KR20190055807A - 세라믹-폴리머 복합체 커패시터 및 그 제조 방법 - Google Patents

세라믹-폴리머 복합체 커패시터 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR20190055807A
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composite dielectric
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KR1020197008600A
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마크 새너
닐 페펜베르거
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사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이.
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Abstract

세라믹 복합 재료를 포함하는 커패시터 및 관련 방법을 개시한다. 선택 예에서, 커패시터 유전체용 세라믹 물질은 폴리머 성분과 같은 저온 성분을 통합할 수 있는 저온에서 가공 처리된다.

Description

세라믹-폴리머 복합체 커패시터 및 그 제조 방법
우선권 주장
본 출원은 2016년 8월 26일자 미국 가출원 번호 62/379,861에 대한 우선권의 혜택을 주장하며, 미국 가출원은 그 전체 내용이 원용에 의해 본 명세서에 포함된다.
기술 분야
본 발명은 세라믹 복합 재료, 세라믹 복합 재료를 이용한 용도 및 제품, 및 세라믹 복합 재료를 이용한 방법/제조 장치에 관한 것이다. 일 예에서, 본 발명은 소결된 미세구조 안에 통합 (integration)된 하나 이상의 폴리머를 포함하는 세라믹 복합 재료에 관한 것이다.
세라믹 물질의 소결은 전형적으로 생소지 상태 (green state)에서 세라믹 분말을 결집시키기 위한 폴리머 결합제의 사용을 수반한다. 세라믹 분말과 폴리머 결합제는, 폴리머 결합제가 연소되어 세라믹 물질만 남게 되는, 매우 높은 온도로 가열된다. 고온에서 세라믹 분말의 입자들은 접촉점에서 융합하기 시작해, 세라믹 물질만으로 된 소결된 미세구조를 형성한다.
소결된 세라믹 복합 재료는 매트릭스 상 및 분산 상으로부터 기인한 물질 특성들을 조합할 수 있어, 바람직하다. 그러나, 폴리머 결합제가 생소지 상태의 제조 중에 연소되므로, 소결시 세라믹 분말의 고온 처리 공정으로 다양한 세라믹 복합 재료를 제조하기가 불가능하다. 세라믹과 폴리머의 복합 재료와 같이 다양한 복합체 조합이 가능한, 보다 낮은 온도에서 소결된 세라믹 구조를 제조할 수 있다면 바람직할 것이다.
후술하는 상세한 설명에서, 본 발명의 일부를 구성하며 본 발명이 구현될 수 있는 구체적인 구현예가 예시적으로 도시된 첨부 도면을 참조한다. 도면에서, 여러 도면들에서 비슷한 참조번호는 실질적으로 유사한 부분을 나타낸다. 이들 구현예는 당해 기술 분야의 당업자가 본 발명을 실시할 수 있도록 충분히 상세하게 기술된다. 다른 구현예들이 이용될 수 있으며, 본 발명의 범위로부터 이탈하지 않는 범위내에서 구조적 또는 논리적 변경 등이 이루어질 수 있다.
본원 전체에서, 범위 형태로 표시된 값들은 그 범위의 상, 하한으로서 명시적으로 언급된 수치들 뿐만 아니라 그 범위 내의 모든 개별 수치들 또는 하위 범위들을, 각각의 개별 수치 및 하위 범위가 명시적으로 언급된 것처럼, 모두 포함하도록 융통성있게 해석되어야 한다. 예를 들어, "약 0.1% 내지 약 5%"의 범위 또는 "약 0.1% 내지 5%"는 단순히 약 0.1% 내지 약 5% 뿐만 아니라 언급된 범위 내 각각의 값 (예, 1%, 2%, 3% 및 4%) 및 하위 범위 (예, 0.1% 내지 0.5%, 1.1% 내지 2.2%, 3.3% 내지 4.4%)를 포괄하는 것으로 해석되어야 한다. 표현 "약 X 내지 Y"는 달리 언급되지 않은 한 "약 X 내지 약 Y"와 동일한 의미를 가진다. 마찬가지로, 표현 "약 X, Y, 또는 약 Z"는 달리 언급되지 않은 한 "약 X, 약 Y, 또는 약 Z"와 동일한 의미를 가진다.
본원에서, "단수 ("a," "an" 또는 "the")" 용어는 명확하게 달리 언급되지 않은 한 2 이상을 포함하는 것으로 사용된다. 용어 "또는"은 명시적으로 달리 언급되지 않은 한 비-배타적인 "또는"을 지칭하는 것으로 사용된다. 표현 "A 및 B 중 하나 이상"은 "A, B, 또는 A와 B"와 동일한 의미를 가진다. 또한, 본원에 사용된 표현 또는 용어는 달리 정의되지 않은 한 단순 설명하기 위한 목적일 뿐 제한하기 위한 것은 아니다. 임의의 섹션 제목의 사용은 문헌을 읽는데 도움을 주기 위한 것이며, 제한되는 것으로 해석되지 않으며; 섹션 제목과 관련된 정보는 특정 섹션 범위에서 또는 다른 부분에서 제공될 수 있다.
본원에 기술된 방법에서, 시간적 또는 작동 순서가 명시적으로 언급된 경우를 제외하고는, 행위들은 본 발명의 원칙으로부터 이탈되지 않은 한 임의 순서로 수행될 수 있다. 또한, 청구 범위에서 별도로 수행되는 것으로 언급되지 않은 한, 명시된 행위들은 동시에 수행될 수 있다. 예를 들어, 청구항에 기술된 X 행위와 Y 행위는 단일 조작으로 동시에 수행될 수 있으며, 달성되는 프로세스는 청구된 방법의 기본 범위내에 포함될 것이다.
본원에서, 용어 "약"은 수치 또는 범위에 소정의 가변성, 예를 들어, 언급된 수치 또는 어떤 범위의 언급된 한계에 대해 10% 이내, 5% 이내 또는 1% 이내의 가변성을 허용할 수 있으며, 실제 언급된 수치 또는 범위를 포괄한다. 본원에서, 용어 "실질적으로"는 적어도 약 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%, 99.9%, 99.99% 또는 적어도 약 99.999% 이상, 또는 100%의 경우와 같이, 다수 또는 거의 모두를 의미한다.
본원에서, 용어 "폴리머"는 하나 이상의 반복 유닛을 가진 분자를 지칭하며, 코폴리머를 포함할 수 있다.
본원에 언급된 폴리머는 임의의 적합한 방식으로 종결될 수 있다. 일부 구현예에서, 폴리머는 독립적으로 적합한 중합 개시제, -H; -OH; -O-, 치환 또는 비치환된 -NH- 및 -S-로부터 독립적으로 선택되는 기 0, 1, 2 또는 3개가 개지 (interruption)된 치환 또는 비치환된 (C1-C20)하이드로카르빌 (예, (C1-C10)알킬 또는 (C6-C20)아릴), 폴리(치환 또는 비치환된 (C1-C20)하이드로카르빌옥시) 및 폴리(치환 또는 비치환된 (C1-C20)하이드로카르빌아미노)로부터 선택되는 말단 기로 종결될 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 예에 따른 열 처리 전 분말 입자들의 혼합물을 나타낸 것이다.
도 1b는 본 발명의 일 예에 따른 약간의 열 처리 후 도 1a의 물질을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 예에 따른 복합 유전체 미세구조를 나타낸 다이아그램이다.
도 3은 본 발명의 일 예에 따른 복합 유전체 미세구조의 또 다른 다이아그램이다.
도 4는 본 발명의 일 예에 따른 커패시터이다.
도 5는 본 발명의 일 예에 따른 커패시터이다.
도 6은 본 발명의 일 예에 따른 커패시터의 제조 방법을 도시한 것이다.
도 7a-7c는 본 발명의 일 예에 따른 선택 복합 유전체의 유전 상수 데이타를 나타낸 것이다.
도 8a-8c는 본 발명의 일 예에 따른 선택 복합 유전체의 유전 손실 데이타를 나타낸 것이다.
도 9a-9c는 본 발명의 일 예에 따른 추가적인 복합 유전체에 대한 유전 상수 데이타를 나타낸 것이다.
도 10a-10c는 본 발명의 일 예에 따른 추가적인 복합 유전체에 대한 유전 손실 데이타를 나타낸 것이다.
도 11a-11c는 본 발명의 일 예에 따른 추가적인 복합 유전체에 대한 유전 상수 데이타를 나타낸 것이다.
도 12a-12c는 본 발명의 일 예에 따른 추가적인 복합 유전체에 대한 유전 손실 데이타를 나타낸 것이다.
도 1a는 본 발명의 일 예에 따른 가열 전 분말 입자들의 혼합물 (100)을 보여준다. 혼합물 (100)은 접촉점 (106)에서 서로 접촉하는 복수의 세라믹 입자 (102)를 포함한다. 접촉점 (106)에서 입자들 (102) 간의 방해의 결과로서, 다수의 공동 (104)이 세라믹 입자 (102)들 사이에 나타난다. 또한, 다수의 제2 입자 (110) 역시 혼합물 (100)의 일부로서 도시된다. 소결 후, 다수의 제2 입자 (110)는 최종 물질의 미세구조 내에 유지될 것이며, 소결된 세라믹 매트릭스 상 내부에 분산 상으로 존재하여 소결된 세라믹 복합 재료를 형성하게 될 것이다.
