KR20120042076A - 미세금속분말 제조 방법과 이에 의한 미세금속분말 - Google Patents

미세금속분말 제조 방법과 이에 의한 미세금속분말 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은 MLCC용 전극 등에 이용되는 미세금속분말을 용이하게 제조할 수 있는 미세금속분말 제조 방법과 이에 의한 미세금속분말에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명에 따른 본 발명에 따른 미세금속분말 제조 방법은 패턴이 형성된 마스터 금형을 준비하는 단계, 패턴 상에 고분자 물질을 도포하여 희생층을 형성하는 단계, 상기 희생층 상에 금속층을 형성하는 단계, 및 희생층을 제거하고 금속층을 마스터 금형으로부터 분리하여 개별화된 미세금속분말을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

미세금속분말 제조 방법과 이에 의한 미세금속분말{Method of manufacturing ultra fine metal powder and ultra fine metal powder manufactured thereby}
본 발명은 미세금속분말과 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 MLCC용 전극 등에 이용되는 미세금속분말과, 이를 용이하게 제조할 수 있는 미세금속분말 제조 방법에 관한 것이다.
전자제품들의 기능이 다양해지고, 휴대용 전자기기의 보급이 늘어남에 따라 이러한 전자기기를 구성하는 부품들 역시 고기능화됨과 동시에 점점 부피가 작아지는 추세에 있다. 그 한 예로서 전자제품 내의 주요부품 중 하나인 적층 세라믹 커패시터(MLCC, Multilayer Ceramic Capacitor)는 최근 소형화, 박형화 및 대용량화의 방향으로 개발이 활발히 진행되고 있다.
정해진 두께의 칩 제품에서 용량을 높이려면 유전체 세라믹 재료의 유전율을 높이거나, 동일 재료상에서는 유전체 및 전극층의 두께를 얇게 구현함으로써 동일 칩 제품내의 층수를 늘려 주어야 한다.
이를 위해, 세라믹 그린시트(Ceramic green sheet)의 경우 최근 1㎛ 이하의 영역에까지 개발이 진행되고 있으며, 이에 따라 전극층의 경우도 박층화에 대한 요구가 심화되고 있다.
이처럼 박형의 전극층을 형성하기 위해서는 전극층을 형성하는 전극분말을 미세한 분말로 형성해야 한다. 종래의 경우, 미세금속분말을 형성하기 위해 기계적으로 분쇄하는 물리적인 방법이 주로 이용되었으나, 그러나 이러한 물리적인 방법은 미세 분말을 형성하는 데에는 한계가 있다.
본 발명의 목적은 MLCC용 전극 등에 이용되는 미세금속분말을 용이하게 제조할 수 있는 미세금속분말 제조 방법과 이에 의한 미세금속분말을 제공하는 데에 있다.
본 발명에 따른 미세금속분말 제조 방법은 패턴이 형성된 마스터 금형을 준비하는 단계, 패턴 상에 고분자 물질을 도포하여 희생층을 형성하는 단계, 희생층 상에 금속층을 형성하는 단계, 및 희생층을 제거하고 금속층을 마스터 금형으로부터 분리하여 개별화된 미세금속분말을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 분리하는 단계는 희생층이 용해되는 용매를 이용하여 희생층을 제거하는 단계일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 분리하는 단계는 용매에 잠입(潛入)된 희생층에 초음파를 인가하여 희생층을 제거하는 단계일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 고분자 물질은 에틸셀룰로오스(ethylcellulose), 폴리비닐 부티랄(PVB, polyvinyl butyral), 또는 폴리비닐 알코올(PVA. polyvinyl alcohol) 일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 희생층을 형성하는 단계는 고분자 물질을 용해시킨 고분자 용액을 준비하는 과정 및 고분자 용액을 희생층 상에 도포하는 과정을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 고분자 물질은 에틸셀룰로오스(ethylcellulose)이며, 고분자 용액은 분자량이 40,000 ~ 200,000 일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 고분자 물질은 폴리비닐 부티랄(PVB)이며, 고분자 용액은 분자량이 200,000 ~ 400,000 일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 도포하는 과정은 스프레이 코팅 방법, 전사 방식 도포 방법, 또는 접촉식 도포 방법으로 도포되는 과정일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 금속층을 형성하는 단계는 