KR100366930B1 - 도전성 페이스트 및 이를 사용하는 세라믹 전자 부품 - Google Patents

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가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
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Abstract

본 발명은 도금 부착, 및 외부 전극과 세라믹 몸체간의 결합 강도를 확실하게 할 수 있으며, 전자 부품들간에 달라 붙는 것을 방지할 수 있는 도전성 페이스트를 제공한다. 도전성 페이스트는, 실질적으로 알칼리 토금속 및 납을 함유하지 않으며, 분말 은, 알칼리 금속 산화물, 산화 붕소, 산화 실리콘, 산화 아연 및 산화 알루미늄을 함유하는 분말 유리, 및 유기 매질을 포함하며, 분말 유리는 M2O로서 5~12중량%의 알칼리 금속 산화물, B2O3으로서 35~45중량%의 산화 붕소, SiO2로서 10~20중량%의 산화 실리콘, ZnO로서 35~45중량%의 산화 아연, 및 Al2O3로서 1~5중량%의 산화 알루미늄으로 이루어진다. 여기서, M은 Li, Na, K, Rb, Cs 및 Fr로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 원소이다.

Description

도전성 페이스트 및 이를 사용하는 세라믹 전자 부품{Conductive Paste and Ceramic Electronic Device Using the Same}
본 발명은 도전성 페이스트 및 세라믹 전자 부품, 보다 상세히는, 적층 세라믹 커패시터용 외부 전극을 형성하기 위한 도전성 페이스트, 및 도전성 페이스트를 사용하여 형성된 외부 전극이 구비된 적층 세라믹 커패시터에 관한 것이다.
종래 세라믹 전자 부품은, 특히, 적층 세라믹 전자 부품은, 각각 하나의 세라믹 몸체와 상기 세라믹 몸체의 두 모서리면에 형성된 외부 전극들로 구성된다. 내부 전극들과 복수의 세라믹층들을 적층함으로서 형성된 하나의 세라믹 몸체를 포함하는 세라믹 전자 부품에서, 각 내부 전극은 내부 전극의 한 말단이 대응하는 세라믹층의 모서리면 중 하나에 노출되도록 세라믹층 사이에 형성되며, 외부 전극들은 내부 전극의 노출된 말단들을 통해 내부 전극들과 접속된다.
외부 전극을 형성할 때, 많은 경우에 도전성 페이스트를 사용한다. 도전성 페이스트는, 예를 들어, 유기 바인더 및 유기 용매로 구성된 유기 매질내에 분산된Ag, Ag/Pd등으로 구성된 유기 분말 도전성 재료, 및 유리 프릿(frit)으로 형성되며, 도전성 페이스트에 세라믹 몸체를 담그는 공정으로 외부 전극을 형성한 후,건조 공정, 및 베이킹(baking) 공정으로 세라믹 몸체의 모서리면에 도전성 페이스트가 피복되도록 형성한다.
또한, 외부 전극의 솔더링에 대한 솔더 습윤성(solder wettability) 및 열 저항을 향상시키기 위하여, 어떤 경우에는 외부 전극면에 니켈(Ni) 도금등의 다양한 전기 도금을 실시할 수 있다. 그러나, 상기 도금을 장기간에 걸쳐 실시하면, 도금 용액이 외부 전극에 형성된 구멍(pore)들을 통하여 스며들며 외부 전극 및 세라믹 몸체 사이의 접촉면에 이르게 되며, 결국, 외부 전극의 결합 강도(인장 강도)가 어떤 경우에는 감소할 수 있다.
상술한 문제를 방지하기 위하여, 도전성 페이스트에 사용되는 유리 프릿으로서, 다량의 SiO2를 함유한 아연 붕규산 유리(zinc borosilicate glass)가 사용되며, 이는 도금 용액에 대해 우수한 가용 저항(solubility resistance)을 갖는다. 상술한 유리 프릿을 사용하면, 결합 강도가 감소하는 것을 억제할 수 있다; 그러나, 베이킹 후에 외부 전극면에 유리가 국부적으로 집중되어 모이는 문제가 발생할 수 있으며, 따라서, 다음 도금 공정에서 도금을 균일하게 할 수가 없다.
