KR20060126861A - 후막 유전성 및 전도성 조성물 - Google Patents
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Abstract
높은 유전 상수, 낮은 손실 탄젠트 (tangent), 및 다른 바람직한 전기적 및 물리적 특성을 갖는 유전성 분말 및 후막 (thick-film) 페이스트 조성물이 형성된다. 바람직한 전기적 및 물리적 특성을 갖는 전도성 분말 및 페이스트 조성물이 형성된다. 유전성 분말 및 후막 페이스트 조성물은 전도성 분말 및 페이스트 조성물과 함께 사용되어 커패시터 및 다른 호일 상에서 소성된 (fired-on-foil) 수동 회로 성분을 형성한다.
유전성 분말, 전도성 분말, 페이스트 조성물, 커패시터, 수동 회로 성분
Description
하기 도면을 참고로 상세히 설명되며, 유사한 수치는 유사한 요소를 나타내며, 이 때:
도 1은 본 발명에 따른 유전성 페이스트를 형성하는데 사용되는 조성물을 예시하는 표이고;
도 2a 내지 2d는 본 발명에 따른 유전성 페이스트 및 전도성 페이스트를 사용하여 호일 상에서 소성된 커패시터를 형성하는 방법을 예시하고;
도 3은 본 발명에 따른 유전성 페이스트 및 전도성 페이스트를 사용하여 형성된 커패시터에 대한 물리적 및 전기적 특성을 보여주는 표이다.
<관련 출원>
[문헌 1] 미국 가출원 일련 번호 제60/418,045호 (2002. 10. 11 출원), 미국 출원 일련 번호 제10/651,367호, 명칭 "공-소성된 세라믹 커패시터 및 인쇄 회로 기판 (printed wiring board)용 세라믹 커패시터 형성 방법"
[문헌 2] 미국 가출원 일련 번호 제60/433,105호 (2002. 12. 13 출원), 미국 출원 제10/633,551호 (2003. 9. 16 출원), 명칭 "인덕턴스가 낮은 삽입된 커패시터를 갖는 인쇄 회로 기판 및 그의 제조 방법"
<기술 분야>
기술 분야는 회로 성분이다. 보다 특히, 기술 분야는 유전성 및 전도성 요소를 형성시키는데 사용되는 분말 및 페이스트를 포함한다.
<관련 기술>
수동 성분은 적층되고 상호연결 회로에 의해 연결된 인쇄 회로 기판 내부층 (innerlayer) 패널에 삽입될 수 있다 (패널의 적층은 인쇄 회로 기판을 형성함). 삽입된 커패시터는 수용가능한 커패시턴스 밀도, 낮은 유전성 손실, 높은 파괴 전압, 및 특정 온도 범위 내에서의 커패시턴스의 양호한 안정성 등을 요한다. 예를 들어, 전기 공업 협회 지시 (Electrical Industry Association designation) Z5U는 커패시터의 커패시턴스가 10 내지 85 ℃의 온도 범위에서 +/-22 ％ 이하로 가변적일 것을 요하고, 전기 공업 협회 지시 Y5V는 3 ％ 미만의 소산인자 (Df)를 요한다. 삽입된 성분의 물리적 및 전기적 특성은 유전성 요소, 전도성 요소, 및 성분의 다른 요소를 형성하는데 사용되는 물질에 따라 크게 좌우된다.
바륨 티타네이트는 높은 커패시턴스의 후막 유전체를 형성하는데 사용되는 페이스트용 기재 물질로서 일반적으로 선택된다. 커패시터와 같은 성분에서, 유전 성 층을 위한 높은 유전 상수 (K)가 바람직한데, 이는 이들이 보다 작은 커패시터 크기를 허용하기 때문이다. 순수 바륨 티타네이트는 그의 퀴리점, 125 ℃에서 그의 최대 커패시턴스를 가지므로 많은 응용 분야에서 순수 바륨 티타네이트가 부적합하다. 그러나, 고온 처리와 병행한 도핑제 (dopant)의 첨가는 바륨 티타네이트-기재 물질의 퀴리점을 이동시키는 일반적인 방법이다. 필요한 경우 퀴리점이 예를 들어 25 ℃가 되도록 도핑제의 특정 양 및(또는) 화학이 선택되어 커패시턴스는 실온 또는 실온 부근의 온도에서 최대가 될 수 있다.
