KR101397839B1 - Method for forming an insulation layer and an embedded capacitor comprising the insulation layer fabricated by the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 경화성 수지, 전도성 입자, 경화제 및 용매를 포함하는 수지 용액에 불혼화성(immiscible)인 금속 전구체를 첨가하여 기판 위에 도포한 후 이를 경화시켜 경화성 수지와 전도성 입자를 포함하는 복합체의 외표면으로 금속 전구체의 결정화를 유도함으로써 금속결정을 포함하는 절연층을 제조하는 방법 및 그에 의하여 제조된 절연층을 포함하는 내장형 커패시터에 관한 것이다. 본 발명에 따른 내장형 커패시터는 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 경화성 수지와 전도성 입자를 포함하는 복합체층의 외표면을 둘러싸는 금속결정 절연층을 포함하여 고유전상수를 유지하면서 낮은 유전 손실을 나타낸다.The present invention relates to a method for preparing a composite material comprising a metal precursor which is immiscible to a resin solution containing a curable resin, conductive particles, a curing agent and a solvent and is coated on a substrate and cured to form an outer surface of the composite comprising a curable resin and conductive particles To a method for producing an insulating layer containing a metal crystal by inducing crystallization of a metal precursor, and to an embedded capacitor including the insulating layer produced thereby. The built-in capacitor according to the present invention includes a metal crystal insulating layer surrounding the outer surface of the composite layer including the curable resin and the conductive particles between the first electrode and the second electrode to exhibit a low dielectric loss while maintaining a high dielectric constant.

경화성 수지, 절연층, 금속 전구체, 금속결정, 내장형 커패시터 Curable resin, insulating layer, metal precursor, metal crystal, built-in capacitor

Description

절연층의 제조방법 및 그에 의하여 제조된 절연층을 포함하는 내장형 커패시터{Method for forming an insulation layer and an embedded capacitor comprising the insulation layer fabricated by the same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method of manufacturing an insulating layer and a built-in capacitor including the insulating layer,

본 발명은 절연층의 제조방법 및 그에 의하여 제조된 절연층을 포함하는 내장형 커패시터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 경화성 수지, 전도성 입자, 경화제 및 용매를 포함하는 수지 용액에 불혼화성인 금속 전구체를 첨가하여 기판 위에 도포한 후 이를 경화시켜 경화성 수지와 전도성 입자를 포함하는 복합체의 외표면으로 금속 전구체의 결정화를 유도함으로써 금속결정을 포함하는 절연층을 제조하는 방법 및 그에 의하여 제조된 절연층을 포함하는 내장형 커패시터에 관한 것이다. The present invention relates to a method of manufacturing an insulating layer and a built-in capacitor including the insulating layer produced thereby, and more particularly to a built-in capacitor comprising a metal precursor which is immiscible in a resin solution containing a curable resin, conductive particles, a curing agent and a solvent A method for producing an insulating layer comprising a metal crystal by applying the composition on a substrate and then curing the mixture to induce crystallization of the metal precursor to the outer surface of the composite including the curable resin and the conductive particles, To a built-in capacitor.

일반적으로 인쇄회로기판에는 저항(resistor), 커패시터(capacitor) 등과 같은 수동 소자를 개별형 부품의 형태로 실장하고 있다. 이렇게 개별형 부품으로 수동 소자를 인쇄회로기판에 실장할 경우, 수동 소자가 인쇄회로기판에서 많은 면적을 차지할 뿐만 아니라 소자간의 접속 거리가 깊어서 인덕턴스(inductance)가 증 가하여 전기적 특성을 저하시킬 수 있다. In general, passive elements such as resistors, capacitors, and the like are mounted on the printed circuit board in the form of discrete parts. When the passive elements are mounted on the printed circuit board in the form of discrete parts, the passive elements occupy a large area on the printed circuit board, and the connection distance between the elements is deep, so that the inductance is increased and the electrical characteristics may be deteriorated.

상기 문제점을 해결하기 위해서, 최근에는 저항, 커패시터와 같은 수동 소자를 내장한 인쇄회로기판이 개발되고 있다. 내장형 커패시터는 제품의 크기를 획기적으로 감소시킬 수 있을 뿐 아니라 능동 소자의 입력단자에 근접하여 배치할 수 있으므로 도선길이를 최소화하여 유도 인덕턴스를 크게 저감시킬 수 있으며, 고주파 노이즈 제거에도 유리하다. In order to solve the above problems, recently, printed circuit boards incorporating passive elements such as resistors and capacitors have been developed. The built-in capacitor can dramatically reduce the size of the product, and can be placed close to the input terminal of the active device, minimizing the length of the lead wire, greatly reducing the induced inductance, and also eliminating high frequency noise.

내장형 커패시터는 적용되는 전자부품소재에 따라 1pF 내지 1μF 또는 그 이상의 용량이 필요하다. 내장형 커패시터 제조시 스퍼터링, 화학기상증착법과 같은 박막 공정을 이용하면 고용량을 달성할 수 있으나 이와 같은 공정에는 저온이 요구되고 생성된 박막이 유기기판 등에 적용될 경우 쉽게 깨질 수 있다. 반면 폴리머 후막 공정을 이용하면 공정이 용이하고 유기기판에 대한 신뢰성이 확보되지만 유전 용량이 낮다.The built-in capacitors require a capacitance of 1 pF to 1 μF or more, depending on the electronic component material applied. In the manufacture of embedded capacitors, a thin film process such as sputtering or chemical vapor deposition can achieve a high capacity, but such a process requires a low temperature and the resulting thin film can easily break when applied to an organic substrate. On the other hand, when the polymer thick film process is used, the process is easy and the reliability of the organic substrate is secured, but the dielectric capacity is low.

따라서 유전 용량이 높고 유전 손실이 낮으면서도 실시가 용이한 내장형 커패시터의 제조방법에 대한 개발이 요구되고 있다. Accordingly, there is a need to develop a method of manufacturing an embedded capacitor that has a high dielectric capacity and a low dielectric loss, but is easy to implement.

본 발명이 해결하고자 하는 하나의 기술적 과제는 고유전 저손실의 유전특성을 갖는 절연층의 제조방법을 제공하는 것이다. One aspect of the present invention is to provide a method of manufacturing an insulating layer having a high dielectric loss dielectric property.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 본 발명에 의한 절연층을 포함하여 고유전상수, 저 유전손실의 향상된 유전 특성을 갖는 내장형 커패시터 및 이러한 내장형 커패시터를 포함하는 전자부품소재를 제공하는 것이다. It is another object of the present invention to provide an embedded capacitor including an insulating layer according to the present invention having a high dielectric constant, an improved dielectric property of a low dielectric loss, and an electronic component material including such an embedded capacitor.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 하나의 양상은 경화성 수지, 전도성 입자, 경화제 및 용매를 포함하는 수지 용액에 불혼화성(immiscible) 금속 전구체를 첨가하여 코팅액을 준비하는 단계; 상기 코팅액을 기판 위에 도포하여 물질층을 형성하는 단계; 및 상기 물질층을 UV경화 또는 열경화시켜 경화성 수지와 전도성 입자를 포함하는 복합체의 외표면으로 상기 불혼화성 금속 전구체의 결정화를 유도함으로써 금속결정을 포함하는 절연층을 형성하는 단계를 포함하는 절연층의 제조방법에 관한 것이다.According to one aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: preparing a coating solution by adding an immiscible metal precursor to a resin solution containing a curable resin, conductive particles, a curing agent and a solvent; Applying the coating liquid onto a substrate to form a material layer; And forming an insulating layer comprising a metal crystal by UV curing or thermally curing the material layer to induce crystallization of the immiscible metal precursor to the outer surface of the composite comprising the curable resin and conductive particles, And a method for producing the same.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 양상은 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 경화성 수지와 전도성 입자를 포함하는 복합체층을 구비한 내장형 커패시터로서, 상기 복합체층의 외표면을 둘러싸는 금속결정 절연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 내장형 커패시터에 관한 것이다. Another aspect of the present invention for solving the above problems is a built-in capacitor having a composite layer including a curable resin and conductive particles between a first electrode and a second electrode, And an insulating layer formed on the insulating layer.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 양상은 본 발명의 내장형 커패시터를 포함하는 전자부품소재에 관한 것이다. Another aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems relates to an electronic component material including the built-in capacitor of the present invention.

이하에서 첨부 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 일구현예에 의한 절연층은 경화성 수지, 전도성 입자, 경화제 및 용매를 포함하는 수지 용액에 불혼화성인 금속 전구체를 첨가하여 기판 위에 도포한 후 이를 경화시켜 경화성 수지와 전도성 입자를 포함하는 복합체의 외표면으로 금속 전구체의 결정화를 유도함으로써 제조된다.The insulating layer according to an embodiment of the present invention may be formed by adding a metal precursor that is immiscible to a resin solution containing a curable resin, conductive particles, a curing agent, and a solvent, and coating the resultant on a substrate, And inducing crystallization of the metal precursor to the outer surface of the composite.

도 1은 본 발명의 일구현예에 의한 절연층의 제조방법을 설명하기 위한 공정모식도이다. 도 1을 참조하면 본 발명의 일구현예에 의한 절연층을 제조하기 위하여 먼저 경화성 수지, 전도성 입자 및 경화제를 용매에 분산시켜 수지 용액을 제조한다. 이어서 준비된 수지 용액에 금속 전구체를 첨가하는데 금속 전구체는 경화성 수지보다 극성이 크고 경화성 수지에 대하여 낮은 용해도를 가지기 때문에 수지 용액 내에 혼화되지 않는다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic process diagram for explaining a method of manufacturing an insulating layer according to an embodiment of the present invention. FIG. Referring to FIG. 1, in order to manufacture an insulating layer according to an embodiment of the present invention, a resin solution is prepared by dispersing a curable resin, conductive particles and a curing agent in a solvent. Subsequently, the metal precursor is added to the prepared resin solution, and the metal precursor does not mix with the resin solution because the metal precursor has a higher polarity than the curable resin and has a low solubility with respect to the curable resin.

이와 같이 제조된 금속전구체를 포함하는 수지 용액을 기판상에 도포하여 물질층을 형성한다. 이러한 물질층은 전도성 입자와 경화성 수지의 복합체의 형태로 형성된다. A resin solution containing the metal precursor thus prepared is applied on a substrate to form a material layer. Such a material layer is formed in the form of a composite of a conductive particle and a curable resin.

상기 도포는 스핀코팅, 전기영동증착, 캐스팅, 잉크젯 프린팅, 분무, 오프셋 프린팅 등의 간편한 방법을 이용하여 이루어질 수 있다. The application may be accomplished by a convenient method such as spin coating, electrophoretic deposition, casting, inkjet printing, spraying, offset printing, and the like.

다음으로 상기 물질층을 경화시켜 불혼화성 금속 전구체의 결정화를 유도 한다. 이 과정에서 헤드부와 테일부로 구성된 금속 전구체의 테일부가 분리되고 경화성 수지와 전도성 입자를 포함하는 복합체의 외표면으로 금속의 응집(aggregation)이 일어나면서 결정화된다. 금속결정은 나노 사이즈로 결정화될 수 있으며 이와 같은 결정화 과정은 경화성 수지와 전도성 입자를 포함하는 복합체의 외표면에서 일어나므로 금속결정은 산화될 수 있다. The layer of material is then cured to induce crystallization of the immiscible metal precursor. In this process, the tail portion of the metal precursor composed of the head portion and the tail portion is separated and crystallized as the aggregation of the metal occurs on the outer surface of the composite including the curable resin and the conductive particles. The metal crystals can be crystallized into nanosize, and such a crystallization process occurs on the outer surface of the composite comprising the curable resin and the conductive particles, so that the metal crystal can be oxidized.

기판 상부와 경화성 수지와 전도성 입자를 포함하는 복합체 하부는 서로 접촉하고 있어서 복합체 하부의 활성화 에너지가 복합체의 상부 또는 측면보다 크기 때문에 상기 결정화 과정은 복합체의 상부 또는 측면에서 먼저 시작될 수도 있다. Since the upper part of the substrate and the lower part of the composite including the curable resin and the conductive particles are in contact with each other and the activation energy of the lower part of the complex is larger than the upper or side of the complex, the crystallization process may be started first or on the upper side of the complex.

이와 같이 금속 전구체는 경화 반응에 참여하지 않고 결정화되어 수지와 전도성 입자를 포함하는 복합체의 표면을 둘러싸 금속결정을 포함하는 절연층을 형성하므로 시스템 전체의 절연을 돕는다. Thus, the metal precursor crystallizes without participating in the curing reaction to form the insulating layer containing the metal crystal surrounding the surface of the composite including the resin and the conductive particles, thereby assisting the insulation of the entire system.

상기 경화는 종래 공지된 다양한 경화 장비를 이용할 수 있으며, 사용되는 경화성 수지의 종류에 따라 UV 경화 및 열경화를 병행하여 이루어진다. 이 경우 열경화는 150 내지 180 ℃의 온도에서 1 내지 2 시간 가열하여 진행될 수 있다. The curing may be carried out by various methods known in the art, such as UV curing and thermal curing, depending on the type of curable resin used. In this case, the thermal curing can be carried out by heating at a temperature of 150 to 180 DEG C for 1 to 2 hours.

본 발명에서 사용가능한 금속 전구체는 전도도가 낮으며 헤드부와 테일부로 구성되는데, 헤드부는Si, Ti, Mg, Ge, Zr, Hf, Cu, Ni, Cr로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있고, 테일부는 인산계 무기염, 탄산계 무기염, 질산 계 무기염, 알콕사이드, (NHR)4, 아세테이트, 아세틸아세토네이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.The metal precursor usable in the present invention has a low conductivity and is composed of a head portion and a tail portion. The head portion may be at least one selected from the group consisting of Si, Ti, Mg, Ge, Zr, Hf, Cu, Ni and Cr , And the tail portion is selected from the group consisting of phosphoric acid inorganic salt, carbonic acid inorganic salt, nitric acid inorganic salt, alkoxide, (NHR) 4 , Acetate, and acetylacetonate. However, the present invention is not limited thereto.

본 발명에 의한 제조방법에서, 경화성 수지와 전도성 입자를 포함하는 복합체에 포함될 수 있는 수지는 열경화 또는 광경화 가능한 수지로서, 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 멜라민 수지, 요소 수지, 페놀 수지, 알키드 수지, 우레탄아크릴레이트 수지, 폴리에스테르아크릴레이트 수지로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. In the production method according to the present invention, the resin that can be contained in the composite containing the curable resin and the conductive particles is a thermosetting or photo-curable resin, and is preferably an epoxy resin, a polyurethane resin, a melamine resin, a urea resin, , A urethane acrylate resin, and a polyester acrylate resin, but is not limited thereto.

본 발명에 의한 제조방법에서, 경화성 수지와 전도성 입자를 포함하는 복합체에 포함될 수 있는 전도성 입자는 카본블랙, 탄소나노튜브, 카본 나노와이어, 카본파이버, 흑연, 금속, 금속산화물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. In the manufacturing method according to the present invention, the conductive particles that can be included in the composite including the curable resin and the conductive particles are selected from the group consisting of carbon black, carbon nanotube, carbon nanowire, carbon fiber, graphite, metal, But the present invention is not limited thereto.

본 발명에 의한 제조방법에서, 경화반응에 사용되는 경화제는 고순도의 노볼락형 페놀수지, 산무수물 및 아민 등을 사용할 수 있으나 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. In the production process according to the present invention, the curing agent used in the curing reaction may be a novolac phenolic resin of high purity, an acid anhydride, an amine, or the like, but is not limited thereto.

본 발명의 수지 용액에 사용가능한 용매로는 헥산(hexane) 등의 지방족 탄화수소 용매(aliphatic hydrocarbon solvent); 아니솔(anisol), 메시틸렌(mesitylene), 자일렌(xylene) 등의 방향족 탄화수소 용매(aromatic hydrocarbon solvent); 메틸이소부틸 케톤(methyl isobutyl ketone), 1-메틸-2-피롤리디논(1-methyl-2-pyrrolidinone), 아세톤(acetone) 등의 케톤계 용매(ketone-based solvent); 시클로헥산온(cyclohexanone), 테트라히드로퓨란(tetrahydrofuran), 이소프로필 에테르 (isopropyl ether) 등의 에테르계 용매(ether-based solvent); 에틸 아세테이트 (ethyl acetate), 부틸 아세테이트(butyl acetate), 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트(propylene glycol methyl ether acetate) 등의 아세테이트계 용매(acetate-based solvent); 이소프로필 알콜(isopropyl alcohol), 부틸 알콜(butyl alcohol) 등의 알콜계 용매(alcohol-based solvent); 디메틸아세트아미드(dimethylacetamide), 디메틸포름아미드(dimethylformamide) 등의 아미드계 용매; 실리콘계 용매(silicon-based solvent); 또는 이들의 혼합물 등을 예로 들 수 있다.Examples of the solvent usable in the resin solution of the present invention include aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane; Aromatic hydrocarbon solvents such as anisol, mesitylene and xylene; Ketone-based solvents such as methyl isobutyl ketone, 1-methyl-2-pyrrolidinone, and acetone; Ether-based solvents such as cyclohexanone, tetrahydrofuran, isopropyl ether and the like; Acetate-based solvents such as ethyl acetate, butyl acetate and propylene glycol methyl ether acetate; Alcohol-based solvents such as isopropyl alcohol and butyl alcohol; Amide solvents such as dimethylacetamide and dimethylformamide; Silicon-based solvent; Or a mixture thereof.

바람직한 예에서, 본 발명의 금속 전구체의 사용량은 전체 수지 용액에 대하여 0.1 내지 10 중량%일 수 있다. In a preferred example, the amount of the metal precursor of the present invention may be 0.1 to 10% by weight based on the total resin solution.