상술한 문제에 관하여, 바륨 아연 붕규산 유리를 사용하는 경우, 외부 전극 및 세라믹 몸체 사이의 결합 강도가 감소하는 것을 방지할 수 있으며, 이는 도금에 의해 야기되고, 또한 도금 접합(plating adhesion)을 확실하게 할 수 있음이 일본국 특개평 8-17136호에 기재되어 있다. 또한, 일본국 특개평 8-34168에는 산화 납과 알칼리 금속 및 알카린 희토금속으로 구성된 산화물을 함유하는 아연 붕규산 유리를 사용하면, 상기 공보에 기술된 두가지 이점 이외에, 외부 전극 및 세라믹 몸체 사이의 접촉면에 결정상(crystal phase)이 형성되며, 따라서, 세라믹 몸체에 열 충격등에 의해 금이 가는 것을 방지할 수 있다.
다시 말해서, 세라믹 몸체에 대해 우수한 습윤성을 갖는 유리를 사용하면, 즉, 세라믹 몸체에 대해 접촉각이 작은 유리를 사용하면, 외부 전극 및 세라믹 몸체 사이의 접촉면에 유리가 국부적으로 모이게 되어 외부 전극면상의 유리의 양이 감소하며, 이로 인해 도금 접합을 확실하게 할 수 있으며, 동시에, 외부 전극의 결합 강도를 또한 확실히할 수 있다.
일본국 특개평 8-17136 및 8-34168에 따르면, 베이킹 후에 외부 전극면 주위의 유리의 양을 줄일 수 있다; 그러나, 유리의 양이 감소하기 때문에 외부 전극면 주위의 소결 특성이 나빠지며, 얻어진 전극막이 다공성이 되는 경향이 있다. 결국, Ni 도금 용액 또는 Sn 도금 용액은 전극막의 다공 부분에 스며들 수 있고 그 안에 퇴적될 수 있으며, 어떤 경우에는 도금막을 전극 내부에 형성할 수 있다. 이런 도금막에 의해 생성된 잔류 응력이 눈에 띄게 커지며, 예를 들어, 실장 공정 중에 기계적 응력이 세라믹 전자 부품에 가해질 때, 세라믹 몸체 내에 크랙(crack)이 발생하게 된다.
또한, 세라믹 전자 부품이 소성 공정 중에 외부 전극을 통하여 서로 점착되기 때문에 소위 "점착 불량(sticking defect)"이 발생할 수 있다. 외부 전극면상에존재하는 유리의 양이 적더라도, 유리가 세라믹 몸체에 대해 우수한 습윤성을 갖기 때문에, 유리의 양에 상관없이 세라믹 전자 부품의 표면상에 남아있는 유리를 통하여 복수의 세라믹 전자 부품이 서로 달라붙는 현상이 관찰된다.
상술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 외부 전극 및 세라믹 몸체 사이의 결합강도가 보장되면서 도금 점착을 확실하게 할 수 있는 도전성 페이스트를 제공하며, 이는 외부 전극을 베이킹하는 공정에서 세라믹 전자 부품간의 점착을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명은 상술한 도전성 페이스트를 사용하여 형성된 외부 전극을 포함하는 세라믹 전자 부품을 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 전자 부품의 단면도이다.
이런 목적에서, 세라믹 전자 부품에 사용되는 두꺼운 전극을 형성하기 위해 사용되는 본 발명의 도전성 페이스트는 은을 함유한 분말 도전성 재료; 알칼리 금속 산화물, 산화 붕소, 산화 실리콘, 산화 아연, 및 산화 알루미늄을 함유한 분말 유리; 및 매질을 포함하며, 여기서 분말 유리는 M2O(M은 Li, Na, K, Rb, Cs 및 Fr로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 원소)로서 5~12중량%의 알칼리 금속 산화물, B2O3로서 35~45중량%의 산화 붕소, SiO2로서 10~20중량%의 산화 실리콘, ZnO로서 35~45중량%의 산화 아연, 및 Al2O3로서 1~5중량%의 산화 알루미늄으로 구성되며, 도전성 페이스트는 실질적으로 납을 함유하지 않는다.
본 발명에 따른 도전성 페이스트에서는, 분말 유리가 실질적으로 알칼리 토금속을 함유하지 않는것이 바람직하다.
본 발명의 도전성 페이스트에서, 분말 유리의 함유량은 분말 도전성 재료의 중량부 100에 대하여 2~15중량부인 것이 바람직하다.
