KR102640378B1 - 높은 q인자를 갖는 ltcc 유전체 조성물 및 장치 - Google Patents

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Abstract

LTCC장치는 소성시 아연-리튬-티타늄 산화물 또는 실리콘-스트론튬-구리 산화물 호스트를 갖는 유전체 물질을 형성하는 전구체 물질의 혼합물을 포함하는 유전체 조성물로부터 제조된다.

Description

높은 Q인자를 갖는 LTCC 유전체 조성물 및 장치
본 발명은 유전체 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 아연-티륨-티타늄 산화물 및 실리콘-스트론튬-구리 산화물을 기반으로 하는 유전체 조성물로서 유전상수 K = 5 내지 50와 GHz 주파수에서 매우 높은 Q인자(high Q factor)를 가지고, 귀금속 금석화를 나타내는 저온 공소성 세라믹(low temperature co-fired ceramic, LTCC) 응용분야에 사용할 수 있는 유전체 조성물에 관한 것이다.
무선 응용분야를 위한 LTCC 시스템에 사용되는 최근 재료는 K = 4 내지 50범위의 유전상수와 1MHz의 측정 주파수에서 약 500 내지 1000의 Q인자를 갖는 유전체를 사용한다. 특정 어플리케이션 및 장치 구조는 요구되는 특정 유전상수 및 Q인자를 나타낸다. 높은 유전상수, 높은 Q인자를 갖는 물질이 까다로운 고주파 응용분야에서 요구된다. 이는 일반적으로 특정 특성을 얻기 위해 고 유전상수(high-K)의 CaTiO3과 저 유전상수(low-K) 물질의 결합으로 달성된다. 하지만, GHz 주파수에서 CaTiO3 의 낮은 Q인자는 일반적으로 상기 세라믹의 Q를 낮추는 바람직하지 않은 효과를 나타낸다. 또한, CaTiO3의 높은 소성온도는 LTCC 기술에 배척된다.
본 발명은 유전체 조성물에 관한 것으로 보다 구체적으로는 아연-리튬-티타늄 산화물 및 실리콘-스트론튬-구리 산화물 기반의 유전체 조성물로서, 유전상수 K= 5 내지 50, 예를 들어 약 5 내지 약 30, GHz의 높은 주파수에서 매우 높은 Q인자를 가지고, 귀금속 금속화를 나타내는 저온 공소성 세라믹(LTCC) 응용분야에서 사용될 수 있는 유전체 조성물에 관한 것이다. 이때 Q인자 =1/ Df이고, 여기서 Df는 유전체 손실 탄젠트이다.
Qf값은 일반적으로 GHz범위에의 주파수에서, 유전체의 품질을 나타내는 데 사용되는 파라미터이다. Qf는 Qf= Q x f로 표시될 수 있다. 여기서, 측정 주파수 f(GHz)는 상기 주파수에서의 Q인자로 곱해진다. 5GHz에서1000보다 큰, 매우 높은 Q값을 갖는 고 유전상수 물질에 대한 수요가 증가되고 있다.
광범위하게, 본 발명의 세라믹 물질은 호스트 물질을 포함하며, 상기 호스트 물질은 적절한 양의 ZnO, Li2O 및 TiO2, 또는 SiO2, SrO 및 CuO를 혼합하고, 수용성 매질내에서 상기 물질들을 함께 밀링하여 약 0.2 내지 약 5.0 마이크론의 입자 크기 D50로 제조된다. 이러한 슬러리는 약 800 내지 1200℃에서 약 1 내지 5시간동안 건조 및 하소되어 ZnO, Li2O, 및 TiO2 또는 SiO2, SrO, 및 CuO를 포함하는 호스트 물질을 형성한다. 이후 생성된 호스트 물질은 기계적으로 분쇄되고 융제(fluxing agents)와 함께 혼합되고 다시 수용성 매질내에서 밀링하여 약 0.2 내지 약 5.0 마이크론의 입자 크기 D50이 된다. 대안적으로 상기 입자 크기 D50범위는 약 0.5 내지 1.0마이크론이다. 상기 밀링된 세라믹 분말은 건조 및 분쇄되어 미세하게 쪼개진 분말이 된다. 이렇게 생성된 분말은 원통형 펠렛으로 가압되고, 약 775 내지 약 925℃의 온도에서 소성될 수 있다. 일례로, 상기 펠렛은 약 800 내지 약 910℃의 온도에서 소성될 수 있다. 상기 소성은 약 1 내지 약 200분의 시간동안 수행된다.
일 실시 예에 따른 조성물은 소성 시 무연 및 무 카드뮴인 아연-리튬-티타늄 산화물 호스트 물질을 형성하고, 그 자체로 또는 다른 산화물과의 조합으로 유전체 물질을 형성할 수 있는 전구체 물질의 혼합물을 포함한다.
일 실시 예에 따른 조성물은 소성 시 무연 및 무 카드뮴인 실리콘-스트론튬-구리 산화물 호스트 물질을 형성하고, 그 자체로 또는 다른 산화물과의 조합으로 유전체 물질을 형성할 수 있는 전구체 물질의 혼합물을 포함한다.
바람직한 실시 예에서, 상기 호스트 물질은 납을 포함하지 않는다. 대안적인 바람직한 실시 예에서, 상기 호스트 물질은 카드뮴을 포함하지 않는다. 보다 바람직한 실시 예에서, 상기 호스트 물질은 납 및 카드뮴을 포함하지 않는다.
바람직한 실시 예에서, 상기 호스트 물질은 (i) 40-65 중량% TiO2, (ii) 30-60 중량% ZnO, 및 (iii) 0.1-15 중량% Li2O을 포함한다.
다른 실시 예에서, 상기 호스트 물질은 (i) 40-65 중량% TiO2, (ii) 30-60 중량% ZnO, (iii) 0.1-15 중량% Li2O, (iv) 0-5 중량% MnO2, 및 (v) 0-5 중량% NiO를 포함한다.
다른 바람직한 실시 예에서, 상기 호스트 물질은 (i) 45-75 중량% SiO2 (ii) 15-35 중량% SrO, 및 (iii) 10-30 중량% CuO를 포함한다.
본 발명의 실시 예는 하나 이상의 호스트 또는 본원 다른 곳에 개시된 호스트의 선택을 포함할 수 있다.
본 발명의 유전체 물질은 80-99.6 중량%의 본원 개시된 적어도 하나의 호스트 물질을 괄호 안에 표시된 값을 초과하지 않는 양의 아래의 융제 및 도펀트 중 일부 또는 전부와 함께 포함할 수 있다: SiO2 (4 중량%); CaCO3 (4 중량%); B2O3 (4 중량%); Li2CO3 (4 중량%); LiF (4 중량%); BaCO3 (8 중량%); 붕산아연 (8 중량%); 및 CuO (3 중량%).
다른 실시 예에서, 상기 융제 및 도펀트는 다음을 포함할 수 있다: 0.3-8 중량% 붕산아연, 0.1-4 중량% B2O3, 0-4 중량% SiO2, 0-4 중량% BaCO3, 0-4 중량% CaCO3, 0-4 중량% Li2CO3, 0-4 중량% LiF, 0-3 중량% CuO, 또는 전술한 것 중 어느 하나의 산화 등가물.
