KR20070007617A - 세라믹 칩부품을 위한 내부전극 형성장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 세라믹 칩부품용 내부전극 형성장치에 관한 것으로서, 내부 전극물질로 이루어진 금속 타겟과, 세라믹 시트를 원하는 위치로 이송시키기 위한 이송롤과, 세라믹시트를 금속타겟과 대향하는 위치에 안내하는 가이드롤과, 금속타겟으로부터 상기 세라믹 시트에 증착될 금속이온을 발생시키는 에너지원과, 금속이온의 상기 세라믹 시트영역으로의 진행을 개방/차단하기 위한 셔터와, 세라믹 시트영역과 셔터 사이에 복수의 전극패턴이 음각으로 배열된 마스크를 포함하는 내부전극 형성장치를 제공한다.
칩부품(chip component), 적층 세라믹 캐패시터(mutilayer ceramic capacitor: MLCC), 전자빔 증발법(e-beam evaporation)
Description
도1은 본 발명의 일실시형태에 따른 세라믹 칩부품을 위한 내부전극 형성장치이다.
도2a는 도1의 내부전극 형성장치에 사용되는 마스크를 나타내는 사시도이다.
도2b는 도1의 내부전극 형성장치에 성막과정을 설명하기 위한 부분단면도이다.
도3은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 세라믹 칩부품을 위한 내부전극 형성장치이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명>
10,30: 내부전극 형성장치 10a,30a: 시트이송챔버
10b,30b: 성막챔버 11,31: 세라믹 시트
12,32: 이송롤 13,33: 가이드롤
34: 냉각부 15,35: 금속타겟
16,36: 셔터 17,37: 마스크
38: 마스크 이송부
본 발명은 세라믹 칩부품을 위한 내부전극 형성장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 증착 또는 스퍼터링공정을 이용하여 연속적으로 세라믹 시트 상에 내부전극 패턴을 형성할 수 있는 내부전극 형성장치에 관한 것이다.
일반적으로 적층 세라믹 캐패시터(mutilayer ceramic capacitor: MLCC), 칩인덕터와 같은 세라믹 칩부품은 소정의 내부전극패턴이 형성된 다수의 세라믹시트를 적층하는 방법으로 얻어진다.
통상의 세라믹 칩부품은 그린시트인 세라믹 시트 상에 니켈 또는 팔라듐을 포함한 금속페이스트를 인쇄하고, 여러 세라믹 시트를 적층하여 압착시킨 후에, 탈지 및 소성공정을 통해 형성된다. 이러한 스크린 인쇄법은 대면적 구현이 가능하며, 연속적인 공정이 용이하게 구현될 수 있다는 장점이 있다.
하지만, MLCC와 같은 경우에, 고용량의 구현을 위해서 적층수가 많아지므로, 칩부품의 소형화를 만족시키기 위해서 유전체 시트의 박막화가 요구된다. 이로 인해, 내부전극으로 인해 단차발생이 심각해지고, 소성 후에 공극 또는 크랙이 발생하여 칩부품의 치명적인 불량을 야기한다.
따라서, 세라믹 칩부품의 내부전극도 박막화시킬 것이 요구되고 있으나, 종래의 인쇄법으로는 0.5㎛이하의 두께로 구현할 경우에는 전극의 연결성을 보장하기 어렵다는 한계가 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해서, 스퍼터링 또는 증착공정이 고려될 수 있다. 스퍼터링 또는 증착공정은 서브마이크론수준의 전극을 용이하게 형성할 수 있으나, 앞서 설명한 스크린 인쇄공정과 같이 대면적 공정이나 연속적인 공정이 어려우므로, 대량생산공정에 적용하기 어렵다는 문제가 있어 왔다.
