KR100649585B1 - 유전체 박막 형성용 폴리머릭 졸 및 하이브리드 졸 - Google Patents
유전체 박막 형성용 폴리머릭 졸 및 하이브리드 졸 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100649585B1 KR100649585B1 KR1020040093665A KR20040093665A KR100649585B1 KR 100649585 B1 KR100649585 B1 KR 100649585B1 KR 1020040093665 A KR1020040093665 A KR 1020040093665A KR 20040093665 A KR20040093665 A KR 20040093665A KR 100649585 B1 KR100649585 B1 KR 100649585B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- sol
- polymeric sol
- polymeric
- electrode
- titanium
- Prior art date
Links
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title abstract description 20
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 57
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 claims abstract description 32
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 26
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- ITHZDDVSAWDQPZ-UHFFFAOYSA-L barium acetate Chemical group [Ba+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O ITHZDDVSAWDQPZ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 19
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 18
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 23
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 18
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 11
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 9
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 abstract description 28
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 6
- 238000007790 scraping Methods 0.000 abstract 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 23
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 7
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 7
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 6
- 239000010408 film Substances 0.000 description 6
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N acetylacetone Chemical compound CC(=O)CC(C)=O YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 2-METHOXYETHANOL Chemical compound COCCO XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003985 ceramic capacitor Substances 0.000 description 4
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 3
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 3
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 3
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 3
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 2
- -1 2-methoxy ethanol Chemical compound 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000005456 alcohol based solvent Substances 0.000 description 1
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 239000002003 electrode paste Substances 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- HNJBEVLQSNELDL-UHFFFAOYSA-N pyrrolidin-2-one Chemical compound O=C1CCCN1 HNJBEVLQSNELDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 238000010345 tape casting Methods 0.000 description 1
Images
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
- H01G4/33—Thin- or thick-film capacitors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
- C04B35/62625—Wet mixtures
- C04B35/6264—Mixing media, e.g. organic solvents
-
- 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
- H01G4/018—Dielectrics
- H01G4/06—Solid dielectrics
- H01G4/08—Inorganic dielectrics
- H01G4/12—Ceramic dielectrics
- H01G4/1209—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material
- H01G4/1218—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material based on titanium oxides or titanates
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Abstract
스핀 코팅법에 의해 유전체 박막을 형성할 때 발생하는 전극 쓸림 현상을 억제할 수 있는 폴리머릭 졸과 이를 포함하는 하이브리드 졸을 개시한다. 본 발명에 따른 폴리머릭 졸은, 티타늄 전구체, 바륨 전구체, 알코올류 용매 및 아세트산을 함유하며, 아크릴계 고분자를 1 내지 10 중량% 포함한다. 상기 티타늄 전구체는 티타늄 이소프록사이드이고, 상기 바륨 전구체는 바륨 아세테이트이다. 상기 폴리머릭 졸 내에는 상기 티타늄 이소프록사이드가 3 내지 7 중량%, 상기 바륨 아세테이트가 3 내지 7 중량%, 상기 알코올류 용매가 45 내지 65 중량%, 상기 아세트산이 10 내지 25 중량%로 함유되어 있다.
MLCC, 스핀 코팅, 유전체 박막, 폴리머릭 졸
Description
도 1은 스핀 코팅법을 이용한 적층 세라믹 콘덴서(MLCC)의 제조 공정을 설명하기 위한 모식도이다.
도 2는 종래의 폴리머릭 졸을 사용하여 스핀 코팅에 의해 유전체 박막을 적층할 때 발생하는 전극 쓸림 현상을 나타내는 사진이다.
도 3은 폴리머릭 졸의 pH 변화에 따른 전극 쓸림 정도를 나타내는 사진들이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리머릭 졸을 사용하여 스핀 코팅에 의해 유전체 박막을 적층할 때의 전극 쓸림 정도를 나타내는 사진들이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 폴리머릭 졸을 사용하여 스핀 코팅에 의해 유전체 박막을 적층할 때의 전극 쓸림 정도를 나타내는 사진들이다.
