KR100207897B1 - 자기 커패시터 - Google Patents
자기 커패시터 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100207897B1 KR100207897B1 KR1019960001418A KR19960001418A KR100207897B1 KR 100207897 B1 KR100207897 B1 KR 100207897B1 KR 1019960001418 A KR1019960001418 A KR 1019960001418A KR 19960001418 A KR19960001418 A KR 19960001418A KR 100207897 B1 KR100207897 B1 KR 100207897B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- solution
- boron
- boric acid
- magnetic capacitor
- weight
- Prior art date
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 72
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 56
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 42
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 37
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims abstract description 31
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims abstract description 25
- -1 boric acid ester Chemical class 0.000 claims abstract description 18
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- RJTANRZEWTUVMA-UHFFFAOYSA-N boron;n-methylmethanamine Chemical compound [B].CNC RJTANRZEWTUVMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- MLSKXPOBNQFGHW-UHFFFAOYSA-N methoxy(dioxido)borane Chemical group COB([O-])[O-] MLSKXPOBNQFGHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 claims description 2
- AJSTXXYNEIHPMD-UHFFFAOYSA-N triethyl borate Chemical compound CCOB(OCC)OCC AJSTXXYNEIHPMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- LALRXNPLTWZJIJ-UHFFFAOYSA-N triethylborane Chemical compound CCB(CC)CC LALRXNPLTWZJIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- WRECIMRULFAWHA-UHFFFAOYSA-N trimethyl borate Chemical compound COB(OC)OC WRECIMRULFAWHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- LTEHWCSSIHAVOQ-UHFFFAOYSA-N tripropyl borate Chemical compound CCCOB(OCCC)OCCC LTEHWCSSIHAVOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 38
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 38
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 15
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 11
- 150000001639 boron compounds Chemical class 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 9
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 9
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 7
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 238000004455 differential thermal analysis Methods 0.000 description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 3
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 3
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 3
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 3
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 3
- RBNWAMSGVWEHFP-UHFFFAOYSA-N trans-p-Menthane-1,8-diol Chemical compound CC(C)(O)C1CCC(C)(O)CC1 RBNWAMSGVWEHFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc oxide Inorganic materials [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N Abietic-Saeure Natural products C12CCC(C(C)C)=CC2=CCC2C1(C)CCCC2(C)C(O)=O RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 description 2
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N Rosin Natural products O(C/C=C/c1ccccc1)[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 229910052728 basic metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003818 basic metals Chemical group 0.000 description 2
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N trans-cinnamyl beta-D-glucopyranoside Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC=CC1=CC=CC=C1 KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LGQXXHMEBUOXRP-UHFFFAOYSA-N tributyl borate Chemical compound CCCCOB(OCCCC)OCCCC LGQXXHMEBUOXRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 229910015902 Bi 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000014653 Carica parviflora Nutrition 0.000 description 1
- 241000243321 Cnidaria Species 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- NVEBCPBSGYHFMT-UHFFFAOYSA-N [Zn].[Pb].[B] Chemical compound [Zn].[Pb].[B] NVEBCPBSGYHFMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005907 alkyl ester group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000012461 cellulose resin Substances 0.000 description 1
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N oxolead Chemical compound [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- ZFZQOKHLXAVJIF-UHFFFAOYSA-N zinc;boric acid;dihydroxy(dioxido)silane Chemical compound [Zn+2].OB(O)O.O[Si](O)([O-])[O-] ZFZQOKHLXAVJIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/005—Electrodes
- H01G4/008—Selection of materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Abstract
본 발명에 의한 자기 커패시터는 정전용량이 크고 유전체 손실이 적다. 전기한 자기 커패시터는 유전체 자기소체와, 구리분말, 유리프릿, 유기 담체와 붕산 에스테르 용액, 붕산 용액 및 붕소의 유기염 용액 중의 한 용액을 포함하는 전기 전도성 페이스트를 소성에 의해 만든 전극을 포함한다.
Description
제1도는 본 발명에 따른 자기 커패시터의 단면도이다.
제2도는 트리부틸보레이트의 열중량 측정(thermogravimetry; TG)과 시차 열분석(differential thermal analysis; DTA)의 분석도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 유전체 자기 소체 2 : 구리 전극
3 : 단자 4 : 납땜
5 : 외부 수지
본 발명은 자기 커패시터에 관한 것으로 보다 상세하게는 소성에 의해 만든 구리전극을 갖는 자기 커패시터에 관한 것이다.