바륨 지르코네이트, 니오븀 옥시드, 및 스트론튬 티타네이트와 같은 통상의 도핑제는 후막 처리에서 사용되는 보다 저온에서의 소성과 같은 모든 응용 분야의 경우에 적합할 수 없다. 예를 들어, 상기 도핑제를 갖는 통상의 다중층 세라믹 커패시터는 일반적으로 11OO ℃ 내지 1400 ℃ 부근의 정점 온도에서 공기 중 또는 환원 분위기하에 2 시간 이상 소결된다. 보다 짧은 기간 및 보다 저온의 질소-기재 후막 소성 프로파일을 사용하여 실시되는 호일 상에서 소성된 응용 분야의 경우에 통상의 도핑제는 효과적이지 않다.
페이스트와 같은 높은 커패시턴스 후막 유전성 물질은 또한 잘 소결된 유전체를 형성하기 위해 바륨 티타네이트에 첨가되어야 하는 소결 조제를 필요로 한다. 그러나, 납 보로-실리케이트와 같은 통상의 소결 조제 유리는 보다 낮은 유전 상수를 가지며 이들의 포함은 생성된 복합체의 유전 상수를 낮춘다. 잘-소결된 유전체의 통상적인 형성에 필요한 유리 수준은 매우 낮은 유전 상수를 초래한다.
전도성 페이스트는 호일 상에서 소성된 커패시터의 커패시터 전극을 형성하 는데 사용된다. 후막 전도성 페이스트는 일반적으로 유기 비히클에 분산된 금속 분말 성분 및 유리 분말 성분을 갖는다. 소성 동안, 금속 분말은 함께 소결하고 유리는 기판과 결합을 형성한다. 알루미나와 같은 물질의 기판 상에서 소성된 통상의 전도성 페이스트는 전극 특성이 아닌 도체 특성을 위해 설계된다. 그러므로, 페이스트는 일반적으로 커패시터 전극에 필요한 것보다 두껍고 화학적으로 또는 물리적으로 바륨 티타네이트-기재 유전체와 상용적이지 않는 유리를 함유한다.
높은 유전 상수, 낮은 손실 탄젠트, 및 다른 바람직한 전기적 및 물리적 특성을 갖는 유전성 분말 및 후막 페이스트 조성물이 형성되고, 바람직한 전기적 및 물리적 특성을 갖는 전도성 분말 및 페이스트 조성물이 형성되고, 유전성 분말 및 후막 페이스트 조성물은 전도성 분말 및 페이스트 조성물과 함께 사용되어 커패시터 및 다른 호일 상에서 소성된 수동 회로 성분을 형성되도록 한다.
본 발명은: (1) 높은 유전 상수 후막 바륨 티타네이트-기재 유전성 분말 및 페이스트 조성물; (2) 전도성 분말 및 페이스트 조성물; 및 (3) 유전성 페이스트 및 전도성 페이스트를 사용하여 형성된 커패시터 및 다른 성분에 관한 것이다. 따라서, 본 상세한 설명에서, 높은 유전 상수 후막 바륨 티타네이트-기재 유전성 분말 및 페이스트 조성물이 개시되고; 구리 후막 전극 분말 및 페이스트 조성물 또한 개시되고; 호일 상에서 소성된 회로 성분이 개시된다. 본 명세서에서 논의되는 높은 유전 상수 후막 바륨 티타네이트-기재 유전성 페이스트 조성물 및 구리 후막 전 극 페이스트 조성물은 예를 들어 호일 상에서 소성된 수동 회로 성분을 형성하는데 사용될 수 있다. 후막 바륨 티타네이트-기재 유전성 분말 및 페이스트 조성물은 소성 후 높은 유전 상수 (K)를 갖는 유전체를 형성하는데 사용된다.
유전성 페이스트 조성물로부터 형성된 유전체는 약 10 내지 60 마이크론의 소성된 유전성 두께를 갖는 "후막" 유전체일 수 있다. 다른 실시양태는 15 내지 50 마이크론의 두께를 갖는다. 한 실시양태에서, 유전체는 3000 정도의 유전 상수, 및 다른 실시양태에서, 5000에 가까운 유전 상수를 가질 수 있다. 높은 유전 상수 유전체는 또한 Z5U 온도 안정성 및 낮은 소산인자를 가질 수 있다.
유전성 페이스트 조성물로부터 형성된 유전체는 0.5 내지 8 마이크론의 그레인 크기를 가질 수 있다. 본 명세서에서 논의되는 실시양태에서, 용어 "페이스트"는 일반적으로 스크린-프린팅용으로 적합한 후막 조성물을 의미한다. 본 실시양태에 따른 후막 페이스트는 1 마이크론 이하 정도의 입도를 갖는 세라믹, 유리, 금속 또는 다른 무기 고체의 미분된 입자, 및 분산제와 유기 용매의 혼합물에 용해된 중합체로 이루어진 "유기 비히클"을 포함한다. 특정 페이스트 조성물은 하기에서 상세히 논의된다.
도 1은 본 발명에 따른 유전성 페이스트의 30가지 예를 형성하는데 사용되는 개별적인 조성물을 예시하는 표이다. 성분은 그램 단위로 나타낸다. 도 1은 또한 유전성 페이스트를 형성하는데 사용되는 유전성 분말을 포함하는 성분을 예시한다. 분말을 형성하는 성분은 페이스트 성분에서 용매, 비히클, 산화제 및 포스페이트 습윤제를 뺀 것이다. 표 1은 도 1에 나타낸 실시예 1 내지 30의 유전성 조성물에 사용되는 몇몇 성분의 화학을 정의한다.
| 유리 A | 조성물 Pb5Ge3O11의 납 게르마네이트 |
| 유리 B | Pb5GeSiTiO11 |
| 유리 C | Pb4BaGe1 .5Si1 .5O11 |
| 유리 D | Pb5Ge2 .5Zr0 .5O11 |
| 비히클 | 에틸 셀룰로오스 N200 (11 ％) 및 텍사놀 (89 ％) |
| 용매 1 | 텍사놀(등록상표) (Eastman Chemical Co.에서 시판) |
| 용매 2 | 다우아놀(등록상표)PPh (Dow Chemical Co.에서 시판) |
| 산화제 | 바륨 니트레이트 분말 (84 ％) 및 비히클 (16 ％) |
도 1에서, 분말 성분을 합해서 높은 유전 상수 유전성 분말 혼합물을 형성시켰다. 실시예에 따라, 높은 유전 상수 분말 혼합물을 비히클, 용매, 산화제 및 포스페이트 습윤제 중에 분산시킴으로써 높은 K 후막 유전성 페이스트를 형성시켰다. 3-롤 밀에서 분산시켜, 스크린-프린팅에 적합한 페이스트-형 조성물을 형성시켰다. 유기 비히클은 양호한 스크린-프린팅 특성과 같은 양호한 적용 특성을 제공하였다. 용매는 점도를 조절하고, 포스페이트 습윤제는 페이스트의 분산 성질을 개선하였다. 산화제는 질소 분위기에서 페이스트의 소성을 위해 연소되는 유기 성분을 개선하였다.
생성된 후막 유전성 페이스트는 후막 소성 조건하의 소성에 적합하다. 유전성 페이스트를 사용하여 예를 들어 커패시터와 같은 성분, 및 다른 성분을 형성시킬 수 있다. 본 발명의 유전성 페이스트를 사용하여 호일 상에서 소성된 커패시터를 형성시키는 방법은 도 2a 내지 2d를 참조로 하기에 상세히 논의된다.
실시예 1 내지 30에서, 후막 유리 성분은 바륨 티타네이트에 대해 불활성이고 복합체를 함께 결합시키고 복합체를 기판에 결합시키는 작용을 한다. 조성물에 첨가된 유리의 양은 바륨 티타네이트의 유전 상수가 과도하게 감소되지 않도록 선택하였다. 조성 Pb5Ge3011의 납 게르마네이트 유리 (표 1의 유리 A)는 약 150의 유전 상수를 갖는 강유전성 유리이다. 생성된 바륨 티타네이트 복합체의 유전 상수를 과도하게 감소시키지 않으면서 잘-소결된 복합체를 형성시키는 양으로 납 게르마네이트 유리를 첨가할 수 있다. 개질된 납 게르마네이트 또한 적합하다. 예를 들어, 납은 바륨과 같은 다른 큰 이온 반경의 2가 양이온으로 부분적으로 치환될 수 있다. 게르마늄은 또한 유리 B 내지 D에서 같이 규소, 지르코늄 및(또는) 티타늄과 같은 작은 이온 반경의 4가 양이온으로 부분적으로 치환될 수 있다.
순수 바륨 티타네이트는 그의 퀴리점, 125 ℃에서 그의 최대 커패시턴스를 갖는다. 도핑제를 사용하여 퀴리점을 실온 (25 ℃) 또는 그 부근으로 이동시키고 바륨 티타네이트의 그레인 성장을 촉진시켰다. 그레인 성장은 커패시턴스의 온도 계수(TCC)가 더 급격한 보다 높은 유전 상수를 생성하였다. 페이스트의 바륨 티타네이트가 미리-도핑되거나 도핑제가 별도로 페이스트에 첨가될 수 있다. 선택된 본 실시양태에 따라, 도 1에 나타낸 바와 같이, 적은 양의 리튬 염 퀴리점 이동물질을 아연 플루오라이드와 합하여 퀴리점을 이동시키고 그레인 성장을 개선하여, 실온 K를 증가시켰다. 실시예 4 내지 30에서 리튬원을 사용하였다.
실시예 18, 19 및 21 내지 26에서, 아연 플루오라이드를 다른 불화물과 합금하여 구리 전도성 페이스트 A 내지 C와 관련한 특정 특성을 달성시켰다. 다른 첨가제를 첨가하여 특정 특성을 달성시켰다. 예를 들어, 지르코니아 (실시예 1, 8 내지 17 및 20 내지 26에서 첨가됨)는 인쇄 회로 기판 산업에서 일반적으로 사용되는 에칭 조에 대한 내성을 개선하였다. 도 3은 커패시터를 형성시키기 위해 사용될 때 유전성 조성물의 물리적 및 전기적 특성을 나타낸다. 도 3은 하기에 상세히 논의된다.
전도성 페이스트는 호일 상에서 소성된 커패시터의 커패시터 전극을 형성시키는데 사용될 수 있다. 유전성 커패시터 성능을 최대화하도록 전극 물질이 선택되어야 한다. 따라서, 전극은 소결 동안 상응하는 수축과 같은 유전체와 상용적인, 소성 처리 동안의 물리적 및 화학적 변화를 견뎌야 한다. 또한, 전기 성능을 최적화하도록 소결 동안의 화학적 상호 작용이 선택되어야 한다. 높은 커패시턴스를 제공하도록 전도성 페이스트는 유전체 상에서 양호한 적용 범위 (coverage)를 가져야 하고 양호한 소산인자를 위해 유전체에 잘 부착해야 한다. 또한 유전체와 공-소성되고 매우 얇은 층로서 적용되어야 한다. 표 2는 본 발명에 따른 구리-기재 페이스트 A, B, C, D 및 E의 5개의 실시양태를 예시한다. 성분은 그램 단위로 나타낸다. 각 페이스트에 대해 열거된 성분을 롤 밀링하여 구리 페이스트 조성물 A 내지 E를 제조하였다.
