KR100225881B1 - 마이크로파용 온도보상형 유전체 세라믹 조성물 - Google Patents
마이크로파용 온도보상형 유전체 세라믹 조성물 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100225881B1 KR100225881B1 KR1019970008514A KR19970008514A KR100225881B1 KR 100225881 B1 KR100225881 B1 KR 100225881B1 KR 1019970008514 A KR1019970008514 A KR 1019970008514A KR 19970008514 A KR19970008514 A KR 19970008514A KR 100225881 B1 KR100225881 B1 KR 100225881B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- amount
- dielectric
- temperature
- ceramic composition
- substituted
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 title description 5
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 13
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 abstract description 6
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 abstract description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 7
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 229910052861 titanite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L barium carbonate Chemical compound [Ba+2].[O-]C([O-])=O AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- BDAGIHXWWSANSR-NJFSPNSNSA-N hydroxyformaldehyde Chemical compound O[14CH]=O BDAGIHXWWSANSR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 150000002680 magnesium Chemical class 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000018 strontium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001238 wet grinding Methods 0.000 description 1
- JRFBNCLFYLUNCE-UHFFFAOYSA-N zinc;oxygen(2-);titanium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zn+2] JRFBNCLFYLUNCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/02—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
- H01B3/12—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances ceramics
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/018—Dielectrics
- H01G4/06—Solid dielectrics
- H01G4/08—Inorganic dielectrics
- H01G4/12—Ceramic dielectrics
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Abstract
본 발명은 1050~1150℃의 비교적 낮은 온도에서 소결되고, 소결조제 없이도 치밀한 미세구조와 우수한 유전특성을 가지며, 다양한 온도 보상 범위를 갖고, 비교적 값싼 금속 산화물 원료만을 구성된 조성을 갖는 온도 보상용 마이크로파 유전체를 제공하기 위하여, 산화아연 및 산화티탄이 화학양론적으로 조합되는 ZnTiO3중의 Zn이 Zn양 1에 대하여 0.175 내지 0.25의 양으로 Mg와, Zn 양 1에 대하여 0 보다 크고 0.15 이하의 양으로 Ni, Cu, Ba, Sr 및 그들의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나로 치환되는 고주파용 유전체 세라믹 조성물을 제공한다.
Description
본 발명은 고주파용 유전체 자기 조성물에 관한 것으로, 특히 산화아연 및 산화티탄이 화학양론적으로 조합되는 ZnTiO3중의 Zn이 Mg와, Ni, Cu, Ba, Sr 및 그들의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나로 치환되는 고주파용 유전체 세라믹 조성물에 관한 것이다.
최근 무선 전화기, 휴대용 전화등 이동 통신용 기기와 위성 통신을 이용한 송수신기에 사용되는 전자 부품에는 소형화, 경량화 및 이용 주파수의 고주파화가 요구되고 있다. 이에 따라 고주파 대응 부품도 기존의 bulk형에서 표면 실장이 가능한 적층형 및 복합형으로 개발되어 대체해 나가고 있다.
일반적으로 세라믹 유전체는 전기 회로에서 여러가지 기능의 목적으로 사용되고 있는 바, 예를 들면 바이패싱(by-passing), 정합(coupling) 및 여파(filtering)등이다. 그중에서 특히 온도 보상용 세라믹 유전체는 정합(coupling)회로, 대역 여파기(filters) 및 공진기(resonators)등의 고주파용 소자의 제조에 주로 사용된다.
이러한 목적에 사용되기 의한 주요 전기적 특성으로는 높은 유전 상수(dielectric constant : εr), 낮은 유전 손실(dieletric loss : tan δ) 혹은 높은 품질 계수(quality factor : Q), 낮은 정전 용량의 온도 계수(temperature coefficient of capacitance : TCC)와 공진 주파수의 온도 계수(temperature coefficient of resonant frequency : τf)이며, 그 외에 높은 절연 저항과 기계적 강도, 낮은 열팽창 계수 등이 요구된다. 실용상에서 고주파 신호의 동기(timing) 나 동조(tuning)와 같은 고주파용 회로에 무엇보다도 중요한 유전체의 특성 요소는 높은 품질 계수와 정전 용량 및 공진 주파수의 안정성이다. 특히 튜닝(tuning)회로에서 회로의 공진주파수는 온도, 습도, 전압 및 전류의 변화와 같은 회로 주변환경(circuit environment)에 대해 매우 안정해야하고 필요한 경우 이에 대한 대응 또는 보상(compensation)이 수반되어야 한다.
