KR100879034B1 - 내장형 커패시터용 유기화 처리된 티탄화바륨/에폭시복합체 및 이를 이용한 유전체 필름 제조방법 - Google Patents
내장형 커패시터용 유기화 처리된 티탄화바륨/에폭시복합체 및 이를 이용한 유전체 필름 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100879034B1 KR100879034B1 KR1020070140904A KR20070140904A KR100879034B1 KR 100879034 B1 KR100879034 B1 KR 100879034B1 KR 1020070140904 A KR1020070140904 A KR 1020070140904A KR 20070140904 A KR20070140904 A KR 20070140904A KR 100879034 B1 KR100879034 B1 KR 100879034B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- barium titanate
- epoxy resin
- organic dispersant
- batio3
- polystyrene
- Prior art date
Links
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical class [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 26
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 7
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 title claims 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title description 8
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 60
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims abstract description 43
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 27
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims abstract description 27
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 claims abstract description 14
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229920001467 poly(styrenesulfonates) Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 20
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 16
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 15
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 4
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims description 3
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 claims description 2
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 abstract description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 3
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 abstract description 3
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 abstract description 3
- 238000005325 percolation Methods 0.000 abstract description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 abstract 1
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 4
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 3
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000011982 device technology Methods 0.000 description 2
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 2
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 238000010550 living polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- -1 nitroxides Chemical class 0.000 description 1
- 125000000962 organic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 238000006276 transfer reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
- B29D7/00—Producing flat articles, e.g. films or sheets
- B29D7/01—Films or sheets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F212/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring
- C08F212/02—Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical
- C08F212/04—Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical containing one ring
- C08F212/06—Hydrocarbons
- C08F212/08—Styrene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/18—Manufacture of films or sheets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
- C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L63/00—Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
-
- 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
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2237—Oxides; Hydroxides of metals of titanium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
본 발명은 BaTiO3 세라믹 입자를 리빙 라디칼 중합방법을 통하여 제조한 유기 분산제로 처리함으로써, BaTiO3의 에폭시 레진과의 혼합 분산도를 향상시키고 BaTiO3 세라믹 입자의 고충전을 가능하게 하며, 이를 통하여 결과적으로 고유전효율 및 낮은 유전손실을 갖는 반도체 커패시터용 강유전체를 제조하는 방법에 관한 것이다.
티탄화바륨, 커패시터, 강유전체, 유기 분산제, 고유전율 복합재료, 하이브리드 충진제, 유전체, 내장형 캐패시터
Description
본 발명은 세라믹/폴리머 복합체로 이루어지는 임베디드 커패시터의 소재의 제조방법 및 유전성 접착 소재에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 폴리머 수지에 유기분산제로 표면 처리된 세라믹 입자를 혼합하여 높은 유전율을 가지며 표면에 부착된 고분자에 의해 폴리머 수지와의 상용성을 증가시키고 그에 따라 유전손실을 낮추는 커패시터 재료에 관한 것이다.
적층형 기판에서 소형화와 고주파화의 진전에 따라 기존의 PCB 기판 상에 탑재되어 온 수동소자들이 소형화의 장애요인으로 작용하고 있다. 즉, 전달정보의 양이 증가함에 따라 사용주파수대가 Gb 영역의 고주파수 영역으로 높아져가고 있고 통상 표면실장(surface mounting)을 통하여 기판 위에 탑재되는 수많은 수동소자(그 중 2/3가 커패시터)가 기판의 면적(real estate)를 상당 차지하여 두께나 면적 자체를 줄이는, 즉 소형화하는 데 장애가 되고 있다.
특히, 반도체에서의 급격한 임베디드 경향과 입출력 단자(input/output 단 자) 수의 증가로 인하여 능동집적회로 칩 주위에 수 많은 수동소자들이 존재할 공간을 확보하는 것은 쉬운 일이 아니다. 이러한 문제를 해결하기 위한 방법으로 내장형 수동소자기술이 널리 연구되고 있다. 임베디드 수동소자 기술은 다층기판을 제조하면서 동시에 수동소자들도 각 층에 형성하여 수동소자들이 기판 내에 파묻히도록 하는 기술이다.