본 발명에 의한 수지 용액은 경화촉진제를 추가로 포함할 수 있으며, 이와 같은 경화촉진제는 벤질디메틸아민, 트리에탄올아민, 트리에틸렌디아민, 디메틸아미노에탄올, 트리(디메틸아미노메틸)페놀 등의 3급 아민류; 2-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸 등의 이미다졸류; 트리페닐포스핀, 디페닐포스핀, 페닐포스핀 등의 유기 포스핀류; 테트라페닐포스포니움 테트라페닐보레이트, 트리페닐포스핀 테트라페닐보레이트 등의 테트라페닐보론염으로 구성되는 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으나 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 사용량은 전체 수지 용액을 구성하는 조성에 대하여 0.1 내지 0.5 중량%가 바람직하다.The resin solution according to the present invention may further comprise a curing accelerator. Examples of the curing accelerator include tertiary amines such as benzyldimethylamine, triethanolamine, triethylenediamine, dimethylaminoethanol and tri (dimethylaminomethyl) phenol; Imidazoles such as 2-methylimidazole and 2-phenylimidazole; Organic phosphines such as triphenylphosphine, diphenylphosphine and phenylphosphine; And tetraphenylboron salts such as tetraphenylphosphonium tetraphenylborate and triphenylphosphine tetraphenylborate. However, the present invention is not limited thereto. The amount to be used is preferably 0.1 to 0.5% by weight based on the composition of the whole resin solution.

본 발명에 의한 수지 용액은 무기충전제를 추가로 포함할 수 있으며, 본 발명에서 사용할 수 있는 무기충전제로서는 그 평균입자가 0.1 내지 35 ㎛인 용융 또는 합성실리카를 사용하는 것이 바람직하며, 충전량은 전체 수지 용액을 구성하는 조성에 대해 1 내지 10 중량%가 바람직하다.The resin solution according to the present invention may further contain an inorganic filler. As the inorganic filler usable in the present invention, it is preferable to use fused or synthetic silica having an average particle size of 0.1 to 35 탆, It is preferably 1 to 10% by weight based on the composition constituting the solution.

본 발명의 수지 용액에는 본 발명의 목적을 해하지 않는 범위에서 고급 지방산, 고급 지방산 금속염, 유·무기염료 등의 착색제, 에폭시 실란, 아미노 실란, 알킬 실란 등의 커플링제 및 변성 실리콘 오일 등을 필요에 따라 사용할 수 있다. 이 때 사용량은 전체 수지 용액의 조성에 대해서 0.05 내지 5 중량%가 바람직하다.In the resin solution of the present invention, a coloring agent such as a higher fatty acid, a higher fatty acid metal salt, an organic / inorganic dye, a coupling agent such as an epoxy silane, an aminosilane, an alkylsilane, or a modified silicone oil may be used Can be used according to. At this time, the amount to be used is preferably 0.05 to 5% by weight with respect to the composition of the whole resin solution.

도 2는 본 발명의 일구현예에 의한 경화성 수지와 전도성 입자 복합체층(300)의 외표면을 둘러싸는 금속결정 절연층(200)의 단면모식도이다. 2 is a cross-sectional schematic diagram of a metal crystal insulating layer 200 surrounding an outer surface of a curable resin and conductive particle composite layer 300 according to an embodiment of the present invention.

상기와 같은 방법에 의해 형성된 금속결정 절연층(200)은 유전손실의 가장 큰 원인인 누설 전류를 차단하여 저 유전손실 특성을 가진다. The metal crystal insulating layer 200 formed by the above-described method has a low dielectric loss characteristic by blocking leakage current which is the greatest cause of dielectric loss.

본 발명에 의한 절연층의 두께는 경화 온도 또는 첨가되는 금속 전구체의 농도에 따라 달라질 수 있으며, 5 내지 100nm 일 수 있으나 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. The thickness of the insulating layer according to the present invention may vary depending on the curing temperature or the concentration of the metal precursor to be added, and may be 5 to 100 nm, but is not limited thereto.

본 발명의 다른 양상은 Another aspect of the present invention is

제 1 전극과 제 2 전극 사이에 경화성 수지와 전도성 입자를 포함하는 복합체층을 구비한 내장형 커패시터로서,A built-in capacitor having a composite layer including a curable resin and conductive particles between a first electrode and a second electrode,

상기 복합체층의 외표면을 둘러싸는 금속결정 절연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 내장형 커패시터에 관한 것이다. And a metal crystal insulating layer surrounding the outer surface of the composite layer.

도 3은 본 발명의 일구현예에 따른 내장형 커패시터의 단면개략도로서 이를 참조하면, 본 발명의 내장형 커패시터는 제 1전극(100), 제 2 전극(400), 경화성 수지와 전도성 입자의 복합체층(300)을 둘러싸는 금속결정 절연층(200)을 포함한다. 3 is a cross-sectional schematic view of an embedded capacitor according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the embedded capacitor of the present invention includes a first electrode 100, a second electrode 400, a composite layer of a curable resin and conductive particles And a metal crystal insulating layer 200 surrounding the semiconductor layer 300.

본 발명의 내장형 커패시터는, 도 3에 도시한 바와 같이, 제 1 전극(100) 위에 경화성 수지와 전도성 입자의 복합체층(300)을 둘러싸는 금속결정 절연층(200)이 적층된 후 제 2 전극(400)이 적층된 구조를 가질 수 있다. As shown in FIG. 3, the built-in capacitor of the present invention is formed by stacking a metal crystal insulating layer 200 surrounding a composite layer 300 of a curable resin and a conductive particle on a first electrode 100, (400) may be stacked.

본 발명의 내장형 커패시터에서 제 1 전극(100) 및 제 2 전극(400)으로 사용되는 금속으로는 Pt, Au, Ag, Pd, Cu, Ni, Cr, Mo 등의 금속이 사용될 수 있으나 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. As the metal used for the first electrode 100 and the second electrode 400 in the built-in capacitor of the present invention, metals such as Pt, Au, Ag, Pd, Cu, Ni, Cr and Mo may be used. It is not.

상기 금속결정 절연층(200)에 사용가능한 금속은 Si, Ti, Mg, Ge, Zr, Hf, Cu, Ni, Cr로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.The metal that can be used for the metal crystal insulating layer 200 may be at least one selected from the group consisting of Si, Ti, Mg, Ge, Zr, Hf, Cu, Ni and Cr.

상기 복합체층(300)에 사용가능한 수지는 경화가능한 수지로서 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 멜라민 수지, 요소 수지, 페놀 수지, 알키드 수지, 우레탄아크릴레이트 수지, 폴리에스테르아크릴레이트 수지로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. The resin that can be used for the composite layer 300 is selected from the group consisting of an epoxy resin, a polyurethane resin, a melamine resin, a urea resin, a phenol resin, an alkyd resin, a urethane acrylate resin, and a polyester acrylate resin as curable resins But the present invention is not limited thereto.

상기 복합체층(300)에 사용가능한 전도성 입자는 카본블랙, 탄소나노튜브, 카본 나노와이어, 카본파이버, 흑연, 금속, 금속산화물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. The conductive particles usable in the composite layer 300 may be at least one selected from the group consisting of carbon black, carbon nanotubes, carbon nanowires, carbon fibers, graphite, metals, and metal oxides, but is not limited thereto .

본 발명의 내장형 커패시터에서 상기 복합체층의 두께는 5 내지 30μm일 수 있고, 복합체층의 외표면을 둘러싸는 상기 금속결정 절연층의 두께는 5 내지 100nm 일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. In the built-in capacitor of the present invention, the thickness of the composite layer may be 5 to 30 占 퐉, and the thickness of the metal crystal insulating layer surrounding the outer surface of the composite layer may be 5 to 100 nm, but is not limited thereto.

본 발명은 또한 상기 내장형 커패시터를 포함하는 전자부품소재를 제공한다. The present invention also provides an electronic component material including the built-in capacitor.

상기 전자부품소재로는 인쇄회로기판, 휴대용무전기, 핸드-헬드(hand held) 제품 또는 컴퓨터 부속 보드 등이 있으나 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. The electronic component materials include, but are not necessarily limited to, printed circuit boards, portable radios, hand held products, or computer accessory boards.

이하에서 실시예를 들어 본 발명에 대해서 더욱 상세하게 설명할 것이다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. However, the following examples are only the preferred embodiments of the present invention, and the present invention is not limited by the following examples.

제조예Manufacturing example 1 : 금속 전구체를 포함하는 에폭시 수지 용액의 제조 1: Preparation of an epoxy resin solution containing a metal precursor

시클로 지방족 화합물 에폭시 수지 6.308g, 카본블랙(ketjen black 300, mitzubishi) 1.525g 및 헥사하이드로-4-메틸프탈릭 무수물(hexahydro-4- methylphthalic anhydride) 4.205g을 에틸아세테이트에 분산시켜 수지 용액을 제조하였다. 제조된 수지 용액에 테트라에틸 오르쏘 실리케이트(TEOS) 0.608g 을 첨가하여 금속 전구체를 포함하는 에폭시 수지 용액을 제조하였다. 6.308 g of cycloaliphatic epoxy resin, 1.525 g of carbon black (ketjen black 300, mitzubishi) and 4.205 g of hexahydro-4-methylphthalic anhydride were dispersed in ethyl acetate to prepare a resin solution . 0.608 g of tetraethyl orthosilicate (TEOS) was added to the prepared resin solution to prepare an epoxy resin solution containing a metal precursor.