종래의 고주파용 유전체 조성인 바륭 티타나이트계(BaTi4O9,Ba2Ti9O20,BaTi5O11), 모디화이드 마그네슘 티타나이트계[(Mg,Ca)TiO3), ZST계 [(Zr,Sn)TiO4], 바륨 복합 페로브스카이트계[Ba(Zn1/3Nb2/3)O3,Ba(Zn1/3Ta2/3)O3,Ba(Mg1/3Nb2/3)O3,Ba(Mg1/3Ta2/3)O3], (Ca,Sr,Ba)ZrO3계, (Ca,Sr)[(Li,Nb)Ti]O3계 등은 소결 온도가 적어도 1300~1600℃의 고온이며, 더군다나 소결 조제(sintering aids)를 첨가하지 않고는 소자로서 사용될 수 있는 충분한 기계적 강도와 유전 특성을 가진 치밀한 소결체를 얻기 어렵다.
따라서, 상기의 문제점에 착안하여 안출한 본 발명의 목적은 첫째 1050~1150℃의 비교적 낮은 온도에서 소결되고, 둘째 소결조제 없이도 치밀한 미세구조와 우수한 유전특성을 가지며, 셋째 다양한 온도보상 범위를 갖고, 넷째 비교적 값싼 금속산화물 원료만으로 구성된 조성을 갖는 온도 보상용 마이크로파 유전체 조성을 제공함에 있다.
본 발명은 산화아연 및 산화티탄이 화학양론적으로 조합되는 ZnTiO3중의 Zn이 Zn양 1에 대하여 0.175 내지 0.25의 양으로 Mg와, Zn 양 1에 대하여 0 보다 크고 0.15 이하의 양으로 Ni, Cu, Ba, Sr 및 그들의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나로 치환되는 고주파용 유전체 세라믹 조성물을 제공한다.
본 발명은 1mol의 산화아연(ZnO)과 1mol의 산화티탄(TiO2)을 조합한 티탄산아연(ZnTiO3)을 기본조성으로하고, 에이-사이트(A-site)의 아연(Zn)을 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 바륨(Ba), 스트론튬(Sr), 니켈(Ni) 또는 이들의 조합으로 치환한 조성으로, 이하에서는 본 발명에 의한 마이크로파 유전체 세라믹의 조성을 실시예를 참조하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.
이러한 본 발명의 제조방법을 설명한다. 출발물질로 시약급(순도 99.9％이상)의 산화아연(zinc oxide; ZnO)과 산화티탄(titanium dioxide; TiO2), 산화마그네슘(MgO), 산화니켈(NiO), 바륨카보네이트(BaCO3), 칼슘카보네이트(CaCO3), 스트론튬카보네이트(SrCO3)를 사용하였다. 각각의 산화물 및 카보네이트 분말을 칭량한 다음 탈이온수(deionized water)와 지르코니아 볼(zirconia ball)을 써서 24시간 동안 습신분쇄를 하였다. 건조한 분말에 2wt％의 PVA바인더 수용액을 섞어 100mesh의 체(sieve)로 거른 다음, 98 MPa의 압력으로 일축 가압 성형하여 디스크(disk)형 시편을 만들었다. 제조된 시편을 1050~1200℃에서 각각 4시간씩 대기 분위기에서 300℃/hr의 승온율을 소성하였다.
이와 같이 제조된 세라믹 유전체를 마이크로파 주파수 영역에서의 유전특성을 조사하기 위해 HP-8720C network analyzer를 사용하여 측정하였으며, 유전상수는 Hakki-Coleman의 유전체 공진기(dielectric rod resonator)법으로 측정하여 TE011공진모드의 공진주파수에서의 값을 계산하여 구하였다. 품질계수와 온도계수(τf)는 투과형 공동공진기(transmission open cavity)법으로 측정하였다.
이러한 마이크로파 유전특성에 의한 본 발명의 각 소결온도에 따른 유전상수와 품질 계수 및 온도계수를 아래의 표 1~7에 나타내었다.
참조 : * 미소결(undersintered), 미세균열(michrocrack)발생
참조 : 미세균열(michrocrack)발생
참조 : * 미소결(undersintered), 미세균열(michrocrack)발생
참조 : * 미소결(undersintered), 미세균열(michrocrack)발생
참조 : * 미소결(undersintered), 미세균열(michrocrack)발생, - 측정불가
참조 : * 미소결(undersintered), 미세균열(michrocrack)발생, - 측정불가
본 발명에 따른 고주파용 유전체 세라믹 조성물은 비교적 낮은 온도인 1050 내지 1200℃에서 소결 조제 없이 치밀한 미세 구조 및 유전 특성을 가지고 그 주요 유전 특성으로는 유전율이 20.49 내지 38.75, 품질 계수가 1,260 내지 13,070(＠ 10GHz), Q*f = 135,560 ~ 11,300 [GHz] 및 공진 주파수의 온도 계수가 +200~-90ppm/℃이다.
Claims (3)
- 산화아연 및 산화티탄이 화학양론적으로 조합되는 ZnTiO3중의 Zn을 Ni, Cu, Ba, Sr 및 그들의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나로 치환한 것을 특징으로 하는 마이크로파용 온도보상형 유전체 세라믹 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 Zn 양 1에 대하여, 치환되는 상기 Mg의 양이 0.175 내지 0.25인 것을 특징으로 하는 마이크로파용 온도보상형 유전체 세라믹 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 Zn 양 1에 대하여, 치환되는 상기 군으로부터 선택되는 하나의 양이 0 보다 크고 0.15 이하인 것을 특징으로 하는 마이크로파용 온도보상형 유전체 세라믹 조성물.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970008514A KR100225881B1 (ko) | 1997-03-13 | 1997-03-13 | 마이크로파용 온도보상형 유전체 세라믹 조성물 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970008514A KR100225881B1 (ko) | 1997-03-13 | 1997-03-13 | 마이크로파용 온도보상형 유전체 세라믹 조성물 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR19980073313A KR19980073313A (ko) | 1998-11-05 |
| KR100225881B1 true KR100225881B1 (ko) | 1999-10-15 |
Family
ID=19499621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019970008514A KR100225881B1 (ko) | 1997-03-13 | 1997-03-13 | 마이크로파용 온도보상형 유전체 세라믹 조성물 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100225881B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6743744B1 (en) | 2000-05-03 | 2004-06-01 | Korea Institute Of Science And Technology | Low temperature sinterable and low loss dielectric ceramic compositions and method thereof |
| US6794324B1 (en) | 2000-04-21 | 2004-09-21 | Korea Institute Of Science And Technology | Low temperature sinterable and low loss dielectric ceramic compositions and method thereof |
-
1997
- 1997-03-13 KR KR1019970008514A patent/KR100225881B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6794324B1 (en) | 2000-04-21 | 2004-09-21 | Korea Institute Of Science And Technology | Low temperature sinterable and low loss dielectric ceramic compositions and method thereof |
| US6743744B1 (en) | 2000-05-03 | 2004-06-01 | Korea Institute Of Science And Technology | Low temperature sinterable and low loss dielectric ceramic compositions and method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR19980073313A (ko) | 1998-11-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR0162876B1 (ko) | 저온소결이 가능한 온도보상용 마이크로파 유전체 자기조성물 | |
| US6369669B1 (en) | Rare-earth ceramic filter | |
| KR0141401B1 (ko) | 고주파용 유전체 자기조성물 및 그 제조방법 | |
| US6528445B1 (en) | Dielectric ceramic composition and method for manufacturing the same | |
| KR100406123B1 (ko) | 고주파용 유전체 세라믹 조성물, 유전체 공진기, 유전체필터, 유전체 듀플렉서 및 통신시스템 | |
| KR19980014911A (ko) | CaTiO3-La(Mg1/2Ti1/2)O3-LaA103계 마이크로파용 유전체 재료 | |
| EP1172345B1 (en) | Dielectric ceramic for high frequency, dielectric resonator, dielectric filter, dielectric duplexer and communication unit | |
| KR100225881B1 (ko) | 마이크로파용 온도보상형 유전체 세라믹 조성물 | |
| JP4839496B2 (ja) | 高周波用誘電体磁器組成物、誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ及び通信機装置 | |
| JP4513076B2 (ja) | 高周波用誘電体磁器組成物、誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサおよび通信機装置 | |
| KR100307886B1 (ko) | 고주파용 유전체 조성물 | |
| KR0178328B1 (ko) | 마이크로파용 온도보상형 유전체 세라믹 조성물 | |
| KR100415981B1 (ko) | 저온 소결용 고주파 유전체 세라믹 조성물 | |
| US6245702B1 (en) | High-frequency dielectric ceramic composition, dielectric resonator, dielectric filter, dielectric duplexer and communication device | |
| JPH0680467A (ja) | 誘電体磁器組成物 | |
| JP3598886B2 (ja) | 高周波用誘電体磁器組成物、誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサおよび通信機装置 | |
| KR100415983B1 (ko) | 고주파용 유전체 세라믹 조성물 | |
| JP3575336B2 (ja) | 高周波用誘電体磁器組成物、誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサおよび通信機装置 | |
| JP3376933B2 (ja) | 高周波用誘電体磁器組成物および誘電体共振器 | |
| JP3979433B2 (ja) | 高周波用誘電体磁器組成物、誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、および通信機装置 | |
| KR100234019B1 (ko) | Catio₃＋ca（zn⅓nb⅔）o₃계 고주파용 유전체 세라믹 조성물 | |
| KR0162873B1 (ko) | 고주파용 유전체 자기 조성물 | |
| KR19990064642A (ko) | 고유전율 고주파 유전체 조성 | |
| KR100327153B1 (ko) | 고주파용 유전체 조성물 | |
| JP2004107153A (ja) | 高周波用誘電体磁器、誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサおよび通信機装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20040630 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |