiO₄, BaTi₄O₉, Al₂O₃, TiO₂ , SiO₂, (Mg,Ti)₂(BO₄)O, ZrO_2, BaTiO3의 그룹에서 선택되는 적어도 1종일 수 있다. 상기 글라스 프릿트는 상기 세라믹 분말 100중량부에 대해 5~15중량부 포함된다.

본 발명에서는 상기한 저온소성 자기조성물을 갖는 칩부품이 제공된다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명자들은 종래의 글라스 프릿트가 내산성과 내습성이 취약한 원인을 분석하여 그 해결방안을 찾는 연구과정에서 본 발명을 완성한 것이다. 본 발명의 글라스 프릿트는 내산성, 내습성과 같은 글라스 프릿트의 기본적인 특성은 확보하면서, 저온소성 자기조성물에 적용되는 경우에 전기적특성도 보다 개선하도록 성분계를 설계한 것이다. 본 발명의 글라스 프릿트는 다음의 관점에서 설계된 것이다.

(1) Li, K의 함량이 B₂O₃의 4배위 구조를 3배위로 악화시키기 전의 최대량 수준으로 사용하면 내산 및 내습성이 현저하게 개선되는 점에 주목하여 이들의 함량을 최적화한 것이다.

(2) SiO₂ 보다는 결합이 약한 B₂O₃를 주요 망목구조원소로서 사용하면 저온 용융성 을 증가시킬 수 있다는 점에 주목하여 SiO₂의 함량은 낮추고 B₂O₃ 의 함량은 상대적으로 높인 것이다.

(3) Ba, Bi, Ti 등과 같이 분극율이 큰 원소을 첨가하면 유전율의 상승된다는 점을 주목하여 이들의 첨가와 그 함량을 최적화한다.

(4) Bi등의 무거운 이온은 천천히 진동함으로 고주파에서 공명손실을 줄일 수 있어 자기조성물의 소성후 전기적 특성값인 품질계수(Quality factor)를 증가시킬 수 있다는 사실에 주목하여 Bi을 첨가하고 그 첨가량도 최적화한다.

이상의 관점을 가지고 성분설계된 본 발명의 글라스 프릿트는, aSiO₂-bB₂O₃-cZnO-dTiO₂-eK₂O- fBaO-gCuO-hAl₂O₃-iBi₂O₃-jLi ₂O-kSnO₂계로 조성된다. 상기 a, b, c, d, e, f, g, h, I, j, k의 총합은 1로서 ㏖%로 0.09≤a≤0.13, 0.15≤b≤0.25, 0.09≤c≤0.15, 0.10≤d≤0.18, 0.02≤e≤0.05, 0.06≤f≤0.10, 0.001≤g≤0.01, 0.005≤h≤0.02, 0.01≤i≤0.15, 0.15≤j≤0.22, 0.002≤k≤0.05를 만족한다. 글라스 프릿트의 각 성분에 대해 보다 구체적으로 설명한다. 이하에서 글라스 프릿트의 성분에 대한 조성범위는 각 성분의 총합을 1로 할 때의 몰%로 설명한 것이다. 예를 들어, SiO₂의 함량 0.09~0.13몰%는 글라스 프릿트의 각 성분의 총합을 1로 할 때의 함량인 것으로, 각 성분의 총합을 100으로 하면 SiO₂의 함량은 9~13몰%가 되는 것이다. 실시예에서는 각 성분의 총합을 100을 기준으로 하여 설명한다.

산화규소(SiO₂)의 함량은 0.09~0.13몰%가 바람직하다.

산화규소는 유리망목형성산화물(glass network-former)로서 Si원자가 그 주위를 둘러싼 4개의 산소원자를 사이에 두고 인접하는 4개의 Si원자와 결합하는 구조를 가지고 있다. 본 발명에서 산화규소는 글라스의 연화온도 및 내산성을 결정하는 가장 큰 인자로 작용한다. 이를 위해 산화규소의 함량은 0.09몰%이상 함유되는 것이 바람직하다. 산화규소의 함량이 0.13몰%를 초과하면 저온소성에서 미소성의 결과를 가져올 수 있다.

산화보론(B₂O₃)의 함량은 0.15~0.25몰%가 바람직하다.