본 발명은 상술된 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 스퍼터링 또는 증착공정을 이용한 대량생산공정이 가능하도록, 세라믹 시트 상에 내부전극패턴을 연속적으로 증착시킬 수 있는 세라믹 칩부품용 내부전극 형성장치를 제공하는데 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위해서, 본 발명은,
시트이송챔버와 성막챔버를 구비한 세라믹 칩부품용 내부전극 형성장치에 있어서, 상기 성막 챔버 내에 설치되며, 상기 내부 전극물질로 이루어진 금속 타겟과, 상기 시트이송챔버 내부 양측에 각각 설치하며, 세라믹 시트를 이송시키기 위한 이송롤과, 상기 성막챔버에 인접하도록 상기 이송롤 사이의 양측에 각각 설치하며, 이송되는 세라믹시트를 상기 금속타겟과 대향하는 위치에 안내하는 가이드롤 과, 상기 성막 챔버 내에 설치되며, 상기 금속타겟으로부터 상기 세라믹 시트에 증착될 금속이온을 발생시키는 에너지원과, 상기 성막 챔버 내부에서 상기 가이드롤 사이에 위치한 세라믹 시트영역과 상기 금속 타겟 사이에 배치되며, 상기 금속이온의 상기 세라믹 시트영역으로의 진행을 개방/차단하기 위한 셔터와, 상기 성막 챔버 내부에서 상기 세라믹 시트영역과 상기 셔터 사이에 상기 세라믹 시트영역과 일정한 간격을 갖도록 배치되며, 상기 세라믹 시트영역에 형성하고자 하는 복수의 전극패턴이 음각으로 배열된 마스크를 포함하는 내부전극 형성장치를 제공한다.
상기 금속 타겟은 내부전극물질에 따라 달리 선택될 수 있으며, 일반적으로, Ni, Pd, Cu, Ag 및 그 조합으로 구성된 그룹으로부터 금속으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서는, 상기 세라믹 시트영역에 인접하면서 상기 금속타겟과 대향하도록 상기 시트이송챔버 내에 설치되며, 상기 세라믹 시트영역을 냉각시키기 위한 냉각부를 더 포함할 수 있다. 상기 냉각부는 증착공정시에 발생된 열로 인한 시트의 처짐을 방지하여 마스크와의 일정한 간격을 유지시킬 수 있다.
바람직하게, 상기 증착공정은 내부장비가 간소하고 저온공정(약 100℃)이 가능한 전자빔 증발법에 의해 실시될 수 있으며, 이 때에, 상기 에너지원은 전자빔일 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 마스크의 적어도 상기 금속타겟측 면에 불소계 오일에 의해 도포함으로써 마스크에 금속이 부착되는 것을 방지하거나, 용이하게 제거시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 상기 마스크는 복수개의 마스크이며, 상기 복수개의 마스크 중 일 마스크만을 선택하여 상기 세라믹 시트영역 상에 이동시키기 위한 마스크 이동부를 더 포함할 수 있다. 이 경우에, 상기 복수개의 마스크는 동일한 전극패턴을 갖는 동일한 크기의 마스크일 수 있다.
또한, 내부전극 패턴의 정밀도를 향상시키기 위해서, 상기 마스크의 두께는 약 0.1∼1㎜인 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도1은 본 발명의 일실시형태에 따른 세라믹 칩부품을 위한 내부전극 형성장치이다.
도1에 도시된 내부전극 형성장치(10)는 시트이송챔버(10a)와 성막챔버(10b)를 포함한다. 상기 시트이송챔버(10a)의 양측에는 세라믹 시트(11)를 이송시키기 위한 이송롤(12)이 설치된다. 상기 이송롤(12)을 따라 이동되는 세라믹 시트(11)는 성막챔버(10b)와 인접한 위치에 설치된 가이드롤(13)에 의해 원하는 위치로 안내될 수 있다. 또한, 상기 가이드롤(13)은 전극이 형성될 세라믹 시트영역(11a)이 평평한 상태로 유지시킬 수 있도록, 세라믹 시트영역(11a)에 적절한 인장력을 적용하도록 구성될 수 있다.
상기 성막 챔버(10b)는 스퍼터링 또는 전자빔 증착 등이 가능한 챔버로서 구성된다. 즉, 상기 성막 챔버(10b) 내에는 상기 내부 전극물질로 이루어진 금속 타겟(15)과 상기 타겟(15)으로부터 증착될 금속이온을 형성하는 에너지원(미도시)이 설치된다. 이러한 스퍼터링 또는 증착공정은 원하지 않는 시트의 변형을 방지하기 위해서 낮은 온도조건에서 실시될 수 있도록, 저온 스퍼터링공정 또는 전자빔 증발법공정을 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 전자빔 증발법은 플라즈마 형성과정없이 에너지원을 전자빔장치만 구비하면 가능하므로, 보다 간소하게 장치를 구현할 수 있다.
상기 금속 타겟(15)은 내부전극물질에 따라 달리 선택될 수 있으며, 일반적으로, Ni, Pd, Cu, Ag 및 그 조합으로 구성된 그룹으로부터 금속으로 이루어질 수 있다. 또한, 세라믹시트(11)는 소성 전의 그린시트로서 MLCC의 경우에는 유전체 시트 또는 칩인덕터의 경우에는 자성체 시트일 수 있다.
본 공정은 금속전극형성공정으로서, 성막챔버 내에는 불활성 분위기로서 높은 진공도를 유지한다. 또한, 본 발명에서는, 상기 시트이송챔버(10a)와 상기 성막챔버(10b)는 세라믹 시트(11)의 이송을 위해 서로 연결되므로, 상기 성막챔버(10b)와 함께 상기 시트이송챔버(10a)도 증착공정이 가능한 높은 진공도를 유지할 수 있 다.
또한, 상기 금속타겟(15)과 유전체시트영역(11a) 사이에는 셔터(16)가 설치된다. 상기 셔터(11)는 금속타겟(15)으로부터 발생된 금속이온의 상기 세라믹 시트영역(11a)으로의 진행을 선택적으로 개방하거나 차단한다. 세라믹 시트(11)의 이송중에는 셔터(17)를 차단하고, 세라믹시트를 전극형성위치로 이송시킨 후에 개방하여 원하는 전극패턴을 증착시킨다. 예를 들어, 일 세라믹 시트영역에 내부전극을 증착한 후에, 다음 내부전극을 형성할 다른 세라믹 시트영역을 전극형성위치로 이송시키는 전에, 상기 셔터를 차단하여 원하지 않는 패턴형성을 방지할 수 있다.
또한, 전극패턴을 형성하기 위한 마스크(17)가 상기 성막 챔버(10b) 내부에서 상기 세라믹 시트영역(11a)과 상기 셔터(16) 사이에 형성된다. 상기 마스크(17)는 균일한 패턴 형성을 위해서, 평편하게 인장된 세라믹 시트영역(11a)과 일정한 간격을 갖는다.
이와 같이, 본 실시형태에 따른 내부전극형성장치는 이송롤을 이용하여 성막챔버 내부에 세라믹시트를 일정영역 단위로 이송시키고, 이송된 단위영역에 대해 스퍼터링 또는 증착공정을 적용함으로써 세라믹 시트 상에 얇으면서 균일한 내부전극을 연속적으로 형성시킬 수 있다.
도2a는 도1의 내부전극 형성장치에 사용되는 마스크를 나타내는 사시도이다.
도2a에 도시된 마스크(17)는 상기 세라믹 시트영역(11a)에 형성하고자 하는 복수의 전극패턴(17a)이 음각으로 배열된 형태를 갖는다. 상기 마스크(17)에 형성된 전극패턴(17a)은 내부전극의 형상과 크기를 결정한다. 칩부품의 내부전극은 서브마이크론 수준의 정밀도를 요구하므로, 상기 마스크의 두께는 약 0.1∼1㎜인 것이 바람직하다.
또한, 상기 마스크(17)에는 반복되는 증착과정에서 금속이 부착되어 패턴형상을 왜곡할 수 있으므로, 이러한 부착금속를 용이하게 제거하기 위해서, 적어도 상기 금속타겟측의 면에 불소계 오일에 의해 도포하는 것이 바람직하다.
도2b는 도1의 내부전극 형성장치에 성막과정을 설명하기 위한 부분단면도이다. 여기서는 균일한 내부전극패턴을 형성하기 위한 조건이 보다 상세히 설명된다.
도2b와 같이, 성막 챔버에 이송된 세라믹 시트(11)는 가이드롤에 의해 적절한 전극형성위치로 안내되는 동시에, 소정의 인장력을 적용하여 평편하게 유지된다. 이와 같이, 실질적으로 전극이 형성될 수 있는 세라믹 시트영역(11a)은 정밀한 패턴형성을 위해서 거의 평면을 유지하여야 한다. 따라서, 이러한 세라믹 시트영역(11a)은 두 가이드롤(13) 중심의 사이의 영역(L)과 동일하거나 그보다 작은 영역으로 정의될 수 있다.
또한, 상기 마스크(17)는 평평하게 유지되는 세라믹 시트영역(11a)과 일정한 간격을 갖도록 배치된다. 이러한 간격은 전극형성크기와 정밀도를 결정할 수 있다. 정밀한 전극패턴을 형성하기 위해서는, 가능한 작은 간격으로 설정하는 것이 유리 하다. 하지만, 이송중 또는 열발생에 의해 세라믹 시트(11)의 이완으로 인해, 마스크(17)와의 원하지 않는 접촉과 그로 인한 시트의 손상을 방지하기 위해서 적절한 간격을 설정한다.
본 발명은 보다 많은 장점을 갖도록 다양한 형태로서 보다 유익하게 개선될 수 있다. 예를 들어, 전극이 형성될 세라믹 시트영역에 인접한 냉각부를 추가로 설치할 수 있다. 이와 결합하여, 또는 독립적으로 마스크를 복수개로 구성하고, 그 복수개의 마스크를 이송시키는 수단을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 실시형태는 도3에 예시되어 있다.
도3을 참조하면, 상기 내부전극 형성장치(30)는 도1과 유사하게 시트이송챔버(30a)와 성막챔버(30b)를 포함한다. 상기 시트이송챔버(30a)의 양측에는 세라믹 시트(31)를 이송시키기 위한 이송롤(32)이 설치되며, 가이드롤(33)은 이송된 세라믹 시트(31)를 성막챔버(30b)의 전극형성위치에 안내하고 그 시트영역(31a)을 평평하게 인장시킨다. 또한, 전극형성될 세라믹 시트영역(31a)에 인접한 위치에 냉각부(34)가 배치된다. 상기 냉각부(34)는 상기 세라믹 시트영역(31a)에 정밀한 패턴이 형성될 수 있도록 증착과정에서 발생한 열로 인해 처지는 것을 방지하도록 냉각하는 역할을 한다.
본 실시형태는 도1과 유사하게, 상기 성막 챔버(30b)에는 상기 내부 전극물 질로 이루어진 금속 타겟(35)과 상기 타겟(35)으로부터 증착될 금속이온을 형성하는 에너지원(미도시)이 설치된다. 또한, 상기 금속타겟(35)과 세라믹 시트영역(31a) 사이에는 셔터(36)가 설치된다.
본 실시형태에서는, 복수개의 마스크(37)가 채용된다. 또한, 상기 복수개의 마스크(37) 중 일 마스크만을 선택하여 상기 세라믹 시트영역(31) 상에 이동시키기 위한 마스크 이동부(38)를 더 포함할 수 있다. 상기 마스크 이동부(38)는 원하는 마스크로 교체하기 위해서 사용되며, 다양한 형태로 구성될 수 있다.
이러한 복수개의 마스크(37)를 채용하여 교체가 가능한 실시형태에서, 상기 복수개의 마스크는 동일한 전극패턴을 갖는 동일한 크기의 마스크(37)일 수 있다. 이 경우에, 마스크 교체로 인한 작업중단(진공상태해제 등) 없이 연속적인 공정으로서 실시할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 복수개의 마스크(37)는 다른 형성과 크기를 갖는 패턴을 갖도록 배치하여, 다른 형태의 전극패턴을 형성하기 위해서, 용이하게 변경할 수도 있다.
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.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 진공증착공정 및 스퍼터링공정을 대량생산을 위한 연속공정으로 채용할 수 있으므로, 보다 균일하고 박막인 내부전극을 대량으로 용이하게 형성할 수 있다. 결과적으로, 세라믹 칩부품의 내부전극 두께로 인한 칩크랙 발생등의 문제를 획기적으로 개선할 수 있다.
Claims (8)
- 시트이송챔버와 성막챔버를 구비한 세라믹 칩부품용 내부전극 형성장치에 있어서,상기 성막 챔버 내에 설치되며, 상기 내부 전극물질로 이루어진 금속 타겟;상기 시트이송챔버 내부 양측에 각각 설치하며, 세라믹 시트를 이송시키기 위한 이송롤;상기 성막챔버에 인접하도록 상기 이송롤 사이의 양측에 각각 설치하며, 이송되는 세라믹시트를 상기 금속타겟과 대향하는 위치에 안내하는 가이드롤;상기 성막 챔버 내에 설치되며, 상기 금속타겟으로부터 상기 세라믹 시트에 증착될 금속이온을 발생시키는 에너지원;상기 성막 챔버 내부에서 상기 가이드롤 사이에 위치한 세라믹 시트영역과 상기 금속 타겟 사이에 배치되며, 상기 금속이온의 상기 세라믹 시트영역으로의 진행을 개방/차단하기 위한 셔터; 및상기 성막 챔버 내부에서 상기 세라믹 시트영역과 상기 셔터 사이에 상기 세라믹 시트영역과 일정한 간격을 갖도록 배치되며, 상기 세라믹 시트영역에 형성하고자 하는 복수의 전극패턴이 음각으로 배열된 마스크를 포함하는 내부전극 형성장치.
- 제1항에 있어서,상기 금속 타겟은 Ni, Pd, Cu, Ag 및 그 조합으로 구성된 그룹으로부터 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 내부전극 형성장치.
- 제1항에 있어서,상기 세라믹 시트영역에 인접하면서 상기 금속타겟과 대향하도록 상기 시트이송챔버 내에 설치되며, 상기 세라믹 시트영역을 냉각시키기 위한 냉각부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내부전극 형성장치.
- 제1항에 있어서,상기 에너지원은 전자빔인 것을 특징으로 하는 내부전극 형성장치.
- 제1항에 있어서,상기 마스크의 적어도 상기 금속타겟측 면은 불소계 오일에 의해 도포된 것을 특징으로 하는 내부전극 형성장치.
- 제1항에 있어서,상기 마스크는 복수개의 마스크이며, 상기 복수개의 마스크 중 일 마스크만을 선택하여 상기 세라믹 시트영역 상에 이동시키기 위한 마스크 이동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내부전극 형성장치.
- 제6항에 있어서,상기 복수개의 마스크는 동일한 전극패턴을 갖는 동일한 크기의 마스크인 것을 특징으로 하는 내부전극 형성장치.
- 제1항에 있어서,상기 마스크의 두께는 약 0.1∼1㎜인 것을 특징으로 하는 내부전극 형성장치.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020050062350A KR20070007617A (ko) | 2005-07-11 | 2005-07-11 | 세라믹 칩부품을 위한 내부전극 형성장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020050062350A KR20070007617A (ko) | 2005-07-11 | 2005-07-11 | 세라믹 칩부품을 위한 내부전극 형성장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20070007617A true KR20070007617A (ko) | 2007-01-16 |
Family
ID=38010173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020050062350A KR20070007617A (ko) | 2005-07-11 | 2005-07-11 | 세라믹 칩부품을 위한 내부전극 형성장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20070007617A (ko) |
-
2005
- 2005-07-11 KR KR1020050062350A patent/KR20070007617A/ko active Search and Examination
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