자기 커패시터는 유전체 자기 소체와 유전체 자기 소체 사이에 삽입된 한쌍의 전극을 가지고 있다. 전극은 보통 유전체 자기 소체에, 도체 성분인 은 분말과 낮은 온도에서 녹는 유리프릿으로 구성된 은 페이스트를 스크린 프린팅한 후 피복된 페이스트를 소성에 의해 만든다. 은을 소성에 의해 만드는 전극은 만들기가 쉽고, 고주파 특성과 같은 전기적 특성이 우수하고 신뢰도가 높다.
은을 소성에 의해 만드는 보통 전극의 단점은, 은 가격이 비싸서 절감시킬 수 있는 가능성이 한정된다는 것이다. 또 다른 단점은 땜납 부식(납으로 은을 소성에 의해 만든 전극을 고정시켰을 때 은이 땜납 속으로 확산하는 현상)이 일어날 수 있다는 것이다. 이러한 단점 때문에 전극의 부착이 나빠지거나, 커패시터의 정전용량을 저하시키는 특성저하가 일어난다.
또한, 종래의 은을 소성에 의해 만든 전극은 은 이동의 가능성이 있는데, 이는 절연 내력(dielectric strength)을 낮추고 신뢰도를 감소시킨다. 특히 은은 납땜 도중 유전체 자기 소체가 받는 열충격에 의해 생기는 미세한 틈 사이로 확산하는데, 이는 은의 이동을 더욱 촉진시킨다.
은을 소성에 의해 만든 전극 때문에 생기는 결점을 극복하기 위하여, 자기 커패시터에 구리를 소성에 의해 만든 전극을 사용하는 것이 반드시 고려되어야 한다.
예를 들어, 일본 특허 공개 제1-51003호에 구리를 소성에 의해 만든 전극이 개시되어 있다. 구리를 소성에 의해 만든 전극은 구리분말과 유리프릿으로 되어있는데, 여기에는 주성분으로 납 보로실리케이트, 비스무트 보로실리케이트, 아연 보로실리케이트 중 적어도 하나가 포함되어 있다. 상기한 유리프릿은 구리분말 중 2∼40 부피를 차지한다. 이 구리를 소성에 의해 만든 전극은 구리분말과 유기 담체에 확산된 유리프릿을 포함하는 페이스트를 준비하고, 이를 유전체 자기 소체에 스크린 프린팅 등의 방법으로 부착시킨 다음 질소 대기중에서 소성에 의해 만든다.
이 방법에서는 세밀한 전극을 만들기 위해서 800이상으로 가열해야 한다. 이는 불완전 가열하면 땜납이 전극속으로 스며들게 되며, 정전용량과 단자강도에 나쁜 영향을 주기 때문이다. 또한, 구리는 염기성 금속이므로 산화를 막기 위해서는 중성 대기에서 소성에 의해져야 한다.
따라서, 구리를 소성에 의해 만든 전극을 사용한 자기 커패시터는 800이상에서 견딜 수 있는 유전체 자기 소체로 구성되어야 한다. 하지만 중성 대기에서 고온으로 굽는 조작은 유전체 자기 소체를 환원시켜 커패시터의 정전용량을 저하시키게 된다.
구리 전극의 산화나 납땜특성의 문제를 해결하기 위해, 일본 특허 공개 제1-36243호에는 전자 부품, 도전피막 조성 및 이들의 제조 방법이 개시되어 있다. 이에 따르면 붕소 분말이 구리분말의 5∼40중량를 차지한다. 최저치(5중량)는 구리분말(염기성 금속)의 산화를 막기 위한 최저치를 말한다.
또한, 일본 특허 공개 제1-220303호에는 비산화성의 구리후막 도체가 개시되어 있다. 도체는 보통 마그네슘 복합물을 포함하는 구리페이스트를 900에서 소성에 의해 만든다. 이 페이스트의 단점은 낮은 온도에서 소성하면, 우수한 전기 전도성을 갖는 후막 도체를 형성하지 않는다는 것이다.