스퍼터링, 전주 도금, 열 증착, 또는 전자 빔 증착 방법을 통해 금속층을 형성하는 단계일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 희생층은 0.1 ~ 2㎛ 의 두께로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 희생층은 미세금속분말의 직경에 대해 1 ~ 20% 크기의 두께로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 미세금속분말은 폭/두께의 비가 10 ~ 200 일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 미세금속분말은 니켈(Ni) 분말일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 패턴은 돌기와 홈이 번갈아 배치된 격자 형태로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 미세금속분말은 상기한 어느 하나의 미세금속분말 제조 방법으로 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 미세금속분말은 균일한 크기 분포를 갖는 납작한 박편 형상으로 형성된다. 따라서 본 발명에 따른 미세금속분말을 이용하여 도전성 페이스트나 전자파 차폐재를 제조하는 경우, 미세금속분말이 균일한 형상을 가지므로 소성 공정과 같은 열처리 전후에 충전 밀도(packing density)와 전극 연결성이 매우 높은 전극막을 형성할 수 있다. 이에, MLCC의 전극을 보다 얇게 형성하면서도 고온 수축에 의해 전극의 연결성이 저하되는 문제를 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 미세금속분말 제조 방법은 패턴을 이용하여 미세금속분말을 형성하므로, 미세금속분말의 형상을 자유롭게 제어하며 형성하는 것이 가능하고, 이에 특수한 형상의 금속분말도 용이하게 만들 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 매우 얇은 두께의 미세금속분말을 만들더라도 희생층에 의해 미세금속분말이 마스터 금형으로부터 용이하게 분리된다. 따라서 마스터 금형의 패턴이나, 미세금속분말의 손상 없이 용이한 분리가 가능하다.
또한 종래의 경우 구형이 아닌 다른 형상의 분말 입자를 얻으려면 기계적인 가공방법을 통해서만 얻을 수 있었으나, 이 경우 분말 입자의 형상이나 크기가 불균일하고 두께의 조절에 한계가 있었다. 이러한 문제는 분말끼리 뭉쳐버리거나 응집체를 형성하는 문제를 야기시키고 있다.
그러나 본 발명에 따른 미세금속분말 제조 방법은 분말 입자의 크기나 형태가 균일하게 형성되며, 용매 내에서 분말이 분산된 형태로 추출되므로, 상기한 문제를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 미세금속분말을 개략적으로 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 미세금속분말을 촬영한 사진.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 미세금속분말 제조 방법을 공정순으로 도시한 도면.
도 4a는 본 실시예에 따른 마스터 금형에 형성된 패턴의 평면을 촬영한 사진.
도 4b는 도 4a에 도시된 마스터 금형의 단면을 A-A'에 따라 촬영한 사진.
도 5는 본 실시예에 따른 마스터 금형의 패턴 상에 희생층이 형성된 상태를 촬영한 사진.
도 6은 본 발명에 따른 미세금속분말 제조 방법을 나타내는 흐름도.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 미세금속분말을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 미세금속분말을 촬영한 사진이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 미세금속분말(32)은 각 입자들이 얇은 박편의 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다. 도면에서는 미세금속분말(32)이 모두 사각 형상의 박편으로 형성되는 경우를 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 미세금속분말(32)이 박편의 형태로 형성될 수만 있다면 필요에 따라 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
본 실시예의 경우, 미세금속분말(32)의 폭(또는 직경)/두께의 비가 10 ~ 200 인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 실시예에 따른 미세금속분말(32)은 적층 세라믹 커패시터(Multilayer Ceramic Capacitor, 이하 MLCC)의 전극을 형성하는 데에 이용되는 니켈(Ni) 분말일 수 있다.
