JP2011222923A - 無焼結ｍｉｍキャパシタ及びその製造方法 - Google Patents

無焼結ｍｉｍキャパシタ及びその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】無焼結ＭＩＭキャパシタ及びその製造方法を開示する。
【解決手段】本発明に係るＭＩＭキャパシタ製造方法は、下部金属―絶縁体―上部金属を製造し、前記絶縁体は、スモールパウダーと、前記スモールパウダーより大きい平均粒径を有するラージパウダーとを含む高誘電性セラミックパウダー、高分子樹脂及び溶媒を含むセラミック―高分子組成物を用意し、前記セラミック―高分子組成物を前記下部金属上に塗布してセラミック―高分子膜を形成し、前記形成されたセラミック―高分子膜内の高分子樹脂を硬化させることを含んで無焼結方式で形成されることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、下部金属―絶縁体―上部金属構造を含むＭＩＭキャパシタ（Ｍｅｔａｌ―Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ―Ｍｅｔａｌ Ｃａｐａｃｉｔｏｒ）に関するもので、より詳細には、体積収縮の問題を解決しながらも高い誘電定数を示すことができ、キャパシタの製造費用を減少させることができる無焼結ＭＩＭキャパシタの製造技術に関するものである。
ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ―Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ―Ｍｅｔａｌ）キャパシタは、下部金属及び上部金属からなる二つの金属と、それらの間に挿入される絶縁体とを含む。
ＭＩＭキャパシタの性能が優秀であるためには、金属と絶縁体との界面で電荷の貯蔵能力が優秀でなければならず、このためには、絶縁体の誘電率が高くなければならない。
ＭＩＭキャパシタにおける従来の絶縁体形成方法では、高誘電性セラミック粉末及び有機無機バインダーを含むペーストを用いて金属上に又は各金属間に膜を形成し、焼結過程を経る（例えば、特許文献１を参照）。
しかしながら、従来の方法は、焼結が必須であるので、ＭＩＭキャパシタの製造時、焼結工程のために基本的に高価な製造費用がかかり、体積収縮の問題及びセラミック固有の脆性問題を有する。
国際公開第２００２／１０２７０９号
本発明の目的は、下部金属―絶縁体―上部金属構造を含むＭＩＭキャパシタを製造するにおいて、無焼結方式で絶縁体を形成する過程を含む無焼結ＭＩＭキャパシタ製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、従来のＭＩＭキャパシタの製造時に発生する体積収縮の問題を解決しながらも、ＭＩＭキャパシタで要求される高い誘電定数を示すことができる無焼結ＭＩＭキャパシタを提供することにある。
前記一つの目的を達成するための本発明の一実施例に係る無焼結ＭＩＭキャパシタ製造方法は、下部金属―絶縁体―上部金属を製造し、前記絶縁体は、スモールパウダーと、前記スモールパウダーより大きい平均粒径を有するラージパウダーとを含む高誘電性セラミックパウダー、高分子樹脂及び溶媒を含むセラミック―高分子組成物を用意し、前記セラミック―高分子組成物を前記下部金属上に塗布してセラミック―高分子膜を形成し、前記形成されたセラミック―高分子膜内の高分子樹脂を硬化させることを含んで無焼結方式で形成されることを特徴とする。
前記一つの目的を達成するための本発明の他の一実施例に係る無焼結ＭＩＭキャパシタ製造方法は、下部金属―絶縁体―上部金属を製造し、前記絶縁体は、スモールパウダーと、前記スモールパウダーより大きい平均粒径を有するラージパウダーとを含む高誘電性セラミックパウダー及び溶媒を含むセラミック組成物を用意し；高分子樹脂及び溶媒を含む高分子組成物を用意し；前記セラミック組成物を下部金属上に塗布してセラミック膜を形成し；前記形成されたセラミック膜上に前記高分子組成物を塗布し、前記高分子組成物を前記セラミック内に浸透させてセラミック―高分子膜を形成し；前記セラミック―高分子膜内の高分子樹脂を硬化させることを含んで無焼結方式で形成されることを特徴とする。
