KR101158532B1 - Dielectric ceramics thick film and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명에서는 유전체 세라믹스 후막 및 그 제조방법이 개시된다. 이를 위한 유전체 세라믹스 후막은 AgNbO3 조성 및 AgTaO3 조성 중에서 선택된 하나 또는 둘의 혼합을 포함한다. 또한, 상기 유전체 세라믹스 후막의 제조방법은 AgNbO3 조성 및 AgTaO3 조성의 각 세라믹 분말을 준비하는 단계와, 상기 두 세라믹 분말들 중에서 선택된 하나의 단독분말 또는 둘의 혼합분말을 에어로졸화하고 이를 소정의 기판상에 분사하여 유전체 세라믹스 후막을 제조하는 단계를 포함한다.Disclosed is a dielectric ceramic thick film and a method of manufacturing the same. The dielectric ceramic thick film for this purpose is composed of AgNbO 3 composition and AgTaO 3 One or a mixture of two selected from the composition. In addition, the method of manufacturing a dielectric ceramic thick film comprises the steps of preparing each ceramic powder of AgNbO 3 composition and AgTaO 3 composition, and aerosolized a single powder or a mixed powder selected from the two ceramic powders and predetermined Spraying onto the substrate to produce a dielectric ceramic thick film.
유전체세라믹스후막, 내장형캐패시터, 에어로졸증착 Dielectric Ceramic Thick Film, Built-in Capacitor, Aerosol Deposition
Description
본 발명은 유전체 세라믹스 후막 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 유전특성과 온도안정성이 향상된 유전체 세라믹스 후막 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dielectric ceramic thick film and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a dielectric ceramic thick film and a method of manufacturing the same having improved dielectric properties and temperature stability.
최근 전자기기의 집적화 및 소형화와 고주파화의 추세에 부응하여 인쇄회로기판에 내장된 형태의 내장형 캐패시터가 활발히 개발되고 있다. 이러한 내장형 캐패시터는 제품의 크기를 획기적으로 감소시켜 소형화가 가능할 뿐만 아니라 능동소자의 입력단자에 근접하여 배치될 수 있어 도선길이가 최소화되어 유도인덕턴스가 저감됨으로써 고주파 노이즈가 크게 감소된다. 특히, 이러한 내장형 캐패시터는 대개 저온소성으로 제조된다.Recently, in response to the trend of integration, miniaturization and high frequency of electronic devices, embedded capacitors of a type embedded in a printed circuit board have been actively developed. Such built-in capacitors can be miniaturized by dramatically reducing the size of the product, and can be disposed close to the input terminal of the active element, thereby minimizing the lead length and reducing the inductance, thereby greatly reducing the high frequency noise. In particular, such built-in capacitors are usually manufactured at low temperature firing.
현재까지 개발되어온 내장형 캐패시터 소재는 크게 3가지로 나뉘는데, 즉 저유전율(유전율이 10 이상) 및 중유전율(유전율이 10 이상 40 이하)의 고주파 대응 소재와, 고유전율(유전율이 40 이상)의 디커플링(decoupling)용 캐패시터 소재 및 바이패스(bypass) 캐패시터 소재가 있다. 이 중에서 고유전율 소재의 대표적인 조 성으로는 BaTiO3가 있다. 그러나, 이 조성의 유전율은 벌크로서 1250℃ 이상의 고온소성으로 제조된 경우는 통상 2000 이상에 달하는 반면에, 박막공정에 의해 제조된 경우는 300~400 (@1KHz)에 불과하고, 특히 저온(300℃)이나 상온(일반적으로 25℃)에서 성막한 경우에는 유전율이 50~200 내외로 더 떨어진다. 일 예로서, PCB용 내장형 커패시터 재료인 통상 150℃ 내외의 열처리 온도를 갖는 BaTiO3＋에폭시수지 복합체의 경우, 그 유전율은 단지 40~50에 불과하다. 이렇게 소재의 유전율이 낮으면, 제조된 내장형 캐패시터 소자의 겉보기 유전율이 낮아져 상대적으로 보다 넓은 캐패시터의 설계면적이 요구되므로, 결국 회로집적화가 용이하지 않게 된다.The built-in capacitor materials that have been developed so far are largely divided into three types: high-frequency materials with low dielectric constant (