둥근 분말 과립이 예로서 도 1a 및 도 1b의 예시에 사용되지만, 본 발명이 이 형태로 한정되는 것은 아니다. 세라믹 입자 (102)와 제2 입자 (110) 둘다에 대한 다른 입자 형태로는 위스커, 로드 (rod), 원섬유, 섬유, 혈소판 및 도 1a에 예시된 바와 같이 서로 간의 접촉점을 제공하는 그외 물질적 형태를 포함할 수 있다. 도 1에서 혼합물 (100)에 나타낸 입자들 대부분이 세라믹 입자 (102)이고 소수가 제2 입자 (110)이지만, 본 발명이 이로 한정되는 것은 아니다. 후술한 다른 예들도 이러한 관계로 역전될 수 있다. 또 다른 예는 세라믹 입자 (102)와 제2 입자 (110)의 비율이 보다 비슷한 혼합물 (100)을 포함할 수 있다. 임의의 여러가지 비율들이 본 발명의 범위에 포함된다.
일 예에서, 세라믹 입자 (102)는 몰리브덴 산화물 (MoO3)과 같은 2원성 세라믹 (binary ceramic)을 포함한다. 다른 예로, 세라믹 입자는 옥사이드, 플루오라이드, 클로라이드, 아이오다이드, 카보네이트 및 포스페이트, 유리, 바나데이트, 텅스테이트, 몰리브데이트, 텔루레이트 또는 보레이트 군으로 이루어진 2원성, 3원성, 4원성 등의 화합물을 포함할 수 있다. 3원성 세라민 입자의 일 예는 K2Mo2O7을 포함한다. 이들 예시적인 세라믹 유형들이 예로서 사용되지만, 이 목록이 전부인 것은 아니다. 본원에 기술된 바와 같이 냉간 소결할 수 있는 임의의 세라믹이 본 발명의 범위에 포함된다.
냉간 소결할 수 있는 세라믹 물질에 대한 선택 예로는, 비-제한적으로, BaTiO3, Mo2O3, WO3, V2O3, V2O5, ZnO, Bi2O3, CsBr, Li2CO3, CsSO4, LiVO3, Na2Mo2O7, K2Mo2O7, ZnMoO4, Li2MoO4, Na2WO4, K2WO4, Gd2(MoO4)3, Bi2VO4, AgVO3, Na2ZrO3, LiFeP2O4, LiCoP2O4, KH2PO4, Ge(PO4)3, Al2O3, MgO, CaO, ZrO2, ZnO-B2O3-SiO2, PbO-B2O3-SiO2, 3ZnO-2B2O3, SiO2, 27B2O3-35Bi2O3-6SiO2-32ZnO, Bi24Si2O40, BiVO4, Mg3(VO4)2, Ba2V2O7, Sr2V2O7, Ca2V2O7, Mg2V2O7, Zn2V2O7, Ba3TiV4O15, Ba3ZrV4O15, NaCa2Mg2V3O12, LiMg4V3O12, Ca5Zn4(VO4)6, LiMgVO4, LiZnVO4, BaV2O6, Ba3V4O13, Na2BiMg2V3O12, CaV2O6, Li2WO4, LiBiW2O8, Li2Mn2W3O12, Li2Zn2W3O12, PbO-WO3, Bi2O3-4MoO3, Bi2Mo3O12, Bi2O-2.2MoO3, Bi2Mo2O9, Bi2MoO6, 1.3Bi2O3-MoO3, 3Bi2O3-2MoO3, 7Bi2O3-MoO3, Li2Mo4O13, Li3BiMo3O12, Li8Bi2Mo7O28, Li2O-Bi2O3-MoO3, Na2MoO4, Na6MoO11O36, TiTe3O8, TiTeO3, CaTe2O5, SeTe2O5, BaO-TeO2, BaTeO3, Ba2TeO5, BaTe4O9, Li3AlB2O6, Bi6B10O24, Bi4B2O9 등이 있다. 개별 세라믹 물질들을 열거하지만, 그 내용으로 제한되는 것은 아니다. 선택 예에서, 세라믹 성분은, 비-제한적인 예로, 전술한 세라믹 물질 등의, 2종 이상의 세라믹 물질의 조합을 포함할 수 있다.
일 예에서, 본원에 기술된 냉간 소결 조작에 사용되는 세라믹 물질은 어느 정도의 압전기 거동 (piezoelectric behavior)을 가질 수 있다. 일 예에서, 본원에 기술된 냉간 소결 조작에 사용되는 세라믹 물질은 강유전체 거동 (ferroelectric behavior)을 일부 가질 수 있다. 이러한 물질에 대한 일 예로는, 전술한 비-제한적인 목록에 포함된 바와 같이, BaTiO3를 포함할 수 있지만, 이로 제한되는 것은 아니다.
일 예에서, 제2 입자 (110)는 폴리머 입자를 포함한다. 일 예에서, 폴리머는 혼합물 (100)에, 예를 들어 유동가능한 온도 (flowable temperature)에서 도입될 수 있거나, 또는 나중에 중합 또는 경화되는 수지로서 도입될 수 있다.
폴리머 입자의 일 예로, 폴리머 (110)는 폴리프로필렌과 같은 열가소성 폴리머를 포함할 수 있다. 폴리머 입자의 일 예로, 폴리머 (110)는 열경화성 폴리머, 예를 들어, 에폭시 등을 포함할 수 있다. 폴리머 입자의 일 예로, 폴리머 (110)는 비정질 폴리머를 포함할 수 있다. 폴리머 입자의 일 예로, 폴리머 (110)는 반-결정질 폴리머를 포함할 수 있다. 폴리머 입자의 일 예로, 폴리머 (110)는 블렌드, 예를 들어, 혼화성 또는 비-혼화성 블렌드 폴리머를 포함할 수 있다. 폴리머 입자의 일 예로, 폴리머 (110)는 호모폴리머를 포함할 수 있다. 폴리머 입자의 일 예로, 폴리머 (110)는 랜덤 또는 블록 코폴리머와 같은 코폴리머를 포함할 수 있다. 폴리머 입자의 일 예로, 폴리머 (110)는 분지형 폴리머를 포함할 수 있다. 폴리머 입자의 일 예로, 폴리머 (110)는 가교된 폴리머를 포함할 수 있다. 폴리머 입자의 일 예로, 폴리머 (110)는 이온성 또는 비-이온성 폴리머를 포함할 수 있다.
허용가능한 폴리머에 대한 일부 구체적인 예로는, 비-제한적으로, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 아크릴로니트릴 부타다이엔 스티렌 (ABS), 폴리카보네이트 (PC), 폴리페닐렌 옥사이드 (PPO), 폴리부틸테레프탈레이트 (PBT), 이소프탈레이트 테레프탈레이트 (ITR), 나일론, HTN, 폴리페닐 설파이드 (PPS), 액정 폴리머 (LCP), 폴리아릴에테르케톤 (PAEK), 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK), 폴리에테르이미드 (PEI), 폴리이미드 (PI), 플루오로폴리머, PES, 폴리설폰 (PSU), PPSU, SRP (ParamaxTM), PAI (TorlonTM) 및 이들의 블렌드 등이 있다.
