KR100438125B1 - 도전 페이스트, 그의 점도를 제어하는 방법 및 그를이용한 전자 부품 - Google Patents
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Abstract
시간에 따라 변화하지 않는 희망 점도를 갖고, 안정된 점도 특성을 갖는 도전 페이스트 및 도전 페이스트를 사용하여 형성된 전자 부품이 제공되고, 도전 페이스트는 도전 분말, 유기 비히클, 3차 아민 구조(tertiary amine structure)를 가지고 유기 비히클로 용해되는 화합물로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물 및 질소를 함유하나 황을 함유하지 않는 헤테로고리식(heterocyclic)의 구조이며 유기 비히클로 용해되는 화합물을 함유한다.
Description
본 발명은 전자 부품의 전극을 형성하는데 사용되는 도전 페이스트, 도전 페이스트의 점도를 제어하는 방법 및 도전 페이스트를 사용하여 형성된 전극을 포함하는 전자 부품에 관한 것이다.
예를 들어 모놀리식 커패시터(monolithic capacitor) 및 세라믹 다층 기판들과 같은 전자 부품들을 제조하는 단계에 관해서, 전극을 형성하는 방법들 중 한 예는 전극을 생산하기 위해, 세라믹 등으로 이루어진 소자 부분이 도전 성분으로써 Pt, Ag, Ni, Cu, Al, W 등의 분말을 포함하는 도전 페이스트로 도포되어 열처리가 실행된다.
상술한 방법을 사용하여 전자 부품의 전극이 형성되는 경우에, 전자 부품의 소형화 및 고 정밀성을 실현하기 위해서, 도전 페이스트의 일정하고 얇은 도포가 제조 단계들 동안 소자 부분에 인가된다. 이 때문에, 시간에 따라 변하지 않고 그로 인해 안정되는 희망 점도를 가진 도전 페이스트가 사용되어야 한다.
도전 페이스트의 점도를 안정시키는 종래의 방법의 예들은 예를 들어, 일본 무심사 특허 공개 공보 제10-41179호에 기재된 것처럼, 예를 들면 스테아르 산(stearic acid) 및 팔미트 산(palmitic acid)의 재료가 도전 페이스트로 첨가되는 방법을 포함한다. 이러한 방법에 따르면, 도전 페이스트 내의 중축합된 유기 비히클(polycondensated organic vehicle)들이 가수분해되기 때문에, 도전 페이스트의 점도의 증가가 억제될 수 있다고 생각된다.
그러나, 위에서 언급된 종래의 방법에 관해서, 2가지의 문제점이 있다.
(1) 생산된 도전 페이스트의 시간에 대한 점도의 증가가 억제될 수 있더라도, 생산 직후의 점도는 줄어들 수 없고, 그로 인해, 희망 점도들을 가지는 도전 페이스트들이 생산될 수 없다. 그리고,
(2) 사용된 용매들에 따라 도전 페이스트가 아닌 고체 물체가 도전 페이스트에 존재할 수 있다고 생각된다. 이러한 경우에, 위에 언급된 도전 페이스트를 사용하여 형성된 전극들을 포함하는 전자 부품에 관하여, 단락 회로의 결함과 같은 결점이 발생할 수 있고, 그로 인해 산출량이 줄어들 수 있다.
본 발명은 상술한 문제들을 극복하기 위해 만들어졌다. 따라서, 본 발명의 목적은 시간에 따라 변화하지 않는 희망 점도를 가지고, 안정된 점도 특성을 가진 도전 페이스트를 제공하고, 이런 도전 페이스트를 사용하여 형성된 전자 부품을 제공하는 것이다.
생산 직후의 도전 페이스트의 고점도의 원인은 도전 분말의 표면이 도전 분말에 의해 흡수된 물로부터 유래된 하이드록실(hydroxyl) 군들로 덮이고, 하이드록실 군들 및 유기 비히클에서의 수소 원자들이 수소 결합을 하여, 그 사이에 금속들을 가지는 유기 수지들(도전 분말들)의 3차원 망상조직이 형성되기 때문이라는 것이 발견되었다. 시간에 대한 점도의 증가에 대한 원인은 조금 산화된 상태 내의 몇몇 부분들이 금속들의 표면들(도전 분말들)에 존재하고, 산화된 상태의 이러한 부분들이 전자 부족 상태에 있기 때문에, 유기 비히클을 구성하는 유기 수지들에서의 산소의 비공유 전자쌍들이 상술한 부분들과 결합되고, 그로 인해, 그들 사이의 금속들과 유기 수지들의 3차원 망상조직이 점차 형성된다는 것이 또한 발견되었다. 본 발명의 제 1양상에 따르면, 도전 페이스트는 생산 직후의 도전 페이스트의 고점도 및 시간에 따라 점도가 증가하는 문제의 해결이 제공된다. 도전 페이스트는 (a) 도전 분말, (b) 유기 비히클(vehicle) 및 (c) 3차 아민 구조(tertiary amine structure)를 가지고 유기 비히클로 용해될 수 있는 화합물로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물, 및 질소를 함유하나 황을 함유하지 않는 헤테로고리식(heterocyclic)의 구조이며 유기 비히클로 용해될 수 있는 화합물을 포함한다.