일본 특허 공개 제3-176903호에는 구리분말을 사용한 전기 전도성 페이스트에 관하여 더욱 상세히 개시되어 있다. 여기에서의 페이스트는 붕소와 B2O3이 구리분말과 붕소 분말 총량의 3.5∼3.9중량, 2.0∼30.0중량을 각각 차지한다. 최저치는 산화를 막기 위한 최저치이다.
상기한 종래 기술에도 불구하고 구리를 소성에 의해 만든 전극을 사용한 유전체 자기 소체는 전기적, 기계적 특성이 만족스럽지 못하다.
따라서, 본 발명의 목적은 큰 정전용량과 적은 유전체 손실을 갖는 고성능의 자기 커패시터를 만드는 것이다. 본 발명의 자기 커패시터는 주로 땜납 부식과 은 이동을 막으며, 또한 고주파 특성, 신뢰도, 납땜특성, 수명면에서 우수하다.
본 발명이 또다른 목적은, 습한 조건의 충전 실험에서 정전용량 및 유전체 손실의 효과가 극히 조금 감소하는 높은 신뢰도의 자기 커패시터를 제공하는 것이다.
본 발명에 의한 자기 커패시터는 다음을 포함한다 : 유전체 자기소체와, 유전체 자기 소체 위에 있으며, 구리분말, 유리프릿, 유기 담체와 붕산 에스테르 용액, 붕산 용액 및 붕소의 유기염 용액으로 이루어진 군으로부터 선택된 용액을 포함하는 전기 전도성 페이스트를 소성에 의해 만든 전극.
본 발명에 의한 자기 커패시터는 다음의 공정에 의해 만들어진다.:전기 전도성 페이스트를 도포하여 유전체 자기 소체에 전극 패턴을 형성하는 공정; 및 전기전도성으로 된 전극 패턴을 갖는 유전체 자기 소체를 600이하의 온도에서 소성하는 공정.
구리페이스트에 포함된 붕소 화합물은 소성할 때 B2O3으로 변해서 구리가 산화되는 것을 막는다고 알려져 있다. 그럼에도 불구하고 붕소 화합물은 커패시터의 전극을 만들기 위한 페이스트로는 적당하지 않다. 이는 대량으로 사용되면 산화를 방지하는 대신 전극의 저항을 증가시켜 정전용량 감소와 유전체 손실을 일으키기 때문이다.
종래 기술의 문제점에서 본 바와 같이, 정전용량과 유전체 손실 같은 전기 특성에 전극의 산호를 막기 위한 최소한의 붕소를 사용하는 것이 유리하다. 즉, 구리 페이스트에 포함되는 붕소 화합물의 양은 중량에 의해서가 아니라 구리의 양에 대한 붕소의 비율로서 결정되어야 한다. 적은 양의 붕소가 더 잘 분산되기 위해서는 붕소나 B2O3 ,MnB2같은 고체 형태의 붕소 화합물보다는 액체 형태의 붕소 화합물이 좋다.
따라서, 본 발명의 첫 번째 국면에 따르면, 유전체, 자기 소체와 그 위에 형성된 전극을 포함하는 자기 커패시터에 있어서, 상기한 전극을 구리분말, 유리프릿, 유기 담체, 및 붕산 에스테르 수용액, 붕산 용액 및 붕소의 유기염 용액으로 이루어진 군으로부터 선택된 용액 또는 그의 혼합액을 포함하는 전기 전도성 페이스트를 소성에 의해 만들어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 두 번째 국면에 따르면, 첫 번째 국면의 자기 커패시터에 있어서, 상기한 붕산 에스테르 용액은 끊는 점이 높은 요액이거나, 끊는점이 높은 알콜 용액내에서는 끓는점이 낮은 붕산 에스테를 용액인 것을 특징으로 한다. 여기에서 높은 끓는점이라 220이상을 말하며, 낮은 끓는점이란 220미만을 말한다.
