KR20130123848A - 도전성 수지 조성물, 이를 포함하는 적층 세라믹 커패시터 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 에폭시 수지; 구리 분말; 및 비질소계 경화제; 를 포함하는 도전성 수지 조성물을 제공한다.

Description

도전성 수지 조성물, 이를 포함하는 적층 세라믹 커패시터 및 그 제조방법{Conductive resin composition, multi layer ceramic capacitor having the same and manufacturing method thereof}
본 발명은 도전성 수지 조성물, 이를 포함하는 적층 세라믹 커패시터 및 그 제조방법에 관한 것이다.
세라믹 재료를 사용하는 전자부품으로 커패시터, 인덕터, 압전체 소자, 바리스터 및 서미스터 등이 있다.
상기 세라믹 전자부품 중 적층 세라믹 커패시터(MLCC: Multi-Layered Ceramic Capacitor)는 세라믹 재료로 이루어진 세라믹 소체, 상기 세라믹 소체 내부에 형성된 내부전극층 및 상기 내부전극층과 접속되도록 상기 세라믹 소체의 표면에 설치된 외부전극층을 포함하며, 소형이면서 고용량이 보장되고 실장이 용이한 장점을 갖는다.
이러한 장점으로 인해, 상기 적층 세라믹 커패시터는 컴퓨터, 개인 휴대용 단말기(PDA) 및 휴대폰 등의 여러 전자제품의 인쇄회로기판에 장착되어 전기를 충전 또는 방전시키는 중요한 역할을 하는 칩 형태의 콘덴서로 사용되며, 사용되는 용도 및 용량에 따라 다양한 크기와 적층 형태를 가질 수 있다.
특히, 최근에는 전자제품의 소형화에 따라 적층 세라믹 커패시터도 초소형화 및 초고용량화가 요구되고 있는데, 이를 위해 유전체층 및 내부전극층의 두께를 얇게 하고, 많은 수의 유전체층를 적층한 적층 세라믹 커패시터가 제조되고 있다.
이러한 초소형 및 초고용량의 적층 세라믹 커패시터는 자동차나 의료기기 등과 같이 고신뢰성을 요구하는 분야들의 많은 기능들이 전자화되고 수요가 증가함에 따라 이에 부합되게 고신뢰성이 요구된다.
이러한 고신뢰성에서 문제가 되는 요소로는 외부 충격에 의한 외부전극층의 크랙 발생이나, 도금 공정시 도금액이 외부전극층을 통해 세라믹 소체의 내부로 침투하는 등의 문제점을 들 수 있다.
따라서, 상기 문제점을 해결하기 위해 외부전극층과 도금층 사이에 전도성 물질을 포함하는 수지 조성물을 도포함으로써, 외부 충격을 흡수하고 도금액의 침투를 효과적으로 차단하여 신뢰성을 향상시키도록 하고 있다.
다만, 종래에는 이러한 전도성 수지 조성물로서 전도성이 우수하고 신뢰성이 높은 은(Ag)을 주로 사용하였는데, 은은 고가의 귀금속으로 제품의 제조단가를 높이는 원인이 되는 것이었다.
당 기술분야에서는, 적층 세라믹 커패시터의 신뢰성을 일정 수준으로 유지하면서 제품의 제조단가를 낮출 수 있는 새로운 방안이 요구되어 왔다.
