KR101761915B1 - 내부전극용 도전성 페이스트 조성물, 이를 이용한 적층 세라믹 전자부품 및 그 제조방법 - Google Patents

내부전극용 도전성 페이스트 조성물, 이를 이용한 적층 세라믹 전자부품 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내부전극용 도전성 페이스트 조성물, 이를 이용한 적층 세라믹 전자부품 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 내부전극용 도전성 페이스트 조성물은 금속 분말; 및 An-O 형태의 나노 복합 산화물(여기서, A는 희토류, 알칼리 토금속 및 전이금속으로 이루어진 군으로부터 선택되며, n은 2 내지 5의 정수임);을 포함한다. 본 발명에 따른 내부전극용 도전성 페이스트 조성물은 첨가되는 여러 가지 첨가제들을 하나의 나노 복합 산화물로 제조함으로써 공정이 단순화되고 첨가제 입자 크기 제어가 용이하며 분산성이 우수한 효과가 있다.

Description

내부전극용 도전성 페이스트 조성물, 이를 이용한 적층 세라믹 전자부품 및 그 제조방법 {A paste for inner electrode, a laminated ceramic electronic parts by using the same and a process thereof}
본 발명은 공정이 단순화되고 첨가제 입자 크기 제어가 용이하며 분산성이 우수한 내부전극용 도전성 페이스트 조성물, 이를 이용한 적층 세라믹 전자부품 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 적층 세라믹 전자부품은 이동통신 단말기, 노트북, 컴퓨터, 개인 휴대용 단말기(PDA) 등의 여러 전자제품의 인쇄회로기판에 장착되며, 그 사용 용도 및 용량에 따라 다양한 크기 및 적층 형태를 취하고 있다.
일반적으로 적층 세라믹 전자부품의 내부 전극용 도체 페이스트의 도전성 파우더는 최근 팔라듐(palladium), 은 등의 귀금속 파우더 대신에 니켈(nickel), 동 등의 비금속 파우더를 이용하는 것이 주류가 되고 있다.
최근, 적층 세라믹 전자 부품의 소형화, 대용량화의 요구에 따라, 도전성 파우더로서 니켈 입자의 미세화도 요구되고 있다. 미세한 니켈 파우더는 활성이 높고 소결 개시 온도가 낮다.
이러한 미세한 니켈 파우더는 소성 중 니켈의 산화, 환원 반응에 의해 낮은 온도에서 수축이 시작되므로 니켈 파우더의 전극층과 세라믹층의 수축 차이가 급격하게 커져 박리(delamination)나 크랙(crack) 등의 구조 결함의 원인이 되며 전자 부품의 신뢰성이 문제가 되었다.
한편, 니켈 파우더의 저온 수축을 제어하기 위해 여러 가지 첨가제를 첨가하여 내부전극용 도전성 페이스트를 제조하였다.
그러나, 여러 가지의 첨가제는 별도로 개별 분산을 실시하여 혼합하므로 첨가제의 종류가 많아질수록 공정이 많아지고 분산성이 저하되며, 같은 종류의 입자끼리 엉겨 붙게 되어 분산이 어려운 문제가 있었다.
또한, 적층 세라믹 전자부품의 소형화에 따라 미세한 니켈 파우더 뿐만 아니라 첨가되는 첨가제도 미세화하여야 하나, 첨가제 각각의 미세 분말로의 제작이 어렵고 분산도 각각 실시해야 하므로 분산의 어려움이 있었다.
본 발명은 공정이 단순화되고 첨가제 입자 크기 제어가 용이하며 분산성이 우수한 내부전극용 도전성 페이스트 조성물, 이를 이용한 적층 세라믹 전자부품 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태는 금속 분말; 및 An-O 형태의 나노 복합 산화물(여기서, A는 희토류, 알칼리 토금속 및 전이금속으로 이루어진 군으로부터 선택되며, n은 2 내지 5의 정수임);을 포함하는 내부전극용 도전성 페이스트 조성물을 제공한다.
상기 나노 복합 산화물은 Dy-Mg-Ba-O일 수 있다.
상기 나노 복합 산화물의 입자 크기는 100 nm 이하일 수 있다.
상기 페이스트 조성물의 점도는 500 내지 200,000 센티 포이즈(cps)일 수 있다.
상기 나노 복합 산화물의 입자 크기는 상기 금속 분말 입자 크기 대비 25% 이하일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태는 복수의 염을 아세트산, 에탄올 및 증류수의 혼합 용매에 용해하는 단계; 상기 혼합액에 아세틸아세테이트 및 헥실렌 글리콜을 추가하는 단계; 상기 혼합액에 폴리비닐피롤리던(Polyvinyl Pyrrolidone) 및 폴리비닐알코올(Polyvinyl Alcohol) 중에서 선택된 1종의 폴리머를 넣는 단계; 상기 혼합액을 건조 및 열처리하여 나노 복합 산화물을 마련하는 단계; 및 상기 나노 복합 산화물, 금속 분말 및 첨가제를 혼합하여 페이스트를 마련하는 단계;를 포함하는 내부전극용 도전성 페이스트 조성물 제조방법을 제공한다.
상기 복수의 염은 디스프로슘 질산염(Dy nitrate), 디스프로슘 아세테이트(Dy acetate), 디스프로슘 염화물(Dy chloride) 및 디스프로슘 수산화물(Dy hydroxide)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 염을 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 염은 마그네슘 질산염(Mg nitrate), 마그네슘 아세테이트(Mg acetate), 마그네슘 염화물(Mg chloride) 및 마그네슘 수산화물(Mg hydroxide)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 염을 포함할 수 있다.
나아가, 상기 복수의 염은 바륨 질산염(Ba nitrate), 바륨 아세테이트(Ba acetate), 바륨 염화물(Ba chloride) 및 바륨 수산화물(Ba hydroxide)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 염을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태는 복수의 유전체층이 적층된 세라믹 소체; 상기 유전체층 상에 형성되며, 금속 분말 및 An-O 형태의 나노 복합 산화물(여기서, A는 희토류, 알칼리 토금속 및 전이금속으로 이루어진 군으로부터 선택되며, n은 2 내지 5의 정수임)을 포함하는 도전성 페이스트 조성물로 형성된 내부전극층; 및 상기 세라믹 소체의 외측에 형성되며, 내부전극과 전기적으로 연결된 외부전극;을 포함하는 적층 세라믹 전자부품을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시형태는 금속 분말 및 An-O 형태의 나노 복합 산화물(여기서, A는 희토류, 알칼리 토금속 및 전이금속으로 이루어진 군으로부터 선택되며, n은 2 내지 5의 정수임)을 포함하는 도전성 페이스트 조성물을 마련하는 단계; 복수 개의 그린시트에 상기 도전성 페이스트 조성물로 내부전극 층을 형성하는 단계; 상기 내부전극 층이 형성된 그린시트를 적층하여 적층체를 형성하는 단계; 상기 적층체를 압착 및 절단하여 그린 칩을 제조하는 단계; 및 상기 그린 칩을 소성하여 세라믹 소체를 제조하는 단계;를 포함하는 적층 세라믹 전자부품 제조방법을 제공한다.
본 발명인 내부전극용 도전성 페이스트 조성물에 따르면 여러 가지 첨가제를 하나의 나노 복합 산화물로 제조함으로써, 공정이 단순화되고 첨가제 입자 크기 제어가 용이하며 분산성이 우수한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 금속 분말과 나노 복합 산화물 첨가제가 혼합된 내부전극용 페이스트 조성물의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 내부전극용 도전성 페이스트 조성물의 제조 공정에 관한 플로우 차트이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 적층 세라믹 커패시터를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3의 A-A'를 따라 절단한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 적층 세라믹 전자부품 제조 공정에 관한 플로우 차트이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 나노 복합 산화물 첨가제 분말의 전자현미경 사진이다.
본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 금속 분말과 나노 복합 산화물 첨가제가 혼합된 내부전극용 도전성 페이스트 조성물의 모식도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 내부전극용 도전성 페이스트 조성물은 금속 분말(10) 및 An-O 형태의 나노 복합 산화물(여기서, A는 희토류, 알칼리 토금속 및 전이금속으로 이루어진 군으로부터 선택되며, n은 2 내지 5의 정수임)(20)을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 내부전극용 페이스트 조성물에 첨가되는 금속 분말(10)은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 은(Ag), 납(Pb), 백금, 니켈(Ni) 또는 구리(Cu) 등이 있고, 이들을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 내부전극용 도전성 페이스트 조성물은 An-O 형태의 나노 복합 산화물(여기서, A는 희토류, 알칼리 토금속 및 전이금속으로 이루어진 군으로부터 선택되며, n은 2 내지 5의 정수임)(20)을 포함한다.