본 발명의 세라믹 전자 부품은 복수의 세라믹층으로 형성된 적층체, 및 적층체의 모서리면에 형성된 한쌍의 외부 전극을 포함하며, 전극은 본 발명의 도전성 페이스트로 형성된다.
또한, 본 발명에 따른 세라믹 전자 부품에서, 세라믹층은 산화 세라믹층, 보다 구체적으로, 주로 티탄산 바륨으로 구성된 세라믹층인 것이 바람직하다.
본 발명의 도전성 페이스트용으로 사용되는 분말 유리(이후로 어떤 경우에 는 유리 프릿으로 언급됨)는 특히 산화 세라믹 몸체(예를 들어, 티탄산 바륨으로 구성됨)에 대해 습윤성이 우수하지 못하기 때문에, 즉, 분말 유리의 접촉각이 크기 때문에, 외부 전극 내의 유리가 외부 전극 및 세라믹 몸체 사이의 접촉면쪽으로 확산되는 것이 억제되며, 따라서, 외부 전극에 남아있는 유리의 양이 증가한다. 따라서, 유리는 고온에서 액체 형태로 외부 전극 내에 균일하게 존재하고, 액체 형태의 유리는 외부 전극의 액상 소결을 촉진시키며, 이로 인해 외부 전극이 조밀하게 된다. 또한, 소성 후, 외부 전극에 존재하는 많은 세공(細孔)을 유리로 덮는다.
본 발명의 도전성 페이스트용으로 사용된 유리 프릿에 함유된 알칼리 금속 산화물로서, 산화 리튬, 산화 나트륨, 산화 칼륨, 산화 리비듐, 산화 세슘, 및 산화 프란슘등을 들 수 있다. Li2O, Na2O, K2O, Rb2O, Cs2O, 및 Fr2O와 같은 알칼리 금속 산화물들의 전체 함유량은 유리 프릿의 5~12중량%가 되어야 한다. 즉, 함유량이 상술한 범위에 있으면, 유리 작업 온도, 유리 유동성(fluidity), 및 세라믹 몸체의 파단 한계값(ultimate breaking value)을 적정값이 되도록 조절할 수 있으며, 소위 "점착 불량"이 발생하지 않을 수 있다. 한편, 알칼리 산화 금속의 함유량이 5중량% 미만이면, 유리 작업 온도가 증가하고, 소성 온도 범위에서 유리 유동성이 감소한다. 한편, 함유량이 12중량%를 초과하면, 세라믹 몸체에 대한 접촉각이 감소하여, 즉, 세라믹 몸체에 대한 습윤성이 향상되어, 외부 전극 소성 중에 세라믹 전자 부품들이 달라붙는 소위 "점착 불량"이 쉽게 발생할 수 있다. 또한, 유리는 세라믹 몸체와 재반응하며, 세라믹 몸체의 파단 한계값을 쉽게 감소시킬 수 있다.
본 발명의 도전성 페이스트용으로 사용되는 유리 프릿에 함유된 산화 붕소의 함유량은 유리 프릿의 B2O3로 35~45중량%가 되어야 한다. 즉, 함유량이 상술한 범위에 있으면, 유리화(vitrification)를 쉽게 실행할 수 있으며, 적정값이 되도록 유리 유동성, 도금 용액에 대한 외부 전극의 용해성, 및 외부 전극의 결합 강도를 조절할 수 있다. 한편, 함유량이 35중량% 미만이면, 유리화가 어렵고, 유리 유동성이 적절하게 조절되지 않기 때문에, 외부 전극을 잘 소결할 수 없다. 한편, 함유량이 45중량%를 초과하면, 도금 용액에 대한 용해성이 너무 높게 되며, 따라서, 도금 후에 외부 전극의 결합 강도가 감소하게 된다.
본 발명의 유리 프릿에 함유된 산화 실리콘의 함유량은 유리 프릿의 SiO2로 10~20중량%가 되어야 한다. 즉, 산화 실리콘 함유량이 상술한 범위에 있으면, 적정값이 되게, 도금 용액에 대한 외부 전극의 용해성, 유리의 연화(softening) 온도, 및 외부 전극의 결합 강도를 조절할 수 있다. 한편, 함유량이 10중량% 미만이면, 도금 용액에 대한 용해성이 너무 높게되며, 도금 후에 외부 전극의 결합 강도가 쉽게 감소할 수 있다. 한편, 함유량이 20중량%를 초과하면, 유리의 연화 온도가 증가하고, 따라서, 외부 전극을 잘 소결할 수 없으며, 이로 인해 조밀한 외부 전극을 얻을 수 없으며, 외부 전극 및 세라믹 몸체간의 결합 강도를 쉽게 줄어들 수 있다.
상술한 유리 프릿에 함유된 산화 아연의 함유량은 유리 프릿의 ZnO으로 35~45중량%이어야 한다. 즉, 산화 아연의 함유량이 상술한 범위에 있으면, 적정값이 되도록 유리의 연화 온도, 유리 유동성, 외부 전극의 결합 강도를 조절할 수 있으며, 소위 "점착 불량"이 발생하지 않을 수 있다. 한편, 함유량이 35중량% 미만이면, 유리의 연화 온도가 증가하여, 외부 전극이 잘 소결될 수 없으며, 이로 인해 조밀한 외부 전극을 얻을 수 없으며, 외부 전극과 세라믹 몸체간의 결합 강도가 쉽게 줄어들 수 있다. 한편, 함유량이 45중량%를 초과하면, 유리화를 실행하기 어려우며, 또한, 세라믹 몸체에 대한 접촉각이 감소하고, 즉, 세라믹 몸체에 대한 습윤성이 향상되고, 이로 인해 외부 전극을 소성하는 공정에서 세라믹 전자 부품들이 서로 달라붙기 때문에 소위 "점착 불량"이 쉽게 발생한다.
상술한 유리 프릿에 함유된 산화 알루미늄의 함유량은 유리 프릿의 Al2O3으로 1~5중량%이어야 한다. 즉, 산화 알루미늄의 함유량이 상술한 범위에 있으면, 적정값이 되도록 유리의 연화 온도, 외부 전극의 결합 강도를 조절할 수 있다. 한편,함유량이 1중량% 미만이면, 유리가 용융되지 않으며, 따라서 비용융 물질이 생성되고, 이로 인해, 균일한 유리 프릿을 얻을 수 없다. 한편, 함유량이 5중량%를 초과하면, 유리의 연화 온도가 증가하여, 외부 전극이 잘 소결될 수 없으며, 이로 인해 조밀한 외부 전극을 얻을 수 없으며, 외부 전극과 세라믹 몸체간의 결합 강도가 쉽게 줄어들 수 있다.
또한, 본 발명의 도전성 페이스트에서, 유리 프릿은 실질적으로 알칼리 토금속을 함유하지 않는 것이 바람직하다. 실질적으로 알칼리 토금속을 함유하는 유리 프릿을 사용하여 도전성 페이스트로 구성된 외부 전극을 소성하면, 온도가 증가할 때 유리가 결정화되기 때문에 어떤 경우에는 유리 유동성이 나빠질 수 있다. 결국, 외부 전극의 표면상에 유리 성분이 과다하게 남을 수 있으며, 도금 부착성을 크게 줄어들 수 있다.
본 발명의 도전성 페이스트에서, 환경 유해물질인 납 성분이 실질적으로 유리 프릿에 함유되어서는 안된다. 특히, 낮은 연화 온도를 갖는 유리 프릿으로서 납 붕규산염 유리(lead borosilicate glass)가 효과적인 물질이더라도, 납은 환경에 유해한 물질이며 전세계적으로 사용이 제한된다.
본 발명의 도전성 페이스트에서, 유리 프릿의 함유량은 분말 도전성 재료의 100중량부에 대해 2~15중량부인 것이 바람직하다. 함유량이 2중량부 이상이면, 외부 전극과 세라믹 몸체간의 결합 강도가 더 향상된다. 또한, 함유량이 15중량부 미만이면, 외부 전극을 소성할 때 세라믹 전자 부품들이 서로 달라붙는 소위 "점착 불량"이 발생하지 않을 수 있다.
본 발명의 도전성 페이스트에서, 유리 프릿의 함유량이 본 발명에 따른 범위에 있으면, 유리 프릿 단독으로 또는 적어도 두가지 형태의 유리 프릿들을 결합하여 사용할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 세라믹 전자 부품의 실시예로서, 도 1을 참조로 적층 세라믹 커패시터를 설명할 것이다.