산화보론은 산화규소와 치환되어 유리전이온도, 연화온도 등의 온도 특성을 감소시키는 역할을 한다. 산화보론의 함량이 0.15몰%이상에서는 화학적내구성 및 기계적 강도에 큰 영향을 미치지 않으면서 연화온도를 낮추는 역할을 한다. 산화보론의 함량이 0.25몰% 초과하면 글라스의 구조를 약화시키고 화학적 내구성 및 기계적 강도의 급격한 저하를 가져온다.

산화아연(ZnO)의 함량은 0.09~0.15몰%가 바람직하다.

산화아연은 유리의 융점 및 연화온도를 낮추는 역할을 한다. 이를 위해 산화아연의 함량이 0.09몰%이상 함유되는 것이 바람직하다. 산화아연의 함량이 0.15몰%초과의 경우에는 유전율의 저하를 가져올 수 있다.

산화티타늄(TiO₂)의 함량은 0.10~0.18몰%가 바람직하다.

산화티타늄은 Ti⁴⁺의 자체 분극율이 큰 원소로 유전상수의 상승효과가 있으며 글라스의 내산 내습성을 향상시켜줄 수 있다. 산화티타늄의 함량이 0.01mol%미만의 경우 유전율 저하의 결과를 초래할 수 있다. 산화티타늄의 함량이 0.18 mol% 초과하면 글라스의 연화점상승으로 저온소성시 미소성으로 전기적 특성의 저하를 가져올 수 있다.

산화칼륨(K₂O)의 함량은 0.02~0.05몰%가 바람직하다.

산화칼륨은 유리망목수식산화물 (glass network-modifier)로서 비가교 산소이온을 형성 SiO₂ 네트워크를 끊어 배치의 용융도를 향상시키는 융제(flux) 역할을 한다. 이를 위해, 산화칼륨 함량은 0.02몰%이상 함유되는 것이 바람직하다. 0.05몰%초과하면 용융도를 향상시켜 유효할 수 있지만 화학적 내구성을 떨어뜨릴 수 있다. 본 발명에서 산화칼륨은 리튬등과의 혼합알카리효과를 보기 위하여 첨가하는 것이다.

산화바륨(BaO)의 함량은 0.06~0.1몰%가 바람직하다.

산화바륨은 유리 제조에 있어서 가장 중요한 알카리토류산화물(alkaliearthmetaloxides)로서, 점도에 영향을 미치고 화학적내구성을 향상시키며, long glass화(고온에서의 점도변화가 완만한 특성)에 따른 작업온도범위를 넓게 하 고 유전율을 높이는 역할을 한다. 이를 위해 산화바륨의 함량은 0.06몰%이상 함유되는 것이 바람직하다. 산화바륨의 함량이 0.1몰% 초과의 경우에는 용융온도의 저하를 가져올 수 있다.

산화구리(CuO)의 함량은 0.001~0.01몰%가 바람직하다.

산화구리는 유리중에 소량첨가로 대기(air)분위기 소성후 일부 CuO의 Cu환원체(Cu metal) 생성으로 높은 유전율 상승 결과를 나타내는 역할을 한다. 이를 위해 산화구리의 함량은 0.001몰%이상이 바람직하다. 산화구리의 함량이 0.01몰%초과이면 유전율의 상승효과는 크지만 상대적으로 품질계수인 Q값이 저하될 수 있다.

산화알루미늄(Al₂O₃)의 함량은 0.005~0.02몰%가 바람직하다.

산화알루미늄은 유리 구조내의 중간산화물(Intersticial oxides)로서 작용하며, 유리의 long화 즉, 작업온도범위를 넓게하고, 화학적내구성이 증가하며, 결정화를 방지할 수 있다. 이를 위해 산화알루미늄의 함량이 0.005몰%이상 함유되는 것이 바람직하다. 산화알루미늄의 함량이 0.02몰%초과이면 화학적 내구성은 증진 시킬 수 있으나 용융도가 떨어져 소결조제로서의 역할이 충분하지 못하다.

산화비스무스(Bi₂O₃)의 함량은 0.01~0.15몰%가 바람직하다.

산화비스무스는 유리중에 첨가로 Pb와 같은 천이원소로 자체 분극성이 큰 원소로써 글라스의 유전상수 증가를 가져올 수 있다. 이를 위해 산화비스무스의 함량이 0.01몰%이상 함유되는 것이 바람직하다. 산화비스무스의 함량이 0.15몰%초과이면 용융도를 향상시키는 대신 화학적 내구성이 저하되게 된다.

