초록
ZnWO₄는 높은 품질계수에 의해 주파수 선택성이 뛰어나지만 다층형태의 고주파 무선부품으로의 응용을 위해서는 높은 소결온도(1100℃), 큰 음의 공진주파수 온도계수(-70ppm/℃), 낮은 유전율(15.5) 등에 대한 보정이 필요하다. 본 연구에서는 ZnWO₄에 TiO₂및 LiF를 첨가하여 ZnWO₄의 저손실특성을 유지하면서 주파수 온도안정성 및 저온소결성을 부여하고자 하였다. 큰 양의 공진주파수 온도계수(＋400ppm/℃) 및 유전율(100)을 갖는 TiO₂의 첨가는 공진주파수 온도계수를 음의 값에서 양의 값으로 변화시켰으며 유전율의 증가를 가져왔다. TiO₂를 20 mol％ 첨가한 경우 공진주파수 온도계수가 0에 가깝고 유전율 19.4에 품질계수 50000㎓의 특성을 얻을 수 있었으나 소결온도는 1100℃로 높은 소결온도를 보였다. ZnWO₄에 TiO₂가 첨가된 혼합체에 LiF의 첨가는 액상형성에 의해 소결온도를 1100℃에서 850℃로 크게 저하시킬 수 있었다. LiF는 첨가는 LiF 자체의 큰 공진주파수 온도계수에 의해 온도계수를 음의 값으로 변화시켰다. 따라서 TiO₂및 LiF의 적당량의 첨가는 온도 안정성을 갖는 저손실 ZnWO₄-TiO₂-LiF 계 LTCC(Low Temperature Confined Ceramics) 소재를 제조할 수 있었다.
ZnWO$_4$shows excellent frequency selectivity due to its high quality factor(Q${\times}$f) at microwave frequencies. However, in order to use ZnWO$_4$as multilayered wireless communication components, its other properties such as sintering temperature(105$0^{\circ}C$). $$\tau$_f$(-70ppm/$^{\circ}C$) and $$\varepsilon$_r$(15.5) should be modified. In present study, TiO$_2$and LiF were used to improve the microwave dielectric and sintering properties of ZnWO$_4$. TiO$_2$ additions to ZnWO$_4$changed $\tau$$_{f}$ from negative to positive value, and also increased $$\varepsilon$_r$, due to its high $$\tau$_f$(＋400ppm$^{\circ}C$) and $$\varepsilon$_r$(100). At 20 mol% TiO$_2$ addition, $$\tau$_f$was controlled to near zero ppm/$^{\circ}C$ with $$\varepsilon$_r$=19.4 and Q${\times}$ f=50000GHz. However, the sintering temperature was 110$0^{\circ}C$. LiF addition to the ZnWO$_4$＋TiO$_2$ mixture greatly reduced the sintering temperature from 110$0^{\circ}C$ to 85$0^{\circ}C$ due to liquid phase formation. Also LiF addition decreased the $$\tau$_f$value due to its high negative $$\tau$_f$ value. Therefore, by controlling the TiO$_2$and LiF amount. temperature stable LTCC(Low Temperature Cofired Ceramics) material with low loss in the ZnWO$_4$-TiO$_2$-LiF system could be fabricated.d.d.