前記一つの目的を達成するための本発明の更に他の一実施例に係る無焼結ＭＩＭキャパシタ製造方法は、下部金属―絶縁体―上部金属を製造し、前記絶縁体は、平均粒径が４００ｎｍ〜８００ｎｍである高誘電性セラミックパウダー、高分子樹脂及び溶媒を含むセラミック―高分子組成物を用意し、前記セラミック―高分子組成物を前記下部金属上に塗布してセラミック―高分子膜を形成し、前記形成されたセラミック―高分子膜内の高分子樹脂を硬化させることを含んで無焼結方式で形成されることを特徴とする。
前記一つの目的を達成するための本発明の更に他の一実施例に係る無焼結ＭＩＭキャパシタ製造方法は、下部金属―絶縁体―上部金属を製造し、前記絶縁体は、平均粒径が４００ｎｍ〜８００ｎｍである高誘電性セラミックパウダー及び溶媒を含むセラミック組成物を用意し；高分子樹脂及び溶媒を含む高分子組成物を用意し；前記セラミック組成物を下部金属上に塗布してセラミック膜を形成し；前記形成されたセラミック膜上に前記高分子組成物を塗布し、前記高分子組成物を前記セラミック内に浸透させてセラミック―高分子膜を形成し；前記セラミック―高分子膜内の高分子樹脂を硬化させることを含んで無焼結方式で形成されることを特徴とする。
前記他の目的を達成するための本発明の一実施例に係る無焼結ＭＩＭキャパシタは、下部金属―絶縁体―上部金属構造を含み、前記絶縁体は、高分子樹脂が含浸された高誘電性セラミックパウダーで形成され、前記高誘電性セラミックパウダーは、スモールパウダーと、前記スモールパウダーより大きい平均粒径を有するラージパウダーとを含むことを特徴とする。
前記他の目的を達成するための本発明の他の一実施例に係る無焼結ＭＩＭキャパシタは、下部金属―絶縁体―上部金属構造を含み、前記絶縁体は、高分子樹脂が含浸された高誘電性セラミックパウダーで形成され、前記高誘電性セラミックパウダーは平均粒径が４００ｎｍ〜８００ｎｍであることを特徴とする。
本発明に係る無焼結ＭＩＭキャパシタ製造方法は、高誘電性セラミックパウダーと高分子樹脂をインクジェット方式などで塗布し、無焼結で絶縁体を製造する。したがって、キャパシタ製造費用の節減効果と共に、従来のＭＩＭキャパシタの製造時に発生する体積収縮の問題を解決することができ、セラミック固有の脆性問題を解決することができる。
また、本発明に係る無焼結ＭＩＭキャパシタは、平均粒径が互いに異なる高誘電性セラミックパウダーを適正な比率で共に適用する。したがって、パッキング密度が向上し、これによって、誘電定数の増加効果をもたらす。その結果、高性能のキャパシタを提供することができる。
本発明の一実施例に係る無焼結ＭＩＭキャパシタ製造方法の一実施例を示すフローチャートである。 本発明の他の一実施例に係る無焼結ＭＩＭキャパシタ製造方法の一実施例を示すフローチャートである。 高誘電性セラミックパウダーのサイズによるパッキング密度の変化を示すグラフである。 高誘電性セラミックパウダーのサイズによる誘電定数の変化を示すグラフである。 高誘電性セラミックパウダーにおけるスモールパウダーとラージパウダーの体積分率によるパッキング密度の変化を示すグラフである。 高誘電性セラミックパウダーにおけるスモールパウダーとラージパウダーの体積分率による誘電定数の変化を示すグラフである。 高誘電性セラミックパウダーにおけるスモールパウダーとラージパウダーの平均粒径の差によるパッキング密度の変化を示すグラフである。 高誘電性セラミックパウダーにおけるスモールパウダーとラージパウダーの平均粒径の差による誘電定数の変化を示すグラフである。 高誘電性セラミックパウダーとして１５０ｎｍの平均粒径を有するラージパウダーのみを適用したときに製造されたＭＩＭキャパシタの絶縁体の写真である。 高誘電性セラミックパウダーとして１５０ｎｍの平均粒径を有するラージパウダー７５ｖｏｌ．％と３０ｎｍの平均粒径を有するスモールパウダー２５ｖｏｌ．％を共に適用したときの絶縁体の写真である。 高誘電性セラミックパウダーとして３００ｎｍの平均粒径を有するラージパウダーのみを適用したときの絶縁体の写真である。 高誘電性セラミックパウダーとして３００ｎｍの平均粒径を有するラージパウダー７５ｖｏｌ．％と３０ｎｍの平均粒径を有するスモールパウダー２５ｖｏｌ．％を共に適用したときの絶縁体の写真である。 高誘電性セラミックパウダーとして５００ｎｍの平均粒径を有するラージパウダーのみを適用したときの絶縁体の写真である。 高誘電性セラミックパウダーとして５００ｎｍの平均粒径を有するラージパウダー７５ｖｏｌ．％と３０ｎｍの平均粒径を有するスモールパウダー２５ｖｏｌ．％を共に適用したときの絶縁体の写真である。
本発明の利点、特徴及びそれらを達成する方法は、添付の図面と共に詳細に後述する各実施例を参照すれば明確になるだろう。しかし、本発明は、以下で開示する各実施例に限定されるものでなく、互いに異なる多様な形態で具現可能である。ただし、本実施例は、本発明の開示を完全にし、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであって、本発明は、特許請求の範囲の範疇によって定義されるものに過ぎない。明細書全般にわたって同一の参照符号は、同一の構成要素を示す。
以下、添付の図面を参照して本発明に係る無焼結ＭＩＭキャパシタ及びその製造方法について詳細に説明する。
本発明は、下部金属―絶縁体―上部金属構造を含むＭＩＭキャパシタに関するものである。本発明に係るＭＩＭキャパシタの全体的な製造工程には、下部金属の積層、絶縁体の形成、上部金属の積層などのＭＩＭキャパシタ製造方法として広く知られた方法を適用することができる。以下では、ＭＩＭキャパシタの性能を左右する下部金属と上部金属との間の絶縁体の形成方法について重点的に説明する。
図１は、本発明の一実施例に係る無焼結ＭＩＭキャパシタ製造方法の一実施例を示すフローチャートである。より具体的には、図１に示した例は、絶縁体を形成するために高誘電性セラミックパウダーと高分子樹脂を共に塗布する例を示している。
図１を参照すれば、無焼結ＭＩＭキャパシタ製造方法における絶縁層の形成は、セラミック―高分子組成物の用意段階（Ｓ１１０）、セラミック―高分子膜の形成段階（Ｓ１２０）及び高分子樹脂の硬化段階（Ｓ１３０）を含む。
セラミック―高分子組成物の用意段階（Ｓ１１０）では、高誘電性セラミックパウダー、高分子樹脂及び溶媒を含むセラミック―高分子組成物を用意する。
本発明では、下部金属と上部金属との間の絶縁体を形成するための主な素材として高誘電性セラミックパウダーを使用する。このような高誘電性セラミックパウダーはＢａＴｉＯ３である。
ＭＩＭキャパシタにおける絶縁体の誘電率は、高誘電性セラミックパウダーの平均粒径と密接な関係を有する。
実験結果（図３及び図４）、高誘電性セラミックパウダーの平均粒径が増加するほど、誘電定数も増加することが分かった。したがって、高誘電性セラミックパウダーとしては、略４００ｎｍ以上の相対的に大きい粒径を有するものを使用することが望ましい。ただし、高誘電性セラミックパウダーの平均粒径が大き過ぎれば、インクジェット印刷法の適用が難しいので、高誘電性セラミックパウダーの平均粒径が略４００〜８００ｎｍであるラージパウダーを用いることが望ましい。
また、他の側面で、高誘電性セラミックパウダーは、スモールパウダーと、このスモールパウダーより大きい平均粒径を有するラージパウダーとが混在している。
実験結果（図５及び図６）、高誘電性セラミックパウダーとしてスモールパウダー又はラージパウダーが単独で使用されたときより、ラージパウダーとスモールパウダーとが混在しているときに高いパッキング密度を有することができ、誘電定数も高い値を示し、結果としてＭＩＭキャパシタの性能が向上する。
高分子樹脂は、高誘電性セラミックパウダー間の空間に含浸される。このような高分子樹脂は、高誘電性セラミックの応力を減少させ、セラミック固有の脆性を減少させる。前記高分子樹脂は、ポリアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂などの多様な樹脂である。この他にも、熱硬化型樹脂又は光硬化型樹脂が制限なしに用いられる。
前記セラミック―高分子組成物における高分子樹脂の含量は、高誘電性セラミックパウダー１００重量部に対して１０〜１５０重量部であることが望ましい。高分子樹脂の含量が１０重量部未満である場合、高分子含浸の効果が不充分である。その一方、高分子樹脂の含量が１５０重量部を超える場合、ＭＩＭキャパシタにおける絶縁体の誘電特性が低下するという問題がある。
一方、前記セラミック―高分子組成物に含まれる溶媒としては、水、エタノール、アセトン、フォルムアミドなどのように高誘電性セラミックパウダーと高分子樹脂を分散可能なものであれば、制限なしに用いられる。
