Microwave Dielectric Properties and Multilayer Characteristics of (1-x)BiNbO4-xCaNb2O6 Ceramics

Microwave dielectric properties and multilayer characteristics $(1-x)BiNbO_4-xCaNb_2O_6$ (0${\le}$x${\le}$1.0) ceramics were investigated as a function of $CaNb_2O_6$ content. In the composition range of 0.25${\le}$x${\le}$0.75, the mixture phases of $BiNbO_4$ with stibotantalate structure and $CaNb_2O_6$ with columbite structure were detected and secondary phase or phase transition were not detected. Dielectric constant (K) of $(1-x)BiNbO_4-xCaNb_2O_6$ ceramics was largely dependent on the existing phase and could be estimated by the dielectric mixing rule calculated from maxwell equation. Typically, dielectric constant (K) of 26, quality factor (Qf) of 4300 GHz and Temperature Coefficient of resonant Frequency (TCF) of -18 ppm/${\circ}C$ were obtained for $0.5BiNbO_4-0.5CaNb_2O_6$ specimens with 0.8 wt% $CuV_2O_6$ sintered at 1000${\circ}C$ for 3h. The deviation of X-Y shrinkage and camber value of the multilayers obtained from $0.5BiNbO_4-0.5CaNb_2O_6$ green sheet sintered at 850∼950${\circ}C$ for 20 min. were smaller than those of $BiNbO_4$ multilayers.

(1-x)BiNbO4-xCaNb2O6 세라믹스의 마이크파 유전특성 및 적층체 특성

$(1-x)BiNbO_4-xCaNb_2O_6$ (0${\le}$x${\le}$1.0) 세라믹스의 조성 변화에 따른 마이크로파 유전 특성 및 적층체 특성을 연구하였다.0.25${\le}$x${\le}$0.75의 조성 범위에서 stibotantalate 구조를 갖는 $BiNbO_4$와 columbite 구조를 갖는 $CaNb_2O_6$의 혼합상으로 존재하였으며, 이차상의 형성이나 상전이는 관찰할 수 없었다. $(1-x)BiNbO_4-xCaNb_2O_6$ 세라믹스의 유전상수(K)는 조재상의 유전 특성에 크게 의존하여 Maxwell 관계식으로부터 계산된 유전체 혼합법칙으로 정량화가 가능하였다. $0.5BiNbO_4-0.5CaNb_2O_6$에 $CuV_2O_6$를 0.8 wt% 첨가하여 1000${\circ}C$에서 3시간 소결한 결과, 유전상수 26, 품질계수(Qf) 43000 GHz 및 공진주파수 온도계수(TCF) -18 ppm/${\circ}C$의 마이크로파 유전특성을 얻을 수 있었다. $0.5BiNbO_4-0.5CaNb_2O_6$ 그린쉬트(green sheet)를 850∼900${\circ}C$에서 20분간 소결하여 얻은 적층체의 X-Y 수축율 편차와 캠버 값은 $BiNbO_4$ 적층체 보다 작게 나타났다.