본 발명에 따른 도전 페이스트에 대하여, 점도를 제어하기 위해서, 3차 아민 구조를 가지고 유기 비히클로 용해될 수 있는 화합물로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물, 및 질소를 함유하나 황을 함유하지 않는 헤테로고리식의 구조이며 유기 비히클로 용해되는 화합물이 첨가된다. 즉, 생산 직후의 점도가 높을 때, 3차 아민 구조를 가지고 상술한 유기 비히클로 용해되는 화합물이 첨가되고,생산 후 점도가 시간에 따라 증가할 때, 질소를 함유하난 황을 함유하지 않는 헤테로고리식 구조이며 유기 비히클로 용해되는 화합물이 첨가된다. 결과적으로, 도전 페이스트의 점도 특성에 대한 응답으로 희망 점도를 가진 도전 페이스트가 생산될 수 있고, 덧붙여서, 희망 점도가 오래 유지될 수 있다.
본 발명에 따른 도전 페이스트에 관하여, 상술한 도전 분말은 Pt, Ag, Ni, Cu, Al 및 W 로 구성된 재료군으로부터 선택된 적어도 하나의 재료 또는 상술한 재료군으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 함유하는 합금을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 도전 분말의 종류가 특별히 제한되지는 않더라도, Pt, Ag, Ni, Cu, Al 및 W 로 구성된 재료군으로부터 선택된 적어도 하나의 재료 또는 상술한 재료군으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 함유하는 합금을 포함하는 분말을 사용하여, 충분한 전기적 도전율을 가진 전극이 신뢰성 있게 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 도전 페이스트에 관하여, 상술한 유기 비히클은 셀룰로오스(cellulose) 구조를 가지는 화합물들, 셀룰로오스 에스테르(cellulose ester) 구조를 가지는 화합물들 및 셀룰로오스 에테르(cellulose ether) 구조를 가지는 화합물들로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물을 포함하는 것이 바람직하다.
셀룰로오스 구조를 가지는 화합물들, 셀룰로오스 에스테르 구조를 가지는 화합물들 및 셀룰로오스 에테르 구조를 가지는 화합물들로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물을 포함하는 유기 비히클을 사용하여, 도포하는데 요구되는점도는 유기 비히클의 감소되는 함유량에서 확보될 수 있으므로, 도전 페이스트에서의 도전 분말의 함유량은 증가될 수 있다.
본 발명의 제 2양상에 따르면, 본 발명에 따른 도전 페이스트를 사용하여 형성된 전극을 포함하는 전자 부품이 제공된다.
본 발명에 따른 도전 페이스트가 사용될 때, 일정하게 감소된 두께를 가진 전극이 신뢰성 있게 형성될 수 있기 때문에, 고성능 및 고신뢰성을 가지는 소형화된 전자 부품이 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 전자 부품에 관하여, 상술한 전극은 상술한 도전 페이스트를 프린팅(printing)하고 프린트된 도전 패턴(pattern)을 소결하여 형성된다.
봄 발명에 따른 도전 페이스트를 프린팅하고 소결하여 전극이 형성될 때, 일정하게 감소된 두께를 가진 전극은 용이하고 신뢰성 있게 형성될 수 있고, 그로 인해, 고성능과 고신뢰성을 가진 소형화된 전자 부품이 특히 복잡한 제조 단계들이 없이도 생산될 수 있다.
본 발명에 따른 전자 부품에 관하여, 상술한 전극의 주요 부분의 두께는 1mm 이하인 것이 바람직하다.
전극의 두께가 1mm 이하로 줄어들 때, 희망 점도를 가진 도전 페이스트가 사용되어야 하는 것이 특히 요구된다. 이러한 경우에, 본 발명에 따른 도전 페이스트를 사용함으로써, 1mm 이하의 두께로 주요 부분들을 가진 전극이 제공된 전자 부품이 신뢰성 있게 생산될 수 있다.
본 발명에 따른 도전 페이스트를 사용하여 형성된 본 발명에 따른 전자 부품은 모놀리식 세라믹 커패시터(monolithic ceramic capacitor)일 수 있다.
