KR100434004B1 - 고주파용 유전체 조성물 - Google Patents

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Abstract

Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3(x/y=0.96-1.06)을 포함하는 세라믹 성분; 주성분으로서 Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3(x/y=0.96-1.06)과, 부성분으로서 TiO2, SrTiO3및 CaTiO3로 이루어진 그룹중에서 선택된 하나이상의 성분(이때 TiO2≤25몰%, SrTiO3≤6.5몰%, 및 CaTiO3≤13.3몰%)을 포함하는 세리믹 성분; 또는 Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3(x/y=0.96-1.06) 및 Ba(MII 1/3MV 2/3)O3(여기서 MII는 Ni, Mg 또는 Zn이고, MV는 Nb 또는 Ta이나, 단 MV가 Nb인 경우 MII는 Ni, Mg 또는 Zn이고, MV가 Ta인 경우 MII는 Mg 또는 Zn이다)를 포함하는 세라믹 성분에 대해 0.1 내지 50 중량%의 유리가 첨가된 고주파용 유전체 조성물.

Description

고주파용 유전체 조성물
본 발명은 고주파 회로에 사용되는 소자를 구성하는 유전체를 제공하는데 유용한 고주파용 유전체 조성물에 관한 것이다.
고주파 회로에 사용되는 필터등과 같은 부품의 소형화 및 신뢰성의 향상에는 다층 장치를 사용하는 것이 효과적이다. 이러한 경우 다층 장치의 제조에 사용되는 재료들은 적당한 비유전율과 높은 Q(즉, 낮은 유전 손실)를 갖고, 1,000 ℃ 이하에서 소성가능한, 즉 1,000 ℃ 이하에서 소성에 의해 충분히 치밀화될 수 있어야 하는데, 그 이유는 이들 재료를 Cu 및/또는 Ag/Pd 전도체와 동시에 소성시켜야 하기 때문이다.
지금까지 개발된, 1,000 ℃ 이하에서 소성시킬 수 있는 고주파용 유전체들로는
1) BaO-Al2O3-B2O3-SiO2- 또는 BaO-SrO-ZrO2-SiO2-계 유리 재료;
2) Pb-함유 페로브스카이트 계 재료;
3) Bi-함유 재료; 및
4) 세라믹-유리 복합 재료가 있다.
상기 언급된 통상적인 재료들은 다음과 같은 문제점들을 갖는다. 구체적으로, Pb-함유 페로브스카이트 계 또는 Bi-함유 재료의 사용은 소성도중 상기 성분들의 증발로 인한 조성의 변화를 발생시키며, 이는 균일한 조성을 갖는 제품의 제조를 방해한다. 한편, BaO-Al2O3-B2O3-SiO2- 또는 BaO-SrO-ZrO2-SiO2-계 유리 재료, 및 세라믹-유리 복합 재료는 각각 ε=6 및 ε=14 정도로 낮은 비유전율을 가지며, 더우기 이들의 Q 값은 대략 1,000(1 MHz)정도로 비교적 작다.
이때, 유전체 공진기등에 사용되는 고주파용 유전체 조성물은 공진 주파수의 온도 계수 τf가 0 ppm/℃에 가까워야하는 반면, 캐패시터 재료로서 사용되는 고주파용 유전체 조성물은 비유전율의 온도 계수 τε가 대략적으로 -60 ppm/℃≤τε≤60 ppm/℃(CH 특성)의 관계를 만족시켜야 한다.
본 발명의 목적은, 상기 종래 기술의 문제점이 해결된, 고주파 회로용 소자의 소형화 및 신뢰성 향상에 유효한 다층 장치용 재료로서 유용하고, 비유전율 및 Q 값이 모두 높으며, 1,000 ℃ 이하에서 소성가능한 고주파용 유전체 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 비유전율 및 Q 값이 모두 높으며, 1,000 ℃ 이하에서 소성가능하고, 공진 주파수의 온도 계수 τf및 비유전율의 온도 계수 τε의 절대값이 작은 고성능의 고주파용 유전체 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 첫번째 실시태양에 따른 고주파용 유전체 조성물은 Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3(여기서 x/y=0.96-1.06)을 포함하는 세라믹 성분에 0.1 내지 50 중량%의 유리가 첨가된 것을 특징으로 한다.
Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3에 0.1 내지 50 중량%의 유리를 첨가하면 Q 및 ε가 감소되지 않으면서 1,000 ℃ 이하에서 소성이 가능해진다.
본 발명의 두번째 실시태양에 따른 고주파용 유전체 조성물은 주성분으로서 Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3(여기서 x/y=0.96-1.06)을 포함하고, 부성분으로서 TiO2, SrTiO3및 CaTiO3로 이루어진 그룹중에서 선택된 하나이상의 성분(이때 TiO2≤25몰%, SrTiO3≤6.5몰%, 및 CaTiO3≤13.3몰%)을 포함하는 세라믹 성분에 0.1 내지 50 중량%의 유리가 첨가된 것을 특징으로 한다.
상기 두번째 실시태양에 따라, Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3세라믹-유리 복합 재료, 특히 Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3세라믹-(MgO-BaO-B2O3-SiO2) 유리 복합 재료에 소정 비율의 TiO2, SrTiO3및 CaTiO3로 이루어진 그룹중에서 선택된 하나이상의 재료를 첨가하여 목적하는 τf및 τε의 값이 -40 ppm/℃≤τf≤20 ppm/℃(-60 ppm/℃≤τε≤60 ppm/℃)의 범위내에 있고, 하기식을 만족하는 유전체 조성물을 제공한다:
τf= - τε/2 - α (α: 재료의 선팽창 계수 = 10 ppm/℃)
본 발명의 세번째 실시태양에 따른 고주파용 유전체 조성물은Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3(여기서 x/y=0.96-1.06) 및 Ba(MII 1/3MV 2/3)O3(여기서 MII는 Ni, Mg 또는 Zn이고, MV는 Nb 또는 Ta이나, 단 MV가 Nb인 경우 MII는 Ni, Mg 또는 Zn이고, MV가 Ta인 경우 MII는 Mg 또는 Zn이다)를 포함하는 세라믹 성분에 0.1 내지 50 중량%의 유리가 첨가된 것을 특징으로 한다.
Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3세라믹-유리 복합 재료, 특히 Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3세라믹 -(MgO-BaO-B2O3-SiO2) 유리 복합 재료에 Ba(MII 1/3MV 2/3)O3(여기서 MII는 Ni, Mg 또는 Zn이고, MV는 Nb 또는 Ta이나, 단 MV가 Nb인 경우 MII는 Ni, Mg 또는 Zn이고, MV가 Ta인 경우 MII는 Mg 또는 Zn이다)를 추가로 배합시킴으로써, Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3세라믹-(MgO-BaO-B2O3-SiO2) 유리 복합 재료에 대한 문제점을 해결하고, 따라서 공진 주파수의 온도 계수 τf가 0 ppm/℃에 가깝고 비유전율의 온도 계수 τε가 -60 ppm/℃≤τε≤60 ppm/℃의 관계를 만족하는 고성능의 고주파용 유전체 조성물을 제공할 수 있다.
하기에서 본 발명을 상세히 설명할 것이다.
본 발명에 따른 고주파용 유전체 조성물은 특정한 세라믹 성분에 0.1 내지 50 중량%의 유리를 첨가함으로써 제조된다.
따라서, 먼저 본 발명에 따른 세라믹-유리 복합계의 고주파용 유전체 조성물의 세라믹 성분에 대해 설명할 것이다.
첫번째 실시태양에 따른 고주파용 유전체 조성물의 세라믹 성분은 Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3(여기서 x/y=0.96-1.06)이다.
본 발명에 따라, 유전체 조성물을 질소 대기하에서 소성시킬때, 세라믹 성분 Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3의 x/y 비는 바람직하게 0.96 내지 1.06이다. 상기 값이 0.96보다 작거나 또는 1.06을 초과할 경우 생성된 유전체의 Q는 현저하게 감소한다.
대조적으로, 유전체 조성물을 공기중에서 소성시킬때, 세라믹 성분 Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3의 x/y 비는 바람직하게 0.96 내지 1.01이다. 상기 값이 0.96보다 작거나 또는 1.01을 초과할 경우 생성된 유전체의 Q는 현저하게 감소한다.
두번째 실시태양에 따른 세라믹 성분은 주성분으로서 Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3(여기서 x/y=0.96-1.06)을 포함하고, 부성분으로서 TiO2, SrTiO3및 CaTiO3로 이루어진 그룹중에서 선택된 하나이상의 성분(이때 TiO2≤25몰%, SrTiO3≤6.5몰%, 및 CaTiO3≤13.3몰%)을 포함한다.
두번째 실시태양에 따라, 상기 세라믹 성분중의 부성분의 비율이 상기 언급한 비율을 넘어서면 부성분이 과도하게 존재하게 되며, 이는 τf＞20 및 τε＜-60의 바람직하지 못한 결과를 발생시킨다.
세라믹 성분의 부성분의 비율은 총 20 몰% 이하가 바람직하다.
세번째 실시태양에 따른 세라믹 성분은 Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3(여기서 x/y=0.96-1.06) 및 Ba(MII 1/3MV 2/3)O3(여기서 MII는 Ni, Mg 또는 Zn이고, MV는 Nb 또는 Ta이나, 단 MV가 Nb인 경우 MII는 Ni, Mg 또는 Zn이고, MV가 Ta인 경우 MII는 Mg 또는 Zn이다)를 포함한다.
세번째 실시태양에 따라, 세라믹 성분을 구성하는 Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3및 Ba(MII 1/3MV 2/3)O3가 Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3:Ba(MII 1/3MV 2/3)O3= (1-α):α(여기서 0＜α≤0.8)의 몰비로 배합된 것, 즉 세라믹의 성분 조성이 (1-α)Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3·α Ba(MII 1/3MV 2/3)O3(0＜α≤0.8)인 것이 바람직하다. 여기서, α값이 0.8을 초과하면, Ba(MII 1/3MV 2/3)O3의 비율이 과도하게 증가하여 Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3-유리 복합 재료에 Ba(MII 1/3MV 2/3)O3를 추가로 배합하게 되고, 따라서 바람직한 값의 τf및 τε을 얻는데 실패하게 되어 본 발명의 효과에 손해를 입힌다. α의 바람직한 값은 Ba(MII 1/3MV 2/3)O3와의 관계에 따라 하기와 같이 변한다:
Ba(MII 1/3MV 2/3)O3가 Ba(Ni1/3Nb2/3)O3인 경우: 0＜α≤0.8 이고,
Ba(MII 1/3MV 2/3)O3가 Ba(Mg1/3Nb2/3)O3인 경우: 0＜α≤0.34 이고,
Ba(MII 1/3MV 2/3)O3가 Ba(Zn1/3Nb2/3)O3인 경우: 0＜α≤0.33 이고,
Ba(MII 1/3MV 2/3)O3가 Ba(Mg1/3Ta2/3)O3인 경우: 0＜α≤0.73 이고,
Ba(MII 1/3MV 2/3)O3가 Ba(Zn1/3Ta2/3)O3인 경우: 0＜α≤0.76 이다.
첫번째 내지 세번째 실시태양에 따라, 상술한 세라믹 성분에 0.1 중량% 미만 비율의 유리를 첨가하면 1,000 ℃ 이하에서의 소성에 의해 만족스러운 치밀화가 성취되지 않으며, 따라서 Q 가 낮아진다. 세라믹 성분에 50 중량% 이상의 유리를 첨가하면 상대적으로 세라믹 성분의 함유량이 낮아져, 비유전율 및 Q가 감소된다.
본 발명에 따라 유리를 1 내지 40 중량%, 특히 2 내지 30 중량%의 비율로 세라믹 성분에 가하면, 비유전율 및 Q가 상당히 높아지고, 특히 두번째 및 세번째 실시태양에 따른 τf및 τε이 탁월한 고주파용 유전체 조성물이 제공된다.
본 발명에 따라 유리는 MgO-BaO-B2O3-SiO2계 유리가 바람직하며, 그의 바람직한 조성비는 하기와 같다:
MgO-BaO-B2O3-SiO2계 유리의 조성(중량%):
MgO: 20-50, BaO: 5-25, B2O3: 15-30, SiO2:10-25
첫번째 실시태양에 따른 고주파용 유전체 조성물은 Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3를 구성하는 금속원소의 산화물 또는 탄산염, 예를들어 SrCO3, NiO 및 Nb2O5를 Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3에 대한 조성비로 혼합 및 하소시킴으로써 제조된 Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3세라믹 성분에 소정 비율의 유리를 첨가함으로써 쉽게 제조할 수 있으며, 이러한 본 발명에 따른 고주파용 유전체 조성물을, 적합한 결합제를 첨가하여 성형시키고 질소 대기 또는 공기중에서 1,000 ℃ 이하, 예를들어 950 내지 980 ℃에서 소성시킴으로써 용이하게 실용적으로 사용할 수 있다. 이때, 결합제는 소성을 질소 대기중에서 수행하는 경우 소성전에 공기중에서 500 내지 600 ℃에서 제거한다.
두번째 실시태양에 따른 고주파용 유전체 조성물은, Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3를 구성하는 금속원소의 산화물 또는 탄산염, 예를들어 SrCO3, NiO 및 Nb2O5를 Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3에 대한 조성비로 혼합 및 하소시킴으로써 제조된 주성분인 Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3세라믹 성분에, 부성분 TiO2, 또는 하기 기술된 바와 같이 수득된 부성분 SrTiO3또는 CaTiO3와, 소정 비율의 유리를 첨가혼합함으로써 쉽게 제조할 수 있다. SrTiO3부성분은 예를들어 SrCO3및 TiO2를 SrTiO3에 대한 조성비로 혼합 및 하소시킴으로써 수득된다. 부성분 CaTiO3는 예를들어 CaCO3및 TiO2를 CaTiO3에 대한 조성비로 혼합 및 하소시킴으로써 수득된다. 본 발명에 따른 이러한 고주파용 유전체 조성물은, 적합한 결합제를 첨가하여 성형시키고 1,000 ℃ 이하, 예를들어 950 내지 980 ℃에서 소성시킴으로써 용이하게 실용적으로 사용할 수 있다.
세번째 실시태양에 따른 고주파용 유전체 조성물은 Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3및 Ba(MII 1/3MV 2/3)O3를 구성하는 금속원소의 산화물 또는 탄산염, 예를들어 SrCO3, BaCO3, NiO, Nb2O5, MgO, ZnO 및 Ta2O5를 Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3및 Ba(MII 1/3MV 2/3)O3각각에 대한 조성비로 혼합 및 하소시킴으로써 수득된 Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3및 Ba(MII 1/3MV 2/3)O3를 소정의 몰비로 칭량하고, 여기에 소정비율의 유리를 첨가혼합함으로써 쉽게 제조할 수 있다. 이러한 본 발명에 따른 고주파용 유전체 조성물은, 적합한 결합제를 첨가하여 성형시키고 1,000 ℃ 이하, 예를들어 950 내지 980 ℃에서 소성시킴으로써 용이하게 실용적으로 사용할 수 있다.
이때, 유리, 예를들어 MgO-BaO-B2O3-SiO2계 유리를 가하는 경우, 유리 성분과 동일한 중량비의 산화물 또는 상당량의 탄산염을 세라믹 성분에 첨가혼합하여 열처리시 유리화와 소성이 동시에 이루어지게할 수 있지만, 유리를 사전에 제조된 유리 프리트로서 첨가하는 것이 바람직하다.
하기의 실시예를 참고로 본 발명을 더욱 구체적으로 설명할 것이다.
실시예 1 내지 9, 및 비교예 1 및 2
SrCO3, NiO 및 Nb2O5를 Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3(x/y=1)에 대한 화학양론적 비율로 칭량하고, 분산매질로서 2-프로판올과 함께 24 시간동안 볼밀에서 분쇄 및 혼합한 후에, 혼합물을 건조시키고 이어서 1,350 ℃에서 공기중에서 4 시간동안 하소시켰다.하소 물을 다시 분산매질로서 2-프로판올과 함께 볼밀에서 24 시간동안 분쇄 및 혼합시켜 Sr(Ni1/3Nb2/3)yO3을 합성하였다.
생성된 Sr(Ni1/3Nb2/3)yO3에 MgO-BaO-B2O3-SiO2계 유리(성분 중량비: MgO:BaO:B2O3:SiO2=45:15:25:15) 프리트를 표 1에 나타낸 비율로 첨가혼합하고, 결합제(5 중량%의 폴리비닐 알콜 수용액)를 각 혼합물에 25 중량%로 가하여, 직경 15mm, 두께 1.5 mm의 펠렛을 성형시키고, 이를 공기중에서 980 ℃에서 1 시간동안 소성시켰다.
생성된 시편의 비유전율 ε, Q 및 상대밀도를 측정하고, 결과를 표 1에 나타내었다.
이때, 비유전율은 YHP 사제 LF 임피던스 분석기 모델 4192A를 사용하여 1 MHz의 주파수, 0.5 Vrms의 전압 및 25 ℃의 온도에서 측정하였다. Q 값은 YHP 사제 Q 미터 모델 4342A를 사용하여 1 MHz의 주파수 및 25 ℃의 온도에서 측정하였다.
[표 1]
표 1은 다음과 같은 사실을 명백히 나타낸다.
즉, 유리 첨가량이 0.1 중량% 미만인 경우(비교예 1), 조성물은 980 ℃의 소성 온도에서 만족할 정도로 치밀화되지 못하며, Q 값도 만족스럽지 못하다. 한편, 유리 첨가량이 50 중량%를 초과하는 경우(비교예 2), Sr(Ni1/3Nb2/3)yO3의 낮은 비율로 인해 만족할만한 Q 및 ε값이 얻어지지 않는다.
대조적으로, 유리를 0.1 내지 50 중량%(실시예 1 내지 9), 특히 1 내지 40 중량%(실시예 2 내지 8), 보다 특히 2 내지 30 중량%(실시예 3 내지 7)의 양으로 가하면, 980 ℃에서의 소성에 의해 만족스러운 정도의 치밀화가 얻어지며, Q 및 ε도 모두 높은 수준으로 갖게된다.
실시예 10 내지 13, 및 비교예 3 내지 5
x/y 값이 표 2에 나타낸 값을 갖도록 Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3를 합성함을 제외하고실시예 5에서와 동일한 방식(이때 결합제의 첨가량은 20 중량%이다)으로 펠렛을 성형하고 980 ℃에서 공기중에서 소성시켰다.
생성된 시편의 비유전율 ε및 Q 값을 실시예 1에서와 동일한 방식으로 측정하고, 동시에 비유전율의 온도 계수 τε를 조사하여, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
이때, 비유전율의 온도 계수 τε는 20 ℃ 및 85 ℃에서 각각 측정한 정전용량치 C20및 C85로부터 하기식에 따라 계산하였다:
(C85-C20)/C20(85-20)x106(ppm/℃)
[표 2]
표 2에 명백히 나타낸 바와 같이, x/y는 소성을 공기중에서 수행한 경우 0.96 내지 1.01이어야 한다.
실시예 14 내지 19, 및 비교예 6 및 13
x/y 값이 표 3에 나타낸 값을 갖도록 Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3를 합성함을 제외하고 실시예 5에서와 동일한 방식(이때 결합제의 첨가량은 20 중량%이다)으로 펠렛을 성형시켰다. 수득된 펠렛을 결합제가 제거되도록 공기중에서 600 ℃에서 4 시간동안 처리한 후에, 질소 대기하에 980 ℃에서 1 시간동안 소성시켰다.
생성된 시편의 비유전율 ε, Q 값 및 비유전율의 온도 계수 τε를 실시예 10에서와 동일한 방식으로 측정하고, 결과를 표 3에 나타내었다.
[표 3]
표 3으로부터 자명한 바와 같이, 소성을 질소 대기하에서 수행하는 경우 x/y는 0.96 내지 1.06이어야 한다.
상술한 결과들은 본 발명의 첫번째 실시태양에 따른 고주파용 유전체 조성물이 높은 값의 Q 및 ε를 가지며, 1,000 ℃ 이하에서 소성가능함을 나타낸다. 따라서, 본 발명의 첫번째 실시태양에 따라 고성능의 다층 장치를 제작함으로써 고주파회로에 사용되는 소자의 소형화 및 신뢰성의 향상을 효과적으로 달성할 수 있다.
실시예 20 내지 30, 및 비교예 7 내지 9
SrCO3, NiO 및 Nb2O5를 Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3(x/y=1)에 대한 화학양론적 비율로 칭량하고, 분산매질로서 2-프로판올과 함께 24 시간동안 볼밀에서 분쇄 및 혼합한 후에, 혼합물을 건조시키고 1,350 ℃에서 공기중에서 4 시간동안 하소시켰다. 하소물을 다시 분산매질로서 2-프로판올과 함께 볼밀에서 24 시간동안 분쇄 및 혼합시켜 Sr(Ni1/3Nb2/3)yO3을 합성하였다.
생성된 Sr(Ni1/3Nb2/3)yO3및 TiO2, SrTiO3또는 CaTiO3(이때 SrTiO3및 CaTiO3는 SrCO3또는 CaCO3및 TiO2를 원료로서 상기 Sr(Ni1/3Nb2/3)yO3의 합성에서와 동일한 방식으로 분쇄, 혼합, 건조, 하소, 분쇄 및 혼합시킴으로써 수득하였다)를 표 4에 나타낸 비율로 칭량하고, MgO-BaO-B2O3-SiO2계 유리(성분 중량비: MgO:BaO:B2O3:SiO2=45:15:25:15) 프리트를 생성된 세라믹 성분에 10 중량%의 비율로 가하고, 결합제(5 중량%의 폴리비닐 알콜 수용액)를 혼합물에 20 중량%로 가하여, 직경 15mm, 두께 1.5 mm의 펠렛을 성형시키고, 이를 공기중에서 980 ℃에서 1 시간동안 소성시켰다.
생성된 시편의 공진 주파수의 온도 계수 τf및 비유전율의 온도 계수 τε를 측정하고, 결과를 표 4에 나타내었다.
[표 4]
상기의 결과로부터, 본 발명의 두번째 실시태양에 따른 고주파용 유전체 조성물이 높은 값의 Q 및 ε를 갖는 고성능의 고주파용 유전체 조성물이며, 1,000 ℃ 이하에서 소성가능하고, 바람직한 값의 공진 주파수의 온도 계수 τf및 비유전율의 온도 계수 τε를 가짐을 명백히 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 두번째 실시태양에 따라, 유전체 공진기, 또는 온도-보상용 캐패시터 재료로서 고성능의 다층 장치를 제작함으로써 고주파 회로에 사용되는 소자의 소형화 및 신뢰성의 향상이 효과적으로 달성될 수 있다.
실시예 31 내지 60, 및 비교예 10
SrCO3, BaCO3, NiO, Nb2O5, MgO, ZnO 및 Ta2O5를 표 5에 나타낸Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3(x/y=1) 및 Ba(MII 1/3MV 2/3)O3(여기서 MII는 Ni, Mg 또는 Zn이고, MV는 Nb 또는 Ta이다)에 대한 화학양론적 비율로 각각 칭량하고, 분산매질로서 2-프로판올과 함께 24 시간동안 볼밀에서 분쇄 및 혼합한 후에, 혼합물을 건조시키고 이어서 1,400 ℃에서 공기중에서 4 시간동안 하소시켰다. 하소물을 다시 분산매질로서 2-프로판올과 함께 볼밀에서 24 시간동안 분쇄 및 혼합시켜 Sr(Ni1/3Nb2/3)yO3및 Ba(MII 1/3MV 2/3)O3를 각각 합성하였다.
생성된 Sr(Ni1/3Nb2/3)yO3및 Ba(MII 1/3MV 2/3)O3를 표 5에 나타낸 세라믹 성분에 대한 조성비로 칭량하고, 이들 각각에 MgO-BaO-B2O3-SiO2계 유리(성분 중량비:MgO:BaO:B2O3:SiO2=45:15:25:15) 프리트를 10 중량%의 비율로 첨가혼합하고, 결합제(5 중량%의 폴리비닐 알콜 수용액)를 각 혼합물에 20 중량%로 가하여, 직경 15mm, 두께 1.5 mm의 펠렛을 성형시키고, 이를 공기중에서 980 ℃에서 1 시간동안 소성시켰다.
생성된 시편의 공진 주파수의 온도 계수 τf및 비유전율의 온도 계수 τε를 측정하고, 결과를 표 5에 나타내었다.
표 5는 Ba(MII 1/3MV 2/3)O3의 혼입으로 공진 주파수의 온도 계수 τf및 비유전율의 온도 계수 τε가 개선됨을 명백히 나타낸다.
[표 5]
실시예 61 내지 63, 및 비교예 11 및 12
유리를 표 6에 나타낸 비율로 0.8Sr(Ni1/3Nb2/3)O3·0.2Ba(Ni1/3Nb2/3)O3에 첨가함을 제외하고 실시예 33에서와 동일한 방식으로 시편을 제조하고, 각 시편들의 다양한 특성들을 조사하여, 그 결과를 표 6에 나타내었다. 이때, 비유전율 ε및 Q 값은 1MHz에서 측정하였다.
[표 6]
표 6은 세라믹 성분에 유리를 0.1 내지 50 중량%, 특히 1 내지 40 중량%의 비율로 첨가하면 특성들이 향상됨을 명백히 보여준다.
상기의 결과로부터, 본 발명의 세번째 실시태양에 따른 고주파용 유전체 조성물이 높은 값의 Q 및 ε를 갖는 고성능의 고주파용 유전체 조성물이며, 1,000 ℃ 이하에서 소성가능하고, 또한 0 ppm/℃에 가까운 공진 주파수의 온도 계수 τf및 -60 ppm/℃≤τε≤60 ppm/℃의 관계를 만족하는 비유전율의 온도 계수 τε을 가짐을 명백히 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 세번째 실시태양에 따라, 유전체 공진기, 또는 캐패시터 재료로서 고성능의 다층 장치를 제작함으로써 고주파 회로에 사용되는 소자의 소형화 및 신뢰성 향상이 효과적으로 달성될 수 있다.

Claims (18)

  1. x/y 비가 0.96 내지 1.06인 Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3의 조성을 갖는 세라믹 성분에 0.1 내지 50 중량%의 유리가 첨가된 고주파용 유전체 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    질소 분위기중에서 소성되는 고주파용 유전체 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    공기중에서 소성되고, 세라믹 성분의 조성이 Sr1.01(Ni1/3Nb2/3)yO3인 고주파용 유전체 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유리가 MgO-BaO-B2O3-SiO2를 주성분으로 하고, 상기 유리가 상기 세라믹 성분에 1 내지 40 중량%의 비율로 첨가된 고주파용 유전체 조성물.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 유리가 MgO 20 내지 50 중량%, BaO 5 내지 25중량%, B2O315 내지 30중량% 및 SiO210 내지 25 중량%를 함유하는 MgO-BaO-B2O3-SiO2계 유리로서, 상기 세라믹 성분에 2 내지 30 중량%의 비율로 첨가된 고주파용 유전체 조성물.
  6. 주성분으로서 x/y 비가 0.96 내지 1.06인 Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3의 조성을 가지며, 부성분으로서 TiO2, SrTiO3및 CaTiO3로 이루어진 그룹중에서 선택된 하나이상의 성분을 포함하는 세라믹 성분에, 0.1 내지 50 중량%의 유리가 첨가되며, 상기 TiO2는 세라믹 성분의 8.05 내지 25몰%이고 SrTiO3은 0.87 내지 6.5몰%이고 CaTiO3은 0.87 내지 13.3몰%인 고주파용 유전체 조성물.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 유리가 MgO-BaO-B2O3-SiO2를 주성분으로 하고, 상기 세라믹 성분에 1 내지 40 중량%의 비율로 첨가된 고주파용 유전체 조성물.
  8. 제 6 항에 있어서,
    세라믹 성분중 TiO2, SrTiO3및 CaTiO3로 이루어진 그룹중에서 선택된 부성분의 총 비율이 20 몰% 이하인 고주파용 유전체 조성물.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 유리가 MgO 20 내지 50 중량%, BaO 5 내지 25중량%, B2O315 내지 30 중량% 및 SiO210 내지 25 중량%를 함유하는 MgO-BaO-B2O3-SiO2계 유리로서, 상기 세라믹 성분에 2 내지 30 중량%의 비율로 첨가된 고주파용 유전체 조성물.
  10. x/y 비가 0.96 내지 1.06인 Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3의 조성 및 Ba(MII 1/3MV 2/3)O3의 조성을 갖는 세라믹 성분에 0.1 내지 50 중량%의 유리가 첨가되며, 상기 Ba(MII 1/3MV 2/3)O3에서 MII는 Ni, Mg 또는 Zn이고, MV가 Nb 또는 Ta이나, 단 MV가 Nb인 경우 MII는 Ni, Mg 또는 Zn이고, MV가 Ta인 경우 MII는 Mg 또는 Zn인 고주파용 유전체 조성물.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 세라믹 성분 조성이 (1-α)Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3·αBa(MII 1/3MV 2/3)O3으로 표시되며, 상기 x/y 비는 제 10 항에서 정의된 바와 같고, MII는 Ni, Mg 또는 Zn이고, MV는 Nb 또는 Ta이나, 단 MV가 Nb인 경우 MII는 Ni, Mg 또는 Zn이고, MV가 Ta인 경우 MII는 Mg 또는 Zn이며, α는 0＜α＜0.8을 만족하는 고주파용 유전체 조성물.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 유리가 MgO-BaO-B2O3-SiO2를 주성분으로 하고, 상기 유리가 상기 세라믹 성분에 1 내지 40 중량%의 비율로 첨가된 고주파용 유전체 조성물.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 Ba(MII 1/3MV 2/3)O3이 Ba(Ni1/3Nb2/3)O3이고, 0＜α≤0.8인 고주파용 유전체 조성물.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 Ba(MII 1/3MV 2/3)O3이 Ba(Mg1/3Nb2/3)O3이고, 0＜α≤0.34인 고주파용 유전체 조성물.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 Ba(MII 1/3MV 2/3)O3이 Ba(Zn1/3Nb2/3)O3이고, 0＜α≤0.33인 고주파용 유전체 조성물.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 Ba(MII 1/3MV 2/3)O3이 Ba(Mg1/3Ta2/3)O3이고, 0＜α≤0.73인 고주파용 유전체 조성물.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 Ba(MII 1/3MV 2/3)O3이 Ba(Zn1/3Ta2/3)O3이고, 0＜α≤0.76인 고주파용 유전체 조성물.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 유리가 MgO 20 내지 50 중량%, BaO 5 내지 25중량%, B2O315 내지 30 중량% 및 SiO210 내지 25 중량%를 함유하는 MgO-BaO-B2O3-SiO2계 유리로서, 상기 세라믹 성분에 2 내지 30 중량%의 비율로 첨가된 고주파용 유전체 조성물.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JPS60130003A (ja) * 1983-12-16 1985-07-11 日本特殊陶業株式会社 高周波用誘電体磁器組成物
JPH067441B2 (ja) * 1984-11-27 1994-01-26 京セラ株式会社 誘電体磁器組成物
JPH0719485B2 (ja) * 1987-12-16 1995-03-06 住友金属鉱山株式会社 誘電体磁器及びその製造方法
JPH0625025B2 (ja) * 1989-05-30 1994-04-06 住友金属鉱山株式会社 誘電体磁器の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100562987B1 (ko) * 2003-12-23 2006-03-23 재단법인 포항산업과학연구원 초음파 진동자용 압전 세라믹스 조성물

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