또 다른 실시 예에서, 상기 융제 및 도펀트는 다음을 포함한다: 0.3-8 중량% 붕산아연, 0.1-4 중량% B2O3, 0-4 중량% SiO2, 0-4 중량% BaCO3, 0-4 중량% CaCO3, 0-4 중량% Li2CO3, 0.1-4 중량% LiF, 0.1-3 중량% CuO, 또는 전술한 것 중 어느 하나의 산화 등가물.
또 다른 실시 예에서, 상기 융제 및 도펀트는 다음을 포함한다: 0-8 중량% 붕산아연, 0.1-4 중량% B2O3, 0-4 중량% SiO2, 0-4 중량% BaCO3, 0-4 중량% CaCO3, 0-4 중량% Li2CO3, 0-4 중량% LiF, 0-3 중량% CuO, 또는 전술한 것 중 어느 하나의 산화 등가물.
또 다른 실시 예에서, 상기 융제 및 도펀트는 다음을 포함한다: 0.1-8 중량% 붕산아연, 0.1-4 중량% B2O3, 0-4 중량% SiO2, 0-4 중량% BaCO3, 0-4 중량% CaCO3, 0-4 중량% Li2CO3, 0-4 중량% LiF, 0-3 중량% CuO, 또는또는 전술한 것 중 어느 하나의 산화 등가물.
또 다른 실시 예에서, 상기 융제 및 도펀트는 다음을 포함한다: 0-8 중량% 붕산아연, 0.1-4 중량% B2O3, 0-4 중량% SiO2, 0-4 중량% BaCO3, 0-4 중량% CaCO3, 0-4 중량% Li2CO3, 0-4 중량% LiF, 0.1-3 중량% CuO, 또는 전술한 것 중 어느 하나의 산화 등가물.
본 발명의 유전체 물질은 어떠한 형태의 납도 함유하지 않으며 어떠한 형태의 카드뮴도 함유하지 않는다.
일 실시 예에 따른 무연 및 무 카드뮴 조성물은 소성 시 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질을 형성하는 전구체 혼합물을 포함하고, 상기 무연 무 카드뮴 유전체 물질은 다음을 포함한다: (a) 35-65 중량% TiO2, (b) 25-55 중량% ZnO, (c) 0.1-15 중량% Li2O, (d) 0.1-5 중량% B2O3, (e) 0-4 중량% SiO2, (f) 0-6 중량% BaO, (g) 0-4 중량% CaO, (h) 0-4 중량% LiF, (i) 0-3 중량% CuO, 무연 및 무 카드뮴.
또 다른 실시 예에 따른 무연 및 무 카드뮴 조성물은 소성 시 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질을 형성하는 전구체 혼합물을 포함하고, 상기 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질은 다음을 포함한다: : (a) 35-65 중량% TiO2, (b) 25-55 중량% ZnO, (c) 0.1-15 중량% Li2O, (d) 0.1-5 중량% B2O3, (e) 0-7 중량% SiO2, (f) 0-6 중량% BaO, (g) 0-6 중량% CaO, (h) 0-5 중량% LiF, (i) 0-5 중량% CuO, 무염 및 무 카드뮴.
또 다른 실시 예에 따른 무연 및 무 카드뮴 조성물은 소성 시 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질을 형성하는 전구체 혼합물을 포함하고, 상기 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질은 다음을 포함한다: (a) 45-75 중량% SiO2 , (b) 15-35 중량% SrO, (c) 10-30 중량% CuO, (d) 0.1-5 중량% B2O3, (e) 0-4 중량% CaO, (f) 0-4 중량% Li2O, (g) 0-8 중량% ZnO, (g) 0-4 중량% LiF, 무연 및 무 카드뮴.
또 다른 실시 예에 따른 무연 및 무 카드뮴 조성물은 소성 시 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질을 형성하는 전구체 혼합물을 포함하고, 상기 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질은 다음을 포함한다: (a) 45-75 중량% SiO2 , (b) 15-35 중량% SrO, (c) 10-30 중량% CuO, (d) 0.1-5 중량% B2O3, (e) 0-6 중량% CaO, (f) 0-3 중량% Li2O, (g) 0-8 중량% ZnO, (g) 0-5 중량% LiF, 무연 및 무 카드듐.
다른 실시 예에서, 무연 및 무 카드뮴 조성물은 소성 시 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질을 형성하는, 전구체 혼합물을 포함하고, 상기 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질은 다음을 포함한다: (a) 47-54 중량% TiO2, (b) 33-51 중량% ZnO, (c) 0.5-10 중량% Li2O, (d) 0.91-1.8 중량% B2O3, (e) 0.04-0.2 중량% SiO2,, (f) 0-0.6 중량% BaO, (g) 0-0.4 중량% CaO, (h) 0.1-4 중량% LiF, (i) 0.1-3 중량% CuO, 무연 및 무 카드뮴.
또 다른 실시 예에서, 무연 및 무 카드뮴 조성물은 소성 시 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질을 형성하는, 전구체 혼합물을 포함하고, 상기 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질은 다음을 포함한다: (a) 50-56 중량% SiO2 , (b) 22-24 중량% ZnO, (c) 17-19 중량% CuO, (d) 0.4-2.2 중량% B2O3, (e) 0-0.4 중량% CaO, (f) 0-6.5 중량% ZnO, (g) 0.1-3 중량% Li2O, (h) 0-5 중량% LiF, 무연 및 무 카드뮴.
또 다른 실시 예에서, 무연 및 무 카드뮴 조성물은 소성 시 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질을 형성하는, 전구체 혼합물을 포함하고, 상기 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질은 다음을 포함한다: (a) 20-31 중량% TiO2, (b) 16-25 중량% ZnO, (c) 9-15 중량% SrO, (d) 22-34 중량% SiO2 , (e) 7.6-11.5 중량% CuO (f) 2.1-3.2 중량% Li2O, (g) 1-1.1 중량% B2O3, (h) 0.1-0.3 중량% CaO, (i) 0.5-0.9 중량% LiF, 무연 및 무 카드뮴.
본 발명의 임의의 실시 예에 대해, 0으로 범위가 지정된 물질은 하한에서 0.01% 또는 0.1%로 경계가 지정된 유사한 범위에 대한 지원을 제공하는 것으로 간주된다.
0 중량%에 의해 경계가 지정된 각각의 조성물의 범위에 대해, 상기 범위는 0.01중량% 또는 0.1중량%의 하한을 갖는 범위를 나타내는 것으로 간주된다. 60-90 중량% Ag + Pd + Pt + Au와 같이 나타낸 것은 명명된 성분 중 일부 또는 전부가 언급된 범위의 조성물에 존재할 수 있음을 의미한다.
다른 실시 예에서, 본 발명은 무연 및 무 카드 뮴 유전체 조성물에 관한 것으로, 소성 전, 본원에 기재된 임의의 호스트 물질을 포함한다.
다른 실시 예에서, 본 발명은 전기 또는 전자 부품에 관한 것으로, 소성 전 전도성 페이스트와 함께 본원에 기재된 유전체 페이스트를 포함하며, 상기 전도성 페이스트는 다음을 포함한다: (a) 60-90 중량% Ag + Pd + Pt + Au, (b) 1-10 중량%의, 전이금속의 실리사이드(silicides), 카바이드(carbides), 나이트라이드(nitrides) 및 보라이드(borides)로 이루어진 군으로부터 선택된 첨가제, (c) 0.5-10 중량%의 적어도 하나의 유리 프릿, 및 (d) 10-40 중량%의 유기물.