본 발명은 유전체 박막 형성용 폴리머릭 졸 및 하이브리드 졸에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스핀 코팅에 의해 고용량 적층 세라믹 콘덴서의 유전체 박막 을 적층할 때 전극 쓸림 현상을 방지할 수 있는 폴리머릭 졸 및 이를 포함하는 하이브리드 졸에 관한 것이다.
최근에, 고용량 적층 세라믹 콘덴서(Multilayer Ceramic Capacitor; MLCC) 등의 용량성 칩 부품의 개발에 있어서 적층 수가 늘어남에 따라 유전체층 및 전극층의 초박막화가 요구되고 있다. MLCC에 포함되어 있는 유전체층은 기존의 테입 캐스팅(tape casting) 등의 캐스팅법을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, BaTiO3 파우더를 분산제 바인더 등과 혼합하여 제조된 슬러리를 다이(die)를 통해 캐리어 필름(carrier film)상에 주입하여 유전체층을 형성할 수 있다.
그러나, 캐스팅법은 초박막의 유전체층을 적층하기에 부적합하며, 이에 의해 제조된 유전체층은 물리적 강도가 낮고, 캐리어 필름의 사용으로 제조 단가가 높아진다는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 새로운 공정인 스핀 코팅(spin coating)에 의해 유전체층을 형성하는 방안이 제안되었다. 스핀 코팅법에서는, 바륨 타이타네이트(BaTiO3) 등의 고유전율의 파우더와 폴리머릭 졸(polymeric sol)이 혼합되어 제조된 하이브리드 졸(hybrid sol)을 사용하여 유전체층을 형성한다.
도 1은 스핀 코팅법을 이용한 적층 세라믹 콘덴서(MLCC)의 제조 공정을 설명하기 위한 모식도이다. 도 1을 참조하면, 먼저 폴리머릭 졸에 BaTiO3 등의 고유전체 파우더를 혼합하여 제조된 하이브리드 졸(100)을 준비한다(S1 단계). 그 후, 회 전 테이블 또는 스피너(spinner) 상에 원형 기판(200)을 탑재하여 상기 기판(200)을 회전시키면서 기판 상에 상기 하이브리드 졸(100)을 도포한다(S2 단계). 그 다음에 하이브리드 졸이 도포된 기판(200)을 건조시켜 유전체층을 형성한 후(S3 단계), 내부전극용 페이스트를 사용하여 기판 상에 전극을 인쇄(printing)하고(S4 단계), 전극이 인쇄된 기판을 다시 건조시킨다(S5 단계). 상기 S2 단계에서 S5 단계를 반복함으로써 원하는 적층수를 갖는 커패시터 적층체를 형성한다. 그 다음에, 상기 적층체를 소결시키고(S6 단계), 각 소자 별로 기판을 절단하여 MLCC 칩을 얻는다(S7 단계). 이러한 스핀 코팅법은 1 ㎛이하의 유전체 박막을 형성하는 데에 적합하며, 코팅 조건의 조절에 의해 막 두께를 용이하게 제어할 수 있고, 캐리어 필름을 사용하지 않아 제조 단가를 낮출 수 있다.
그러나, 상기 스핀 코팅법에 따르면, 3000 rpm 이상의 높은 속도로 회전되는 기판 상에 하이브리드 졸을 도포하여 전극 상에 유전체층을 적층하는 과정에서 폴리머릭 졸에 포함된 여러가지 유기물들의 복합적인 작용에 의해 전극 패턴이 손상되고 전극층이 밖으로 쓸려나가는 현상이 발생한다. 이러한 전극 쓸림 현상은 MLCC 불량 발생의 원인으로 작용한다.