이에 따라, 최근 에어로졸 증착에 의한 상온증착방법이 개발되었으며, 이 방법에 의해 상기 조성을 상온증착하는 경우에는 비교적 향상된 유전율(65~300)을 나타낸다. 하지만, 이 방법은 동시에 유전손실 및 정전용량의 온도계수(TCC: tepmerature coefficient of capacitance)를 ±15△℃(@ -55℃~+125℃) 내외로 증가시켜 내장형 캐패시터로서 구현시 회로안정성이 떨어진다는 문제가 있다. 따라서, 내장 수동소자회로의 집적도를 더욱 배가시키면서도 동시에 온도안정성을 개선할 수 있는 소재 및 공정기술의 개발이 필요하다.Accordingly, recently, the room temperature evaporation method by aerosol deposition has been developed, and when the composition is room temperature evaporated by this method, it exhibits a relatively improved dielectric constant (65 to 300). However, this method simultaneously increases the dielectric loss and the tepmerature coefficient of capacitance (TCC) to within ± 15 △ ° C (@ -55 ° C to + 125 ° C), resulting in poor circuit stability when implemented as an embedded capacitor. Has a problem. Therefore, there is a need to develop materials and process technologies that can further improve the temperature stability while at the same time increasing the degree of integration of embedded passive element circuits.
이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 유전특성과 온도안정성이 향상된 유전체 세라믹스 후막 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.Accordingly, the present invention was devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a dielectric ceramic thick film and a method of manufacturing the same having improved dielectric properties and temperature stability.
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이와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 유전체 세라믹스 후막의 제조방법은 조성식 Ag(Ta, Nb)O3의 유전체 세라믹스 후막을 형성하는 방법에 있어서, AgNbO3 조성의 제1세라믹분말 및 AgTaO3 조성의 제2세라믹분말을 각각 준비하고 상기 준비된 제1세라믹분말 및 제2세라믹분말을 혼합하여 혼합분말을 준비하는 단계와, 상기 혼합분말을 에어로졸화하고 이 에어로졸을 소정의 기판상에 이송가스로 분사함으로써 충격에 의해 고화시켜 상기 조성식의 유전체 세라믹스 후막을 형성하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 제1세라믹분말 및 제2세라믹분말의 혼합 비율을 조절하여 상기 유전체 세라믹스 후막의 유전손실 및 정전용량 중의 하나 이상의 온도계수(TCC)를 조정할 수 있다. 이때, 상기 형성된 유전체 세라믹스 후막은 25℃ 내지 300℃의 범위로 열처리될 수 있다. 또한, 상기 준비된 제1세라믹분말 및 제2세라믹분말은 상기 혼합 이전에 대기 또는 산소 분위기에서 열처리될 수 있다. 또한, 상기 이송가스는 헬륨 및 산소를 포함할 수 있고, 상기 이송가스의 총량은 3000sccm 내지 4000scm으로 될 수 있다.In order to achieve the above object, the method of manufacturing a dielectric ceramic thick film according to the present invention is a method of forming a dielectric ceramic thick film of the composition Ag (Ta, Nb) O 3 , the first ceramic powder and AgTaO 3 of AgNbO 3 composition Preparing a second ceramic powder having a composition and mixing the prepared first ceramic powder and the second ceramic powder, and aerosolizing the mixed powder and transferring the aerosol to a predetermined substrate on a predetermined substrate. And solidifying by impact by spraying to form a dielectric ceramic thick film of the composition formula, and controlling the mixing ratio of the first ceramic powder and the second ceramic powder to control the dielectric loss and capacitance of the dielectric ceramic thick film. One or more temperature coefficients (TCC) can be adjusted. In this case, the formed dielectric ceramic thick film may be heat-treated in the range of 25 ℃ to 300 ℃. In addition, the prepared first ceramic powder and the second ceramic powder may be heat-treated in an air or oxygen atmosphere prior to the mixing. In addition, the transport gas may include helium and oxygen, the total amount of the transport gas may be 3000sccm to 4000scm.