일 예로, 혼합물 (100)은 사출성형 몰드와 같이 몰드 또는 혼합물 (100)의 다른 성분과 함께 다른 툴링 표면 (tooling surface) 내부에서 중합될 수 있는 하나 이상의 수지 또는 올리고머를 포함할 수 있다. 일 예에서, 수지는 유동가능 (flowable)하다. 일 예에서, 유동성 수지는, 약 50 wt% 내지 약 100 wt%, 약 60 wt% 내지 약 95 wt%, 또는 약 50 wt% 이하, 또는 약 60 wt%, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78, 80, 82, 84, 86, 88, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 99.9, 99.99, 또는 약 99.999 wt% 미만, 등가 또는 초과와 같이, 혼합물 (100) 조성물의 임의의 적절한 비율을 구성할 수 있다. 하나 이상의 경화성 수지가 유동성 수지 내에 포함될 수 있다. 유동성 수지 내 하나 이상의 경화성 수지는, 아크릴로니트릴 부타다이엔 스티렌 (ABS) 폴리머, 아크릴 폴리머, 셀룰로이드 폴리머, 셀룰로스 아세테이트 폴리머, 사이클로올레핀 코폴리머 (COC), 에틸렌-비닐 아세테이트 (EVA) 폴리머, 에틸렌 비닐 알코올 (EVOH) 폴리머, 플루오로플라스틱 (fluoroplastic), 이오노머 (ionomer), 아크릴/PVC 합금, 액정 폴리머 (LCP), 폴리아세탈 폴리머 (POM 또는 아세탈), 폴리아크릴레이트 폴리머, 폴리메틸메타크릴레이트 폴리머 (PMMA), 폴리아크릴로니트릴 폴리머 (PAN 또는 아크릴로니트릴), 폴리아미드 폴리머 (PA, 예, 나일론), 폴리아미드-이미드 폴리머 (PAI), 폴리아릴에테르케톤 폴리머 (PAEK), 폴리부타다이엔 폴리머 (PBD), 폴리부틸렌 폴리머 (PB), 폴리부틸렌 테레프탈레이트 폴리머 (PBT), 폴리카프로락톤 폴리머 (PCL), 폴리클로로트리플루오로에틸렌 폴리머 (PCTFE), 폴리테트라플루오로에틸렌 폴리머 (PTFE), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 폴리머 (PET), 폴리사이클로헥실렌 다이메틸렌 테레프탈레이트 폴리머 (PCT), 폴리카보네이트 폴리머 (PC), 폴리(1,4-사이클로헥실리덴 사이클로헥산-1,4-다이카르복실레이트) (PCCD), 폴리하이드록시알카노에이트 폴리머 (PHA), 폴리케톤 폴리머 (PK), 폴리에스테르 폴리머, 폴리에틸렌 폴리머 (PE), 폴리에테르에테르케톤 폴리머 (PEEK), 폴리에테르케톤케톤 폴리머 (PEKK), 폴리에테르케톤 폴리머 (PEK), 폴리에테르이미드 폴리머 (PEI), 폴리에테르설폰 폴리머 (PES), 폴리에틸렌클로리네이트 폴리머 (PEC), 폴리이미드 폴리머 (PI), 폴리락트산 폴리머 (PLA), 폴리메틸펜텐 폴리머 (PMP), 폴리페닐렌 옥사이드 폴리머 (PPO), 폴리페닐렌 설파이드 폴리머 (PPS), 폴리프탈아미드 폴리머 (PPA), 폴리프로필렌 폴리머, 폴리스티렌 폴리머 (PS), 폴리설폰 폴리머 (PSU), 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 폴리머 (PTT), 폴리우레탄 폴리머 (PU), 폴리비닐 아세테이트 폴리머 (PVA), 폴리비닐 클로라이드 폴리머 (PVC), 폴리비닐리덴 클로라이드 폴리머 (PVDC), 폴리아미드이미드 폴리머 (PAI), 폴리아릴레이트 폴리머, 폴리옥시메틸렌 폴리머 (POM) 및 스티렌-아크릴로니트릴 폴리머 (SAN)와 같은, 임의의 하나 이상의 경화성 수지일 수 있다. 유동성 수지 조성물은 폴리카보네이트 (PC), 아크릴로니트릴 부타다이엔 스티렌 (ABS), 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리에테르이미드 (PEI), 폴리(p-페닐렌 옥사이드) (PPO), 폴리아미드(PA), 폴리페닐렌 설파이드 (PPS), 폴리에틸렌 (PE) (예, 초 고분자량 폴리에틸렌 (UHMWPE), 초 저분자량 폴리에틸렌 (ULMWPE), 고분자량 폴리에틸렌 (HMWPE), 고 밀도 폴리에틸렌 (HDPE), 고 밀도 가교된 폴리에틸렌 (HDXLPE), 가교된 폴리에틸렌 (PEX 또는 XLPE), 중간 밀도 폴리에틸렌 (MDPE), 저 밀도 폴리에틸렌 (LDPE), 선형의 저 밀도 폴리에틸렌 (LLDPE) 및 매우 저 밀도의 폴리에틸렌 (VLDPE)), 폴리프로필렌 (PP) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 유동성 수지는 폴리카보네이트, 폴리아크릴아미드 또는 이들의 조합일 수 있다.
다양한 구현예들에서, 유동성 수지 조성물은 충전제를 포함한다. 유동성 수지는 충전제 1종 또는 2종 이상의 충전제를 포함할 수 있다. 하나 이상의 충전제는 유동성 수지 조성물의 약 0.001 wt% 내지 약 50 wt%, 또는 약 0.01 wt% 내지 약 30 wt%, 또는 약 0.001 wt% 이하, 또는 약 0.01 wt%, 0.1, 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45 wt% 또는 약 50 wt% 또는 그 이상을 형성할 수 있다. 충전제는 유동성 수지 조성물에 균일하게 분산될 수 있다. 충전제는 섬유성이거나 또는 미립자일 수 있다. 충전제는 알루미늄 실리케이트 (멀라이트), 합성 칼슘 실리케이트, 지르코늄 실리케이트, 용융 실리카 (fused silica), 결정질 실리카 (crystalline silica), 흑연 (graphite), 천연 규사 (natural silica sand) 등; 붕소 분말, 예를 들어, 붕소-질화물 분말, 붕소-실리케이트 분말 등; 옥사이드, 예를 들어, TiO2, 알루미늄 옥사이드, 마그네슘 옥사이드 등; 칼슘 설페이트 (이의 무수물, 탈수화물 또는 삼수화물); 칼슘 카보네이트, 예를 들어, 백악 (chalk), 석회석, 대리석, 합성 칼슘 카보네이트 석출물 등; 탈크, 예를 들어, 섬유성, 모듈형, 니들 형상, 라멜라 탈크 (lamellar talc) 등; 규회석; 표면-처리된 규회석; 중공형 및 비-중공형 유리 구 (solid glass sphere)와 같은 유리 구, 실리케이트 구, 세노스피어 (cenosphere), 알루미노실리케이트 (아르모스피어 (armosphere)) 등; 카올린, 예를 들어, 경질 카올린, 연질 카올린, 소성된 카올린, 폴리머 매트릭스 수지와의 상용성을 높이기 위해 당해 기술 분야에 공지된 다양한 코팅제를 포함하는 카올린 등; 단결정 섬유 또는 "위스커 (whisker)", 예를 들어, 탄화규소, 알루미나, 탄화붕소, 철, 니켈, 구리 등; 섬유 (연속 섬유 및 단섬유 (chopped fiber) 등), 예를 들어, 아스베스토 (asbesto), 탄소 섬유, 유리 섬유; 설파이드, 예를 들어, 몰리브덴 설파이드, 아연 설파이드 등; 바륨 화합물, 예를 들어 티탄산바륨, 아철산바륨, 황산바륨, 중정석 (heavy spar) 등; 금속 및 금속 산화물, 예를 들어, 미립자 또는 섬유성 알루미늄, 청동, 아연, 구리 및 니켈 등; 플레이크형 충전제 (flaked filler), 예를 들어, 유리 플레이크, 탄화규소 플레이크, 이붕화알루미늄, 알루미늄 플레이크, 스틸 플레이크 등; 섬유성 충전제, 예를 들어, 짧은 무기 섬유, 예를 들어, 알루미늄 실리케이트, 알루미늄 옥사이드, 마그네슘 옥사이드 및 칼슘 설페이트 반수화물 중 하나 이상을 포함하는 블렌드로부터 유래된 물질 등; 중성 충전제 및 보강제 (reinforcement), 예를 들어, 목재에 의해 수득된 목분 (wood flour), 섬유성 생산물, 예로, 케나프 (kenaf), 셀룰로스, 면, 사이잘 (sisal), 황마 (jute), 아마 (flax), 전분, 옥수수 분말, 리그닌, 모시풀 (ramie), 라탄 (rattan), 어가베 (agave), 대나무, 삼 (hemp), 땅콩 껍질 (ground nut shell), 옥수수, 코코넛 (코이어 (coir)), 쌀알 외피 (rice grain husk) 등; 유기 충전제, 예를 들어 폴리테트라플루오로에틸렌, 섬유를 형성할 수 있는 유기 폴리머로부터 형성된 보강성 유기 섬유 충전제 (reinforcing organic fibrous filler), 예를 들어, 폴리(에테르 케톤), 폴리이미드, 폴리벤즈옥사졸, 폴리(페닐렌 설파이드), 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 방향족 폴리아미드, 방향족 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 아크릴 수지, 폴리(비닐 알코올) 등; 뿐만 아니라 운모, 클레이, 장석, 연진 (flue dust), 필라이트 (fillite), 석영, 규암, 펄라이트, 트리폴리 (Tripoli), 규조토, 카본 블랙 등과 같은 충전제, 또는 전술한 충전제들 중 하나 이상을 포함하는 조합물일 수 있다. 충전제는 탈크, 케나프 파이퍼 또는 이들의 조합일 수 있다. 충전제는 전도성을 촉진하기 위해 금속 물질 층으로 코팅되거나, 또는 유동성 수지 조성물과의 응착 및 분산을 개선하기 위해 실란, 실록산 또는 실란과 실록산의 조합물로 표면 처리될 수 있다. 충전제는 탄소 섬유, 미네랄 충전제 및 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다. 충전제는 운모, 탈크, 클레이, 규회석, 황화아연, 산화아연, 탄소 섬유, 유리 섬유, 세라믹-코팅된 흑연, 이산화티타늄 또는 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다.
일 예에서, 혼합물 (100)에서 폴리머 상은 후술한 예에 언급되는 커패시터에서 유전체의 자가-치유성 성분 (self-healing component)로서 기능한다. 일 예에서, 제2 입자 (110)로 사용되는 폴리머는 산소 및 수소의 총합에 대한 탄소의 비율 (C/(O+H))이 낮은 폴리머를 포함한다. 일 예에서, 그 비율은 2.0 미만이다. 일 예에서, 그 비율은 1.5 미만이다. 일 예에서, 그 비율은 2.0 - 1.5이다. 일 예에서, 그 비율은 1.5 - 0.5이다. 일 예에서, 그 비율은 2.0 - 0.5이다. 폴리프로필렌은 바람직한 비율 0.5를 가지는 폴리머의 일 예이다.