스핀 코팅법에 사용되는 폴리머릭 졸은, 통상 바륨 전구체(바륨 아세테이트), 티타늄 전구체(티타늄 이소프록사이드), 아세트산 및 알코올류 용매를 혼합한 후, 이 혼합물에 막 강도 향상을 위한 PVP(Poly Vinl Pyrrolidone) 등의 첨가제를 첨가하여 제조된다. 그런데, 폴리머릭 졸에 함유되어 있는 아세트산 등의 산성 물질은 전극 물질과 잘 반응하며, 특히 기판의 고속 회전 상태에서는 산과 전극의 반 응이 촉진되어 전극 물질이 용해될 수 있다. 또한, 폴리머릭 졸에 포함되어 있는 산 이외의 용매는 전극과의 충분한 접착력을 구현하지 못하는 것으로 나타난다. 따라서, 기판의 고속 회전시 가해지는 원심력에 의해 전극층 자체가 밖으로 쓸려나가기도 하고, 산에 의해 녹여진 금속 물질이 밖으로 쓸려나가 전극층들 간의 단락 현상이 발생하기도 한다.
도 2는 종래의 폴리머릭 졸을 사용하여 스핀 코팅에 의해 유전체 박막을 적층할 때 발생하는 전극 쓸림 현상을 나타내는 사진이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 기판 상에 있는 다수의 전극층들이 원형 기판의 중심으로부터 바깥 쪽으로 쓸려나간다. 일부 전극층들은 완전히 번져서 분리된 패턴을 형성하지 못하고 있으며, 일부 전극층들은 원래의 위치에서 벗어나서 떨어져 있다. 이와 같이 전극이 외부로 쓸리게 되면 제 성능을 갖는 MLCC 칩을 충분한 수율로 얻을 수 없게 된다.
이러한 전극 쓸림 현상을 해결하기 위해 기판의 건조 조건을 개선하는 방안이 제안되기도 하였다. 건조 조건을 개선하는 방법은 전극층의 접착력을 어느 정도 향상시킬 수 있지만, 전극층의 쓸림 현상이나 산에 의한 전극층의 손상을 충분히 억제할 수 없다. 따라서, 스핀 코팅법에 의한 유전체 박막 형성시 전극 쓸림 현상을 효과적으로 억제할 수 있는 근본적인 해결 방안이 요구된다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 스핀 코팅법에 의해 MLCC용 유전체 박막을 적층할 때 기판 상에 형성된 전극층들이 쓸려나가는 현상을 억제할 수 있는 폴리머릭 졸을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 스핀 코팅법에 의해 MLCC용 유전체 박막을 적층할 때 기판 상에 형성된 전극층들이 쓸려나가는 현상을 억제할 수 있는 폴리머릭 졸을 포함하는 하이브리드 졸을 제공하는 데에 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 폴리머릭 졸은, 티타늄 전구체, 바륨 전구체, 알코올류 용매 및 아세트산을 주성분으로 하는 폴리머릭 졸로서, 아크릴계 고분자를 1 내지 10 중량% 포함한다. 상기 폴리머릭 졸에 포함되어 있는 상기 아크릴계 고분자는 아크릴계 폴리머일 수 있으며, 특히 폴리아크릴레이트로 이루어질 수 있다. 상기 티타늄 전구체는 티타늄 이소프록사이드일 수 있으며, 상기 바륨 전구체는 바륨 아세테이트일 수 있다.
바람직하게는, 상기 폴리머릭 졸 내에는 티타늄 이소프록사이드와 바륨 아세테이트가 1:0.9 내지 1: 1.1의 몰비로 함유되어 있다. 또한, 상기 폴리머릭 졸 내에는 상기 티타늄 이소프록사이드가 약 3 내지 7 중량%, 상기 바륨 아세테이트가 약 3 내지 7 중량%, 상기 알코올 용매가 약 45 내지 65 중량%, 상기 아세트산이 10 내지 25 중량%로 함유되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, pH가 증가되도록 상기 폴리머릭 졸은 알카리성 용액을 더 포함할 수 있다. 이 때, 상기 폴리머릭 졸의 pH는 6.5 이상인 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 상기 폴리머릭 졸의 pH는 6.5 내지 7이다. 폴리머릭 졸의 pH를 증가시키기 위해 첨가되는 상기 알카리성 용액으로는 NaOH 수용액 또는 암모니아수가 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 하이브리드 졸은 상기와 같이 구성된 폴리머릭 졸과 바륨 타이타네이트(BaTiO3) 분말이 혼합되어 형성된다. 이경우, 상기 하이브리드 졸 내에 포함된 바륨 타이타네이트 분말의 조성비는 5 내지 10 중량%인 것이 바람직하다.