즉, 본 발명의 일 실시형태에 따르면 여러 가지 첨가제를 하나의 나노 복합 산화물로 마련하여 이를 포함한 페이스트 조성물을 제공하는 것을 특징으로 한다.
상기 An-O 형태의 나노 복합 산화물(20)에서 A에 해당하는 원소들은 금속 분말(10)의 소결 수축 제어를 위해 사용되는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 희토류, 알칼리 토금속 또는 전이금속 등을 사용할 수 있다.
구체적으로, 상기 희토류는 이트륨(Y), 디스프로슘(Dy) 또는 홀뮴(Ho) 등이 있으며, 알칼리 토금속은 스트론튬(Sr), 바륨(Ba), 칼슘(Ca) 또는 마그네슘(Mg) 등이 있고, 전이금속은 티타늄(Ti), 바나듐(V) 또는 망간(Mn) 등이 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 내부전극용 도전성 페이스트 조성물은 여러 가지 첨가제를 하나의 나노 복합 산화물로 마련하므로, 일반적으로 내부전극용 도전성 페이스트의 첨가제에 사용되는 각 원소들 중에 복수 개를 선택하여 하나의 복합 산화물 형태로 마련할 수 있다.
종래 금속 분말의 소결 수축을 제어하기 위해 이트륨산화물(Y2O3), 디스프로슘산화물(Dy2O3), 마그네슘산화물(MgO 또는 MgCO3) 또는 바륨산화물(BaO 또는 BaCO3) 등의 형태를 갖는 무기물 첨가제를 다수 첨가하였다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 내부전극용 도전성 페이스트 조성물의 특징은 여러 가지 첨가제를 하나의 복합 산화물로 마련하는데 있으므로, 첨가제의 수는 특별히 제한되지 않으며, 발명의 실시에 따라 그 수는 정해질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 An-O 형태의 나노 복합 산화물(20)에서 A는 희토류, 알칼리 토금속 및 전이금속으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 나노 복합 산화물(20)에서 A 원소는 희토류, 알칼리 토금속 또는 전이금속이라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, A 원소는 디스프로슘(Dy), 마그네슘(Mg) 및 바륨(Ba)일 수 있다.
따라서, 상기 나노 복합 산화물(20)은 Dy-Mg-Ba-O의 형태일 수 있다.
또한 상기 An-O 형태의 나노 복합 산화물(20)에서 n은 2 내지 5의 정수일 수 있다.
따라서, 상기 An-O 형태의 나노 복합 산화물(20)은 A1-A2-O, A1-A2-A3-O, A1-A2-A3-A4-0 또는 A1-A2-A3-A4-A5-O의 형태를 가질 수 있다.
여기서, A 원소는 상술한 바와 같이, 금속 분말의 소결 수축을 제어할 수 있는 희토류, 알칼리 토금속 또는 전이 금속으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 나노 복합 산화물(20)의 입자 크기는 100 nm 이하일 수 있다.
또한, 상기 나노 복합 산화물(20)의 입자 크기는 금속 분말(10) 입자 크기 대비 25% 이하일 수 있다.
상기 금속 분말의 소결 수축 제어를 위해 첨가되는 첨가제가 1종의 나노 복합 산화물이므로, 미세한 금속 분말 입자 크기 대비 25% 이하의 크기로 조절이 용이한 효과가 있다.
상기 금속 분말의 평균 입경은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 400 nm 이하일 수 있으며, 본 발명의 실시에 따라 그 크기는 조절될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면 상기 나노 복합 산화물은 복수의 첨가제를 하나의 복합 산화물로 마련하므로, 복수의 첨가제를 개별적으로 분산시킬 필요도 없으며, 입자 크기도 개별적으로 조절할 필요가 없다.
따라서, 하나의 나노 복합 산화물(20)에 대해서만 입자 크기를 조절하면 되고 분산 역시 그 제어가 용이하므로, 공정이 단순화되고, 분산성이 우수한 효과가 있다.
즉, 공정의 단순화를 도모함과 동시에 1종의 나노 복합 산화물(20)에 대해서만 입자 크기를 제어함으로써, 입자의 크기 조절이 용이하므로 우수한 분산성 확보가 가능하고 소형화된 전자부품 생산에 적합한 효과가 있다.
또한, 상기 조성물에 포함되는 분산제, 수지, 첨가제 및 용제 등의 유기물은 특별히 제한되지 않으며, 일반적으로 사용되는 한 이를 사용할 수 있다.
상기 페이스트 조성물의 점도는 내부전극층 형성을 위한 인쇄 시에 적합한 정도면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 500 내지 200,000 센티 포이즈(cps)일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 내부전극용 도전성 페이스트 조성물의 제조 공정에 관한 플로우 차트이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 내부전극용 도전성 페이스트 조성물의 제조방법은 복수의 염을 아세트산, 에탄올 및 증류수의 혼합 용매에 용해하는 단계; 상기 혼합액에 아세틸아세테이트 및 헥실렌 글리콜을 추가하는 단계; 상기 혼합액에 폴리비닐피롤리던(Polyvinyl Pyrrolidone) 및 폴리비닐알코올(Polyvinyl Alcohol) 중에서 선택된 1종의 폴리머를 넣는 단계; 상기 혼합액을 건조 및 열처리하여 나노 복합 산화물을 마련하는 단계; 및 상기 나노 복합 산화물, 금속 분말 및 첨가제를 혼합하여 페이스트를 마련하는 단계;를 포함할 수 있다.
이하, 각 단계별 특징을 구체적으로 설명하기로 한다.
우선, 복수의 염을 아세트산, 에탄올 및 증류수의 혼합 용매에 용해한다(S1).
복수의 염은 금속 분말의 소결 수축 제어를 위해 첨가되는 첨가제의 성분을 포함하고 있는 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 용해되는 상기 복수의 염의 수 역시 특별히 제한되지 않는다.
상기 복수의 염은, 예를 들어, 디스프로슘 질산염(Dy nitrate), 디스프로슘 아세테이트(Dy acetate), 디스프로슘 염화물(Dy chloride) 및 디스프로슘 수산화물(Dy hydroxide)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 염을 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 염은 마그네슘 질산염(Mg nitrate), 마그네슘 아세테이트(Mg acetate), 마그네슘 염화물(Mg chloride) 및 마그네슘 수산화물(Mg hydroxide)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 염을 포함할 수 있다.
나아가, 상기 복수의 염은 바륨 질산염(Ba nitrate), 바륨 아세테이트(Ba acetate), 바륨 염화물(Ba chloride) 및 바륨 수산화물(Ba hydroxide)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 염을 포함할 수 있다.
상기 복수의 염은 본 발명의 실시에 따라서 그 종류 및 수가 결정될 수 있을 것이다.
상기 아세트산, 에탄올 및 증류수의 혼합용매는 본 발명의 실시에 적합하도록 적당한 부피 비율로 마련할 수 있으나, 예를 들어, 1 : 9 : 10의 부피 비율로 마련하는 것이 바람직하다.
상기의 혼합용매에 복수의 염을 용해시킨 후 상기 혼합액에 아세틸아세테이트 및 헥실렌 글리콜을 추가한다(S2).
상기 아세틸아세테이트 및 헥실렌 글리콜은 혼합액이 안정한 상태가 되어 침전이 없는 깨끗한 혼합액이 되도록 상기 혼합액에 추가할 수 있으며, 혼합액 대비 20% 이하의 부피비율로 추가할 수 있다.
다음으로, 상기 혼합액에 폴리비닐피롤리던(Polyvinyl Pyrrolidone) 및 폴리비닐알코올(Polyvinyl Alcohol) 중에서 선택된 1종의 폴리머를 추가한다(S3).
상기 폴리비닐피롤리던 또는 폴리비닐알코올의 추가는 혼합액 내부의 입자들의 응집을 방지해 주는 역할을 한다.
다음으로, 상기 혼합액을 건조 및 열처리하여 나노 복합 산화물을 마련한다(S4).
구체적으로, 상기 혼합액은 200℃ 이하의 온도로 건조오븐에서 건조하며, 300 내지 700℃의 온도 영역에서 열처리를 수행하여 나노 복합 산화물을 마련한다.
상기 열처리는 이전 단계에서 입자 크기 제어를 위해 투입된 폴리비닐피롤리던 또는 폴리비닐알코올의 제거를 위해 수행되는 것이다.
다음으로, 상기 나노 복합 산화물과 금속 분말 및 첨가제를 혼합함으로써, 본 발명의 일 실시형태인 내부전극용 도전성 페이스트 조성물을 마련하게 된다(S5).
상기 나노 복합 산화물 및 이를 포함하는 도전성 페이스트 조성물은 상술한 본 발명의 일 실시형태에 따른 내부전극용 도전성 페이스트 조성물에서의 특징과 동일하다.
따라서, 본 발명의 일 실시형태에 따른 내부전극용 도전성 페이스트 조성물의 제조방법에 의하면, 1종의 나노 복합 산화물이 금속 분말의 수축 제어에 사용되므로 미세한 입자 크기의 구현이 용이하고 분산성도 우수하며 공정이 단축되는 효과가 있다.
또한, 미세한 금속 분말에 첨가되는 상기 나노 복합 산화물의 입자 역시 미세한 크기로 제어가 용이해 적층 세라믹 전자부품의 소형화에 부합할 수 있는 우수한 효과가 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층 세라믹 커패시터를 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 3의 A-A'를 따라 절단한 단면도이다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 적층 세라믹 전자부품, 특히 적층 세라믹 커패시터(100)는 복수의 유전체층(111)이 적층된 세라믹 소체(110); 상기 유전체층(111) 상에 형성되며, 금속 분말 및 An-O 형태의 나노 복합 산화물(여기서, A는 희토류, 알칼리 토금속 및 전이금속으로 이루어진 군으로부터 선택되며, n은 2 내지 5의 정수임)을 포함하는 도전성 페이스트 조성물로 형성된 내부전극층(130a, 130b); 및 상기 세라믹 소체(110)의 외측에 형성되며, 내부전극과 전기적으로 연결된 외부전극(120a, 120b);을 포함한다.
상기 도전성 페이스트 조성물은 상술한 바와 같이 금속 분말 및 An-O 형태의 나노 복합 산화물(여기서, A는 희토류, 알칼리 토금속 및 전이금속으로 이루어진 군으로부터 선택되며, n은 2 내지 5의 정수임)을 포함한다.
상기 페이스트 조성물의 제조방법은 상술한 본 발명의 일 실시형태에 따른 내부전극용 도전성 페이스트 조성물 제조방법을 따른다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 적층 세라믹 전자부품, 특히 적층 세라믹 커패시터(100)는 상기 도전성 페이스트 조성물을 이용하여 내부전극층(130a, 130b)을 형성하므로 금속 분말 및 첨가제 입자의 미세한 크기 조절이 용이하고 분산성이 우수하므로 적층 세라믹 커패시터(100)의 소형화를 달성할 수 있는 우수한 효과가 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 적층 세라믹 전자부품 제조 공정에 관한 플로우 차트이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 적층 세라믹 전자부품 제조방법은 금속 분말 및 An-O 형태의 나노 복합 산화물(여기서, A는 희토류, 알칼리 토금속 및 전이금속으로 이루어진 군으로부터 선택되며, n은 2 내지 5의 정수임)을 포함하는 도전성 페이스트 조성물을 마련하는 단계; 복수 개의 그린시트에 상기 도전성 페이스트 조성물로 내부전극 층을 형성하는 단계; 상기 내부전극 층이 형성된 그린시트를 적층하여 적층체를 형성하는 단계; 상기 적층체를 압착 및 절단하여 그린 칩을 제조하는 단계; 및 상기 그린 칩을 소성하여 세라믹 소체를 제조하는 단계;를 포함한다.
우선, 금속 분말 및 An-O 형태의 나노 복합 산화물(여기서, A는 희토류, 알칼리 토금속 및 전이금속으로 이루어진 군으로부터 선택되며, n은 2 내지 5의 정수임)을 포함하는 도전성 페이스트 조성물을 마련할 수 있다.
상기 도전성 페이스트 조성물은 상술한 본 발명의 일 실시형태와 동일한 방법으로 마련될 수 있다.
그런 다음, 상기 도전성 페이스트를 이용하여 적층 세라믹 전자부품을 제조하게 되는데, 특히 적층 세라믹 커패시터(100)의 제조공정에 따라 설명하도록 한다.
우선, 복수 개의 그린시트를 마련하는데((a)), 그린시트는 세라믹 그린시트로서 티탄산바륨(BaTiO3) 등의 파우더를 세라믹 첨가제, 유기용제, 가소제, 결합제, 분산제와 배합하여 수 ㎛ 두께의 유전체 층(111)을 형성할 수 있다.
