KR100784928B1 - Manufacturing and composition of thick films ferroelectric for rf tunable device - Google Patents
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Abstract
Description
도 1 - 본 발명에 따른 고주파 가변 소자용 후막 유전체 조성물을 형성하기 위한 기본조성물의 형성과정을 나타내는 공정도.1 is a process chart showing a process of forming a basic composition for forming a thick film dielectric composition for a high frequency variable device according to the present invention.
도 2 - 본 발명에 따른 고주파 가변 소자용 후막 유전체 조성물을 형성시키는 공정도.2-process diagram for forming a thick film dielectric composition for a high frequency variable device according to the present invention.
도 3 - 본 발명의 실시예에 따라 제조된 고주파 가변소자용 후막 유전체조성물에 있어서, Li2CO3의 함량에 따른 가변 유전율의 변화를 나타낸 도.3-In the thick film dielectric composition for a high frequency variable device manufactured according to an embodiment of the present invention, a diagram showing a change in the variable dielectric constant according to the content of Li 2 CO 3 .
도 4 - 본 발명의 실시예에 따라 제조된 고주파 가변소자용 후막 유전체조성물에 있어서, Li2CO3의 함량에 따른 가변율의 변화를 나타낸 도.4-In the thick film dielectric composition for a high frequency variable device manufactured according to an embodiment of the present invention, a diagram showing a change in the variable rate according to the content of Li 2 CO 3 .
도 5 - 본 발명의 실시예에 따라 제조된 고주파 가변소자용 후막 유전체조성물에 있어서, Li2CO3의 함량에 따른 k-factor의 특성을 나타낸 도.5-In the thick film dielectric composition for a high frequency variable device prepared in accordance with an embodiment of the present invention, a diagram showing the characteristics of the k-factor according to the content of Li 2 CO 3 .
도 6 - 본 발명의 실시예에 따라 제조된 고주파 가변소자용 후막 유전체 세라믹스 조성물을 이용하여 ~5 ㎛ IDC(interdigited capacitor) 가변 커패시터를 구현한 시료의 사진을 나타낸 도.FIG. 6 is a photograph showing a sample of a ~ 5 μm interdigited capacitor (IDC) variable capacitor using a thick film dielectric ceramic composition for a high frequency variable device manufactured according to an embodiment of the present invention. FIG.
도 7 - 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 고주파 가변소자용 후막 유전체 세 라믹스 조성물을 이용하여 5~10 ㎛의 IDC 가변 커패시터를 구현한 시료의 사진을 나타낸 도.7 is a photograph showing a sample of an IDC variable capacitor having a thickness of 5 to 10 μm using a thick film dielectric ceramic composition for a high frequency variable device manufactured according to an embodiment of the present invention.
도 8 - 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 고주파 가변소자용 후막 유전체 세라믹스 조성물을 이용하여 10~20 ㎛ IDC 가변 커패시터를 구현한 시료의 사진을 나타낸 도.8 is a view showing a photograph of a sample implementing a 10-20 μm IDC variable capacitor using a thick film dielectric ceramic composition for a high frequency variable device manufactured according to an embodiment of the present invention.
도 9 - 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 고주파 가변소자용 후막 유전체 세라믹스 조성물을 이용하여 ~10의 가변 CPW(co-planer wave guard)를 구현한 사진을 나타낸 도.Figure 9 is a view showing a photograph implementing a variable co-planer wave guard (CPW) of ~ 10 using a thick film dielectric ceramic composition for a high frequency variable device manufactured according to an embodiment of the present invention.
도 10 - 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 고주파 가변소자용 후막 유전체 세라믹스 조성물을 이용하여 10~20의 CPW 가변공진소자를 구현한 사진을 나타낸 도.10 is a view showing a picture of implementing a CPW variable resonance device of 10 to 20 using a thick film dielectric ceramic composition for a high frequency variable device manufactured according to an embodiment of the present invention.
도 11 - 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 고주파 가변소자용 후막 유전체 세라믹스 조성물을 이용하여 "T" 공진기(resonator)를 구현한 사진을 나타낸 도.FIG. 11 is a photograph showing a "T" resonator using a thick film dielectric ceramic composition for a high frequency variable device manufactured according to an embodiment of the present invention. FIG.
도 12 - 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 고주파 가변소자용 후막 유전체 세라믹스 조성물을 이용하여 위상변위(phase shifter) 가변 소자를 구현한 사진을 나타낸 도.12 is a photo showing a phase shifter variable device using a thick film dielectric ceramic composition for a high frequency variable device manufactured according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 고주파 가변 소자용 후막 유전체 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 낮은 온도에서 소결이 가능하면서도 적은 손실, 큰 k-factor, 높은 가변율과 우수한 마이크로파 유전특성을 가지는 고주파 가변소자용 후막 유전체조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a thick film dielectric composition for a high frequency variable device and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a high frequency variable element having a low loss, a large k-factor, a high variable rate, and excellent microwave dielectric properties. A thick film dielectric composition for a device and a method of manufacturing the same.
최근 개인 휴대 통신, 전자기기, 전자제품, DMB와 같은 위성통신의 급속한 발전과 더불어 고주파 집적회로 또는 유전체 공진기의 재료로서 후막 유전체 세라믹스의 수요가 크게 증가하고 있다. Recently, with the rapid development of satellite communication such as personal mobile communication, electronic devices, electronic products, DMB, the demand for thick film dielectric ceramics as a material of high frequency integrated circuit or dielectric resonator has increased greatly.
특히 이들은 한정된 주파수 자원으로 인하여 필요한 대역의 주파수를 선택해야하는데, 그러기 위해서는 주파수 가변 특성 소자를 반듯이 사용하게 된다. 주파수 가변 소자로 사용되는 유전체 세라믹스의 주요 특성으로는 낮은 유전상수(εr)와 높은 가변특성(tunable properties)이 가장 중요하다. In particular, they have to select the frequency of the required band due to the limited frequency resources, in order to use the frequency variable characteristic element. Low dielectric constant (ε r ) and high tunable properties are the most important characteristics of the dielectric ceramics used as the frequency variable element.
지금까지 알려진 대표적인 고주파 유전체 조성은 (Zr,Sn)TiO4계, BaO-TiO2계, (Mg,Ca)TiO3계, Ba-페로브스카이트계로서 Ba(Zn1 /3Ta2 /3)O3, Ba(Mg1 /3Ta2 /3)O3, Ba(Zn1/3Nb2/3)O3 등이다. Typical high-frequency dielectric composition known so far is (Zr, Sn) TiO 4 series, BaO-TiO 2 system, (Mg, Ca) TiO 3 system, a Ba- perovskite teugye Ba (Zn 1/3 Ta 2 /3) O 3, such as a Ba (Mg 1/3 Ta 2 /3)
그러나 이들 조성들은 대부분 1,300 ~ 1,500 ℃의 고온에서 소결 가능하거나, 상 합성이 용이치 않거나, 또는 공진 주파수의 온도안정성이 좋지 못하다. 더욱이 최근 들어 휴대용 정보통신기기의 발달로 적층칩형 고주파 소자(multilayer chip high frequency devices)나 저온 동시소결 세라믹스(low temperature co-firing ceramics : LTCC)에 의한 각종 기판 및 복합칩 모듈(multi-chip module : MCM)의 개발에 따른 저온소결 고성능 고주파용 세라믹스의 연구 및 개발이 이루어 지고 있으나, 이들 중 대부분은 저온 소결시 치밀화가 불충분하거나, 소결체의 첨가에 따른 유전율의 변화, 가변율의 저하 등 고주파 특성의 성능이 매우 크게 저하되는 것이 문제점이 되고 있다. However, most of these compositions are capable of sintering at high temperatures of 1,300 to 1,500 ° C., are not easy to synthesize phases, or have poor temperature stability at resonance frequencies. Furthermore, with the development of portable information and communication devices, various substrates and multi-chip modules have been developed by multilayer chip high frequency devices or low temperature co-firing ceramics (LTCC). The research and development of low-temperature sintered high-performance ceramics for high-frequency sintering have been made according to the development of MCM), but most of them have insufficient densification during low-temperature sintering, or change of dielectric constant and decrease of variable rate due to addition of sintered body The problem is that the performance is greatly reduced.
또한 고주파 전달 손실이 적은 금(Au), 은(Ag)이나 동(Cu) 도체와 동시소결(co-firing)이 가능한 저온 소결용 마이크로파 유전체 세라믹은 드물다. In addition, microwave dielectric ceramics for low temperature sintering that are capable of co-firing with gold (Au), silver (Ag) or copper (Cu) conductors with low high frequency transmission loss are rare.
또한 CVD, PVD, RF-sputtering, PLD 등을 사용해서 제조하는 박막 형태의 유전체를 고주파 가변 소자에 활용하는 연구도 한창 진행중인데 이 경우는 박막을 제조하는 가격이 상당히 비싸고 제조 수율과 생산성이 낮을 뿐 아니라 주변의 다른 소자와 모듈화가 불가능하다는 치명적인 단점이 있다. In addition, research into the use of thin film-type dielectrics manufactured using CVD, PVD, RF-sputtering, and PLD in high frequency variable devices is in full swing. In this case, the manufacturing cost of the thin film is quite expensive, and the production yield and productivity are low. However, there is a fatal disadvantage that it cannot be modularized with other devices around it.
따라서, 본 발명은 상기한 종래기술들의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 낮은 온도에서 소결이 가능하면서도 적은 손실, 큰 k-factor, 높은 가변율과 우수한 마이크로파 유전특성을 가지는 고주파 가변 소자용 후막 유전체 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems of the prior art, and can be sintered at a low temperature, but has a low loss, a large k-factor, a high variable rate and excellent microwave dielectric properties. It is an object to provide a composition and a method for producing the same.
그리고, 낮은 온도에서 소결이 가능하므로 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 이들의 합금 또는 Ag/Pd(5중량% 미만) 합금을 내부전극으로 사용할 수 있는 고주파 가변 소자용 후막 유전체 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 것을 또한 목적으로 한다.In addition, since the sintering can be performed at a low temperature, gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), alloys thereof, or Ag / Pd (less than 5% by weight) alloys can be used as internal electrodes. It is also an object to provide a dielectric composition and a method of making the same.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, (BaYSr1 -Y)TiO3 100 중량부에 대하여 Li2CO3 X 중량부를 혼합한 하기의 화학식 1로 표현되는 고주파 가변 소자용 후막 유전체 세라믹 조성물을, 1000~1350℃ 범위에서 소결 열처리함에 의해 형성되는 고주파 가변 소자용 후막 유전체 조성물을 기술적 요지로 한다. The present invention for achieving the above object, (Ba Y Sr 1 -Y ) TiO 3 Thick film dielectric composition for high frequency variable device, which is formed by sintering and heat-treating the thick film dielectric ceramic composition for high frequency variable device represented by the following Chemical Formula 1 by mixing Li 2 CO 3 X parts by weight with respect to 100 parts by weight in the range of 1000 to 1350 ° C. To be a technical point.
[ 화학식 1 ][Formula 1]
(BaYSr1 -Y)TiO3 + X 중량부 Li2CO3 (Ba Y Sr 1 -Y ) TiO 3 + X parts by weight Li 2 CO 3
상기 화학식1에서, 1≤x≤20 이며 In Formula 1, 1 ≦ x ≦ 20
상기 화학식1에서, 0.01≤Y≤0.99 이다.In Chemical Formula 1, 0.01 ≦ Y ≦ 0.99.
여기서, 상기 (BaYSr1-Y)TiO3 은 원료물질인 BaCO3, SrCO3, TiO3 분말을 혼합하여 형성되고, 상기 (BaYSr1-Y)TiO3 은 혼합된 원료물질을 열처리하여 형성되고, 열처리는 1150~1250℃의 온도에서 행해지며, 상기 고주파 가변 소자용 후막 유전체 조성물에, Au, Ag, Cu, Ag와 Pd의 혼합물(Pd 5중량% 미만)로 구성된 그룹 중 하나 이상을 이용하여 전극을 형성시키는 것이 바람직하다.Here, the (Ba Y Sr 1-Y ) TiO 3 is formed by mixing BaCO 3 , SrCO 3 , TiO 3 powder which is a raw material, and the (Ba Y Sr 1-Y ) TiO 3 is heat-treated the mixed raw material Heat treatment is carried out at a temperature of 1150 ~ 1250 ℃, at least one of the group consisting of a mixture (less than 5% by weight of Pd) of Au, Ag, Cu, Ag and Pd in the thick film dielectric composition for a high frequency variable element It is preferable to form an electrode using a.
그리고 본 발명은, 원료물질인 BaCO3, SrCO3, TiO3 분말을 혼합하고 열처리 한 후, 분쇄시켜 (BaYSr1 -Y)TiO3 을 형성시키는 기본 조성물 형성과정과; 상기 기본 조성물 형성과정에서 형성된 (BaYSr1 -Y)TiO3 에 Li2CO3 분말을 혼합하여 소자용 조성물을 형성시키는 소자용 조성물 형성과정과; 상기 소자용 조성물을 1000~1350℃에서 열처리시키는 소결과정;을 포함하여 형성되는 고주파 가변 소자용 후막 유전체 조성물 제조방법을 기술적 요지로 한다. And the present invention, the base material BaCO 3 , SrCO 3 , TiO 3 powder mixture and heat treatment, and then pulverized to form a (Ba Y Sr 1 -Y ) TiO 3 forming process; Li 2 CO 3 to (Ba Y Sr 1 -Y ) TiO 3 formed during the formation of the basic composition A composition for forming a device for mixing the powder to form a device composition; The sintering process of heat-treating the composition for the device at 1000 ~ 1350 ℃; Technical method for producing a thick film dielectric composition for a high frequency variable device formed, including.
여기서, 기본 조성물인 (BaYSr1-Y)TiO3 는 0.01≤Y≤0.99 범위를 만족하고, 소자용 조성물 형성과정은, (BaYSr1-Y)TiO3 100중량부에 대하여 Li2CO3 분말 1 내지 20 중량부가 첨가되고, 상기 고주파 가변 소자용 후막 유전체 조성물에, Au, Ag, Cu, Ag와 Pd의 혼합물(Pd 5중량% 미만)로 구성된 그룹 중 하나 이상을 이용하여 전극을 형성시키는 것이 바람직하다.Here, (Ba Y Sr 1-Y ) TiO 3 , which is the basic composition, satisfies the range of 0.01 ≦ Y ≦ 0.99, and the composition for forming a device is Li 2 based on 100 parts by weight of (Ba Y Sr 1-Y ) TiO 3. 1 to 20 parts by weight of CO 3 powder is added to the thick film dielectric composition for the high frequency variable element, using one or more of the group consisting of a mixture of Au, Ag, Cu, Ag and Pd (less than 5% by weight of Pd) It is preferable to form.
이에 따라, 낮은 온도에서 소결이 가능하면서도 적은 손실, 큰 k-factor, 높은 가변율과 우수한 마이크로파 유전특성을 가지는 고주파 가변 소자용 후막 유전체 조성물을 형성시킬 수 있고, 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 이들의 합금 또는 Ag/Pd(5중량% 미만) 합금을 내부전극으로 사용하여 후막 적층칩 가변 캐패시터, 후막 적층칩 가변 필터, 적층칩 캐패시터/인덕터 복합소자 및 모듈, 저온소결 기판, 공진기, 위상 변위기, 가변 필터 등으로 이용가능하다는 이점이 있다. As a result, it is possible to form a thick film dielectric composition for a high frequency variable device capable of sintering at a low temperature but having a low loss, a large k-factor, a high variable rate and excellent microwave dielectric properties, and includes gold (Au) and silver (Ag). Thick film multilayer chip variable capacitor, thick film multilayer chip variable filter, multilayer chip capacitor / inductor composite element and module, low temperature sintering using copper (Cu), alloys thereof or Ag / Pd (less than 5 wt%) alloy as internal electrode There is an advantage that it can be used as a substrate, a resonator, a phase shifter, a variable filter, and the like.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 고주파 가변 소자용 후막 유전체 조성물을 형성하기 위한 기본조성물의 형성과정을 나타내는 공정도이고, 도 2는 본 발명에 따른 고주파 가변 소자용 후막 유전체 조성물을 형성시키는 공정도이다. 1 is a process chart showing a process of forming a basic composition for forming a thick film dielectric composition for a high frequency variable device according to the present invention, Figure 2 is a process chart for forming a thick film dielectric composition for a high frequency variable device according to the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명은 하기 화학식 1에 표기는 기본 조성물에 Li2CO3를 첨가하여, 통상의 1350℃도 보다 낮아진 저온소결(1000~1325 ℃)이 가능한 고주파 가변 소자용 후막 유전체 조성물 및 그 제조방법과 이를 응용한 제품에 대하여 간단히 소개한다.As shown, the present invention is represented by the following formula (1) by adding Li 2 CO 3 to the base composition, the low-temperature sintering (1000 ~ 1325 ℃) that is lower than the conventional 1350 ℃ can be thick film dielectric composition for high frequency variable device and It briefly introduces the manufacturing method and the products to which it is applied.
상기 화학식1에서, 1≤x≤20 이며, In Formula 1, 1≤x≤20,
상기 화학식1에서, 0.01≤Y≤0.99 이다.In Chemical Formula 1, 0.01 ≦ Y ≦ 0.99.
여기서, 상기 화학식 1의 조성물은, 바륨(Ba)이 스트론튬(Sr)으로 일부 치환된 구조를 가지고 있으며, 상기 Li2CO3의 부가로 인해 티타늄(Ti)이 리튬(Li)으로 일부 치환된 구조를 가지고 있다. 이와 같이 Ba가 Sr로 일부 치환되고, Ti가 Li로 일부 치환되면 유전율과 가변율이 바람직한 범위 내로 조절된다. Herein, the composition of Formula 1 has a structure in which barium (Ba) is partially substituted with strontium (Sr), and titanium (Ti) is partially substituted with lithium (Li) due to the addition of Li 2 CO 3 . Have As such, when Ba is partially substituted by Sr, and Ti is partially substituted by Li, the dielectric constant and variable rate are adjusted within a preferable range.
본 발명의 고주파 가변 후막 유전체 세라믹스 조성물에서, 상기 Li2CO3의 총 함량은 상기 화학식 1로 표시되는 기본 조성물 100 중량부를 기준으로 하여 X 중량부이다. In the high frequency variable thick film dielectric ceramic composition of the present invention, the total content of Li 2 CO 3 is X parts by weight based on 100 parts by weight of the basic composition represented by Chemical Formula 1.
상기 Li2CO3의 함량이 1 중량부 미만인 경우에는 순수한 (BaYSr1 -Y)TiO3(BST)의 유전특성과의 변화가 거의 없어 비교하기에 바람직하지 못하였다. When the content of Li 2 CO 3 is less than 1 part by weight, there is little change from the dielectric properties of pure (Ba Y Sr 1 -Y ) TiO 3 (BST), which is not preferable for comparison.
Li2CO3의 함량이 20 중량부인 경우 1000 ℃ 미만에서 소결이 가능하며, 낮은 온도의 전극물질을 사용하여 고주파 가변 소자용 후막 유전체 세라믹스 사용 폭을 넓힐 수 있을 뿐만 아니라 가변특성도 좋았다. When the content of Li 2 CO 3 is 20 parts by weight, it is possible to sinter at less than 1000 ° C., and the use of low temperature electrode materials enables the use of thick film dielectric ceramics for high frequency variable devices, as well as variable characteristics.
이하에서는 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 유전체 세라믹 조성물의 제조방법을 설명하기로 한다. Hereinafter, a method of manufacturing the dielectric ceramic composition of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
먼저, 화학식 1 로 표시되는 조성물에 표시된 기본 조성물인 (BaYSr1 -Y)TiO3 를 형성시키는 기본 조성물 형성과정이 진행되는바, 원료물질인 BaCO3, SrCO3, TiO3 분말을 각각 칭량하고 이들 혼합물을 충분하게 혼합한다. First, a process of forming a basic composition for forming (Ba Y Sr 1 -Y ) TiO 3 , which is a basic composition indicated in the composition represented by Formula 1, proceeds, and weighing BaCO 3 , SrCO 3 , and TiO 3 powder, which are raw materials, respectively. And mix these mixtures sufficiently.
이때 혼합 비율은 (BaYSr1 -Y)TiO3 (0.01≤Y≤0.99)의 범위를 갖고 혼합과정에서 볼밀 등과 같은 분쇄 수단을 사용한다. At this time, the mixing ratio is (Ba Y Sr 1 -Y ) TiO 3 (0.01 ≦ Y ≦ 0.99) and use grinding means such as a ball mill in the mixing process.
볼밀을 이용한 1 차 혼합과정은, 상기 혼합물에 에탄올을 부가하고, 혼합 분산성을 개선하기 위하여 지르코니아 또는 알루미나 등 분쇄용 볼을 부가하여 사용한다. 그리고 볼밀 내에서의 혼합시간은 24~48 시간 정도가 바람직하다. In the primary mixing process using a ball mill, ethanol is added to the mixture, and a grinding ball such as zirconia or alumina is added to improve the mixing dispersibility. The mixing time in the ball mill is preferably about 24 to 48 hours.
상기 에탄올의 함량은 상기 BaCO3, SrCO3, TiO2 분말로 이루어진 혼합물의 총중량 100 중량부를 기준으로 하여 200~300 중량부인 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이 볼밀에서의 습식 혼합과정이 끝난 후에는, 이를 건조시킨다. 이때 건조온도는 80~120 ℃이며 100 ℃ 정도가 바람직하며, 건조시간은 12~24 시간이며 24 시간 정도 실시하는 것이 바람직하다. 그런 다음, 건조된 결과물을 1200 ℃에서 2 시간 정도 하소시킨다. The content of the ethanol is preferably 200 to 300 parts by weight based on 100 parts by weight of the total weight of the mixture consisting of BaCO 3 , SrCO 3 , TiO 2 powder. After the wet mixing process in the ball mill as described above, it is dried. At this time, the drying temperature is 80 ~ 120 ℃ and preferably about 100 ℃, the drying time is preferably 12 to 24 hours and about 24 hours. The dried resultant is then calcined at 1200 ° C. for about 2 hours.
상기 과정에 따라 얻어진 하소된 세라믹 조성물에 메탄올을 부가하고, 이를 볼밀 등과 같은 혼합 수단에서 지르코니아 볼을 부가하여 2 차 혼합과정을 거친다. Methanol is added to the calcined ceramic composition obtained according to the above process, followed by secondary mixing by adding zirconia balls in a mixing means such as a ball mill.
여기에서 증류수의 함량은 상기 1 차 혼합 과정과 마찬가지로 세라믹 조성물 총중량 100 중량부를 기준으로 하여 200~300 중량부인 것이 바람직하다. 그리고 상기 볼밀 내에서의 2 차 혼합 시간은 24~48 시간이 바람직하다. 2 차 혼합과정이 완료된 결과물을 80~120 ℃에서 12~24시간 동안 건조하여 고체화 시킨 다음 분쇄시키면 기본조성물인 (BaYSr1 -Y)TiO3 형성이 완료된다. Herein, the content of distilled water is preferably 200 to 300 parts by weight based on 100 parts by weight of the total weight of the ceramic composition as in the first mixing process. And the second mixing time in the ball mill is preferably 24 to 48 hours. The resultant mixture was dried at 80-120 ℃ for 12-24 hours to solidify, and then pulverized. The basic composition (Ba Y Sr 1 -Y ) TiO 3 Formation is complete.
다음은 소자용 조성물을 형성시키는 소자용 조성물 형성과정이 진행되는바, 기본 조성물 형성과정에서 얻어진 결과물에 Li2CO3를 첨가시켜 혼합시킨다. 이 때 혼합비는 (BaYSr1 -Y)TiO3 100 중량부에 대하여 Li2CO3이 1 내지 20 중량부 혼합되는바, 상기 혼합과정은 결과물에 지르코니아나 알루미나 볼을 부가하고, 에탄올을 부가하여 분쇄과정을 실시한다. Next, a process of forming a device composition for forming a device composition is performed. Li 2 CO 3 is added to the resultant obtained in the process of forming a basic composition and mixed. At this time, the mixing ratio is (Ba Y Sr 1 -Y ) TiO 3 1 to 20 parts by weight of Li 2 CO 3 is mixed with respect to 100 parts by weight, and the mixing is performed by adding zirconia or alumina balls to the resultant, and adding ethanol to perform grinding.
볼밀 내에서의 혼합시간은 24~48 시간이며 상술한 바와 같이 볼밀에서의 습식 혼합과정이 끝난 후에는, 이를 다시 건조시킨다. 건조온도는 80~120 ℃이며 100 ℃ 정도가 바람직하며, 총량에 따라 다르지만 250 ~ 500g 기준 건조시간은 12~24 시간이 바람직하다.The mixing time in the ball mill is 24 to 48 hours and as described above, after the wet mixing process in the ball mill is finished, it is dried again. The drying temperature is 80 ~ 120 ℃ and preferably about 100 ℃, depending on the total amount, but the drying time based on 250 ~ 500g is preferably 12 ~ 24 hours.
이어서, 분산제와 결합제 및 가소제를 부가하여 혼합한다. 상기 결과물에 용매를 부가하고, 혼합 분산성을 개선하기 위하여 지르코니아나 알루미나 볼을 부가하여 볼밀을 실시한다. 그리고 상기 부가하는 용매의 함량은 건조과정이 완료된 고형분 100 중량부를 기준으로 하여 40 중량부이다. Next, the dispersant, the binder and the plasticizer are added and mixed. A solvent is added to the resultant, and a ball mill is performed by adding zirconia or alumina balls to improve mixed dispersibility. The amount of the added solvent is 40 parts by weight based on 100 parts by weight of the solid content of the drying process.
상기 부가하는 용매는 에탄올과 메틸에틸케톤을 사용하며, 이때 함량은 용매 100 중량부를 기준으로 에탄올은 65 중량부이며, 메틸에틸케톤은 35 중량부이다.The added solvent is ethanol and methyl ethyl ketone, wherein the content is 65 parts by weight of ethanol and 35 parts by weight of methyl ethyl ketone based on 100 parts by weight of the solvent.
상기 분산제는 응집된 입자들의 반발력을 증가시켜 분산시키는 역할을 하며, 상용화된 분산제를 사용한다. 이의 함량은 건조 과정이 완료된 고형분 100 중량부 를 기준으로 하여 1 중량부이다. The dispersant serves to disperse by increasing the repulsive force of the aggregated particles, it uses a commercially available dispersant. Its content is 1 part by weight based on 100 parts by weight of the solid content of the drying process.
그리고 상기 슬러리의 볼밀 시간은 24~48 시간, 총량에 따라 다르지만 약 24 시간인 것이 생산성을 고려해 바람직하다. And the ball mill time of the slurry is 24 to 48 hours, depending on the total amount is preferably about 24 hours in consideration of productivity.
상기 결합제는 성형시 분말들에 결합력을 주는 역할을 하며, 이의 구체적인 예로는 폴리비닐부틸과 같은 첨가제를 사용한다. 이의 함량은 건조 과정이 완료된 고형분 100 중량부를 기준으로 하여 6 중량부이다. 그리고 상기 슬러리의 볼밀 시간은 12~24 시간, 총량에 따라 다르지만 특히 생산성을 고려해 약 12 시간인 것이 바람직하다. The binder serves to give a bonding force to the powders during molding, and specific examples thereof include additives such as polyvinylbutyl. Its content is 6 parts by weight based on 100 parts by weight of the solid content of the drying process. And the ball mill time of the slurry is 12 to 24 hours, depending on the total amount, but especially about 12 hours in consideration of productivity is preferred.
상기 가소제는 열가소성을 증대시킴으로써 고온에서 성형을 용이하게 하는 역할을 하며, 이의 구체적인 예로는 디부틸푸탈라이트를 사용하며, 이의 함량은 건조 과정이 완료된 고형분 100 중량부를 기준으로 하여 4.2 중량부이다. 그리고 상기 슬러리의 볼밀 시간은 12~24 시간, 총량에 따라 다르지만 특히 생산성을 고려해 특히 약 12 시간인 것이 바람직하다.The plasticizer serves to facilitate molding at a high temperature by increasing the thermoplasticity, and specific examples thereof include dibutylphthalite, and the content thereof is 4.2 parts by weight based on 100 parts by weight of the solid having been dried. And the ball mill time of the slurry is 12 to 24 hours, depending on the total amount, but especially considering the productivity is preferably about 12 hours.
성형물을 형성하기에 적당한 점도로 만들기 위해 슬러리에 남아있는 기포를 제거한다. 기포제거는 교반시키면서 탈포한다. 상기 슬러리의 탈포 시간은 총량과 펌프의 배기량에 의존적이지만 생산성과 용매의 과도한 휘발을 막기 위하여 5~10 분 정도 탈포시켜 슬러리를 만든다. 성형물을 형성하기 위해 SiO2가 코팅된 폴리에틸렌 필름을 이송시킨다. 이때 이송 속도는 건조상태와 닥터 브레이드에 의존적이지만 1~50 ㎝/min인 경우가 제일 적당하다. Bubbles remaining in the slurry are removed to achieve a viscosity suitable for forming the moldings. Bubble removal is performed by defoaming with stirring. The defoaming time of the slurry is dependent on the total amount and the displacement of the pump, but the slurry is degassed for 5 to 10 minutes to prevent productivity and excessive volatilization of the solvent. The SiO 2 coated polyethylene film is transferred to form a molding. In this case, the feeding speed depends on the dry state and the doctor blade, but is most suitable in the case of 1 ~ 50 cm / min.
성형물은 닥터블레이드를 이용하여 두께가 10~150 ㎛(±5%) 정도의 후막을 형성시킨다. The molded article is formed using a doctor blade to form a thick film having a thickness of about 10 to 150 μm (± 5%).
상기 과정에 따라 얻어진 성형물은 소결과 소자의 제작 공정에 적합한 크기로 절단한다. The molding obtained according to the above process is cut into a size suitable for the sintering and manufacturing process of the device.
절단한 성형물은 볼밀 공정 중에 함유된 유기물을 연소시키기 위해 용매가 휘발 될 수 있는 온도와 시간을 맞추어 충분히 탈지한다. 이의 탈지온도와 시간은 200℃ 에서 400℃ 범위가 제일 적당하고 시간은 짧을수록 좋지만 충분히 탈지가 이루어지도록 하는게 좋다. The cut moldings are sufficiently degreased at a temperature and time at which the solvent can be volatilized to burn the organic substances contained in the ball mill process. Its degreasing temperature and time is in the range of 200 ℃ to 400 ℃ is most suitable and the shorter the time is better, but it is better to make the degreasing sufficiently.
상기와 같은 과정을 거쳐 소자용 조성물이 형성되며 이를 열처리하여야 하는바, 탈지하여 순수한 고형분의 원료만으로 형성된 성형물을 1000~1350 ℃에서 소결한다. 여기에서 소결시간은 2~4시간 정도이며, 일반적으로 약 2 시간이 적당하다. The composition for the device is formed through the same process as described above, and the heat treatment is performed to degrease the molded product formed of pure solid raw materials at 1000 to 1350 ° C. Here, the sintering time is about 2 to 4 hours, generally about 2 hours is appropriate.
상기의 소결과정인 열처리 과정을 마치면 고주파 가변소자용 후막 유전체 조성물이 완료된 것이다. 전극형성은 Au, Ag, Cu, Ag와 Pd의 혼합물(Pd 5중량% 미만) 같이 손실이 적고, 전기전도도가 좋고, 대기중에 산화하지 않고 안정한 금속으로 하며, 후막 공정의 특징상 프린팅 방법이나 증착방법으로 한다.After the heat treatment process, the sintering process, the thick film dielectric composition for the high frequency variable device is completed. Electrode formation has a low loss, good electrical conductivity, stable metals without oxidation in the atmosphere, such as Au, Ag, Cu, Ag and Pd mixtures (less than 5 wt% of Pd). It is a way.
상기와 같이 제조된 유전체 세라믹 조성물 시료를 제작하고, DC 바이어스전압을 -100~+100 V 까지 인가하면서 임피던스 분석기나 벡터 네트워크 분석기로 물성을 측정하여 가변 유전 특성과 손실, k-factor를 확인한다.A dielectric ceramic composition sample prepared as described above was prepared, and the variable dielectric properties, loss, and k-factor were checked by measuring physical properties with an impedance analyzer or a vector network analyzer while applying a DC bias voltage of -100 to +100 V.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 보호범위가 이들 실시예 에 의하여 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are only for illustrating the present invention, and the protection scope of the present invention is not limited by these examples.
[실시예] EXAMPLE
BaCO3, SrCO3, TiO2 세라믹 분말(순도 99.9%)을 사용하고 이때 비율은 (BaYSr1-Y)TiO3의 범위이다. BaCO 3 , SrCO 3 , TiO 2 ceramic powder (purity 99.9%) is used, and the ratio is in the range of (Ba Y Sr 1-Y ) TiO 3 .
표 1 과 같은 후막 가변 유전체조성이 되도록 각 분말을 칭량 하고 여기에 에탄올을 부가하여 볼밀을 이용하여 24 시간 동안 습식 혼합하였다. 이어서 상기 혼합물을 100 ℃에서 24 시간 건조시키고, 건조과정을 거친 혼합물을 1200 ℃서 2 시간 동안 하소하였다. Each powder was weighed to form a thick film variable dielectric composition as shown in Table 1, and ethanol was added thereto, followed by wet mixing for 24 hours using a ball mill. The mixture was then dried at 100 ° C. for 24 hours and the dried mixture was calcined at 1200 ° C. for 2 hours.
하소된 세라믹 조성물에 에탄올을 부가하여 볼밀에서 다시 24 시간 습식 분쇄 후 건조하고, Li2CO3를 X 중량부(1≤x≤20) 칭량하여 결과물과 24 시간 동안 혼합 시킨다. Ethanol was added to the calcined ceramic composition, wet milling again in a ball mill for 24 hours, followed by drying, and weighing Li 2 CO 3 by weight (1 ≦ x ≦ 20) to mix with the resultant for 24 hours.
이어서 상기 혼합물을 100 ℃에서 24 시간 건조시키고, 용매를 부가하고, 분산제와 결합재, 가소제를 부가하여 혼합한다. 상기 부가하는 용매의 함량은 건조과정이 완료된 고형분 100 중량부를 기준으로 40 중량부가 추가된다. 상기 부가하는 용매는 에탄올과 메틸에틸케톤을 사용하며, 이의 함량은 용매 100 중량부를 기준으로 에탄올은 65 중량부이며, 메틸에틸케톤은 35 중량부이다. The mixture is then dried at 100 ° C. for 24 hours, a solvent is added, a dispersant, a binder and a plasticizer are added and mixed. The amount of the added solvent is 40 parts by weight based on 100 parts by weight of the solid content of the drying process is completed. The added solvent is ethanol and methyl ethyl ketone, the content of which is 65 parts by weight of ethanol and 35 parts by weight of methyl ethyl ketone based on 100 parts by weight of the solvent.
상기 분산제는 상용화된 분산제를 사용하며, 이의 함량은 건조 과정이 완료된 고형분 100 중량부를 기준으로 하여 1 중량부이고 볼밀 시간은 약 24 시간이다. The dispersant uses a commercially available dispersant, the content of which is 1 part by weight based on 100 parts by weight of the solid content of the drying process and the ball mill time is about 24 hours.
상기 결합재는 폴리비닐부틸을 사용하며, 이의 함량은 건조 과정이 완료된 고형분 100 중량부를 기준으로 하여 6 중량부이고, 볼밀 시간은 약 12 시간이다. The binder is polyvinyl butyl, the content of which is 6 parts by weight based on 100 parts by weight of the solid content of the drying process, the ball mill time is about 12 hours.
상기 가소제는 디부틸푸탈라이트를 사용하며, 이의 함량은 건조 과정이 완료된 고형분 100 중량부를 기준으로 하여 4.2 중량부이고, 볼밀 시간은 약 12 시간이다. The plasticizer uses dibutylphthalite, the content of which is 4.2 parts by weight based on 100 parts by weight of the solid content of the drying process, and the ball mill time is about 12 hours.
성형물을 형성하기에 적당한 점도를 만들기 위해 슬러리에 남아있는 기포를 교반시키면서 탈포 하였고, 탈포 시간은 5~10 분으로 슬러리의 상태에 따라 차이가 날 수 있다. 성형물을 형성하기 위해 SiO2가 코팅된 폴리에틸렌 필름을 이송시켰고, 이의 이송 속도는 1~50 ㎝/min로 한다. Degassing while stirring the bubbles remaining in the slurry to make a suitable viscosity to form the molding, the degassing time is 5 ~ 10 minutes may vary depending on the state of the slurry. The SiO 2 coated polyethylene film was transferred to form a molding, the conveying speed of which is 1-50 cm / min.
그리고 닥터블레이드를 이용하여 두께가 10~150 ㎛ 정도의 성형물을 형성 후 절단한다. And using a doctor blade is cut after forming a molding having a thickness of about 10 ~ 150 ㎛.
성형된 시편은 시편내에 존재하는 유기물의 증발을 위하여 200 ℃~ 400 ℃ 범위에서 모두 6 시간 정도 열처리한 후 적정 소결온도(1000~1325℃)에서 2시간 동안 소결하였다. The molded specimens were heat treated for about 6 hours in the range of 200 ° C. to 400 ° C. for evaporation of organic matter present in the specimens, and then sintered at an appropriate sintering temperature (1000 to 1325 ° C.) for 2 hours.
소결된 후막 가변 유전체 시료는 CPW, IDC, "T"-resonator 형태로 화학적으로 안정한 금(gold)을 사용하여 전극을 처리한다. The sintered thick film variable dielectric sample is treated with electrodes using chemically stable gold in the form of CPW, IDC, and "T" -resonator.
상기와 같이 제조된 유전체 세라믹 조성물 시료를 제작하고, 임피던스 분석기나 벡터 네트워크 분석기를 이용하여 물성을 측정한다. 이때 DC 바이어스전압을 -100~+100 V 까지 가변하여 인가하면서 유전율, 손실, 가변율 등의 고주파 가변 유 전 물성을 측정한다. A dielectric ceramic composition sample prepared as described above is prepared, and physical properties are measured using an impedance analyzer or a vector network analyzer. At this time, while applying the DC bias voltage varies from -100 ~ +100 V to measure the high-frequency variable dielectric properties such as dielectric constant, loss, variable rate.
상기와 같이 제조된 시편의 s-parameter, 정전용량 등을 측정하여 유전율, 가변율 등의 유전적 물성을 측정한다. 임피던스 분석기나 네트워크 분석기를 통해 측정하고, 고주파 가변 소자로 활용하기 위한 최적의 상태를 파악하기 위하여 상전이온도를 측정한다. By measuring the s-parameter, capacitance, etc. of the specimen prepared as described above to measure the dielectric properties, such as dielectric constant, variable rate. Measure through impedance analyzer or network analyzer and measure phase transition temperature to find out the best condition to use as high frequency variable element.
상전이 온도는 항온조를 이용하여 -80~+200℃의 온도범위에서 측정한다. 이 때 유전상수(εr)는 하기 수학식 1을 , 가변율은 하기 수학식 2를, K-factor는 하기 수학식 3을 이용하여 각각 계산하였다.Phase transition temperature is measured in the temperature range of -80 ~ +200 ℃ using a thermostat. At this time, the dielectric constant (ε r ) was calculated by using Equation 1 below, the variable rate by Equation 2 below, and K-factor by
상기 식에서 f 0 는 공진 주파수, D는 샘플의 직경, c는 상수이다.Where f 0 is the resonant frequency, D is the diameter of the sample, and c is a constant.
상기 식에서 εr(0)은 0 바이어스의 비유전율, εr(app)는 특정 바이어스의 비유전율이다.Ε r (0) is the relative dielectric constant of zero bias, ε r (app) is the relative dielectric constant of a specific bias.
상기 식에서 tanδ는 유전손실이다.Where tan δ is the dielectric loss.
상기의 수학식 1, 수학식 2 와 수학식 3을 이용하여 고주파 가변소자용 후막 유전체 세라믹스 조성물의 물성을 측정한 결과를 하기의 표 1 에 나타내었다. Table 1 shows the results of measuring physical properties of the thick film dielectric ceramic composition for a high frequency variable
표 1 에서 시료번호 1~16 은 실시예 1~16 에 대한 물성 측정 결과를 나타낸 것이다. In Table 1, Sample Nos. 1 to 16 show the measurement results of the physical properties of Examples 1 to 16.
상기 표 1에 나타난 실시예로서 (BaYSr1 -Y)TiO3 에서 Y=0.6 으로 선택한바, 그 이유는 아래의 비교예에서의 결과 Y=0.6이 가장 좋은 실시예라는 것을 확인하여 선택한 것이다. As shown in Table 1, Y = 0.6 was selected from (Ba Y Sr 1 -Y ) TiO 3 , and the reason for this was to confirm that the result of the comparative example below is Y = 0.6 is the best embodiment. .
[비교예] [Comparative Example]
Li2CO3를 부가하지 않은 것을 제외하고는, 상기 실시예와 같은 방법으로 고주파 가변소자용 후막 유전체 세라믹스 조성물을 제조한다. Except that Li 2 CO 3 was not added, a thick film dielectric ceramic composition for a high frequency variable device was prepared in the same manner as in the above embodiment.
아래의 표 2 의 조성비와 같이 Y 값을 변화시켜 가면서 상기 실시예1과 동일한 방법으로 하여 각 성분 함량 및 소결온도에서 고주파 가변소자용 후막 유전체 세라믹스 시편을 제조하고 가변 특성을 측정하여 표 2에 표시하였다. In the same manner as in Example 1 while varying the Y value as shown in the composition ratio of Table 2 below, the thick film dielectric ceramic specimens for the high frequency variable device were prepared at each component content and sintering temperature, and the variable characteristics thereof were measured and displayed in Table 2. It was.
표 2에 나타난 바와 같이, (BaYSr1 -Y)TiO3 에서 Y=0.6인 경우 가변 소자용 휴막 가변 유전체의 특성이 가장 좋게 나타났으며 본 발명에서 Y=0.6인 경우를 실시예로 하여 실험한 이유이다. As shown in Table 2, in the case of (Ba Y Sr 1 -Y ) TiO 3 , when Y = 0.6, the characteristic of the vacancy variable dielectric for the variable device was best, and in the present invention, when Y = 0.6, This is the reason for the experiment.
이하 상기 실시예에서의 표 1에 대해 설명하면, 표 1 의 시료번호 *1 은 비교예 9 의 물성 측정 결과이다. Hereinafter, with reference to Table 1 in the above Examples, Sample No. * 1 in Table 1 is the physical property measurement result of Comparative Example 9.
상기 표 1 로부터 알 수 있듯이, 실시예 2~16 에서는 Li의 치환으로 인해 소결온도가 감소하며 세라믹스 조성물의 유전율이 대부분 1600~3500 범위 이내의 값을 나타낸다. As can be seen from Table 1, in Examples 2 to 16, the sintering temperature is decreased due to the substitution of Li, and the dielectric constant of the ceramic composition is mostly in the range of 1600 to 3500.
특히 Li의 치환량이 증가할수록 소결온도가 낮아져 저온소결성이 우수함을 보여줌으로써 본 발명의 효과를 입증해 준다.In particular, as the substitution amount of Li increases, the sintering temperature is lowered to demonstrate the effect of the present invention by showing excellent low-temperature sintering.
결론적으로, 화학식 1 로 표시되는 조성물에 Li를 치환함으로써 낮은 온도에서 소결이 가능하면서도 적은 유전손실과 큰 k-factor 와 높은 가변율 및 조성에 따라 다양한 온도보상 특성의 우수한 고주파 가변소자용 후막 유전체 세라믹스 조성물을 제조할 수 있었다. In conclusion, by substituting Li for the composition represented by Formula 1, it is possible to sinter at low temperature, but has excellent dielectric loss characteristics, large k-factor, high variable rate and composition. The composition could be prepared.
한편, 도 3은 상기 실시예 2~16 에 따른 고주파 가변 후막 유전체 세라믹스 조성물에 있어서 온도변화에 따른 유전율 변화를 나타낸 것이다. 이를 참조하면, Li가 치환된 경우 Li를 치환하지 않은 경우보다 소결온도는 낮아졌으며 유전특성이 저하됨을 알 수 있었다. 특히 Li의 치환량이 x=10인 조성에서는 저온인 1150 ℃에서도 우수한 유전특성을 나타내었다.On the other hand, Figure 3 shows the dielectric constant change with temperature change in the high frequency variable thick film dielectric ceramic composition according to the embodiment 2 to 16. Referring to this, it can be seen that when Li is substituted, the sintering temperature is lower and the dielectric properties are lower than when Li is not substituted. In particular, the Li substitution amount of x = 10 showed excellent dielectric properties even at low temperature of 1150 ° C.
도 4는 상기 실시예 2~16 에 따른 유전체 세라믹 조성물에 있어서, 온도변화에 따른 가변율 변화를 나타낸 것이고, 도 5는 상기 실시예 2~16 에 따른 유전체 세라믹 조성물에 있어서, 온도변화에 따른 k-factor 변화를 나타낸 것이다. FIG. 4 is a view illustrating a change of a variable rate according to temperature change in the dielectric ceramic composition according to Examples 2 to 16, and FIG. 5 is a k according to temperature change in the dielectric ceramic composition according to Examples 2 to 16. -factor shows the change.
이를 참조하면, k-factor 는 유전 손실에 의존적임을 알 수 있었고, Li의 부가량에 따라 가변율과 k-factor를 조절할 수 있다. Referring to this, it can be seen that the k-factor is dependent on the dielectric loss, and the variable rate and k-factor can be adjusted according to the amount of Li added.
이를 통하여 DC Bias 전압을 인가함으로써 유전특성을 조절할 수 있어서 주파수 가변이 가능하므로 이동통신의 가변 주파수 공진 소자로써 이용할 수 있다. Through this, the dielectric characteristics can be adjusted by applying the DC bias voltage, so that the frequency can be changed, and thus it can be used as a variable frequency resonant element of mobile communication.
그리고 상기 실시예 14 방법을 이용한 제조된 가변 소자용 후막 유전체 조성물을 이용하여 가변 공진소자 등을 구현하였다. In addition, a variable resonator device and the like were implemented using the thick film dielectric composition for the variable device manufactured by the method of Example 14.
여기서 각 소자들에 전극을 형성하였으며, 전극은 구리(Cu), 구리와 은을 혼합하거나 구리와 금을 혼합하여 사용가능하다. Herein, electrodes are formed in the devices, and the electrode may be used by mixing copper (Cu), copper and silver, or mixing copper and gold.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 고주파 가변소자용 후막 유전체 세라믹스 조성물을 이용하여 ~5 ㎛ IDC(interdigited capacitor) 가변 커패시터를 구현한 시료의 사진을 나타낸 도이고, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 고주파 가변소자용 후막 유전체 세라믹스 조성물을 이용하여 5~10 ㎛의 IDC 가변 커패시터를 구현한 시료의 사진을 나타낸 도이고, 도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 고주파 가변소자용 후막 유전체 세라믹스 조성물을 이용하여 10~20 ㎛ IDC 가변 커패시터를 구현한 시료의 사진을 나타낸 도이고, 도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 고주파 가변소자용 후막 유전체 세라믹스 조성물을 이용하여 ~10의 가변 CPW(co-planer wave guard)를 구현한 사진을 나타낸 도이고, 도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 고주파 가변소자용 후막 유전체 세라믹스 조성물을 이용하여 10~20의 CPW 가변공진소자를 구현한 사진을 나타낸 도이고, 도 11은 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 고주파 가변소자용 후막 유전체 세라믹스 조성물을 이용하여 "T" 공진기(resonator)를 구현한 사진을 나타낸 도이고, 도 12는 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 고주파 가변소자용 후막 유전체 세라믹스 조성물을 이용하여 위상변위(phase shifter) 가변 소자를 구현한 사진을 나타낸 도이다. 6 is a view showing a photograph of a sample implementing a ~ 5 ㎛ IDC variable capacitor using a thick film dielectric ceramic composition for a high frequency variable device manufactured according to an embodiment of the present invention, Figure 7 is a view of the present invention FIG. 8 is a view showing a photograph of a sample implementing an IDC variable capacitor having a thickness of 5 to 10 μm using a thick film dielectric ceramic composition for a high frequency variable device manufactured according to an embodiment, and FIG. 8 is a high frequency variable manufactured according to an embodiment of the present invention. FIG. 9 illustrates a photograph of a sample implementing a 10 to 20 μm IDC variable capacitor using a thick film dielectric ceramic composition for a device. FIG. 9 illustrates a thick film dielectric ceramic composition for a high frequency variable device manufactured according to an embodiment of the present invention. Figure 10 is a view showing a photograph implementing the variable co-planer wave guard (CPW) of Figure 10, Figure 10 is after the high frequency variable device manufactured according to an embodiment of the present invention FIG. 11 is a diagram illustrating a CPW variable resonator device using a dielectric ceramic composition. FIG. 11 is a “T” resonator using a thick film dielectric ceramic composition for a high frequency variable device manufactured according to an embodiment of the present invention. FIG. 12 is a diagram illustrating a photo embodying a resonator, and FIG. 12 is a diagram illustrating a photo embodying a phase shifter variable device using a thick film dielectric ceramic composition for a high frequency variable device manufactured according to an embodiment of the present invention. to be.
상기 도면들은 유전체 세라믹스에 전극이 형성되어 있으며, 비교적 저온 소결온도인 약 1000℃ 근처에서 소결하여도 소자로서 양호하게 형성되며, 이 온도 근처에서 소결됨에 의해 금속 전극 등이 녹는 현상 등은 전혀 발생하지 않고 양호한 소자가 형성됨을 알 수 있었다. The drawings show that the electrode is formed on the dielectric ceramics, and even when sintered at about 1000 ° C., which is a relatively low temperature sintering temperature, the electrode is well formed. The sintering near this temperature does not cause any melting of the metal electrode. It was found that a good device was formed without.
상기의 구성에 의한 본 발명은, 종래의 유전체 세라믹스 조성물 보다 약 350 ℃ 낮은 소결온도이면서도 높은 유전상수, 높은 고주파 가변율 및 조성에 따라 다양한 온도보상 특성의 우수한 고주파 유전특성의 원료를 구현할 수 있다는 효과가 있다. According to the present invention, the present invention can realize a material having excellent high frequency dielectric properties having various temperature compensation characteristics according to a high dielectric constant, a high frequency variable rate, and a composition at a sintering temperature of about 350 ° C. lower than that of a conventional dielectric ceramic composition. There is.
또한, Ag 이나 Cu 또는 이들의 합금 또는 Ag/Pd(5중량% 미만) 합금을 내부전극으로 사용할 수 있어 각종 고주파용 소자 즉, 후막 적층칩 가변 캐패시터, 후막 적층칩 가변 필터, 적층칩 캐패시터/인덕터 복합소자 및 모듈, 저온소결 기판, 공진기, 위상 변위기, 가변 필터용 유전체 재료로 사용될 수 있다는 효과가 또한 있다. In addition, Ag or Cu or their alloys or Ag / Pd (less than 5% by weight) alloy can be used as the internal electrode, so that various high-frequency devices, that is, thick film stacking chip variable capacitor, thick film stacking chip variable filter, stacking chip capacitor / inductor There is also an effect that it can be used as a dielectric material for composite devices and modules, low temperature sintered substrates, resonators, phase shifters, variable filters.
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
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| KR20230124427A (en) | 2022-02-18 | 2023-08-25 | 한국원자력연구원 | Heat source material for nuclear battery using barium strontium titanate and preparing method thereof |
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