KR960006230B1 - 고주파 유전체 재료와 공진기 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]
고주파 유전체 재료와 공진기 및 그 제조방법
[도면의 간단한 설명]
제1도는 본 발명의 공진기를 사용한 전압제어 발진기가 도시된 부분 단면도,
제2도는 본 발명의 공진기를 사용한 전압제어 발진기가 도시된 사시도.
[발명의 상세한 설명]
[기술분야]
본 발명은 고주파용 공진기에 적합한 고주파 유전체 재료와 공진기 및 그 제조방법에 관한 것이다.
[배경기술]
전기·전자기기의 배선기관 등에 사용되는 기판재료로서, 저온으로 소성(嶢成) 가능한 것이 개발되어 있고, 이에 의해 기판재료, 도체, 저항체 등을 예컨대 1000℃ 이하의 저온으로 동시에 일체소성하는 것이 가능하게 되어 있다.
이와같은 저온소성 기판은 저주파영역, 가령 주파수 0.5GHz 정도 이하에서 사용되고, 기판재료로는 일반적으로 연화점(軟化点)이 700∼900℃ 정도인 유리와 Al2O3골재를 포함한 저온 소결(嶢結)재료가 사용된다.
본 발명자들은 상기 저온 소결재료를 사용하여 형성된 유전체층을 적층하고, 이 유전체층 사이에 스트립선로를 형성하여 트리플레이트 회로로 하고 고주파용 공진기를 시험제작하였다.
그러나 상기 저온 소결재료를 사용하여 형성된 유전체층의 유전율은 온도에 따라 변화되고, 가령 주파수 2GHz에 있어서의 유전율의 온도계수( )는 130ppm/℃ 정도이다.
이 때문에 고주파영역, 가령 주파수 0.5GHz 이상에서 사용하면 온도변화에 의해 공진주파수가 대폭 변화되기 때문에 실용화가 곤란하다는 사실이 판명되었다.
[발명의 개시]
본 발명의 목적은 고주파용 공진기의 공진 주파수의 온도특성을 개선한 고주파 유전체 재료 및 이와같은 고주파 유전체 재료를 이용한 공진기를 제공함에 있다.
이같은 목적은 하기 (1) 내지 (12)의 본 발명에 의해 달성된다.
(1) 유리와, 유전율의 온도계수(τε )가 정(正)인 산화물 골재와, 유전율의 온도계수(τε )가 부(負)인 산화물 골재를 함유(단, 산화알루미늄과 산화티탄을 함께 함유하는 일은 없다)하는 고주파 유전체 재료.
(2) 상기 τε가 정인 산화물 골재는 산화알루미늄과 티탄산 마그네슘중 1종 이상이고, 상기 τε가 부인 산화물 골재는 티탄산 칼슘, 티탄산 스트론튬 및 산화티탄중 1종 이상이고, 산화알루미늄과 산화티탄을 함께 함유하는 것이 아닌 상기 (1)의 고주파 유전체 재료.
(3) 상기 τε가 부인 산화물 골재로서 티탄산 칼슘, 또 상기 τε가 정인 산화물 골재로서 티탄산 마그네슘 또는 산화 알루미늄을 함유하고, 산화물 골재중의 티탄산 칼슘의 함유량이 5∼20 체적%인 상기 (2)의 고주파 유전체 재료.
(4) 상기τε가 부인 산화물 골재로서 티탄산 스트론튬, 또 상기 τε가 정인 산화물 골재로서 티탄산 마그네슘 또는 산화알루미늄을 함유하고, 산화물 골재중의 티탄산 스트론튬의 함유량이 2∼10체척%인 상기 (2)의 고주파 유전체 재료.
(5) 상기 τε가 부인 산화물 골재로서 산화티탄, 또 상기 τε가 정인 산화물 골재로서 타탄산 마그네슘을 함유하고, 산화물 골재중의 산화티탄의 함유량이 10∼20체적%인 상기(2)의 고주파 유전체 재료.
(6) 상기 유리의 조성이, SiO2:50∼70몰%, Al2O3:5∼20몰% B2O3:0∼10몰% 및 알칼리 토류 급속산화물중 1종이상:25∼45몰%인 상기 (1) 내지 (5)중 어느 하나의 고주파 유전체 재료.
(7) 상기 유리의 2GHz, -40∼125℃에 있어서의 유전율의 온도계수(τε)가 150∼170ppm/℃, 40∼299℃에 있어서의 평균열팽창 계수가 5.5∼6.5×10-6deg-1인 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나의 고주파 유전체 재료.
(8) 유전율의 온도계수(τε)가 -40∼+20ppm/℃인 상기 (1) 내지 (7)중 어느 하나의 고주파 유전체 재료.
(9) 상기 산화물 골재 및 유리전체에 대한 상기 유리의 함유량이 50∼80체적%이고, 상기 유리의 연화점이 700∼900℃인 상기 (1) 내지 (8)중 어느 하나의 고주파 유전체 재료.
(10) 상기 (1) 내지 (9)중의 어느 하나의 고주파 유전체 재료를 사용하여 형성된 유전체층을 적층하고, 적어도 이 유전체층 사이에 스트립 선로를 형성한 것을 특징으로 하는 공진기.
(11) 2GHz, -40∼125℃에 있어서의 유전율의 온도계수(τε)가 150∼l70ppm/℃, 40∼290℃에 있어서의 평균 열팽창계수가 5.5∼6.5×10-6deg-1인 유리와, 산화알루미늄 골재와, 산화티탄 골재를 사용하고, 유리/(유리+골재)량이 50∼80체적%, 산화티탄/(산화티탄+산화알루미늄)량이 40∼60체적%가 되도록 혼합하여 고주파 유전체용 재료를 얻고, 이 고주파 유전체용 재료를 사용하여 유전체층의 적층체를 형성함과 동시에 이 적층체중에 도체 재료의 스트립 선로를 형성하고 소성하여 공진기를 얻고, 유전율의 온도계수(τε)가 -40∼+20ppm/℃인 유전체층으로선 공진 주파수의 온도계수(τf)를 저하지키는 공진기의 제조방법.
(12) 상기 유리의 조성이, SiO2: 50∼70몰%, Al2O3: 5∼20몰% B2O3: 0∼10몰% 및 알칼리 토류금속산화 물중 1종 이상 : 25∼45몰%이고, 그 연화점이 700∼900℃인 상기 (11)의 공진기 제조방법.
[발명의 작용 및 효과]
본 발명에서는 유전율의 온도계수(τε)가 정인 산화물 골재와,τε가 부인 산화물 골재와, 유리를 소정의 배합비로 혼합하여 고주파 유전체 재료를 구성하고, 고주파 유전체 재료의 τε를 0에 근접시킨다.
이와같은 고주파 유전체 재료를 사용함으로써 공진기의 공진 주파수의 온도계수(τε)를 0에 근접시킬 수있다,
이 때문에, 고주파영역, 가령 주파수 0.5GHz 이상에서 사용하여도 온도 변화에 의한 공진주파수의 변동이 작은 고주파용 공진기가 실현된다.
(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)
이하, 본 발명의 구체적 구성에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 고주파 유전체 재료는 1000℃ 정도 이하, 가령 800∼1000℃ 정도의 저온으로 소성되고, 주파수 0.5GHz 이상, 가령 0.5GHz∼2GHz의 고주파영역에서 사용되는 공진기의 기판재료이고, 유리와 산화물 골재를 함유한다.
산화물 골재로서는 유전율의 온도계수(τε)가 정인 산화물 골재와, τε가 부인 산화물 골재를 사용한다.
τε가 정인 산화물 골재로서는 가령 티탄산 마그네슘(MgTiO3), 산화알루미늄(Al2O3), R2Ti2O7(R은 란타노이드 원소중 1종 이상), Ca2Nb2O7, SrZrO3등을 들 수 있고, 이들을 단독으로 사용하거나 2종 이상 병용하여도 좋으나 이 가운데에서 소성시에 유리와 반응하기 어렵다는 등의 점에서 MgTiO3, Al2O3, R2Ti2O7및 SrZrO3중 1종 이상, 특히 MgTiO3또는 Al2O3이 바람직하다.
2GHz 및 -40∼125℃에 있어서의 이들의 τε는 80∼300ppm/℃ 정도이며, MgTiO3의 τε는 +100ppm/℃정도, Al2O3의 τε는 l20ppm/℃ 정도이다.
또, 40∼290℃에 있어서의 이들의 평균 열팽창 계수(α)는 6∼12×10-6deg-l, 특히 6∼10×10-6deg-1정도이고, MgTiO3은 α는 9.7×10-6정도, Al2O3의 α는 7.2×10-6deg-1정도이다.
또,τε가 부인 산화물 골재로서는 가령 티탄산 칼슘(CaTiO3), 티탄산 스트론튬(SrTiO3), 산화티탄(TiO2), SnO2·TiO2, ZrTiO4, Ba2Ti9O20, Sr2Nb2O7, SrSnO3등을 들 수 있고, 이들을 단독으로 이용하거나 2종 이상 병용하여도 좋으나 이 가운데서 소성시의 유리와 반응하기 어렵다는 등의 점에서 CaTiO3, SrTiO3및 TiO2중 1종 이상이 바람직하다. 이들의 2GHz에서의 τε는 -30∼-4000ppm/℃ 정도이고, CaTiO3의 τε는 -1600ppm/℃ 정도, SrTiO3의 τε는 -3400ppm/℃ 정도, TiO2의 τε는 -920ppm/℃ 정도이다.
또, 이들의 40∼290℃에 있어서의 평균 열팽창계수(α)는 6∼12×10-6deg-1정도이고, CaTiO3의 α는 11.2 ×10-deg-1정도, SrTiO3의 α는 9.4 ×10-6deg-l정도, TiO2의 α는 7.1×10-6deg-1정 도이다.
이들의 경우, 사용하는 산화를 골재는 화학양론(化學量論) 조성에서 다소 치우친 조성이라도 좋고, 치우친 조성의 것과는 혼합물, 또는 치우친 조성의 것끼리의 혼합물이어도 좋다. 또한, 본 출원보다 먼저 출원된 일본국 특개평 4-82297호에는 Al2O3및 TiO2의 병용에 공잔주파수의 은도계수(τf)를 작은 것으로 한다는 요지의 제안이 되어 있다.
그래서, 본 출원에서 청구하는 고주파 유전체 재료에서는 이 병용조합을 제외한다. 그러나 이 병용 조합에 관한 특수한 사용방법이 제안될 것이다.
본 발명에 있어서, τε가 정인 산화물 골재와, τε가 부인 산화물 골재와의 혼합비에는 특별히 제한이 없으며, 사용하는 산화물 골재의 τε, 유리의 τε, 산화물 골재와 유리와의 함유비등에 따라, 고주파 유전체 재료의 τε가 소정치에 근접하도록, 즉, 공진기의 공진 주파수의 온도계수(τf)가 0에 가깝도록 적절히 결정하면 된다.
산화물 골재의 평균입경에는 특별히 제한은 없으나 0.5∼3μm 정도가 바람직하다. 상기 범위 미만에서는 시트형성이 곤란하고 상기 범위를 초과하면 공진기 소체(素體)의 강도부족을 초래한다.
본 발명의 고주파 유전체 재료는 상기와 같이 1000℃ 이하에서 소성되기 때문에 유리로서는 연화점이 700∼900℃ 정도인 유리를 사용하는 것이 바람직하다.
연화점이 900℃를 초과하면 1000℃ 이하의 온도에서의 소성이 곤란하고, 연화점이 700℃ 미만이면 시트형성시 바인더가 빠지기 어려워 절연성에 문제가 발생한다.
사용하는 유리의 조성에는 특별한 제한이 없으나 1000℃ 이하의 소성온도에서 고강도 기판에 얻어진다는 등의 점에서 하기 조성이 바람직하다
SiO2: 50∼70몰%
Al2O3: 5∼20몰%
알칼리 토류 금속산화물중 1종 이상 : 25∼45%,
B2O3: 0∼10몰%,
이 경우, 상기 알칼리 토류 금속산화물로서는 SrO, CaO 및 MgO 중 1종 이상, 특히 상기 3종을 병용하는것이 바람직하고, 3종을 병용할 경우, SrO의 함유량은 15∼30몰%, CaO의 함유량은 1∼8몰%, MgO의 함유량은 1∼7몰%가 바람직하다.
이같은 조성의 유리의 40∼290℃에 있어서의 평균 열팽창계수(α)는 5.5∼6.5×10-6deg-1정도이고, 주파수 2GHz, -40∼125℃에 있어서의 유전율의 온도계수(τε)는 150∼170ppm/℃ 정도이다.
그리고, 이와같은 유리를 사용했을때의 유전체 재료와 유전체층의 τε저감방법 및 공진기의 τf의 저하방법에 대해서는 상기 공보에 개시되어 있지 않다.
연화점이나 열팽창계수(α)는 시차(示差)열팽창계를 사용하여 측정하면 된다. 또 τε는 실제로 유전체 공진기를 제작하고 공진주파수의 온도계수(τε)를 구하여 하기식으로부터 산출해서 구한다.
식 τε=-2(τf+α)
이 경우, τε는 항온조(恒溫槽)를 사용하여, -50℃∼+50℃에서, 10간격마다 공진주파수를 측정하여 구한다.
이 밖에 가령 1.4mm 각, 약 60mm 정도의 소정 형상의 한 다음 섭동법(攝動法)으로 유전율을 구하고, 여기서 τε를 산출하여도 좋다.
이들의 경우, 산화물 골재나 유리의 α나 τε는 골재단독의 소결체나 유리를 사용하여 측정하면 된다.
유리의 평균입경에는 특별히 제한은 없으나 통상 성형성 등을 고려하여 1∼2.5μm 정도의 것을 사용한다.
산화물 골재 및 유리 전체에 대한 유리의 함유량은 50∼80체적%, 특히 65∼75체적%가 바람직하다. 과소하면 소결성이 악화되고 과다하면 유전체의 항절(抗折) 강도가 저하된다.
또, 상기 조성의 유리(τε>0)를 사용함에 있어서, Al2O3골재(τε>0)와 TiO2골재(τε0)를 사용할 때는 Al2O3골재 및 TiO2골재 전체에 대한 TiO2골재의 함유량은 40∼60체적%, 특히 45∼55체적%가 바람직하다.
TiO2골재의 함유량이 상기 범위를 초과하면 고주파 유전체 재료의 τε가 과소해져서, 가령 -40ppm/℃ 미만이 되며, TiO2함유량이 상기 범위 미만이면 고주파 유전체 재료의 τε가 과대해져서 가령 20ppm/℃를 초과해 버린다.
또, 바람직한 양태에 있어서는 MgTiO3또는 Al2O3의 골재(τε0)와, CaTiO3골재(τε0)를 사용하지만 이때에는 산화물 골재중의 CaTiO3함유량은 같은 이유로 5∼20체적%인 것이 바람직하다.
그리고, MgTiO3또는 Al2O3의 골재(τε0)와 SrTiO3골재(τε0)를 사용하는 것도 바람직하다. 산화물 골재중의 SrTiO3함유량은 같은 이유로 2∼10체적%가 바람직하다.
또한 MgTiO3골재(τε0)와 TiO2골재(τε0)와의 조합도 바람직하나 산화물 골재중의 TiO2함유량은 마찬가지 이유로 10∼20체적%가 바람직하다.
이와같이 본 발명에서는 유리의 τε나 α, 유리 함유량, τε0인 산화물 골재의 τε나 α, τε0인 산화물 골재의 τε나 α등에 따라서, τε0인 산화물 골재와 τε0인 산화물 골재와의 체적비를 소정의 값으로 조정함으로써 고주파 유전체 재료의 τε를 소정의 값에 근접시켜서 공진기의 τf를 작게 하는 것이다.
이 경우, 고주파 유전체 재료의 주파수 2GHz 및 -40∼125℃에 있어서의 유전율의 온도계수(τε)를 -40∼20ppm/℃, 특히 -25∼+5ppm/℃로 하는 것이 바람직하고, 이상적으로는 τε=-2(τf +α)의 식에 따라 τf=0으로 되는 τε가 바람직하다.
가령 유전체의 α가 6.0×10-6deg-1정도일 경우, τε는 -12ppm/℃ 정도가 바람직하다. 또한, τε로서는 -15∼+15ppm/℃, 특히 -10∼10ppm/℃, 더욱이 -5∼+5ppm/℃로 할 수 있다.
본 발명의 고주파 유전체 재료를 소결하여 얻을 수 있는 유전체층 또는 기판의 40∼290℃에 있어서의 평균 열팽창계수(α)는 6.3∼6.7×6.7×10-6deg-1정도, 비유전율은 8∼20, 특히 8∼12, 더욱이 10∼11 정도이다.
이같은 고주파 유전체 재료는 소결전 비히클(vehicle)을 가하여 슬러리로 된다.
비히클로는 에틸셀룰로스, 폴리비닐브티랄, 메타크릴수지, 부틸메타아크릴레이트등의바인더와 테르피네올, 브틸카트비톨, 브틸카르톨아세테이트, 아세테이트, 톨루엔, 알콜, 크실렌 등의 용제 및 기타 각종 분산제, 활성제, 가소제 등을 들 수 있으며, 이들중 임의의 것이 목적에 따라 적절히 선택된다.
비히클 첨가량은 산화물 골재와 유리의 합계량 100중량부에 대하여 65∼85중량% 정도로 하는 것이 바람직하다. 다음에, 본 발명의 고주파 유전체 재료를 이용하여 유전체층을 형성한 공진기를 갖는 전압제어 발진기(VCO)에 대하여 제1도에 도시된 바람직한 실시예에 따라 설명한다.
또한 제1도는 전압제어 발진기의 부분 단면도이다.
본 발명의 공진기를 이용한 전압제어 발진기(1)는 주파수 0.5GHz 이상, 특히 0.5∼2GHz에서 사용되는 것으로, 도시한 바와같이 유전체층(21, 23, 25, 27)을 적층하여 일체화한 적층체(2)를 가지고, 적어도 이 적층체(2)의 유전체층(23, 25) 사이에 스트립 선로(3)를 갖는다. 스트립 선로의 형상, 치수, 수 등에는 특별한 제한이 없고, 목적등에 따라 적절히 결정하면 된다.
또, 유전체층(23, 25) 사이에는 필요에 따라 내부도체(7)가 형성된다. 이 경우, 내부도체(7)는 가령 코일의 도체, 콘덴서의 전극등, 여러가지 목적이나 용도에 따라 소망하는 패턴으로 형성된다.
또, 유전체층(23, 21) 사이 및 유전체층(27)상에는 접지면(4)이 형성되어 있다. 이 경우, 접지면(4, 4) 사이에 스트립 선로(3)를 위치시킨다.
또, 적층체(2) 상에는 외부도체(6)가 형성되고, 이 외부도체(6)와, 상기 스트립 선로(3), 접지면(4) 및 내부도체(7)가 각각 관통구멍(7)내의 도체를 통하여 전기적으로 접속된다.
스트립 선로(3), 접지면(4), 내부도체(7) 및 관통구멍(5)내의 도체로서는 각각 도전성이 좋다는 등을 우선시키는 정점에서 Ag 또는 Cu를 주체로 하는 도체, 특히 산소함유 분위기 가령 공기중에서 소성할 경우에는 Ag를 사용하는 것이 바람직하다.
또, 외부도체(6)로서는 내마이그레이션(antimigration)성, 땝납먹힘성(eatability), 땜납젖음성(wettability)등의 점에서 Ag 또는 Cu를 주체로 하는 도체, 특히 산소함유 분위기, 가령 공기중에서 소성할 경우에는 Ag와 Pd 및/또는 Pt를 함유하는 도체를 사용하는 것이 바람직하다.
이와같은 공진기는 예를들어 아래와 같이 제조한다. 우선, 내부도체용 페이스트 및 외부도체용 페이스트를 각각 제작한다. 이를 페이스트는 도전입자와 도전입자에 대하여 1∼5중량% 정도의 유리프릿와, 비히클을 함유한다.
이어서 유전체층 재료로 되는 그린시트를 제작한다.
이 경우, 상기한 본 발명의 고주파 유전체 재료의 슬러리를 사용하여 가령 닥터 블레이드 법에 의해 소정매수만큼 제작한다.
이어서 그린시트상에 펀칭머신이나 금형 프레스를 사용하여 관통구멍(5)을 형성하고, 그 후, 내부도체용페이스트를 각각의 그린시트상에 가령 스크린 인쇄법에 의해서 인쇄하고, 소정패턴의 내부도체(7), 스트립선로(3), 접지면(4)을 형성함과 동시에 관통구멍(5)내에 충전한다.
이어서, 각 그린시트를 중합하고, 열프레스(약 4020℃, 50~1000kgf/cm2)를 가하여 그린시트의 적층제로 하고, 필요에 따라 탈바인더처리, 절만용 홈의 형성등을 행한다.
이어서, 그린시트의 적층제를 통상 공기중에서 1000℃ 정도이하, 특히 800∼1000℃ 정도의 온도로 10분간 정도로 소성, 일체화하여 유전체층(23, 25) 사이에 스트립 선로(3)가 형성된 공진기를 얻는다. 그리고 외부도체용 페이스트를 스크린 인쇄법 등에 의해 인쇄하고, 소성하여 외부도체(6)를 형성한다.
이 경우, 바람직하게는 이를 외부도체(6)를 유전체층(21, 23, 25, 27)과 일체로 동시 소성하여 형성한다.
그후, 소정의 표면 실장부품(8)을 외부도체(6)에 납땝하고, 필요에 따라 절연 피복층을 형성하여 제2도에 도시하는 전압제어 발진기(VCO; 1)가 얻어진다.
상기 공진기는 본 발명의 한 예이며, 적어도 유전체층 사이에 TEM선로등의 스트립 선로를 가지고, 주파수 0.5GHz 이상에서 사용되는 것이라면 특별한 제한없이 여러 종류의 것이라도 좋다. 이 경우 공진주파수는 통상 0.5∼2GHz 정도로 한다.
구체적으로 본 발명의 공진기는 바이패스 여파기, 저역 여파기, 대역 여파기, 대역 소거 여파기등의 각종여파기, 이들 여파기를 조합시킨 분파 여파기, 디플렉서, 전압제어 발진기 등에 응용이 가능하다.
(산업상의 이용 가능성)
본 발명의 공진기는 온도 변화에 의한 공진 주파수 변동이 작다
(실시예)
이하, 본 발명의 구체적 실시예를 들어 본 발명을 더옥 상세히 설명한다.
(실시예 1)
평균입경 1.9비㎛의 유리입자 : 70체적%, 평균입경 1.5㎛의 Al2O3입자 : 15체적% 및 평균입경 1.0㎛의 TiO2입자 : 15체적%를 갖는 본 발명의 고주파 유진체 재료 No.1을 제작하였다.
그리고, 이 고주파 유전체 재료 l00중량부에 대하여 비히클을 73중량부 첨가하고 볼밀(ball mil1) 혼합하여 슬러리화 하고, 슬러리를 얻었다.
비히클에는 바인더로서 아크릴계 수지, 용제로서 에틸알콜 및 톨루엔, 가소제(可塑劑)로서 프탈산 에스테르를 사용하였다.
또, 유리입자의 조성은 SiO2 :62몰%, Al2O3: 8몰%, B2O3: 3몰%, SrO : 20몰%, CaO : 4몰%, MgO : 3몰%이고, 연화점은 815℃였다.
또한, Al2O3, TiO2및 유리를 각각 단독으로 소결하고,α와 2GHz에서의 비유전율(εr,τε)을 구하였던바, Al2O3의 α는 7.2×10-6deg-1,τε는 +120ppm/℃, εr은 9.8, TiO2의 α는 7.1×10-6deg-1, τε는 -920ppm/℃, εr는 104, 유리의 α는 6.0×10-6deg-1, τε는 +160ppm/℃, εr는 6.5였다.
이 고주파 유전체 재료의 페이스트를 사용하여 닥터 블레이드법에 의해 두께 0.25mm의 그린시트를 제작하였다.
이어서 각 그린시트에 Ag 내부도체 페이스트를 스크린 인쇄법에 의해 인쇄하고, 스트립 선로, 접지면을 형성한 후, 열프레스에 의해 적층하여 그린시트 적층제를 얻었다.
그리고, 이 적층제를 탈지후, 공기중에서 온도 900℃로 10분간 동시 소성하였다.
이어서, 접지면용 Ag 페이스트를 스크린 인쇄법에 의해 인쇄하고, 공기중에서 온도 850℃로 10분가 소성하여 공진 주파수 약 2GHz의 공진기 샘플 No.1을 얻었다.
샘플 No.1의 치수는 10mm×10mm×2mm였다.
또, 비교용으로서, 고주파 유전체 재료 No.1에 있어서, Al2O3입자 : 15체적% 및 TiO2입자 : 15체적%의 혼합산화물 골재를, Al2O3입자 : 30체적%로 바꾼것 이외에는 동일하게 하여 고주파 유전체 재료 NO.2를 얻었다.
그리고, 공진기 샘플 No.1에 있어서, 고주파 유전체 재료 No.2를 사용한 것 이외에는 동일하게 하여 공진주파수 약 2GHz의 공진기 샘플 No.2를 제작하였다.
샘플 No.2의 치수는 10mm×10mm×2mm였다.
얻어진 각 샘플의 -40∼125℃에 있어서의 공진 주파수의 온도계수(τε)를 구하였던바 표 1에 표시된 바와 같았다.
또, 각 고주파 유전재료를 소결하여 얻어진 유전체층의 열팽창 계수(α)를 구하고 하기식에서 유전율의 온도계수(τε)를 산출하였던바, -40∼125℃에 있어서의 τε 및 평균열 팽창계수(α)는 표 1에 표시하는 바와 같았다.
식 : -2(τf +α)
또, 각 고주파 유전체 재료의 주파수 2GHz, 25℃에 있어서의 비유전율(εr)을 섭동법에 의해 구하였던바, 표 1에 표시하는 바와 같았다.
[표 1]
표 1에 표시된 결과로 본 발명의 효과는 명백한 것이다.
(실시예 2)
실시예 1에 Al2O3, TiO2및 유리입자에 첨가하여 평균입경 2.0μm CaTiO3(τε=-1600ppm/℃,α=11.2×10-6deg-l), 평균입경 2.0μm의 SrTiO3(τε=-3400ppm/℃, α=9.4×10-6deg-1, 평균입경 2.0μm의 MgTiO3(τε=+100ppm/℃, α=9.7×10-6deg-1)을 이용하고, 이것을 표 2에 표시되는 혼합비로 혼합하여 실시예 1과동일하게 하여 공진기를 얻었다. 결과를 표 2에 표시한다.
표 2에 표시된 결과로 본 발명의 효과는 명백한 것이다.

Claims (12)

  1. 유리와, 유전율의 온도계수(τε)가 정인 산화물 골재와, 유전율의 온도계수(τε)가 부인 산화물 골재를 함유(단, 산화알루미늄과 산화티탄을 함께 함유하지 않는다)하는 것을 특징으로 하는 고주파 유전체 재료.
  2. 제1항에 있어서, 상기 τε가 정인 산화물 골재는, 산화알루미늄 및 티탄산 마그네슘중 1종 이상이고, 상기 τε가 부인 산화물 골재는, 티탄산 칼슘, 티탄산 스트론튬 및 산화티탄중 1종 이상이고, 산화알루미늄과 산화티탄을 함께 함유하지 않는 것을 특징으로 하는 고주파 유전체 재료.
  3. 제2항에 있어서, 상기 τε가 부인 산화물 골재로서 티탄슘 칼슘, 또 상기 τε가 정인 산화물 골재로서 티탄산 마그네슘 또는 산화알루미늄을 함유하고, 산화물 골재중의 티탄산 칼슘의 함유량이 5 내지 20체적%인 것을 특징으로 하는 고주파 유전체 재료.
  4. 제2항에 있어서, 상기 τε가 부인 산화물 골재로서 티탄산 스트론튬, 또, 상기 τε가 정인 산화물 골재로서 티탄산 마그네슘 또는 산화알루미늄을 함유하고, 산화물 골재중의 티탄산 스트론튬의 함유량이 2 내지 10체적%인 것을 특징으로 하는 고주파 유전체 재료.
  5. 제2항에 있어서, 상기 τε가 부인 산화물 골재로서 산화티탄, 또 상기 τε가 정인 산화물 골재로서 티탄산 마그네슘을 함유하고, 산화물 골재중의 산화티탄의 함유량이 10 내지 20체적%인 것을 특징으로 하는고주파 유전체 재료.
  6. 제1항 내지 제5항중 어느 한항에 있어서, 상기 유리의 조성이, SiO2: 50∼70몰%, Al2O3: 5∼20몰%, B2O3: 0∼10몰%, 및 알칼리 토류 금소산화물중 1종 이상 : 25∼45몰%인 것을 특징으로 하는 고주파 유전체 재료.
  7. 제1항 내지 제5항중 어느 한항에 있어서, 상기 유리의 2GHz, -40∼125℃에 있어서의 유전율의 온도계수(τε) 가 150∼170ppm/℃, 40∼290℃에 있어서의 평균 열팽창계수가 5.5∼6.5×10-6deg-1인 것을 특징으로 하는 고주파 유전체 재료.
  8. 제1항 내지 제5항중 어느 한항에 있어서, 유전율의 온도계수(τε)가 -40∼+20ppm/℃인 것을 특징으로 하는 고주파 유전체 재료.
  9. 제1항 내지 제5항중 어느 한항에 있어서, 상기 산화물 골재 및 유리전체에 대한 상기 유리의 함유량이 50∼80체적%이고, 상기 유리의 연화점이 700∼900℃인 것을 특징으로 하는 고주파 유전체 재료.
  10. 제1항 내지 제9항중 어느 한항의 고주파 유전체 재료를 사용하여 형성된 유전체층을 적층하고, 적어도 이 유전체층 사이에 스트립 선로를 형성한 것을 특징으로 하는 공진기.
  11. 2GHz, -40∼125℃에 있어서 유전율의 온도계수(τε)가 150∼170ppm/℃, 40∼290℃에 있어서의 평균 열팽창 계수가 5.5∼6.5×10-6deg-1인 유리와, 산화 알루미늄 골재와, 산화티탄 골재를 사용하고, 유리(유리 +골재) 량이 50∼80체적%, 산화티탄/(산화티탄+산화알루미늄)량이 40∼60체적%로 되도록 혼합하여 고주파 유전체용 재료를 얻고, 이 고주파 유전체용 재료를 사용하여 유전체층의 적층체를 형성함과 동시에 이 적층체중에 도체재료의 스트립 선로를 형성하고 소성하여 공진기를 얻고, 유전율의 온도계수(τε)가 -40∼+20ppm/℃인 유전체층으로서 공진주파수의 온도계수(τε)를 저하시키는 것을 특징으로 하는 공진기의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 유리의 조성이, SiO2: 50∼70몰%, Al2O3: 5∼20몰%, B2O3: 0∼10몰% 및 알칼리 토류 금속산화물중 1종 이상 : 25∼45몰%이고, 그 연화점이 700∼900℃인 것을 특징으로 하는 공진기의 제조방법.
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