수동소자 중 하나인 커패시터 또한 임베드되는 경우가 많은데, 이러한 커패시터를 이루는 고유전율 재료로 강유전성 파우더를 에폭시 레진에 분산시킨 것이 제안되었다.
상기한 재료로 커패시터를 형성하는 경우에는 매트릭스가 되는 에폭시 레진의 유전율이 매우 낮기 때문에, 강유전성 파우더의 유전율을 향상시켜도 직렬연결의 커패시터의 형태가 형성된다. 따라서, 전체 유전율은 유전율이 작은 에폭시 레진의 값에 지배되는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 레진의 체적에 대한 강유전성 파우더의 체적 비율을 증가시키는 방법에 대한 연구가 진행되었으나, 에폭시 레진과 강유전성 세라믹인 BaTiO₃의 낮은 상용성으로 인하여 수지 내에 고르게 분산시키는 것이 쉽지 않았다. 그뿐만 아니라, 함량이 증가할수록 세라믹의 응집(agglomeration)에 의한 유전손실이 증가하는 문제가 발생하였다.
본 발명의 목적은 강유전성을 띄는 표면에 결합가능한 기능성 그룹을 갖고 한편으로는 유기기를 가진 유기분산제 분자를 BaTiO₃표면에 결합시킴으로써, BaTiO₃분자 간의 접촉으로 인한 퍼콜레이션(percolation)을 억제하고 바인더가 되는 에폭시 레진과의 상용성을 증가시킴으로서 레진 내에 고른 분포를 갖는 임베디드 커패시터 소재를 개발하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고분자-티탄산바륨 복합체는 유기분산제로 표면 처리된 티탄산바륨을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 티탄산바륨은 유전체 세라믹의 분말로 사용된 것으로써, 바람직하게는 50~400nm 정도, 더욱 바람직하게는 80nm의 크기를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 유기 분산제는 말단에 무수말레산 또는 아크릴산을 갖는 폴리스티렌(polystyrene), 주쇄에 무수말레산 또는 아크릴산과 폴리스티렌의 블록형 공중합체, 또는 술폰화(sulfonated) 폴리스티렌 등일 수 있다.
이때, 상기 유기분산제는 하기한 화학식 1 내지 화학식 4의 구조를 갖는 고분자 중 하나이며, n=1~300이며, m=1~1000이고, p=1~1000에 해당하는 값을 갖는다.
여기서, 상기 술폰화폴리스티렌은 분자량이 25,000 ~ 3,000에 해당한다.
상기 고분자는 에폭시 레진이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 당량이 바람직 하게는 230~270g/mol, 더욱 바람직하게는 250g/mol 정도인 우레탄 개질된 에폭시(urethane-modified epoxy) 수지인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기한 고분자-티탄산바륨 복합체를 이용하여 유전체 필름을 제조하는 방법을 포함하며, 본 발명에 따른 유전체 필름 제조방법은 유기 분산제를 BaTiO₃표면에 처리하는 단계와, 상기 표면 처리된 BaTiO₃분말을 고분자 매트릭스인 에폭시 레진 내에 균일하게 혼합하는 단계와, 상기 혼합물을 압축성형(compression molding)하여 필름으로 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어진다.