다른 실시 예에서, 본 발명은 전자 부품을 형성하는 방법에 관한 것으로, 다음을 포함한다: 본 발명에 개시된 유전체 페이스트를 기판에 공급하는 단계; 및 상기 유전체 물질을 소결하기에 충분한 온도에서 상기 기판을 소성하는 단계.
다른 실시 예에서, 본 발명은 본원에 기재된 임의의 유전체 물질의 입자를 기판에 공급하고 상기 유전체 물질을 소결하기에 충분한 온도에서 상기 기판을 소성하는 단계를 포함하는 전자 부품을 형성하는 방법에 관한 것이다.
다른 실시 예에서, 본 발명의 방법은 다음을 포함하는 전자 부품을 형성하는 방법을 포함한다:
(a1) 기판에 본원에 기재된 임의의 유전체 조성물을 공급하거나 또는 (a2) 기판에 본원에 기재된 임의의 유전체 조성물을 포함하는 테이프를 공급하거나, 또는 (a3) 모놀리식 복합 기판을 형성하기 위해 본원에 기재된 임의의 유전체 조성물의 복수의 입자를 압축하는 단계; 및
(b) 상기 유전체 물질을 소결하기에 충분한 온도에서 상기 기판을 소성하는 단계.
여기에서 각각의 수치 값(백분율, 온도 등)은 "약(about)"이 선행하는 것으로 추정되는 것으로 이해되어야 한다. 본원의 임의의 실시 예에서, 유전체 물질은 예를 들어 임의의 비율예를 들어 몰% 또는 중량%로 표현되는 1:99 내지 99"1(결정질:비정질)의 결정질 및 비정질과 같은 서로 다른 상을 포함할 수 있다. 다른 비율에는 10:90, 20:80, 30:70, 40:60, 50:50, 60:40, 70:30, 80:20 및 90:10을 포함할 수 있고 이들 사이의 값을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 유전체 페이스트는 10-30중량%의 결정질 유전체 물질 및 70-90중량%의 비정질 유전체 물질을 포함한다.
본 발명의 전술한 특징 및 기타 특징은 이하에서 더욱 완전하게 기재되고 특히 청구범위에서 나타나며, 이하의 설명은 본 발명의 특정 예시적 실시 예를 상세히 설명하지만, 이들은 본 발명의 원리가 사용될 수 있는 다양한 방식 중 일부에 불과하다.
LTCC(저온 공소성 세라믹)는 상대적으로 낮은 소성 온도(1000℃미만)에서 Ag, Au, Pt 또는 Pd, 또는 이들의 조합과 같은 낮은 저항 금속 전도체와 공소성되는 유리 세라믹 기판 기술이다. 이는 주요 조성물이 유리 및 알루미나 또는 다른 세라믹 필러로 이루어지기 때문에 "유리 세라믹"으로 언급되기도 한다. 일부 LTCC 제형은 재결정화한 유리이다. 여기서 유리는 실시간 형성될 수 있고 조성물에 첨가될 수 있는 프릿(frit)형태로 제공될 수 있다. 일부 상황에서, 니켈 및 이의 합금과 같은 기본 금속이 사용될 수 있고, 이상적으로는 10-12 내지 10- 8 의 산소분압 분위기와 같은 비산화 분위기에서 사용될 수 있다. "기본 금속"은 금, 은, 팔라듐 및 백금 이외의 모든 금속이다. 합금 금속은 Mn, Cr, Co, 및 Al을 포함할 수 있다.
유전체 물질의 슬러리로부터 테이프 케스트(tape cast)가 절단되고, 비아(via)로 알려진 구멍이 형성되어 층간 전기적 연결이 가능하도록 한다. 상기 비아는 전도성 페이스트로 채워진다. 이후 필요에 따라 공소성 저항체와 함께 회로 패턴이 프린팅된다. 프린팅된 기판이 다층으로 적층된다. 상기 적층된 영역(스택)에 열 및 압력이 적용되어 층을 서로 결합시킨다. 이후 저온(<1000℃)소성이 수행된다. 소성된 스택은 최종 치수로 절단되고 필요에 따라 후처리 소성 공정이 완료된다.
자동차 응용분야에서 유용한 다층 구조는 약 5개의 세라믹층, 예를 들어, 3-7개의 세라믹층 또는 4-6개의 세라믹층을 가질 수 있다. RF 응용분양에서, 구조는 10-25개의 세라믹층을 가질 수 있다. 배선 기판으로서, 5-8개의 세라믹층이 사용될 수 있다.
유전체 물질 원료(Raw Dielectric Material)
본 발명의 세라믹 물질은 호스트 물질을 포함하고, 상기 호스트 물질은 적절한 양의 ZnO, Li2O 및 TiO2, 또는 SiO2, SrO 및 CuO의 혼합하고, 이를 수용성 매질에서 함께 밀링하여 약 0.2 내지 약 5.0 마이크론의 입자 크기 D50로 제조된다. 이러한 슬러리는 약 800 내지 1200℃에서 약 1 내지 5시간동안 건조 및 하소되어 ZnO, Li2O, 및 TiO2 또는 SiO2, SrO, 및 CuO를 포함하는 호스트 물질을 형성한다. 이후 생성된 호스트 물질은 기계적으로 분쇄되고 융제(fluxing agents)와 함께 혼합되고 다시 수용성 매질 내에서 밀링되어 약 0.2 내지 약 5.0 마이크론의 입자 크기 D50이 된다. 다른 실시 예에서 상기 입자 크기 D50범위는 약 0.5 내지 1.0마이크론이다.
상기 생성된 호스트 물질은 후속 공정에서 고상 반응을 잠재적으로 촉진하기 위해 상기 호스트 물질 내의 휘발성 불순물을 제거하기 위해, 부분적으로 하소된다. 승온(약 800 내지 1200℃)에서의 하소는 입자 사이의 뭉침(agglomeration)이 발생될 수 있다. 밀링된 세라믹 분말은 미세하게 쪼개진 분말을 생성하기 위해 건조 및 분쇄된다.
하소 및 분쇄 이후, 상기 호스트 물질은 융제와 혼합될 수 있다. 생성된 분말은 원통형 펠렛으로 압축되고 약 775 내지 약 925℃의 온도에서 소성된다. 일례로, 상기 펠렛은 약 800 내지 910℃의 온도에서 소성될 수 있다. 상기 소성은 약 1 내지 약 200분의 시간동안 수행된다.
일 실시 예에 따른 조성물은 소성 시, 무연 및 무 카드뮴인 아연-리튬-티타늄 산화물 호스트 물질을 형성하고 그 자체로 또는 다른 산화물과의 조합으로 유전체 물질을 형성할 수 있는 전구체 물질의 혼합물을 포함한다.
일 실시 예에 따른 조성물은 소성 시, 무연 및 무 카드뮴인 실리콘-스트론튬-구리 산화물 호스트 물질을 형성하고 그 자체로 또는 다른 산화물과의 조합으로 유전체 물질을 형성할 수 있는 전구체 물질의 혼합물을 포함한다.
바람직한 실시 예에서, 상기 호스트 물질은 납을 포함하지 않는다. 대안적인 바람직한 실시 예에서, 상기 호스트 물질은 카드뮴을 포함하지 않는다. 보다 바람직한 실시 예에서, 상기 호스트 물질은 납 및 카드뮴을 포함하지 않는다.
