KR102023375B1 - Dielectric Ceramics for Resonator Surports and the manufacturing method of the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선통신 시스템에서 사용되는 공진기 및 필터의 지지대를 위한 유전체 세라믹 소재 및 그 제조방법에 관련한 것으로, 고주파 대역에서 균일한 소결성 및 유전특성을 가지는 Zn1 .9- xMxSi1 . 05O4계 세라믹 소재 조성물을 제공하는 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면 고주파 대역에서 높은 유전 특성을 얻을 수 있음은 물론, 균일하고 재현성 있는 소결성 및 유전 특성을 구현하는 효과를 기대할 수 있다.
The present invention is a dielectric ceramic material and that associated with the method of manufacturing the same, Zn 1 .9- x M x Si 1 having the sintering and dielectric characteristics even at a high frequency band for the support of the resonator and a filter used in a wireless communication system. 05 O 4 system to provide a ceramic composition.
As described above, according to the present invention, high dielectric properties can be obtained in the high frequency band, and an effect of realizing uniform and reproducible sintering and dielectric properties can be expected.

Description

공진기 지지대용 유전체 세라믹 소재 및 그 제조방법{Dielectric Ceramics for Resonator Surports and the manufacturing method of the same}Dielectric ceramics for resonator support and its manufacturing method {Dielectric Ceramics for Resonator Surports and the manufacturing method of the same}

본 발명은 무선통신 시스템에서 사용되는 공진기 및 필터의 지지대를 위한 유전체 세라믹 소재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 고주파 대역에서 균일한 소결성 및 유전특성을 가지는 Zn1 .9- xMxSi1 . 05O4계 세라믹 소재 조성물을 제공하는 것이다. The present invention is a dielectric ceramic material, and relates to a method of manufacturing the same, Zn 1 .9- x M x Si 1 having the sintering and dielectric characteristics even at a high frequency band for the support of the resonator and a filter used in a wireless communication system. 05 O 4 -based ceramic material composition to provide.

최근, 무선통신의 발달로 정보량이 급증하고 통신 주파수 대역이 포화함에 따라 사용 주파수 대역이 더욱 높은 대역으로 올라가고 있으며, 이에 부응하는 고품위의 고주파 송수신용 부품이 절실히 요구되고 있다. 따라서, 주파수 대역이 올라갈수록 유전상수(εr)는 낮고 품질계수(Q×f)는 더욱 높은 재료가 필요하게 되었다.Recently, as the amount of information increases and the communication frequency band saturates due to the development of wireless communication, the use frequency band is rising to a higher band, and a high quality high frequency transmission / reception component corresponding thereto is urgently required. Therefore, the higher the frequency band, the lower the dielectric constant (ε r ) and the higher the quality coefficient (Q × f) is needed.

한편, 마이크로파 영역에서 위성 중계 또는 무선통신 중계 시스템에 사용되는 캐비티 필터는 도 1에서 도시된 바와 같이 금속재질의 캐비티 내에서 세라믹 유전체 공진기와 이를 지지하는 세라믹 지지대로 구성된다. 여기서, 세라믹 지지대는 낮은 유전상수와 높은 품질계수의 유전특성이 요구되며, 이를 위하여 알루미나(Al2O3)가 일반적으로 사용되고 있다. 그러나, 대한민국 특허등록 제10-1261098호(2013. 05. 02)에 개시된 바와 같이 변형된 Mg2SiO4와 같은 다른 세라믹 소재를 사용할 수도 있다.On the other hand, the cavity filter used in the satellite relay or wireless communication relay system in the microwave region is composed of a ceramic dielectric resonator and a ceramic support in the cavity of the metal as shown in FIG. Here, the ceramic support is required to have a low dielectric constant and high quality dielectric properties, for this purpose alumina (Al 2 O 3 ) is commonly used. However, other ceramic materials such as Mg 2 SiO 4 modified as disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1261098 (2013. 05. 02) may be used.