| 전극 페이스트 | A | B | C | D | E |
| 구리 분말 | 58.4 | 58.05 | 57.7 | 61.9 | 64.7 |
| 니켈 분말 | - | 0.35 | 0.7 | - | - |
| 유리 A | 1.7 | 1.7 | 1.7 | - | 1.9 |
| 산화제1구리 분말 | 5.8 | 5.8 | 5.8 | 6.1 | - |
| 비히클 | 11.7 | 11.7 | 11.7 | 14.3 | 15.0 |
| 텍사놀(등록상표) 용매 | 12.9 | 12.9 | 12.9 | 17.2 | 17.9 |
| 바리콰트(등록상표) CC-9 NS 계면활성제 (Barton Solvent, Inc.에서 시판) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.6 |
구리 페이스트는 소성 동안 소결한다. 목적하는 소결 온도는 금속 기판 용융 온도, 전극 용융 온도, 및 소성 동안 존재하는 임의의 인접한 층의 화학적 및 물리적 특성에 의해 결정된다. 예를 들어, 유전성 및 전도성 페이스트가 커패시터를 형성하는데 사용되는 경우, 인접한 유전성 층의 화학 및 물리적 특성이 전극 페이스트의 목적하는 소결 온도를 결정하는데 사용된다.
상기 실시양태에서, 유전체의 최대 치밀화 및 유전성 조성물에 포함된 임의의 도핑제로부터 목적하는 임의의 특정 특성을 수득하도록 소결 온도 및 소성 동안 정점 온도에서의 시간이 선택될 수 있다. 높은 치밀화는 다공성의 제거를 통해 높은 유전 상수를 초래한다. 커패시터가 인쇄 회로 기판에 삽입되고 에폭시 수지로 캡슐화되는 경우, 삽입 (embedding) 공정을 견디기에 충분한 물성을 제공하는 밀도는 수용가능할 수 있다. 상기 기재된 유전성 및 전도성 페이스트는 약 800 ℃ 내지 1050 ℃의 정점 온도를 사용하여 질소 중에서 소성될 수 있다. 정점 온도에서의 시간은 10 분 내지 30 분 초과까지 가변적일 수 있다. 일반적으로, 소성 싸이클은 900 ℃의 정점에서 약 10 분이고 노 (furnace)에서 총 시간은 1 시간이다.
본 명세서에 기재된 회로 성분은 호일 상 소성 기술에 의해 형성될 수 있다. 도 2a 내지 2d는 상기 논의된 유전성 및 전도성 페이스트를 사용하여 실시된, 호일 상에서 소성된 커패시터 구조체 (200)를 제조하는 방법을 예시한다. 도 2a는 커패시터 구조체 (200)를 제조하는 제1 단계의 정면도이다. 도 2a에서, 언더프린트 (212)를 적용하고 소성하여 구리 호일 (210)을 예비처리함으로써 제1 전극을 형성시켰다. 400 메쉬 스크린을 통해 전도성 페이스트 층을 스크린-프린팅하여 1.75 ㎝ x 1.75 ㎝의 사각 면적을 형성함으로써 언더프린트 (212)를 형성시켰다. 페이스트를 오븐에서 공기 중 10 분 동안 120 ℃에서 건조시키고, 호일을 정점 온도에서 10 분 동안 질소 중 900 ℃에서 소성시켰다.
예비처리된 호일 (210)의 언더프린트 영역 상에 유전성 페이스트를 스크린-프린팅하여 유전성 영역이 언더프린트 영역 내에 포함되게 하였다. 230 메쉬 스크린을 통해 유전성 페이스트를 스크린-프린팅하여 면적이 1.25 ㎝ x 1.25 ㎝인 유전성 층 (220)을 형성시켰다. 이어서 제1 유전성 층 (220)을 오븐에서 공기 중 10 분 동안 120 ℃에서 건조시켰다. 도 2b에서, 제2 유전성 층 (225)을 도포하고 건조시켰다. 2개의 건조된 유전성 층의 총 두께는 약 30 마이크론이었다.
도 2c에서, 제2 유전성 층 (225) 위에 전도성 페이스트를 스크린-프린팅하여 제2 또는 상부 전극 (230)을 형성시켰다. 제2 전극 (230)의 크기는 0.9 ㎝ x 0.9 ㎝이었다. 일부 경우에서, 언더프린트 (212)를 형성시키는데 사용된 것과 동일한 페이스트를 사용하여 제2 전극을 형성시켰다. 다른 경우에, 제2 전극은 언더프린트 (212)와 상이한 조성물이었다. 이어서 생성된 물품을 공기 중 10 분 동안 120 ℃에서 건조시키고 이어서 정점 온도에서 10 분 동안 질소 중 900 ℃에서 소성시켰다. 완성된 커패시터 (200)는 도 2d에 도시된다. 소성 동안, 유전성 페이스트의 유리 성분은 연화되어 흐르고, 유착하고, 바륨 티타네이트를 캡슐화하여 소성된 유전체 (228)를 형성시킨다. 유전체 (228)는 20 내지 24 마이크론의 소성된 두께를 가지고 제2 전극 (230)은 3 내지 5 마이크론의 소성된 두께를 갖는다.
도 2a 내지 2d에 예시된 방법을 사용하여 커패시터를 형성시킴으로써 도 1에 예시된 유전성 페이스트 조성물에 대한 실시예 1 내지 30 및 표 2에 예시된 전극 페이스트 조성물 A 내지 E를 평가하였다. 이어서 1 KHz 및 10 KHz에서 Hewlett Packard 4262A LCR 미터를 사용하여 커패시터의 커패시턴스 및 소산인자 (Df)를 시험하였다. 유전체의 두께를 측정하고 유전 상수를 하기 수식으로 계산하였다:
상기 식에서,
C= 나노패러데이 (nF) 단위로 커패시턴스
T= 마이크론 단위로 두께
A= ㎠ 단위로 면적
0.885= 상수
도 3은 10 KHz에서 시험되고 유전성 페이스트 및 전도성 페이스트로부터 형성된 커패시터의 물리적 및 전기적 특성에 대한 표이다. 퀴리점의 위치를 정하기 위해 Hewlett Packard 4278A LCR 미터를 사용하여 -55 ℃ 내지 125 ℃ 사이의 몇몇 온도에서 커패시턴스를 시험하였다. 도 3의 데이타는 특정 전극 및 언더프린트 조성물과 조합으로 바륨 티타네이트 및 도핑제의 특정 조합을 사용하여 높은 유전 상수가 수득되었음을 보여준다. 상기 조합은 퀴리점을 실온에 가깝게 위치시키고 큰 바륨 티타네이트 그레인을 성장시켰다. 퀴리점이 실온 미만일 때, 보다 양호한 소산인자 Df가 관찰되었다.
유전성 페이스트의 퀴리점은 리튬원에 의해 실온으로 이동되었다. 실시예 1 내지 3은 리튬원 (리튬 플루오라이드 또는 리튬 카르보네이트)이 없으면, 퀴리점이 125 ℃로 유지됨을 예시한다. 실시예 4 및 5에서 나타낸 바와 같이, 리튬원은 퀴리점을 이동시켰다. 실시예 6에서 나타낸 바와 같이, 칼슘 플루오라이드의 첨가는 상기 효과를 감소시켜서 퀴리점을 단지 105 ℃로 이동시켰다. 상기 효과는 아마도 칼슘 플루오라이드의 높은 융점에 기인하였다. 실시예 7은 낮은 융점 조합을 형성하는 양으로 바륨 플루오라이드 및 망간 플루오라이드의 첨가는 리튬원이 퀴리점을 매우 효과적으로 이동시키는 것을 보조한다는 것을 보여준다. 따라서, 리튬원이 소성 온도에서 상당히 유체 형태로 있을 때 리튬원은 퀴리점을 이동시키는데 가장 효과적이었다. 그러나, 실시예 6 및 7에서 리튬 그 자체 또는 플루오라이드와 조합은 바륨 티타네이트 그레인의 성장을 촉진하지 않았다.
실시예 8 내지 26의 유전체에서 나타난 바와 같이, 바륨 티타네이트 그레인의 성장은 아연원에 의해 가장 효과적으로 촉진되었다. 바륨 티타네이트 그레인의 성장은 퀴리점을 급격하게함으로써 높은 유전 상수를 제공하였다. 아연원은 바륨 티타네이트에 대해 부식성이고, 작은 입자를 용해시켜 이들을 보다 큰 입자로 침전시킴으로써 바륨 티타네이트의 평균 입도를 성장시킨다. 상기 실시예의 아연원은 아연 플루오라이드였다. 실시예 10 내지 17에서, 아연 플루오라이드는 리튬원과 단독으로 사용되고, 높은 유전 상수가 실현되었다. 그러나, 아연 플루오라이드는 947 ℃에서 용융되기 때문에, 조성물이 900 ℃에서 소성될 때 그레인을 성장시키는데 최적으로 효과적이지 않을 수 있다. 그러나, 실시예 18 내지 29에서 나타낸 바와 같이, 다른 플루오라이드와 함께 녹아 낮은 융점 조성물을 생성시킬 때, 아연 플루오라이드는 900 ℃에서 바륨 티타네이트 그레인을 성장시키는데 매우 효과적이었다. 결과적으로, 매우 높은 유전 상수가 실현되었다. 낮은 융점 조합을 생성시키는데 효과적인 플루오라이드 조합은 리튬원과 조합된 아연 플루오라이드 및 바륨 플루오라이드를 포함하였다.
실시예 9, 13, 16 및 19는 커패시터 전극의 니켈 도핑의 효과를 보여준다. 구리 페이스트에 니켈 첨가는 퀴리점을 보다 낮은 온도로 이동시킨다는 점에서 이로운 효과를 주었다. 실시예 27 및 28은 언더프린트 조성물 및 언더프린트 및 상부 전극 조성물 둘 다에서 유리 A를 생략한 효과를 보여준다. 커패시턴스 및 Df는 만족스러웠으며, 퀴리점은 약간 더 저온으로 이동되었다. 실시예 29는 프리프린트로부터 산화구리를 생략한 효과를 보여준다. 전기 데이타는 수용가능하였다. 그러나, 실시예 30에서, 산화구리가 프리프린트 및 상부 전극 둘 다에서 생략될 때, 유전 상수는 현저하게 감소하고 Df는 현저하게 증가되었다.
플루오라이드 및 리튬원 조합을 사용하여 실시예 18에서와 같은 조성물이 설계될 수 있다. 이들 조성물은 특정 전극 조성물과 조합으로 매우 낮은 융점을 가지며 4800 정도의 매우 높은 실온 유전 상수를 갖는다. 그러나, 상기 조성물은 급격한 퀴리 정점을 갖는다. 온도에 대한 유전 상수의 더 완만한 반응이 요구될 때, 더 적은 유체 도핑제 조합의 사용 및(또는) 지르코니아의 첨가가 사용될 수 있다. 상기 조성물은 3000에 가까운 유전 상수를 달성시켰다. 지르코니아는 또한 인쇄 회로 기판 제조에서 사용되는 산 에칭제에 대해 유전체를 더 내성이 있게 한다는 점에서 추가의 이점을 갖는다. 티타니아와 같은 다른 첨가제 역시 그레인 성장을 조절하고 내식성을 개선하기 위해 첨가될 수 있다. 조성물은 또한 보다 낮은 K을 갖지만 퀴리점을 저온에 위치하게함으로써 실온에서 매우 낮은 소산인자를 갖도록 설계될 수 있다.
본 발명의 페이스트 및 분말을 사용하여 제조된 커패시터 및 다른 성분 및 요소는 인쇄 회로 기판에 삽입하기에 적합하다. 예를 들어, 도 2d에 예시된 커패시터 (200)는 적층 물질에 적층되고 에칭되어 삽입된 커패시터를 갖는 내부층 패널을 생성할 수 있다. 내부층 패널은 추가 내부층 패널에 적층되어 인쇄 회로 기판을 생성할 수 있다.
앞선 본 발명의 설명은 본 발명을 예시하고 기재한다. 또한, 본 개시는 본 발명의 단지 선택된 바람직한 실시양태를 보여주고 기재하지만, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변형, 및 환경에서 사용될 수 있고, 상기 교시, 및(또는) 관련 분야의 기술 및 지식 내에서 본원에 표현된 본 발명의 개념의 범주 내에서 변형되고 변화될 수 있음을 이해해야 한다.
본원의 상기 기재된 실시양태는 또한 발명의 실시에 대해 알려진 최적의 양태를 설명하고 당업자가 본 발명의 용도 또는 특정 응용 분야에서 요구되는 다양한 변형으로 상기, 또는 다른 실시양태에서 본 발명을 사용할 수 있도록 함을 의도한다. 따라서, 본 설명은 본원에 개시된 형태로 본 발명을 제한함을 의도하지 않는다. 또한, 첨부된 청구항은 상세한 설명에서 명확히 한정되지 않는 별법의 실시양태를 포함하도록 해석되는 것을 의도한다.
제1 실시양태에 따라, 소성된 후막 유전체는 0.5 마이크론 이상의 바륨 티타네이트 그레인 크기를 나타낸다.
다른 실시양태에 따라, 유전성 분말은 바륨 티타네이트 분말, 리튬원 및 1종 이상의 금속 플루오라이드 분말 (아연 플루오라이드 분말 및 납 게르마네이트 유리 분말을 포함)을 포함한다. 분말 조성물은 유기 비히클에 분산되어 스크린-프린팅 조성물을 형성할 수 있다.
그 밖의 다른 실시양태에서, 구리-기재 전극 분말은 구리 분말, 산화제1구리 분말, 및 납 게르마네이트 유리 분말을 포함한다. 구리-기재 전극 분말은 유기 비히클에 분산되어 스크린-프린팅 구리 전극 조성물을 형성할 수 있다.
상기 실시양태에 따른 유전성 및 전도성 조성물은 커패시터와 같은 회로 성분을 형성하는데 사용될 수 있다. 커패시터는 인쇄 회로 기판에 차례로 혼입될 수 있는 인쇄 회로 기판 내부층 패널에 삽입될 수 있다. 커패시터는 높은 유전 상수 및 낮은 소산인자를 갖는다.
Claims (8)
- 구리 분말;산화제1구리 분말; 및납 게르마네이트 유리 분말을 포함하는 구리-기재 전극 분말.
- 제1항에 있어서, 84 내지 100 중량％의 구리 분말을 포함하는 전극 분말.
- 제2항에 있어서, 구리 분말의 1 중량％ 이하의 양으로 니켈 분말을 더 포함하는 구리-기재 전극 분말.
- 제1항에 있어서, 10 중량％ 미만의 산화제1구리 분말을 포함하는 전극 분말.
- 제1항에 있어서, 5 중량％ 미만의 납 게르마네이트 유리 분말을 포함하는 전극 분말.
- 제1항에 있어서, 바륨, 스트론튬, 칼슘, 마그네슘, 망간 및 아연 중 하나 이상을 포함하는 전극 분말.
- 제1항에 있어서, 규소, 지르코늄, 주석 또는 티타늄 중 하나 이상을 포함하는 전극 분말.
- 유기 비히클에 분산된 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 분말 조성물을 포함하는 스크린-프린팅 구리 전극 조성물.
Applications Claiming Priority (4)
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