본 발명의 일 측면은, 에폭시 수지; 구리(Cu) 분말; 및 비질소계 경화제; 를 포함하는 도전성 수지 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 에폭시 수지는 상기 구리 분말 100 대비 7.5 내지 20 중량%가 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 구리 분말은 표면이 은(Ag)으로 코팅될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 비질소계 경화제는 오니움염, 설포늄염, 포스포늄염 및 다가카본산의 활성에스테르 중 적어도 하나일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 비질소계 경화제는 페놀계 경화제일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 비질소계 경화제는 산무수물 경화제(Anhydride Hardeners)일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 도전성 수지 조성물은 네킹형성용 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 네킹형성용 첨가제는 환원제, 전도성부여제 및 유기 착물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 환원제는 아스코르비산(ascorbic acid), 수소화 붕소 나트륨(Sodium borohydride), 포름산(Formic acid), 옥살산(Oxalic acid), 아인산염(Phosphites), 차아인산염(hypophosphites), 아인산(phosphorous acid) 및 디티오르레이톨(Dithiothreitol) 중 적어도 하나일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 전도성부여제는 카본블랙(carbon black), 카본나노튜브(carbon nanotube) 및 그래핀(graphene) 중 적어도 하나일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 유기 착물은 이미다졸계, 아민계, EDTA(Ethylene diamine tetra acetic acid), 카르복시계 및 우레아계 중 적어도 하나의 구리 킬레이트(Cu chelate)일 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은, 복수의 유전체층이 적층된 세라믹 소체; 상기 유전체층의 적어도 일면에 형성되며, 상기 세라믹 소체의 양 단면을 통해 각각 교대로 노출되는 복수의 제1 및 제2 내부전극층; 상기 세라믹 소체의 양 단면에 형성되며, 상기 제1 및 제2 내부전극층과 전기적으로 연결된 제1 및 제2 외부전극층; 에폭시 수지, 구리 분말 및 비질소계 경화제를 포함하는 도전성 수지 조성물로 구성되며, 상기 제1 및 제2 외부전극층의 표면에 형성된 제1 및 제2 도전성 수지층; 및 상기 제1 및 제2 도전성 수지층의 표면에 형성된 제1 및 제2 도금층; 을 포함하는 적층 세라믹 커패시터를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제1 및 제2 도금층은 상기 제1 및 제2 도전성 수지층의 표면에 형성된 니켈(Ni) 도금층과, 상기 니켈 도금층의 표면에 형성된 주석(Sn) 도금층으로 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은, 복수의 세라믹 시트를 마련하는 단계; 상기 세라믹 시트에 제1 및 제2 내부전극패턴을 형성하는 단계; 상기 제1 및 제2 내부전극패턴이 형성된 상기 세라믹 시트를 적층하여 적층체를 형성하는 단계; 상기 제1 및 제2 내부전극패턴의 일단이 상기 적층체의 양 단면을 통하여 각각 교대로 노출되도록 상기 세라믹 적층체를 절단한 다음, 소성하여 복수의 제1 및 제2 내부전극층을 갖는 세라믹 소체를 형성하는 단계; 상기 세라믹 소체의 양 단면에 구리(Cu)를 포함하는 도전성 페이스트로 제1 및 제2 외부전극층을 형성하여 상기 제1 및 제2 내부전극층의 노출된 부분과 각각 전기적으로 연결하는 단계; 상기 제1 및 제2 외부전극층의 표면에 에폭시 수지, 구리 분말 및 비질소계 경화제를 포함하는 도전성 수지 페이스트로 제1 및 제2 도전성 수지층을 형성하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 도전성 수지층의 표면을 니켈-아연(Ni-Sn)을 포함하는 조성물로 도금하는 단계; 를 포함하는 적층 세라믹 커패시터의 제조방법을 제공한다.본 발명의 일 실시 예에서, 상기 네킹형성용 첨가제는 경화 온도 이전에 파괴되는 캡슐에 주입하여 첨가할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 외부전극층과 도금층 사이에 형성된 전도성 수지층을 은에 비해 상대적으로 가격이 저렴한 구리 분말이나 은 코팅된 구리분말로 대체하여 제품의 제조단가를 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 적층 세라믹 커패시터를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A'선 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 다음과 같이 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 실시 예는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
본 발명은 세라믹 전자부품에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 세라믹 전자부품은 적층 세라믹 커패시터, 인덕터, 압전체 소자, 바리스터, 칩 저항 및 서미스터 등이 있으며, 하기에서는 세라믹 전자제품의 일 예로서 적층 세라믹 커패시터에 관하여 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시 예에 따른 적층 세라믹 커패시터(100)는 복수의 유전체층(111)이 적층된 세라믹 소체(110)와, 유전체층(111)의 적어도 일면에 형성된 복수의 제1 및 제2 내부전극층(121, 122)과, 세라믹 소체(110)의 양 단면에 형성되며 제1 및 제2 내부전극층(121, 122)과 전기적으로 연결된 제1 및 제2 외부전극층(137, 138)과, 제1 및 제2 외부전극층(137, 138)의 표면에 형성된 제1 및 제2 도전성 수지층(131, 132)과, 제1 및 제2 도전성 수지층(131, 132)의 표면에 형성된 제1 및 제2 도금층(133, 134, 135, 136)을 포함한다.