한편, 본 발명의 기본 조성인 Zn1 . 9Si1 . 05O4는 선행기술문헌 1에 개시된 바와 같이, 윌레마이트(willemite) 결정구조를 가지며, εr=6.43, Q×f=120,000 GHz 정도의 우수한 고주파 유전특성을 나타내고 있다.Meanwhile, Zn 1 , which is the basic composition of the present invention . 9 Si 1. As disclosed in Prior Art Document 1, 05 O 4 has a willemite crystal structure and exhibits excellent high frequency dielectric properties of ε r = 6.43 and Q × f = 120,000 GHz.

또한, Zn1 . 9Si1 . 05O4 고주파 유전체 세라믹은 선행기술문헌 3(대한민국 특허등록 제10-0842855호)에 개시된 바와 같이 아연(Zn)과 규소(Si)의 조성비를 조정하여 Zn1.8SiO3.8를 1300℃에서 소결시킴으로써, εr=6.6, Q×f=127,000 GHz, τf=-20 ppm/℃ 정도로 유전특성을 향상시키는 것을 특징으로 한다.In addition, Zn 1 . 9 Si 1 . 05 O 4 The high frequency dielectric ceramic is sintered Zn 1.8 SiO 3.8 at 1300 ℃ by adjusting the composition ratio of zinc (Zn) and silicon (Si) as disclosed in the prior art document 3 (Korean Patent Registration No. 10-0842855), ε r = 6.6, Q x f = 127,000 GHz, τ f = -20 ppm / ℃ to improve the dielectric properties.

또한, 선행기술문헌 4(대한민국 특허공개 제10-2010-0098232호)에 개시된 바에 의하면, Zn1 . 8SiO3 .8 조성에 산화바나듐(V2O5) 또는 산화비스머스(Bi2O3)를 적당량 첨가하여 900℃에서 소결시킴으로써,εr=7.3, Q×f=17,500 GHz, τf=-28 ppm/℃ 정도로 유전특성을 향상시킨 고주파 유전체 세라믹 소재를 개시하고 있다.In addition, as disclosed in the prior art document 4 (Korean Patent Publication No. 10-2010-0098232), Zn 1 . 8 SiO 3 .8 The composition of vanadium oxide (V 2 O 5) or a bismuth oxide (Bi 2 O 3) by a sintering at 900 ℃ by addition of an appropriate amount, ε r = 7.3, Q × f = 17,500 GHz, τ f = A high frequency dielectric ceramic material having improved dielectric properties at about -28 ppm / ° C is disclosed.

또한, 선행기술문헌 5(대한민국 특허등록 제10-1261098호)에 의하면, 변형된 Mg2SiO4는 1310℃에서 소결하여 εr=10이하, Q×f=15,000 GHz, τf=8 ppm/℃ 정도로유전특성을 개선시키는 것을 특징으로 하고 있다.Further, according to the prior art document 5 (Korean Patent Registration No. 10-1261098), the modified Mg 2 SiO 4 sintered at 1310 ℃ ε r = 10 or less, Q × f = 15,000 GHz, τ f = 8 ppm / It is characterized by improving the dielectric properties to about 占 폚.

그러나, 상기 선행기술들은 첨가된 여러 가지 화합물들로 인하여 공진기 및 필터의 지지대를 위한 유전특성으로는 매우 미흡하다. 특히 첨가한 물질들이 제2상을 만들어 유전특성 중 품질계수를 크게 저하시키는 문제점이 있다. However, these prior arts are very poor in dielectric properties for the support of the resonator and the filter due to the various compounds added. In particular, there is a problem in that the added materials make the second phase, greatly lowering the quality factor among the dielectric properties.

따라서, 고품위의 고주파 송수신을 위한 무선통신 시스템에서 사용되는 공진기및 필터의 지지대를 위한 유전체 세라믹스는, 크기의 차이가 발생하지 않도록 수축율이 일정한 소결성과 공진기 특성에 영향을 주지 않도록 유전상수와 품질계수가 균일한 유전특성을 가지는 것이 매우 중요하다. Therefore, dielectric ceramics for the support of resonators and filters used in a wireless communication system for high quality high frequency transmission and reception have a dielectric constant and a quality factor so that the shrinkage does not affect the sintering characteristics and the characteristics of the resonator which have a constant shrinkage. It is very important to have uniform dielectric properties.

향후, 5세대 통신의 시작으로 인하여, 수십GHz 주파수 대역에서 듀플렉서(Duplexer), DMB/DAB, 위성용 LNB, 오실레이터(Oscillator), 중계기, 밴드패스 필터(BPF)에 사용되는 유전체 세라믹 소재는 고주파 유전체 세라믹 공진기와 함께 고품위의 고주파 송수신을 위하여 유전상수(εr)는 낮고 품질계수(Q×f)는 더욱 높은 유전 특성을 가져야 할 필요성이 점차 높아지고 있다. In the future, due to the beginning of 5th generation communication, dielectric ceramic materials used for duplexers, DMB / DAB, satellite LNB, oscillator, repeaters, and bandpass filters in the tens of GHz frequency band are high frequency dielectric ceramics. It is increasingly necessary to have high dielectric properties with low dielectric constant (ε r ) and high quality coefficient (Q × f) for high quality high frequency transmission and reception with a resonator.

전기전자재료학회논문지 38권, 7호, pp428 432 (2005.07.)Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers, Vol.38, No.7, pp428 432 (2005.07.) 대한민국 특허등록 제10-1261098호 (2013.05.02.)Republic of Korea Patent Registration No. 10-1261098 (2013.05.02.) 대한민국 특허등록 제10-0842855호 (2008.06.25.)Republic of Korea Patent Registration No. 10-0842855 (2008.06.25.) 대한민국 특허공개 제10-2010-0098232호 (2010.09.05.)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2010-0098232 (2010.09.05.)

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 고주파 대역에서 균일한 소결성 및 유전 특성을 가지는 공진기 지지대용 유전체 세라믹 소재 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a dielectric ceramic material for a resonator support having a uniform sinterability and dielectric properties in a high frequency band and a method of manufacturing the same.

고품위의 고주파 송수신을 위한 무선통신 시스템에서 사용되는 공진기 및 필터의 지지대를 위한 유전체 세라믹스는, 소결 후 크기의 차이가 발생하지 않도록, 즉, 재현성이 우수하여 수축율이 일정한 소결성과 공진기 특성에 영향을 주지 않도록 유전상수와 품질계수가 균일한 유전특성을 가지는 것이 중요하며, Zn1 .9-xMxSi1.05O4계 고주파 유전체 세라믹 소재의 소결성 및 유전특성은 각각의 자리에 치환시키는 원소나 첨가물에 따라서 변화하게 되는데 이를 위해서는 고순도 원료의 사용이 필수적이고, 치환원소의 크기나 원자가를 고려하여 적절한 첨가제를 선정하고 적정량을 첨가하는 것 또한 중요하다. 요컨대, 본 발명은 유전특성은 최대한 유지하면서 소결성과 유전특성이 균일하다는 점에 의의가 있다.Dielectric ceramics for the support of the resonator and filter used in the wireless communication system for high-quality high-frequency transmission and reception, so that the difference in size does not occur after sintering, that is, the reproducibility is excellent and does not affect the characteristics of the sintering and resonator constant shrinkage rate so that the dielectric constant and quality factor is important to have uniform dielectric properties, and the elements or additives that Zn 1 .9-x M x Si 1.05 O 4 based sinterability and dielectric characteristics of the high frequency dielectric ceramic material is substituted in each spot Therefore, the use of high purity raw materials is essential for this purpose, and it is also important to select an appropriate additive and add an appropriate amount in consideration of the size and valence of the substitution element. In short, the present invention is significant in that the sintering and dielectric properties are uniform while maintaining the dielectric properties as much as possible.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, 화학식 Zn1.9-xMxSi1.05O4으로 표시되는 식 중, M은 +2가 금속이고, x는 0.05 내지 0.4인 것을 특징으로 하는 공진기 지지대용 유전체 세라믹 소재를 제공한다.The present invention, in order to achieve the above object, in the formula represented by the formula Zn 1.9-x M x Si 1.05 O 4 , M is +2 is a metal, x is 0.05 to 0.4, the dielectric for the resonator support Provide ceramic material.

상기 M은 마그네슘(Mg), 니켈(Ni), 코발트(Co), 망간(Mn) 중에서 선택되는 적어도 어느 하나인 것이 바람직하다.M is preferably at least one selected from magnesium (Mg), nickel (Ni), cobalt (Co), and manganese (Mn).

상기 세라믹 소재는 1325℃ 내지 1400℃의 범위에서 소결하여 제조되는 것이 바람직하다.The ceramic material is preferably produced by sintering in the range of 1325 ℃ to 1400 ℃.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면 고주파 대역에서 높은 유전 특성을 얻을 수 있음은 물론, 균일하고 재현성 있는 소결성 및 유전 특성을 구현하는 효과를 기대할 수 있다. 특히, 본 발명은 Zn 자리에 Mg, Ni 등을 일정량 치환하여 고용시킴으로써 제2상의 생성을 억제하고 품질계수의 저하를 방지하였다. As described above, according to the present invention, high dielectric properties can be obtained in the high frequency band, and an effect of realizing uniform and reproducible sintering and dielectric properties can be expected. In particular, in the present invention, by dissolving Mg, Ni and the like in a fixed amount in the Zn position, the formation of the second phase is suppressed and the deterioration of the quality factor is prevented.

또한, 본 발명은 넓은 소결온도 구간에서 균일한 유전특성과 수축률을 얻을 수 있으므로, 공정개선의 효과를 기대할 수 있다.In addition, the present invention can obtain a uniform dielectric properties and shrinkage rate in a wide sintering temperature range, it can be expected the effect of process improvement.

또한, 본 발명은 수십GHz 주파수 대역에서 고품위의 고주파 송수신이 가능한 효과를 기대할 수 있다. In addition, the present invention can expect the effect of high-quality high-frequency transmission and reception in the tens of GHz frequency band.

도 1은 일반적인 캐비티 필터의 구조를 보여주는 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 Zn1 .9- xM0 . 1Si1 . 05O4계 유전체 세라믹 소재의 소결온도에 따른 수축율의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 Zn1 .9- xM0 . 1Si1 . 05O4계 유전체 세라믹 소재의 소결온도에 따른 유전상수의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 Zn1 .9- xM0 . 1Si1 . 05O4계 유전체 세라믹 소재의 소결온도에 따른 품질계수의 변화를 나타내는 그래프이다.
1 shows the structure of a typical cavity filter.
2 is M x Zn 1 .9- 0 in accordance with one embodiment of the present invention. 1 Si 1 . It is a graph showing the change of shrinkage rate according to sintering temperature of 05 O 4 series dielectric ceramic material
3 is Zn, according to one embodiment of the present invention 1 .9- x M 0. 1 Si 1 . This graph shows the change of dielectric constant according to the sintering temperature of 05 O 4 series dielectric ceramic material.
4 is a Zn 1 .9- M x 0, according to one embodiment of the present invention. 1 Si 1 . 05 This graph shows the change of quality factor according to sintering temperature of O 4 series dielectric ceramic material.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명하도록 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In the description of the present invention, terms defined are defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of a person skilled in the art and the definitions are based on the contents throughout this specification. Will have to be lowered.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여, 고주파 유전특성이 우수한 Zn1.9-xMxSi1.05O4에서 아연(Zn)자리에 마그네슘(Mg), 니켈(Ni), 코발트(Co), 망간(Mn)등의 원소를 일부 치환하여 첨가함으로써, 안정적인 소결성 및 유전특성을 갖는 우수한 유전체 세라믹 소재 조성물에 관한 것으로, 다음의 화학식 화학식 Zn1 .9-xMxSi1.05O4으로 표시되는 식 중, M은 상기에 나열한 원소들로서, x가 0.05 내지 0.4를 만족하도록 첨가된다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention relates to magnesium (Mg), nickel (Ni), cobalt (Co), and manganese (Zg) in place of zinc (Zn) in Zn 1.9-x M x Si 1.05 O 4 having excellent high frequency dielectric properties. Mn) of the addition to some of the substitution element such as, relates to a high dielectric ceramic composition having a stable sinterability and dielectric properties, represented by the formula the formula the formula Zn 1 .9-x M x Si 1.05 O 4 of, M is the elements listed above, and is added so that x satisfies 0.05 to 0.4.

이와 같은 본 발명의 조성물은 다음과 같은 제조방법에 의해 제조할 수 있다.Such a composition of the present invention can be prepared by the following production method.

본 발명의 조성물은 순도 99% 이상의 일본 고순도화학연구소(Kojundo Chem. Lab. Co., Ltd)제 ZnO, MgO, NiO, Co2O3 및 SiO2를 출발원료로 사용하였다.The composition of the present invention is ZnO, MgO, NiO, Co 2 O 3 manufactured by Kodoundo Chem. Lab. Co., Ltd. And SiO 2 were used as starting materials.

균일한 소결성 및 유전특성을 가지는 Zn1 .9- xMxSi1 . 05O4계 유전체 세라믹 소재는 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 각 조성에 해당하는 원료분말을 각각 칭량하고, 이를 지르코니아 볼 및 에틸알코올과 함께 폴리에틸렌 용기에 넣고 24시간 혼합하였다. Having a uniform degree of sintering and dielectric properties Zn 1 .9- x M x Si 1 . In the 05 O 4 -based dielectric ceramic material, raw material powders corresponding to the respective compositions were weighed as shown in Table 1 below, and were mixed with zirconia ball and ethyl alcohol in a polyethylene container and mixed for 24 hours.

건조 후, 혼합분말을 직경 25 mm의 금속재질 몰드에 넣고 1축 가압성형한 후 1100℃에서 10시간 하소하였다. 하소된 성형체를 상기 혼합방법으로 다시 ball milling 한 후, 오븐(oven)에 넣고 110 ~ 120℃에서 24 ~ 48시간 동안 건조하였다. After drying, the mixed powder was placed in a metal mold having a diameter of 25 mm, uniaxially press-molded, and calcined at 1100 ° C. for 10 hours. The calcined molded body was again ball milled by the above mixing method, placed in an oven, and dried at 110 to 120 ° C. for 24 to 48 hours.

건조 후 하소분말을 직경 15 mm의 금속재질 몰드에 넣고 50 MPa의 압력으로 1축 가압성형한 후, 1325 ~ 1400℃ 온도에서 2시간 동안 소결하였으며, 이 때, 승온속도는 5℃/min으로 하였다.After drying, the calcined powder was placed in a metal mold having a diameter of 15 mm, uniaxially press-molded at a pressure of 50 MPa, and then sintered at 1325 to 1400 ° C. for 2 hours, and the temperature rising rate was 5 ° C./min. .

이렇게 제조된 소결체의 선수축률을 측정하고 소결체를 분쇄하여 얻은 분말에 대해서 X-선 회절분석(D/MAX-2500V/PC, Rigaku, Japan)을 하였으며, 고주파 유전특성 중에서 품질계수(Q×f) 및 온도계수(τf)는 cavity법으로, 유전상수는 Hakki-Coleman법으로 각각 Network Analyser를 사용하여 측정하였다. X-ray diffraction analysis (D / MAX-2500V / PC, Rigaku, Japan) was performed on the powder obtained by crushing the sintered compact, and the powder obtained by pulverizing the sintered compact. And the temperature coefficient (τ f ) was measured by the cavity method, and the dielectric constant was measured by the Network Analyzer using the Hakki-Coleman method.

온도계수는 모델명 R3767CG(Advantest, Japan)를 사용하여 측정하였으며, 품질계수 및 유전상수는 모델명 E5071C(Keysight, U.S.A.)를 사용하여 측정하였다.The temperature coefficient was measured using model name R3767CG (Advantest, Japan), and the quality factor and dielectric constant were measured using model name E5071C (Keysight, U.S.A.).

이하, 실시예를 통하여 본 발명의 구성 및 효과를 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the configuration and effects of the present invention through the embodiments will be described in more detail. These examples are only for illustrating the present invention, but the scope of the present invention is not limited by these examples.

<실시예><Example>

본 발명의 조성물을 제조하기 위한 제조방법의 실시예는 전술한 바와 같다.Embodiments of the production method for preparing the composition of the present invention are as described above.

본 발명에서 Zn1 . 9Si1 . 05O4에서 Zn의 일부를 +2가 금속으로 치환함으로써 소결특성 및 유전특성의 균일성을 확보할 수 있었으며, 이 때, 함량은 0.05 내지 0.4몰로 하였다. 위 범위의 하한을 벗어나는 경우에는 소결수축량 변화와 유전특성의 변화가 지나치게 커지며, 상한을 벗어나는 경우에는 Zn1 . 9Si1 . 05O4의 고유 물성을 상실할 수 있으므로, 수치는 위 범위에서 그 임계적 의의가 있다.In the present invention Zn 1 . 9 Si 1 . By replacing part of Zn with +2 metal in 05 O 4 , uniformity of sintering characteristics and dielectric properties could be ensured, and the content was 0.05 to 0.4 mol. If the upper limit of the above range is exceeded, the sinter shrinkage change and the dielectric property change become too large. If the upper limit is exceeded, Zn 1 . 9 Si 1 . Since the intrinsic properties of 05 O 4 may be lost, the value is of critical significance in the above range.

<비교예>Comparative Example

본 발명에서 +2가 금속원소의 치환효과를 알아보기 위해 표 1에서 나타낸 바와 같이 다른 성분을 첨가하지 않은 Zn1 . 9Si1 . 05O4 시편을 상기 실시예와 동일한 방법으로 제조하여 특성을 비교 평가하였다.In order to examine the substitution effect of the +2 valence metal element in the present invention, Zn 1 without addition of other components as shown in Table 1 below . 9 Si 1 . 05 O 4 specimens were prepared in the same manner as in the above examples and evaluated for their characteristics.