바람직한 실시 예에서, 상기 호스트 물질은 (i) 40-65 중량% TiO2, (ii) 30-60 중량% ZnO, 및 (iii) 0.1-15 중량% Li2O을 포함한다.
다른 실시 예에서, 상기 호스트 물질은 (i) 40-65 중량% TiO2, (ii) 30-60 중량% ZnO, (iii) 0.1-15 중량% Li2O, (iv) 0-5 중량% MnO2, 및 (v) 0-5 중량% NiO를 포함한다.
다른 바람직한 실시 예에서 상기 호스트 물질은 (i) 45-75 중량% SiO2, (ii) 15-35 중량% SrO, 및 (iii) 10-30 중량% CuO를 포함한다.
일 실시 예는 하나 이상의 호스트 또는 본원에 기재된 호스트의 선택을 포함할 수 있다.
본 발명의 유전체 물질은 물질은 80-99.6 중량%의 본원 개시된 적어도 하나의 호스트 물질을 괄호 안에 표시된 값을 초과하지 않는 양의 아래의 융제 및 도펀트 중 일부 또는 전부와 함께 포함할 수 있다: SiO2 (4 중량%); CaCO3 (4 중량%); B2O3 (4 중량%); Li2CO3 (4 중량%); LiF (4 중량%); BaCO3 (8 중량%); 붕산아연 (8 중량%); 및 CuO (3 중량%).
다른 실시 예에서, 상기 융제 및 도펀트는 다음을 포함할 수 있다: 0.3-8 중량% 붕산아연, 0.1-4 중량% B2O3, 0-4 중량% SiO2, 0-4 중량% BaCO3, 0-4 중량% CaCO3, 0-4 중량% Li2CO3, 0-4 중량% LiF, 0-3 중량% CuO, 또는 전술한 것 중 어느 하나의 산화 등가물.
또 다른 실시 예에서, 상기 융제 및 도펀트는 다음을 포함할 수 있다: 0.3-8 중량% 붕산아연, 0.1-4 중량% B2O3, 0-4 중량% SiO2, 0-4 중량% BaCO3, 0-4 중량% CaCO3, 0-4 중량% Li2CO3, 0.1-4 중량% LiF, 0.1-3 중량% CuO, 또는 전술한 것 중 어느 하나의 산화 등가물.
다른 실시 예에서, 상기 융제 및 도펀트는 다음을 포함할 수 있다: 0.3-8 중량% 붕산아연, 0.1-4 중량% B2O3, 0-4 중량% SiO2, 0-4 중량% BaCO3, 0-4 중량% CaCO3, 0-4 중량% Li2CO3, 0.2-3.5 중량% LiF, 0.2-2.5 중량% CuO, 또는 전술한 것 중 어느 하나의 산화 등가물.
또 다른 실시 예에서, 상기 융제 및 도펀트는 다음을 포함할 수 있다: 0-8 중량% 붕산아연, 0.1-4 중량% B2O3, 0-4 중량% SiO2, 0-4 중량% BaCO3, 0-4 중량% CaCO3, 0-4 중량% Li2CO3, 0-4 중량% LiF, 0-3 중량% CuO, 또는 전술한 것 중 어느 하나의 산화 등가물.
다른 실시 예에서, 상기 융제 및 도펀트는 다음을 포함할 수 있다: 0-8 중량% 붕산아연, 0.1-4 중량% B2O3, 0-4 중량% SiO2, 0-4 중량% CaCO3, 0-4 중량% Li2CO3, 0-4 중량% LiF, 0-3 중량% CuO, 또는 전술한 것 중 어느 하나의 산화 등가물.
다른 실시 예에서, 상기 융제 및 도펀트는 다음을 포함할 수 있다: 0.1-8 중량% 붕산아연, 0.1-4 중량% B2O3, 0-4 중량% SiO2, 0-4 중량% BaCO3, 0-4 중량% CaCO3, 0-4 중량% Li2CO3, 0-4 중량% LiF, 0-3 중량% CuO, 또는 전술한 것 중 어느 하나의 산화 등가물.
다른 실시 예에서, 상기 융제 및 도펀트는 다음을 포함할 수 있다: 0-8 중량% 붕산아연, 0.1-4 중량% B2O3, 0-4 중량% SiO2, 0-4 중량% BaCO3, 0-4 중량% CaCO3, 0-4 중량% Li2CO3, 0-4 중량% LiF, 0.1-3 중량% CuO, 또는 전술한 것 중 어느 하나의 산화 등가물.
다른 실시 예에서, 상기 융제 및 도펀트는 다음을 포함할 수 있다: -8 중량% 붕산아연, 0.1-4 중량% B2O3, 0-4 중량% SiO2, 0-4 중량% CaCO3, 0-4 중량% Li2CO3, 0-4 중량% LiF, 0.1-3 중량% CuO, 또는 전술한 것 중 어느 하나의 산화 등가물.
또 다른 실시 예에서, 상기 융제 및 도펀트는 다음을 포함할 수 있다: 0-8 중량% 붕산아연, 0.1-4 중량% B2O3, 0-4 중량% SiO2, 0-4 중량% BaCO3, 0-4 중량% CaCO3, 0-4 중량% Li2CO3, 0-4 중량% LiF, 0.1-3 중량% CuO, 또는 전술한 것 중 어느 하나의 산화 등가물.
또 다른 실시 예에서, 상기 융제 및 도펀트는 다음을 포함할 수 있다: 0-8 중량% 붕산아연, 0.2-3.5 중량% B2O3, 0-4 중량% SiO2, 0-4 중량% CaCO3, 0-4 중량% Li2CO3, 0-4 중량% LiF, 0.2-2.5 중량% CuO, 또는 전술한 것 중 어느 하나의 산화 등가물.
본 발명의 유전체 조성물은 어떠한 형태의 납도 함유하지 않고 어떠한 형태의 카드뮴도 함유하지 않는다.
본 발명의 다른 실시 예는 소성 시 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질을 형성하는 전구체 혼합물을 포함하는 무연 무 카드뮴 조성물이고, 상기 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질은 다음을 포함한다: (a) 35-65 중량% TiO2, (b) 25-55 중량% ZnO, (c) 0.1-15 중량% Li2O, (d) 0.1-5 중량% B2O3, (e) 0-7 중량% SiO2, (f) 0-6 중량% BaO, (g) 0-6 중량% CaO, (h) 0-5 중량% LiF, (i) 0-5 중량% CuO, 무연 및 무 카드뮴.
본 발명의 또 다른 실시 예는 소성 시 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질을 형성하는 전구체 혼합물을 포함하는 무연 무 카드뮴 조성물이고, 상기 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질은 다음을 포함한다: (a) 45-75 중량% SiO2 , (b) 15-35 중량% SrO, (c) 10-30 중량% CuO, (d) 0.1-5 중량% B2O3, (e) 0-4 중량% CaO, (f) 0-4 중량% Li2O, (g) 0-8 중량% ZnO, (g) 0-4 중량% LiF, 무연 및 무 카드뮴.
본 발명의 또 다른 실시 예는 소성 시 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질을 형성하는 전구체 혼합물을 포함하는 무연 무 카드뮴 조성물이고, 상기 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질은 다음을 포함한다: (a) 45-75 중량% SiO2 , (b) 15-35 중량% SrO, (c) 10-30 중량% CuO, (d) 0.1-5 중량% B2O3, (e) 0-6 중량% CaO, (f) 0-3 중량% Li2O, (g) 0-8 중량% ZnO, (g) 0-5 중량% LiF, 무연 및 무 카드뮴.