본 발명의 세 번째 국면에 따르면, 첫 번째 국면 또는 두 번째 국면의 자기 커패시터에 있어서, 상기한 끓는점이 높은 붕산 에스테르 용액은 화학식이 (CnH2n+1O)3B로 표시되며 여기에는 n≥4인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 네 번째 국면에 따르면, 첫 번째 국면 또는 두 번째 국면의 자기 커패시터에 있어서, 상기한 끓는점이 낮은 붕산 에스테르는 메틸보레이트, 트리메틸보레이트, 트리에틸보레이트 또는 트리프로필보레이트와 같은 탄소수(C1∼5)가 적은 알킬에스테르 화합물인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다섯 번째 국면에 따르면, 첫 번째 국면의 자기 커패시터에 있어서, 상기한 붕소의 유기염은 트리에틸 보론, 디메틸아민 보란 또는 소듐 보로하이드리드인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 여섯 번째 국면에 따르면, 첫 번째 국면의 자기 커패시터에 있어서, 상기한 붕산 에스테르, 붕산 또는 붕소의 유기염 용액의 함량은 구리분말과 붕소를 합한 중량에 대해, 붕소 원자량으로 환산하여 0.01∼0.5중량이고, 구리분말의 함량은 붕소와 구리를 합한 중량에 대해 99.5-99.99중량이다. 즉, 붕소는 구리에 대해 0.01-05중량부이다.
본 발명의 일곱 번째 국면에 따르면, 첫 번째 국면의 자기 커패시터에 있어서, 고체 성분과 유기 담체의 함량은 각각 약 70-90중량와 약 10-30중량인데, 고체 성분은 구리분말 80-98중량및 유리프릿 2-20중량를 함유한다.
본 발명의 여덟 번째 국면에 따르면, 첫 번째 국면의 자기 커패시터에 있어서, 유리프릿의 연화점은 350-500이다.
본 발명의 아홉번째 국면에 따르면, 첫 번째 국면의 자기 커패시터에 있어서, 유전체 자기 소체의 주성분은 티탄산바륨이다.
본 발명에 따르면, 전기 전도성 페이스트는 유리프릿을 상기한 양으로 함유하여야 한다. 즉, 유리프릿의 함량은, 전기 전도성 페이스트를 구운 다음 유전체 자기 소체에 부착이 잘되도록 2중량이상이어야 한다. 또한, 유리프릿의 함량은, 전기 전도성 페이스트의 전도성 및 유전체 손실이 적절하고 정전용량이 적절하도록 하기 위해 20중량이하이어야 한다. 구리분말은 스캐닝 전자현미경(Scanning Electron Microscopy; SEM)으로 측정했을 때 입자 직경이 약 0.1-10㎛범위이어야 한다. 직경이 더 큰 구리분말은 완전히 소성되지 않으므로 바람직하지 않다.
본 발명에 따르면, 붕산 에스테르 용액의 함량은 구리분말 99.5-99.99중량에 대하여 붕소의 양으로 환산하여 0.01∼0.5중량이어야 한다. 상기한 함량은 산화를 막기 위해 0.01중량이상이어야 하고, 우수한 납땜특성과 전도성을 위해 0.5중량이하이어야 한다.
본 발명에 따르면, 전기 전도성 페이스트는 고체 성분(구리분말과 유리프릿) 약 90-70중량및 불활성 유기 담체 약 10-30중량를 함유한다. 유기 담체는 예를 들어 터피놀(terpinol)에 용해된 에틸 셀룰로오스이다. 또한 유기 담체는 터피놀에 메틸 셀룰로오스, 부틸 셀룰로오스 또는 아크릴 수지를 녹여 만들 수 있다.
전기 전도성 페이스트에 사용되는 유리프릿은, 예를 들어 붕소-납-아연계 유리이다. 상기한 유리프릿은, 전기 전도성 페이스트가 소성할 때 저점도를 가져 자기 소체와의 부착성이 우수하고 자기 소체 내로 잘 확산되도록 약 350이상의 연화점을 가져야 한다. 유리프릿의 연화점의 상한선은 굽는 작업이 낮은 온도에서 실행되고 부착성, 단자강도 및 유전체 손실에 악영향을 미치지 않도록 약 500이어야 한다.
본 발명에 따르면, 전기 전도성 페이스트는 붕산 에스테르 용액을 함유할 수 있다. 약 200에서 가열하는 경우에 상기한 붕산 에스테르는 붕소를 내놓는데, 이는 B2O3으로 변하여 구리분말에 피복되어 굽는 동안 약한 산화성 대기에서 구리분말이 산화되는 것을 막는다. B2O3으로 피복된 구리분말은 350-450에서 연화되는 유리프릿으로 쉽게 웨트(wet)된다. 따라서, 구리 전극은 약 600의 낮은 온도에서 소성하여도 땜납의 침투를 막을 정도로 충분한 농도를 갖는다.
