KR100916071B1

KR100916071B1 - 글래스 조성물, 이를 포함하는 유전체 조성물 및 이를이용한 적층 세라믹 커패시터 내장형 저온동시소성 세라믹기판

Info

Publication number: KR100916071B1
Application number: KR1020070117233A
Authority: KR
Inventors: 추호성; 이종면; 박은태; 장명훈; 유수현; 조범준
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2007-11-16
Filing date: 2007-11-16
Publication date: 2009-09-08
Also published as: JP2009120477A; US20090135542A1; US8093172B2; KR20090050661A

Abstract

고유전율을 나타내면서 저온소결이 가능한 글래스 조성물, 이를 포함하는 유전체 조성물 및 이를 이용한 적층 세라믹 커패시터 내장형 저온동시소성 세라믹 기판이 제안된다. 제안된 글래스 조성물은 조성식 aBi₂O₃-bB₂O₃-cSiO₂-dBaO-eTiO₂를 갖고, 식 중, a, b, c, d, 및 e는 a+b+c+d+e=100, 40≤a＜89, 10≤b≤50, 1≤c≤20, 0≤d≤10, 0≤e≤10 (단, d≠e=0)이다.

글래스, 비스무트, 저온소성

Description

글래스 조성물, 이를 포함하는 유전체 조성물 및 이를 이용한 적층 세라믹 커패시터 내장형 저온동시소성 세라믹 기판{Glass composition, dielectric composition and multi layer capacitor embedded low temperature co-fired ceramic substrate using the same}

본 발명은 글래스 조성물, 이를 포함하는 유전체 조성물 및 이를 이용한 적층 세라믹 커패시터 내장형 저온동시소성 세라믹 기판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고유전율을 나타내면서 저온소결이 가능한 글래스 조성물, 이를 포함하는 유전체 조성물 및 이를 이용한 적층 세라믹 커패시터 내장형 저온동시소성 세라믹 기판에 관한 것이다.

최근 각종 전자 제품의 소형화 및 고주파수화 추세에 따라, 표면실장소자(surface mount device) 칩 형태의 소자를 기판 표면에 실장하는 것이 아니라 회로패턴이 인쇄된 기판 내부에 내장(embedding)시켜 전체 제품의 부피를 줄이는 동시에 기판의 집적도를 높이는 기술이 주목받고 있다.

이와 같이 기판 위에 부품으로 존재하던 칩 형태의 소자를 층(layer) 형태(예를 들면, 커패시터)로 제조하여 기판 내에 내장시키면 칩으로 인한 부피증가를 억제할 수 있다. 또한, 커패시터의 경우에는 칩형태의 커패시터보다 층형태의 커패시터가 고주파 특성(기생 인덕턴스가 작음)이 우수한 면이 있다. 따라서, 다양한 방법으로 칩을 기판 내에 내장시키려는 시도가 이루어지고 있다.

인쇄회로기판은 유전층 소재의 종류에 따라 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 고분자 유기소재를 유전층으로 사용하는 PCB(printed circuit board)는 널리 사용되고 있다. PCB에서 회로패턴을 형성하는 방법은 도금법이 사용된다. 이에 반해 세라믹 소재를 사용하는 기판은 회로패턴을 형성하는 방법이 주로 스크린 프린팅이며, 유전층과 전극을 동시에 소결하여 제조된다. 보통 소결공정은 800℃ 이상에서 수행된다.

두 가지 기판은 재료와 공정 면에서는 매우 다르지만, 실제 제품은 다층으로 적층된 적층체 사이에 회로패턴이 형성되어 있는 구조가 거의 유사하기 때문에 응용범위는 서로 겹치는 경우가 많다. 그러나 언급한 바와 같이 재료 및 공정의 기술 내용이 완전히 다르기 때문에 하나의 기술을 이용하여 두 가지 기판에 동시에 적용 될 수 있는 기술은 많지 않다.