즉, 도전 페이스트로 만들어진 내부 전극을 가진 모놀리식 세라믹 커패시터는 세라믹 그린 시트(ceramic green sheet)에 도전 페이스트를 프린팅하고, 내부 전극용 프린트된 도전 패턴을 가진 복수의 세라믹 그린 시트를 겹겹이 쌓고, 그리고 그들을 소결하여 형성될 수 있다.
모놀리식 세라믹 커패시터는 특히, 소형화 및 대용량의 요구를 만족시키기 위해 내부 전극들의 적층 및 세라믹층들의 수가 증가되어야 하는 전자 부품이다. 그러나, 본 발명에 따른 도전 페이스트를 사용하여 전극이 형성될 때, 대용량과 고신뢰성을 가지며 전극이 감소되어 일정한 두께를 갖는 소형화된 모놀리식 세라믹 커패시터가 생산될 수 있어서, 층의 갈라짐과 같은 결점들이 적층들의 수의 증가에 수반하지 않을 것이다.
본 발명에 따른 제 3양상에 따르면, 도전 분말 및 유기 비히클을 함유하는 도전 페이스트의 점도를 제어하는 방법이 제공된다. 위의 방법은 3차 아민 구조를 가지고 유기 비히클로 용해될 수 있는 화합물로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물을 도전 페이스트에 첨가하는 단계 및 질소를 함유하나 황을 함유하지 않는 헤테로고리식의 구조이며 유기 비히클로 용해된 화합물을 도전 페이스트에 첨가하는 단계를 포함한다.
3차 아민 구조를 가지고 유기 비히클로 용해될 수 있는 화합물은 N,N′,N′-트리스(2-하이드록시에틸)-N-알킬-1,3-디아미노프로판, 트리에틸아민 및 트리메틸아민으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나인 화합물인 것이 바람직하다.
질소를 함유하나 황을 함유하지 않는 헤테로고리식의 구조이며 유기 비히클로 용해될 수 있는 화합물은 벤조트리아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 카르바졸, 인돌 및 1,8-디아자페난트렌으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나인 것이 바람직하다.
도전 분말은 Pt, Ag, Ni, Cu, Al 및 W 로 구성된 재료군으로부터 선택된 적어도 하나의 재료 또는 재료군으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 함유하는 합금을 포함하는 것이 바람직하다.
유기 비히클은 셀룰로오스 구조를 가지는 화합물들, 셀룰로오스 에스테르 구조를 가지는 화합물들 및 셀룰로오스 에테르 구조를 가지는 화합물들로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 수지 화합물을 포함하는 것이 바람직하다.
(본 발명의 바람직한 실시형태들)
본 발명의 응용에서, 도전 페이스트를 구성하는 도전 분말의 종류가 특별히 제한되지는 않을지라도, 일반적으로, 예를 들어, Pt, Ag, Ni, Cu, Al 및 W 로 구성된 재료군으로부터 선택된 적어도 하나의 재료 또는 상술한 재료군으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 함유하는 합금을 함유하는 도전 분말이 알맞다.
더욱이, 산화 도포 등이 이러한 도전 분말들의 표면들에 적용될 수 있고 그리고 다른 첨가제가 첨가될 수 있다. 이러한 도전 분말들의 직경들이 특별히 제한되지 않을지라도, 적층형 전자 부품의 소형화 및 층두께의 감소의 관점에서, 도전분말은 1mm 이하의 입자 직경을 가지는 것이 바람직하고, 0.5mm 이하의 입자 직경을 가지는 것이 더 바람직하다. 일반적으로, 사용되는 도전 분말의 입자 직경이 감소될 때, 도전 페이스트의 점도 제어는 더 어려워지고, 그에 의해, 본 발명의 효용이 증가한다.
본 발명에 사용된 유기 비히클은 유기 수지가 용매로 용해되는 것이다. 본 발명에서 사용되는 유기 수지 및 용매의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 그러나, 도전 페이스트를 사용하여 전자 부품이 제조될 때, 유기 수지가 가열되어 분해되는 경우에, 도포에 요구되는 점도가 감소된 함유량에 제공될 수 있는 것을 확보하는 유기 수지를 사용하는 것이 합당하다. 이 경우에, 셀룰로오스 아세테이트와 같은 셀룰로오스 에스테르, 메틸 셀룰로오스(methyl cellulose) 및 에틸 셀룰로오스(ethyl cellulose)와 같은 셀룰로오스 에테르 및 셀룰로오스 구조를 가진 다른 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 도전 분말과 유기 비히클의 합성 비율(중량부)은 도전율 및 주형력 사이의 균형을 고려하여 20:80에서 80:20인 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 도전 페이스트는 유기 성분이 도전 페이스트로부터 형성된 전극에 실질적으로 남아있지 않은 온도(예를 들어, 500 ~ 1300℃)에서 베이킹(baking)되는 소위 소결형 도전 페이스트에 특별히 적용된다.