일 예에서, 산소 및 수소의 총합에 대한 탄소의 비율이 낮다는 것은, 전기 아크 (electric arcing)와 같은 열에 노출되었을 때, 탄화 (char)되는 경향이 낮은 폴리머 물질을 의미한다. 커패시터의 일부 고장 유형들에서, 전극을 분리시키는 유전체를 가로질러 전극들 간에 아크가 커패시터에서 발생할 수 있다. 이러한 아크 형성의 한가지 요인이 유전체내 균열 또는 유전체의 부적절한 얇은 영역일 수 있다. 아크가 발생되면, 유전체는 연소됨에 따라 탄화되어, 탄소 퇴적물 (carbon deposit)만 남게된다. 탄화물 또는 탄소 퇴적물은 충분히 전도성일 수 있으며, 전기가 전극 사이를 흐르는 통로를 제공할 수 있다. 이러한 시나리오에서, 결함 스팟이 회로 나머지 부분으로부터 스스로를 고립시킬 수 없다면, 커패시터는 단락 증상 (short circuit condition)으로 고장난 것으로 간주될 수 있다. 단락 증상은 연속적인 아크 발생, 폭발 또는 커패시터에 연결된 다른 부품의 또 다른 손상을 허용하는 등의 또 다른 부적절한 결과를 초래할 수 있다. 결함이 발생하지 않는, 즉 결함이 "오픈 (open)"되지 못하고 회로 나머지 부분으로부터 스스로를 고립시키는 구성을 가지는 것이 바람직하다.
산소와 수소의 총합에 대한 탄소 비율이 낮은 폴리머를 사용하는 커패시터 구성에서는, 탄소 함량이 적어 탄화 (char)가 줄어들거나 또는 없을 것이다. 탄화가 없거나 또는 감소되는 구성에서, 커패시터는 "오픈"되지 않는 특성을 가질 것이다. 본원에서, 커패시터의 유전체에서 "오픈 실패 (failing open)"에 기여하는 폴리머는 자가-치유 폴리머로 기술된다.
커패시터에서 세라믹 물질의 높은 유전 상수와 같은 특성과 폴리머의 가요성/내구성, 낮은 손실, 높은 절연 파괴 강도 및 "자가-치유" 특성을 조합하는 것이 바람직하다. 본원에 기술된 냉간 소결 기술은 이러한 조합을 달성할 수 있는 제조 방법을 제공해준다.
일 예에서, 혼합물 (100)은 제2 입자 (110)를 2가지 타입 이상으로 포함한다. 예를 들어, 제2 입자 (110)는 여러가지 타입의 폴리머 입자들 또는 폴리머 입자와 다른 유전체를 포함할 수 있다.
도 1a는 혼합물 (100)의 미세구조 내부에 적어도 일부 존재하는 활성화 용매 (108)를 추가로 도시한다. 일 예로, 활성화 용매 (108)는 물을 포함한다. 도입될 수 있는 물 및/또는 물 이용에 관한 다양한 형태로는 액체 물, 원자화 또는 분무된 물 (atomized or sprayed water), 수증기 등이 있다. 일 예로, 활성화 용매 (108)는 알코올을 포함한다. 다른 예는 활성화 용매 (108)을 형성하기 위한 여러가지 액체 또는 가스의 혼합물을 포함한다. 본 발명이 유익한 당해 기술 분야의 당업자라면, 활성화 용매 (108)의 선택이 제2 입자 (110)의 선택 및 세라믹 입자 (102)의 선택에 따라 결정됨을 알 것이다. 효과적인 활성화 용매 (108)는 세라믹 입자 (102)들 간의 접촉점 (10)에서 저온 확산 및/또는 물질 이동을 활성화할 수 있을 것이다. 또한, 효과적인 활성화 용매 (108)는 제2 입자 (110)의 물질 특성에 불리하게 작용하지 않을 것이다. 예를 들어, 효과적인 활성화 용매 (108)는, 세라믹 입자 (102)의 소결 또는 활성화 온도 보다 낮은 온도에서 제2 입자 (110)를 휘발시키는 방식으로, 제2 입자 (110)와 반응하진 않을 것이다.
도 1b는 도 1a의 혼합물 (100)로부터 가공 후 형성된 복합 재료 (101)를 도시한다. 도 1b에 나타낸 미세구조는 소결된 또는 부분 소결된 미세구조를 예시한다. 도 1a에 나타낸 접촉점 (106) 위치에서 물질이 이동하여, 소결하기 전에는 별개의 세라믹 입자 (102)들이었던 소결된 영역 (103)들을 연결하는 병합된 영역 (joined region) (107)들이 생긴다. 일 예에서, 활성화 용매 (108)는 활성화 용매 (108) 없이도 가능한 저온에서 세라믹 입자 (102)로부터 병합된 영역 (107)으로 물질을 이동시키는 기전을 제공해준다. 일 예에서, 활성화 용매 (108)는, 도 1b에 나타낸 바와 같이, 소결에 필요한 온도를, 폴리머 등의 제2 입자 (110)가 소결 중에 증발되지 않고, 최종 미세 구조 내부에 남아있을 만큼 낮게, 감소시킨다. 낮은 소결 온도가 필요한 폴리머 이외의 다른 물질들 역시 저온 소결 결과로서 잔류할 수 있다.
소결 후, 도 1b의 미세구조는 실질적으로 연속적인 매트릭스 상으로서 소결된 영역 (103)과 병합된 영역 (107)을 포함하는, 복합 재료 (101)이다. 제2 입자 (110) 중 적어도 일부는 복합 재료 (101)의 남아있는 포어 (105) 안에 잔류하여 분산 상 (111)을 형성한다. 전술한 바와 같이, 저온 소결 결과로서, 폴리머 입자와 같은 제2 입자 (110) 중 적어도 일부는 증발하지 않으며, 미세구조 내에 잔류한다.
도 1b에 나타낸 예에서, 세라믹 매트릭스 상은 닫힌 셀 다공성 (closed cell porosity)을 포함한다. 다시 말해, 소결 후, 남아있는 다수의 포어 (105)들이 세라믹 매트릭스 상에 의해 완전히 둘러싸이게 되어, 더 이상 미세구조의 외부에서 접근할 수 없다. 폴리머 입자 등의 임의의 남아있는 제2 입자 (110)는, 소결 중에 혼합물 (100) 내부에 위치하고 증발 온도 보다 낮은 소결 온도의 결과로서 남게 되므로, 닫힌 셀 기공 안에만 존재할 수 있다. 분산된 상의 물질을 소결 후 닫힌 셀 포어 안으로 도입하는 것은 불가능하다.
일 예에서, 폴리머 제2 입자 (110)는 소결 시, 폴리머의 유리 전이 온도 (Tg) 보다는 높지만 폴리머의 증발 온도를 넘어서지 않는 온도까지 승온된다. 일 예에서, 폴리머 제2 입자 (110)는, 소결 시, 폴리머의 용융 온도 (Tm) 보다는 높지만 폴리머의 증발 온도를 넘어서지 않는 온도까지 승온된다. 폴리머 제2 입자 (110)는, 유동 거동을 촉진하는 압력 및 온도에서 소결 중에, 남아있는 포어 (105) 안에서 흐르고 그 공간을 채우는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 구성 (configuration)에서, 분산된 상 (111)과 주변 세라믹 매트릭스 간에 더 넓은 접촉 면적이 제공될 수 있다. 일 예에서, 충분한 물질 이동은 Tg 및 Tm 보다 낮은 온도에서 달성될 수 있다. 접촉 면적 증가 이점으로는, 인성 증가, 파괴 강도 개선 및/또는 분리되진 않지만 물체에 균열 발생과 같이 보다 바람직한 고장 모드 (failure mode)와 같은 기계적 특성 개선을 포함할 수 있다.
일 예에서, 복합 재료 (101)의 특성을 강화하기 위해 세라믹 물질과 폴리머 제2 입자 (110)의 조합을 선택한다. 예를 들어, 2개의 상 (세라믹과 폴리머)들 사이의 낮은 표면 에너지는 세라믹 상과 폴리머 상 간의 계면에서 보다 연속적인 표면 피복 (surface coverage)을 유발할 것이다. 이는, 복합 재료 (101)의 기계적 특성을 개선할 수 있다. 세라믹 상과 폴리머 상 간의 계면에서 보다 연속적인 표면 피복은 또한 커패시터와 같은 디바이스에서 유전 손실 또는 유전 상수 개선과 같은 전기적 성능 개선을 유도할 수 있다. 일 예에서, 세라믹 상과 폴리머 상 간의 계면에서 보다 연속적인 표면 피복은 복합 재료 (101) 내부의 보다 연속적인 폴리머 네트워크의 결과로서 폴리머 상의 자가-치유 능력을 보다 신뢰성있게 작동시킬 수 있다.
디바이스 개선을 위해 특별히 선택될 수 있는 세라믹-폴리머 시스템의 다른 특성으로는, 비-제한적으로, 세라믹과 폴리머 간의 낮은 반응성, 세라믹과 폴리머 계면에서의 높은 응착성 (adhesion) 등이 있다.