세라믹 소체(110)는 복수의 유전체층(111)을 적층한 다음 소성한 것으로서, 인접하는 각각의 유전체층(111)끼리는 경계를 확인할 수 없을 정도로 일체화될 수 있다.
또한, 세라믹 소체(110)는 일반적으로 직방체 형상일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 세라믹 소체(110)는 그 치수에 특별히 제한은 없으나, 예를 들어 0.6 mm × 0.3 mm 등의 크기로 구성하여 고용량의 적층 세라믹 커패시터를 구성할 수 있다.
또한, 세라믹 소체(110)의 최외곽면에는 필요시 소정 두께의 커버부 유전체층(미도시)을 더 형성할 수 있다.
유전체층(111)은 커패시터의 용량 형성에 기여하는 것으로, 1 층의 두께를 적층 세라믹 커패시터의 용량 설계에 맞추어 임의로 변경할 수 있으며, 바람직하게 1 층의 두께는 소성 후 0.1 내지 1.0 ㎛가 되도록 구성할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 유전체층(111)은 고유전률의 세라믹 재료를 포함할 수 있으며, 예를 들어 BaTiO3계 세라믹 분말 등을 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 BaTiO3계 세라믹 분말은 예를 들면 BaTiO3에 Ca, Zr 등이 일부 고용된 (Ba1-xCax)TiO3, Ba(Ti1 - yCay)O3, (Ba1 - xCax)(Ti1 - yZry)O3 또는 Ba(Ti1 - yZry)O3 등이 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 유전체층(111)에는 이러한 세라믹 분말과 함께, 예를 들어 전이금속 산화물 또는 탄화물, 희토류 원소, 마그네슘(Mg) 또는 알루미늄(Al) 등과 같은 다양한 세라믹 첨가제, 유기용제, 가소제, 결합제 및 분산제 등이 더 첨가될 수 있다.
제1 및 제2 내부전극층(121, 122)은 유전체층(111)을 형성하는 세라믹 시트 상에 형성되어 적층된 다음, 소성에 의하여 하나의 유전체층(111)을 사이에 두고 세라믹 소체(110) 내부에 형성된다.
이러한 제1 및 제2 내부전극층(121, 122)은 서로 다른 극성을 갖는 한 쌍의 전극으로서, 유전체층(111)의 적층 방향에 따라 서로 대향되게 배치되며, 중간에 배치된 유전체층(111)에 의해 서로 전기적으로 절연된다.
또한, 제1 및 제2 내부전극층(121, 122)은 그 일단이 세라믹 소체(110)의 양 단면을 통하여 각각 노출되며, 이렇게 세라믹 소체(110)의 일 단면을 통해 교대로 번갈아 노출된 제1 및 제2 내부전극층(121, 122)의 일단은 제1 및 제2 외부전극층(137, 138)과 각각 전기적으로 연결된다.
이러한 제1 및 제2 내부전극층(121, 122)은 도전성 금속으로 형성되며, 예를 들어 니켈(Ni) 또는 니켈(Ni) 합금 등으로 이루어진 것을 사용할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
따라서, 제1 및 제2 외부전극층(137, 138)에 소정의 전압을 인가하면 서로 대향하는 제1 및 제2 내부전극층(121, 122) 사이에 전하가 축적되고, 이때 적층 세라믹 커패시터(100)의 정전용량은 서로 향하는 제1 및 제2 내부전극(121, 122)의 면적에 비례하게 된다.
제1 및 제2 외부전극층(137, 138)은 양호한 전기 특성을 가지면서 우수한 내히트사이클성과 내습성 등의 고신뢰성을 제공하기 위해 구리(Cu)를 포함하는 외부전극용 도전성 페이스트의 소성에 의하여 형성될 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 및 제2 도금층은 적층 세라믹 커패시터(100)를 기판 등에 납땜 실장할 때의 접착 강도를 더 높이기 위한 것으로서, 도금 처리는 공지된 방법에 따라 행해지며 환경을 고려하여 납-프리 도금을 실시하는 것이 바람직하나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
예컨대, 제1 및 제2 도금층은 상기 제1 및 제2 도전성 수지층(131, 132)의 외표면에 각각 형성된 한 쌍의 니켈(Ni) 도금층(135, 136)과, 각각의 니켈 도금층(135, 136)의 외표면에 형성된 한 쌍의 주석(Sn) 도금층(133, 134)으로 구성될 수 있다.