본 발명에 의하면, AgNbO3 조성 및 AgTaO3 조성 중에서 선택된 하나 또는 둘의 혼합을 포함하는 유전체 세라믹스 후막을 에어로졸 증착에 의해 상온증착함으로써 그 유전율 및 유전손실 특성은 종래 BaTiO3 후막에 동등하거나 그 이상으로 향상되며, 특히 이에 비해 크게 안정된 온도특성을 나타낸다. 또한, 상기 상온의 에어로졸 증착은 혼합분말간의 상간 확산의 염려가 없어 다양한 값의 온도계수기울기의 조정이 가능하다.According to the present invention, the AgNbO 3 composition and AgTaO 3 By dielectrically depositing a dielectric ceramic thick film containing one or a mixture selected from the composition at room temperature by aerosol deposition, its dielectric constant and dielectric loss characteristics are improved to be equivalent to or higher than those of conventional BaTiO 3 thick films, and in particular, it is possible to obtain a significantly stable temperature characteristic. Indicates. In addition, the aerosol deposition at room temperature is possible to adjust the temperature gradient of various values because there is no fear of phase diffusion between the mixed powder.
이에, 본 발명은 AgNbO3상 및 AgTaO3상의 각 조성을 혼합하거나 또는 이 2개상 중의 어느 하나의 조성을 선택함으로써 고유전율을 가지면서도 유전손실 및 정전용량의 온도계수(TCC)를 의도적으로 조절가능한 유전체 세라믹스 후막을 제조할 수 있다는 것을 발견하였다. 또한, 상기 AgNbO3상은 양(+)의 온도계수를 가지며 상기 AgTaO3상은 음(-)의 온도계수를 가지므로, 상기 두 상의 혼합비율을 조절하면, 제조되는 유전체 세라믹스 후막의 온도계수를 사용자의 의도에 맞게 조절할 수 있다.Accordingly, the present invention provides a dielectric ceramics that have a high dielectric constant and intentionally control the temperature coefficient (TCC) of dielectric loss and capacitance by mixing the respective compositions of AgNbO 3 phase and AgTaO 3 phase or selecting one of the two phases. It has been found that thick films can be prepared. In addition, since the AgNbO 3 phase has a positive (+) temperature coefficient and the AgTaO 3 phase has a negative (-) temperature coefficient, by adjusting the mixing ratio of the two phases, the temperature coefficient of the dielectric ceramic thick film produced by the user You can adjust it according to your intention.
이에 따라, 본 발명에 의한 유전체 세라믹스 조성은 하기 식 1로 표현될 수 있다:Accordingly, the dielectric ceramic composition according to the present invention can be represented by the following Equation 1:
(1-x)AgNbO3 ＋ x(AgTaO3) 식 1(1-x) AgNbO 3 + x (AgTaO 3 ) Formula 1
이때, 0≤x≤1이다.At this time, 0 ≦ x ≦ 1.
또한 본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 유전체 세라믹스 조성은 에어로졸 증착에 의해 상온증착되어 형성됨으로써 그다지 열화되지 않은 유전율을 갖는 후막으로 제조될 수 있다. 전술하였듯이, 저온 또는 상온에서 성막하는 경우, 유전율이 급격히 열화되어 내장 수동소자의 고집적화가 어려워진다. 그러나, 에어로졸 증착에 의해 상온증착하는 경우에는 이러한 유전율의 열화가 어느 정도 방지된다. 도 1a는 이러한 에어로졸 증착방법의 개념을 설명하며, 도 1b는 에어로졸 상온증착장치의 개략 구조도이다.In addition, in one embodiment of the present invention, the dielectric ceramic composition is formed by deposition at room temperature by aerosol deposition may be prepared as a thick film having a dielectric constant that is not degraded. As described above, when the film is formed at a low temperature or room temperature, the dielectric constant deteriorates rapidly, making it difficult to integrate the built-in passive device. However, in the case of room temperature deposition by aerosol deposition, such deterioration of the dielectric constant is prevented to some extent. Figure 1a illustrates the concept of such an aerosol deposition method, Figure 1b is a schematic structural diagram of an aerosol room temperature deposition apparatus.