본 발명이 유익한 당해 기술 분야의 당업자라면, 세라믹 물질 선택, 활성화 용매 선택 및 활성화 용매의 pH와 같은 다수 인자들에 따라 충분한 활성화 온도 및 압력이 결정됨을 알 것이다. 비-제한적인 일 예는 활성화 용매로서 물의 사용과 시스템을 활성화하기 위한 100℃를 초과하는 온도의 사용을 포함한다.
도 1b는 적어도 어느 정도의 닫힌 셀 다공성과, 소결된 미세구조의 닫힌 셀들 중 적어도 일부 셀 안에 존재하는 폴리머 분산 상과 같은 분산된 상 (111)을 예시한다. 분산 상 (111)은 주로 오리지널 제2 입자 (110)로부터 기원하므로, 분산 상 (111)의 물질들은 전술한 바와 같이 제2 입자 (110)의 물질과 실질적으로 유사하거나 또는 동일하다.
다른 예로, 닫힌 셀 다공성 (closed cell porosity)은 없을 수 있지만, 냉간 소결된 미세구조는 물리적으로 관찰가능할 것이며, 전통적인 고온 소결과 구분가능할 것이다. 일 예에서, X선 회절을 이용해 결정 구조를 검출할 수 있다. 고온 소결은 미세구조에 결정 구조 변화를 유발할 수 있다. 이러한 변화의 균일성 (uniformity) 정도는 냉간 소결이 에너지 집약성이 보다 낮은 공정이므로 냉간 소결 미세구조에서는 유사하지 않을 수 있다.
다른 예에서, 원소 분석을 이용해 하이드록사이드 및 카보네이트와 같은 화합물의 존재 또는 부재를 검출할 수 있다. 고온 소결 공정에서, 이들 화합물은 연소될 것이며, 미세 구조에서 발견되지 않을 것이다. 냉간 소결 구조에서, 소결 시 온도는 이들 화합물을 연소시킬만큼 충분히 높은 온도까지 도달하지 않을 것이기 때문에, 하이드록사이드 및 카보네이트 등의 화합물은 여전히 존재하며 검출가능할 것이며, 이는 소결된 미세구조가 냉간 소결 기법으로 형성된다는 것을 의미한다.
다른 예에서, 결정화도의 정도를 정량할 수 있다. 고온 소결 공정의 경우, 세라믹 성분들이 냉간 소결 공정에서 보다 더 충분히 결정화될 수 있다.
도 2는 일 예에 따른 냉간 소결 물질의 미세구조 (200)를 도시한다. 소결된 결정 (sintered grain, 206) 및 결정 입계 (207)를 다수 가진 냉간 소결된 제1 상 (204)이 도시된다. 또한, 미세구조 (200) 내부에 폴리머 제2 상 (202)이 도시된다. 도 2의 예에서, 냉간 소결된 제1 상 (204)은 매트릭스 상이고, 폴리머 제2 상 (202)은 분산 상이다. 일 예에서, 냉간 소결된 제1 상 (204)은 전술한 세라믹 물질을 포함한다. 일 예에서, 폴리머 제2 상 (202)은 전술한, 예를 들어 제2 입자와 관련하여 기술된 폴리머 물질을 포함한다.
도 3은 일 예에 따른 냉간 소결된 물질의 미세구조 (300)를 보여준다. 도 3의 예에서, 냉간 소결된 제1 상 (304)이 도시된다. 냉간 소결된 제1 상 (304)은 소결된 결정 (303)과 결정 입계 (305)를 다수개 포함할 수 있다. 도 3은 또한 폴리머 제2 상 (302)을 도시한다. 도 3의 예에서, 냉간 소결된 제1 상 (304)은 분산 상이고, 폴리머 제2 상 (302)은 매트릭스 상이다. 일 예에서, 냉간 소결된 제1 상 (304)은 전술한 세라믹 물질을 포함한다. 일 예에서, 폴리머 제2 상 (302)은 전술한, 예를 들어 제2 입자와 관련하여 기술된 폴리머 물질을 포함한다.
도 4는 커패시터 (400)의 블럭 다이아그램을 도시한다. 제1 전극 (402)과 제2 전극 (404)이 도시된다. 복합 유전체 (406)가 제1 전극 (402)과 제2 전극 (404) 사이에 위치한다. 회로 (circuitry, 408)는 전기 디바이스의 다른 부품에 커패시터 (400)이 연결되어 있음을 나타낸다. 일 예에서, 복합 유전체 (406)는 냉간 소결된 제1 상과 폴리머 제2 상을 포함한다. 일 예에서, 냉간 소결된 제1 상은 분산 상이고, 폴리머 제2 상은 매트릭스 상이다. 일 예에서, 냉간 소결된 제1 상은 매트릭스 상이고, 폴리머 제2 상은 분산 상이다. 다른 예에서, 폴리머 제2 상에 대한 냉간 소결된 제1 상의 비율은, 어느 상도 매트릭스 상 또는 분산 상이 아니고 미세 구조가 보다 균일하도록 할 수 있는 비율이다. 냉간 소결된 제1 상과 폴리머 제2 상의 모든 조합이 본 발명에 포함된다.
평평한 플레이트 구조 (flat plate structure)가 도 4에서 예시 목적으로 도시되지만, 본 발명이 이 구조로 제한되는 것은 아니다. 본 발명이 유익한 당해 기술 분야의 당업자라면, 압연된 형태 (rolled shape), 만곡된 형태, 원통형 또는 그외 복합 형태와 같은 다른 구조도 본 발명에 포함됨을 알 것이다.
일 예에서, 복합 유전체 (406)는 산소와 수소의 총합에 대한 탄소 비율 (C/(O+H))이 낮은 폴리머를 포함한다. 전술한 바와 같이, 커패시터 (400)에서 파열이 발생하거나 또는 복합 유전체 (406)를 통과하는데 실패하였다면, 산소와 수소의 총합에 대한 탄소 비율이 낮은 폴리머 제2 상이 존재하는 것이 오픈 실패할 가능성이 더 높을 것이다.
일 예에서, 본원에 기술된 복합 유전체의 열 팽창 계수 (CTE)는 냉간 소결된 제1 상 성분과 자가-치유성 폴리머 제2 상 성분의 각각의 양을 선택함으로써 변형시킬 수 있다. 선택 예에서, 복합 유전체를 검사하여 이의 CTE를 측정하였다.
일 예에서, 냉간-소결 하이브리드 물질의 CTE는 TA instruments 사의 열 기계 분석기 TMA Q400을 사용해 측정하였으며, 데이타는 TA instruments 사의 Universal Analysis V4.5A를 이용해 분석하였다.
샘플은 TMA Q400 장치에 맞게, 막대 직경 13 mm, 두께 2 mm 펠릿 형태로 재-형상화하였다. 샘플을 TMA Q400에 배치한 다음, 150℃까지 (@20℃/분) 가열하였으며, 이 온도에서 수분과 응력을 완화시킨 다음 -80℃까지 (@20℃/분) 냉각시켜 실제 열 팽창 계수 측정을 개시하였다. -80℃에서 시작해 샘플을 분당 5℃의 속도로 150℃까지 가열하였으며, 온도에 따른 변위 (displacement)를 측정하였다.
측정 데이타를 분석 소프트웨어에 입력하고, Alpha x1-x2 방법으로 열 팽창 계수를 계산하였다. 이 방법은 온도 T1에서 온도 T2까지의 치수 변화를 측정하며, 치수 변화를 하기 식을 이용해 열 팽창 계수 수치로 변환하였다:
Figure pct00001
상기 식에서,
ΔL = 길이 변화 (㎛)
ΔT = 온도 변화 (℃)
L0 = 샘플 길이 (m)
LiMn2O4 (LMO) 냉간 소결 샘플에서, 폴리에테르 이미드 (PEI), 폴리스티렌 (PS) 및 폴리에스테르 등의, 3종의 폴리머의 열 팽창 계수를, 농도를 달리하여, TMA Q400으로 검사하였다. 그 결과는 아래 표 1에서 확인할 수 있다.
표 1: LMO/PEI, LMO/PS 및 LMO/폴리에스테르 냉간 소결 복합체의 열 팽창 계수
샘플 CTE (㎛/(m*K))
-40℃-> 40℃ 23℃-> 80℃ -40℃-> 125℃
neat LMO 11.6 13.1 13
LMO / 20 vol% PEI 14.5 16.9 15.3
LMO / 40 vol% PEI 19.9 22.4 22.1
LMO / 60 vol% PEI 28.4 31.9 30.7
LMO / 80 vol% PEI 38.1 43.1 41.1
100% PEI(데이타시트 값 -20℃에서 150℃) 54 54 54
LMO/5wt%(13.8vol%) 폴리스티렌 분말 12 14.3 NA
LMO/10 wt%(22.3vol%) 폴리에스테르 분말 15.9 17.6 16.9
도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른 다층 커패시터 (500)를 나타낸다. 제1 전극 (502)과 제2 전극 (506)이 도시된다. 복합 유전체 (510)는 제1 전극 (502)과 제2 전극 (506) 사이에 위치된다. 상기 기술한 도 4와 마찬가지로, 일 예에서, 복합 유전체 (510)는 냉간 소결된 제1 상과 폴리머 제2 상을 포함한다. 일 예에서, 냉간 소결된 제1 상은 분산 상이고, 폴리머 제2 상은 매트릭스 상이다. 일 예에서, 냉간 소결된 제1 상은 매트릭스 상이고, 폴리머 제2 상은 분산 상이다. 다른 예에서, 냉간 소결된 제1 상 : 폴리머 제 2상의 비율은, 어느 상도 매트릭스 또는 분산 상이 아니고 미세구조가 더 균일하도록 선택될 수 있다. 냉간 소결된 제1 상과 폴리머 제2 상의 모든 조합이 본 발명에 포함된다.
일 예에서, 복합 유전체 (510)는 자가-치유성 폴리머를 포함한다. 일 예에서, 복합 유전체 (510)는 산소 및 수소 총합에 대비 탄소 비율 (C/(O+H))이 낮은 폴리머를 포함한다. 전술한 바와 같이, 커패시터 (500)에서 파열이 발생하거나 또는 복합 유전체 (510)를 통과하는데 실패하였다면, 산소와 수소의 총합에 대한 탄소 비율이 낮은 폴리머 제2 상이 존재하는 것이 오픈 실패할 가능성이 더 높을 것이다.
일 예에서, 제1 전극 (502)은 복수의 다층 플레이트 (504)를 포함한다. 일 예에서, 제2 전극 (506)은 복수의 다층 플레이트 (508)를 포함한다. 도 5에 나타낸 예에서, 다층 플레이트 (504, 508)는 서로 적어도 부분적으로 인터리브 (interleave)된다. 일 예에서, 복합 유전체 (510)의 두께는 층 당 약 0.5 미크론이지만, 본 발명이 이 수치로 제한되는 것은 아니다.
도 5의 예에서, 제1 전극 (502)과 제2 전극 (506)의 일부 위에 금속화 (metallization , 512)가 포함된다. 일 예에서, 금속화 (512)는 제1 단부 연결부 (first end connection, 524)과 제2 단부 연결부 (526)을 제공한다. 커패시터 (500)는 예를 들어 솔더 (solder, 514)를 이용해 회로 기판 (520) 위에 탑재된 형태로 도시된다.
일 예에서, 커패시터 (500)를 둘러싸는 기밀 봉합재와 같은 봉합재 (encapsulant, 522)가 추가로 포함된다. 일 예에서, 봉합재 (522)는 에폭시를 포함한다. 의학 장치 적용에서와 같은 선택 용도에서, 커패시터 (500)를 봉합재 (522)를 사용해 주변 환경으로부터 분리시키는 것이 바람직할 수 있다. 다른 예로, 봉합재는 노출시 특성에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 수분으로부터 커패시터 (500)의 부품들을 실질적으로 분리시킬 수 있다. 일 예에서, 수분은 본원에 나타낸 복합 유전체의 폴리머 성분의 유전 특성에 영향을 줄 수 있다. 봉합재의 사용은 수분 노출로 인한 부작용을 방지할 수 있다.
도 5에 나타낸 예에서, 제1 단부 연결부 (524) 및 제2 단부 연결부 (526)는 다층 플레이트 (504), 다층 플레이트 (508) 및 복합 유전체 (510)에 의해 구성된 평판 적층 (planar stack, 530)을 두고 이격되어 있다. 평판 적층 (530)은 제1 단부 연결부 (524)와 제2 단부 연결부 (526) 사이에 매달려 (suspended), 만곡 (flex)가능하다. 일 예에서, 복합 유전체 (510)는 복합 유전체 (510)의 탄성 계수를 낮추는 폴리머 제2 상 성분을 포함한다. 커패시터 (500)의 경우 유연성이 강화되는 것이 유익하다. 회로 기판 (520)은 디바이스 제조 또는 사용시 만곡된다면, 복합 유전체 (510)가 구부려지지만 절단되지 않는 것이 바람직하다.
도 6은 일 예에 따른 커패시터의 제조 방법을 도시한다. 조작 602에서, 소정량의 분말을 조합한다. 소정량의 분말은 냉간 소결가능한 세라믹 분말과 폴리머 분말을 포함한다. 조작 604에서는, 활성화 용매를 소정량의 분말에 적용한다. 조작 606에서는, 분말의 소결을 활성화하기 위해 폴리머 분말의 파괴 온도 보다 낮은 충분한 열과 압력을 적용하여 냉간 소결된 복합 유전체를 제조한다. 조작 608에서는, 냉간 소결된 복합 유전체를 2개 이상의 전극 사이에 배치하여 커패시터를 제조한다.
일 예에서, 냉간 소결된 복합 유전체는 유닛으로서 2개 이상의 전극과 접촉된 상태로 제조된다. 다른 예로, 냉간 소결된 복합 유전체는 각각 제조한 다음 이후 전극과 조합하여 커패시터를 제조한다. 일 예에서, 소정량의 분말에 활성화 용매 적용은 소정량의 분말에 물을 적용하는 것을 포함한다. 일 예에서, 소정량의 분말에 활성화 용매 적용은 소정량의 분말에 알코올 등의 용매를 적용하는 것을 포함한다.
일 예에서, 냉간 소결 기술을 이용해 저온에서 복합 유전체를 형성할 수 있는 역량의 결과로서, 기존에는 이용할 수 없었던 다양한 금속 선택성을 이용할 수 있다. 예를 들어, 고온 세라믹 소결 기법을 이용해 전극과 함께 커패시터 유전체를 동시에 형성하는 경우에는, 팔라듐, 니켈 또는 플라티늄과 같은 고온 금속만 전극에 사용할 수 있다. 본원에 기술된 바와 같은 제조 방법을 이용하면, 냉간 소결 기법을 적용할 경우 손상되지 않기 때문에, 더 낮은 온도의 금속들을 사용할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 방법을 이용해 전극과 함께 커패시터 유전체를 동시에 제조하기 위해, 알루미늄 또는 구리 등의 전도성이 개선된 금속을 내화 금속 대신 사용할 수 있다.
복합 유전체와 동시에 제조되는 저온 전극을 가진 커패시터는 제조 후 물리적으로 검출가능할 것이다. 예를 들어, 전극과 유전체 간의 계면은, 유전체와 접촉한 상태로 전극을 제조하였음을 나타내는, 제조 중에 형성된 검출가능한 금속간 화합물을 함유할 수 있다. 전극이 존재하고 복합 유전체의 제조 및/또는 소결시 유전체과 접촉된 상태라면, 전극에서 결정 성장/결정 구조와 같은 다른 검출가능한 특징들도 나타날 것이다. 다른 예로, 전극은, 예를 들어, 스퍼터링 (sputtering)에 의해, 또는 유전체 형성 후 물리적 증기 증착 (physical vapor deposition)에 의해 별도로 제조할 수 있다.
일 예에서, 폴리머 수지, 모노머, 올리고머 또는 유사한 전구체 폴리머 분자들을 소정량의 냉간 소결가능한 세라믹 분말에 투입하고, 냉간 소결가능한 세라믹 분말과 동시에 열 및/또는 압력을 적용할 수 있다. 일 예에서, 제1 온도 및 압력을 적용해 냉각 소결 공정을 활성화하고, 제2 온도 및 압력을 적용해 폴리머 전구체 분자의 중합 및/또는 경화를 활성화할 수 있다. 다른 예로, 한가지 온도 및 압력을 적용해 폴리머 전구체 분자의 중합 및/또는 경화를 활성화하고, 동시에 냉간 소결 공정을 활성화할 수 있다.
일 예에서, 압력 적용은, 약 1 MPa 내지 약 5,000 MPa, 약 20 MPa 내지 약 80 MPa, 또는 약 0.1 MPa 이하, 또는 0.5 MPa, 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 90, 100, 125, 150, 175, 200, 250, 300, 400, 500, 750, 1,000, 1,500, 2,000, 2,000, 3,000, 4,000, 또는 약 5,000 MPa 미만, 등가 또는 이상과 같이, 임의의 적절한 압력까지 몰드 내 유동성 수지 조성물을 압착하는 것을 포함할 수 있다. 이 방법은, 약 0.1초 내지 약 10시간, 약 1초 내지 약 5시간, 또는 약 5초 내지 약 1분, 또는 약 0.1초 이하, 또는 약 0.5초, 1초, 2초, 3초, 4초, 5초, 10초, 20초, 30초, 45초, 1분, 2분, 3분, 4분, 5분, 10분, 15분, 20분, 30분, 45분, 1시간, 2시간, 3시간, 4시간 또는 약 5시간 이상 등의, 미리 결정된 시간 동안, 가압된 상태로 (수지 조성물 및 냉간 소결가능한 세라믹 분말이 수용된) 몰드 공동을 유지하는 것을 포함할 수 있다.
도 7-12는 본 발명에 따른 선택예 복합 유전체의 유전 특성을 나타낸 전기 검사 데이타를 보여준다. 물질 선택에 대한 선택 예가 도시되지만, 본 발명이 이로 한정되는 것은 아니다.