전도성 수지층(131, 132)은 에폭시 수지, 구리 분말 및 비질소계 경화제를 포함하는 도전성 수지 조성물로 형성될 수 있다. 상기 구리분말은 필요시 표면이 은으로 코팅될 수 있다.
여기서 경화제는 에폭시 기능기를 가진 수지들을 서로 연결시키는 역할을 하는 것으로서, 도전성 페이스트에 사용되는 에폭시 수지는 사용할 때마다 경화제를 혼합시켜 사용하는 것이 부적합하기 때문에 경화제를 미리 혼합하여 놓은 일액형 타입을 사용한다.
이러한 일액형 타입의 에폭시 수지를 제조할 때 사용하는 경화제를 잠재성 경화제라고 하는데, 외부로부터 가열, UV, 흡기 등의 분위기가 제어될 때 경화제의 역할을 수행하게 된다.
이러한 잠재성 경화제로 대표적인 물질이 아민 및 이미다졸계의 물질인데, 이러한 아민 및 이미다졸은 구리와 만나는 경우 구리 이온과 착물을 형성하여 용해 혹은 용출되게 되므로, 녹변 현상이 발생하는 문제점이 있었다.
상기 녹변 현상은 조성물의 색상을 변하게 할 뿐만 아니라 에폭시의 경화반응을 촉진하여 얇은 피막 등을 형성시킴으로써 페이스트의 생명을 단축시키고 점도를 상승시키는 등의 문제점을 발생시킬 수 있다.
본 실시 예에서는 이러한 종래의 아민 및 이미다졸계와 같은 질소계 경화제를 사용할 때의 문제점을 해결하기 위해, 오니움염, 설포늄염, 포스포늄염, 다가카본산의 활성에스테르 등과 같은 양이온계 경화제, 페놀계 경화제(phenolic hardeners) 또는 산무수물 경화제(anhydride hardeners) 등을 사용하여 에폭시 페이스트를 제작하였고, 이에 에폭시 수지의 경시변화를 개선할 수 있었다.
종래에 사용되던 질소계 경화제는 주로 친핵성(nucleophile)이고, 본 실시 예에서 사용하는 양이온계 경화제는 친전자체(electrophile)로서 서로의 작동 매커니즘은 상이하다.
또한, 페놀계 경화제와 같이 하이드록실기(hydroxyl)를 가진 경화제를 사용할 경우는, 아민계와 동일한 메커니즘(친핵성)으로 경화가 진행되나, 녹변 등의 문제가 발생하지 않으며, 페이스트 상안정성에 바람직하다.
한편, 각 입자와 입자 사이의 연결(contact) 또는 네킹(necking)이 용이하게 형성되도록 환원제, 전도성 부여제 및 유기 착물과 같은 네킹형성용 첨가제를 첨가할 수 있다.
상기 환원제는 아스코르비산(ascorbic acid), 수소화붕소나트륨(Sodium borohydride), 포름산(Formic acid), 옥살산(Oxalic acid), 아인산염(Phosphites), 치아인산염(hypophosphites), 아인산(phosphorous acid) 및 디티로트레이톨(Dithiothreitol) 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.
상기 전도성 부여제는 카본블랙(carbon black), 카본나노튜브(carbon nanotube), 그라핀(grapheme) 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.
또한, 상기 유기착물은 이미다졸계, 아민계, EDTA(Ethylene diamine tetra acetic acid), 카르복시계 및 우레아계 중 적어도 하나의 구리 착물(Cu chelate)를 혼합하여 사용할 수 있다.
따라서, 이러한 네킹형성용 첨가제가 경화제의 역할과 구리 이온의 입자 사이의 네킹을 도와 구리-에폭시의 전도성을 더 향상시킬 수 있다.
이때, 이러한 네킹형성용 첨가제는 에폭시 수지의 경시 변화에 영향을 줄 수 있으므로, 경화 온도 이전에서 파괴되는 캡슐 등에 주입하여 혼합할 수 있다.
한편, 하기 표 1은 도전성 수지층의 에폭시 수지 함량에 따른 니켈 도금성 및 외부전극과의 결합력을 평가한 것이다. 여기서 금속은 구리를 사용하였다.