본 발명은, 전극이 형성된 기판 상에 스핀 코팅에 의해 유전체 박막을 적층할 때 전극 쓸림 현상이 발생하는 것을 방지하여 MLCC의 불량율을 저감시키고 MLCC 수율을 증가시키는 방안을 제공해 준다. 이를 위해, 유전체 박막을 형성하기 위한 폴리머릭 졸에 폴리아크릴레이트 등의 아크릴계 고분자를 1 내지 10 중량%정도 첨가해준다. 이와 같이 폴리머릭 졸에 아크릴계 고분자가 첨가됨으로써 폴리머릭 졸의 용매와 전극층 간의 반응으로 인한 전극층의 접착력 약화 현상이 억제된다.
또한, 본 발명자는 폴리머릭 졸의 pH가 증가할 수록 폴리머릭 졸 내의 산성 물질에 의한 전극층의 쓸림 현상이 억제될 수 있다는 것을 발견하였다. NaOH 용액 또는 암모니아수 등의 알카리성 용액을 상기 폴리머릭 졸에 더 첨가함으로써 폴리머릭 졸의 pH를 증가시킬 수 있다. 이 경우, 바람직하게는 폴리머릭 졸의 pH는 약 6.5 이상이며, 더 바람직하게는 상기 pH는 약 6.5 내지 약 7의 범위에 있다. 이와 같이 알카리성 용액을 첨가하여 폴리머릭 졸의 pH를 증가시킴으로써 폴리머릭 졸 내에 포함된 아세트 산 등의 산에 의한 전극의 용해 및 손상을 방지하고 스핀 코팅시 전극 쓸림 정도를 낮출 수 있게 된다.
종래의 폴리머릭 졸은 예를 들어, 2-메톡시 에탄올 등의 알코올에 티타늄 이소프록사이드(Titanium isoproxide)를 용해하여 얻은 티타늄 이소프록사이드 용액과, 아세트산에 바륨 아세테이트(Barium acetate)를 용해하여 얻은 바륨 아세테이트 용액을 서로 혼합하여 제조될 수 있다. 이 때, 침전 형성을 방지하기 위한 아세틸아세톤 등의 반응 안정제 및/또는 분산성을 높이기 위한 폴리비닐피롤리돈(Polyvinlpyrrolidone) 등의 고분자 물질을 폴리머릭 졸에 첨가제로 첨가할 수도 있다. 이렇게 제조된 폴리머릭 졸은 BaTiO3 분말과 혼합됨으로써 유전체 박막용의 하이브리드 졸이 제조된다.
그런데, 폴리머릭 졸 내에 포함된 아세트 산 이외의 용매 성분은 기판의 고속 회전시 전극의 접착력을 약화시키는 역할을 한다. 또한, 바륨 아세테이트를 용해하기 위해 사용되는 아세트산 성분은 전극을 이루는 금속과 반응하여 전극층을 손상시킬 수 있다. 특히, 스핀 코팅시 기판의 고속 회전은 산 성분과 전극의 반응을 촉진시켜 용해된 전극 물질이 제자리에서 벗어나 번지는 현상이 발생한다. 이에 따라, 스핀 코팅에 의한 유전체 박막 형성시 전극층은 폴리머릭 졸 내에 포함된 아세트산과 그외의 용매의 영향으로 인해 밖으로 쓸려나가게 된다.