여기서 티탄산바륨은 유전체 세라믹 분말로 사용된 것인바, 상기 유전체 세라믹 분말은 40~70℃에서 유기분산제를 약 40분에서 1시간 30분 동안 표면처리시키고 미반응 유기분산제를 제거하기 위해 3번의 세척 후 건조시킨 것을 사용하며 티탄산바륨 100g 당 유기 분산제 2~5g, 바람직하게는 3g 혼합하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 유기 분산제는 리빙 라디칼(living radical) 중합 방법에 의해 제조될 수 있다. 여기서, 리빙 중합이라함은 고분자 사슬을 형성하는 활성점(예컨대, 라디칼 활성점)의 정지반응 또는 연쇄이동반응이 없거나 효율적으로 억제되어 있는 중합계를 의미하는데, 이는 활성점이 오랜 시간 동안 계속 유지된다는 의미이다. 일반적인 라디칼 중합은 라디칼 개시제를 이용하여 활성 라디칼을 생성하고 생성된 라디칼이 단량체와 연쇄적으로 반응하며 고분자화되는 반응으로 라디칼의 평균 생존시간이 통상 수초 이하이다. 그러나, 리빙 라디칼 중합법은 라디칼 개시제를 이용하여 활성 라디칼을 생성시키되, 생성된 라디칼 또는 중합 성장 중인 라디 칼을 전이금속촉매류나 황화합물류 또는 니트록사이드(nitroxide)류 등으로 비활성 상태로 전환시킴으로써 라디칼의 정지반응을 효과적으로 억제시킨 것이다. 비활성상태의 라디칼은 화학평형반응에 의하여 가역적으로 일부 활성화됨으로써 단량체와 반응, 긴 시간에 걸쳐 고분자화된다.
상기 유기 분산제를 티탄산바륨의 표면에 처리하는 단계에서, 유기 분산제의 양은 티탄산바륨 분말에 대해 바람직하게는 2~5phr(parts per hundred resin), 더욱 바람직하며 3 phr을 사용하여 처리하는 것이 바람직하다. 즉, 티탄산바륨 100g당 유기 바람직하게는 분산제 2~5g, 더욱 바람직하게는 3g을 사용할 수 있다. 필요에 따라 다른 양을 사용할 수도 있을 것이나, 2 phr 이하에서는 처리되지 않은 BaTiO₃의 발생으로 인해서 분산도가 떨어지기 때문이고 5 phr 이상에서는 용매인 톨루엔 내에서 분산을 양호하게 하기 위한 추가적인 효과가 관찰되지 않기 때문에, 양호한 분산도를 얻을 수 있는 유기분산제의 양인 2~5phr 을 처리하는 것이 적당하다.
상기한 바와 같이 본 발명에서는 고분자와 친화성이 없는 티탄산바륨 입자를 고분자 내에서 나노 분산시키기 위하여 유기분산제를 처리였다. 고분자 내에서 유전체인 티탄산바륨의 분산 정도가 높을수록 유전효율 및 기계적 물성이 향상되기 때문이다.
상기 표면 처리된 BaTiO₃분말을 고분자 매트릭스인 에폭시 레진 내에 균일하게 혼합하는 단계는, 티탄산바륨 분말을 에폭시 레진으로 표면처리하고 에폭시-티탄산바륨 복합체를 제조하는 단계이다. 상기 단계에서, 에폭시-티탄산바륨 복합 체를 제조할 때 용매를 사용할 경우에는 기계적으로 혼합하는 방식을 사용할 수 있으며, 용매를 사용하지 않을 경우에는 페이스트 믹서(paste mixer) 장비를 사용하여 혼합할 수 있다.
도 1은 페이스트 믹서를 사용하여 표면처리된 티탄산바륨 분말을 에폭시 레진에 혼합하는 단계를 나타낸 개략적인 순서도이다.
도면을 참조하면, 먼저 티탄산바륨을 유기분산제와 용매 내에서 혼합한 후, 적절한 시간 동안, 예를 들어 약 2시간 동안, 저어준 후, 표면처리된 티탄산바륨을 분리한다. 이때 원심분리 등을 이용할 수 있다. 분리한 표면처리된 티탄산바륨은 이후 세척된다. 상기 과정은 3회에 걸쳐 반복된다.
이렇게 처리된 티탄산바륨은 에폭시 레진 및 경화제(curing agent)가 혼합된 용매에 가해진다. 그 다음 용매를 제거한다.
