KR19980068362A - 고주파용 유전체 조성물 - Google Patents
고주파용 유전체 조성물 Download PDFInfo
- Publication number
- KR19980068362A KR19980068362A KR1019970004899A KR19970004899A KR19980068362A KR 19980068362 A KR19980068362 A KR 19980068362A KR 1019970004899 A KR1019970004899 A KR 1019970004899A KR 19970004899 A KR19970004899 A KR 19970004899A KR 19980068362 A KR19980068362 A KR 19980068362A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- dielectric
- high frequency
- temperature coefficient
- composition
- tio
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 abstract description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 3
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910021193 La 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910017493 Nd 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000306 component Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 239000006071 cream Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052725 zinc 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 마이크로파 대역에서 높은 품질 계수와 유전율을 가지며 공진 주파수의 온도 계수가 안정한 고주파용 유전체 자기 조성물로서, (1-x)(La1/2Na1/2)TiO3- xCa(Fe1/2Nb1/2)O3(식중, 0.4 ≤ x ≤ 0.7)로 나타내지는 고주파용 유전체 자기 조성물에 관한 것이다. 이 조성물은 Ca(Fe1/2Nb1/2)O3의 함량을 조절함으로써 공진 주파수의 온도 계수의 조정이 용이해서, 유전체 공진기 소재로서의 응용에 적합하다.
Description
본 발명은 마이크로파 대역에서 높은 품질 계수와 유전율을 가지며 공진 주파수의 온도 계수가 안정한 (1-x)(La1/2Na1/2)TiO3- xCa(Fe1/2Nb1/2)O3계의 고주파용 유전체 자기 조성물에 관한 것이다.
최근 전자, 통신 및 정보 산업의 발전에 따라 이동 통신 또는 위성 방송 등 마이크로파를 이용한 통신 시스템이 급속히 발전하고 있으며, 이들 마이크로파 기기를 구성하는 핵심 부품인 마이크로파 필터와 위성 방송 송수신부의 국부 발진부, 마이크로파 집적 회로 기판 등에서 고주파용 유전체 세라믹스가 이용되고 있다. 이러한 통신 시스템에 응용되는 고주파용 유전체로서 요구되는 특성은, (1) 유전체 내에서 파장이에 반비례하므로 부품의 소형화를 위해서는 유전율이 커야하고, (2) 고주파 영역에서의 유전 손실이 작아야 하고 (3) 공진 주파수의 온도 계수가 작아야 한다 (W. Wersing : Electronic Ceramics, (B. C. H. Steel 편저) Elsevier Sci. Publ. Co., New York, p.65 (1991) 참조).
지금까지 개발된 유전체 세라믹스로는, 고유전율 계로서 유전율이 80 내지 90인 BaO-PbO-Nd2O3-TiO2계, (Pb, Ca)ZrO3계 등이 있으며 유전율이 비교적 낮은 40 이하인 MgTiO3-CaTiO3, Ba(Sn, Mg, Ta)O3, Ba(Sn, Mg, Ta)O3, Ba(Zr, Zn, Ta)O3, (Zr, Sn)TiO4계 등이 알려져 있다(Kikuo Wakino Toshio Nishikawa and Youhei Ishikawa : Br. Cream. Trans. J., 89 (1990) No. 2, p.39 참조).
일반적으로, 유전율이 큰 재료는 유전체 내부의 쌍극자 및 결함 등으로 인하여 유전 손실과 온도 계수가 증가하게 되어 고주파 유전체로서 3 가지 요구 조건 즉 높은 유전율, 낮은 유전 손실 및 공진 주파수의 안정한 온도 계수를 가지는 이러한 조성이 현실적으로 어려우며, 특히 고주파용 유전체는 공진 주파수의 온도 계수가 안정해야 그 응용이 가능하다.
(La1/2Na1/2)TiO3의 경우, 유전율이 122 정도로 매우 높고 Q·fO가 9800으로 우수한 특성을 가지나, 온도 계수가 +480 ppm/℃로 매우 불안정하며 [Jpn. J. Appl. phys., 30, 2339∼42(1991) 참조], Ca(Fe1/2Nb1/2)O3는 유전율은 40 정도로 작지만, Q·fO가 20000 정도이며 온도 계수가 -76 ppm/℃가 된다 [Jpn. J. Appl]. phys., 33, 5463∼65(1994) 참조].
따라서, 본 발명의 목적은 공진 주파수의 온도 계수가 불안정하여 실용화할 수 없는 두 재료의 합성을 통해, 유전율이 50 내지 70 정도이며 유전 손실은 작고 공진 주파수의 온도 계수가 조절 가능한 유전체 조성물을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적은 다음과 같은 화학식 1을 갖는 유전체 자기 조성물을 제공함으로써 달성된다.
[화학식 1]
(1-x)(La1/2Na1/2)TiO3- xCa(Fe1/2Nb1/2)O3
(단, 0.4 ≤ x ≤ 0.7)
본 발명의 유전체 자기 조성물은 특정은 (La1/2Na1/2)TiO3와 Ca(Fe1/2Nb1/2)O3의 조성 변화에 따라 달라진다. Ca(Fe1/2Nb1/2)O3의 함량이 증가함에 따라 표 1에서 보이는 바와 같이 유전율이 74에서 46으로 감소하는 경향을 보이며, Q·fO(GHz)는 5310에서 15920으로 증가하고, 공진 주파수의 온도 계수(TCF)가 81에서 -54 ppm/℃로 크게 감소한다.
특히 Ca(Fe1/2Nb1/2)O3의 함량이 0.58 mol일 때 유전율은 58.9 내지 60.6 정도이고 Q·fO는 14070 내지 13040 정도이며 온도 계수는 0 ppm/℃로 통신 시스템에서의 응용에 적합한 유전체 세라믹스를 얻을 수 있다. 이와 같은 본 발명의 유전체 자기 조성물은 일반적으로 널리 사용되는 산화물 혼합 방법으로 용이하게 제작할 수 있다.
예를 들어 출발 물질로서 La2O3, NaCO3, CaCO3, TiO2, Fe2O3, Nb2O5를 사용하여 일정 조성비로 정확히 평량하여 혼합, 분쇄한다. 혼합이 완료된 분말을 대기 중에서 1100℃에서 4 시간 정도 하소한 후 다시 재분쇄하여 페로브스카이트 구조를 갖는 고용체를 합성하고, 이 분말을 10 mm 원통형 금형을 사용하여 1 ton/㎠의 압력으로 가압 성형하여 대기 중에서 1300∼1400℃의 온도에서 5∼10 시간 동안 소결하였다. 이와 같이 제조된 소결체의 유전율, Q 값 및 공진 주파수의 온도 계수등의 특성은 이미 잘 알려진 유전체 공진 기법으로 측정할 수 있다.
이하, 실시예와 함께 본 발명은 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 발명을 이 실시예로 한정시키고자 하는 것은 아니다.
[실시예]
순도 99.9%의 La2O3, NaCO3, CaCO3, TiO2, Fe2O3, Nb2O5를 다음의 표 1과 같은 조성비로 평량하고, 지르코니아볼을 이용하여 볼밀로 16 시간 동안 혼합 분쇄한후 건조시켰다. 이 분말을 대기 중에서 1100℃에서 4 시간 동안 하소하여 페로브스카이트 구조의 고용체를 합성하였다.
하소된 이 분말에 5% PVA 바인더를 5 wt% 첨가한 후, 재볼밀하여 분쇄하고 건조시킨 후 원통형 금형(ψ = 10 mm)을 이용하여 1 ton/㎠의 압력으로 가압 성형하였다. 600℃의 온도에서 1 시간 동안 열처리하여 유기 바인더를 제거한 후, 대기 중에서 1300∼1400℃의 온도에서 5∼10 시간 동안 고온 소결하여 시편의 높이/직경의 비가 0.4∼0.5가 되는 시편을 얻었다.
소결된 시편의 양면을 연마지(#1200까지)와 알루미나 연마제로 연마한 후, 두 평행 도체판 사이에 넣고 6∼7 GHz에서 유전율, Q 값, 공진 주파수의 온도 계수를 측정하였다. 온도 계수의 측정 온도 범위는 25℃에서 80℃로 하였다. 각 시편의 조성에 따른 결과를 다음의 표 1에 나타내었다.
[표 1]
(1-x)(La1/2Na1/2)TiO3- xCa(Fe1/2Nb1/2)O3계의 마이크로파 유전 특성
상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 조성물인 Ca(Fe1/2Nb1/2)O3의 함량을 조절함으로써 온도 계수가 안정하며 비교적 높은 Q 값을 갖는 마이크로파 기기의 소자로서 응용이 가능한 소결체를 얻을 수 있다.
Claims (2)
- 다음의 화학식,(1-x)(La1/2Na1/2)TiO3- xCa(Fe1/2Nb1/2)O3(단, 0.4 ≤ x ≤ 0.7)으로 나타내어지는 고주파용 유전체 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 상기 x의 범위가 0.55 ≤ x ≤ 0.60인 고주파용 유전체 조성물.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970004899A KR100225880B1 (ko) | 1997-02-18 | 1997-02-18 | 고주파용 유전체 조성물 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970004899A KR100225880B1 (ko) | 1997-02-18 | 1997-02-18 | 고주파용 유전체 조성물 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR19980068362A true KR19980068362A (ko) | 1998-10-15 |
| KR100225880B1 KR100225880B1 (ko) | 1999-10-15 |
Family
ID=19497358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019970004899A KR100225880B1 (ko) | 1997-02-18 | 1997-02-18 | 고주파용 유전체 조성물 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100225880B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100607900B1 (ko) * | 2004-05-31 | 2006-08-03 | 요업기술원 | 저온 소결용 마이크로파 유전체 세라믹스 및 그 제조방법 |
-
1997
- 1997-02-18 KR KR1019970004899A patent/KR100225880B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100607900B1 (ko) * | 2004-05-31 | 2006-08-03 | 요업기술원 | 저온 소결용 마이크로파 유전체 세라믹스 및 그 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100225880B1 (ko) | 1999-10-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR0155066B1 (ko) | 고주파용 유전체 자기 조성물 | |
| US5320991A (en) | Microwave dielectric ceramic composition | |
| US5846892A (en) | Ceramic dielectrics and methods for forming the same | |
| KR100307886B1 (ko) | 고주파용 유전체 조성물 | |
| KR100660956B1 (ko) | 마이크로파용 유전체 세라믹 조성물 | |
| KR100225880B1 (ko) | 고주파용 유전체 조성물 | |
| KR0173185B1 (ko) | 고주파용 유전체 자기 조성물 | |
| KR100415981B1 (ko) | 저온 소결용 고주파 유전체 세라믹 조성물 | |
| WO2002059058A1 (en) | Microwave dielectric ceramic composition | |
| KR100227763B1 (ko) | 고주파용 유전체 자기 조성물 | |
| KR100234017B1 (ko) | （１－x）｛（１－y）catio₃＋ycazro₃｝＋xca（mg⅓nb⅔）o₃계 고주파용 유전체 세라믹 조성물 | |
| EP0523608B1 (en) | Dielectric ceramic composition | |
| KR100234018B1 (ko) | Catio₃＋ca（mg⅓nb⅔）o₃계 고주파용 유전체 세라믹 조성물 | |
| KR100339097B1 (ko) | 마이크로파용 유전체 조성물 및 그 제조방법 | |
| KR100471933B1 (ko) | 고 품질계수를 갖는 마이크로파 유전체 세라믹 조성물 | |
| KR960012729B1 (ko) | 마이크로파용 유전체 조성물 | |
| KR100415219B1 (ko) | 마이크로파용 유전체 세라믹 조성물 | |
| KR960012728B1 (ko) | 마이크로파 유전체 세라믹 조성물 및 그 제조방법 | |
| KR0134532B1 (ko) | 고주파용 유전체 자기조성물 및 그 제조방법 | |
| KR100332931B1 (ko) | 마이크로파용 유전체 조성물 | |
| KR100356641B1 (ko) | 고주파용 유전체 세라믹 조성물 | |
| KR100234019B1 (ko) | Catio₃＋ca（zn⅓nb⅔）o₃계 고주파용 유전체 세라믹 조성물 | |
| KR100234020B1 (ko) | Catio₃＋ca（mg⅓ta⅔）o₃계 고주파용 유전체 세라믹 조성물 | |
| KR20000002599A (ko) | 고주파용 유전체 자기 조성물 | |
| KR100261550B1 (ko) | 마이크로파용 유전체 재료 |
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 |