적층 세라믹 커패시터(1)은 복수의 내부 전극(3), 외부 전극(4)의 표면에 형성된 Ni 도금막(5), 및 Ni 도금막(5)에 형성된 Sn 도금막(6)이 구비된 세라믹 몸체(2)로 구성된다. 주로 BaTiO3으로 구성된 복수의 산화 세라믹층(2a)으로 구성된 적층체를 소성하여 세라믹 몸체(2)를 형성한다. 소정의 수의 세라믹층(2a)에 형성된 전극막을 소성하여 내부 전극(3)을 형성하며, 이 내부 전극(3)은 각 내부 전극(3)의 한 말단이 대응하는 세라믹층(2a)의 모서리면 중 하나에 노출되도록 형성된다. 외부 전극(4)은 본 발명의 도전성 페이스트를 소성하여 형성된 한 쌍의 두꺼운 전극이며, 도전성 페이스트를 세라믹 몸체(2)의 모서리면에 피복하며, 그런후 미리 건조하고, 또한, 내부 전극(3)이 세라믹 몸체(2)의 모서리면에 노출된 내부 전극(3)과 전기적 및 기계적 접촉이 발생하도록 외부 전극(4)을 형성한다.
이런 연결 관계에서, 본 발명에 따른 세라믹 전자 부품의 세라믹 몸체(2)의 형상 및 재료, 내부 전극(3)이 형성되는 위치, 내부 전극(3)의 개수, 내부 전극(3)과 외부 전극(4)의 연결 유무, 내부 전극(3) 자체의 존재, 도금막(5, 6)의 재료, 도금막층의 개수등을 상술한 실시예의 적층 세라믹 커패시터로 특정하게 한정하지는 않는다.
실시예
산화물등의 시작 재료를 우선 서로 혼합하여 표 1에 도시된 바와 같은 조성을 갖도록 한 다음, 혼합물을 1,000℃~1,200℃에서 용융하고, 용융된 혼합물을 급냉하여 유리질화하고 유리질화된 혼합물을 대충 분쇄한 후 정밀하게 분쇄하였으며, 그리하여 시료 1~11의 평균 입자 직경인 5㎛의 유리 프릿을 준비하였다.
에틸 셀룰로오스(ethyl cellulose) 및 알키드 수지(alkid resin)로 구성된 유기 바인더 25중량%, 및 에틸 카비톨(ethyl carbitol), 1-옥타놀(1-octanol), 및 등유계 용매(kerosene-based solvent)로 구성된 유기 용매 75중량%를 혼합하여 유기 매질을 준비하였다.
다음으로, 분말 Ag 71중량%, 및 시료 1~11의 유리 프릿 중 하나의 5중량%를 24중량%의 유기 매질에 첨가하여 혼합하였으며, 그런후 혼합물을 분쇄용 3-롤 밀로 섞어 이겨서, 도전성 페이스트를 얻었다. 상술한 방법에서는, 시료 1~11로 구성된 도전성 페이스트가 얻어졌다.
또한, 주로 BaTiO3로 구성된 세라믹층을 준비하였고, 내부 전극으로 사용되는 전극막을 소정의 수의 세라믹층의 표면에 인쇄하여, 각 전극막의 한 말단이 대응하는 세라믹층의 모서리면 중 하나에 노출되도록 하였으며, 그런후 이 세라믹층을 적층하고 압착하여 그린 세라믹 몸체를 형성하였다. 상술한 방법에서는, 복수의 그린 세라믹 몸체가 형성되었다.
다음으로, 시료 1~11로 구성된 각 도전성 페이스트에 그린 세라믹 몸체를 담궈서 그린 세라믹 몸체의 두 모서리면을 피복하였으며, 피복된 그린 세라믹 몸체를 150℃에서 10분동안 건조시켰다. 이어서, 최대 온도 750℃가 대기중에서 10분동안 지속된 상태에서 소성하였으며, 내부 전극과 전기적 및 기계적 접촉이 발생하도록 한 쌍의 외부 전극을 형성하였다. 또한, 전기 도금으로 Ni 도금막을 한 쌍의 외부 전극에 형성하였고, 전기 도금으로 Ni 도금막에 Sn 도금막을 더 형성하여, 적층 세라믹 커패시터를 얻었다. 상술한 방법으로, 시료 1~11의 도전성 페이스트로 형성된 적층 세라믹 커패시터를 얻었다.