검사를 위해, 샘플의 두께를 정확도 ±0.2 ㎛의 Heidenhain Metro 게이지를 사용해 샘플의 두께를 측정하였다. 금속화 전에 필름 두께 측정을 위해 13 mm 영역에서 3 지점을 선택하였으며, 그 평균을 유전 상수 계산에 사용하였다. 유전 상수 및 손실 측정을 위해, 13 mm 직경의 원형 마스크를 사용해 진공 오븐에서 2시간 동안 120℃에서 건조하여, 각 샘플 위에 Metalon® HPS-FG32 실버 잉크를 증착시켰다. 실버 잉크로 코팅된 샘플은 이후 2시간 동안 120℃에서 경화시켰다. Tenney 습도 및 온도 챔버와 연결된 Agilent E4980A Precision LCR Meter를 사용해, 23℃, 60℃, 120℃에서 진동수의 함수로서 유전 상수 및 유전 손실을 측정하였다. 스프링 프로브 2개가 납땜된 Keysight 16048A 테스트 납 키트로 LCR meter와 연결시켰다.
도 7a-7c는 폴리스티렌 (PS) 및 폴리에스테르를 함유한 리튬 몰리브데이트 (LMO)의 23℃, 60℃ 및 120℃ 각각에서의 유전 상수 데이타를 도시한다.
도 8a-8c는 PS 및 폴리에스테르를 함유한 LMO의 23℃, 60℃ 및 120℃ 각각에서의 유전 손실 데이타를 도시한다.
도 9a-9c는 폴리에테르이미드 (PEI)를 함유한 LMO 및 소듐 몰리브데이트 (NMO)의 23℃, 60℃ 및 120℃ 각각에서의 유전 상수 데이타를 나타낸다.
도 10a-10c는 폴리에테르이미드 (PEI)를 함유한 LMO 및 소듐 몰리브데이트 (NMO)의 23℃, 60℃ 및 120℃ 각각에서의 유전 손실 데이타를 나타낸다.
도 11a-11c는 폴리프로필렌 (PP)을 함유한 NMO의 23℃, 60℃ 및 120℃ 각각에서의 유전 상수 데이타를 나타낸다.
도 12a-12c는 폴리프로필렌 (PP)을 함유한 NMO의 23℃, 60℃ 및 120℃ 각각에서의 유전 손실 데이타를 나타낸다.
본원에 기술된 방법 및 장치를 더욱 잘 설명하기 위해, 비-제한적인 구현예 리스트를 이하 제공한다:
구현예 1은 커패시터를 포함한다. 커패시터는 제1 전극과 제2 전극을 포함한다. 커패시터는 제1 전극과 제2 전극 사이에 위치된 복합 유전체를 포함하며, 복합 유전체는 냉간 소결된 제1 상 성분과 자가-치유성 폴리머 제2 상 성분을 포함한다.
구현예 2는, 자가-치유성 폴리머 제2 상 성분이 수소+산소에 대한 탄소 비율이 약 2.0 미만인, 구현예 1의 커패시터를 포함한다.
구현예 3은, 자가-치유성 폴리머 제2 상 성분이 수소+산소에 대한 탄소 비율이 약 1.5 미만인, 구현예 1 또는 2의 커패시터를 포함한다.
구현예 4는, 자가-치유성 폴리머 제2 상 성분이 수소+산소에 대한 탄소 비율이 약 0.5인, 구현예 1-3 중 어느 하나에 따른 커패시터를 포함한다.
구현예 5는, 자가-치유성 폴리머 제2 상 성분이 반-결정질 폴리머를 포함하는, 구현예 1-4 중 어느 하나에 따른 커패시터를 포함한다.
구현예 6은, 자가-치유성 폴리머 제2 상 성분이 비정질 폴리머를 포함하는, 구현예 1-5 중 어느 하나에 따른 커패시터를 포함한다.
구현예 7은, 자가-치유성 폴리머 제2 상 성분이 폴리올레핀을 포함하는, 구현예 1-6 중 어느 하나에 따른 커패시터를 포함한다.
구현예 8은, 자가-치유성 폴리머 제2 상 성분이 폴리프로필렌을 포함하는, 구현예 1-7 중 어느 하나에 따른 커패시터를 포함한다.
구현예 9는, 자가-치유성 폴리머 제2 상 성분이 불소화 폴리머 (fluorinated polymer)를 포함하는, 구현예 1-8 중 어느 하나에 따른 커패시터를 포함한다.
구현예 10은, 제1 전극 및 제2 전극이 적어도 부분적으로 인터리브된 다층 플레이트들을 포함하는, 구현예 1-9 중 어느 하나에 따른 커패시터를 포함한다.
구현예 11은, 소정량의 분산 상의 유전체가 소정량의 소결된 미세구조와 비교해 제1 전극 및 제2 전극 중 하나 또는 둘다에 대한 열 팽창 계수와 실질적으로 매칭되는 변경된 열 팽창 계수 변형을 복합 유전체에 제공하는, 구현예 1-10 중 어느 하나에 따른 커패시터를 포함한다.
구현예 12는, 제1 전극, 제2 전극 및 복합 유전체를 둘러싸는 기밀 봉합재를 더 포함하는, 구현예 1-11 중 어느 하나에 따른 커패시터를 포함한다.
구현예 13은, 기밀 봉합재가 에폭시를 포함하는, 구현예 1-12 중 어느 하나에 따른 커패시터를 포함한다.
구현예 14는 플렉시블 커패시터 (flexible capacitor)를 포함한다. 플렉시블 커패시터는 제1 전극과 제2 전극을 포함한다. 플렉시블 커패시터는 제1 전극과 제2 전극 사이에 위치한 플렉시블 복합 유전체를 포함하며, 복합 유전체는 냉간 소결된 제1 상 성분과 자가-치유성 폴리머 제2 상 성분을 포함하며, 자가-치유성 폴리머 제2 상 성분은 플렉시블 복합 유전체의 탄소 계수를 감소시키며, 제1 전극, 제2 전극 및 플렉시블 복합 유전체는 평판 적층 (planar stack)을 형성한다. 플렉시블 커패시터는 평판 적층의 양측 상에 위치한, 제1 전극에 커플링된 제1 단부 연결부와 제2 전극에 커플링된 제2 단부 연결부를 포함하며, 평판 적층은 제1 단부 연결부 및 제2 단부 연결부 사이에 매달려 (suspended), 만곡 (flex)될 수 있다.
구현예 15는, 제1 전극 및 제2 전극이 적어도 부분적으로 인터리브된 다층 플레이트들을 포함하는, 구현예 14에 따른 플렉시블 커패시터를 포함한다.
구현예 16은, 플렉시블 복합 유전체의 두께가 층 당 약 0.5 미크론인, 구현예 14-15 중 어느 하나에 따른 플렉시블 커패시터를 포함한다.
구현예 17은, 자가-치유성 폴리머 제2 상 성분이 폴리프로필렌을 포함하는, 구현예 14-16 중 어느 하나에 따른 플렉시블 커패시터를 포함한다.
구현예 18은, 플렉시블 복합 유전체에서 냉간 소결된 제1 상 성분이 매트릭스 상을 형성하고; 자가-치유성 폴리머 제2 상 성분이 분산 상을 형성하는, 구현예 14-17 중 어느 하나에 따른 플렉시블 커패시터를 포함한다.
구현예 19는, 플렉시블 복합 유전체에서 냉간 소결된 제1 상 성분이 분산 상을 형성하고; 자가-치유성 폴리머 제2 상 성분이 매트릭스 상을 형성하는, 구현예 14-18 중 어느 하나에 따른 플렉시블 커패시터를 포함한다.
구현예 20은 커패시터 제조 방법을 포함한다. 이 방법은 냉간 소결가능한 세라믹 분말과 폴리머 분말을 포함하여 소정량의 분말을 조합 (assembling)하고, 소정량의 분말에 활성화 용매를 적용하고, 폴리머 분말의 파괴 온도 보다 낮은 온도에서 분말의 소결을 활성화하기에 충분한 열과 압력을 적용하여 냉간 소결된 복합 유전체를 제조하고, 및 냉간 소결된 복합 유전체를 2개 이상의 전극 사이에 배치하여 커패시터를 제조하는 것을 포함한다.
구현예 21은, 소정량의 분말의 조합이 냉간 소결가능한 세라믹 분말과 자가-치유성 폴리머 분말을 포함하여 소정량의 분말을 조합하는 것인, 구현예 20에 따른 방법을 포함한다.
구현예 22는, 냉간 소결된 복합 유전체를 유닛으로서 2개 이상의 전극과 접촉된 상태에서 제조하는, 구현예 20-21 중 어느 하나에 따른 방법을 포함한다.
구현예 23은, 충분한 열과 압력의 적용이 폴리머의 유리 전이 온도 보다 높은 열을 적용하는 것을 포함하는, 구현예 20-22 중 어느 하나에 따른 방법을 포함한다.
구현예 24는, 충분한 열과 압력의 적용이 폴리머의 용융 온도 보다 높은 열을 적용하는 것을 포함하는, 구현예 20-23 중 어느 하나에 따른 방법을 포함한다.
구현예 25는, 소정량의 분말에의 활성화 용매의 적용이 소정량의 분말에 물을 적용하는 것을 포함하는, 구현예 20-24 중 어느 하나에 따른 방법을 포함한다.
구현예 26은는, 소정량의 분말에의 활성화 용매의 적용이 소정량의 분말에 알코올을 비롯하여 용매를 적용하는 것을 포함하는, 구현예 20-25 중 어느 하나에 따른 방법을 포함한다.