다른 실시 예에서, 무연 및 무 카드뮴 조성물은 소성 시 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질을 형성하는, 전구체 혼합물을 포함하고, 상기 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질은 다음을 포함한다: (a) 47-54 중량% TiO2, (b) 33-51 중량% ZnO, (c) 0.5-10 중량% Li2O, (d) 0.91-1.8 중량% B2O3, (e) 0.04-0.2 중량% SiO2,, (f) 0-0.6 중량% BaO, (g) 0-0.4 중량% CaO, (h) 0.1-4 중량% LiF, (i) 0.1-3 중량% CuO, 무연 및 무 카드뮴.
다른 실시 예에서, 무연 및 무 카드뮴 조성물은 소성 시 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질을 형성하는, 전구체 혼합물을 포함하고, 상기 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질은 다음을 포함한다: (a) 47-54 중량% TiO2, (b) 33-51 중량% ZnO, (c) 0.5-10 중량% Li2O, (d) 0.1-3 중량% B2O3, (e) 0-0.3 중량% SiO2, (f) 0-0.6 중량% BaO, (g) 0-0.4 중량% CaO, (h) 0.1-4 중량% LiF, (i) 0.1-3 중량% CuO, 무연 및 무 카드뮴.
다른 실시 예에서, 무연 및 무 카드뮴 조성물은 소성 시 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질을 형성하는, 전구체 혼합물을 포함하고, 상기 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질은 다음을 포함한다: (a) 50-56 중량% SiO2, (b) 22-24 중량% ZnO, (c) 17-19 중량% CuO, (d) 0.4-2.2 중량% B2O3, (e) 0-0.4 중량% CaO, (f) 0-6.5 중량% ZnO, (g) 0.2-3 중량% Li2O, (h) 0-5 중량% LiF, 무연 및 무 카드뮴.
다른 실시 예에서, 무연 및 무 카드뮴 조성물은 소성 시 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질을 형성하는, 전구체 혼합물을 포함하고, 상기 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질은 다음을 포함한다: (a) 20-31 중량% TiO2, (b) 16-25 중량% ZnO, (c) 9-15 중량% SrO, (d) 22-34 중량% SiO2 , (e) 6-12 중량% CuO, (f) 2-4 중량% Li2O, (g) 0.7-2 중량% B2O3, (h) 0.1-0.5 중량% CaO, (i) 0.2-1 중량% LiF, 무연 및 무 카드뮴.
유전체 페이스트 (Dielectric Pastes). 유전체층을 형성하기 위한 페이스트는 유기 운반체를 본원에서 개시한 유전체 물질 원료와 혼합함으로써 얻어질 수 있다. 또한 전술한 바와 같이, 소성시 이러한 산화물 및 복합 산화물로 전환되는 전구체 화합물(카보네이트(carbonates), 나이트라이드(nitrates), 설페이트(sulfates) 포스페이트(phosphates))이 유용하다.상기 유전체 물질은 이러한 산화물을 함유하는 화합물, 또한 이러한 산화물의 전구체를 선택하여 적절한 비율로 이들을 혼합함으로써 얻어진다. 유전체 물질 원료에서 이러한 화합물의 비율은 소성 후 원하는 유전체층 조성이 얻어질수록 있도록 결정된다. (본원에서 개시된)유전체 물질 원료는 일반적으로 약 0.1 내지 3 마이크론, 보다 바람직하게는 1이하의 평균 입자 크기를 갖는 분말 형태로 사용된다.
유기 운반체(Organic Vehicle). 여기서 페이스트는 유기물을 포함한다. 상기 유기물은 유기 운반체이거나 또는 유기 운반체를 포함할 수 있고, 상기 유기 운반체는 유기 용매 중 바인더 또는 수용액 중 바인더이다. 여기서 사용된 바인더의 선택은 중요하지 않다; 종래의 유기 용매로부터 특정 응용분야 방법(즉, 프린팅(printing) 또는 시팅(sheeting))에 따라 선택될 수 있고, 종래의 유기 용매는 예를 들어 에틸 셀룰로오스, 폴리비닐 부탄올, 에틸 셀룰로오스, 및 하이드록시프로필 셀룰로오스, 및 이들의 조합과 같은 종래의 바인더가 용매와 함께 적절하다. 상기 유기 용매 또한 중요하지 않으며, 부틸 카비톨, 아세톤, 톨루엔, 에탄올, 디에틸렌 글리콜 부틸 에테르; 2,2,4-트리메틸 펜탄디올 모노이소부티레이트(Texanol®); 알파-테르피네올; 베타-테르피네올; 감마 테르피네올;트리데실 알코올;디에틸렌 글리콜 에틸 에테르(Carbitol®), 디에틸렌 글리콜 부틸 에티르(Butyl Carbitol®) 및 프로필렌 글리콜; 및 이들의 혼합물로 Texanol®상표로 판매되는 제품은 Eastman Chemical Company, Kingsport, TN에서 입수가능하고; Dowanol® 및 Carbitol® 상표로 판매되는 것들은 Dow Chemical Co., Midland, MI에서 입수 가능하다.
본 발명의 유전체 페이스트의 유기물은 특별히 제한되지 않는다. 일 실시 예에 따른 유전체 페이스트는 약 10중량% 내지 약 40중량%의 유기 운반체를 포함한다; 다른 실시 예에서, 약 10중량% 내지 30중량%의 유기 운반체를 포함한다. 상기 페이스트는 약 1 내지 5중량%의 바인더 및 약 10 내지 50중량%의 유기 용매 및 잔여 유전체 성분(즉, 고형물으로서의 유전체 물질)을 함유할 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 유전체 페이트는 약 60 내지 90중량%의 본원의 다른 곳에 개시된 고형물, 약 10중량% 내지 40중량%의 본 단락 및 이전 단락에 개시된 유기물을 포함한다. 필요에 따라, 본 발명의 페이스트는 다른 첨가제, 예를 들어 분산제, 가소제, 유전 화합물 및 절연 화합물을 약 10중량%이하로 함유할 수 있다.
필러 (Filler). 상이한 유저체 조성물의 테이프층 사이의 팽창 불일치를 최소화하기 위해, 근청석(cordierite), 알루미나(alumina), 지르콘(zircon), 용융 실리카(fused silica), 알루미노실리케이트( aluminosilicates) 및 이들의 조합과 같은 필러가 본원의 하나 이상의 유전체 페이스트에 1-30중량%, 바람직하게는 2-20중량%, 보다 바람직하게는 2-15중량%의 양으로 첨가될 수 있다.
소성. 유전체 스택(2개 이상의 층)은 내부 전극층-형성 페이스트 내의 전도체의 유형에 따라 결정되는 분위기에서 소성된다. 내부 전극층이 니켈 및 니켈 합금과 같은 기본 금속 전도체로 형성될 때 상기 소성 분위기는 약10-12 to about 10-8 atm의 산소 분압을 가질 수 있다.
약 10-12 atm보다 낮은 산소분력에서의 소성할 경우 전도체가 비정상적으로 소성되어 유전체층에서 분리될 수 있기 때문에 피해야한다. 약 10-8 atm을 초과하는 산소 분압에서는 내부 전극층이 산화될 수 있다. 약 10-11 내지 약 10-9 atm의 산소 분압이 가장 바람직하다. 또한, 본원에 기재된 유전체 조성물의 소성은 대기 중에서도 가능하다. 하지만 환원 분위기(H2, N2 or H2/N2)는 유전체 페이스트에서 Bi2O3를 금속성 비스무스로 바람직하지 않게 환원시킬 수 있다.
본원에 기재된 LTCC조성물 및 장치에 대한 응용 분야는 대역 필터(하이 패스, 로우 패스), 휴대폰 응용분야를 포함하는 통신용 무선 송수신기, 전력 증폭 모듈(PAM), RF 프론트 앤드 모듈(FEM), WiMAX2 모듈, LTE-어드밴스 모듈, 전송 제어 유닛(TCU), 전자식 파워 스티어링(EPS), 엔진 관리 시스템(EMS), 다양한 센서 모듈, 레이더 모듈, 압력 센서, 카메라 모듈, 소형 아웃라인 튜너 모듈, 장치 및 구성 요소용 씬 프로파일 모듈, IC 테스터 보드를 포함한다.
대역 통과 필터(Band-pass filter)는 두 개의 주요 부품으로 구성되며, 하나는 커패시터이고 다른 하나는 인덕터이다. Low K 물질은 인덕터 설계에 적합하지만 충분한 정전 용량을 생성하기 위해 더 많은 활성 영역이 필요하기 때문에 커패시터 설계에는 적합하지 않다. High K물질은 그 반대이다.
본 발명자들은 Low K(4-8)/Mid K(10-100) LTCC 물질이 공소성되어 단일 구성요소에 포함될 수 있음을 발견하였다. Low K 물질은 인덕터 영역을 설계하는 데 사용할 수 있고 High K 재료는 최적화된 성능을 갖도록 커패시터 영역을 설계하는 데 사용할 수 있다.
<실시 예>
아래의 실시 예는 본 발명의 바람직한 측면을 예시하기 위해 제공되며 본 발명의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다.
적절한 양의 ZnO, Li2CO3, 및 TiO2, 또는 SiO2, SrCO3, 및 CuO 를 혼합한 다음 수용성 매질에서 함께 밀링하여 약 0.2 내지 5.0 마이크론 범위의 입자 크기 D50로 형성되었다. 이 슬러리는 건조되고 약 800 내지 1250℃에서 약 1 내지 10시간 동안 하소되어 호스트 물질을 형성한다. 하소 후, 생성된 호스트 물질은 기계적으로 분쇄되고 본원에 기재된 제형에 따른 융제 및 도펀트와 혼합되고 수성 매질에서 다시 밀링되어 약 0.2 내지 약 5.0 마이크론 범위의 입자 크기 D50로 형성되었다. 대안적으로, 입자 크기 D50은 약 0.5 내지 약 1.0 마이크론 범위이다. 밀링된 입자는 건조 및분쇄되어 미세하게 쪼개진 분말을 생성한다. 생성된 분말은 원통형 펠릿으로 가압되고 약 800-910 °C의 온도에서 소성된다. 예를 들어, 펠릿은 약 850-900℃의 온도에서 약 15-60분 동안 소성될 수 있다. 소성된(소결된) 펠릿은 표 1에 나열된 조성을 갖는다.
제형 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
TiO2 47.266 50.895 53.437 48.475 0.000 0.000 0.000 20.358 25.447 30.537
ZnO 50.351 41.109 40.840 43.490 0.000 6.051 3.229 16.444 20.555 24.665
SrO 0.000 0.000 0.000 0.000 23.910 22.029 23.077 14.346 11.955 9.564
SiO2 0.000 0.000 0.123 0.052 55.584 51.098 53.529 33.351 27.792 22.234
CuO 0.654 0.652 0.246 0.509 18.576 17.476 18.362 11.407 9.614 7.822
Li2O 0.567 4.760 4.024 5.146 0.621 0.000 0.000 2.276 2.690 3.104
B2O3 1.203 1.190 0.943 1.779 0.929 2.113 0.417 1.033 1.060 1.086
BaO 0.000 0.000 0.000 0.549 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
CaO 0.000 0.000 0.386 0.000 0.380 0.000 0.000 0.228 0.190 0.152
LiF 0.000 1.394 0.000 0.000 0.000 1.233 1.386 0.557 0.697 0.836
(소성된 펠렛의 중량% 조성)
아래의 표2는 상기 표 1에 기재된 제형의 특성 및 성능 데이터를 나타낸다.
제형 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
주파수 (GHz) 10.19 9.07 10.48 10.23 15.52 15.62 15.41 13.13 12.63 12.22
K 23.28 18.04 18.80 18.54 5.29 5.15 5.44 9.09 10.31 12.13
Q 인자 2,035 2,706 2,146 1,983 1,078 940 1,169 897 952 873
Qf 20,730 24,541 22,483 20,286 16,724 14,686 18,012 11,778 12,026 10,067
소성 후 1-10제형의 유전상수(K)는 약 5.15 내지 23.28의 범위로 나타났다. 유전상수(K) 및 Q인자는 공진 공동 기술(resonant cavity technique)을 사용하여 측정되었다. 소성 후 1-10제형에 대해 측정된 Q인자는 9GHz이상에서 측정할 때 약 873 내지 약 2706이다.
추가 이점 및 수정은 당업자에게 용이하게 발생할 것이다. 따라서, 보다 넓은 측면에서 본 발명은 본원에 도시되고 설명된 특정 세부사항 및 예시적인 실시 예에 제한되지 않는다. 따라서, 첨부된 특허청구범위 및 그 균등물에 의해 정의되는 일반적인 발명 개념의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 다양한 변형이 이루어질 수 있다.
본 발명은 다음 항목에 의해 추가로 정의된다.
항목 1.(a) 80 내지 99.6 중량%의 하소된 호스트 물질로서, 아래의 i) 내지 vii)의 물질을 포함하고;
i) 40 내지 65 중량%의 TiO2,
ii) 30 내지 60 중량%의 ZnO,
iii) 0.1 내지 15 중량%의 Li2O,
iv) 0 내지 5 중량%의 MnO2,
v) 0 내지 5 중량%의 NiO,
vi) 무연,
vii) 무 카드뮴,
(b) 0.3 내지 8 중량%의 붕산아연,
(c) 0.1 내지 4 중량%의 B2O3,
(d) 0 내지 4 중량%의 SiO2,
(e) 0 내지 4 중량%의 BaCO3,
(f) 0 내지 4 중량%의 CaCO3,
(g) 0 내지 4 중량%의 Li2CO3,
(h) 0 내지 4 중량%의 LiF 및
(i) 3 중량%의 CuO;
또는 무연 및 무카드듐인 상기 (b) 내지 (i) 중 어느 하나의 산화 등가물을 포함하는, 무연 및 무카드늄 조성물.
항목 2. 항목 1에 있어서,
상기 LiF는 0.1 내지 4중량%로 포함되고, CuO는 0.1 내지 3중량%로 포함되는, 무연 및 무카드늄 조성물.
항목 3. 항목 1에 있어서,
상기 LiF는 0.2 내지 3.5중량%로 포함되고, CuO는 0.2 내지 2.5중량%로 포함되는, 무연 및 무카드늄 조성물.