Zn1 .9- xMxSi1 . 05O4계 유전체 세라믹의 소결성 및 유전특성 Zn 1 .9- x M x Si 1 . 05 Sinterability and Dielectric Properties of O 4 Based Dielectric Ceramics 번호number 조성 (mol)      Composition (mol) 소결온도(℃ )Sintering Temperature (℃) 수축율(%)Shrinkage (%) εr ε r Q×f(GHz) Q × f (GHz) 비고Remarks ZnOZnO M2O3 M 2 O 3 SiO2 SiO 2 비교예1Comparative Example 1 1.91.9 -- 00 1.051.05 13251325 20.6020.60 6.086.08 107857107857 비교예2Comparative Example 2 1.91.9 -- 00 1.051.05 13501350 21.4721.47 6.076.07 118871118871 비교예3Comparative Example 3 1.91.9 -- 00 1.051.05 13751375 21.8021.80 6.216.21 127409127409 비교예4Comparative Example 4 1.91.9 -- 00 1.051.05 14001400 22.1322.13 6.396.39 129435129435 실시예1Example 1 1.81.8 MgMg 0.10.1 1.051.05 13251325 22.8022.80 6.316.31 122791122791 실시예2Example 2 1.81.8 MgMg 0.10.1 1.051.05 13501350 22.6722.67 6.336.33 126957126957 실시예3Example 3 1.81.8 MgMg 0.10.1 1.051.05 13751375 22.6722.67 6.36.3 126156126156 실시예4Example 4 1.81.8 MgMg 0.10.1 1.051.05 14001400 22.8022.80 6.376.37 129019129019 실시예5Example 5 1.81.8 NiNi 0.10.1 1.051.05 13251325 22.8022.80 6.416.41 123679123679 실시예6Example 6 1.81.8 NiNi 0.10.1 1.051.05 13501350 22.9322.93 6.456.45 129850129850 실시예7Example 7 1.81.8 NiNi 0.10.1 1.051.05 13751375 22.6722.67 6.396.39 130529130529 실시예8Example 8 1.81.8 NiNi 0.10.1 1.051.05 14001400 22.7322.73 6.46.4 128527128527 실시예9Example 9 1.81.8 CoCo 0.10.1 1.051.05 13251325 22.0722.07 6.46.4 128612128612 실시예10Example 10 1.81.8 CoCo 0.10.1 1.051.05 13501350 22.6722.67 6.46.4 128970128970 실시예11Example 11 1.81.8 CoCo 0.10.1 1.051.05 13751375 22.2722.27 6.386.38 126139126139 실시예12Example 12 1.81.8 CoCo 0.10.1 1.051.05 14001400 22.0722.07 6.486.48 124954124954 실시예13Example 13 1.851.85 MgMg 0.050.05 1.051.05 13501350 22.3322.33 6.436.43 123845123845 실시예14Example 14 1.71.7 MgMg 0.20.2 1.051.05 13501350 22.5322.53 6.356.35 121925121925 실시예15Example 15 1.51.5 MgMg 0.40.4 1.051.05 13501350 23.0023.00 6.336.33 123202123202 실시예16Example 16 1.851.85 NiNi 0.050.05 1.051.05 13501350 23.2023.20 6.436.43 122776122776 실시예17Example 17 1.71.7 NiNi 0.20.2 1.051.05 13501350 23.2023.20 6.466.46 129318129318 실시예18Example 18 1.51.5 NiNi 0.40.4 1.051.05 13501350 23.7323.73 6.486.48 122810122810 실시예19Example 19 1.851.85 CoCo 0.050.05 1.051.05 13501350 23.0023.00 6.496.49 122066122066 실시예20Example 20 1.851.85 MnMn 0.050.05 1.051.05 13501350 23.5323.53 6.456.45 120026120026

균일한 소결성 및 유전특성을 가지는 Zn1 .9- xMxSi1 . 05O4계 유전체 세라믹 소재의 수축율은 표 1과 도 2에서 나타낸 바와 같이 +2가 금속원소의 치환량에 따라 약간의 차이는 있으나 실시예 21을 제외하고는 22%대 내지 23%대의 충분한 소결수축이 안정적으로 이루어지고 소결온도에 따른 수축율의 변화도 크지 않음을 알 수 있다. 그러나, +2가 금속원소의 치환시키지 않은 경우, 소결 수축은 잘 일어나나, 소결온도에 따른 수축율의 변화가 상대적으로 커서 균일한 크기의 지지대를 제조하기 어려우며, 연마공정등의 후공정이 불가피하다는 문제점이 발견되었다.Having a uniform degree of sintering and dielectric properties Zn 1 .9- x M x Si 1 . 05 O 4 based dielectric shrinkage of the ceramic material are shown in Table 1 and shown +2 is a slight difference, but the 22% level to 23% range sufficient sintering shrinkage, except for Example 21 in accordance with the substitution amount of the metal element, as in the 2 This is stable and it can be seen that the change of the shrinkage rate with the sintering temperature is not large. However, when +2 is not substituted for the metal element, sintering shrinkage occurs well, but since the change of shrinkage rate with the sintering temperature is relatively large, it is difficult to manufacture a support of uniform size, and post-processing such as polishing is inevitable. A problem was found.

한편, 표 1과 도 3 및 도 4에서 나타낸 Zn1 .9- xMxSi1 . 05O4계 유전체 세라믹 소재의 고주파 유전특성에서 유전상수는 +2가 금속원소의 치환시킬 경우 대략 6.3대 내지 6.5대 정도로 큰 차이가 없으며, 품질계수도 소결온도에 따라 대부분의 조성에서 120,000 GHz이상의 높은 값을 나타내고 있으며, 그 변화의 폭도 매우 작다. 그러나, +2가 금속원소의 치환시키지 않은 경우 소결온도에 따른 유전특성의 변화가 매우 커 공진기의 지지대로 사용할 경우 공진기 특성에 영향을 주어 고품위의 고주파 송수신을 위한 무선통신 시스템의 특성을 저하시키는 요인이 된다.On the other hand, as shown in Table 1 and Figs. 3 and 4 Zn 1 .9- x M x Si 1. In the high frequency dielectric properties of O 4 -based dielectric ceramic materials, the dielectric constant does not differ as large as about 6.3 to 6.5 when +2 is substituted for the metal element, and the quality factor is higher than 120,000 GHz in most compositions depending on the sintering temperature. It shows a high value and the change width is very small. However, when +2 is not substituted for the metal element, the change of dielectric properties according to the sintering temperature is very large, and when used as a support of the resonator, it affects the resonator characteristics and deteriorates the characteristics of the wireless communication system for high quality high frequency transmission and reception. Becomes

이상의 결과로 부터 균일한 소결성 및 유전특성을 가지는 Zn1 .9- xMxSi1 . 05O4계 유전체 세라믹 소재를 제조하기 위해서는 적절한 +2가 금속원소의 선정과 적정량의 치환이 매우 중요하며, 본 발명에 의하면 아연(Zn) 자리에 마그네슘(Mg), 니켈(Ni)및 코발트(Co) 등이 0.05 내지 0.4의 범위에서 치환시킬 경우 안정적인 소결성 및 유전특성을 갖는 우수한 공진기 지지대용 유전체 세라믹 소재의 제조가 가능함을 알 수 있다.These results Zn 1 .9- x M x Si 1 having a sintering property and dielectric properties uniformly from. In order to manufacture the O 4 -based dielectric ceramic material, it is very important to select an appropriate + 2-valent metal element and to substitute an appropriate amount. According to the present invention, magnesium (Mg), nickel (Ni) and cobalt ( When Co) is substituted in the range of 0.05 to 0.4, it can be seen that it is possible to manufacture an excellent dielectric ceramic material for the resonator support having stable sinterability and dielectric properties.

Claims (3)

화학식 Zn1.9-xMxSi1.05O4으로 표시되는 식 중, M은 +2가 금속이고, x는 0.05 내지 0.4이며, 상기 M은 마그네슘(Mg), 니켈(Ni), 코발트(Co), 망간(Mn) 중에서 선택되는 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 공진기 지지대용 유전체 세라믹 소재.In the formula represented by the formula Zn 1.9-x M x Si 1.05 O 4 , M is +2 a metal, x is 0.05 to 0.4, and M is magnesium (Mg), nickel (Ni), cobalt (Co), A dielectric ceramic material for a resonator support, characterized in that it is at least one selected from manganese (Mn). 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 세라믹 소재는 1325℃ 내지 1400℃의 범위에서 소결하여 제조되는 것을 특징으로 하는 공진기 지지대용 유전체 세라믹 소재.
The method of claim 1,
The ceramic material is a dielectric ceramic material for the resonator support, characterized in that the sintering is produced in the range of 1325 ℃ to 1400 ℃.
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