また、前記セラミック―高分子組成物には、表面張力制御及び分散性向上などのために分散剤がさらに含まれる。このような分散剤としては、非イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、オクチルアルコール及びアクリル系高分子などを用いることができ、これらを単独で又は２種以上を混合して用いることができる。
ただし、前記分散剤が過多に添加される場合、溶液安定性及びＭＩＭキャパシタの絶縁体の誘電特性を阻害するおそれがある。したがって、前記分散剤は、前記セラミック―高分子組成物１００重量部に対して５重量部以下の含量比で添加されることが望ましい。
次に、セラミック―高分子膜の形成段階（Ｓ１２０）では、セラミック―高分子組成物を下部金属上に塗布した後、乾燥過程を通してセラミック―高分子膜を形成する。
このとき、セラミック―高分子組成物は、均一な厚さの塗布が可能なインクジェット印刷法で塗布されることが望ましい。
次に、高分子樹脂の硬化段階（Ｓ１３０）では、形成された膜に熱を加えたり、又は紫外線などの光を照射し、膜内に含まれた高分子樹脂を熱硬化又は光硬化することによってＭＩＭキャパシタの最終的な絶縁体を形成する。
前記高誘電性セラミックパウダーと高分子樹脂の複合構造を通してＭＩＭキャパシタの絶縁体を形成するとき、焼結工程を省略する無焼結方式で絶縁体を形成することができる。その結果、全体的なキャパシタの製造費用を減少させることができる。
特に、無焼結方式で絶縁体を形成することによって、焼結工程に伴う絶縁体の収縮問題を解決することができ、ＭＩＭキャパシタ性能の信頼性を高めることができる。
図２は、本発明の他の一実施例に係る無焼結ＭＩＭキャパシタ製造方法の一実施例を示すフローチャートである。
図２を参照すれば、無焼結ＭＩＭキャパシタ製造方法における絶縁体の形成過程は、セラミック組成物及び高分子組成物の用意段階（Ｓ２１０）、セラミック膜の形成段階（Ｓ２２０）、セラミック―高分子膜の形成段階（Ｓ２３０）及び高分子樹脂の硬化段階（Ｓ２４０）を含む。
図２に示した無焼結ＭＩＭキャパシタ製造方法は、図１に示した方法と類似している。図１に示した方法では高誘電性セラミックと高分子樹脂を共に塗布する一方、図２に示した方法では、セラミック組成物を下部金属上に塗布してセラミック膜を形成した状態でセラミック膜上に高分子組成物を塗布し、この高分子組成物をセラミック膜内に浸透させる。
セラミック組成物及び高分子組成物の用意段階（Ｓ２１０）で、セラミック組成物は、高誘電性セラミックパウダー及び溶媒を含む。このとき、高誘電性セラミックパウダーは、スモールパウダーと、このスモールパウダーより大きい平均粒径を有するラージパウダーとを含むことができる。また、高誘電性セラミックパウダーの平均粒径は４００〜８００ｎｍである。
また、高分子組成物の場合、高分子樹脂及び溶媒を含む高分子組成物として用意される。
このようなセラミック組成物及び高分子組成物の場合、図１のセラミック―高分子組成物を分離して用意するものであるので、具体的な事項は、図１に示した実施例に適用される事項とほぼ同一である。
すなわち、セラミック組成物における高誘電性セラミックパウダーはＢａＴｉＯ３である。また、高分子組成物における高分子樹脂としては、熱硬化型樹脂又は光硬化型樹脂が制限なしに用いられる。各組成物における溶媒としては、水、エタノールなどが用いられる。また、各組成物には、非イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤などの分散剤がさらに含まれる。
また、高分子樹脂の含量は、高誘電性セラミックパウダー１００重量部に対して１０〜１５０重量部である。本実施例では、前記範囲内で、高誘電性セラミックパウダーはセラミック組成物に分離されて含まれ、高分子樹脂は高分子組成物に分離されて含まれる。
これらセラミック組成物又は高分子組成物は、インクジェット印刷法で塗布される。
セラミック膜の形成段階（Ｓ２２０）では、セラミック組成物を下部金属上に塗布してセラミック膜を形成する。
セラミック―高分子膜形成段階（Ｓ２３０）では、下部金属上に形成されたセラミック膜上に高分子組成物を塗布し、これをセラミック膜内に浸透させてセラミック―高分子膜を形成する。
高分子樹脂の硬化段階（Ｓ２４０）では、前記セラミック―高分子膜内の高分子樹脂を硬化させ、無焼結方法で最終的なＭＩＭキャパシタの絶縁層を形成する。
図３は、高誘電性セラミックパウダーのサイズによるパッキング密度の変化を示すグラフで、図４は、高誘電性セラミックパウダーのサイズによる誘電定数の変化を示すグラフである。
図３を参照すれば、高誘電性セラミックパウダー（ＢａＴｉＯ３）の平均粒径の差によるパッキング密度の変化は大きく示されない。しかし、図４を参照すれば、高誘電性セラミックパウダーの平均粒径が増加するほど、誘電定数もより大きい値を示すことが分かる。高誘電性セラミックパウダーの平均粒径が５００ｎｍである場合、平均６３程度の誘電定数を示した。その一方、高誘電性セラミックパウダーの平均粒径が略４００ｎｍである場合、平均６０程度の誘電定数を示した。したがって、高誘電性セラミックパウダーの平均粒径が略４００ｎｍ以上であるとき、ＭＩＭキャパシタの絶縁体として好適に適用することができる。
図５は、高誘電性セラミックパウダーにおけるスモールパウダーとラージパウダーの体積分率によるパッキング密度の変化を示すグラフで、図６は、高誘電性セラミックパウダーにおけるスモールパウダーとラージパウダーの体積分率による誘電定数の変化を示すグラフである。
図５及び図６を参照すれば、ラージパウダーの体積分率が増加するほど、概してパッキング密度及び誘電定数が増加することが分かる。特に、１５０ｎｍの平均粒径を有するラージパウダーの体積分率が略０．７５（７５ｖｏｌ．％）で、３０ｎｍの平均粒径を有するスモールパウダーの体積分率が略０．２５（２５ｖｏｌ．％）であるとき、最も高い誘電定数を示している。
したがって、高誘電性セラミックパウダーとしてラージパウダー又はスモールパウダーが単独で用いられるときより、略７０〜８０ｖｏｌ．％のラージパウダーと２０〜３０ｖｏｌ．％のスモールパウダーが共に用いられるとき、ＭＩＭキャパシタの絶縁体において優れた誘電特性を示すことができる。
図７は、高誘電性セラミックパウダーにおけるスモールパウダーとラージパウダーの平均粒径の差によるパッキング密度の変化を示すグラフで、図８は、高誘電性セラミックパウダーにおけるスモールパウダーとラージパウダーの平均粒径の差による誘電定数の変化を示すグラフである。
理論的に、各ラージパウダーが完璧な最密充填構造（Ｃｌｏｓｅ Ｐａｃｋｅｄ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を有すると仮定するとき、平面的に互いに接する三つのラージパウダーの中心を連結して正三角形を形成する。これをピタゴラスの定理に適用すれば、各ラージパウダーの平均粒径がスモールパウダーの平均粒径より略６．５倍以上であるとき、各ラージパウダー間の空間にスモールパウダーがより容易に充填される。
すなわち、ラージパウダーのみを用いたり、ラージパウダーの平均粒径がスモールパウダーの平均粒径より６．５倍以下である場合、パッキング密度が相対的に低い。その一方、各ラージパウダーの平均粒径がスモールパウダーの平均粒径より大きいほど、パッキング密度を高めることができる。これは、図７に示した実験結果を通しても確認される。
図７を参照すれば、ラージパウダーを単独で用いるときより、ラージパウダーとスモールパウダーを共に用いる場合にパッキング密度が増加することが分かる。また、図７を参照すれば、ラージパウダーとスモールパウダーの平均粒径の差が大きいほど、パッキング密度が増加することが分かる。
また、図８を参照すれば、３０ｎｍの平均粒径と０．２５の体積分率を有するスモールパウダーを固定した状態でラージパウダーの平均粒径の差による誘電定数の増加程度を測定したとき、ラージパウダーの平均粒径が大きいほど、誘電定数もより増加することが分かる。特に、ラージパウダーの平均粒径が５００ｎｍで、スモールパウダーの平均粒径が３０ｎｍで、ラージパウダーの体積分率が０．７５であるとき、最も大きい値の誘電定数を示した。
図９は、高誘電性セラミックパウダーとして１５０ｎｍの平均粒径を有するラージパウダーのみを適用したときに製造されたＭＩＭキャパシタの絶縁体の写真で、図１０は、高誘電性セラミックパウダーとして１５０ｎｍの平均粒径を有するラージパウダー７５ｖｏｌ．％と３０ｎｍの平均粒径を有するスモールパウダー２５ｖｏｌ．％を共に適用したときの絶縁体の写真である。
図９及び図１０を参照すれば、高誘電性セラミックパウダーとしてラージパウダーとスモールパウダーを共に適用した場合、高誘電性セラミックパウダーとしてラージパウダーのみを適用した場合に比べて空隙の充填程度は高かったが、全体的に各ラージパウダーの空隙を効率的に充填することはできなかった。
図１１は、高誘電性セラミックパウダーとして３００ｎｍの平均粒径を有するラージパウダーのみを適用したときの絶縁体の写真で、図１２は、高誘電性セラミックパウダーとして３００ｎｍの平均粒径を有するラージパウダー７５ｖｏｌ．％と３０ｎｍの平均粒径を有するスモールパウダー２５ｖｏｌ．％を共に適用したときの絶縁体の写真である。
図１１及び図１２を参照すれば、高誘電性セラミックパウダーとしてラージパウダーのみを適用した場合より、高誘電性セラミックパウダーとしてラージパウダーとスモールパウダーを共に適用したときに空隙を効率的に充填していることが分かる。また、図１２と図１０を比較するとき、ラージパウダーとスモールパウダーの平均粒径の差が大きいほど、ラージパウダーの空隙をより効率的に充填することが分かる。
図１３は、高誘電性セラミックパウダーとして５００ｎｍの平均粒径を有するラージパウダーのみを適用したときの絶縁体の写真で、図１４は、高誘電性セラミックパウダーとして５００ｎｍの平均粒径を有するラージパウダー７５ｖｏｌ．％と３０ｎｍの平均粒径を有するスモールパウダー２５ｖｏｌ．％を共に適用したときの絶縁体の写真である。
図１３及び図１４を参照すれば、高誘電性セラミックパウダーとしてラージパウダーのみを適用した場合より、高誘電性セラミックパウダーとしてラージパウダーとスモールパウダーを共に適用したときに空隙を効率的に充填していることが分かる。図１４と図１０及び図１２を比較するとき、ラージパウダーとスモールパウダーの平均粒径の差が大きいほど、ラージパウダーの空隙がより効率的に充填され、パッキング密度が高いことが分かる。
これらの点を考慮するとき、ＭＩＭキャパシタの絶縁層には、次のような平均粒径条件及び体積分率条件をいずれも満足するラージパウダー及びスモールパウダーを含む高誘電性セラミックパウダーが適用されることが望ましい。平均粒径条件は、ラージパウダーの平均粒径が略４９０〜５１０ｎｍで、スモールパウダーの平均粒径が略２５〜３５ｎｍである。体積分率条件は、ラージパウダーの体積分率が略７０〜８０ｖｏｌ．％で、スモールパウダーの体積分率が略２０〜３０ｖｏｌ．％である。
図１や図２に示した各実施例又は他の方法で製造されたＭＩＭキャパシタは、下部金属―絶縁体―上部金属構造を含む。
本発明に係るＭＩＭキャパシタの場合、前記絶縁体は、高分子樹脂が含浸された高誘電性セラミックパウダーで形成される。
上述したように、高分子樹脂は、高誘電性セラミックパウダー１００重量部に対して１０〜１５０重量部の含量比で含まれる場合、誘電特性の低下なしに充分な高分子含浸の効果を得ることができる。
このとき、前記高誘電性セラミックパウダーは、スモールパウダーと、このスモールパウダーより大きい平均粒径を有するラージパウダーとを含むことができる。このとき、前記スモールパウダーは２０〜３０ｖｏｌ．％の比率で添加され、前記ラージパウダーは７０〜８０ｖｏｌ．％の比率で添加されることが望ましい。
また、前記ラージパウダーの平均粒径が前記スモールパウダーの平均粒径の６．５倍以上であるとき、高い誘電定数を有することができる。具体的には、ラージパウダーの平均粒径は４９０〜５１０ｎｍで、前記スモールパウダーの平均粒径は２５〜３５ｎｍである。
また、高誘電性セラミックパウダーの平均粒径が増加するほど、誘電定数もより高い値を有する。したがって、誘電定数及びインクジェット工程の適用などを考慮するとき、前記高誘電性セラミックパウダーの平均粒径は４００ｎｍ〜８００ｎｍになる。
ＭＩＭキャパシタの絶縁体において、高誘電性セラミックパウダーはＢａＴｉＯ３である。また、ＭＩＭキャパシタの絶縁体において、高分子樹脂は、熱硬化型樹脂又は光硬化型樹脂である。また、ＭＩＭキャパシタの下部金属及び上部金属は銀（Ａｇ）で形成される。
以上、本発明の実施例を中心に説明したが、これは例示的なものに過ぎず、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する技術者であれば、これから多様な変形及び均等な他の実施例が可能である点を理解するだろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、以下に記載される特許請求の範囲によって判断されなければならない。

Claims (26)

  1. 下部金属―絶縁体―上部金属構造を含むＭＩＭキャパシタ（Ｍｅｔａｌ―Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ―Ｍｅｔａｌ Ｃａｐａｃｉｔｏｒ）の製造方法において、
    前記絶縁体は、
    スモールパウダーと、前記スモールパウダーより大きい平均粒径を有するラージパウダーとを含む高誘電性セラミックパウダー、高分子樹脂及び溶媒を含むセラミック―高分子組成物を用意し、
    前記セラミック―高分子組成物を前記下部金属上に塗布してセラミック―高分子膜を形成し、
    前記形成されたセラミック―高分子膜内の高分子樹脂を硬化させることを含んで無焼結方式で形成されることを特徴とする無焼結ＭＩＭキャパシタ製造方法。
  2. 下部金属―絶縁体―上部金属構造を含むＭＩＭキャパシタの製造方法において、
    前記絶縁体は、
    スモールパウダーと、前記スモールパウダーより大きい平均粒径を有するラージパウダーとを含む高誘電性セラミックパウダー及び溶媒を含むセラミック組成物を用意し、
    高分子樹脂及び溶媒を含む高分子組成物を用意し、
    前記セラミック組成物を下部金属上に塗布してセラミック膜を形成し、
    前記形成されたセラミック膜上に前記高分子組成物を塗布し、前記高分子組成物を前記セラミック内に浸透させてセラミック―高分子膜を形成し、
    前記セラミック―高分子膜内の高分子樹脂を硬化させることを含んで無焼結方式で形成されることを特徴とする無焼結ＭＩＭキャパシタ製造方法。
  3. 下部金属―絶縁体―上部金属構造を含むＭＩＭキャパシタの製造方法において、
    前記絶縁体は、
    平均粒径が４００ｎｍ〜８００ｎｍである高誘電性セラミックパウダー、高分子樹脂及び溶媒を含むセラミック―高分子組成物を用意し、
    前記セラミック―高分子組成物を前記下部金属上に塗布してセラミック―高分子膜を形成し、
    前記形成されたセラミック―高分子膜内の高分子樹脂を硬化させることを含んで無焼結方式で形成されることを特徴とする無焼結ＭＩＭキャパシタ製造方法。

  4. 下部金属―絶縁体―上部金属構造を含むＭＩＭキャパシタの製造方法において、
    前記絶縁体は、
    平均粒径が４００〜８００ｎｍである高誘電性セラミックパウダー及び溶媒を含むセラミック組成物を用意し、
    高分子樹脂及び溶媒を含む高分子組成物を用意し、
    前記セラミック組成物を下部金属上に塗布してセラミック膜を形成し、
    前記形成されたセラミック膜上に前記高分子組成物を塗布し、前記高分子組成物を前記セラミック内に浸透させてセラミック―高分子膜を形成し、
    前記セラミック―高分子膜内の高分子樹脂を硬化させることを含んで無焼結方式で形成されることを特徴とする無焼結ＭＩＭキャパシタ製造方法。
  5. 前記セラミック―高分子組成物は、インクジェット印刷法で塗布されることを特徴とする、請求項１又は３に記載の無焼結ＭＩＭキャパシタ製造方法。
  6. 前記セラミック組成物又は前記高分子組成物は、インクジェット印刷法で塗布されることを特徴とする、請求項２又は４に記載の無焼結ＭＩＭキャパシタ製造方法。
  7. 前記ラージパウダーの平均粒径は、前記スモールパウダーの平均粒径の６．５倍以上であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の無焼結ＭＩＭキャパシタ製造方法。
  8. 前記高誘電性セラミックパウダーは、前記スモールパウダー２０〜３０ｖｏｌ．％及び前記ラージパウダー７０〜８０ｖｏｌ．％を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の無焼結ＭＩＭキャパシタ製造方法。
  9. 前記高誘電性セラミックパウダーは、前記スモールパウダー２０〜３０ｖｏｌ．％及び前記ラージパウダー７０〜８０ｖｏｌ．％を含み、