구현예 27은 커패시터를 포함한다. 커패시터는 전극들 중 하나 이상이 구리를 포함하는, 제1 전극과 제2 전극, 제1 전극 및 제2 전극과 접촉 상태로, 제1 전극과 제2 전극 사이에 제자리 형성되는 복합 유전체를 포함하며, 복합 유전체는 냉간 소결된 제1 상 성분과 자가-치유성 폴리머 제2 상 성분을 포함한다.
구현예 28은 커패시터를 포함한다. 커패시터는 전극들 중 하나 이상이 알루미늄을 포함하는, 제1 전극과 제2 전극, 제1 전극 및 제2 전극과 접촉 상태로, 제1 전극과 제2 전극 사이에 제자리 형성되는 복합 유전체를 포함하며, 복합 유전체는 냉간 소결된 제1 상 성분과 자가-치유성 폴리머 제2 상 성분을 포함한다.
본 발명의 세라믹 복합 디바이스, 재료 및 관련 방법에 대한 상기한 예와 특징 및 기타 예 및 특징들은 전술한 상세 설명에서 일부 기술될 것이다. 이러한 개괄은 본 발명의 내용에 대한 비-제한적인 예를 제공하기 위한 것일 뿐 배타적인 또는 독점적인 설명을 제공하고자 하는 것은 아니다.
본원에 기술된 구현예들의 다수 이점들이 상기에 열거되어 있지만, 전부 열거된 것은 아니다. 전술한 구현예들의 다른 이점들은 본 발명을 숙지한 당해 기술 분야의 당업자들에게 자명할 것이다. 구체적인 구현예들이 본원에 예시 및 기술되었지만, 당해 기술 분야의 당업자라면, 동일한 목적을 달성하기 위해 계산된 임의 구성이 도시된 특정 구현예를 대체할 수 있음이 자명할 것이다. 본 출원은 본 발명의 임의 개조 또는 변형을 망라하는 것으로 의도된다. 전술한 설명은 예시로서, 비-제한적인 것으로 이해되어야 한다. 당해 기술 분야의 당업자라면, 전술한 설명을 숙지하는 경우, 전술한 구현예들의 조합 및 기타 구현예들이 자명할 것이다. 본 발명의 범위는 전술한 구조 및 제조 방법이 적용되는 임의의 다른 용도들도 포함한다. 본 발명의 범위는 이들 청구항이 주장하는 전체 균등물 범위와 더불어 첨부된 청구항들을 참조하여, 결정되어야 한다.

Claims (28)

  1. 커패시터 (capacitor)로서,
    제1 전극 및 제2 전극; 및
    상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 위치하는, 복합 유전체 (composite dielectric material)를 포함하며,
    상기 복합 유전체가 냉간 소결된 제1 상 성분 (cold sintered first phase component)과 자가-치유성 폴리머 제2 상 성분 (self-healing polymer second phase component)을 포함하는, 커패시터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자가-치유성 폴리머 제2 상 성분은 수소+산소에 대한 탄소 비율이 약 2.0 미만인, 커패시터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 자가-치유성 폴리머 제2 상 성분은 수소+산소에 대한 탄소 비율이 약 1.5 미만인, 커패시터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 자가-치유성 폴리머 제2 상 성분은 수소+산소에 대한 탄소 비율이 약 0.5인, 커패시터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 자가-치유성 폴리머 제2 상 성분이 반-결정질 폴리머 (semi-crystalline polymer)를 포함하는, 커패시터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 자가-치유성 폴리머 제2 상 성분이 비정질 폴리머를 포함하는, 커패시터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 자가-치유성 폴리머 제2 상 성분이 폴리올레핀을 포함하는, 커패시터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 자가-치유성 폴리머 제2 상 성분이 폴리프로필렌을 포함하는, 커패시터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 자가-치유성 폴리머 제2 상 성분이 불소화 폴리머 (fluorinated polymer)를 포함하는, 커패시터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극과 제2 전극이 적어도 부분적으로 인터리브 (interleave)된 다층 플레이트 (multilayer plate)들을 포함하는, 커패시터.
  11. 제1항에 있어서,
    소정량의 분산 상의 유전체가, 소정량의 소결된 미세구조와 비교해, 제1 전극 및 제2 전극 중 하나 또는 둘다에 대한 열 팽창 계수와 실질적으로 배칭되는 변경된 열 팽창 계수 (modified coefficient of thermal expansion)를 복합 유전체에 제공하는, 커패시터.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극, 제2 전극 및 복합 유전체를 둘러싸는 기밀 봉합재 (hermetic seal encapsulant)를 더 포함하는, 커패시터.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 기밀 봉합재가 에폭시를 포함하는, 커패시터.
  14. 플렉시블 커패시터로서,
    제1 전극과 제2 전극;
    상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 위치한 파괴 저항성 복합 유전체 (fracture resistant composite dielectric material)로서,
    상기 복합 유전체가 냉간 소결된 제1 상 성분과 자가-치유성 폴리머 제2 상 성분을 포함하고, 상기 자가-치유성 폴리머 제2 상 성분이 상기 파괴저항성 복합 유전체의 탄성 계수를 감소시키며, 상기 제1 전극, 제2 전극 및 플렉시블 복합 유전체가 평판 적층 (planar stack)을 형성하는, 파괴저항성 복합 유전체; 및
    상기 평판 적층 (planar stack)의 양측 상에 위치한, 상기 제1 전극에 커플링된 제1 단부 연결부 및 상기 제2 전극에 커플링된 제2 단부 연결부를 포함하며,
    상기 평판 적층이 상기 제1 단부 연결부와 상기 제2 단부 연결부 사이에 매달려 (suspended), 만곡가능한 것인, 플렉시블 커패시터.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 전극과 제2 전극이 적어도 부분적으로 인터리브된 다층 플레이트들을 포함하는, 플렉시블 커패시터.
  16. 제14항에 있어서,
    플렉시블 복합 유전체의 두께가 층 당 약 0.5 미크론인, 플렉시블 커패시터.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 자가-치유성 폴리머 제2 상 성분이 폴리프로필렌을 포함하는, 플렉시블 커패시터.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 플렉시블 복합 유전체에서, 상기 냉간 소결된 제1 상 성분은 매트릭스 상을 형성하고, 상기 자가-치유성 폴리머 제2 상 성분은 분산 상을 형성하는, 플렉시블 커패시터.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 플렉시블 복합 유전체에서, 상기 냉간 소결된 제1 상 성분은 분산 상을 형성하고, 상기 자가-치유성 폴리머 제2 상 성분은 매트릭스 상을 형성하는, 플렉시블 커패시터.
  20. 커패시터의 제조 방법으로서,
    냉간 소결가능한 세라믹 분말과 폴리머 분말을 포함한 소정량의 분말을 조합 (assembling)하고;
    상기 소정량의 분말에 활성화 용매를 적용하고;
    폴리머 분말의 파괴 온도 보다 낮은 온도에서 분말의 소결을 활성화하기에 충분한 열과 압력을 적용하여, 냉간 소결된 복합 유전체를 제조하고; 및
    냉간 소결된 복합 유전체를 2개 이상의 전극 사이에 배치하여 커패시터를 제조하는 것을 포함하는, 제조 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 소정량의 분말의 조합이 냉간 소결가능한 세라믹 분말과 자가-치유성 폴리머 분말을 포함하는 소정량의 분말을 조합하는 것인, 제조 방법.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 냉간 소결된 복합 유전체가 유닛으로서 2개 이상의 전극과 접촉된 상태로 제조되는, 제조 방법.
  23. 제20항에 있어서,
    충분한 열과 압력의 적용이 폴리머의 유리 전이 온도 보다 높은 열을 적용하는 것을 포함하는, 제조 방법.
  24. 제20항에 있어서,
    충분한 열과 압력의 적용이 폴리머의 용융 온도 보다 높은 열을 적용하는 것을 포함하는, 제조 방법.
  25. 제20항에 있어서,
    소정량의 분말에의 활성화 용매의 적용이 소정량의 분말에 물을 적용하는 것을 포함하는, 제조 방법.
  26. 제20항에 있어서,
    소정량의 분말에의 활성화 용매의 적용이 소정량의 분말에 알코올을 포함한 용매를 적용하는 것을 포함하는, 제조 방법.
  27. 커패시터로서,
    전극들 중 하나 이상이 구리를 포함하는, 제1 전극과 제2 전극; 및
    제1 전극 및 제2 전극과 접촉 상태로, 제1 전극과 제2 전극 사이에 제자리 (in place) 형성되는 복합 유전체를 포함하며,
    상기 복합 유전체가 냉간 소결된 제1 상 성분과 자가-치유성 폴리머 제2 상 성분을 포함하는, 커패시터.
  28. 커패시터로서,
    전극들 중 하나 이상이 알루미늄을 포함하는, 제1 전극과 제2 전극; 및
    제1 전극 및 제2 전극과 접촉 상태로, 제1 전극과 제2 전극 사이에 제자리 형성되는 복합 유전체를 포함하며,
    상기 복합 유전체가 냉간 소결된 제1 상 성분과 자가-치유성 폴리머 제2 상 성분을 포함하는, 커패시터.
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