항목 비교 예 1 실시 예 1 실시 예 2 실시 예 3 실시 예 4 실시 예 5 비교 예 2
금속(%) 63.4 68.4 72.7 75.5 78.7 81.4 84.2
에폭시(%) 15.9 13.7 10.9 9.5 7.9 6.1 4.2
용제(%) 20.7 17.9 16.4 15.0 13.4 12.5 11.6
금속 대비 에폭시의 함량(%) 25.0 20.0 15.0 12.5 10.0 7.5 5.0
Ni
도금불량		 발생 미발생 미발생 미발생 미발생 미발생 미발생
Piezo test(15nm),
평균버팀거리(nm)		 7.23 9.07 9.42 10.93 9.57 9.15 7.04
(260℃, 10초),
들뜸불량		 0/30 0/30 0/30 0/30 0/30 0/30 1/30
(300℃, 5초),
들뜸불량		 0/30 0/30 0/30 0/30 0/30 0/30 5/30
리플로(Reflow),
(270℃, 5분 3회),
들뜸불량		 0/30 0/30 0/30 0/30 0/30 0/30 7/30
상기 표 1을 참조하면, 금속 대비 에폭시의 함량이 7.5 내지 20 %에서 제1 및 제2 도전성 수지층 위에 형성되는 니켈 도금층의 도금불량이 발생하지 않으면서 외부전극과의 들뜸 불량 또한 발생하지 않음을 확인할 수 있다.
즉, 에폭시 수지의 양이 구리 분말 대비 20 %를 초과하는 경우(비교 예 1) 도전성 수지층과 외부전극 간의 접착력은 높은 상태로 들뜸 불량의 발생은 없으나 도전성 수지층에 깨짐 현상이 발생하여 니켈 도금층 도금시 불량이 발생할 수 있었다.
또한, 에폭시 수지의 양이 구리 분말 대비 7.5 % 미만인 경우(비교 예2) 도전성 수지층의 완충력은 높은 상태로 깨짐 현상의 발생은 없어 니켈 도금층 도금시 불량이 발생하진 않으나 접착력이 너무 낮아 도전성 수지층과 외부전극 간의 들뜸 현상이 발생하는 문제점이 있었다.
따라서, 상기 표 1에 따르면, 본 실시 예에서, 니켈 도금층이 불량 없이 형성되면서 외부전극과의 들뜸 현상이 발생되지 않는 바람직한 에폭시 수지의 함량은 구리분말 100 대비 7.5 내지 20 %임을 알 수 있다.
또한, 상기 피에조 테스트(piezo test)는 적층 세라믹 커패시터의 비파괴 휨 크랙 검출을 하기 위한 테스트로서, X7R 타입에서 유전체층의 주성분인 BaTiO3는 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 압전 특성이 있어서 휨 강도 평가시 발생한 전기적 에너지를 측정하여 크랙의 발생 여부를 확인하였다.
본 평가에서는 1 mm/sec의 속도로 15 mm까지 누른 후 5 초간 유지한 후 종료하였으며, 이때 발생한 전하량 및 전류와 같은 전기적 신호를 측정하여 데이터로 저장하였다.
상기 데이터를 참조하면, 실시 예 1 내지 실시 예 5에서 평균 버팀 거리가 9 내지 10 nm인데 반해서, 비교 예 1 및 비교 예 2의 경우 평균 버팀 거리가 7 nm 대로 큰 차이가 발생하므로 상기 본 발명의 범위 내에서 적층형 세라믹 커패시터의 강도가 비교 예들에 비해 우수함을 확인할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 적층 세라믹 커패시터의 제조방법을 설명한다.
먼저, 복수의 세라믹 시트를 마련한다.
상기 세라믹 시트는 세라믹 소체(110)의 유전체층(111)을 형성하기 위한 것으로, 세라믹 분말, 폴리머 및 용제를 혼합하여 슬러리를 제조하고, 상기 슬러리를 닥터 블레이드 등의 공법을 통해 수 ㎛ 두께의 시트(sheet) 형상으로 제작한다.
다음으로, 상기 각각의 세라믹 시트의 적어도 일면에 소정의 두께로 도전성 페이스트를 인쇄하여 제1 및 제2 내부전극패턴을 형성한다.
이때, 제1 및 제2 내부전극패턴은 세라믹 시트의 대향되는 양 단면을 통해 각각 노출되도록 형성한다.
또한, 상기 도전성 페이스트의 인쇄 방법은 스크린 인쇄법 또는 그라비아 인쇄법 등을 사용할 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 제1 및 제2 내부전극패턴이 형성된 세라믹 시트를 교대로 복수 개 적층하고, 적층 방향으로부터 가압하여 복수의 세라믹 시트 및 그 세라믹 시트에 형성된 도전성 페이스트를 압착시켜 적층체를 형성한다.
다음으로, 상기 적층체를 상기 제1 및 제2 내부전극패턴의 일단이 상기 적층체의 양 단면을 통하여 각각 교대로 노출되도록 1 개의 커패시터에 대응하는 영역마다 절단하여 칩화한 후, 고온에서 소성하여 복수의 제1 및 제2 내부전극층(121, 122)을 갖는 세라믹 소체(110)를 완성한다.
다음으로, 세라믹 소체(110)의 양 단면에 노출된 제1 및 제2 내부전극층(121, 122)의 노출 부분을 덮어 제1 및 제2 내부전극층(121, 122)과 전기적으로 연결될 수 있도록 구리를 포함하는 도전성 페이스트 등으로 제1 및 제2 외부전극층(131, 132)을 형성한다.
다음으로, 제1 및 제2 외부전극층(131, 132)의 표면에 에폭시 수지, 구리 분말 및 비질소계 경화제를 포함하는 도전성 수지 페이스트로 제1 및 제2 도전성 수지층(135, 136)을 형성한다.
이때, 상기 비질소계 경화제는 오니움염, 설포늄염, 포스포늄염 및 다가카본산의 활성에스테르 중 적어도 하나인 양이온계 경화제와, 페놀계 경화제 또는 산무수물 경화제 중 하나를 사용할 수 있다.
한편, 상기 구리 분말은 필요시 표면에 은 코팅을 하여 사용할 수 있다.
또한, 전도성을 더 향상시키기 위해 네킹형성용 첨가제를 더 첨가할 수 있다. 이러한 네킹형성용 첨가제는 환원제, 전도성 부여제 및 유기착물 등을 포함할 수 있다.
이 중 환원제로는 아스코르비산(ascorbic acid), 수소화붕소나트륨(Sodium borohydride), 포름산(Formic acid), 옥살산(Oxalic acid), 아인산염(Phosphites), 치아인산염(hypophosphites), 아인산(phosphorous acid) 및 디티로트레이톨(Dithiothreitol) 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.
또한, 상기 전도성 부여제는 카본블랙(carbon black), 카본나노튜브(carbon nanotube), 그라핀(grapheme) 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.
또한, 상기 유기착물은 이미다졸계, 아민계, EDTA(Ethylene diamine tetra acetic acid), 카르복시계 및 우레아계 중 적어도 하나의 구리 착물(Cu chelate)을 혼합하여 사용할 수 있다.
이때, 상기 네킹형성용 첨가제는 에폭시 수지의 경시 변화에 영향을 줄 수 있으므로, 바람직하게 경화 온도 이전에서 파괴되는 캡슐 등에 주입하여 첨가할 수 있다.
다음으로, 제1 및 제2 도전성 수지층(135, 136)의 표면에 도금처리를 하며, 이때 도금에 사용되는 물질로는 니켈 또는 주석, 니켈-주석 합금 등을 사용할 수 있으며, 필요시 니켈 도금층과 주석 도금층을 외부전극 위에 순서대로 적층하여 구성할 수 잇다.
본 발명은 상술한 실시 예 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.
100 ; 적층 세라믹 커패시터 110 ; 세라믹 소체
111 ; 유전체층 121, 122 ; 제1 및 제2 내부전극층
131, 132 ; 제1 및 제2 도전성 수지층
133, 134 ; Sn 도금층
135, 136 ; Ni 도금층
137, 138 ; 제1 및 제2 외부전극

Claims (22)

  1. 에폭시 수지;
    구리(Cu) 분말; 및
    비질소계 경화제; 를 포함하는 도전성 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에폭시 수지는 상기 구리 분말 100 대비 7.5 내지 20 중량%가 포함되는 것을 특징으로 하는 도전성 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 구리 분말은 표면이 은(Ag)으로 코팅된 것을 특징으로 하는 도전성 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 비질소계 경화제는 오니움염, 설포늄염, 포스포늄염 및 다가카본산의 활성에스테르 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 도전성 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 비질소계 경화제는 페놀계 경화제인 것을 특징으로 하는 도전성 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 비질소계 경화제는 산무수물 경화제(Anhydride Hardeners)인 것을 특징으로 하는 도전성 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    네킹형성용 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 수지 조성물.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 네킹형성용 첨가제는 환원제, 전도성부여제 및 유기 착물인 것을 특징으로 하는 도전성 수지 조성물.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 환원제는 아스코르비산(ascorbic acid), 수소화 붕소 나트륨(Sodium borohydride), 포름산(Formic acid), 옥살산(Oxalic acid), 아인산염(Phosphites), 차아인산염(hypophosphites), 아인산(phosphorous acid) 및 디티오르레이톨(Dithiothreitol) 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 도전성 수지 조성물.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 전도성부여제는 카본블랙(carbon black), 카본나노튜브(carbon nanotube) 및 그래핀(graphene) 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 도전성 수지 조성물.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 유기 착물은 이미다졸계, 아민계, EDTA(Ethylene diamine tetra acetic acid), 카르복시계 및 우레아계 중 적어도 하나의 구리 킬레이트(Cu chelate)인 것을 특징으로 하는 도전성 수지 조성물.