마지막으로, 상기 혼합물을 압축성형(compression molding)하여 필름으로 형성한다.
상기한 바와 같은 용매를 사용하지 않고 혼합을 시키는 방법의 장점은 에폭시 레진의 경화 시 기화 과정에서 미쳐 빠져나가지 못하고 에폭시 레진 내에 머물면서 발생할 수 있는 기포의 발생을 억제하고, 잔존하는 용매에 의한 필름의 유리전이온도(glass transition temperature)감소 및 내열성이 감소하는 문제점을 해결할 수 있다는 점이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명은, 고품질의 고분자-티탄산바륨 복합체 및 이를 이용한 유전체 필름을 제공한다. 특히 본 발명에 따른 유전체 필름은 상온 유전율이 30 vol% 시 20 이상이고, 브레이크다운 전압(breakdown voltage)이 20 이상인 유전체 필름을 제공한다. 본 발명에 따르면 분산제로 비처리한 BaTiO₃를 고분자 내에 분산시켰을 때보다 분산제로 처리할 경우 더욱 향상된 분산성을 나타낼 수 있으며 유전효율과 유전손실에 있어서도 향상된 특성을 가진다.
또한, 본 발명에 따른 유전체 필름의 제조방법을 이용하는 경우 무용매하에서 다른 별도의 처리 없이 제조할 수 있는 장점이 있다.
이하 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정된 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 응용될 수 있으며, 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 할 것이다.
본 발명에 따른 고분자 물질을 이용한 유전체 후막을 제조하기 위해서 먼저 유전체 세라믹 분말로 BaTiO₃를 사용하였으며 표면처리용 유기 분산제로는 폴리무수말레산코스티렌 블락 폴리스티렌, 폴리아크릴산코스티렌 블락폴레스티렌, 디설폰 폴리스티렌 블락코폴리머, 모노설폰 폴리스티렌 블락코폴리머를 사용하였다. 상기 유기 분산제는 리빙 라디칼(living radical) 중합방법으로 제조하였다.
상기 유기분산제를 티탄산바륨에 표면처리 하기 위해서 용매로서는 톨루엔을 사용하였다. 이때, 티탄산바륨의 중량은 50~100g, 유기분산제의 양은 1.5~3g을 사용하였다. 즉, 상기 유기 분산제의 양은 티탄산바륨 대비 3phr을 사용하였다.
표면 처리를 하기 위해서 톨루엔 용매 내에 처리하고자 하는 BaTiO₃의 양에 3 phr 에 해당하는 분산제를 용해시키고, 처리된 용액에 BaTiO₃분말을 혼합하고 스터러(stirrer)를 이용하여 800 rpm으로 교반하여 60 ℃에서 1 시간 동안 반응시켰다.
그 다음, 그 결과물은 원심분리를 통해 용매와 분리시키고, 미반응된 분산제를 제거하기 위하여 순수한 톨루엔으로 상기와 동일한 방법을 통해 세척을 하였다.
다음으로, 원심분리를 통해 결과물을 분리해 내고 분리되어 나온 표면처리된 BaTiO₃는 오븐에서 충분히 건조시켰다.
그 다음 도 1에 도시된 방법으로 제조된 BaTiO₃를 에폭시 레진에 혼합시켰다. 이때, 처리된 BaTiO₃를 30 vol%로 에폭시 레진, 경화제와 혼합하였다.
상기한 바와 같이 준비된 에폭시 레진과 표면처리된 BaTiO₃혼합물은 압축 성형을 사용하여 1단계로 130 ℃에서 1시간 동안, 2단계로 180 ℃에서 30분간 최종 반응시켰다.
이와 같이 얻어진 에폭시 레진과 표면처리된 BaTiO₃의 복합체로 된 필름의 두께를 측정하고 얻어진 필름의 유전 특성을 조사하기 위하여 필름을 Au 이온 코팅시키고 상온에서 LCR미터(Hewiett Packard사의 모델명 4263B 제품)를 사용하여 유전율을 측정하였다.(단, LCR 미터의 측정 조건은 Vrms = 1.0, 10kHz이다.).