본 발명에 따른 자기 커패시터는, 구리의 산화방지제로 붕산 에스테로 용액, 붕산 용액 또는 붕소의 유기염 용액 중 하나를 포함하는 페이스트로 만들어진 구리 전극을 가지고 있다. 붕소 화합물은 구리분말에 B2O3으로 얇은 피막을 형성하여 구리의 산화를 막는다. 본 발명에서 사용하는 붕소 화합물의 양은 종래 기술에서 사용하는 붕소 화합물이 양보다 적다. 구리를 소성에 의해 만든 전극은 전기적, 물리적 특성면에서 은을 소성에 의해 만든 전극에 필적한다. 따라서 본 발명에 따른 자기 커패시터는 고주파 특성이 우수하다.
또한, 본 발명의 전기 전도성 페이스트는 구리 전도체를 형성하기 위하여 약 600의 낮은 온도에서 소성할 수 있다. 이는 굽는 작업 중에 유리프릿과 자기소체가 환원되지 않음을 의미한다. 즉, 자기 소체는 환원에 의한 정전용량의 감소가 없고, 결과적으로 자기 커패시터는 정전용량은 크고 유전체 손실이 적다.
［실시예］
이하, 하기하는 실시예를 참고하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
제1도는 본 발명의 자기 커패시터 10의 단면도이다. 자기 커패시터 10은, 플레이트 형상의 유전체 자기 소체1과, 유전체 자기 소체 1을 삽입한 한쌍의 구리전극 2를 포함한다. 단자3 각각은 납땜에 의해 한쌍의 구리 전극 2에 전기적으로 연결된다. 유전체 자기 소체1과 전극2를 외부 수지 5로 피복한다.
이하, 자기 커패시터의 제조방법을 설명한다. 먼저, 소성에 의해져서 구리 전극을 형성하는 전기 전도성 페이스트를 하기하는 방법으로 준비한다.
입자 직경이 1㎛인 구리분말 80중량, 유리프릿 8중량및 유기 담체 12중량를 함께 혼합한다. 유리프릿은 주로 붕소 산화물, 납 산화물 및 아연 산화물로 이루어진 군으로부터 적어도 1종으로 이루어진 PbO-B2O3-ZnO계 유리이다(일본특허출원 제6-120253호). 유기 담체는 터피놀내의 8의 에틸 셀룰로오스 용액이다. 결과로 생긴 혼합물을 끓는점이 높은 붕산 에스테르 용액, 끓는점이 높은 알콜 내에서는 끓는점이 낮은 붕산 에스테르 용액 또는 유기 용매에 녹인 붕소 용액 중의 한 용액과 혼합한다. 붕소를 포함하는 물질의 양은, 약99.5-99.99중량의 구리분말에 대하여 붕소의 원자량으로 환산해서 약 0.01-05중량의 양이다. 그런 다음 모든 성분을 3-를 혼합기로 잘 섞는다.
이렇게 얻어진 페이스트는 90.9중량의 구리분말과 9.1중량의 유리프릿을 함유한다. 구리분말과 유리프릿의 총량은 88중량이며, 유기 담체의 총량은 12중량이다.
유전체 자기 소체1의 양면에 한쌍의 전극 패턴을 형성하기 위하여, 유전체 자기 소체1에 스크린 프린팅에 의해 페이스트를 도포시킨다. 유전체 자기 소체1은 티탄산바륨으로 만들어지며, 이의 두께는 0.5이고 직경은 14.0이다. 유전체 자기 소체1은, 예를 들어 일본특허공개 제60-31793호에 개시된 것일 사용할 수 있다. 이는 BaTiO3(85-90중량), CaZrO3(8.5-12.0중량), MgTiO3(0.5중량미만), CeO2(0.5중량미만), Bi2O3(0.1-1.0중량) 및 SnO2(0.1-1.0중량)로 구성되어 있다.
그런 다음 유전체 자기 소체를 60분 동안 굽는데, 그동안 온도를 600로 올려서 10분 동안 유지시킨다. 굽는 작업은 질소 대기에서 이루어진다. 이렇게 구운 다음, 구리를 소성에 의해 만든 전극 2를 유전체 자기소체에 형성한다.