산화리튬(Li₂O)의 함량은 0.15~0.22몰%가 바람직하다.

산화리튬은 산화칼륨과 함께 혼합알칼리 효과를 위해 첨가되며 이를 위해 0.15몰%이상 함유되는 것이 바람직하다. 산화리튬의 함량이 0.22몰%초과하면 용융도는 향상되나 화학적 내구성이 저하될 수 있다.

산화주석(SnO₂)의 함량은 0.002~0.05몰%가 바람직하다.

산화주석은 유리중에 소량첨가로 알카리이온의 유동성(mobility)를 제어하여 점도 및 연화온도를 미세변화 시키는 역할을 한다. 또한 금속산화물(Metal oxide)이 금속으로의 환원방지제의 역할도 한다. 이를 위해 산화주석의 함량은 0.002몰%이상 함유되는 것이 바람직하다. 산화주석의 함량이 0.05몰%초과이면 산화주석이 글라스 망목구조에 잘 섞여들어가는 성분이 아니어서 글라스 네트워크구조에 섞이지 못하고 석출되어 분리될 수 있다.

본 발명의 글라스 프릿트의 입도는 미세할수록 용융도가 증가하여 소결온도를 낮춘다. 바람직한 글라스 프릿트의 평균입도는 2㎛이하이다.

본 발명에서 K₂O와 Li₂O의 총합(e+j)은 0.20~0.27몰%가 바람직하다.

Li, K은 B₂O₃의 4배위 구조를 3배위로 악화시키기 전의 최대량 수준으로 사용하면 내산 및 내습성이 현저하게 개선되는 혼합알칼리효과를 나타낸다. 혼합알칼리효과 측면에서 이들의 총합은 0.20~0.27몰%가 바람직하다.

본 발명에서 SiO₂의 함량은 0.09~0.11몰%이고, 상기 B₂O₃의 함량은 0.20~0.25몰%가 바람직하다. SiO₂ 보다는 결합이 약한 B₂O₃를 주요 망목구조원소로서 사용하면 저온 용융성을 증가시킬 수 있는 바, 본 발명의 SiO₂의 함량과 B₂O₃의 함량에서 SiO₂의 함량은 상대적으로 낮춘 0.09~0.11몰%, B₂O₃의 함량에서 상대적으로 높은 0.20~0.25몰%가 바람직하다.

본 발명에 따라 얻어지는 글라스 프릿트의 연화온도는 490~530℃가 바람직하며, 보다 바람직하게는 520~529℃이다. 글라스 프릿트의 연화온도가 낮을수록 저온소결측면에서 바람직하나, 너무 낮은 경우에는 내산화성과 내습성이 저하될 수 있다.

다음, 본 발명의 글라스 프릿트의 제조방법에 대해 설명한다. 여기서는 구체적인 예시를 통해 설명하는데, 본 발명은 여기에 한정되는 것이 아니다.

먼저, 글라스 프릿트의 조성을 만족하도록 각 성분들을 칭량하고 충분히 혼합한 다 음에 1250~1400℃에서 용융한다. 이후 트윈 롤러(twin roller)를 통하여 급냉시킴으로써 글라스 플레이크(glass flake)를 얻고 이를 건식 및 습식으로 분쇄하여 적정 입도를 갖는 글라스 프릿트로 제조한다. 이 글라스 프릿트는 저온소성 세라믹 자기조성물의 원료로 사용한다.

다음으로, 본 발명의 글라스 프릿트가 적용되는 저온소성 자기조성물에 대해 설명한다. 저온소성 자기조성물은 세라믹분말과 글라스 프릿트를 포함하여 조성된다. 상기 세라믹분말은 MgTiO₃, SrTiO₃, CaTiO₃, Mg₂SiO₄, BaTi₄O₉, Al₂O₃, TiO₂, SiO₂, (Mg,Ti)₂(BO₄)O, ZrO₂의 그룹에서 선택되는 적어도 1종이 사용되고 있다. 상기 글라스 프릿트는 상기 세라믹 분말 100중량부에 대해 5~15중량부 포함되는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 상기 저온소성 자기조성물에서 글라스 프릿트를 상기한 본 발명의 글라스 프릿트를 사용한다.

저온소성 자기조성물은 칩부품으로 사용된다. 본 발명에서는 상기한 본 발명의 저온소성 자기조성물을 칩부품으로 사용한다. 칩부품으로는 LC필터, LC어레이, EMI필터 등이 있다. 대표적으로 LC 필터를 예로 하여 본 발명의 칩부품에 대해 설명한다.

LC필터를 예로 하여 저온소성 자기조성물을 사용하는 칩부품의 구조와 그 제조방법에 대해 구체적으로 설명한다. 여기서의 설명은 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명 이 자기조성물이 여기에 한정되는 것은 아니다.

LC필터는 유전체층과 내부 회로 전극층이 교대로 적층되는 적층체이고, 이 적층체에는 외부전극이 형성된다. 내,외부전극은 Ag로 구성된다. 유전체층은 BaTi₄O₉분말과 그라스 프릿트를 배합한 조성으로 구성된다. 소결층위에 도금층을 형성할 수 있다. 도금층은 Ni 및 Sn으로 이루어지는 도금층으로 형성한다.

LC필터는 유전체의 출발원료로서 고온 하소에 의해 생산된 고유전체인 BaTi₄O₉분말원료와 본 발명의 글라스 프릿트를 준비한다. 준비된 원료를 소정의 조성비율로 혼합한 후 그 혼합분말에 유기바인더를 첨가하여 슬러리화한다. 이 슬러리를 시트형으로 성형한다. 시트에 비어 홀(Via hole)을 펀칭 (punching) 작업으로 형성한다. 시트에 내,외부전극을 형성한다. 내,외부전극을 갖는 시트를 필요한 수 만큼 적층하여 압착한 후 적층체를 형성한다. 적층체를 1000℃ 미만의 온도에서 저온소결한다. 본 발명의 글라스 프릿트를 사용하므로, 소성온도는 875~925℃로 할 수 있다. 또한, 적층체 외부에 형성된 전극위에 도금층을 형성하여 LC 필터를 완성한다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다.

[실시예 1]

표 1의 조성을 만족하도록 각 원소를 칭량한 다음, 10K/min의 승온속도로 1400℃에서 용융시킨 후, 트윈 롤러(twin roller)를 통하여 급냉하여 글라스 플레이크(glass flake)를 제조하였다. 제조된 글라스 플레이크를 건식분쇄 및 알코올을 사 용한 습식분쇄를 이용하여 글라스 평균 입도가 2.0㎛이하가 되도록 글라스 프릿트를 제조하였다.

글라스의 물성 평가는 TG/DTA 및 고온현미경을 이용하여 10K/min의 승온속도로 연화온도를 측정하였다. Ni-도금액에서의 글라스 용출 현상에 의한 무게감량을 통해 내산성을 측정하였다. 증류수에서 24시간이상 침적시켜 내습성을 측정하였다. 측정결과를 표 1에 나타내었다.

표 1에 나타난 바와 같이, 종래예의 경우에는 저온 용융성이 우수하지만 내산성이 취약하였다. 종래예의 글라스 프릿트는 Li₂O의 과다 함유로 B₂O₃의 배위수가 3이 되 어 글라스 구조가 취약해져서 내산성이 취약한 것으로 판단된다.

비교예1~비교예5의 경우에는 무게감량이 종래예와 동등 이상으로 내산성이 좋지 않았다. ZnO와 B₂O₃가 주성분으로 Zinc borate계 결정 생성으로 저온 용융성 저하된다.

발명예1~발명예2의 경우에는 내산성과 내습성이 종래의 글라스 프릿트에 비해 크게 개선되고 있다.

[실시예 2]

표 1에서 종래예1, 발명예1, 발명예2의 글라스 프릿트를 BaTi₄O₉ 분말 100중량부에 대해 5중량부를 혼합하여 슬러리를 제조하였다. 이 슬러리의 겔화된 상태를 확인하였다. 또한, 슬러리를 가지고 K2시편(시트)을 제작하여 시트의 경시변화를 측정하였다. 경시변화는 성형된 시트를 일정시간 경과에 따라 적층가압하고 시트 경시변화시 미접착층의 발생을 시편 단면에 대해 현미경으로 확인한 것이다. 한편, 시편을 925℃에서 소결하여 소결체의 전기적 특성 및 저온 소결성을 확인하였다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.

구분	유전율	품질계수(Q)	겔화상태	시트의 경시변화
종래예	32	1200	겔화진행	있음
발명예1	35	1240	겔화발생없음	없음
발명예2	35	3540	겔화발생없음	없음

표 2에 나타난 바와 같이, 발명예1과 발명예2의 글라스 프릿트를 사용하는 소결체에는 유전율도 증가하였다. 특히, 발명예2의 경우에는 품질계수가 크게 향상된 것을 확인할 수 있었다.

도 1에는 종래예와 발명예2의 글라스 프릿트를 사용하는 소결체의 미세조직 사진이 나타나 있다. 이 미세조직 사진은 SEM(Scanning Electron Microscope)으로 측정한 것이다. 종래예의 글라스 프릿트 보다 발명예의 경우에 공극의 분율도 작고 공극의 크기도 작은 것을 알 수 있었다.

본 발명에서는 설명을 위해 많은 사항을 구체적으로 설명하고 있으나, 이는 본 발명의 예시로서 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적사상과 실질적으로 동일한 구성을 가지고 유사한 작용 및 효과를 제공하는 것들은 본 발명의 기술적범위에 포함된다. 예를 들어 실시예에서는 세라믹분말로서 BaTi₄O₉를 대상으로 하여 설명하고 있지만, 이외 다른 세라믹분말에도 적용될 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 연화온도가 낮아 저온소성이 가능하며 또한, 내산성과 내습성이 우수한 글라스 프릿트가 제공된다. 이 글라스 프릿트는 적층세라믹 부품의 자기조성물에 적용되어 시트의 경시변화에 의한 그린시트의 분리현상을 방지할 수 있어 생산수율이 증가한다. 또한, 적층세라믹 전자부품의 유전율과 품질계수를 크게 개선시킨다.

Claims (9)

1. aSiO₂-bB₂O₃-cZnO-dTiO₂-eK₂O- fBaO-gCuO-hAl₂ O₃-iBi₂O₃-jLi₂O-kSnO₂로 조성되고, 상기 a+b+c+d+e+f+g+h+i+j+k=1로서 ㏖%로 0.09≤a≤0.13, 0.15≤b≤0.25, 0.09≤c≤0.15, 0.10≤d≤0.18, 0.02≤e≤0.05, 0.06≤f≤0.10, 0.001≤g≤0.01, 0.005≤h≤0.02, 0.01≤i≤0.15, 0.15≤j≤0.22, 0.002≤k≤0.05를 만족하는 저온소결용 글라스 프릿트.
2. 제 1항에 있어서, 상기 eK₂O와 jLi₂O의 총합(e+j)은 0.20~0.27mol%임을 특징으로 하는 저온소결용 글라스 프릿트.
3. 제 1항에 있어서, 상기 aSiO₂에서 a는 0.09≤a≤0.11이고, 상기 bB₂O₃에서 b는 0.20≤b≤0.25임을 특징으로 하는 저온소결용 글라스 프릿트.
4. 제 1항에 있어서, 상기 글라스 프릿트의 연화온도는 490~530℃임을 특징으로 하는 저온소결용 글라스 프릿트.
5. 글라스 프릿트와 세라믹분말을 포함하여 조성되는 저온소성 자기조성물에 있어서,

   상기 글라스 프릿트가 청구항 1 내지 청구항 4중 어느 하나의 글라스 프릿트임을 특징으로 하는 저온소성 자기조성물.
6. 제 5항에 있어서, 상기 세라믹분말이 MgTiO₃, SrTiO₃, CaTiO₃, Mg₂ SiO₄, BaTi₄O₉, Al₂O₃, TiO₂, SiO₂, (Mg,Ti)₂(BO₄)O, ZrO₂의 그룹에서 선택되는 적어도 1종임을 특징으로 하는 저온소성 자기조성물.
7. 제 5항에 있어서, 상기 글라스 프릿트는 상기 세라믹 분말 100중량부에 대해 5~15중량부 포함되는 것을 특징으로 하는 저온소성 자기조성물.
8. 제 5항에 있어서, 상기 세라믹분말이 BaTi₄O₉임을 특징으로 하는 저온소성 자기조성물.
9. 청구항 5의 자기조성물을 갖는 칩부품.

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