상술한 바와 같이 형성된 시료 1~11로 구성된 적층 세라믹 커패시터에 대해, Ni 도금막과 외부 전극간의 결합 강도, 굽힘 강도, 및 부품들간의 접합 강도, 즉, 소위 "점착 불량"과 관련된 강도를 측정하였으며, 그 결과가 표 1에 보여진다. 표 1에 도시된 "평가"란에서, "0"는 외부 전극의 결합 강도, 적층 세라믹 커패시터의 굽힘 강도, 및 부품들간의 접합 강도가 잘 조합된 시료임을 나타낸다.
도금 두께는 x-선 형광 발광(x-ray fluorescene)을 사용하는 막 두께 측정기로 측정한 각 시료의 5개의 시편으로부터 얻어진 평균값이며, 도금막이 두꺼우면 도금 부착이 잘 됐음을 나타낸다. 그러나, Ni 도금막이 지나치게 두꺼워지면, 굽힘 강도가 감소할 수 있다. 결합 강도 및 굽힘 강도는 각 시료의 10개 시편으로부터 각각 얻어진 평균 강도이며, 값이 높을수록 강도가 우수함을 나타낸다. 파괴음(sound of cracking)이 감지될 때 기판의 굽힘량을 측정하여 굽힘 강도를 결정하며, 유리 강화 에폭시 기판의 중심부에 위치한 실장 랜드(mount land)에 시료1~11로 형성된 각 적층 세라믹 커패시터를 솔더링하고, 압착 봉(pressing bar)을 사용하여 기판의 중심을 압착하여 기판을 구부리며, 음파 방사 센서(acoustic emission sensor)로 파괴음을 감지하는 공정으로 측정이 실시된다. 부품들간의 접합 강도, 즉, 소위 "점착 불량"에 관련된 강도를 측정함에 있어, 한 개의 세라믹 전자 부품의 외부 전극에 형성되는 전극막을 다른 세라믹 전자 부품과 접촉시키는 동안 소성을 하였다. 접합 강도는 10개 세트의 부품들로부터 얻은 평균값이며, 값이 높을수록 소위 "점착 불량"이 더욱 쉽게 발생함을 나타낸다.
표 1에 보이는 것처럼, 시료 1~5의 유리 프릿으로 형성된 적층 세라믹 커패시터는 1.21~1.33㎛의 적당한 두께를 가지며, 5.51~6.09㎜의 우수한 굽힘 강도, 및 34.7~41.3N의 우수한 외부 전극의 결합 강도를 가졌다. 또한, 부품들간의 접합 강도는 7.0~8.5N으로 감소하였고, 부품들간의 접합 강도가 외부 전극의 결합 강도 보다 큰 적층 세라믹 부품은 없었다.
한편, 46중량%의 B2O3을 함유하는 시료 6의 유리 프릿으로 형성된 적층 세라믹 커패시터는, 1.49㎛의 과잉 두께, 1.86㎜의 매우 작은 굽힘 강도, 및 8.8N의 외부 전극의 낮은 결합 강도를 갖는 Ni 도금막을 포함한다. 또한, 부품들간의 접합 강도는 15.8N이었고, 외부 전극의 결합 강도를 초과하였다.
24중량%의 SiO2를 함유하는 시료 7의 유리 프릿으로 형성된 적층 세라믹 커패시터는, 굽힘 강도가 높고 부품들간의 접합 강도가 낮았으며, 외부 전극의 결합 강도는 20.9N로 감소하였다.
46중량%의 ZnO를 함유하는 시료 8의 유리 프릿으로 형성된 적층 세라믹 커패시터는, 굽힘 강도 및 외부 전극의 결합 강도가 높았다. 그러나, Ni 도금막은 두께가 1.05㎛으로 얇았고, "점착 불량"과 관련된 부품들간의 결합 강도가 13.2N이었으며, 외부 전극의 결합 강도를 초과하였다.
6중량%의 Al2O3을 함유하는 시료 9의 유리 프릿으로 형성된 적층 세라믹 커패시터는, 1.33㎛의 적당한 두께를 갖는 Ni 도금막을 포함하며 부품들간의 결합 강도가 평균이상으로 낮았다. 그러나, 외부 전극의 결합 강도는 16.7N로 감소하였으며, 굽힘 강도 또한 2.51㎜로 감소하였다.