본 발명에서, 도전 페이스트의 점도의 제어 및 안정을 위해 첨가되는 재료가 가져야만 하는 화학 구조는 초기 점도(생산 직후의 점도) 및 사용하는 동안의 도전 페이스트의 요구되는 점도 사이의 관계에 따라 변한다.
즉, 몇몇 도전 페이스트들은 생산 직후의 고점도를 갖고, 그로 인해, 추가의처리 없이 그러한 페이스트를 사용하는 것이 어렵고, 어떤 도전 페이스트들은 생산 후에 시간에 따라 증가하는 점도들을 가진다. 생산 직후의 고점도를 갖는 각 도전 페이스트들 및 생산 후에 시간에 다라 증가하는 점도들을 갖는 도전 페이스트들에 첨가되어야 하는 재료들은 아래에서 따로 설명될 것이다.
-- 생산 직후의 점도가 높은 경우의 첨가제에 대하여 --
도전 페이스트의 생산 직후의 고점도의 원인은 전도 분말의 표면이 전도 분말에 의해 흡수된 물에서 유래하는 하이드록실 군들로 덮여 있고, 유기 비히클에서의 유기 수지들의 수소 원자들은 수소 결합을 하고, 그러므로 ,그 사이의 금속들(도전 분말들)을 갖는 유기 수지들의 3차원 망상조직이 형성된다.
그러므로, 유기 수지에 함유된 수소 원자를 받아들이는 구조, 즉, 브렌스테드() 계열 구조를 갖는 재료를 첨가함에 의해, 생산 직후의 도전 페이스트의 점도가 줄어들 수 있도록 그 사이의 금속들(도전 분말들)을 갖는 유기 수지들의 3차원 망상조직이 억제되거나 저지된다. 즉, 위에 언급된 브렌스테드 계열 구조를 갖는 첨가제는 유기 비히클에서의 유기 수지의 수소 원자와의 결합에 의해 도전 분말의 표면에서의 하이드록실 군과 유기 비히클에서의 유기 수지 사이의 위에서 언급된 수소 결합을 억제하기 때문에, 생산 직후의 도전 페이스트의 점도가 감소될 수 있다.
위에 언급된 요구들을 충족시키는 첨가제들의 예들은 강한 염기성 하이드록실 군을 함유하는 구조를 가지는 것과 질소 원자를 함유하는 구조를 가지는 것들을 포함한다. 그러나, 과도하게 강한 염기성은 유기 수지들 등을 분해할 수 있기 때문에 바람직하지 않다.
위에 언급된 관점으로부터, 3차 아민 구조를 가지는 재료는 위에 언급된 유기 비히클에서의 유기 수지를 고려하여 브렌스테드 계열들인 재료들 중에서 요구된다.
3차 아민 구조를 가지는 재료들을 가지고 본 발명에서의 사용에 적합한 재료들의 예들은 예를 들어, 다음의 화학식 1에 의해 나타내는 N,N′,N′-트리스(2-하이드록시에틸)-N-알킬-1,3-디아미노프로판을 함유하고, 트리에틸아민 및 트리메틸아민 등이 이에 덧붙여진다. 앞서 말한 효과들을 충분히 나타내기 위해서, 이러한 첨가제들의 함유량은 도전 분말 및 유기 비히클의 총합의 100중량부에 상대적인 0.05 ~ 10중량부인 것이 바람직하고, 0.1 ~ 3중량부인 것이 더 바람직하다.
(R은 알킬 군을 나타낸다.)
-- 생산 후 시간에 따라 점도가 증가하는 경우의 첨가제에 관하여 --
시간에 따라 점도가 증가하는 원인은 약간 산화된 상태에 있는 몇몇 부분들이 금속들의 표면들(도전 분말들)에 존재하고, 산화된 상태의 이러한 부분들이 전자 부족 상태에 있기 때문에, 유기 비히클을 구성하는 유기 수지들에서의 산소의 비공유 전자쌍들이 상술한 부분들과 결합되고, 그로 인해, 그들 사이의 금속들과 유기 수지들의 3차원 망상조직이 점차 형성된다는 것에 있다.
결과적으로, 도전 분말에서 전자 부족 부분에 전자를 공급하는 구조, 즉, 루이스 계열(Lewis base) 구조를 갖는 재료를 첨가함에 의해, 도전 페이스트의 점도의 시간 변화에 따른 증가가 저지되도록 그 사이의 금속들(도전 분말들)을 가진 유기 수지들의 3차원 망상조직의 점진적인 형성이 억제되거나 저지된다. 즉, 루이스 계열 구조를 갖는 화합물은 전자 부족 상태에서의 위에 언급한 금속에 전자를 공급함에 의해서 유기 비히클이 금속들(도전 페이스트들)과 결합하는 것을 방지하고, 그에 의해, 점도의 시간 변화에 따른 증가를 방지하는 기능을 실행한다.
위에 언급된 요구들을 만족시키는 첨가제의 예들은 강한 염기성 하이드록실 군을 함유하는 구조를 가진 것들 및 질소 원자를 포함하는 구조를 가진 것들을 포함한다. 그러나, 과도하게 강한 염기성을 가진 것들은 유기 수지들을 분해할 수 있기 때문에 바람직하지 않다. 더욱이, 유기 비히클을 구성하는 유기 수지에서 수소와 관해서 브렌스테드 계열들인 재료들은 위에 언급된 기능들로 인해 도전 페이스트의 생산 직후의 점도를 줄이고, 그로 인해, 프린팅과 같은 공정 동안 브러링(blurring)과 같은 결점들을 발생시킬 수 있기 때문에 바람직하지 않다.
결과적으로, 시간에 따라 증가하는 생산 직후의 희망 점도를 가진 도전 페이스트에 관하여, 유기 비히클을 구성하는 함유된 유기 수지에서 수소에 관해서 브렌스테드 계열이 되지 않고 도전 분말에서 전자 부족 부분에 전자를 공급하는 루이스 계열 구조를 갖는 재료가 첨가되야 한다. 위에 언급된 재료처럼, 질소를 함유하는 헤테로고리식 구조를 갖는 화합물이 가장 바람직하다.
본 발명에 대해 바람직하게 사용될 수 있는 질소를 함유한 헤테로고리식 구조를 갖는 화합물의 예들은 예를 들면, 다음의 화학식 2에 의해 나타내는 벤조트리아졸 및 이에 덧붙여서, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 카르바졸, 인돌 및 1,8-디아자페난트렌 등을 포함한다. 상술한 효과들을 충분히 나타내도록 하기 위해, 이러한 첨가제들의 함유량은 도전 분말 및 유기 비히클의 총량의 100중량부의 상대적인 0.05 ~ 10중량부인 것이 바람직하고, 0.1 ~ 3중량부인 것이 더 바람직하다.
도전 페이스트로 첨가된 질소를 함유하는 헤테로고리식 구조를 갖는 화합물은 황 원소를 함유하지 않는 화합물이어야 하고, 도전 페이스트에 대해 사용되는 용매로 용해되는 화합물이어야 한다.
도전 페이스트를 사용함에 의해 형성된 전극을 포함하는 전자 부품에서 첨가된 재료에 황 원소가 함유될 때, 황 원소는 전극으로부터 예를 들면 세라믹과 같은 소자 부분으로 흐르거나 확산되고, 그로 인해, 전자 부품의 특성이 현저히 변한다.
첨가된 재료가 도전 페이스트에 대해 사용되는 용매로 용해되지 않을 때, 도전 분말이 아닌 고체 물질이 도전 페이스트에 존재할 것이다. 결과적으로, 이러한 도전 페이스트를 사용하여 전극들이 형성될 때, 많은 단락 회로 결함들이 발생할 수 있어서, 산출량에서의 감소가 초래된다.
본 발명에 따르는 도전 페이스트를 제조하는 방법(예를 들어, 각 원소의 화합 순서 및 반죽 방법)은 특별히 제한되지 않고, 다양한 방법들이 사용될 수 있다. 그러나, 위에 언급된 첨가제들의 기능들과 효과들에서, 본 발명에 따른 도전 페이스트는 두 종류의 첨가제들을 함유하는 것이 합당하다.
본 발명에 따른 도전 페이스트를 사용하여 전자 부품의 전극을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 그러나, 적층형 전자 부품 등의 소형화 및 층두께의 감소의 관점으로부터, 적당한 방법들의 예들은 도전 페이스트가 고 프린팅 정밀도를 가진 스크린 프린팅 방법에 의해 정확하게 적용될 수 있는 방법을 포함하고, 그로 인해, 유기 비히클은 열에 의해 기화되고 분해되어 전극을 형성한다.
더욱이, 전자 부품의 전극의 두께는 본 발명에 따른 도전 페이스트를 사용하여 1mm 이하로 줄어들 수 있기 때문에, 현저하게 소형화되고 고성능의 전자 부품들이 종래의 전자 부품들과 비교하여 높은 산출로 생산될 수 있다.
< 실시예 >
본 발명의 특징들이 본 발명에 따른 실시예들을 사용하여 상세하게 아래에서 설명될 것이다.