단자3 각각은, 구리를 소성에 의해 만든 전극2에 로진 플럭스로 납땜되었다. 마지막으로 외부 수지를 포함한 수지통에 유전체 자기 소체를 담궈서, 구리를 소성에 의해 만든 전극 2와 유전체 자기 소체1이 외부 수지5로 보호되어 자기 커패시터 10을 얻는다.
이렇게 얻어진 자기 커패시터에 정전용량, 유전체 손실, 단자 강도, 납땜특성 및 땜납 침투 시험을 시행하다. 결과는 표 1에 나타난다.
단자 강도는, 전극에 납땜된 납 전선(직경 0.6)이 120/분의 속도로 당겨졌을 때, 둥근 자기 소체로부터 전극(두께0.5, 직경 14.0)을 벗겨내는데 필요한 힘을 측정하여 얻었다.
납땜 특성은, 소성에 의해 만들어진 자기 소체를 땜납통(로진 플럭스로)에 담근 다음 육안으로 관찰하여 평가하였다. 납땜특성은 납땜된 면적이 90이상인 경우에는 ◎으로, 50-90인 경우에는 ○으로, 또 50% 미만인 경우에는 ×로 표시하였다.
표 1에서 본 발명을 따르지 않는 비교예들은 *로 구분했다.
표 1에서 본 발명의 실시 예들은 납땜특성과 단자강도가 매우 우수하고 유전체 손실이 적다.
비교예 2는 정전용량이 크고 유전체 손실은 적지만, 납땜특성과 단자강도가 불량하다. 비교예 1, 비교예 8, 비교예 9, 비교예 10, 비교예 14, 비교예 15 및 비교예 19는 유전체 손실이 크고, 단자강도가 낮으며, 납땜특성 또한 불량하다.
열중량 측정 및 시차 열분석의 결과는 제2도에 나타난 바와 같이 약 200에서 트리부틸보레이트로부터 붕소가 유리됨을 보여준다. 이는 구리를 대기로부터 차단시켜, 바인더를 분해하기 위해 질소 대기로 투입되는 산소에 의해 구리가 산화되는 것을 막는 효과를 보인다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 다음과 같은 장점을 갖는다.
첫째로, 본 발명에 따른 자기 커패시터는, 구리의 산화 억제제로서 붕산 에스테르 용액, 붕산 용액 및/또는 붕소의 유기염 용액 중의 하나를 포함하는 전기 전도성 페이스트로부터 형성된 전극을 갖는다. 상기한 붕소 화합물의 양은 비록 적지만, 구리 전극에 B2O3의 얇은 유리질 피막을 형성하여 구리의 산화를 막아서, 유전체 손실이 적고 정전용량이 크다.
둘째로, 전기 전도성 페이스트는 소결 대기에서 자기나 유리프릿이 환원되지 않고, 600의 낮은 온도에서 구울(또는 소결시킬) 수 있다. 따라서, 이렇게 얻어진 자기 커패시터는 정전용량이 크게 유전체 손실이 적다.
셋째로, 본 발명에 따른 자기 커패시터는 값싼 내화물질로 만들어진 노(爐 )를 사용하여 낮은 온도에서 짧은 시간동안 소성에 의해(또는 소결하여) 만들 수 있다. 이 때문에 비용이 절감된다. 구리 전극을 사용한 자기 커패시터는 전기적 및 물리적 특성(또는 고주파 특성)면에서 은 전극을 사용한 것과 비슷하다.
넷째로, 본 발명에 따른 자기 커패시터는 땜납 부식과 은 이동을 상당히 억제하여, 납땜의 열충격에 의해 유전체 자기 소체에 미세한 틈이 생겨도 수명이 오래가며 신뢰도가 높다.
다섯째로, 본 발명에 따른 자기 커패시터는 잘 벗겨지지 않는 소결된 전극을 가지고 있다.
통상 이 분야의 당업자에게 본 발명은 이의 정신 또는 본질적 특성을 벗어나지 않는 범위내에서 또다른 특수한 형태로 구체화 될 수 있음이 명백하다. 따라서 상술한 실시예들은 단순한 예시에 불과하며, 이에 국한되지는 않는다. 본 발명의 범위는 상기한 발명의 상세한 설명보다는 첨부하는 특허청구의 범위에 의해서만 한정되며, 이의 의미와 범위내에서 모든 수정과 변경이 가능하다.
Claims (17)
- 유전체 자기 소체 및 상기한 유전체 자기 소체 위에 형성되며, 구리분말, 유리프릿, 유기 담체 및 붕산 에스테르, 붕산, 붕소의 유기염 또는 그의 혼합물을 함유하는 용액을 포함하는 전기 전도성 페이스트를 소성에 의해 만든 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 커패시터.
- 제1항에 있어서, 상기한 용액은 붕산 에스테르를 함유하며, 끓는점이 놓은 붕산 에스테르 용액인 것을 특징으로 하는 자기 커패시터.
- 제2항에 있어서, 상기한 끓는점이 높은 붕산 에스테르는 화학식(CnH2n+1O)3B로 표시되며, 여기에서 n≥4인 것을 특징으로 하는 자기 커패시터.
- 제1항에 있어서, 상기한 용액은 붕산 에스테르를 함유하며, 끓는점이 높은 알콜중에 끓는점이 낮은 붕산 에스테르를 용해시킨 용액인 것을 특징으로 하는 자기 커패시터.
- 제4항에 있어서, 상기한 끓는점이 낮은 붕산 에스테르는 메틸보레이트, 트리메틸보레이트, 트리에틸보레이트 및 트리프로필보레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 것임을 특징으로 하는 자기 커패시터.
- 제1항에 있어서, 상기한 용액은 트리에틸보론, 디메틸아민보란 및 소듐 보로하이드리드로 이루어진 군으로부터 선택된 붕소의 유기염을 함유하는 것을 특징으로 하는 자기 커패시터.
- 제1항에 있어서, 상기한 용액의 함량은 구리분말과 붕소를 합한 중량에 대하여 붕소의 원자량으로 환산하여 0.01-0.5중량인 것을 특징으로 하는 자기 커패시터.
- 제1항에 있어서, 상기한 페이스는 구리분말과 유리프릿을 70-90중량, 유기 담체를 10-30중량함유하며, 상기 구리분말과 유리프릿은 구리분말을 80-98중량, 유리프릿을 2-20중량함유하는 것을 특징으로 하는 자기 커패시터.
- 제1항에 있어서, 상기한 유리프릿의 연화점이 350-500인 것을 특징으로 하는 자기 커패시터.
- 제1항에 있어서, 상기한 유전체 자기 소체가 티탄산바륨을 포함함을 특징으로 하는 자기 커패시터.
- 유전체 자기 소체의 표면에, 구리분말, 유리프릿, 유기 담체 및 붕산 에스테르, 붕산, 붕소의 유기염 또는 그의 혼합물을 함유하는 용액을 포함하는 전기 전도성 페이스트를 도포하여 유전체 자기 소체에 전극 패턴을 형성하는 공정 및 전기 전도성 페이스트로 된 전극 패턴을 갖는 유전체 자기 소체를 600이하의 온도에서 소성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 커패시터의 제조방법.
- 제11항에 있어서, 상기한 구리분말이 소성 공정동안 200의 온도에서 용액 내의 붕소로부터 유래된 붕산 유리로 피복되는 것을 특징으로 하는 자기 커패시터의 제조방법.
- 제11항에 있어서, 상기한 용액은 끓는점이 높은 붕산 에스테르 용액이거나 끓는점이 높은 알콜중에 끓는점이 낮은 붕산 에스테르를 용해시킨 용액인 것을 특징으로 하는 자기 커패시터의 제조방법.
- 제11항에 있어서, 상기한 페이스트 중의 붕산 에스테르 용액, 붕산 용액 및 붕소의 유기염 용액의 함량은 구리분말과 붕소를 합한 중량에 대하여, 붕소의 원자량으로 환산하여 0.01-0.5중량인 것을 특징으로 하는 자기 커패시터의 제조방법.
- 제11항에 있어서, 상기한 유리프릿의 연화점이 350-500인 것을 특징으로 하는 자기 커패시터의 제조방법.