먼저, 도 1a를 참조하여 에어로졸 증착을 간단히 설명하면, 에어로졸 상태의 제1세라믹분말(2)과 제2세라믹분말(3)의 혼합분말을 노즐(1)을 통하여 기판(4)을 향해 고속 분사하면, 상기 혼합분말이 지닌 운동 에너지가 기판(4)에 충격량으로 전달된다. 이때, 상기 혼합분말의 충격으로 인하여 이 분말들의 입자 미세화가 발생하며, 이러한 일련의 과정들의 지속적인 반복을 통하여 후막 형태의 코팅층(5)이 성장된다. 이렇게 형성된 코팅층(5)은 제1,2세라믹 분말(2, 3)이 원료분말로서 갖는 결정립의 크기만 감소하는 것이므로, 그 결정성을 유지하고 있어 추가적인 소결과정을 거치지 않아도 의도하는 고밀도의 유전체 세라믹스 후막을 얻게 된다. 또한, 상기 혼합된 분말들의 응력이 감소함으로써 세라믹 재료의 고유한 단점이었던 취성 문제가 원천적으로 해결된다. 또한, 상기와 같이 제1,2세라믹분말(2, 3)의 혼합분말이 아닌 단독의 분말을 에어로졸 증착하는 경우에는 단독의 분말만을 에어로졸 증착하거나 아니면 상기 단독의 분말과 폴리머 분말을 혼합한 혼합분말로써 에어로졸 증착할 수도 있다. 이 경우, 상기 폴리머 분말로는 PI, PMMA, PTFE, PPE, BCB 및 LCP계 폴리머 중의 하나 이상으로 될 수 있고, 특히 유전특성이 양호한 것이 바람직하다.First, aerosol deposition will be briefly described with reference to FIG. 1A. A high-speed injection of a mixed powder of the first
또한, 도 1b의 증착장치를 이용한 에어로졸 증착을 간단히 설명한다. 먼저 상기 혼합분말 또는 단독분말을 에어로졸 챔버(16) 내에 장입하고, 타겟 기판(14)을 증착챔버(12) 내에 장입한다. 이때, 상기 에어로졸 챔버(16)에는 진동기(17)에 의해 기계적인 상하진동이 인가되며, 산소(H2)나 헬륨(He) 가스로 되는 이송가스(15)를 상기 에어로졸 챔버(16) 내로 입사되어 상기 혼합분말의 에어로졸화가 발생한다. 또한, 상기 이송가스(15)는 상기 산소(H2), 질소(N2) 이외에도, 압축공기나, 헬륨(He) 및 아르곤(Ar) 등의 비활성 가스 또는 이들의 혼합물로도 될 수 있다. 그러면, 에어로졸 챔버(16)와 증착챔버(12) 간의 압력차에 의하여 이송가스(15)와 함께 상기 혼합분말이 증착챔버(12) 내로 흡입되고, 노즐(13)을 통하여 타겟 기판(14)을 향해 고속으로 분사된다. 이로써, 상기 분사에 의해 후막이 증착되어 성장하며, 상기 증착되는 후막의 면적은 노즐(13)을 좌우로 이동시키면서 원하는 크기로 제어가 가능하며 그 두께는 증착시간, 즉 분사시간에 비례하여 결정될 수 있다. 또한, 증착챔버(12) 내에 흡입된 과다한 이송가스(15)는 펌프(18)에 의해 배기될 수 있다.In addition, aerosol deposition using the deposition apparatus of FIG. 1B will be briefly described. First, the mixed powder or single powder is charged into the
특히, 상기 에어로졸 상온 증착은 제1세라믹분말(2)과 제2세라믹분말(3) 간의 상간확산이 방지되므로, 상술한 바와 같이 각각 양(+) 또는 음(-)의 온도계수를 갖는 제1세라믹분말(2)과 제2세라믹분말(3)을 혼합하여 증착할 경우, 얼마든지 다양한 온도계수 기울기의 조정이 가능해진다. In particular, since the aerosol room temperature deposition prevents phase diffusion between the first
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면을 참조하며 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 하술하는 실시예들은 본 발명의 전반적인 이해를 돕기 위하여 제공되는 것이며, 본 발명은 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. However, the embodiments described below are provided to help the overall understanding of the present invention, and the present invention is not limited only to the following examples.