항목 4.(a) 80 내지 99.9 중량%의 하소된 호스트 물질로서 아래의 i) 내지 v)의 물질을 포함하고;
i) 45 내지 75 중량%의 SiO2,
ii) 15 내지 35 중량%의 SrO,
iii) 10 내지 30 중량%의 CuO,
iv) 무연(lead free),
v) 무 카드뮴(cadmium free)
(b) 0 내지 8 중량%의 붕산아연,
(c) 0.1 내지 4 중량%의 B2O3,
(d) 0 내지 4 중량%의 SiO2,
(e) 0 내지 4 중량%의 CaCO3,
(f) 0 내지 4 중량%의 Li2CO3,
(g) 0 내지 4 중량%의 LiF 및
(h) 0 내지 3 중량%의 CuO;
또는 무연 및 무카드듐인 상기 (b) 내지 (h) 중 어느 하나의 산화 등가물을 포함하는, 무연 및 무카드늄 조성물.
항목 5. 항목 4에 있어서,
상기 CuO는 0.1 내지 3중량%로 포함되는, 무연 및 무카드늄 조성물.
항목 6. 항목 4에 있어서,
상기 B2O3는 0.2 내지 3.5중량%로 함유되고, CuO는 0.2 내지 2.5중량%로 함유되는, 무연 및 무카드늄 조성물.
항목 7. 항목4에 있어서,
상기 호스트 물질은 80 내지 99.8 중량%로 함유되고, 붕산아연은 0.1 내지 8중량%로 함유되는, 무연 및 무카드늄 조성물.
항목 8.소성 시 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질을 형성하는 혼합물을 포함하고, 상기 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질은,
(a) 35 내지 65 중량%의 TiO2,
(b) 25 내지 55 중량%의 ZnO,
(c) 0.1 내지 15 중량%의 Li2O,
(d) 0.1 내지 5 중량%의 B2O3,
(e) 0 내지 7 중량%의 SiO2,
(f) 0 내지 6 중량%의 BaO,
(g) 0 내지 6 중량%의 CaO,
(h) 0 내지 5 중량%의 LiF, 및
(i) 0 내지 5 중량%의 CuO을 포함하고,
무연 및 무카드뮴인, 무연 및 무카드늄 조성물.
항목 9. 항목 8에 있어서,
상기 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질은
TiO2를 47 내지 54 중량%로 포함하고,
ZnO를 33 내지 51 중량%로 포함하고,
Li2O를 0.5 내지 10 중량%로 포함하고,
B2O3를 0.1 내지 3 중량%로 포함하고,
SiO2를 0 내지 0.3 중량%로 포함하고,
BaO를 0 내지 0.6 중량%로 포함하고,
CaO를 0 내지 0.4 중량%로 포함하고,
LiF를 0.1 내지 4 중량%로 포함하고,
CuO를 0.1 내지 3 중량%로 포함하는, 무연 및 무카드늄 조성물.
항목 10.소성 시, 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질을 형성하는 혼합물을 포함하고, 상기 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질은
(a) 45 내지 75 중량%의 SiO2,
(b) 15 내지 35 중량%의 SrO,
(c) 10 내지 30 중량%의 CuO,
(d) 0.1 내지 5 중량%의 B2O3,
(e) 0 내지 6 중량%의 CaO,
(f) 0 내지 8 중량%의 ZnO,
(g) 0 내지 3 중량%의 Li2O 및
(h) 0 내지 5 중량%의 LiF를 포함하고,
무연 및 무카드뮴인, 무연 및 무카드늄 조성물.
항목 11. 항목 10에 있어서,
SiO2는 50 내지 56 중량%로 포함되고,
SrO는 22 내지 24 중량%로 포함되고,
CuO는 17 내지 19 중량%로 포함되고,
B2O3는 0.4 내지 2.2 중량%로 포함되고,
CaO는 0 내지 0.4 중량%로 포함되고,
ZnO는 0 내지 6.5 중량%로 포함되고,
Li2O는 0.2 내지 3 중량%로 포함되고,
LiF는0 내지 5 중량%로 포함되는, 무연 및 무카드늄 조성물
항목 12. 소성 시 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질을 형성하는 혼합물을 포함하고, 상기 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질은
(a) 20 내지 31 중량%의 TiO2,
(b) 16 내지 25 중량%의 ZnO,
(c) 9 내지 15 중량%의 SrO,
(d) 22 내지 34 중량%의 SiO2,
(e) 6 내지 12 중량%의 CuO,
(f) 2 내지 4 중량%의 Li2O,
(g) 0.7 내지 2 중량%의 B2O3,
(h) 0.1 내지 0.5 중량%의 CaO, 및
(i) 0.2 내지 1 중량%의 LiF를 포함하고,
무연 및 무 카드뮴인, 무연 및 무 카드뮴 조성물.
항목 13. 항목 8 내지 12에 있어서,
소성 후 상기 유전체 물질은 5GHz초과하는 주파수에서 측정 시 적어도 800의 Q값을 나타내는, 무연 및 무 카드뮴 조성물.
항목 14. 항목 1 내지 11에 있어서,
소성 후 상기 유전체 물질은 3 내지 40의 유전상수 K를 나타내는, 무연 및 무 카드뮴 조성물.
항목 15. 항목 1 내지 13에 있어서,
상기 하소된 호스트 물질은 0.2 내지 5.0 마이크론 범위의 입자크기 D50를 갖는, 무연 및 무 카드뮴 조성물.
항목 16. 소성 전, 항목 1, 4 및 7의 무연 및 무 카드뮴 조성물을 전도성 페이스트와 함께 포함하고,
상기 전도성 페이스트는,
a. 60 내지 90 중량%의 Ag + Pd + Pt + Au,
b. 1 내지 10 중량%의 전이금속의 실리사이드, 카바이드, 나이트라이드 및 보라이드로 이루어진 군으로부터 선택된 첨가제,
c. 0.5 내지 10 중량%의 적어도 하나의 유리 프릿,
d. 10 내지 40 중량%의 유기물을 포함하는, 전기 또는 전자 부품.
항목 17. 항목 1-16에 있어서,
상기 전기 또는 전자 부품은 높은 Q 공진기, 전자기 간섭 필터, 대역 필터, 무선 패키징 시스템 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 전기 또는 전자 부품.
항목 18.
(a1) 기판에 제1항의 조성물을 공급하거나 또는, (a2) 기판에 제1항의 조성물을 포함하는 테이프를 공급하거나, 또는 (a3) 모놀리식 복합 기판을 형성하기 위해, 제1항의 조성물의 복수의 입자를 압축하는 단계; 및
(b) 상기 조성물을 소성하기 위해 충분한 온도에서 상기 기판을 소성하는 단계;를 포함하는, 전자 부품을 형성하는 방법.
항목 19. 항목 1 내지 13에 있어서,
상기 소성은 약 800°C 내지 약 910°C의 온도에서 수행되는, 전자 부품을 형성하는 방법.

Claims (19)

  1. (a) 80 내지 99.2 중량%의 하소된 호스트 물질로서, 아래의 i) 내지 vii)의 물질을 포함하고;
    i) 40 내지 65 중량%의 TiO2,
    ii) 30 내지 59.9 중량%의 ZnO,
    iii) 0.1 내지 15 중량%의 Li2O,
    iv) 0 내지 5 중량%의 MnO2,
    v) 0 내지 5 중량%의 NiO,
    vi) 무연,
    vii) 무 카드뮴,
    (b) 0.3 내지 8 중량%의 붕산아연,
    (c) 0.1 내지 4 중량%의 B2O3,
    (d) 0 내지 4 중량%의 SiO2,
    (e) 0 내지 4 중량%의 BaCO3,
    (f) 0 내지 4 중량%의 CaCO3,
    (g) 0 내지 4 중량%의 Li2CO3,
    (h) 0 내지 4 중량%의 LiF 및
    (i) 0 내지 3 중량%의 CuO;
    또는 무연 및 무카드뮴인 상기 (b) 내지 (i) 중 어느 하나의 산화 등가물을 포함하는, 무연 및 무카드뮴 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 LiF는 0.1 내지 4중량%로 포함되고, CuO는 0.1 내지 3중량%로 포함되는, 무연 및 무카드뮴 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 LiF는 0.2 내지 3.5중량%로 포함되고, CuO는 0.2 내지 2.5중량%로 포함되는, 무연 및 무카드뮴 조성물.
  4. (a) 80 내지 99.5 중량%의 하소된 호스트 물질로서 아래의 i) 내지 v)의 물질을 포함하고;
    i) 45 내지 75 중량%의 SiO2,
    ii) 15 내지 35 중량%의 SrO,
    iii) 10 내지 30 중량%의 CuO,
    iv) 무연(lead free),
    v) 무 카드뮴(cadmium free)
    (b) 0 내지 8 중량%의 붕산아연,
    (c) 0.1 내지 4 중량%의 B2O3,
    (d) 0 내지 4 중량%의 SiO2,
    (e) 0 내지 4 중량%의 CaCO3,
    (f) 0 내지 4 중량%의 Li2CO3,
    (g) 0 내지 4 중량%의 LiF 및
    (h) 0 내지 3 중량%의 CuO;
    또는 무연 및 무카드뮴인 상기 (b) 내지 (h) 중 어느 하나의 산화 등가물을 포함하는, 무연 및 무카드뮴 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 CuO는 0.1 내지 3중량%로 포함되는, 무연 및 무카드뮴 조성물.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 B2O3는 0.2 내지 3.5중량%로 함유되고, CuO는 0.2 내지 2.5중량%로 함유되는, 무연 및 무카드뮴 조성물.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 호스트 물질은 80 내지 99.8 중량%로 함유되고, 붕산아연은 0.1 내지 8중량%로 함유되는, 무연 및 무카드뮴 조성물.
  8. 소성 시 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질을 형성하는 혼합물을 포함하고,
    상기 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질은,
    (a) 35 내지 65 중량%의 TiO2,
    (b) 25 내지 55 중량%의 ZnO,
    (c) 0.1 내지 15 중량%의 Li2O,
    (d) 0.1 내지 5 중량%의 B2O3,
    (e) 0 내지 7 중량%의 SiO2,
    (f) 0 내지 6 중량%의 BaO,
    (g) 0 내지 6 중량%의 CaO,
    (h) 0 내지 5 중량%의 LiF, 및
    (i) 0 내지 5 중량%의 CuO을 포함하고,
    무연 및 무카드뮴인, 무연 및 무카드뮴 조성물.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질은
    TiO2를 47 내지 54 중량%로 포함하고,
    ZnO를 33 내지 51 중량%로 포함하고,
    Li2O를 0.5 내지 10 중량%로 포함하고,
    B2O3를 0.1 내지 3 중량%로 포함하고,
    SiO2를 0 내지 0.3 중량%로 포함하고,
    BaO를 0 내지 0.6 중량%로 포함하고,
    CaO를 0 내지 0.4 중량%로 포함하고,
    LiF를 0.1 내지 4 중량%로 포함하고,
    CuO를 0.1 내지 3 중량%로 포함하는, 무연 및 무카드뮴 조성물.
  10. 소성 시, 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질을 형성하는 혼합물을 포함하고,
    상기 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질은
    (a) 45 내지 74.9 중량%의 SiO2,
    (b) 15 내지 35 중량%의 SrO,
    (c) 10 내지 30 중량%의 CuO,
    (d) 0.1 내지 5 중량%의 B2O3,
    (e) 0 내지 6 중량%의 CaO,
    (f) 0 내지 8 중량%의 ZnO,
    (g) 0 내지 3 중량%의 Li2O 및
    (h) 0 내지 5 중량%의 LiF를 포함하고,
    무연 및 무카드뮴인, 무연 및 무카드뮴 조성물.
  11. 제10항에 있어서,
    SiO2는 50 내지 56 중량%로 포함되고,
    SrO는 22 내지 24 중량%로 포함되고,
    CuO는 17 내지 19 중량%로 포함되고,
    B2O3는 0.4 내지 2.2 중량%로 포함되고,
    CaO는 0 내지 0.4 중량%로 포함되고,
    ZnO는 0 내지 6.5 중량%로 포함되고,
    Li2O는 0.2 내지 3 중량%로 포함되고,
    LiF는0 내지 5 중량%로 포함되는, 무연 및 무카드뮴 조성물.
  12. 소성 시 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질을 형성하는 혼합물을 포함하고,
    상기 무연 및 무 카드뮴 유전체 물질은
    (a) 20 내지 31 중량%의 TiO2,
    (b) 16 내지 25 중량%의 ZnO,
    (c) 9 내지 15 중량%의 SrO,
    (d) 22 내지 34 중량%의 SiO2,
    (e) 6 내지 12 중량%의 CuO,
    (f) 2 내지 4 중량%의 Li2O,
    (g) 0.7 내지 2 중량%의 B2O3,
    (h) 0.1 내지 0.5 중량%의 CaO, 및
    (i) 0.2 내지 1 중량%의 LiF를 포함하고,
    무연 및 무 카드뮴인, 무연 및 무 카드뮴 조성물.
  13. 제12항에 있어서,
    소성 후 상기 유전체 물질은 5GHz 초과하는 주파수에서 측정 시 적어도 800의 Q값을 나타내는, 무연 및 무 카드뮴 조성물.
  14. 제12항에 있어서,
    소성 후 상기 유전체 물질은 3 내지 40의 유전상수 K를 나타내는, 무연 및 무 카드뮴 조성물.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 하소된 호스트 물질은 0.2 내지 5.0 마이크론 범위의 입자크기 D50를 갖는, 무연 및 무 카드뮴 조성물.
  16. 소성 전, 제1항의 무연 및 무 카드뮴 조성물을 전도성 페이스트와 함께 포함하고,
    상기 전도성 페이스트는,
    a. 60 내지 88.5 중량%의 Ag + Pd + Pt + Au,
    b. 1 내지 10 중량%의 전이금속의 실리사이드, 카바이드, 나이트라이드 및 보라이드로 이루어진 군으로부터 선택된 첨가제,
    c. 0.5 내지 10 중량%의 적어도 하나의 유리 프릿,
    d. 10 내지 38.5 중량%의 유기물을 포함하는, 전기 또는 전자 부품.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 전기 또는 전자 부품은 높은 Q 공진기, 전자기 간섭 필터, 대역 필터, 무선 패키징 시스템 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 전기 또는 전자 부품.
  18. (a1) 기판에 제1항의 조성물을 공급하거나 또는, (a2) 기판에 제1항의 조성물을 포함하는 테이프를 공급하거나, 또는 (a3) 모놀리식 복합 기판을 형성하기 위해, 제1항의 조성물의 복수의 입자를 압축하는 단계; 및
    (b) 상기 조성물이 소성하기에 충분한 온도에서 상기 기판을 소성하는 단계;를 포함하는, 전자 부품을 형성하는 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 소성은 800℃ 내지 910℃의 온도에서 수행되는, 전자 부품을 형성하는 방법.
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