실시예Example 1:  One: 절연층을The insulating layer 포함하는 내장형 커패시터의 제조 Manufacture of embedded capacitors

실리콘 기판에 약 100 nm의 두께로 Cu를 증착하여 제 1 전극을 형성한 후, 제 1 전극상에 상기 제조예 1에 의한 수지 용액을 두께 15 μm로 프린팅하고, 160℃에서 60 분간 경화시켜 카본블랙/에폭시 복합체를 둘러싸는 금속결정 절연층을 제조하였다.Cu was deposited on the silicon substrate to a thickness of about 100 nm to form a first electrode. Then, the resin solution according to Preparation Example 1 was printed at a thickness of 15 μm on the first electrode and cured at 160 ° C. for 60 minutes to form carbon A metal crystal insulating layer surrounding the black / epoxy composite was prepared.

생성된 금속결정 절연층 상에 Cu를 약 100nm의 두께로 증착하여 제 2 전극을 형성하여 커패시터를 제조하였다. Cu was deposited on the resultant metal crystal insulating layer to a thickness of about 100 nm to form a second electrode to prepare a capacitor.

제조예Manufacturing example 2 : 에폭시 수지 용액의 제조 2: Preparation of epoxy resin solution

시클로 지방족 화합물 에폭시 수지 6.308g, 카본블랙(ketjen black 300, mitzubishi) 1.525g 및 헥사하이드로-4-메틸프탈릭 무수물(hexahydro-4-methylphthalic anhydride) 4.205g을 에틸아세테이트에 분산시켜 수지 용액을 제조하였다.6.308 g of cycloaliphatic epoxy resin, 1.525 g of carbon black (ketjen black 300, mitzubishi) and 4.205 g of hexahydro-4-methylphthalic anhydride were dispersed in ethyl acetate to prepare a resin solution .

비교예Comparative Example 1 : 내장형 커패시터의 제조 1: Manufacture of built-in capacitors

실리콘 기판에 약 100 nm의 두께로 Cu를 증착하여 제 1 전극을 형성한 후, 제 1 전극상에 상기 제조예 2에 의한 수지 용액을 두께 15 μm로 프린팅하고, 160℃에서 60 분간 경화시켜 카본블랙/에폭시 복합체를 둘러싸는 금속결정 절연층을 제조하였다.Cu was deposited on the silicon substrate to a thickness of about 100 nm to form a first electrode. Then, the resin solution according to Production Example 2 was printed on the first electrode to a thickness of 15 μm and cured at 160 ° C. for 60 minutes to form carbon A metal crystal insulating layer surrounding the black / epoxy composite was prepared.

생성된 금속결정 절연층 상에 Cu를 약 100nm의 두께로 증착하여 제 2 전극을 형성하여 커패시터를 제조하였다. Cu was deposited on the resultant metal crystal insulating layer to a thickness of about 100 nm to form a second electrode to prepare a capacitor.

이상에서 본 발명의 바람직한 구현예를 들어 본 발명에 대해서 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 다양하게 변경 또는 변형될 수 있음은 당업자에게 자명하므로, 이러한 모든 변경 및 변형예들도 본 발명의 보호범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the appended claims. Modifications and variations are intended to be included within the scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 일구현예에 의한 절연층의 제조방법을 설명하기 위한 공정모식도,BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic process diagram for explaining a method of manufacturing an insulating layer according to an embodiment of the present invention;

도 2는 본 발명의 일구현예에 의한 경화성 수지와 전도성 입자 복합체층(300)의 외표면을 둘러싸는 금속결정 절연층(200)의 단면모식도,2 is a schematic sectional view of a metal crystal insulating layer 200 surrounding an outer surface of a curable resin and a conductive particle composite layer 300 according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일구현예에 의한 내장형 커패시터의 단면개략도이다. 3 is a schematic cross-sectional view of an embedded capacitor according to an embodiment of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*Description of the Related Art [0002]

100: 제 1 전극 200: 금속결정 절연층 100: first electrode 200: metal crystal insulating layer

300: 경화성 수지와 전도성 입자의 복합체층300: Composite layer of curable resin and conductive particles

400: 제 2 전극 400: second electrode

Claims (11)