    前記ラージパウダーの平均粒径は、前記スモールパウダーの平均粒径の６．５倍以上であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の無焼結ＭＩＭキャパシタ製造方法。
  10. 前記ラージパウダーの平均粒径は４９０〜５１０ｎｍで、前記スモールパウダーの平均粒径は２５〜３５ｎｍであることを特徴とする、請求項９に記載の無焼結ＭＩＭキャパシタ製造方法。
  11. 前記高誘電性セラミックパウダーはＢａＴｉＯ３であることを特徴とする、請求項１から４のうち何れか１項に記載の無焼結ＭＩＭキャパシタ製造方法。
  12. 前記高分子樹脂の含量は、前記高誘電性セラミックパウダー１００重量部に対して１０〜１５０重量部であることを特徴とする、請求項１から４のうち何れか１項に記載の無焼結ＭＩＭキャパシタ製造方法。
  13. 前記高分子樹脂は、熱硬化型樹脂又は光硬化型樹脂であることを特徴とする、請求項１から４のうち何れか１項に記載の無焼結ＭＩＭキャパシタ製造方法。
  14. 前記セラミック―高分子組成物は、非イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、オクチルアルコール及びアクリル系高分子のうち一つ以上を含む分散剤をさらに含むことを特徴とする、請求項１又は３に記載の無焼結ＭＩＭキャパシタ製造方法。
  15. 前記分散剤は、前記セラミック―高分子組成物１００重量部に対して５重量部以下の含量比で添加されることを特徴とする、請求項１４に記載の無焼結ＭＩＭキャパシタ製造方法。
  16. 前記セラミック組成物又は高分子組成物は、非イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、オクチルアルコール及びアクリル系高分子のうち一つ以上を含む分散剤をさらに含むことを特徴とする、請求項２又は４に記載の無焼結ＭＩＭキャパシタ製造方法。
  17. 下部金属―絶縁体―上部金属構造を含むＭＩＭキャパシタにおいて、
    前記絶縁体は、高分子樹脂が含浸された高誘電性セラミックパウダーで形成され、
    前記高誘電性セラミックパウダーは、スモールパウダーと、前記スモールパウダーより大きい平均粒径を有するラージパウダーとを含むことを特徴とする無焼結ＭＩＭキャパシタ。
  18. 下部金属―絶縁体―上部金属構造を含むＭＩＭキャパシタにおいて、
    前記絶縁体は、高分子樹脂が含浸された高誘電性セラミックパウダーで形成され、
    前記高誘電性セラミックパウダーの平均粒径は４００ｎｍ〜８００ｎｍであることを特徴とする無焼結ＭＩＭキャパシタ。
  19. 前記高誘電性セラミックパウダーはＢａＴｉＯ３であることを特徴とする、請求項１７又は１８に記載の無焼結ＭＩＭキャパシタ。
  20. 前記ラージパウダーの平均粒径は、前記スモールパウダーの平均粒径の６．５倍以上であることを特徴とする、請求項１７に記載の無焼結ＭＩＭキャパシタ。
  21. 前記高誘電性セラミックパウダーは、前記スモールパウダー２０〜３０ｖｏｌ．％及び前記ラージパウダー７０〜８０ｖｏｌ．％を含むことを特徴とする、請求項１７に記載の無焼結ＭＩＭキャパシタ。
  22. 前記高誘電性セラミックパウダーは、前記スモールパウダー２０〜３０ｖｏｌ．％及び前記ラージパウダー７０〜８０ｖｏｌ．％を含み、
    前記ラージパウダーの平均粒径は、前記スモールパウダーの平均粒径の６．５倍以上であることを特徴とする、請求項１７に記載の無焼結ＭＩＭキャパシタ。
  23. 前記ラージパウダーの平均粒径は４９０〜５１０ｎｍで、前記スモールパウダーの平均粒径は２５〜３５ｎｍであることを特徴とする、請求項２２に記載の無焼結ＭＩＭキャパシタ。
  24. 前記高分子樹脂は、前記高誘電性セラミックパウダー１００重量部に対して１０〜１５０重量部の含量比で含まれることを特徴とする、請求項１７又は１８に記載の無焼結ＭＩＭキャパシタ。
  25. 前記高分子樹脂は、熱硬化型樹脂又は光硬化型樹脂であることを特徴とする、請求項１７又は１８に記載の無焼結ＭＩＭキャパシタ。
  26. 前記下部金属及び上部金属は銀（Ａｇ）で形成されることを特徴とする、請求項１７又は１８に記載の無焼結ＭＩＭキャパシタ。
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