- 제15항에 있어서, 상기한 페이스트 중의 붕산 에스테르 용액, 붕산 용액 및 붕소의 유기염 용액의 함량은 구리분말과 붕소를 합한 중량에 대하여, 붕소의 원자량으로 환산하여 0.01-0.5중량인 것을 특징으로 하는 자기 커패시터의 제조방법.
- 제16항에 있어서, 상기한 구리분말이 소성 공정동안 300의 온도에서 용액 내의 붕소로부터 유래된 붕산 유리로 피복되는 것을 특징으로 하는 자기 커패시터의 제조방법.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07008408A JP3079930B2 (ja) | 1995-01-23 | 1995-01-23 | 磁器コンデンサ |
| JP1995-8408 | 1995-01-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR960030273A KR960030273A (ko) | 1996-08-17 |
| KR100207897B1 true KR100207897B1 (ko) | 1999-07-15 |
Family
ID=11692335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019960001418A KR100207897B1 (ko) | 1995-01-23 | 1996-01-23 | 자기 커패시터 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3079930B2 (ko) |
| KR (1) | KR100207897B1 (ko) |
| CN (1) | CN1090800C (ko) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8129088B2 (en) * | 2009-07-02 | 2012-03-06 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Electrode and method for manufacturing the same |
| CN105957641B (zh) * | 2016-06-08 | 2017-11-28 | 天津大学 | 一种用于ltcc基板的玻璃包覆铜浆的制备方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57143203A (en) * | 1981-02-27 | 1982-09-04 | Taiyo Yuden Kk | Conductive paste for forming conductive layer by baking on porcelain |
| JPH05195260A (ja) * | 1992-01-17 | 1993-08-03 | Murata Mfg Co Ltd | 銅粉末の酸化防止法 |
| JP3493665B2 (ja) * | 1992-02-20 | 2004-02-03 | 株式会社村田製作所 | 導電性ペースト |
-
1995
- 1995-01-23 JP JP07008408A patent/JP3079930B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-01-23 CN CN96104313A patent/CN1090800C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1996-01-23 KR KR1019960001418A patent/KR100207897B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08203774A (ja) | 1996-08-09 |
| CN1090800C (zh) | 2002-09-11 |
| KR960030273A (ko) | 1996-08-17 |
| JP3079930B2 (ja) | 2000-08-21 |
| CN1135085A (zh) | 1996-11-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1321441B1 (en) | Glass and conductive paste using the same | |
| US4070518A (en) | Copper metallizations | |
| US4894184A (en) | Low-temperature burnt conductive paste and method of manufacturing printed circuit board | |
| KR20180059809A (ko) | 도전성 페이스트 및 적층 세라믹 부품의 단자 전극 형성 방법 | |
| US6424516B2 (en) | Conductive paste and ceramic electronic component | |
| JP2012022841A (ja) | 導電性ペースト | |
| JP2000048642A (ja) | 導電性ペースト及びガラス回路基板 | |
| JP4561574B2 (ja) | 積層セラミック部品端子電極用導体ペースト | |
| US5618470A (en) | Electrically conductive paste | |
| JP4423832B2 (ja) | ガラス組成物およびこれを用いた厚膜ペースト | |
| JP3230394B2 (ja) | 磁器コンデンサ | |
| JP2002100526A (ja) | 積層セラミック部品端子電極用導体ペースト | |
| KR100207897B1 (ko) | 자기 커패시터 | |
| JP3257036B2 (ja) | チップ型電子部品用導電性ペースト | |
| JP2973558B2 (ja) | チップ型電子部品用導電性ペースト | |
| JP3985352B2 (ja) | 導電性ペースト及びそれを用いたセラミック電子部品 | |
| JP3291831B2 (ja) | チップ型電子部品用導電性ペースト | |
| JP2589433B2 (ja) | メッキ付け可能な厚膜銅導体ペースト組成物 | |
| JPH08153414A (ja) | 導電ペースト | |
| JPS635842B2 (ko) | ||
| JPH0440803B2 (ko) | ||
| JP2537007B2 (ja) | 低温焼成用銅組成物 | |
| JPS6127003A (ja) | 導電性ペ−スト組成物 | |
| US3917487A (en) | Cadmium-containing silver conductor compositions | |
| JP2941002B2 (ja) | 導体組成物 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130318 Year of fee payment: 15 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140320 Year of fee payment: 16 |
|
| EXPY | Expiration of term |