저온 소성용 SiO₂-TiO₂-Bi₂O₃-RO계(RO :BaO-CaO-SrO) Glass/ceramic 유전체 재료의 B₂O₃첨가에 따른 Ag 후막과의 동시 소결시 정합성 밀 유전 특성에 관한 연구

A Study on the Co-firing Compatibility with Ag-thick film and Dielectric Characteristics of Low Temperature Sinterable SiO₂-TiO₂-Bi₂O₃-RO system (RO :BaO-CaO-SrO) Glass/Ceramic Dielectric Material with the Addition of B₂O₃

고주파에서 사용하기 위한 SiO₂-TiO₂-Bi₂O₃-RO계(RO:BaO-CaO-SrO)를 주성분으로 하는 결정화 유리와 세라믹 충진재로서 Al₂O₃를 혼합하여 제조한 저온 소성용 Glass/Ceramic 유전체 모재와 Ag-thick film의 동시 소결시 발생할 수 있는 소결 부정합과 그 해소 방안을 연구하였다. 적층된 Glass/Ceramic 유전체 sheet와 Ag-thick film의 동시 소결시에 소결체는 sheet와 film의 densification rate 차 등에 의해 큰 camber 현상과 그로 인해 Ag-film에 crack이 발생하였다. 이를 교정하기 위해 유리 성분과 Al₂O₃성분이 혼합된 유전체 분말에 B₂O₃를 6, 8, 10, 12, 14 vol% 첨가한 결과를 보면 B₂O₃첨가량이 증가함에 따라 소결체의 camber 현상은 점점 크게 줄어들었으며 14 vol% 첨가된 경우에는 거의 관찰되지 않았다. 또한 BaO₃첨가량이 증가함에 따라 유전율(εr)은 점점 감소하였고 Q×f 값은 크게 증가하는 경향을 나타내었으며 τf 값은 양(+)의 값으로 점점 크게 변하였다.

Co-firing incompatibility between the low temperature sinterable Glass/ceramic and Ag-thick film was studied. The dielectric material, which has been developed for microwave frequency applications, consists of SiO₂-TiO₂-Bi₂O₃-Bi₂O₃-RO system(RO:BaO -CaO-SrO) crystallizable glass and Al₂O₃as a ceramic filler. The large camber in the sintered specimen and cracks at the Ag-film under the influence of the camber occurred due to the difference of densification rate between the ceramic sheet and the Ag-film B₂O₃addition to the Glass/ceramic mixture reduced the severe camber. The cambers decreased with increasing the B₂O₃ content, and completely disappeared with 14 vol% B₂O₃addition. With additions of B₂O₃, εr decreased abruptly, Q×f value increased largely and the τf value of the material quickly shifted to positive one.