Na2O, Li2O, 및 K2O의 총함유량 즉, 알칼리 금속 산화물의 총함유량이 유리 프릿의 6중량%인 시료 10의 유리 프릿으로 형성된 적층 세라믹 커패시터에서, Ni 도금막은 1.20㎛의 적절한 두께를 가졌으며, 또한, 굽힘 강도 및 외부 전극의 결합 강도가 높았다. 그러나 부품들간의 접합 강도는 17.3N로 증가하였다.
CaO, 즉, 알칼리 토금속의 산화물을 함유한 시료 11의 유리 프릿으로 형성된 적층 세라믹 커패시터에서, Ni 도금막의 두께는 0.51㎛로 크게 감소하였으며, 외부 전극의 결합 강도는 16.1N로 감소하였고, 굽힘 강도 또한 2.13㎜로 감소하였다. 또한, 부품들간의 접합 강도가 16.6N로 증가하였고 외부 전극의 결합 강도를 초과하였다.
따라서, 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 도전성 페이스트를 사용하여 형성된 외부 전극이 도금 용해에 대해 가려막기 특성(shielding characteristics)이 우수하기 때문에, 전해 도금후에 외부 전극과 세라믹 몸체간의 결합 강도가 감소하는 것을 막을 수 있으며, 따라서 만족스런 결합 강도를 얻을 수 있다.
소성 후에 여전히 외부 전극의 표면상에 존재하는 유리 성분은, 약산성의 Ni 도금 용해에 대해 어느 정도 용해성을 갖기 때문에, 외부 전극의 표면상에 존재하는 유리 성분이 도금 용액에 용해되며, 외부 전극에 함유된 분말 도전성 재료가 외부 전극의 표면상에 노출되고, 따라서 우수한 도금 부착을 얻을 수 있다.
또한, 소성 후 외부 전극이 조밀하고, 외부 전극의 표면 부근의 구멍들이 유리로 채워지기 때문에, Ni 도금 용액에 의해 외부 전극 내부에 막이 형성되는 것, 즉, Ni 도금 용액의 침전되는 것을 억제할 수 있으며, 그 결과, 세라믹 몸체에 가해진 기계적 외부 응력, 즉, 굽힘 강도에 의해 야기된 파단이 세라믹 몸체에 발생하는 수준을 향상시킬 수 있다.
또한, 유리 성분은 세라믹 몸체에 대해 큰 접촉각을 갖기 때문에, 부품상에 유리 성분을 또한 포함하는 세라믹 전자 부품의 외부 전극이 소성 중에 다른 세라믹 전자 부품과 접촉하게 되면, 세라믹 전자 부품들이 유리 성분을 통해 서로 달라 붙지 않으며, 즉, 소위 "점착 불량"이 감소하며, 세라믹 전자 부품들이 서로 달라 붙더라도, 서로 간의 접합 강도가 낮아진다.

Claims (5)

  1. 은을 함유하는 분말 도전성 재료,
    알칼리 금속 산화물, 산화 붕소, 산화 실리콘, 산화 아연 및 산화 알루미늄을 함유하는 분말 유리, 및
    매질을 포함하며,
    상기 분말 유리는 M2O(M은 Li, Na, K, Rb, Cs 및 Fr로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 원소임)와 같은 5~12중량%의 알칼리 산화 금속,
    B2O3와 같은 35~45중량%의 산화 붕소,
    SiO2와 같은 10~20중량%의 산화 실리콘,
    ZnO와 같은 35~45중량%의 산화 아연 및
    Al2O3와 같은 1~5중량%의 산화 알루미늄으로 구성되는 것을 특징으로하는 세라믹 전자 부품에 사용되는 두꺼운 전극을 형성하기 위한 도전성 페이스트.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 분말 유리의 함유량이 상기 분말 도전성 재료 100 중량부에 대해 2~15중량부인 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트.
  3. 복수의 세라믹층으로 형성된 적층체 및
    상기 적층체의 모서리면에 형성된 한 쌍의 외부 전극을 포함하며,
    상기 외부 전극이 제 1 내지 제 2항 중 한 항에 따르는 도전성 페이스트로 형성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 전자 부품.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 세라믹층이 산화 세라믹층인 것을 특징으로 하는 세라믹 전자 부품.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 산화 세라믹층이 주로 티탄산 바륨으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 세라믹 전자 부품.
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