그리고, 그린시트 상에 상기 내부전극용 도전성 페이스트를 디스펜싱(dispensing)하고, 스퀴지(squeegee)를 일측 방향으로 진행시키면서 도전성 페이스트에 의한 내부전극 층(130a, 130b)을 형성할 수 있다((b)).
이와 같이 내부전극 층(130a, 130b)이 형성된 후 그린시트를 캐리어 필름으로부터 분리시킨 후 복수의 그린시트 각각을 서로 겹쳐서 적층하여 적층체를 형성할 수 있다((c)).
이어 그린시트 적층체를 고온, 고압으로 압착시킨 후((d)), 압착된 시트 적층체를 절단공정을 통해 소정의 크기로 절단하여((e)) 그린 칩(green chip)을 제조할 수 있다((f)).
이후 가소, 소성, 연마하여 세라믹 소체(110)를 제조하고, 외부전극(120a, 120b) 및 도금 공정 등을 거쳐 적층 세라믹 전자부품 특히, 적층 세라믹 커패시터(100)가 완성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시형태에 따른 적층 세라믹 커패시터(100)는 상기 도전성 페이스트 조성물을 이용하여 내부전극층(130a, 130b)을 형성하므로 금속 분말 및 나노 복합 산화물 입자의 미세한 크기 조절이 용이하고 분산성이 우수하므로 적층 세라믹 커패시터(100)의 소형화를 달성할 수 있다.
이하, 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명이 이에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예 1)
마그네슘 질산염(Mg Nitrate), 디스프로슘 질산염(Dy Nitrate) 및 바륨 수산화물(Ba hydroxide)을 아세트산, 에탄올 및 증류수의 혼합용매(부피비 1:9:10으로 혼합)에 용해시켰다.
상기 혼합용액에 혼합용액 부피 대비 10% 비율로 아세틸아세테이트(Acethyl Acetate) 및 헥실렌글리콜(Hexylene Glycol)을 각각 넣어준다.
다음으로, 상기 혼합용액에 폴리비닐피롤리던(Polyvinyl Pyrrolidone)을 3가지 원료 중량 대비 10 wt%를 첨가하고 100℃에서 건조 후, 600℃의 온도에서 열처리하여 Dy-Mg-Ba-O 형태의 나노 복합 산화물을 제조하였다.
다음으로 상기 나노 복합 산화물과 니켈 분말을 혼합하여 페이스트 조성물을 제조하였다.
실시예 2)
나노 복합 산화물 제조는 혼합용액에 폴리비닐피롤리던(Polyvinyl Pyrrolidone)을 3가지 원료 중량 대비 50 wt%를 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하다.
비교예)
나노 복합 산화물 제조에서 혼합용액에 폴리비닐피롤리던(Polyvinyl Pyrrolidone)을 첨가하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예 1, 2 및 비교예에 따른 나노 복합 산화물 첨가제 분말의 전자현미경 사진이다.
실시예 1과 2를 나타내는 도 6 및 7을 참조하면, 혼합용액에 폴리비닐피롤리던(Polyvinyl Pyrrolidone)을 첨가할 경우 그 첨가량이 증가할수록 나노 복합 산화물의 평균 입자 크기는 작아지게 되며, 100 nm 이하의 크기를 나타내고 있다.
반면에, 비교예를 나타내는 도 8을 참조하면, 혼합용액에 폴리비닐피롤리던(Polyvinyl Pyrrolidone)을 첨가하지 않을 경우 입자간 응집이 발생하는 것을 알 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
10: 금속 분말 20: 나노 복합 산화물
100: 적층 세라믹 커패시터 110: 세라믹 소체
111: 유전체층 120a, 120b: 외부전극
130a, 130b: 내부전극층

Claims (15)

  1. 금속 분말; 및
    단일 화합물 단위로 구성되는 An-O 형태의 나노 복합 산화물(여기서, A는 희토류, 알칼리 토금속 및 전이금속으로 이루어진 군으로부터 선택되며, n은 2 내지 5의 정수임);
    을 포함하고, 상기 나노 복합 산화물은 Dy-Mg-Ba-O인 내부전극용 도전성 페이스트 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 나노 복합 산화물의 입자 크기는 100 nm 이하인 내부전극용 도전성 페이스트 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 페이스트 조성물의 점도는 500 내지 200,000 센티 포이즈(cps)인 내부전극용 도전성 페이스트 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 나노 복합 산화물의 입자 크기는 상기 금속 분말 입자 크기 대비 25% 이하인 내부전극용 도전성 페이스트 조성물.