도 2와 도 3은 유기분산제로 표면 처리된 티탄산바륨을 30%의 부피비율로 에폭시 레진과 경화제의 혼합물에 혼합시킨 경우의 샘플의 분산도(점도)와 유전율을 각각 나타낸 것이다. (여기서, BYK-9010은 상용화된 블록공중합체형 유기분산제를 뜻한다.)
도시한 바와 같이, 고분자내에 티탄산바륨이 고르게 분산되었을 경우, 점도에 있어서 낮은 값을 나타낸다. 특히, 무수말레산을 갖는 유기분산제는 고분자와의 친화성을 증가시켜 분산도를 증가시켰으며, 상대적으로 높은 유전율 값을 나타내었다. 이러한 결과 그래프를 통해서 낮은 점도를 나타내는 경우 고분자 복합체로 제조하면, 유전율이 향상됨을 알 수 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예를 예로 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
도 1은 페이스트 믹서를 사용하여 표면처리된 티탄산바륨 분말을 에폭시 레진에 혼합하는 단계를 나타낸 순서도.
도 2는 유기분산제로 표면처리된 티탄산바륨을 30vol%로 에폭시 레진과 경화제의 혼합물에 혼합시킨 경우의 점도.
도 3은 유기분산제로 표면처리된 티탄산바륨을 30vol%로 에폭시 레진과 경화제의 혼합물에 혼합시킨 경우의 유전율.
Claims (12)
- 말단에 무수말레산 또는 아크릴산을 갖는 폴리스티렌(polystyrene), 주쇄에 무수말레산 또는 아크릴산과 폴리스티렌의 블록형 공중합체 및 술폰화폴리스티렌으로 구성된 군에서 선택되는 유기분산제로 표면 처리된 티탄산바륨을 포함하는, 에폭시 레진-티탄산바륨 복합체.
- 삭제
- 제1항에 있어서,상기 유기분산제는 하기 화학식 1 내지 화학식 4의 구조를 갖는 고분자 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 에폭시 레진-티탄산바륨 복합체.[화학식 1]
[화학식 2]
[화학식 3]
[화학식 4]
상기 화학식 1 및 2 중에서, n, m 및 p는 n=1~300, m=1~1000 및 p=1~1000인 것이다. - 제1항에 있어서,상기 술폰화폴리스티렌은 분자량이 25,000 ~ 3,000인 것을 특징으로 하는 에폭시 레진-티탄산바륨 복합체.
- 삭제
- 제1항에 있어서,상기 에폭시 레진은 우레탄 개질된 에폭시 레진인 것을 특징으로 하는 에폭시 레진-티탄산바륨 복합체.
- 제1항에 있어서,상기 에폭시 레진은 당량이 250g/mol인 것을 특징으로 하는 에폭시 레진-티탄산바륨 복합체.
- 말단에 무수말레산 또는 아크릴산을 갖는 폴리스티렌(polystyrene), 주쇄에 무수말레산 또는 아크릴산과 폴리스티렌의 블록형 공중합체 및 술폰화폴리스티렌으로 구성된 군에서 선택되는 유기 분산제를 BaTiO₃표면에 처리하는 단계와;상기 표면 처리된 BaTiO₃분말을 고분자 매트릭스인 에폭시 레진 내에 균일하게 혼합하는 단계와;상기 혼합물을 압축성형(compression molding)하여 필름으로 형성하는 단계를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 유전체 필름 제조방법.
- 제8항에 있어서,상기 유기분산제의 양은 BaTiO₃대비 2~5phr(parts per hundred resin)의 양으로 표면처리하는 것을 특징으로 하는 유전체 필름 제조방법.
- 제8항 또는 제9항에 있어서,상기 유기 분산제를 BaTiO₃표면에 처리하는 단계는,용매에 상기 유기분산제를 용해시키고, 상기 유기분산제가 용해된 용액에 BaTiO₃을 혼합한 후 교반시키는 단계인 것을 특징으로 하는 유전체 필름 제조방법.
- 제8항 또는 제9항에 있어서,상기 유기 분산제를 BaTiO₃표면에 처리하는 단계는,상기 유기 분산제와 BaTiO₃를 혼합하고 페이스트 믹서로 혼합하는 단계인 것을 특징으로 하는 유전체 필름 제조방법.
- 제 8항에 있어서,상기 유기 분산제는 리빙 라디칼(living radical) 중합 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 유전체 필름 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070140904A KR100879034B1 (ko) | 2007-12-28 | 2007-12-28 | 내장형 커패시터용 유기화 처리된 티탄화바륨/에폭시복합체 및 이를 이용한 유전체 필름 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070140904A KR100879034B1 (ko) | 2007-12-28 | 2007-12-28 | 내장형 커패시터용 유기화 처리된 티탄화바륨/에폭시복합체 및 이를 이용한 유전체 필름 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR100879034B1 true KR100879034B1 (ko) | 2009-01-15 |
Family
ID=40482764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020070140904A KR100879034B1 (ko) | 2007-12-28 | 2007-12-28 | 내장형 커패시터용 유기화 처리된 티탄화바륨/에폭시복합체 및 이를 이용한 유전체 필름 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100879034B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140072728A (ko) | 2012-12-05 | 2014-06-13 | 삼성전기주식회사 | 유전체 조성물 및 이를 이용한 적층 세라믹 커패시터 |
| CN115368607A (zh) * | 2022-10-25 | 2022-11-22 | 乌镇实验室 | 一种聚醚砜基复合介电薄膜材料及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07107802B2 (ja) * | 1984-11-26 | 1995-11-15 | 株式会社村田製作所 | 複合誘電体およびその製造方法 |
| JP2001316176A (ja) | 2000-04-28 | 2001-11-13 | Murata Mfg Co Ltd | 誘電体セラミック、積層セラミックコンデンサ、および誘電体セラミックの製造方法 |
| KR100627248B1 (ko) | 2005-09-13 | 2006-09-25 | 한국과학기술연구원 | 고유전율 고분자-티탄산바륨 복합체 |
| KR100685273B1 (ko) | 2003-05-19 | 2007-02-22 | 히다치 가세고교 가부시끼가이샤 | 절연재료, 필름, 회로기판 및 이들의 제조방법 |
-
2007
- 2007-12-28 KR KR1020070140904A patent/KR100879034B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07107802B2 (ja) * | 1984-11-26 | 1995-11-15 | 株式会社村田製作所 | 複合誘電体およびその製造方法 |
| JP2001316176A (ja) | 2000-04-28 | 2001-11-13 | Murata Mfg Co Ltd | 誘電体セラミック、積層セラミックコンデンサ、および誘電体セラミックの製造方法 |
| KR100685273B1 (ko) | 2003-05-19 | 2007-02-22 | 히다치 가세고교 가부시끼가이샤 | 절연재료, 필름, 회로기판 및 이들의 제조방법 |
| KR100627248B1 (ko) | 2005-09-13 | 2006-09-25 | 한국과학기술연구원 | 고유전율 고분자-티탄산바륨 복합체 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140072728A (ko) | 2012-12-05 | 2014-06-13 | 삼성전기주식회사 | 유전체 조성물 및 이를 이용한 적층 세라믹 커패시터 |
| KR101709815B1 (ko) | 2012-12-05 | 2017-03-08 | 삼성전기주식회사 | 유전체 조성물 및 이를 이용한 적층 세라믹 커패시터 |
| CN115368607A (zh) * | 2022-10-25 | 2022-11-22 | 乌镇实验室 | 一种聚醚砜基复合介电薄膜材料及其制备方法 |
| CN115368607B (zh) * | 2022-10-25 | 2023-02-24 | 乌镇实验室 | 一种聚醚砜基复合介电薄膜材料及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wang et al. | Adaptive ionogel paint from room‐temperature autonomous polymerization of α‐thioctic acid for stretchable and healable electronics | |
| Wang et al. | BaTiO3–polyethersulfone nanocomposites with high dielectric constant and excellent thermal stability | |
| CN104211962A (zh) | 一种高介电聚酰亚胺复合材料及其制备方法 | |
| WO2015048575A1 (en) | Low dielectric constant, low dielectric dissipation factor coatings, films and adhesives | |
| Thomas et al. | Mechanically flexible butyl rubber–SrTiO3 composite dielectrics for microwave applications | |
| CN102702652A (zh) | 一种高介电常数低损耗金属/聚合物复合材料及其制备方法 | |
| JP2008091908A (ja) | プリント基板用絶縁材料 | |
| TW202028329A (zh) | 樹脂組成物、包含其的預浸材、包含其的層疊板、包含其的樹脂覆蓋式金屬箔 | |
| Ke et al. | POSS Core star‐shape molecular hybrid materials: Effect of the chain length and POSS content on dielectric properties | |
| KR100879034B1 (ko) | 내장형 커패시터용 유기화 처리된 티탄화바륨/에폭시복합체 및 이를 이용한 유전체 필름 제조방법 | |
| CN107429143B (zh) | 粘接剂组合物和连接结构体 | |
| DE60037488T2 (de) | Wässrige Dispersion für Elektroabscheidung, Film mit hoher Dielektrizitätskonstante und elektronische Bauteile | |
| Li et al. | Novel polymer-ceramic nanocomposite based on new concepts for embedded capacitor application (I) | |
| Rao et al. | Ultra high dielectric constant epoxy silver composite for embedded capacitor application | |
| CN103814100B (zh) | 粘接剂组合物、膜状粘接剂、粘接片材、电路连接体、电路构件的连接方法、粘接剂组合物的使用、膜状粘接剂的使用以及粘接片材的使用 | |
| KR101509539B1 (ko) | 칼슘 화합물 함유 폴리아믹산 전구체 조성물, 이를 이용한 폴리이미드계 유/무기 복합소재 및 이의 제조방법 | |
| Tong et al. | Preparation and characterization of flexible, free‐standing, and easy‐fabricating BaTiO3‐P (VDF‐CTFE) dielectric nanocomposite | |
| CN103755958B (zh) | 一种聚酰亚胺/钛酸铜钙包覆银纳米颗粒复合材料的制备方法 | |
| Li et al. | Composite of aromatic polythiourea/BaTiO 3 nanowires with high energy density and high discharge efficiency for energy storage applications | |
| US20020040085A1 (en) | Polymer matrix composites | |
| TWI554537B (zh) | Anisotropic conductive material and manufacturing method thereof | |
| Nawanil et al. | Effect of surface treatment on electrical properties of barium titanate/carbon nanotube/polydimethylsiloxane nanocomposites | |
| Manuspiya et al. | Polybenzoxazine-based composites for increased dielectric constant | |
| Rana et al. | Ultra‐stretchable thermoplastic elastomeric materials based on styrene–isoprene–styrene triblock copolymer: Influence of calcium copper titanate on mechanical and dielectric properties | |
| DE10115882B4 (de) | Polyhydroxamide, daraus durch Cyclisierung erhältliche Polybenzoxazole, Verfahren zur Herstellung der Polyhydroxamide und Polybenzoxazole, Beschichtungsmaterial für elektronische Bauelemente, elektronische Bauteile mit einer Schicht der Polybenzoxazole, Verfahren zur Beschichtung von Substraten mit den Polyhydroxamiden, Verwendung von Polybenzoxazolen als Isolier- und/oder Schutzschicht und Zusammensetzung enthaltend das Polyhydroxamid |
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: 20111230 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130102 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |