KR20010086442A - 작동온도 범위가 연장된 고 비유전률 내장형 커패시터 - Google Patents

작동온도 범위가 연장된 고 비유전률 내장형 커패시터 Download PDF

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KR20010086442A
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윌리암 제이. 버크
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Abstract

납 마그네슘 니오베이트 및 납 티타네이트의 다양한 혼합물들로서, 각각의 혼합물이 다른 큐리 온도를 가지며, 이들 혼합물이 함께 혼합되어 다층 세라믹 보드내에 함입된 커패시터를 제조하는데 이용될 수 있는 커패시터를 형성할 수 있다. 이들 커패시터는 낮은 손실 탄젠트 및 높은 비유전률 뿐만아니라, 작동 온도 범위를 연장시켰다.

Description

작동온도 범위가 연장된 고 비유전률 내장형 커패시터 {HIGH DIELECTRIC CONSTANT BURIED CAPACITORS WITH EXTENDED OPERATING TEMPERATURE RANGES}
낮은 용융점의 전도성 금속 예를 들어, 은, 금 및 구리와 함께 사용하기에 적합한 저온 소성 다층 세라믹 회로 보드가 알려져 있다. 이들은 낮은 열 팽창계수 (TCE)를 가지며, 실리콘 비소화물 장치 및 갈륨 비소화물 장치 양자 모두와 경합하도록 제작될 수 있다.
이들 세라믹 회로 보드는 1000℃ 미만의 저온에서 소성될 수 있는 유리로부터 제조된다. 상기 회로 보드는 미세하게 분쇄된 선택된 유리 입자 또는 분말, 및 임의의 무기 충전제와 수지, 용매, 분산제 등을 포함하는 유기 비이클을 혼합함에의해 제조된다. 생성된 슬러리는 그린 테이프라고 명명되는 얇은 테이프로 캐스팅된다. 회로 패턴은 전도성 금속 분말 예를 들어, 은, 유기 비이클 및 분말 유리의 전도성 잉크 제형을 사용하여, 그린 테이프상에 스크린 프린팅될 수 있다. 일반적으로, 분말 유리는 그린 테이프의 제조에 사용된 유리와 동일하다.
그 위에 프린팅된 회로를 가지는 복수의 그린 테이프가 함께 스택될 수 있다. 이 경우, 바이아(via) 구멍이 각각의 그린 테이프내로 펀칭되고, 바이아는 회로를 전기적으로 연결시키기 위해 전도성 바이아 충전 잉크로 충전된다. 다음, 그린 테이프는 정렬되고, 열과 압력하에 적층된 후, 소성되어 유기 물질이 제거되고, 유리로 변화된다. 최근에, 그린 테이프가 소성된 그린 테이프 스택의 기계적 강도를 강화시키기 위해 금속 지지 기판상에 지지된다. 이러한 개선에 있어서의 부가의 장점은, 그린 테이프 스택을 지지 기판상에 고착시키기 위해 사용된 결합 유리가 그린 테이프의 x 차원 및 y 차원으로의 수축을 감소시키는 것에 대한 발견이다. 따라서, 거의 대부분의 수축은 z 차원에서 발생하며, 이는 다양한 회로 및 접촉사이에 요구되는 내구성을 감소시킨다.
보다 더 최근에, 함입된 성분 예컨대, 커패시터 및 레지스터가 그린 테이프 스택중의 그린 테이프 상에 커패시터 및 레지스터를 스크린 프린팅하고, 모든 스택된 그린 테이프 및 성분의 층들을 함께 소성시킴에 의해 제조되었다. 이것은 세라믹 회로 보드상에 분리 성분을 축적시킬 필요성을 제거하고, 그린 테이프상의 성분에 대한 스페이스 요구성을 감소시킨다.
납 마그네슘 니오베이트 (PMN)가 커패시터 잉크를 제조하는데 사용되었다.그러나, PMN 단독으로는 높은 소성 온도를 갖기 때문에, PMN 기재의 유용한 커패시터 잉크는 혼합물의 소성 온도를 약 900℃ 미만으로 감소시키기 위한 소결물 보조제를 포함해야 한다.
그러나, PMN 기재 커패시터의 유전체 특성은 온도에 크게 의존한다. 도 1은 10KHz에서 측정한 것으로서, 20-140℃의 온도 범위에서 온도에 따른 PMN에 대한 유전체 유전률의 극적인 변화를 도시한다. 도 1은 PMN의 유전률이 온도가 증가함에따라 계속하여 감소함을 제시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, PMN으로 제조된 내장형 커패시터의 손실 탄젠트는 20-60℃에서 급격히 떨어졌고, 이후에 온도가 증가함에 따라 계속하여 감소하였다. 그러나, 이들 커패시터의 비유전률은 일반적으로 상당히 높으며, 이는 매우 바람직하다. 이와 같이, 높은 비유전률을 유지하면서 PMN 유전체 특성의 온도 의존성을 감소시키는 방법이 매우 바람직하다.
본 발명은 정부 계약 제 F33615-96-2-5105호에 의해 일부 이상 지원되었다. 정부는 본 발명에 대해 소정의 권리를 가질 수 있다.
본원은 1998년 11월 5일자 가출원 제 60/107,098호에 기초한 우선권을 주장한다.
본 발명은 연장된 범위의 작동온도 및 낮은 커패시턴스 온도계수 (TCC)를 가지며, 다층 세라믹 프린팅된 회로 보드중에 함입된 고 비유전률 커패시터에 관한 것이다.
발명의 개요
본 발명자들은 릴렉서(relaxor) 강유전성 물질 예컨대, 납 마그네슘 니오베이트를, 다른 큐리 온도를 갖는 유전체 분말을 수득하기 위해 다양한 양으로 첨가된 납 티타네이트 및 임의의 도판트(dopant)를 포함하는 다른 강유전성 분말과 혼합한 다음, 2종 이상의 이들 고 비유전률의 납 마그네슘 니오베이트 기재 분말을 결합시킴에 의해, 작동 온도범위가 연장된 고 비유전률의 내장형 커패시터를 수득할 수 있음을 발견하였다. 광범위한 큐리 온도를 지닌 이들 유전체 분말 혼합물은 이들의 유전체 특성에 대한 온도의 영향을 평균화하거나 안정적으로 평준화시킨다.이들 커패시터는 또한 낮은 커패시턴스 온도계수를 갖는다.
도면의 간단한 설명
도 1은 시판중인 PMN 분말로 제조된 두꺼운 막 커패시터의 온도에 따른 유전체 유전률의 그래프이다.
도 2는 시판중인 PMN 분말로 제조된 커패시터의 온도에 따른 손실 탄젠트의 그래프이다.
도 3은 본 발명의 PMN-기재 분말 혼합물의 온도에 따른 유전체 유전률의 그래프이다.
도 4는 본 발명의 PMN-기재 분말 혼합물의 온도에 따른 손실 탄젠트의 그래프이다.
발명의 상세한 설명
PMN 유전체 기재의 커패시터 잉크 제형은 공지이며, 비스무쓰 트리옥시드 용매제(flux)와 유리를, 결과물인 커패시터 잉크가 유리 기재 그린 테이프상에 스크린 프린팅되도록 적절한 유기 비이클과 함께 혼합된다. 대안적으로, 커패시터 조성물은 적합한 유기 비이클의 조절에 의해 그린 테이프 층으로 캐스팅될 수 있다. 커패시터는 커패시터 층 또는 그린 테이프 층의 양 측면상의 은 전극을 스크린 프린팅하고, 이들 층을 전기적으로 연결시킴에 의해 완성된다. 이들 커패시터는 900℃ 미만의 온도에서 소결될 수 있다. 이들 층은 적절한 바이아 충전 잉크를 통해 평행하게 연결된다. 다음, 다중 층 커패시터의 커패시턴스가 부가되며 이에 의해 매우 가치있는 커패시터가 형성된다. 이들의 손실은 매우 낮다.
하기의 조성물을 갖는, PMN 및 릴렉서 기재 강유전성 분말의 다양한 혼합물이 제조되었다. 몰퍼센트로 나타낸 이들 조성물 및 이들의 큐리 온도를 하기 표 Ⅰ로 제시한다.
표 1
샘플 PMN 함량 PbTiO3함량 La Tc(℃)
1 93 7 - +28
2 76.4 23.6 1 +78
3 65 35 - +180
4 100 - - -12
5 65 35 1 +155
6 100 - 1 -28
이와 같이, 분말의 큐리 온도가 -12℃에서 180℃까지 광범위하게 변한다.
상기 분말의 혼합물은 PMN 분말의 큐리 온도를 변화시킬 수 있도록 제조되었다. 그 결과를 하기 표 Ⅱ에 조성물의 중량부로 나타냈다.
표 Ⅱ
혼합물 조성물
A 같은 중량부의 샘플 1 및 5
B 같은 중량부의 샘플 1, 2 및 3
C 같은 중량부의 샘플 1 및 3
D 같은 중량부의 샘플 1 및 2
두꺼운 막 커패시터 잉크를 혼합물 A 내지 D로부터 통상적인 방법에 따라 제조하고, 두개 이상의 상기 혼합물을 유리, 및 수지 결합제와 용매를 함유하는 유기 비이클과 혼합했다. 2개의 상기 혼합물 각각으로부터 같은량의 10 중량부를, 용매제로서 비스무쓰 트리옥시드 1.154 중량부; BaO 2 중량% 미만, 산화 붕소 5.0 중량% 초과, 산화 납 70 중량% 초과, 실리카 2.0 중량% 미만 및 산화 아연 12.0 중량% 초과량을 함유하는 낮은 용융점 유리 0.865 중량부; 아이씨아이 아메리카 인코포레이션(ICI Americas, Inc)의 분산제인 하이퍼머(Hypermer) PS2 0.44 중량부; 및분자량 300의 에틸 셀룰로오스 18.8 중량부, 분자량 14의 에틸 셀룰로오스 18.8 중량부, 부틸 카르비톨 133 중량부 및 도데카놀 88.8 중량부를 갖는 에틸 셀룰로오스 9.4 중량부를 포함하는 수지 용매 혼합물 6.25 중량부와 혼합시켰다.
제조된 혼합물의 두꺼운 막 잉크의 큐리 온도 및 TCC를 하기 표 Ⅲ에 요약했다. TCC는 25-130℃의 온도범위에서 ppm/℃로 측정되었다.
표 Ⅲ
샘플 Tc(℃) TCC
A +10 +1100
B NA +960
C +140 +650
D NA -1500
PMN +10 -5010
내장형 또는 함입된 커패시터는, 커패시터 잉크를 스택의 표면의 한층 또는 두층 아래의 금속 지지 기판상의 그린 테이프 스택위로 스크린 프린팅함에 의해 제조되었다. 커패시터는 유전체 커패시터 잉크 층의 상부 또는 하부의 전도성 층 예컨대, 은 층을 스크린 프린팅하여 완성했다.
적합한 전도성 잉크는 은 분말 20.55 중량%, 데구사 코포레이션(Degussa Corporation)으로부터 구입할 수 있는 은 박편 61.64 중량%, 상기 유리 0.55 중량%, 비스무쓰 옥시드 용매제 0.16 중량%, 분산제 2.06 중량%, 및 테르피네올중의 레시틴 50 중량% 및 상기 캐피시터 잉크에 대해 기술한 수지 용매 혼합물 15.04 중량%의 용매로부터 제조되었다.
커패시터 시험 구조물을 3개의 다른 크기로 제조했다: 50 평방 밀(mil), 100 평방 밀, 및 200 평방 밀. 상기 샘플을 벨트 노(furnace)에서 최고 915℃의 온도로 30분동안 소성시켰다.
도 3은 A 내지 D의 다양한 혼합물의 온도에 따른 유전체 유전률의 변화를 도시한다.
상기 결과를 도 1과 비교하면, 유전률이 모든 혼합물에 있어서 100℃ 이상의 온도에서 높게 남아 있었다.
도 4는 A 내지 D 혼합물의 % 손실 탄젠트의 온도에 따른 변화를 도시한다. 도 2의 결과와 비교하면, 본 발명의 혼합물 모두의 손실 탄젠트가 약 100℃ 이하에서 PMN 단독인 것 보다 높음이 분명하다.
이와 같이, 높은 큐리 온도 분말과 낮은 큐리 온도 분말을 결합함에 의해 예컨대, 샘플 1 및 2의 결합, 샘플 1 및 3의 결합, 샘플 1 및 5의 결합, 또는 낮은 큐리온도 분말, 중간의 큐리 온도 분말 및 높은 큐리 온도의 분말의 결합에 의해, 유전체 유전률이 시판중인 PMN 분말과 비교하여 보다 더 높은 온도에 이르기까지 훨씬 더 높았으며, 낮은 손실 탄젠트 감소 또한 보다 더 높았다. 모든 경우에, PMN 약 98 내지 50 몰퍼센트 및 납 티타네이트 2 내지 50 몰퍼센트를 함유하는 PMN 과 PbTiO3의 혼합물은 잘 수행되었다. 약 5 몰퍼센트 이하의 소량의 도판트가 큐리 온도의 추가적인 조절을 위해 또한 첨가될 수 있다. 적절한 도판트에는 란탄 (lanthanum), 나트륨, 칼륨, 비스무쓰, 안티몬, 철(ferric) 이온, 알루미늄, 크롬 및 바륨이 포함된다.
함입된 커패시터를 제조하기 위해, 커패시터 잉크가 공지된 바와 같이 특정금속 지지 기판상에 함께 소성되기 위해 특별히 제형화된 그린 테이프 상에 스크린 프린팅될 수 있다. 전도체 잉크가 그린 테이프상에 스크린 프린팅되어 커패시터 층의 아래 또는 상부에 놓이는 층을 형성한다. 이들 층은, 적층 단계중 전도체 층에 대한 손상을 방지하기 위해, 그린 테이프 스택 및 전도체 층 표면 위에 놓인 하나 이상의 그린 테이프와 정렬된다. 그린 테이프 스택은 적절한 금속 지지체 기판에 고정될 수 있다. 다음, 적층되고 지지된 그린 테이프 스택은 유리를 불투명하게 하기 위해 소성된다.
본 발명이 비록 특정 조성물 및 혼합물로 기술되어 있으나, 본 발명은 본원에 기술된 상세한 설명에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는다. 다양한 성분, 조성물 및 혼합물의 함량 및 형태가 이용될 수 있음이 당업자에게 자명하다. 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해서만 제한된다.

Claims (12)

  1. 다른 큐리 온도를 갖는, 약 2 내지 약 50 몰퍼센트의 강유전성 물질을 함유하는 납 마그네슘 니오베이트의 고 비유전율 분말의 2종 이상의 혼합물.
  2. 제 1항에 있어서, 강유전성 물질이 납 티타네이트임을 특징으로 하는 혼합물.
  3. 제 1항에 있어서, 유전체 분말이 나트륨, 칼륨, 비스무쓰, 안티몬, 철(ferric) 이온, 알루미늄, 크롬, 바륨 및 란탄으로 구성된 군으로부터 선택된 도판트를 5 몰퍼센트 이하 포함함을 특징으로 하는 혼합물.
  4. 약 2 내지 약 50 몰퍼센트의 강유전성 물질을 함유하는 납 마그네슘 니오베이트의 고 비유전율 분말의 2종 이상의 혼합물을 함유하는 커패시터 잉크로서, 상기 유전체 분말 혼합물이 다른 큐리 온도, 용매제, 납 기재 유리 및 유기 비이클을 포함하는 잉크.
  5. 제 4항에 있어서, 강유전성 물질이 납 티타네이트임을 특징으로 하는 잉크.
  6. 제 4항에 있어서, 유전체 분말이 나트륨, 칼륨, 비스무쓰, 안티몬, 철 이온,알루미늄, 크롬, 바륨 및 란탄으로 구성된 군으로부터 선택된 도판트를 5 몰퍼센트 이하 포함함을 특징으로 하는 커패시터 잉크.
  7. 제 4항에 있어서, 도판트가 란탄임을 특징으로 하는 커패시터 잉크.
  8. 제 4항에 있어서, 제 1 혼합물이 약 7 몰퍼센트의 납 티타네이트를 포함하고, 제 2 혼합물이 약 35 몰퍼센트의 납 티타네이트를 포함함을 특징으로 하는 커패시터 잉크.
  9. 제 4항에 있어서, 제 1 혼합물이 약 7 몰퍼센트의 납 티타네이트를 포함하고, 제 2 혼합물이 약 35 몰퍼센트의 납 티타네이트를 포함하며, 제 3 혼합물이 약 23.5 몰퍼센트의 납 티타네이트를 포함함을 특징으로 하는 커패시터 잉크.
  10. 제 4항에 있어서, 커패시터 잉크가 산화 바륨 2 중량% 미만, 산화 붕소 5 중량% 초과, 실리카 2.0 중량% 미만, 산화 아연 12.0 중량% 초과 및 산화 납 잔량을 함유하는 낮은 용융점의 유리를 포함함을 특징으로 하는 커패시터 잉크.
  11. a) 각각의 그린 테이프가 그 위에 프린팅된 회로를 포함하는, 복수개의 그린 테이프;
    b) 그 위에 전도성 은 층을 갖는 그린 테이프의 유전체 층;
    c) 납 마그네슘 니오베이트의 2종 이상의 유전체 분말 혼합물로서 다른 큐리 온도, 용매제, 납 기재 유리 및 유기 비이클을 포함하는 혼합물, 및 강유전성 물질을 포함하는 커패시터 잉크로 스크린 프린팅된 하나 이상의 그린 테이프;
    d) 그 위에 전도성 은 층을 갖는 그린 테이프 층; 및
    e) 겹쳐진 유전체 그린 테이프 층을 포함하는,
    높은 비유전률 및 낮은 커패시턴스 온도 계수를 갖는 함입된 커패시터.
  12. 제 11항에 있어서, 그린 테이프가 금속 지지 기판상에서 지지됨을 특징으로 하는 함입된 커패시터.
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6890874B1 (en) * 2002-05-06 2005-05-10 Corning Incorporated Electro-optic ceramic material and device
US6898070B2 (en) 2002-12-19 2005-05-24 Avx Corporation Transmission line capacitor
US7119040B2 (en) * 2004-07-26 2006-10-10 The Hong Kong Polytechnic University Dielectric composites and methods of making such
US7697263B2 (en) * 2007-03-27 2010-04-13 Active Signal Technologies, Inc. High-temperature dielectric materials and capacitors made therefrom
US20100035422A1 (en) * 2008-08-06 2010-02-11 Honeywell International, Inc. Methods for forming doped regions in a semiconductor material
US8053867B2 (en) * 2008-08-20 2011-11-08 Honeywell International Inc. Phosphorous-comprising dopants and methods for forming phosphorous-doped regions in semiconductor substrates using phosphorous-comprising dopants
US7951696B2 (en) * 2008-09-30 2011-05-31 Honeywell International Inc. Methods for simultaneously forming N-type and P-type doped regions using non-contact printing processes
US8518170B2 (en) * 2008-12-29 2013-08-27 Honeywell International Inc. Boron-comprising inks for forming boron-doped regions in semiconductor substrates using non-contact printing processes and methods for fabricating such boron-comprising inks
US8324089B2 (en) * 2009-07-23 2012-12-04 Honeywell International Inc. Compositions for forming doped regions in semiconductor substrates, methods for fabricating such compositions, and methods for forming doped regions using such compositions
JP6016637B2 (ja) * 2009-12-16 2016-10-26 アプリコット マテリアルズ テクノロジーズ，エル．エル．シー． 表面積の大きな３次元電極を備えるキャパシタ及び製造方法
US8968603B2 (en) 2010-05-12 2015-03-03 General Electric Company Dielectric materials
US8586495B2 (en) 2010-05-12 2013-11-19 General Electric Company Dielectric materials
US9174876B2 (en) 2010-05-12 2015-11-03 General Electric Company Dielectric materials for power transfer system
WO2012051176A2 (en) 2010-10-12 2012-04-19 Apricot Materials Technologies, LLC Ceramic capacitor and methods of manufacture
EP2551988A3 (en) 2011-07-28 2013-03-27 General Electric Company Dielectric materials for power transfer system
US8629294B2 (en) 2011-08-25 2014-01-14 Honeywell International Inc. Borate esters, boron-comprising dopants, and methods of fabricating boron-comprising dopants
US8975170B2 (en) 2011-10-24 2015-03-10 Honeywell International Inc. Dopant ink compositions for forming doped regions in semiconductor substrates, and methods for fabricating dopant ink compositions

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2107300B (en) * 1981-07-03 1985-04-24 Standard Telephones Cables Ltd Ceramic capacitors and dielectric compositions
US5032558A (en) * 1987-10-09 1991-07-16 Martin Marietta Corporation Electrostrictive ceramic material including a process for the preparation thereof and applications thereof
US4873612A (en) * 1988-08-01 1989-10-10 Rogers Corporation Temperature stable multilayer capacitor
JP2615977B2 (ja) 1989-02-23 1997-06-04 松下電器産業株式会社 誘電体磁器組成物およびこれを用いた積層セラミックコンデンサとその製造方法
US5337209A (en) 1992-09-10 1994-08-09 Martin Marietta Corporation High energy density lead magnesium niobate-based dielectric ceramic and process for the preparation thereof
US5345139A (en) * 1993-08-27 1994-09-06 Hewlett-Packard Company Electrostrictive ultrasonic probe having expanded operating temperature range
JP3944791B2 (ja) * 1997-03-06 2007-07-18 ラミナ セラミクス， インコーポレイテッド セラミック多層プリント回路基板

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EP1144326A1 (en) 2001-10-17

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