이처럼 미세금속분말(32)이 박편의 형태로 형성되는 경우, 미세금속분말(32)의 크기나 두께를 일정하게 형성할 수 있으며, 종래와 같이 미세금속분말(32)이 서로 뭉치거나 응집체를 형성하던 문제를 해소할 수 있다. 이에 대해서는 후술되는 미세금속분말(32)의 제조 방법에서 보다 상세히 살펴보기로 한다.
이어서, 본 발명에 따른 미세금속분말의 제조 방법에 대하여 실시예를 통하여 자세히 설명한다. 미세금속분말의 제조 방법에 대한 이하의 설명으로부터 전술한 전극 분발의 구성 또한 보다 명확해질 것이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 미세금속분말 제조 방법을 공정순으로 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 미세금속분말 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6을 기반으로 먼저 도 3a를 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 미세금속분말(32) 제조 방법은 패턴(12)이 형성된 마스터 금형(도시되지 않음)을 준비하는 단계(S10)로부터 시작된다.
본 실시예에 따른 마스터 금형은 원통형의 드럼 형태로 형성될 수 있으며, 그 외주면을 따라 패턴(12)이 형성될 수 있다.
본 실시예의 경우, 패턴(12)이 원통형의 드럼 외주면을 따라 부착되어 있는 베이스 필름(10)에 형성된 경우를 예로 들고 있다. 이때 베이스 필름(10)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene terephthalate), 폴리카보네이트(PC, polycarbonate), 폴리프로필렌(PP, polypropylene) 등이 이용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
마스터 금형(즉, 베이스 필름)에 패턴(12)을 형성하는 방법은 다양한 방법이 이용될 수 있다. 예를 들어, 패턴(12)의 형상이나 치수를 기반으로 감광성 레진(Resin)을 이용한 광학적 리소그래피(Optical Lithography, Photolithography) 기술을 이용할 수 있으며, 자외선 경화형 레진이나 열 경화형 레진을 이용한 나노 임프린트 리소그래피(NIL, Nano imprint Lithography) 기술을 이용할 수도 있다.
또한 본 실시예에 따른 패턴(12)은 그라비아(Gravure) 인쇄 기술을 적용하거나, 화학적 에칭 방법을 이용해 형성될 수도 있다. 더하여, 기계적으로 직접 가공하여 마스터 금형 상에 패턴(12)을 형성하는 것도 가능하다.
도 4a는 본 실시예에 따른 마스터 금형에 형성된 패턴(12)의 평면을 촬영한 사진이고, 도 4b는 도 4a에 도시된 마스터 금형의 A-A'에 따라 촬영한 사진이다. 이를 함께 참조하면 본 실시예에 따른 마스터 금형의 패턴(12)은 격자 형태로 형성되며, 돌기와 홈이 번갈아 배치되도록 구성된다.
이처럼 패턴(12)을 형성함에 따라, 돌기의 상부면과, 홈의 바닥면을 모두 이용하여 사각 형상의 미세금속분말(32)을 형성할 수 있다. 또한 이러한 패턴(12) 형상으로 인해 본 실시예에 따른 마스터 금형은 공간의 낭비 없이 전체 면적을 활용하여 미세금속분말(32)을 형성할 수 있다.
이어서 도 3b에 도시된 바와 같이, 마스터 금형에 형성된 패턴(12) 상에 희생층(sacrificial layer, 20)을 형성하는 단계(S11)가 수행된다.
도 5는 본 실시예에 따른 마스터 금형의 패턴 상에 희생층이 형성된 상태를 촬영한 사진이다.
이를 함께 참조하면, 희생층(20)은 미세금속분말(32)이 마스터 금형으로부터 분리될 때, 미세금속분말(32)이 그 형상을 유지하며 마스터 금형으로부터 용이하게 분리되도록 돕는 역할을 한다. 이를 위해, 본 실시예에 따른 미세금속분말 제조 방법은 특정 용매 내에서 쉽게 용해되는 특성을 갖는 물질을 희생층(20)으로 이용하는 것을 특징으로 한다.
예를 들어, 본 실시예에 따른 희생층(20)은 고분자 물질로 형성될 수 있다. 또한, 희생층(20)은 미세금속분말(32)과 반응이 없는 물질로 형성된다.
보다 구체적인 예를 들면, 본 실시예에 따른 희생층(20)에는 고분자 물질 중 에틸셀룰로오스(ethylcellulose)가 이용될 수 있다. 에틸셀룰로오스의 경우 에탄올, IPA(Iso Propyl Alcohol) 등의 알코올, 아세톤, MEK(Methyl Ethyl Ketone) 등의 케톤류 등 많은 용매 내에서 쉽게 분해되는 특성을 지니고 있다.
또한, 희생층(20)을 형성하기, 또는 폴리비닐 알코올(PVA. polyvinyl alcohol)과 같은 수용성 레진을 사용할 수도 있다.
그러나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 용매 내에서 쉽게 분해되고 미세금속분말(32)과 반응이 없는 고분자 물질이라면 다양하게 이용될 수 있다. 예를 들어 위해 폴리비닐 부티랄(PVB, polyvinyl butyral), 폴리스티렌(PS), 아크릴 수지 등이 이용될 수 있으며, 노보락 레진(Novolac resin)과 같이 여러 종류의 페놀계 수지도 이용될 수 있다.
이러한 희생층(20)은 용매를 이용하여 고분자 물질을 용해시킨 용액(50, 이하 고분자 용액)을 마스터 금형의 패턴(12) 상에 도포함으로써 형성될 수 있다. 여기서, 용매는 물질은 베이스 필름(10)에 형성된 패턴(12)을 변형시키지 않으면서 고분자 물질을 용이하게 용해시킬 수 있는 물질이 이용될 수 있다.
또한 고분자 용액의 도포 방법으로는 고분자 용액의 물성이나 패턴(12)의 형상 및 특성 등에 따라 각각 대응하는 도포 방법이 이용될 수 있다. 특히 패턴(12) 상에 희생층(20)을 균일하게 형성하기 위해서는 고분자 용액의 선정과 함께 적절한 도포 공정의 설계가 필요하다.
예를 들어 고분자 용액의 점도가 비교적 낮고 마스터 금형의 패턴(12)이 미세한 크기로 형성되는 경우, 도포 방법으로 스프레이 코팅 방법이 이용될 수 있다. 이 경우, 고분자 용액의 건조 특성과 함께 스프레이 노즐의 크기나 압력, 공기압 등의 변수들에 대한 최적화된 수치를 실험적으로 도출하고, 이를 활용한다면 패턴(12) 상에 보다 균일한 두께로 희생층(20)을 형성할 수 있다.
그러나 본 실시예에 따른 고분자 용액 도포 방법은 스프레이 코팅 방법으로 한정되지 않으며, 마이크로 그라비아(Micro-gravure) 공정을 이용하는 전사방식의 도포 방법이나, 바코터(bar-coater)나 롤러(roller)등을 이용한 접촉식 도포 방법 등의 다양한 도포 방법이 이용될 수 있다.
한편, 본 실시예의 경우 미세금속분말(32)로 Ni 분말을 제조하는 경우를 예로 들고 있다. 이 경우, Ni 분말의 크기(즉 직경)가 10㎛ 이하라면, 최적의 희생층(20) 두께는 0.1 ~ 2㎛ 이다. 이를 미세금속분말(32)의 크기와 비율로 계산하면, 희생층(20)의 두께는 미세금속분말(32) 크기(직경) 대비 1~20% 크기로 형성되는 것이 적합하다.
또한, 희생층(20)으로 사용되는 고분자 물질의 분자량은 고분자 용액 제조 시 점도 특성에 영향을 주게 된다. 따라서, 본 실시예에 따른 고분자 용액은 에틸셀룰로오스의 경우 고분자 용액이 40,000 ~ 200,000 정도의 분자량을 갖는 것이 적당하며, PVB의 경우 고분자 용액이 200,000 ~ 400,000 정도의 분자량을 갖는 것이 적당하다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 고분자 용액의 농도는 도포 방법이나 희생층(20)의 두께를 감안하여 적정한 수준에서 결정될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 희생층(20)은 패턴(12) 상에서 적절한 두께로 형성되는 것이 중요하며, 이후에 형성되는 금속층(30)의 두께보다 두껍게 형성되는 것이 적합하다. 희생층(20)이 너무 얇을 경우(예컨대, 0.1㎛ 이하), 금속층(30) 박리 시 용매가 희생층(20)으로 침투하기 어려워 금속층(30)이 분리되는 데에 많은 시간과 에너지가 소비될 수 있다. 반대로 희생층(20)이 너무 두껍게 형성된 경우(2㎛ 이상)에는 미세금속분말(32)의 형상이 일정하게 형성되지 않는 문제가 발생될 수 있다.
이어서 도 3c에 도시된 바와 같이, 희생층(20) 상에 금속층(30)을 형성하는 단계(S12)가 수행된다.
전술한 바와 같이, 본 실시예는 미세금속분말(32)로 니켈(Ni) 분말을 제조하는 경우를 예로 들고 있다. 따라서, 희생층(20) 상에는 금속층(30)으로 니켈(Ni)층이 형성된다.
금속층(30)은 다양한 증착 방법에 의해 형성될 수 있으며, 일례로 전주 도금(electroforming) 공정이 이용될 수 있다. 이를 보다 구체적으로 설명하면, 본 실시예에 따른 금속층(30) 형성 단계(S12)는 희생층(20) 위에 스퍼터링 방법 등으로 금속 씨앗층(seed layer)을 얇게 형성한 후, 이 금속 씨앗층을 기반으로 하여 전주 도금 공정을 수행하여 금속 씨앗층 상에 원하는 두께의 금속층(30)을 형성할 수 있다.
이러한 전주 도금은 최종적으로 형성되는 금속층(30)의 두께가 수십 ㎛ 이상인 경우에 주로 사용된다. 따라서 미세금속분말(32)보다는 더 두꺼운 크기의 금속 박편이나, 도금층을 형성하는 데에 이용될 수 있다.
반면에 미세금속분말(32)과 같이 수십 nm ~ 수 ㎛ 정도의 얇은 두께로 금속층(30)을 형성하는 경우에는 열증착(thermal evaporation) 이나 전자빔 증착(e-beam evaporation) 또는 스퍼터링(sputtering) 등의 물리적 증착 방법이 이용될 수 있다. 이러한 증착 방법들에 의해 본 실시예에 따른 금속층(30)은 10㎚ 내지 100㎚의 두께로 형성될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않는다.
이어서 도 3d에 도시된 바와 같이, 마스터 금형으로부터 금속층(30)을 분리하는 단계(S13)가 수행된다.
본 실시예에 따른 금속층(30)은 마스터 금형과 금속층(30) 사이에 개재되어있는 희생층(20)을 제거하는 방법에 의해 마스터 금형으로부터 분리된다.
이를 위해, 본 실시예에 따른 미세금속분말(32) 제조 방법은 희생층(20)과 금속층(30)이 적층된 마스터 금형(이하, 금속구조물)을 희생층(20)이 쉽게 용해되는 특정한 용매(50, 이하 고분자 분해 용매)에 잠입(潛入)시켜 희생층(20)을 제거한다.
예를 들어 고분자 물질로 에틸셀룰로오스를 이용한 경우, 에틸셀룰로오스는 에탄올이나 톨루엔, 또는 이의 혼합 용매 등에서 우수한 용해도를 나타낸다. 따라서 이러한 고분자 분해 용매(50)에 금속구조물을 잠입시키면 에틸셀룰로오스로 형성된 희생층(20)은 상기한 고분자 분해 용매(50)에 의해 쉽게 용해되고, 이에 금속층(30)은 금속구조물에서 분리되어 도 1에 도시된 바와 같이 개별화된 미세금속분말(32)로 형성된다.
여기서, 본 실시예에 따른 미세금속분말 제조 방법은 금속층(30)의 원활한 분리를 위해 초음파를 이용할 수 있다. 즉, 희생층(20)이 용해되는 고분자 분해 용매(50) 내에 잠입(潛入)된 금속구조물에 초음파를 인가하여 희생층(20)의 용해를 가속화할 수 있다.
이러한 초음파 처리는 패턴(12)의 형상이나 크기에 따라서 불필요할 수도 있으나, 초음파를 함께 이용하는 경우, 고분자 분해 용매(50)가 보다 용이하게 희생층(20)으로 침투할 수 있게 되므로, 희생층(20)의 용해 속도가 빨라진다. 따라서 금속층의 분리 과정이 상대적으로 짧은 시간 내에 수행된다는 이점이 있다.
이러한 초음파는 별도로 구비되는 초음파 진동자(도시되지 않음)에 의해 인가할 수 있다. 그러나 이외에도 고분자 분해 용매(50)와 금속구조물이 잠입된 용기 내에 초음파를 인가할 수 있다면 다양한 장치가 이용될 수 있다.
더하여, 금속구조물로부터 분리된 미세금속분말(32)을 용이하게 추출하기 위해 자석을 부가적으로 이용하는 것도 가능하다.
이상과 같은 방법을 통해 제조되는 본 발명의 실시예에 따른 미세금속분말(32)은 다양하게 활용될 수 있다.
예를 들면, 본 실시예에 따른 미세금속분말(32)과 수지 결합제, 및 유기 용제를 혼합하여 도전성 페이스트(paste)를 제조할 수 있다. 이 경우, 수지 결합제로는 소성 과정에서 용이하게 소실되는 유기 화합물인 알키드 수지나 에틸셀룰로오스 등이 사용될 수 있으며, 유기 용제로는 페이스트에 적당한 점성을 주고 또한 그린 시트에 도포한 후에 건조 처리에 의해 용이하게 휘발되는 유기 화합물인 테르피네올, 부틸카르비톨아세테이트, 케로신 등이 사용될 수 있다.
이와 같이 제조된 본 실시예에 따른 도전성 페이스트는 전자 소자(예컨대, MLCC) 제조 시에 전극(예컨대, 니켈(Ni) 전극)을 형성하기 위해 사용될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 미세금속분말은 MLCC용 니켈(Ni) 전극 분말일 수 있으며, 균일한 크기 분포를 갖는 납작한 박편 형상으로 형성된다. 따라서 본 발명에 따른 미세금속분말을 이용하여 도전성 페이스트나 전자파 차폐재를 제조하는 경우, 미세금속분말이 균일한 형상을 가지므로 소성 공정과 같은 열처리 전후에 충전 밀도(packing density)와 전극 연결성이 매우 높은 전극막을 형성할 수 있다. 이에, MLCC의 전극을 보다 얇게 형성하면서도 고온 수축에 의해 연결성이 저하되는 문제를 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 미세금속분말 제조 방법은 패턴을 이용하여 미세금속분말을 형성하므로, 미세금속분말의 형상을 자유롭게 제어하며 형성하는 것이 가능하고, 이에 특수한 형상의 금속분말도 용이하게 만들 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 매우 얇은 두께의 미세금속분말을 만들더라도 희생층에 의해 미세금속분말이 마스터 금형으로부터 용이하게 분리된다. 따라서 마스터 금형의 패턴이나, 미세금속분말의 손상 없이 용이한 분리가 가능하다.
또한 종래의 경우 구형이 아닌 다른 형상의 분말 입자를 얻으려면 기계적인 가공방법을 통해서만 얻을 수 있었으나, 이 경우 분말 입자의 형상이나 크기가 불균일하고 두께의 조절에 한계가 있었다. 이러한 문제는 분말끼리 뭉쳐버리거나 응집체를 형성하는 문제를 야기시키고 있다.
그러나 본 발명에 따른 미세금속분말 제조 방법은 분말 입자의 크기나 형태가 균일하게 형성되며, 용매 내에서 분말이 분산된 형태로 추출되므로, 상기한 문제를 최소화할 수 있다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명에 따른 미세금속분말 제조 방법과 이에 의한 미세금속분말은 전술한 실시예에 한정되지 않으며, 다양한 응용이 가능하다. 예를 들어, 전술된 실시예에서는 격자 형상으로 패턴이 형성되는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 원형이나 삼각형, 또는 직육면체 형상 등 필요에 따라 다양한 형상으로 패턴을 형성하여 대응하는 미세금속분말을 제조할 수 있다.
또한 전술한 실시예에서는 전극 분말을 제조하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 박편 형상으로 금속을 제조하는 모든 경우에 용이하게 적용될 수 있다.
10: 베이스 필름 12: 패턴
20: 희생층
30: 금속층 32: 미세금속분말
50: 고분자 분해 용매

Claims (15)

  1. 패턴이 형성된 마스터 금형을 준비하는 단계;
    상기 패턴 상에 고분자 물질을 도포하여 희생층을 형성하는 단계;
    상기 희생층 상에 금속층을 형성하는 단계; 및
    상기 희생층을 제거하고 상기 금속층을 상기 마스터 금형으로부터 분리하여 개별화된 미세금속분말을 형성하는 단계;
    를 포함하는 미세금속분말 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 분리하는 단계는,
    상기 희생층이 용해되는 용매를 이용하여 상기 희생층을 제거하는 단계인 것을 특징으로 미세금속분말 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 분리하는 단계는,
    상기 용매에 잠입(潛入)된 상기 희생층에 초음파를 인가하여 상기 희생층을 제거하는 단계인 것을 특징으로 미세금속분말 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 고분자 물질은,
    에틸셀룰로오스(ethylcellulose), 폴리비닐 부티랄(PVB, polyvinyl butyral), 또는 폴리비닐 알코올(PVA. polyvinyl alcohol) 인 것을 특징으로 하는 미세금속분말 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 희생층을 형성하는 단계는,
    상기 고분자 물질을 용해시킨 고분자 용액을 준비하는 과정; 및
    상기 고분자 용액을 상기 희생층 상에 도포하는 과정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세금속분말 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 고분자 물질은 에틸셀룰로오스(ethylcellulose)이며, 상기 고분자 용액은 분자량이 40,000 ~ 200,000 인 것을 특징으로 하는 미세금속분말 제조 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 고분자 물질은 폴리비닐 부티랄(PVB)이며, 상기 고분자 용액은 분자량이 200,000 ~ 400,000 인 것을 특징으로 하는 미세금속분말 제조 방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 도포하는 과정은,
    스프레이 코팅 방법, 전사 방식 도포 방법, 또는 접촉식 도포 방법으로 도포되는 과정인 것을 특징으로 하는 미세금속분말 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 금속층을 형성하는 단계는,
    스퍼터링, 전주 도금, 열 증착, 또는 전자 빔 증착 방법을 통해 상기 금속층을 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 미세금속분말 제조 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 희생층은,
    0.1 ~ 2㎛ 의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 미세금속분말 제조 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 희생층은,
    상기 미세금속분말의 직경에 대해 1 ~ 20% 크기의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 미세금속분말 제조 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 미세금속분말은,
    폭/두께의 비가 10 ~ 200인 것을 특징으로 하는 미세금속분말 제조 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 미세금속분말은,
    상기 니켈(Ni) 분말인 것을 특징으로 하는 미세금속분말 제조 방법.
  14. 제1항에 있어서, 상기 패턴은,
    돌기와 홈이 번갈아 배치된 격자 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 미세금속분말 제조 방법.
  15. 제1항 내지 제14항에 기재된 상기 미세금속분말 제조 방법으로 제조된 미세금속분말.
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