이 중, 세라믹 기판에 커패시터를 내장하고자 하는 경우에는 세라믹과 글래 스를 포함하는 세라믹 그린시트 사이에 커패시터용 유전체층을 형성하고 각각 내부전극을 형성하여 동시소결한다. 커패시터는 유전율 특성이 중요한데, 고유전율 및 환경적인 요인 때문에 종래에 사용하던 Pb 대신 티탄산 바륨(BaTiO₃)을 유전체층에 사용되는 조성물의 주성분으로 사용할 수 있다. 그러나, BaTiO₃의 경우, 저온 소성을 유도하는 소결 조제를 사용하지 않을 경우 1400도 이상에서 소결이 가능하고, 소결조제를 이용한다고 하여도 1000℃ 이하에서는 소결이 어렵다.

커패시터를 내장하는 세라믹 기판의 경우에는 유전율과 소결가능온도가 중요하다. 세라믹 기판의 경우, 세라믹 시트내에 전기 전도성이 좋은 Ag 또는 Cu와 같은 금속을 인쇄하여 전극을 형성하고 이를 소결하여 회로패턴이 형성된 기판을 완성한다. 따라서, 세라믹 기판의 소성온도는 적어도 Ag, Cu의 녹는점보다 낮아야 한다. 그러나, 커패시터를 내장하는 경우, 내장된 커패시터도 함께 소결되어야 하므로 그 소성온도는 적어도 Ag, Cu의 녹는점보다 낮아야하는데, 전술한 바와 같이 낮은 온도에서 소결하면 커패시터의 유전체는 소결이 미완성되고, 유전율이 낮아질 수 있는 문제점이 있다.

따라서, 저온소성 후에도 고유전율을 나타낼 수 있는 적층 세라믹 커패시터를 내장하는 저온동시소성 세라믹 기판을 제조할 수있는 기술의 개발이 요청된다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 고유전율을 나타내면서 저온소결이 가능한 글래스 조성물, 이를 포함하는 유전체 조성물 및 이를 이용한 적층 세라믹 커패시터 내장형 저온동시소성 세라믹 기판을 제공하는데 있다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 일실시형태에 따른 글래스 조성물은 조성식 aBi₂O₃-bB₂O₃-cSiO₂-dBaO-eTiO₂를 갖고, 식 중, a, b, c, d, 및 e는 a+b+c+d+e=100, 40≤a＜89, 10≤b≤50, 1≤c≤20, 0≤d≤10, 0≤e≤10 (단, d≠e=0)이다.

여기서, a는 40≤a≤60인 것이 바람직하고, b는 20≤b≤30인 것이 바람직하며, c는 5≤c≤15인 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 주성분인 BaTiO₃와 조성식 aBi₂O₃-bB₂O₃-cSiO₂-dBaO-eTiO₂를 갖고, 식 중, a, b, c, d, 및 e는 a+b+c+d+e=100, 40≤a＜89, 10≤b≤50, 1≤c≤20, 0≤d≤10, 0≤e≤10 (단, d≠e=0)인 것을 특징으로 하는 글래스 조성물을 함유하는 부성분을 포함하는 유전체 조성물이 제공된다.

유전체 조성물의 소결온도는 600℃ 내지 900℃인 것이 바람직하며, 그 유전율은 200 내지 300일 수 있다.

유전체 조성물에서 주성분에 대한 부성분의 부피비는 전체 유전체 조성물의 부피를 기준으로 하여, 30 vol%/70 vol% 내지 50 vol%/50 vol%이다.

주성분인 BaTiO₃의 평균입경은 0.1 ㎛ 내지 1 ㎛인 것이 바람직한데, 더욱 바람직하게는 BaTiO₃의 평균입경은 0.2 ㎛ 내지 0.5 ㎛이다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 세라믹 시트 내부전극이 인쇄된 복수의 세라믹 그린시트가 적층된 세라믹 적층체 내부에, 복수의 유전체층, 유전체층 사이에 형성되고 세라믹 시트 내부전극과 전기적으로 연결된 복수의 커패시터 내부 전극을 포함하고, 유전체층은, BaTiO₃ 및 조성식 aBi₂O₃-bB₂O₃-cSiO₂-dBaO-eTiO₂를 갖고, 식 중, a, b, c, d, 및 e는 a+b+c+d+e=100, 40≤a＜89, 10≤b≤50, 1≤c≤20, 0≤d≤10, 0≤e≤10 (단, d≠e=0)인 글래스 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 커패시터를 내장하는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 커패시터 내장형 저온동시소성 세라믹 기판이 제공된다.