본 발명에 의하면, 폴리머릭 졸 내에 포함된 용매에 의한 전극층의 접착력 약화 현상을 억제하기 위하여, 폴리 아크릴레이트 등의 아크릴계 고분자 물질을 약 1 내지 10 중량%로 폴리머릭 졸에 첨가한다. 본 발명자는, 폴리머릭 졸에 아크릴계 고분자 물질을 첨가함으로써 폴리머릭 졸의 용매가 전극을 쓸어내는 정도가 저감될 수 있다는 사실을 실험적으로 관찰하였다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 의하면, 폴리머릭 졸 내에 포함된 아세트산에 의한 전극층의 용해 현상을 억제하기 위하여, NaOH 용액 또는 암모니아수 등의 알카리성 용액을 폴리머릭 졸에 첨가하여 폴리머릭 졸의 pH를 증가시킨다. 본 발명자는, 폴리머릭 졸의 pH가 증가됨에 따라 전극층이 쓸리는 정도가 저감된다는 사실을 실험적으로 관찰하였다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 3a 내지 도 3e는 폴리머릭 졸의 pH 변화에 따른 전극 쓸림 정도를 나타내 는 사진들이다. 도 3a 내지 도 3e에 도시된 바와 같이, 원형의 기판 상에는 전극 패턴이 형성되어 있으며, 전극 패턴 상에는 스핀 코팅에 의해 하이브리드 졸(폴리머릭 졸과 BaTiO3 분말의 혼합물)이 도포되어 있다. 도 3a 내지 도 3e에서 사용된 폴리머릭 졸은, 티타늄 이소프록사이드, 바륨 아세테이트, 2-메톡시 에탄올로 된 알코올류 용매 및 아세트산을 주성분으로 하며, 기타 아세틸아세톤으로 된 반응 안정제와 분산성을 증가시키기 위한 폴리비닐피롤리돈 등의 고분자 물질이 첨가되어 있다. 이 폴리머릭 졸 내에는 티타늄 이소프록사이드와 바륨 아세테이트가 약 1:1의 몰비로 존재하며 각각 약 5 중량 % 정도의 조성비를 갖는다. 폴리머릭 졸 내에는 아세트산 및 2-메톡시 에탄올가 각각 약 17 중량% 및 약 50 중량%으로 포함되어 있다.
도 3a 내지 도 3e에서 사용된 폴리머릭 졸 내에는 폴리아크릴레이트 등의 아크릴계 고분자를 첨가하지는 않았다. 그러나, 도 3b 내지 도 3e에서 사용된 폴리머릭 졸에는 pH를 증가시키기 위해서 암모니아수가 첨가되었다. 도 3a는 암모니아수를 첨가하지 않은 종래의 폴리머릭 졸을 사용한 경우의 사진이다. 이에 반하여, 도 3b는 소량의 암모니아수를 첨가하여 pH가 약 5 정도인 폴리머릭 졸을 사용한 경우의 사진이며, 도 3c는 pH가 약 6 정도인 폴리머릭 졸을 사용한 경우에 해당하며, 도 3d는 pH가 약 6.5 정도인 폴리머릭 졸을 사용한 경우에 해당하고, 도 3e는 pH가 약 9 정도인 폴리머릭 졸을 사용한 경우에 해당한다.
도 3a 내지 도 3e로부터 알 수 있는 바와 같이, 폴리머릭 졸 내에 첨가되는 암모니아수의 양을 증가시켜 폴리머릭 졸의 pH가 증가할수록 전극의 쓸림 정도는 낮아진다는 것을 알 수 있다. 이는 폴리머릭 내에 포함되어 있는 산 성분이 암모니아수에 의해 중화되어 산에 의해 전극층이 용해되는 현상이 억제되기 때문이다. 더 많은 암모니아수를 첨가하여 폴리머릭 졸의 pH를 7 이상이 되게 함으로써 폴리머릭 졸이 전체적으로 알카리성으로 변한다하더라도 전극층의 쓸림 현상은 억제된다.