경화성 수지, 전도성 입자, 경화제 및 용매를 포함하는 수지 용액에 불혼화성(immiscible) 금속 전구체를 첨가하여 코팅액을 준비하는 단계;Preparing a coating liquid by adding an immiscible metal precursor to a resin solution containing a curable resin, conductive particles, a curing agent and a solvent; 상기 코팅액을 기판 위에 도포하여 물질층을 형성하는 단계; 및Applying the coating liquid onto a substrate to form a material layer; And 상기 물질층을 UV경화 또는 열경화시켜 경화성 수지와 전도성 입자를 포함하는 복합체의 외표면으로 상기 불혼화성 금속 전구체의 결정화를 유도함으로써 금속결정을 포함하는 절연층을 형성하는 단계를 포함하는 절연층의 제조방법.Forming an insulating layer including a metal crystal by inducing crystallization of the immiscible metal precursor to the outer surface of the composite comprising the curable resin and the conductive particles by UV curing or thermosetting the material layer, Gt; 제 1 항에 있어서, 상기 금속 전구체는 헤드부와 테일부를 포함하고, 상기 헤드부는 Si, Ti, Mg, Ge, Zr, Hf, Cu, Ni 및 Cr로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이고, 테일부는 인산계 무기염, 탄산계 무기염, 질산계 무기염, 알콕사이드, (NHR)4, 아세테이트 및 아세틸아세토네이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 절연층의 제조방법.The method of claim 1, wherein the metal precursor includes a head portion and a tail portion, and the head portion is at least one selected from the group consisting of Si, Ti, Mg, Ge, Zr, Hf, Cu, (NHR) 4 , a phosphoric acid-based inorganic salt, a nitric acid-based inorganic salt, an alkoxide, Wherein the insulating layer is at least one selected from the group consisting of acetate and acetylacetonate. 제 1항에 있어서, 상기 경화성 수지는 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 멜라민 수지, 요소 수지, 페놀 수지, 알키드 수지, 우레탄아크릴레이트 수지 및 폴리에 스테르아크릴레이트 수지로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상인 것을 특징으로 하는 절연층의 제조방법.The curable resin composition according to claim 1, wherein the curable resin is at least one selected from the group consisting of an epoxy resin, a polyurethane resin, a melamine resin, a urea resin, a phenol resin, an alkyd resin, a urethane acrylate resin, and a poly Wherein the insulating layer is formed on the insulating layer. 제 1항에 있어서, 상기 전도성 입자는 카본블랙, 탄소나노튜브, 카본 나노와이어, 카본파이버, 흑연, 금속 및 금속산화물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 절연층의 제조방법.The method of manufacturing an insulating layer according to claim 1, wherein the conductive particles are at least one selected from the group consisting of carbon black, carbon nanotubes, carbon nanowires, carbon fibers, graphite, metals, and metal oxides. 제 1항에 있어서, 상기 금속 전구체의 조성비는 전체 수지 용액에 대하여 0.1 내지 10 중량% 인 것을 특징으로 하는 절연층의 제조방법.The method according to claim 1, wherein the composition ratio of the metal precursor is 0.1 to 10 wt% with respect to the total resin solution. 제 1항에 있어서, 상기 열경화는 150 내지 180 ℃의 온도에서 1 내지 2 시간 가열하여 진행되는 것을 특징으로 하는 절연층의 제조방법.The method according to claim 1, wherein the thermosetting is performed by heating at a temperature of 150 to 180 ° C for 1 to 2 hours. 제 1항에 있어서, 상기 절연층은 5 내지 100nm 의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 절연층의 제조방법. The method of claim 1, wherein the insulating layer has a thickness of 5 to 100 nm. 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 경화성 수지와 전도성 입자를 포함하는 복합체층을 구비한 내장형 커패시터로서,A built-in capacitor having a composite layer including a curable resin and conductive particles between a first electrode and a second electrode, 상기 복합체층의 외표면을 둘러싸는 금속결정 절연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 내장형 커패시터.And a metal crystal insulating layer surrounding the outer surface of the composite layer. 제 8항에 있어서, 상기 복합체층은 5 내지 30 μm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 내장형 커패시터.9. The built-in capacitor of claim 8, wherein the composite layer has a thickness of 5 to 30 占 퐉. 제 8항에 있어서, 상기 금속결정 절연층은 5 내지 100nm 의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 내장형 커패시터.The built-in capacitor according to claim 8, wherein the metal-crystal insulating layer has a thickness of 5 to 100 nm. 제 8항의 내장형 커패시터를 포함하는 전자부품소재.An electronic component material comprising the embedded capacitor of claim 8.
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