세라믹 시트 내부전극은 Ag 또는 Cu 중 어느 하나의 금속을 포함하는 것이 바람직하다.

적층 세라믹 커패시터 내장형 저온동시소성 세라믹 기판은 소성온도가 600℃ 내지 900℃인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 글래스 조성물을 포함하는 유전체 조성물을 사용하면, 높은 유전율을 나타내면서 비교적 저온에서 소결이 가능하다. 이 유전체 조성물을 적층 세라믹 커패시터의 유전체층에 사용하면, 저온동시소성 세라믹 기판에 내장시킬 수 있다.

따라서, 고유전율을 갖는 적층 세라믹 커패시터를 저온동시소성 세라믹 기판에 내장할 수 있으면서, 저온동시소성 세라믹 기판에 전기전도성이 높은 Ag 또는 Cu 전극을 사용할 수 있어서, 고유전율 적층 세라믹 커패시터 내장형 저온동시소성 세라믹 기판의 제품신뢰성 및 성능이 향상되는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업 계에서 통상의 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.

본 발명의 일실시형태에 따른 글래스 조성물은 조성식 aBi₂O₃-bB₂O₃-cSiO₂-dBaO-eTiO₂를 갖고, 식 중, a, b, c, d, 및 e는 a+b+c+d+e=100, 40≤a＜89, 10≤b≤50, 1≤c≤20, 0≤d≤10, 0≤e≤10 (단, d≠e=0)이다.

비스무트 산화물(Bi₂O₃)에서 비스무트(Bi)의 함량은 글래스 조성물의 전체 몰수를 100으로 할 때 40 내지 89몰 미만이다. 즉, Bi는 다른 성분보다 함량이 높아서 그 특성이 글래스 조성물의 전체 특성에 미치는 영향이 크다. Bi는 글래스 조성물의 유리전이온도(Tg)를 감소시키고, 유전율을 높이는데 기여한다.

또한, Bi는 소결로 인하여 치밀화가 이루어진 후, 강유전체 재료인 Bi₄Ti₄O₁₅ 조성의 결정질 형성에 기여한다. 따라서, Bi는 전술한 바와 같이 글래스 조성물에 높은 함량으로 포함되는 것이 바람직하다. 그러나, 과량으로 첨가될 경우, Bi가 조성물내에서 산화물 형태가 아닌 금속으로 존재할 가능성이 있다. Bi가 금속으로 존재하는 경우 유전체 특성에 약영향을 미칠 수 있다. 따라서, 보다 바람직한 Bi의 함량은 글래스 조성물의 전체 몰수를 100으로 할 때 40 내지 60몰이다.

붕소산화물(B₂O₃)은 글래스 조성물을 제조하기 위하여 반드시 필요한 성분으로서, 네트워크 형성성분(network former)으로 사용된다. 붕소(B)는 Tg 감소에 기여한다. B의 함량은 글래스 조성물의 전체 몰수를 100으로 할 때 10 내지 50몰이고, 더욱 바람직하게는 20 내지 30 몰이다.

이산화규소(SiO₂)는 B와 같이 글래스 조성물을 제조하기 위하여 반드시 필요한 성분으로서, 네트워크 형성성분(network former)으로 사용된다. 규소(Si)는 Tg 증가에 기여한다. Si 함량이 증가할 경우 글래스의 강도와 온도 안정성이 증가되는 경향이 있다. Si의 함량은 글래스 조성물의 전체 몰수를 100으로 할 때 1 내지 20몰이고, 더욱 바람직하게는 5 내지 15 몰이다.

B 및 Si는 글래스 제조를 위하여 반드시 필요한 성분이나, B와 Si는 Tg에 미치는 영향은 서로 상이하다. B는 Tg 감소에 기여하나, Si는 Tg 증가에 기여한다. 다만, Si 함량이 증가할 경우 글래스 강도와 온도 안정성이 증가되는 경향이 있으므로, Si에 비해 B의 함량을 높이는 것이 더 바람직하다.