도 3b 내지 도3e에서는 폴리머릭 졸에 첨가되는 알카리성 용액으로 암모니아수를 사용하였으나, NaOH 용액 등의 다른 알카리성 용액을 사용하더라도 전극 쓸림 정도를 저감시킬 수 있다. pH가 증가할수록 산에 의한 전극층의 쓸림 정도는 낮아지지만, 바륨 아세테이트 등의 용질의 양호한 분산 상태를 위하여 폴리머릭 졸의 pH는 6.5 내지 7의 범위 내에 있는 것이 바람직하다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리머릭 졸을 사용하여 스핀 코팅에 의해 유전체 박막 적층할 때의 전극 쓸림 정도를 나타내는 사진들이다. 본 실시예에서 사용된 폴리머릭 졸은, 도 3a에서 사용된 폴리머릭 졸과 같이, 티타늄 이소프록사이드, 바륨 아세테이트, 2-메톡시 에탄올로 된 알코올류 용매, 및 아세트산을 전술한 중량%로 함유하고 있다. 전술한 바와 같이, 기타 아세틸아세톤, 폴리비닐피롤리돈 등의 고분자 물질이 첨가되어 있다. 그러나, 본 실시예에서는, 이에 더하여 폴리머릭 졸 내에 폴리아크릴레이트를 1 중량%로 첨가하였다. 도 4a 및 도 4b는 이와 같이 형성된 폴리머릭 졸에 BaTiO3 분말을 약 7 중량%로 첨가하여 얻은 하이브리드 졸을 스핀 코팅한 경우에 해당되는 사진들로서, 도 4a는 건조시간이 약 5초인 경우의 기판 상태를 나타내고, 도 4b는 건조 시간이 약 10초인 경우의 기판 상태를 나타낸다. 스핀 코팅된 졸의 건조는 예를 들어, 120℃의 오븐에서 실시될 수 있다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 종래의 폴리머릭 졸을 사용하는 경우(도 2 참조)에 비하여, 전극 쓸림 현상이 상당히 개선되었다. 특히 10 초 이상의 충분한 시간으로 건조하는 경우에 전극 쓸림 현상이 더욱 개선된다. 이와 같이 폴리머릭 졸 내에 폴리아크릴레이트를 첨가할 경우 전극 쓸림 현상이 개선되는 것은, 폴리아크릴레이트가 용매와 전극 간의 반응을 억제하고 전극의 막 강도를 증가시키기는 역할을 하기 때문이다. 이러한 폴리아크릴레이트의 역할은, 전극층의 접착력을 강화시키게 된다. 따라서, 스핀 코팅시 기판의 원심력과 용매 반응으로 인해 전극층의 접착력이 약화되는 현상이 억제된다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 폴리머릭 졸을 사용하여 스핀 코팅에 의해 유전체 박막 적층시 전극 쓸림 정도를 나타내는 사진들이다. 이 실시예는, 폴리머릭 졸이 폴리아크릴레이트를 2 중량%로 포함하고 있다는 점을 제외하고는 도 4를 참조하여 설명한 실시예와 마찬가지이다. 따라서, 도 5a는 스핀 코팅 후의 건조시간이 약 5초인 경우에 해당하고, 도 5b는 건조시간이 약 10초인 경우에 해당한다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 이 실시예에서는, 도 4a 및 도 4b의 실시예에 비하여 전극 쓸림 현상이 더욱 개선되었다. 이는, 더 큰 조성비의 폴리아크릴레이트가 폴리머릭 졸 내에 함유됨으로써, 폴리아크릴레이트에 의한 전극층의 접 착력 강화 정도가 더 크게 되었기 때문이다. 그러나, 폴리아크릴레이트의 첨가량이 너무 크게 되면, 바륨 아세테이트나 티타늄 이소프록사이드 등의 다른 용질의 분산 상태에 악영향을 미칠 수 있으므로, 폴리아크릴레이트의 중량%는 10 중량%를 넘지 않는 것이 바람직하다. 전술한 도 4a 내지 도 5b에서는 전극층의 접착력을 강화하기 위한 첨가제로서 폴리아크릴레이트를 사용하였지만, 그외의 아크릴계 폴리머 등의 아크릴계 고분자 물질을 사용할 수도 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 또한, 본 발명은 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 폴리머릭 졸에 아크릴계 폴리머를 첨가해줌으로써 전극층의 접착력을 향상시킬 수 있다. 또한, 폴리머릭 졸에 NaOH 용액 등의 알카리성 용액을 첨가하여 폴리머릭 졸의 pH를 증가시킴으로써 폴리머릭 졸 내에 함유된 산에 의한 전극층의 손상이나 용해등을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 폴리머릭 졸에 BaTiO3 등의 고유전체 분말을 혼합하여 얻은 하이브리드 졸을 사용하여 스핀 코팅법으로 유전체 박막을 형성할 경우, 전극 쓸림 현상이 억제되어 양질의 MLCC 칩을 높은 수율로 제조할 수 있게 된다.