  12. 복수의 유전체층이 적층된 세라믹 소체;
    상기 유전체층의 적어도 일면에 형성되며, 상기 세라믹 소체의 양 단면을 통해 각각 교대로 노출되는 복수의 제1 및 제2 내부전극층;
    상기 세라믹 소체의 양 단면에 형성되며, 상기 제1 및 제2 내부전극층과 전기적으로 연결된 제1 및 제2 외부전극층;
    에폭시 수지, 구리 분말 및 비질소계 경화제를 포함하는 도전성 수지 조성물로 구성되며, 상기 제1 및 제2 외부전극층의 표면에 형성된 제1 및 제2 도전성 수지층; 및
    상기 제1 및 제2 도전성 수지층의 표면에 형성된 제1 및 제2 도금층; 을 포함하는 적층 세라믹 커패시터.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 에폭시 수지는 상기 구리 분말 100 대비 7.5 내지 20 중량%가 포함되는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 커패시터.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 구리 분말은 표면이 은으로 코팅된 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 커패시터.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 도전성 수지 조성물은 네킹형성용 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 커패시터.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 네킹형성용 첨가제는 환원제, 전도성부여제 및 유기 착물인 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 커패시터.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 도금층은 상기 제1 및 제2 도전성 수지층의 표면에 형성된 니켈(Ni) 도금층과, 상기 니켈 도금층의 표면에 형성된 주석(Sn) 도금층으로 구성된 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 커패시터.
  18. 복수의 세라믹 시트를 마련하는 단계;
    상기 세라믹 시트에 제1 및 제2 내부전극패턴을 형성하는 단계;
    상기 제1 및 제2 내부전극패턴이 형성된 상기 세라믹 시트를 적층하여 적층체를 형성하는 단계;
    상기 제1 및 제2 내부전극패턴의 일단이 상기 적층체의 양 단면을 통하여 각각 교대로 노출되도록 상기 세라믹 적층체를 절단한 다음, 소성하여 복수의 제1 및 제2 내부전극층을 갖는 세라믹 소체를 형성하는 단계;
    상기 세라믹 소체의 양 단면에 구리(Cu)를 포함하는 도전성 페이스트로 제1 및 제2 외부전극층을 형성하여 상기 제1 및 제2 내부전극층의 노출된 부분과 각각 전기적으로 연결하는 단계;
    상기 제1 및 제2 외부전극층의 표면에 에폭시 수지, 구리 분말 및 비질소계 경화제를 포함하는 도전성 수지 페이스트로 제1 및 제2 도전성 수지층을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 도전성 수지층의 표면을 니켈-아연(Ni-Sn)을 포함하는 조성물로 도금하는 단계; 를 포함하는 적층 세라믹 커패시터의 제조방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 도전성 수지층을 형성하는 단계 이전에, 상기 도전성 수지 페이스트에 포함된 구리 분말의 표면을 은으로 코팅하는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 커패시터의 제조방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 도전성 수지층을 형성하는 단계 이전에, 상기 도전성 수지 페이스트에 네킹형성용 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 커패시터의 제조방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 네킹형성용 첨가제로 환원제, 전도성부여제 및 유기 착물을 사용하는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 커패시터의 제조방법.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 네킹형성용 첨가제를 첨가할 때 경화 온도 이전에 파괴되는 캡슐에 주입하여 첨가하는 것을 특징으로 하는 적층 커패시터의 제조방법.
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