The effect of powder characteristics on the behavior of Co-firing of ferrite and varistor

A number of process problems should be solved in the multi-layered ceramic devices such as EMI filter. In particular, it is essential to control the sintering shrinkage in co-firing of different materials for obtaining defect-free samples such as crack, camber, and delamination which usually occur near the surface and interface. We studied the effect of the powder properties of ferrite on the co-firing behavior of green ceramic layers composed of ferrite and varistor. Three kind of ferrite powder samples as a function of milling time (24, 48, and 72 hr) were prepared. Varistor and ferrite ceramic green sheet were made by means of doctor blade process using slurry (ceramic powder and binder solution). Here, slurry was prepared by mixing 55 wt% powder with 45wt% binder solution. Varistor and ferrite green sheets were laminated at $80 kg/cm^2$, and co-fired at $900^{\circ}C$ and $1000^{\circ}C$ for 3 hr. We obtained the camber-free and co-fired ferrite/varistor layer structure by controlling the milling time and sintering temperature.

Ferrite/varistor의 동시소성 거동에 대한 분체특성의 영향

EMI filter와 같은 적층형 세라믹 제조 시 공정 상 많은 문제점이 야기된다. 특히 표면과 계면에서의 crack, camber, delamination 같은 결함이 없는 적층체를 얻기 위해 서로 다른 두 재료의 동시 소성에 의한 수축율 조절이 필수적이다. 본 연구에서는 ferrite의 분체 특성을 통해 varistor/ferrite의 동시소성 거동을 연구하였다. ferrite 분말을 각각 24시간, 48시간, 72시간 분쇄하여 varistor와 ferrite 각각의 슬러리를 제조하고 doctor blade법으로 green sheet를 제조하였다. 슬러리는 분말 55wt(%)에 binder solution 45wt(%)로 혼합하여 제조하였다. Varistor와 ferrite green sheet는 $80 kg/cm^2$로 적층하여 $900^{\circ}C$, $1000^{\circ}C$에서 3시간 소결 하였다. 그 결과 분쇄시간과 소결온도 조절로 결함이 없는 동시 소성된 ferrite/varistor 적층체를 제조 할 수 있었다.