  6. 복수의 염을 아세트산, 에탄올 및 증류수의 혼합 용매에 용해하여, 혼합액을 생성하는 단계;
    상기 혼합액에 아세틸아세테이트 및 헥실렌 글리콜을 추가하는 단계;
    상기 혼합액에 폴리비닐피롤리던(Polyvinyl Pyrrolidone) 및 폴리비닐알코올(Polyvinyl Alcohol) 중에서 선택된 1종의 폴리머를 넣는 단계;
    상기 혼합액을 건조 및 열처리하여 An-O 형태의 나노 복합 산화물(여기서, A는 희토류, 알칼리 토금속 및 전이금속으로 이루어진 군으로부터 선택되며, n은 2 내지 5의 정수임)을 마련하는 단계; 및
    상기 나노 복합 산화물 및 금속 분말을 혼합하여 페이스트를 마련하는 단계;
    를 포함하는 내부전극용 도전성 페이스트 조성물 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 염은 디스프로슘 질산염(Dy nitrate), 디스프로슘 아세테이트(Dy acetate), 디스프로슘 염화물(Dy chloride) 및 디스프로슘 수산화물(Dy hydroxide)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 염을 포함하는 내부전극용 도전성 페이스트 조성물 제조방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 염은 마그네슘 질산염(Mg nitrate), 마그네슘 아세테이트(Mg acetate), 마그네슘 염화물(Mg chloride) 및 마그네슘 수산화물(Mg hydroxide)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 염을 포함하는 내부전극용 도전성 페이스트 조성물 제조방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 염은 바륨 질산염(Ba nitrate), 바륨 아세테이트(Ba acetate), 바륨 염화물(Ba chloride) 및 바륨 수산화물(Ba hydroxide)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 염을 포함하는 내부전극용 도전성 페이스트 조성물 제조방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 나노 복합 산화물은 Dy-Mg-Ba-O인 내부전극용 도전성 페이스트 조성물 제조방법.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 나노 복합 산화물의 크기는 100 nm 이하인 내부전극용 도전성 페이스트 조성물 제조방법.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 페이스트 조성물의 점도는 500 내지 200,000 센티 포이즈(cps)인 내부전극용 도전성 페이스트 조성물 제조방법.
  13. 제6항에 있어서,
    상기 나노 복합 산화물의 입자 크기는 상기 금속 분말 입자 크기 대비 25% 이하인 내부전극용 도전성 페이스트 조성물 제조방법.
  14. 복수의 유전체층이 적층된 세라믹 소체;
    상기 유전체층 상에 형성되며, 금속 분말 및 단일 화합물 단위로 구성되는 An-O 형태의 나노 복합 산화물(여기서, A는 희토류, 알칼리 토금속 및 전이금속으로 이루어진 군으로부터 선택되며, n은 2 내지 5의 정수임)을 포함하는 도전성 페이스트 조성물로 형성된 내부전극층; 및
    상기 세라믹 소체의 외측에 형성되며, 내부전극과 전기적으로 연결된 외부전극;
    을 포함하고, 상기 나노 복합 산화물은 Dy-Mg-Ba-O인 적층 세라믹 전자부품.
  15. 금속 분말 및 단일 화합물 단위로 구성되는 An-O 형태의 나노 복합 산화물(여기서, A는 희토류, 알칼리 토금속 및 전이금속으로 이루어진 군으로부터 선택되며, n은 2 내지 5의 정수임)을 포함하는 도전성 페이스트 조성물을 마련하는 단계;
    복수 개의 그린시트에 상기 도전성 페이스트 조성물로 내부전극 층을 형성하는 단계;
    상기 내부전극 층이 형성된 그린시트를 적층하여 적층체를 형성하는 단계;
    상기 적층체를 압착 및 절단하여 그린 칩을 제조하는 단계; 및
    상기 그린 칩을 소성하여 세라믹 소체를 제조하는 단계;
    를 포함하고, 상기 나노 복합 산화물은 Dy-Mg-Ba-O인 적층 세라믹 전자부품 제조방법.
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