< 실시예 1 >
에틸 셀룰로오스 20중량부가 테르피네올(terpineol) 80중량부에 첨가되었고, 그 결과의 혼합물은 교반기를 가지고 혼합되어, 유기 비히클이 생산된다.
유기 비히클의 50중량부 및 금속 분말로 만들어진 상업적으로 이용가능하고0.1mm의 입자 직경을 가진 도전 분말의 50중량부는 혼합되어 3중 롤러 밀(roller mill)로 일정하게 확산되고, 그로 인해, 주요 페이스트가 생산된다.
위에 설명된 것처럼 생산된 주요 페이스트의 100중량부 및 3차 아민 구조를 가지고 유기 비히클로 용해되는 재료로써 N, N′, N′-트리스(2-하이드록시에틸)-N-알킬-1,3-디아미노프로판의 1중량부가 혼합되고, 그로 인해, 도전 페이스트(시료 1)가 생산된다.
< 실시예 2 >
주요 페이스트는 위에 언급된 실시예 1과 유사한 방식으로 생산된다. 이러한 주요 페이스트의 100중량부 및 질소를 함유하나 황을 함유하지 않는 헤테로고리식의 구조이며 유기 비히클로 용해되는 재료로써 벤조트리아졸의 1중량부가 혼합되고, 그에 따라 도전 페이스트(시료 2)생산된다.
< 비교예 >
주요 페이스트는 위에 언급된 실시예 1과 유사한 방식으로 생산되고, 특별한 첨가제들 또는 다른 처리가 없이 도전 페이스트(시료 3)로써 사용된다.
위에 언급된 시료들(1 ~ 3)에 대하여, 초기 점도 및 25℃의 대기에서 30일 간 둔 후의 점도는 E형 점도계(TOKIMEC INC.에 의해 제조된)를 가지고 25℃ 및 2.5rpm의 조건 하에서 측정된다. 그 결과가 표 1에 도시된다.
표 1에서 명확해지는 것처럼, 비교예(시료 3)의 도전 페이스트에 관하여 30일 동안 둔 후의 점도는 큰 정도로 증가하고, 반면 본 발명에 따른 시료 1 및 시료 2에 대하여 점도의 증가는 심지어 30일 동안 둔 후에도 거의 관찰되지 않는다.
더욱이, 표 1에서 명확해지는 것처럼, 실시예 2(시료 2)의 도전 페이스트에 관하여, 비교예(시료 3)의 도전 페이스트의 초기 점도와 같은 점도는 심지어 30일 동안 둔 후에도 유지되고, 그리고 실시예 1(시료 1)의 도전 페이스트에 관하여, 초기 점도는 비교예(시료 3)의 도전 페이스트의 초기 점도와 비교하여 감소하고, 점도(초기 점도)는 심지어 30일 동안 둔 후에도 유지된다.
상술한 것처럼, 본 발명에 따른 희망 점도를 안정하게 갖는 도전 페이스트를 사용하여, 일정하고 감소된 두께를 갖는 전극들이 신뢰성 있게 형성될 수 있고, 그로 인해, 현저하게 소형화된 고성능 전자 부품들이 종래의 전자 부품들과 비교하여 높은 산출량에서 생산될 수 있다.
본 발명은 위에 언급된 실시형태들과 실시예들로 제한되지 않는다. 도전 분말의 종류와 화합 비율, 유기 비히클의 종류와 화합 비율, 첨가된 첨가제의 종류와 양 및 본 발명에 따른 도전 페이스트를 사용하여 생산된 전자 부품의 종류에 관하여, 다양한 응용들과 변형들이 본 발명의 범위 내에서 가능하다.
상술한 것처럼, 본 발명에 따른 도전 페이스트에 관하여, 점도를 제어하기 위해, 3차 아민 구조를 가지고 유기 비히클로 용해되는 화합물로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물 및 질소를 함유하나 황을 함유하지 않는 헤테로고리식의 구조이며 유기 비히클로 용해되는 화합물이 첨가되고(즉, 생산 직후의 점도가 높을 때, 3차 아민 구조를 가지고 유기 비히클로 용해되는 화합물이 첨가되고, 생산 후에 시간에 따라 점도가 증가할 때, 질소를 함유하나 황을 함유하지 않는 헤테로고리식의 구조이며 유기 비히클로 용해되는 화합물이 첨가되고), 도전 페이스트의 점도 특성의 응답으로 희망 점도를 가진 도전 페이스트가 생산될 수 있고, 이에 덧붙여서, 희망 점도는 오랫동안 유지될 수 있다.
심지어 도전 페이스트의 요구되는 점도가 생산 직후의 점도보다 낮을 때에도, 위에 언급된 적당한 첨가제들을 첨가함에 의해, 초기 점도는 줄어들 수 있고, 이러한 점도는 오랫동안 유지될 수 있다.
본 발명에 따르면, 3차 아민 구조를 가지고 유기 비히클로 용해되는 화합물들로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물을 가짐에 의해, 점도를 안정시키기 위해, 도전 페이스트에서의 도전 분말이 아닌 고체 물질이 발생될 수 없다. 그러므로, 전자 부품의 전극이 본 발명에 따른 도전 페이스트를 사용하여 형성되고, 도전 분말이 아닌 고체 물질들에 기인한 단락 회로 결함의 발생이 방지되고, 그리고 생산의 산출량이 개선될 수 있다.
본 발명에 따르면, 도전 페이스트가 희망 점도를 가지는 것이 가능하기 때문에, 다음의 효과들이 획득된다: (1) 전자 부품의 전극을 형성하는 방법을 선택하는 데의 유연성이 개선될 수 있다; (2) 예를 들면, 스크린 프린팅 방법과 같은 프린팅 기술을 사용하여, 도포의 두께가 1mm 이하로 줄어들 수 있고, 도포의 두께의 변화 및 시간에 대한 두께의 변화는 좋은 품목의 비율을 개선한다; 그리고 (3) 점도가 시간에 따라 적게 변하고 도전 페이스트가 오랜 기간 보전되기 때문에, 도전 페이스트의 생산 배치 크기(batch size)가 증가할 수 있고, 그로 인해 생산 비용이 큰 정도로 감소될 수 있다.
본 발명에 따른 도전 페이스트에 관하여, 도전 분말의 종류가 특별히 제한되지 않더라도, Pt, Ag, Ni, Cu, Al 및 W 로 구성된 재료군으로부터 선택된 적어도 하나의 재료 또는 위에 언급된 재료군으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 함유하는 합금을 함유하는 도전 분말을 사용하여, 충분한 전기 도전율을 갖는 전극이 신뢰성 있게 형성될 수 있다.
셀룰로오스 구조를 가지는 화합물들, 셀룰로오스 에스테르 구조를 가지는 화합물들 및 셀룰로오스 에테르 구조를 가지는 화합물들로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물을 포함하는 유기 비히클을 사용함에 의해, 도포에 요구되는 점도가 감소된 함유량에서의 유기 비히클을 가지고 확보될 수 있기 때문에, 도전 페이스트에서의 도전 분말의 함유량은 증가될 수 있다.
본 발명에 따른 전자 부품이 본 발명에 따른 도전 페이스트를 사용하여 형성되고 일정하게 줄어든 두께를 갖는 전극으로 제공되기 때문에, 고성능 및 고신뢰성을 갖는 소형화된 전자 부품이 제공될 수 있다.
전극이 본 발명에 따른 도전 페이스트를 프린팅하고 가열하여 형성될 때, 일정하게 줄어든 두께를 가진 전극은 용이하고 신뢰성 있게 형성되고, 그러므로, 고성능 및 고신뢰성을 갖는 소형화된 전자 부품이 제조하는데 특히 복잡한 단계들 없이도 생산될 수 있다.
형성된 전극의 두께가 1mm 이하로 줄어들 때, 희망 점도를 갖는 도전 페이스트를 사용하는 것이 특히 요구된다. 그러나, 전극이 본 발명에 따른 도전 페이스트를 사용하여 형성될 때, 1mm 이하의 주요 부분의 두께를 갖는 전극이 제공된 전자 부품은 신뢰성 있게 생산될 수 있다.
모놀리식 세라믹 커패시터는 특히 내부 전극들 및 세라믹층의 적층들의 수가 소형화 및 대용량의 요구를 만족시키도록 증가되어야만 하는 전자 부품이다. 그러나, 전극이 본 발명에 따른 도전 페이스트를 사용하여 형성될 때, 전극이 줄어들고 일정한 두께를 갖는 고용량 및 고신뢰성을 갖는 소형화된 모놀리식 세라믹 커패시터가 생산될 수 있고, 층의 균열과 같은 결함들이 적층들의 수의 증가와 수반하지 않을 것이다.
비록 본 발명이 이의 특별한 실시형태에 관하여 설명되어 왔을지라도, 많은 다른 변화들과 변형들 및 다른 사용들이 본 기술분야에 숙련된 사람들에게는 명확할 것이다. 그러므로, 본 발명은 여기 특정의 설명서에 의해 제한되지 않고 단지 부기된 청구항들에 의하여 제한되는 것이 바람직하다.
Claims (17)
- (a) 도전 분말;(b) 유기 비히클(vehicle); 및(c) 3차 아민 구조(tertiary amine structure)를 가지고 상기 유기 비히클 안으로 용해될 수 있는 화합물로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물, 및 질소를 함유하나 황을 함유하지 않는 헤테로고리식(heterocyclic)의 구조이며 상기 유기 비히클 안으로 용해될 수 있는 화합물; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 도전 페이스트.
- 제 1항에 있어서, 상기 3차 아민 구조를 가지고 유기 비히클로 용해될 수 있는 화합물은 N,N′,N′-트리스(2-하이드록시에틸)-N-알킬-1,3-디아미노프로판(N,N′,N′-tris(2-hydroxyethyl)-N-alkyl-1,3-diaminopropane), 트리에틸아민 (triethylamine) 및 트리메틸아민(trimethylamine)으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물인 것을 특징으로 하는 도전 페이스트.
- 제 1항에 있어서, 상기 질소를 함유하나 황을 함유하지 않는 헤테로고리식의 구조이며 상기 유기 비히클로 용해될 수 있는 화합물은 벤조트리아졸(benzotriazole), 퀴놀린(quinoline), 이소퀴놀린(isoquinoline), 카르바졸(carbazole), 인돌(indole) 및 1,8-디아자페난트렌(1,8-diazaphenanthrene)으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물인 것을 특징으로 하는 도전 페이스트.
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전 분말은 Pt, Ag, Ni, Cu, Al 및 W 로 구성된 재료군으로부터 선택된 적어도 하나의 재료 또는 상기 재료군으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 함유하는 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 도전 페이스트.
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기 비히클은 셀룰로오스(cellulose) 구조를 가지는 화합물들, 셀룰로오스 에스테르(cellulose ester) 구조를 가지는 화합물들 및 셀룰로오스 에테르(cellulose ether) 구조를 가지는 화합물들로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 수지 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 도전 페이스트.
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항을 따르는 도전 페이스트를 사용하여 형성되는 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 부품.
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항을 따르는 도전 페이스트를 프린팅(printing)하여 형성되는 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 부품.
- 제 6항에 있어서, 상기 전극의 주요 부분의 두께는 1mm 이하인 것을 특징으로 하는 전자 부품.
- 제 7항에 있어서, 상기 전극의 주요 부분의 두께는 1mm 이하인 것을 특징으로 하는 전자 부품.
- 제 6항에 있어서, 상기 전자 부품은 모놀리식 세라믹 커패시터(monolithic ceramic capacitor)인 것을 특징으로 하는 전자 부품.
- 제 7항에 있어서, 상기 전자 부품은 모놀리식 세라믹 커패시터인 것을 특징으로 하는 전자 부품.
- 도전 분말 및 유기 비히클을 함유하는 도전 페이스트의 점도를 제어하는 방법에 있어서,3차 아민 구조를 가지고 상기 유기 비히클로 용해될 수 있는 화합물로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물을 상기 도전 페이스트에 첨가하는 단계; 및질소를 함유하나 황을 함유하지 않는 헤테로고리식의 구조이며 상기 유기 비히클로 용해된 화합물을 상기 도전 페이스트에 첨가하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전 페이스트의 점도를 제어하는 방법.
- 제 12항에 있어서, 상기 3차 아민 구조를 가지고 유기 비히클로 용해될 수 있는 화합물은 N,N′,N′-트리스(2-하이드록시에틸)-N-알킬-1,3-디아미노프로판, 트리에틸아민 및 트리메틸아민으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물인 것을 특징으로 하는 도전 페이스트의 점도를 제어하는 방법.
- 제 12항 또는 제 13항에 있어서, 상기 질소를 함유하나 황을 함유하지 않는 헤테로고리식의 구조이며 상기 유기 비히클로 용해될 수 있는 화합물은 벤조트리아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 카르바졸, 인돌 및 1,8-디아자페난트렌으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물인 것을 특징으로 하는 도전 페이스트의 점도를 제어하는 방법.
- 제 12항 또는 제 13항에 있어서, 상기 도전 분말은 Pt, Ag, Ni, Cu, Al 및 W 로 구성된 재료군으로부터 선택된 적어도 하나의 재료 또는 상기 재료군으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 함유하는 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 도전 페이스트의 점도를 제어하는 방법.
- 제 15항에 있어서, 상기 질소를 함유하나 황을 함유하지 않는 헤테로고리식의 구조이며 상기 유기 비히클로 용해될 수 있는 화합물은 벤조트리아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 카르바졸, 인돌 및 1,8-디아자페난트렌으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물인 것을 특징으로 하는 도전 페이스트의 점도를 제어하는 방법.
- 제 16항에 있어서, 상기 유기 비히클은 셀룰로오스 구조를 가지는 화합물들, 셀룰로오스 에스테르 구조를 가지는 화합물들 및 셀룰로오스 에테르 구조를 가지는 화합물들로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 수지 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 도전 페이스트의 점도를 제어하는 방법.
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