각 분말의 제조Preparation of each powder
먼저, 원료 분말로서 2N(＞99%) 내지는 3N(＞99.9%) 순도의 0.5~1㎛ 크기의 입도를 갖는 산화은(Ag2O)과 산화니오븀(Nb2O5)및 산화탄탈륨(Ta2O5) 각 분말을 각각 1:1 몰비로 칭량하여 화학식 AgNbO3 및 AgTaO3를 각각 만족시키고, 이 칭량된 분말들을 각각 지르코니아 볼과 에탄올을 용매로 한 습식 볼밀링에 의해 12시간 혼합한다. First, silver oxide (Ag 2 O), niobium oxide (Nb 2 O 5 ), and tantalum oxide (Ta 2 ) having a particle size of 0.5-1 μm of purity of 2N (> 99%) to 3N (> 99.9%) purity as raw material powders. O 5 ) Each powder is weighed in a 1: 1 molar ratio to satisfy the formulas AgNbO 3 and AgTaO 3 , respectively, and the weighed powders are mixed for 12 hours by wet ball milling using zirconia ball and ethanol, respectively.
그리고, 상기 혼합된 각 슬러리는 80℃정도의 오븐에서 건조하고 분쇄 및 체거름(seiving)한 후, 내부 잔존하는 수분 및 오염물을 제거하기 위해 전기로 내에서 700~1,000℃, 바람직하게는 850℃에서 2시간 동안 대기 또는 산소(O2) 분위기에서 열처리한다. 그리고, 두 시료를 채취한 후, 이의 X-ray 분석(XRD: X-ray diffraction)을 통해 순수한 AgNbO3상 및 AgTaO3상의 형성을 확인한다. Each of the mixed slurry is dried in an oven at about 80 ° C., pulverized and sieved, and then removed from the electric furnace in order to remove residual water and contaminants from 700 to 1,000 ° C., preferably 850 ° C. Heat treatment at atmospheric or oxygen (O 2 ) atmosphere for 2 hours at. After taking two samples, the formation of pure AgNbO 3 phase and AgTaO 3 phase is confirmed through X-ray diffraction (XRD).
이때, 상기 합성시 전기로 내는 대기분위기 또는 산소분위기(바람직하게는 2리터/분)로 함이 바람직하다. 왜냐면, 산소공급이 부족할 경우에는 산화은(Ag2O)의 환원에 의해 은(Ag)으로의 메탈화(metallization)가 진행되어 단일상의 합성분말을 얻기 어려우며, 또한 금속 은(Ag) 분말에 의해 최종 소결체 내지는 커패시터 소자 성형체의 절연저항이 낮아지거나 반도성(semiconductive)을 나타내 커패시터 소재로서는 부적합하게 되기 때문이다.At this time, it is preferable to use an air atmosphere or an oxygen atmosphere (preferably 2 liters / minute) which is discharged by the electric furnace. If the oxygen supply is insufficient, metallization to silver (Ag) proceeds by reduction of silver oxide (Ag 2 O), so that it is difficult to obtain a synthetic powder of a single phase, and also by the metal silver (Ag) powder This is because the insulation resistance of the sintered body or the capacitor element molded body is low or semiconductive, which is unsuitable as a capacitor material.
유전체 세라믹스 Dielectric ceramics 후막의Thick 제조 Produce
상기 각 합성한 분말은 다시 에탄올 용매 및 지르코니아 볼을 사용한 볼밀로 24시간 습식분쇄하고 체거름한 후, 이번에는 300~400℃의 고온 오븐에서 6~12시간 보관하여 분말을 완전히 건조함으로써 에어로졸 증착시 분말의 응집을 방지한다. The synthesized powder was wet pulverized and sieved with a ball mill using an ethanol solvent and a zirconia ball for 24 hours, and then, this time, stored in a high temperature oven at 300 to 400 ° C. for 6 to 12 hours to completely dry the powder, thereby aerosol deposition. Prevents agglomeration of the powder.
그리고, 하부 전극으로서 백금(Pt)이 도포된 실리콘 기판을 사용하여, 상기 식 1의 조성식에 따라 이 기판상에 AgNbO3 및 AgTaO3분말을 고속 분사하여 후막을 증착한다. 이때, 본 발명에서는 상기 기판으로서 실리콘 기판 외에도 세라믹 기판, 반도체 기판, 금속기판뿐만 아니라 PCB 등 유기계 및 [세라믹+폴리머] 복합계 기판 등을 사용가능하다. Using a silicon substrate coated with platinum (Pt) as a lower electrode, AgNbO 3 and AgTaO 3 powders are sprayed on the substrate at high speed according to the composition formula of Equation 1 to deposit a thick film. At this time, in the present invention, as the substrate, in addition to the silicon substrate, not only a ceramic substrate, a semiconductor substrate, a metal substrate, but also an organic and [ceramic + polymer] composite substrate such as a PCB can be used.
먼저, AgNbO3 및 AgTaO3 분말을 증착기(10)의 에어로졸 챔버(16)에 장입하고 헬륨(He) 및 산소(O2)의 압축혼합기체를 이송가스로 하여 분사노즐(13)로 공급한다. 이때, 상기 이송가스로는 일 실시예로서 헬륨 : 산소 = 2000~4000 : 0~2000 sccm으로 공급하며, 바람직하게는 헬륨 : 산소 = 2500~3500 : 500~1500 sccm이 균일하고 치밀한 후막형성을 제공한다. 그리고, 상기 두 혼합가스의 총량은 3000~4000sccm이 바람직하다. 즉, 만일 혼합가스의 양이 부족할 경우는 치밀한 막의 형성이 어렵고, 과다할 경우는 증착보다는 오히려 기판의 에칭 내지는 성형막의 내부 스트레스 과다로 인해 증착 중 또는 증착 후 성형막의 균열 및 박리 현상을 초래하게 된다. First, AgNbO 3 and AgTaO 3 powders are charged into the
도 2는 본 발명의 일 실시예에서 AgNbO3 : AgTaO3를 1:1로 한 조성 후막의 X-ray 분석결과 그래프이고, 도 3은 도 2의 실시예에서 상기 후막의 주파수 변화에 따른 유전율(dielectric constant:εr)의 그래프이고, 도 4는 도 2의 실시예에서 상기 후막의 주파수 변화에 따른 유전손실(dielectric loss: tanδ)의 그래프이다. 도 2 및 3을 참조하면, 주파수 변화에 따라 유전손실이 0.3 이하로 유지되면서도 유전율은 최대 600으로 우수한 유전특성을 보임을 알 수 있다. 특히, 이렇게 우수한 유전율특성은 내장형 캐패시터로서 응용시 보다 작은 캐패시터 설계면적을 가능하게 하므로, 회로 집적화의 구현이 용이해진다. 2 is an X-ray analysis graph of a composition thick film having AgNbO 3 : AgTaO 3 1: 1 in an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a dielectric constant according to the frequency change of the thick film in the embodiment of FIG. 2. 4 is a graph of dielectric constant (ε r ), and FIG. 4 is a graph of dielectric loss (tanδ) according to the frequency change of the thick film in the embodiment of FIG. 2. Referring to FIGS. 2 and 3, it can be seen that the dielectric constant is excellent at a maximum of 600 while maintaining the dielectric loss below 0.3 according to the frequency change. In particular, this excellent permittivity permits a smaller capacitor design area for applications as embedded capacitors, thereby facilitating circuit integration.
또한, 도 5는 도 2의 실시예에서 상기 후막의 온도변화에 따른 정전용량(capacitance)의 그래프이다. 도 5를 참조하면, 온도변화에 대해 3200ppm/℃ 또는 0.32%℃의 매우 우수한 온도안정성을 보이며, 이는 의도대로 양(+)의 온도계수를 갖는 AgNbO3상 조성과 음(-)의 온도계수를 갖는 AgTaO3상 조성이 적절히 혼합됨으로써 양호한 온도계수가 얻어짐을 의미한다. 상술한 유전율 및 유전손실 특성은 종래 BaTiO3 후막에 동등하거나 그 이상의 우수한 특성이며, 또한 무엇보다도 BaTiO3 후막에 비해 크게 안정된 온도특성을 나타내는 것이다. 5 is a graph of capacitance according to temperature change of the thick film in the embodiment of FIG. 2. Referring to FIG. 5, it shows a very good temperature stability of 3200 ppm / ° C. or 0.32% ° C. with respect to the temperature change, which shows the AgNbO 3 phase composition having a positive temperature coefficient and a negative temperature coefficient as intended. AgTaO 3 the composition is appropriately mixed by being obtained not good thermometer having means luggage. The dielectric constant and dielectric loss characteristics described above are equivalent to or better than those of conventional BaTiO 3 thick films, and above all, they exhibit significantly more stable temperature characteristics than BaTiO 3 thick films.
후열처리Post heat treatment
또한, 본 발명에서는 상술한 바와 같이 증착한 후막을 상온~약 300℃로 후열처리(post annealing)함으로써 상기 후막의 유전율 및 유전손실을 더욱 향상시킬 수 있다. 일 실시예로서, AgNbO3 후막의 경우, 증착 직후에는 유전율(εr)이 127(@1KHz)과 유전손실 0.32를 나타내었으나, 300℃에서 4시간 열처리한 후에는 유전율이 145(@1KHz), 유전손실이 0.17 이하로 개선된다.In addition, in the present invention, by post annealing the thick film deposited as described above at room temperature to about 300 ° C., the dielectric constant and dielectric loss of the thick film can be further improved. As an example, in the case of the AgNbO 3 thick film, the dielectric constant (ε r ) was 127 (@ 1 KHz) and dielectric loss 0.32 immediately after deposition, but the dielectric constant was 145 (@ 1 KHz) after heat treatment at 300 ° C. for 4 hours. Dielectric loss improves below 0.17.
상술한 본 발명의 바람직한 실시예들의 제반 유전특성은 조성분말의 평균입도, 분포 및 비표면적과 같은 분말특성과, 원료의 순도, 불순물 첨가량 및 소결 조건에 따라 통상적인 오차범위 내에서 다소 변동이 있을 수 있음은 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 지극히 당연하다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이고, 이러한 수정, 변경, 부가 등은 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 한다.Various dielectric properties of the above-described preferred embodiments of the present invention may vary somewhat within the conventional error range depending on the powder properties such as the average particle size, distribution and specific surface area of the composition powder, the purity of the raw material, the amount of impurity added and the sintering conditions. It is only natural for those with ordinary knowledge in the field. In addition, preferred embodiments of the present invention are disclosed for the purpose of illustration, anyone of ordinary skill in the art will be possible to various modifications, changes, additions, etc. within the spirit and scope of the present invention, such modifications, changes And additions should be regarded as within the scope of the claims.
도 1a는 본 발명의 일 구현예에 있어서 에어로졸 증착방법의 개념도,1A is a conceptual diagram of an aerosol deposition method in one embodiment of the present invention;
도 1b는 본 발명의 일 구현예에 있어서 에어로졸 상온증착장치의 개략 구조도.Figure 1b is a schematic structural diagram of an aerosol room temperature deposition apparatus in one embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에서 AgNbO3 : AgTaO3를 1:1로 한 조성 후막의 X-ray 분석결과 그래프.Figure 2 is a graph of the X-ray analysis of the composition thick film with AgNbO 3 : AgTaO 3 1: 1 in one embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 실시예에서 상기 후막의 주파수 변화에 따른 유전율(εr)의 그래프.3 is a graph of permittivity (ε r ) according to the frequency change of the thick film in the embodiment of FIG. 2.
도 4는 도 2의 실시예에서 상기 후막의 주파수 변화에 따른 유전손실(tanδ)의 그래프.4 is a graph of dielectric loss (tanδ) according to the frequency change of the thick film in the embodiment of FIG. 2.
도 5는 도 2의 실시예에서 상기 후막의 온도변화에 따른 정전용량의 그래프.5 is a graph of the capacitance according to the temperature change of the thick film in the embodiment of FIG.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명><Code Description of Main Parts of Drawing>
1, 13: 노즐, 2: 제1세라믹 분말, 3: 제2세라믹분말 또는 폴리머 분말, 4: 기판, 10: 에어로졸 상온후막장치, 11: 이동제어기, 12: 증착챔버, 14: 타겟기판, 15: 이송가스, 16: 에어로졸 챔버, 17: 진동기, 18: 펌프1, 13: nozzle, 2: first ceramic powder, 3: second ceramic powder or polymer powder, 4: substrate, 10: aerosol room temperature thick film device, 11: transfer controller, 12: deposition chamber, 14: target substrate, 15 : Conveying gas, 16: aerosol chamber, 17: vibrator, 18: pump
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