바륨산화물(BaO)은 글래스 조성물 제조시 중간(intermediate) 원소로 분류된다. Ba는 글래스 조성물의 Tg를 조정하고, 글래스 조성물의 기타 특성을 조절한다. Ba는 이하에서 설명할 유전체 조성물의 주성분인 BaTiO₃에 포함된 Ba와 동일한 금속원소이며, 유전체 조성물에서의 Bi₄Ti₄O₁₅ 결정상 형성에 기여한다. Ba의 함량은 글래스 조성물의 전체 몰수를 100으로 할 때 0 내지 10몰이다.

티탄산화물(TiO₂)은 글래스 조성물 제조시 중간원소로 분류된다. Ti는 글래스 조성물의 Tg를 조정하고, 글래스 조성물의 기타 특성을 조절한다. Ti는 이하에서 설명할 유전체 조성물의 주성분인 BaTiO₃에 포함된 Ti와 동일한 금속원소이며, 유전체 조성물에서의 Bi₄Ti₄O₁₅ 결정상 형성에 기여한다. Ti의 함량은 글래스 조성물의 전체 몰수를 100으로 할 때 0 내지 10몰이다.

글래스 조성물은 공지의 글래스 제조공정에 따라 제조할 수 있다. 글래스 조성물을 제조하기 위하여 원료분말을 전술한 함량범위내에서 칭량하고, 원료분말을 건식혼합한다. 원료분말혼합물질을 용융하고, 용융액은 급냉시킨다. 급냉시킨 원료분말혼합 용융액은 1차로 건식분쇄하고, 2차로 습식분쇄하여 글래스 조성물을 제조한다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 주성분인 BaTiO₃와 조성식 aBi₂O₃-bB₂O₃-cSiO₂-dBaO-eTiO₂를 갖고, 식 중, a, b, c, d, 및 e는 a+b+c+d+e=100, 40≤a＜89, 10≤b≤50, 1≤c≤20, 0≤d≤10, 0≤e≤10 (단, d≠e=0)인 것을 특징으로 하는 글래스 조성물을 함유하는 부성분을 포함하는 유전체 조성물이 제공된다. 글래스 조성물은 전술한 바와 동일하므로 그 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 유전체 조성물의 유전율을 위하여 티탄산 바륨(BaTiO₃)을 세라믹 충전재(filler)로서 사용할 수 있다. 전술한 바와 같이, 원하는 수준의 유전율을 나타내기 위하여 충전재로서 Pb를 사용하였다. 그러나, Pb의 환경에 대한 환경적인 요인 때문에 종래에 사용하던 Pb 대신 티탄산 바륨(BaTiO₃)을 유전체층에 사용되는 조성물의 주성분인 세라믹 충전재로 사용한다. 다만, BaTiO₃의 경우, 저온 소성을 유도하는 소결 조제를 사용하지 않을 경우 1400도 이상에서 소결이 가능하고, 소결조제를 이용한다고 하여도 1000℃ 이하에서는 소결이 어렵기 때문에 본 발명의 일실시예에 따른 글래스 조성물을 사용하여 함께 유전체 조성물을 형성한다.

유전체 조성물에서 충전재의 함량 증가는 유전율을 높일 수 있는 한 방법이 된다. 그러나, 충전재가 높은 함량으로 포함되면 저온 소결이 어려운 문제점이 있다. 따라서, 글래스 조성물과 세라믹 충전재는 유전체 조성물의 전체 부피를 기준으로 하여 30vol%/70 vol% ~ 50/50 vol% 가 적당하다.

충전제의 입경은 유전율 및 저온소결성에 영향을 미친다. 주성분인 BaTiO₃의 평균입경은 0.1 ㎛ 내지 1 ㎛인 것이 바람직한데, 더욱 바람직하게는 BaTiO₃의 평균입경은 0.2 ㎛ 내지 0.5 ㎛이다.

주성분인 세라믹 충전재로서 BaTiO₃ 및 본 발명에 따른 글래스 조성물을 포함하는 유전체 조성물은 BaTiO₃를 주성분으로서 사용하였음에도 불구하고, 그 소결온도는 600℃ 내지 900℃이다. 이 온도에서도 본 발명에 따른 유전체 조성물은 소결이 가능하고, 소결로 인하여 그 유전율은 200 내지 300정도의 비교적 고유전율을 나타낸다.