Claims (14)
- 티타늄 전구체, 바륨 전구체, 알코올류 용매 및 아세트산을 함유하는 폴리머릭 졸에 있어서,아크릴계 고분자를 1 내지 10중량% 포함하고,상기 티타늄 전구체는 티타늄 이소프록사이드이고, 상기 바륨 전구체는 바륨 아세테이트이며,상기 폴리머릭 졸 내에는 상기 티타늄 이소프록사이드가 3 내지 7 중량%, 상기 바륨 아세테이트가 3 내지 7 중량%, 상기 알코올류 용매가 45 내지 65 중량%, 상기 아세트산이 10 내지 25 중량%로 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 폴리머릭 졸.
- 제1항에 있어서,상기 폴리머릭 졸에 포함되어 있는 상기 아크릴계 고분자는 폴리아크릴레이트인 것을 특징으로 하는 폴리머릭 졸.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,상기 폴리머릭 졸 내에는 상기 티타늄 이소프록사이드와 바륨 아세테이트가 1:0.9 내지 1:1.1 의 몰비로 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 폴리머릭 졸.
- 제1항에 있어서,상기 폴리머릭 졸의 pH는 6.5 이상인 것을 특징으로 하는 폴리머릭 졸.
- 제6항에 있어서,상기 폴리머릭 졸의 pH는 6.5 내지 7인 것을 특징으로 하는 폴리머릭 졸.
- 제1항에 있어서,알카리성 용액을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머릭 졸.
- 제8항에 있어서,상기 알카리성 용액은 암모니아수 또는 NaOH 용액인 것을 특징으로 하는 폴리머릭 졸.
- 티타늄 전구체, 바륨 전구체, 알코올류 용매 및 아세트산을 함유하되, 아크릴계 고분자를 1 내지 10 중량% 포함하는 폴리머릭 졸; 및5 내지 10 중량%의 바륨 타이타네이트(BaTiO3)를 포함하고,상기 티타늄 전구체는 티타늄 이소프록사이드이고, 상기 바륨 전구체는 바륨 아세테이트이며,상기 폴리머릭 졸 내에는 상기 티타늄 이소프록사이드가 3 내지 7 중량%, 상기 바륨 아세테이트가 3 내지 7 중량%, 상기 알코올류 용매가 45 내지 65 중량%, 상기 아세트산이 10 내지 25 중량%로 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 하이브리드 졸.
- 제10항에 있어서,상기 아크릴계 고분자는 폴리아크릴레이트인 것을 특징으로 하는 하이브리드 졸.
- 삭제
- 제10항에 있어서,상기 폴리머릭 졸의 pH는 6.5 이상인 것을 특징으로 하는 하이브리드 졸.
- 삭제
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020040093665A KR100649585B1 (ko) | 2004-11-16 | 2004-11-16 | 유전체 박막 형성용 폴리머릭 졸 및 하이브리드 졸 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020040093665A KR100649585B1 (ko) | 2004-11-16 | 2004-11-16 | 유전체 박막 형성용 폴리머릭 졸 및 하이브리드 졸 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20060054837A KR20060054837A (ko) | 2006-05-23 |
| KR100649585B1 true KR100649585B1 (ko) | 2006-11-28 |
Family
ID=37151105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020040093665A KR100649585B1 (ko) | 2004-11-16 | 2004-11-16 | 유전체 박막 형성용 폴리머릭 졸 및 하이브리드 졸 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100649585B1 (ko) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101698320B1 (ko) * | 2014-10-17 | 2017-01-20 | 주식회사 포스코 | 무방향성 전기강판용 절연피막 조성물, 이를 적용한 무방향성 전기강판의 제조방법, 및 무방향성 전기강판 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10177932A (ja) | 1996-12-17 | 1998-06-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 積層セラミックコンデンサの製造方法 |
| JP2000338667A (ja) | 1999-03-24 | 2000-12-08 | Fujitsu Ltd | 感光性高誘電体組成物、その組成物からなる感光性高誘電体膜のパターン形成方法、及びその組成物を用いて製造したコンデンサ内蔵型多層回路基板 |
| KR20030032294A (ko) * | 2001-10-17 | 2003-04-26 | 주식회사 하이닉스반도체 | 스핀코팅에 의한 박막 제조방법 |
| KR100408517B1 (ko) | 2000-12-28 | 2003-12-06 | 삼성전자주식회사 | 졸-겔 공정을 이용한 강유전성 박막 제조방법 |
-
2004
- 2004-11-16 KR KR1020040093665A patent/KR100649585B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10177932A (ja) | 1996-12-17 | 1998-06-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 積層セラミックコンデンサの製造方法 |
| JP2000338667A (ja) | 1999-03-24 | 2000-12-08 | Fujitsu Ltd | 感光性高誘電体組成物、その組成物からなる感光性高誘電体膜のパターン形成方法、及びその組成物を用いて製造したコンデンサ内蔵型多層回路基板 |
| KR100408517B1 (ko) | 2000-12-28 | 2003-12-06 | 삼성전자주식회사 | 졸-겔 공정을 이용한 강유전성 박막 제조방법 |
| KR20030032294A (ko) * | 2001-10-17 | 2003-04-26 | 주식회사 하이닉스반도체 | 스핀코팅에 의한 박막 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20060054837A (ko) | 2006-05-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100649580B1 (ko) | 스핀코팅에 의한 적층세라믹 커패시터의 제조방법 및적층세라믹 커패시터 | |
| US9230737B2 (en) | Multilayer ceramic electronic component having a conductive paste | |
| CN101399117B (zh) | 叠层薄膜以及叠层陶瓷电子部件的制造方法 | |
| KR101275426B1 (ko) | 내부전극용 도전성 페이스트 조성물, 이를 포함하는 적층 세라믹 커패시터 및 이의 제조방법 | |
| US11393627B2 (en) | Multilayer ceramic electronic component | |
| US20090310276A1 (en) | Multilayer ceramic electronic component and method for manufacturing the same | |
| US20080053593A1 (en) | Production Method of Multilayer Electronic Device | |
| US11894196B2 (en) | Multilayer ceramic capacitor | |
| US7653973B2 (en) | Production method of multilayer electronic device | |
| KR100649585B1 (ko) | 유전체 박막 형성용 폴리머릭 졸 및 하이브리드 졸 | |
| JP4519342B2 (ja) | 誘電体磁器および積層型電子部品 | |
| JP4432106B2 (ja) | グラビア印刷用インク、及び積層セラミック電子部品の製造方法 | |
| US9671542B2 (en) | Method for manufacturing polarizing film | |
| US20100230149A1 (en) | Glass Flux Assisted Sintering of Chemical Solution Deposited Thin Dielectric Films | |
| US7355838B2 (en) | Green sheet coating material, green sheet, production method of green sheet and production method of electronic device | |
| JP2001110233A (ja) | 内部電極形成用の導電体ペースト並びに積層セラミック電子部品 | |
| KR20210109531A (ko) | 적층 세라믹 콘덴서용 니켈 페이스트 | |
| US7388739B2 (en) | Green sheet coating material, green sheet, production method of green sheet and production method of electronic device | |
| US20240177930A1 (en) | Dielectric slurry composition and multilayer electronic component using same | |
| KR20120066945A (ko) | 내부전극용 도전성 페이스트 조성물, 이를 이용한 적층 세라믹 전자부품 및 그 제조방법 | |
| JP2004303748A (ja) | グラビア印刷用導電性水性インキ及びそれを用いた積層セラミック電子部品の製造方法 | |
| CN114050053B (zh) | 一种柔性陶瓷薄膜电容器的制备方法 | |
| JP4021231B2 (ja) | 電子部品用薄膜の製造方法および電子部品 | |
| JP2003176179A (ja) | セラミックグリーンシートの製法および積層型電子部品の製法 | |
| KR100586946B1 (ko) | 적층 세라믹 콘덴서용 유전체 조성물 제조방법 및 이에따라 제조된 향상된 분산성을 갖는 유전체 조성물 |
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: 20101011 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |