KR20180111053A - Dielectric Ceramics for Resonator Surports and the manufacturing method of the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a dielectric ceramic material for a support of a resonator and a filter used in a wireless communication system and a manufacturing method thereof. The present invention provides a Zn_1.9-xM_xSi_1.05O_4 ceramic material composition having uniform sintering properties and dielectric properties in a high frequency band. As described above, according to the present invention, not only high dielectric properties can be obtained, but also an effect of realizing uniform and reproducible sintering properties 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}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a dielectric ceramic material for a resonator,

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 relates to a dielectric ceramic material for a resonator and a filter support used in a wireless communication system, and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a Zn 1 .9- x M x Si 1 . 05 O 4 ceramic material composition.

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.In recent years, as the amount of information is rapidly increased due to the development of wireless communication, and the communication frequency band is saturated, the frequency band used is increasing to a higher band, and there is a desperate need for a high-quality high frequency transmitting and receiving part. Therefore, the higher the frequency band, the lower the dielectric constant ( r ) and the higher the quality factor (Q x f).

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.Meanwhile, a cavity filter used in a satellite relay or a wireless communication relay system in a microwave region is composed of a ceramic dielectric resonator and a ceramic support member for supporting the ceramic dielectric resonator in a metal material cavity as shown in FIG. Here, the ceramic support is required to have a low dielectric constant and a high quality factor dielectric property, and for this purpose, alumina (Al 2 O 3 ) is generally used. However, it is also possible to use other ceramic materials such as Mg 2 SiO 4 modified as disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1261098 (Feb.

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.On the other hand, Zn 1 . 9 Si 1 . 05 O 4 has a willemite crystal structure as shown in the prior art document 1 and exhibits excellent high frequency dielectric properties of about 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.Further, Zn 1 . 9 Si 1 . 05 O 4 By high-frequency dielectric ceramic is sintered prior art document 3 Zn 1.8 SiO 3.8 by adjusting the composition ratio of zinc (Zn) and silicon (Si) as disclosed in (Republic of Korea Patent No. 10-0842855 call) in 1300 ℃, ε r = 6.6, Q x f = 127,000 GHz, and? F = -20 ppm / ° C.

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.Also, according to the prior art document 4 (Korean Patent Laid-Open 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 = -28 ppm / DEG C to improve dielectric characteristics.

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.According to the prior art document 5 (Korean Patent Registration No. 10-1261098), the modified Mg 2 SiO 4 is sintered at 1310 ° C to have a composition of ∈ r = 10 or less, Q × f = 15,000 GHz, τ f = 8 ppm / Lt; RTI ID = 0.0 > C < / RTI >

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, due to the various compounds added to the prior art, the dielectric properties for the supports of the resonator and the filter are insufficient. Particularly, there is a problem that the added materials cause the second phase to significantly deteriorate the quality factor of 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, the dielectric ceramics for the resonator and the filter support used in the radio communication system for high-quality high-frequency transmission and reception have a dielectric constant and a quality factor such that the shrinkage ratio does not affect the sintering property and the resonator characteristics, 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. The dielectric ceramics used in duplexer, DMB / DAB, satellite LNB, oscillator, repeater, and bandpass filter (BPF) in the frequency band of tens of GHz will be a high frequency dielectric ceramic For the high-frequency transmission and reception with the resonator, the dielectric constant (ε r ) is low and the quality factor (Q × f) is required to have higher dielectric properties.

전기전자재료학회논문지 38권, 7호, pp428 432 (2005.07.)Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers, Vol. 38, No. 7, pp428. 대한민국 특허등록 제10-1261098호 (2013.05.02.)Korean Patent Registration No. 10-1261098 (2013.05.02.) 대한민국 특허등록 제10-0842855호 (2008.06.25.)Korean Patent Registration No. 10-0842855 (Jun. 25, 2008) 대한민국 특허공개 제10-2010-0098232호 (2010.09.05.)Korean 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 It is an object of the present invention to provide a dielectric ceramic material for a resonator support having uniform sintering property and dielectric property in a high frequency band and a manufacturing method thereof.

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 supporting resonators and filters used in radio communication systems for high-quality high-frequency transmission and reception have an influence on the sinterability and resonator characteristics with a constant shrinkage ratio so that there is no difference in size after sintering, It is important that the dielectric constant and the quality factor have uniform dielectric properties so that the sinterability and dielectric properties of the Zn 1 .9-x M x Si 1.05 O 4 system high-frequency dielectric ceramic materials are improved by adding elements or additives Therefore, it is essential to use high-purity raw materials for this purpose, and it is also important to select suitable additives in consideration of the size and valence of substitution elements and to add appropriate amounts. In short, the present invention has a significance in that sintering property and dielectric property are uniform while maintaining the dielectric property 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.In order to achieve the above object, the present invention provides a dielectric material for a resonator support, characterized in that M is a +2 metal and x is 0.05 to 0.4 in the formula Zn 1.9-x M x Si 1.05 O 4 , Ceramic material.

상기 M은 마그네슘(Mg), 니켈(Ni), 코발트(Co), 망간(Mn) 중에서 선택되는 적어도 어느 하나인 것이 바람직하다.The M is preferably at least one selected from the group consisting of 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 manufactured by sintering at a temperature in the range of 1325 ° C to 1400 ° C.

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 characteristics can be obtained in a high frequency band, and uniform and reproducible sintering properties and dielectric characteristics can be realized. Particularly, the present invention suppresses the formation of the second phase and prevents the deterioration of the quality factor by substituting a certain amount of Mg, Ni or the like for Zn sites.

또한, 본 발명은 넓은 소결온도 구간에서 균일한 유전특성과 수축률을 얻을 수 있으므로, 공정개선의 효과를 기대할 수 있다.Further, the present invention can obtain a uniform dielectric property and shrinkage ratio over a wide sintering temperature range, so that the effect of process improvement can be expected.

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

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.
Fig. 1 shows the structure of a general cavity filter.
2 is M x Zn 1 .9- 0 in accordance with one embodiment of the present invention. 1 Si 1 . 05 O 4 based dielectric ceramics according to the sintering temperature.
3 is Zn, according to one embodiment of the present invention 1 .9- x M 0. 1 Si 1 . 05 O 4 based dielectric ceramic material according to sintering temperature.
4 is a Zn 1 .9- M x 0, according to one embodiment of the present invention. 1 Si 1 . 05 O 4 based dielectric ceramic material according to sintering temperature.

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 the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

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 describing the present invention, the defined terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and they may be changed according to the intention or custom of the technician working in the field, and the definition is based on the contents throughout this specification It should be reduced.

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-described problems, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a Zn 1.9-x M x Si 1.05 O 4 excellent in high frequency dielectric property, Mn and the like are partially substituted and added so as to have a stable sintering property and dielectric property. The dielectric ceramic composition of the present invention is represented by the following formula: Zn 1 .9-x M x Si 1.05 O 4 , M is the above-listed elements, and x is added so as to satisfy 0.05 to 0.4.

이와 같은 본 발명의 조성물은 다음과 같은 제조방법에 의해 제조할 수 있다.The composition of the present invention can be prepared by the following process.

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 composed of ZnO, MgO, NiO, Co 2 O 3 (manufactured by Kojundo Chem. Lab. Co., Ltd.) having a purity of 99% And the SiO 2 was used as the starting material.

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. Zn 1 .9 - x M x Si 1 with uniform sinterability and dielectric properties . 05 O 4 -based dielectric ceramics were weighed into raw material powders corresponding to each composition as shown in the following Table 1, and then put into a polyethylene container together with zirconia balls and ethyl alcohol 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 put into a metal mold having a diameter of 25 mm, uniaxially pressed, and then calcined at 1100 ° C for 10 hours. The calcined shaped body was again ball milled by the above mixing method, and then 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 pressed at a pressure of 50 MPa, and then sintered at a temperature of 1325 to 1400 ° C for 2 hours at a rate of 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. The quality factor (Q x f) of the high-frequency dielectric properties was measured by X-ray diffraction analysis (D / MAX-2500V / PC, Rigaku, Japan) for the powder obtained by measuring the linear shrinkage of the sintered body, And the temperature coefficient (τ f ) were measured by the cavity method and the dielectric constants were measured by the Hakki-Coleman method using the Network Analyzer, respectively.

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 the model R3767CG (Advantest, Japan) and the quality factor and dielectric constant were measured using the model 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 constitution and effects of the present invention will be described in more detail through examples. These embodiments are only for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited by these embodiments.

<실시예><Examples>

본 발명의 조성물을 제조하기 위한 제조방법의 실시예는 전술한 바와 같다.Examples of the preparation 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 . 05 O 4 , it was possible to secure uniformity of sintering property and dielectric property by replacing part of Zn with +2 metal, and the content was 0.05 to 0.4 mol. If outside the lower limit of the above range becomes large over the change in the sintering shrinkage and changes in the dielectric properties, if is outside the upper limit, the Zn 1. 9 Si 1 . 05 O 4 , the numerical value has its 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 investigate the substitution effect of the +2 metal element in the present invention, Zn 1 . 9 Si 1 . 05 O 4 specimens were prepared and evaluated for their properties in the same manner as in the above examples.

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 Dielectric Ceramics 번호number 조성 (mol)      Composition (mol) 소결온도(℃ )Sintering temperature (℃) 수축율(%)Shrinkage (%) εr ε r Q×f(GHz) Q x 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.Zn 1 .9 - x M x Si 1 with uniform sinterability and dielectric properties . As shown in Table 1 and Fig. 2, the shrinkage of 05 O 4 -based dielectric ceramics showed a sufficient sintering shrinkage of 22% to 23% except for Example 21, although there was a slight difference depending on the substitution amount of +2 metal element And the change of the shrinkage ratio according to the sintering temperature is not large. However, in the case where +2 is not substituted for the metal element, sintering shrinkage occurs well, but the shrinkage ratio varies greatly depending on the sintering temperature, so that it is difficult to produce a support having a uniform size and a post-process such as a polishing process 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, Zn 1 .9 - x M x Si 1 . The dielectric constant of 05 O 4 dielectric ceramics is about 6.3-6.5 when the metal element is replaced with a dielectric constant of +2 and the quality factor is 120,000 GHz or more in most compositions depending on the sintering temperature And the width of the change is very small. However, when the metal element is not substituted, the change of the dielectric property depending on the sintering temperature is very high. When the metal element is not substituted, the resonance characteristics are affected when the metal element is used as a support of the resonator, thereby deteriorating the characteristics of the radio communication system for high- .

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.From the above results, Zn 1 .9 - x M x Si 1 with uniform sinterability and dielectric properties . In order to manufacture 05 O 4 -based dielectric ceramics, it is very important to select a suitable +2-valent metal element and replace it in an appropriate amount. According to the present invention, magnesium (Mg), nickel (Ni), and cobalt Co) is substituted in the range of 0.05 to 0.4, it is possible to manufacture a dielectric ceramic material excellent in sintering property and dielectric property for a resonator support.

Claims (3)

화학식 Zn1 .9- xMxSi1 . 05O4으로 표시되는 식 중, M은 +2가 금속이고, x는 0.05 내지 0.4인 것을 특징으로 하는 공진기 지지대용 유전체 세라믹 소재.Zn 1 .9 - x M x Si 1 . 05 O 4 , M is a +2 metal, and x is 0.05 to 0.4. 제1항에 있어서,
상기 M은 마그네슘(Mg), 니켈(Ni), 코발트(Co), 망간(Mn) 중에서 선택되는 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 공진기 지지대용 유전체 세라믹 소재.
The method according to claim 1,
Wherein the M is at least one selected from the group consisting of magnesium (Mg), nickel (Ni), cobalt (Co), and manganese (Mn).
제1항에 있어서,
상기 세라믹 소재는 1325℃ 내지 1400℃의 범위에서 소결하여 제조되는 것을 특징으로 하는 공진기 지지대용 유전체 세라믹 소재.
The method according to claim 1,
Wherein the ceramic material is manufactured by sintering in a range of 1325 ° C to 1400 ° C.
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