본 발명에 따른 유전체 조성물을 제조하기 위하여 먼저, 본 발명에 따른 글래스 조성물 분말 및 BaTiO₃를 소정 함량으로 칭량하고, 적절한 첨가제 및 용매를 이용하여 슬러리로 제조하여 사용할 수 있다. 유전체 슬러리는 유전체 시트로서 그 형태가 형성되어 적층된다. 이러한 유전체 조성물은 이하 설명할 저온동시소성 세라믹 기판내에 적층 세라믹 커패시터로서 내장된다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 세라믹 시트 내부전극이 인쇄된 복수의 세라믹 그린시트가 적층된 세라믹 적층체 내부에, 복수의 유전체층, 유전체층 사이에 형성되고 회로패턴과 전기적으로 연결된 복수의 커패시터 내부 전극을 포함하고, 유전체층은, BaTiO₃ 및 조성식 aBi₂O₃-bB₂O₃-cSiO₂-dBaO-eTiO₂를 갖고, 식 중, a, b, c, d, 및 e는 a+b+c+d+e=100, 40≤a＜89, 10≤b≤50, 1≤c≤20, 0≤d≤10, 0≤e≤10 (단, d≠e=0)인 글래스 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 커패시터를 내장하는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 커패시터 내장형 저온동시소성 세라믹 기판이 제공된다. 도 1는 본 발명의 일 실시형태에 따른 적층 세라믹 커패시터(MLCC) 내장형 저온동시소성 세라믹(LTCC) 기판(100)의 단면도이다. 이하, 도 1을 참조하여 설명하되, 글래스 조성물 및 유전체 조성물은 전술한 설명과 동일하므로 그 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 MLCC 내장형 LTCC기판(100)은 세라믹 시트 내부전극(121, 122)이 인쇄된 복수의 세라믹 그린시트(111, 112, 113, 114)가 적층된 세라믹 적층체(110) 내부에, 적층 세라믹 커패시터(130)를 내장하고 있다.

세라믹 시트 내부전극(121, 122)은 세라믹 그린시트(111, 112, 113, 114) 간의 전기적 연결, 세라믹 그린시트 및 적층 세라믹 커패시터(130)의 전기적 연결과 함께 MLCC 내장형 LTCC기판(100)과 외부전원을 연결하기 위한 전극이다. 다만, MLCC 내장형 LTCC기판(100)은 세라믹 시트 내부전극 중 외부표면에 노출된 영역(121)을 외부전극(미도시)을 형성하여 외부전원과 연결될 수 있다.

도 1을 참조하면, 세라믹 시트 내부전극(121, 122)은 비아형태의 전극(121) 및 패드 형태의 전극(122)을 포함한다. 또한, MLCC 내장형 LTCC기판(100)은 적층 세라믹 커패시터(130)의 커패시터 내부전극(141, 142, 143, 144, 145)을 패드형태의 세라믹 시트 내부전극(122)과 연결하기 위한 커패시터 외부연결전극(151, 152)를 포함한다.

이러한 세라믹 시트 내부전극(121, 122) 및 커패시터 외부연결전극(151, 152)은 Ag 또는 Cu 중 어느 하나의 금속을 포함하는 것이 바람직하다. Ag 또는 Cu는 금속 중 전기전도성 측면에서 가장 우수한 성능을 나타내는 금속으로서, 본 발명에 따른 저온소성세라믹 기판에서와 같이 600℃ 내지 900℃에서 소결되는 경우 우수한 전기전도성을 나타내면서도 저온소성시 불리한 영향을 받지 않아 바람직할 금속전극으로서 사용될 수 있다.

세라믹 그린시트(111, 112, 113, 114)는 세라믹 충전재 및 글래스 성분을 포함한다. 세라믹 그린시트(111, 112, 113, 114)에 사용될 수 있는 세라믹 충전재는 저온소성을 고려하여 저온에서 소결될 수 있는 충전재인 것이 바람직하나, 그렇지 않은 경우에도 글래스 성분의 소결로 인한 점성 유동으로 인하여 치밀화가 가능하다. 세라믹 충전재로는 알루미나 또는 티타니아를 사용할 수 있고, 글래스는 B₂O₃, SiO₂, Al₂O₃, 및 CaO를 포함하는 글래스를 사용할 수 있다.

세라믹 그린시트(111, 112, 113, 114)는 용매에 세라믹 충전재, 글래스 및 이를 결합시키기 위한 결합제를 혼합하여 시트형태로 성형한다. 세라믹 시트(111, 112, 113, 114)에는 이러한 성분 이외에도 물성향상을 위한 분산제 등의 첨가제가 첨가될 수 있다.

적층 세라믹 커패시터(130)은 복수의 유전체층(131, 132, 133, 134, 135, 136)과 각 유전체층(131, 132, 133, 134, 135, 136)의 사이에 형성되고 세라믹 시트 내부전극(121, 122)패턴과 전기적으로 연결된 복수의 커패시터 내부 전극(141, 142, 143, 144, 145)을 포함한다.

유전체층(131, 132, 133, 134, 135, 136)은, 주성분으로서 BaTiO₃ 및 부성분으로서 조성식 aBi₂O₃-bB₂O₃-cSiO₂-dBaO-eTiO₂를 갖고, 식 중, a, b, c, d, 및 e는 a+b+c+d+e=100, 40≤a＜89, 10≤b≤50, 1≤c≤20, 0≤d≤10, 0≤e≤10 (단, d≠e=0)인 글래스 조성물을 포함한다. 그에 따라 주성분인 주성분으로서 BaTiO₃의 고온소결성을 억제하여 저온소결이 가능하게 하면서도 고유전율을 나타내는 MLCC 내장형 LTCC기판(100)을 얻을 수 있다. 본 발명에 따른 MLCC 내장형 LTCC기판(100)은 통상의 저온동시소성 세라믹 기판과 같이 소성온도가 600℃ 내지 900℃일 수 있다.

커패시터 내부전극(141, 142, 143, 144, 145)은 전기전도성이 높은 금속을 포함할 수 있는데, 예를 들면, Ag, Cu, 또는 Ni 중 어느 하나의 금속을 포함할 수 있다.

<실시예>

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예에서는 본 발명의 실시형태에 따라 적층 세라믹 커패시터 내장형 저온동시소성 세라믹 기판을 제조하여 유전율 및 유전손실을 측정하였다.

먼저, 글래스 조성물은 이하의 표 1에서와 같은 함량을 갖도록 제조하였다.

	Bi₂O₃	B₂O₃	SiO₂	BaO	TiO₂
실시예 1	55	35	5	0	5
실시예 2	55	35	5	5	0
실시예 3	53	35	10	1	1

표1의 원료분말을 함량범위내에서 칭량하고, 원료분말을 건식혼합한다. 원료분말혼합물질을 용융하고, 용융액은 급냉시킨다. 급냉시킨 원료분말혼합 용융액은 1차로 건식분쇄하고, 2차로 습식분쇄하여 글래스 조성물을 제조하였다. 여기에, 글래스 조성물과 BaTiO₃의 비율을 40vol%/60vol%로 칭량하고, 용매에 혼합하여 슬러리로 제조하고 시트형태로 캐스팅하여 성형하였다.

실시예 1내지 3에 따라 제조된 글래스 조성물을 포함하는 유전체층을 세라믹 그린시트와 함께 내부에 전극을 인쇄하고 적층하여 800℃ 내지 900℃에서 소결하였다. 도 2a 내지 도 4b는 실시예 1내지 3에서 제조된 MLCC 내장형 LTCC 기판의 단면도 및 그의 확대도이다. 제조된 내장형 커패시터의 유전율 및 유전손실을 측정하였다. 그 결과는 표2에 나타나 있다.

	유전율	유전손실(%)
실시예 1	250	2
실시예 2	280	2
실시예 3	210	3

표 2를 참조하면, 실시예 1내지 3에 따라 제조된 글래스 조성물을 이용하여 세라믹 커패시터에 유전체 조성물에 사용였으나, 유전율을 위한 주성분으로서 BaTiO₃와 함께 저온에서 소성공정을 수행하였음에도 불구하고, 고유전율을 나타내었으며 유전손실도 낮은 값을 나타내었다. 따라서, 본 발명에 따른 적층 세라믹 커패시터 내장형 저온동시소성 세라믹 기판은 우수한 커패시터 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.

도 1는 본 발명의 일 실시형태에 따른 MLCC 내장형 LTCC기판의 단면도이다.

도 2a 내지 도 4b는 실시예 1내지 3에서 제조된 MLCC 내장형 LTCC 기판의 단면도 및 그의 확대도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 MLCC 내장형 LTCC 기판

110 세라믹 적층체 111, 112, 113, 114 세라믹 그린 시트

121, 122 내부전극

130 적층 세라믹 커패시터 131, 132, 133, 134, 135, 136 유전체 시트

141, 142, 143, 144, 145 커패시터 내부전극

151, 152 커패시터 외부연결전극

Claims

조성식 aBi₂O₃-bB₂O₃-cSiO₂-dBaO-eTiO₂를 갖고,

식 중, a, b, c, d, 및 e는 a+b+c+d+e=100, 40≤a＜89, 10≤b≤50, 1≤c≤20, 0≤d≤10, 0≤e≤10 (단, d≠e=0)인 것을 특징으로 하는 글래스 조성물.
제1항에 있어서,

상기 a는, 40≤a≤60인 것을 특징으로 하는 글래스 조성물.
제1항에 있어서,

상기 b는, 20≤b≤30인 것을 특징으로 하는 글래스 조성물.
제1항에 있어서,

상기 c는, 5≤c≤15인 것을 특징으로 하는 글래스 조성물.
주성분인 BaTiO₃와;

조성식 aBi₂O₃-bB₂O₃-cSiO₂-dBaO-eTiO₂를 갖고, 식 중, a, b, c, d, 및 e는 a+b+c+d+e=100, 40≤a＜89, 10≤b≤50, 1≤c≤20, 0≤d≤10, 0≤e≤10 (단, d≠e=0)인 것을 특징으로 하는 글래스 조성물을 함유하는 부성분;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체 조성물.
제5항에 있어서,

소결온도가 600℃ 내지 900℃인 것을 특징으로 하는 유전체 조성물.
제5항에 있어서,

유전율이 200 내지 300인 것을 특징으로 하는 유전체 조성물.
제5항에 있어서,

상기 주성분에 대한 상기 부성분의 부피비는 전체 유전체 조성물의 부피를 기준으로 하여, 30 vol%/70 vol% 내지 50 vol%/50 vol%인 것을 특징으로 하는 유전체 조성물.
제5항에 있어서,

상기 BaTiO₃의 평균입경은, 0.1 ㎛ 내지 1 ㎛인 것을 특징으로 하는 유전체 조성물.
제5항에 있어서,

상기 BaTiO₃의 평균입경은, 0.2 ㎛ 내지 0.5 ㎛인 것을 특징으로 하는 유전 체 조성물.
세라믹 시트 내부전극이 인쇄된 복수의 세라믹 그린시트가 적층된 세라믹 적층체 내부에,

복수의 유전체층, 상기 유전체층 사이에 형성되고 상기 세라믹 시트 내부전극과 전기적으로 연결된 복수의 커패시터 내부 전극을 포함하고,

상기 유전체층은, BaTiO₃ 및 조성식 aBi₂O₃-bB₂O₃-cSiO₂-dBaO-eTiO₂를 갖고, 식 중, a, b, c, d, 및 e는 a+b+c+d+e=100, 40≤a＜89, 10≤b≤50, 1≤c≤20, 0≤d≤10, 0≤e≤10 (단, d≠e=0)인 글래스 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 커패시터를 내장하는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 커패시터 내장형 저온동시소성 세라믹 기판.
제11항에 있어서,

상기 세라믹 시트 내부전극은, Ag 또는 Cu 중 어느 하나의 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 커패시터 내장형 저온동시소성 세라믹 기판.
제11항에 있어서,

소성온도는 600℃ 내지 900℃인 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 커패시터 내장형 저온동시소성 세라믹 기판.