KR20240079622A - 유전체 슬러리 조성물 및 이를 이용한 적층형 전자 부품의 제조방법 - Google Patents

유전체 슬러리 조성물 및 이를 이용한 적층형 전자 부품의 제조방법 Download PDF

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KR20240079622A
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hydrophilic
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권태균
홍소현
이응석
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 슬러리 조성물은, 소수성 용매와 유전체 입자를 포함하는 제1 용액; 및 친수성 용매, 친수성 분산제와 친수성 바인더를 포함하는 제2 용액; 을 포함하며, 상기 제1 용액 중 적어도 일부는 상기 제2 용액 중에서 에멀젼 구조를 가질 수 있다.

Description

유전체 슬러리 조성물 및 이를 이용한 적층형 전자 부품의 제조방법{Dielectric slurry composition and multilayer electronic component USING SAME}
본 발명은 유전체 슬러리 조성물 및 이를 이용한 적층형 전자 부품의 제조방법에 관한 것이다.
적층형 전자 부품의 하나인 적층 세라믹 커패시터(MLCC: Multi-Layered Ceramic Capacitor)는 액정 표시 장치(LCD: Liquid Crystal Display) 및 플라즈마 표시 장치 패널(PDP: Plasma Display Panel) 등의 영상 기기, 컴퓨터, 스마트폰 및 휴대폰 등 여러 전자 제품의 인쇄회로기판에 장착되어 전기를 충전시키거나 또는 방전시키는 역할을 하는 칩 형태의 콘덴서이다.
이러한 적층 세라믹 커패시터는 소형이면서 고용량이 보장되고 실장이 용이하다는 장점으로 인하여 다양한 전자 장치의 부품으로 사용될 수 있다. 컴퓨터, 모바일 기기 등 각종 전자 기기가 소형화, 고출력화되면서 적층 세라믹 커패시터에 대한 소형화 및 고용량화의 요구가 증대되고 있다.
현재 적층 세라믹 커패시터(MLCC)는 세라믹 그린 시트와 도전성 페이스트를 이용한 내부 전극 패턴을 교차 적층하여 형성한다. 세라믹 그린 시트는 티탄산바륨(BaTiO3) 등으로 대표되는 세라믹 분말과 유기 바인더를 주성분으로 한다.
종래에는 소수성을 띄는 유기 용매에 유기 바인더를 용해시킨 비히클 중에서 유전체 분말이 분산된 형태의 유전체 슬러리를 사용하였다. 종래의 방법을 이용하여, 도전성 페이스트를 형성하고 건조한 내부 전극 패턴 상에 유전체 슬러리를 도포하고 건조한 세라믹 그린 시트를 형성할 경우, 도전성 페이스트 중의 유기 용매가 세라믹 그린 시트 중의 유기 바인더를 팽윤 또는 용해시켜 불량을 발생하는 시트 어택(sheet attack) 현상이 나타나는 문제점이 있었다. 이러한 시트 어택 현상은 최종 제품인 적층 세라믹 커패시터의 유전체층의 절연성을 저하시키거나 쇼트 발생률을 증가시키는 문제점을 초래할 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 내부 전극 페이스트 또는 유전체 슬러리의 용제를 수계를 사용하는 시도들이 있었으나, 바인더 및 분산제의 종류나 함량에 따라 금속 분말 또는 유전체 분말의 분산성 정도가 상이해져 최적의 설계 조성에 대한 연구가 필요한 상황이다.
한편, 종래 유전체 슬러리를 도포하는 방법으로 테이프 캐스팅(tape casting) 방식을 많이 이용하나, 테이프 캐스팅 방식의 경우 내부 전극 페이스트 도포 후 이를 완전히 건조한 후에 유전체 슬러리를 도포해야 하므로 시간이 많이 소요되며, 두께의 초박막화가 어려운 문제점이 있다. 반면, 잉크젯 프린팅(inkjet printing) 방식은 내부 전극 페이스트 도포 후 완전 건조를 하지 않고서도 유전체 슬러리를 도포할 수 있는 장점이 있으나, 일반적으로 유기 용매의 유전체 슬러리를 사용하는 경우 잉크젯의 토출 입구가 막히거나 잉크젯의 세척이 용이하지 않아 공정상의 불편함이 있을 수 있다.
일본 공개특허공보 제2002-284579호 일본 공개특허공보 제2001-302342호
본 발명이 해결하고자 하는 여러 과제 중 하나는 수계 용매의 유전체 슬러리를 이용하여 시트 어택 현상을 방지하고자 함이다.
본 발명이 해결하고자 하는 여러 과제 중 하나는 유전체 분말의 분산성을 향상시켜 뭉침 현상을 방지하고자 함이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 여러 과제는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 유전체 슬러리 조성물은, 소수성 용매와 유전체 입자를 포함하는 제1 용액; 및 친수성 용매, 친수성 분산제와 친수성 바인더를 포함하는 제2 용액; 을 포함하며, 상기 제1 용액 중 적어도 일부는 상기 제2 용액 중에서 에멀젼 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 적층형 전자 부품의 제조방법은, 내부 전극 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 내부 전극 패턴 상에 유전체 슬러리 조성물을 잉크젯 프린팅하는 단계; 를 포함하고, 상기 유전체 슬러리 조성물은, 소수성 용매와 유전체 입자를 포함하는 제1 용액 및 친수성 용매, 친수성 분산제와 친수성 바인더를 포함하는 제2 용액을 포함하며, 상기 제1 용액 중 적어도 일부는 상기 제2 용액 중에서 에멀젼 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 여러 효과 중 하나는 수계 용매의 유전체 슬러리를 이용함으로써 시트 어택 현상을 방지할 수 있는 것이다.
본 발명의 여러 효과 중 하나는 유전체 분말의 분산성을 향상시켜 뭉침 현상을 방지할 수 있는 것이다.
다만, 본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 적층형 전자 부품의 사시도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 I - I'에 따른 단면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예인 유전체 슬러리 및 이를 제조하는 방법을 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 도 3의 P 영역의 확대도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예인 유전체 슬러리를 개략적으로 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예인 유전체 슬러리를 건조한 상태를 개략적으로 도시한 것이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예인 유전체 슬러리를 OM을 이용하여 스캔한 화상 이미지이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예인 유전체 슬러리를 건조한 상태를 SEM을 이용하여 스캔한 화상 이미지이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예인 유전체 슬러리를 잉크젯 프린팅 방식으로 도포하는 단계를 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 구체적인 실시형태 및 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 통상의 기술자에게 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.
그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하고, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 또한, 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다. 나아가, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도면에서, 제1 방향은 적층 방향 또는 두께(T) 방향, 제2 방향은 길이(L) 방향, 제3 방향은 폭(W) 방향으로 정의될 수 있다.
유전체 슬러리 조성물
도 3은 본 발명의 일 실시예인 유전체 슬러리 및 이를 제조하는 방법을 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 도 3의 P 영역의 확대도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예인 유전체 슬러리를 개략적으로 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예인 유전체 슬러리를 건조한 상태를 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 도 3 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시형태에 따른 유전체 슬러리 조성물에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일시형태에 따른 유전체 슬러리 조성물(30)은, 소수성 용매(11)와 유전체 입자(12)를 포함하는 제1 용액(10); 및 친수성 용매(21), 친수성 분산제(22)와 친수성 바인더(23)를 포함하는 제2 용액(20); 을 포함하며, 상기 제1 용액(10) 중 적어도 일부는 상기 제2 용액(20) 중에서 에멀젼 구조(10')를 가질 수 있다.
에멀젼(emulsion)이란 한 용액이 다른 용액에 콜로이드 상태로 퍼져 있는 용액을 의미할 수 있으며, 서로 섞이지 않는 두 용액 사이에 발생할 수 있고, 서로 다른 용매를 사용한 용액들이 섞여 있는 것을 의미할 수 있다.
본 발명에서 에멀젼 구조(10')는 제1 용액(10)이 제2 용액(20) 내에서 복수 개의 물방울(droplet) 구조를 띄며 분산되어 있는 형상을 의미할 수 있으며, 하나의 droplet 구조를 에멀젼 구조(10')라고 설명할 수 있다.
한편, 제1 용액(10) 및 제2 용액(20)이 혼합된 유전체 슬러리 조성물(30)을 초음파 처리(sonification)를 함으로써 제1 용액(10)을 에멀젼화하여 에멸전 구조(10')를 갖도록 할 수 있다. 유전체 슬러리 조성물(30)을 초음파 처리를 통해 교반함으로써 제1 용액(10)을 제2 용액(20) 내에 균일하게 분산시킬 수 있다. 이로써, 유전체 슬러리 조성물(30)은 제1 용액(10)이 제2 용액(20) 내에 분산된 유중수적형(water-in-oil) 에멀젼 구조(10')를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예인 유전체 슬러리 조성물(30) 중 제1 용액(10)의 체적 비율은 1.0 vol% 이상 50.0 vol% 이하이고, 제2 용액(20)의 체적 비율은 50.0 vol% 이상 99.0 vol% 이하일 수 있다.
즉, 제2 용액(20)의 체적이 제1 용액(10) 보다 높음으로써 제2 용액(20)이 제1 용액(10)을 감싸게 되어 제1 용액(10)이 에멀젼 구조(10')를 가지거나, 또는 제1 용액(10)이 제2 용액(20)에서 흩뿌려진 상태의 에멀젼 구조(10')를 보다 쉽게 가질 수 있다.
제1 용액(10)은 소수성 용매(11)와 유전체 입자(12)를 포함할 수 있다.
소수성 용매(11)는, 예를 들어, DHPA, 톨루엔(toluene), 벤젠(benzene), 클로로폼(chloroform), 헥실 아세테이트(hexyl acetate) 및 알릴 헥사노아테(allyl hexanoate)계 소수성 용매 중에서 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으나, 특별히 이에 제한되는 것은 아니며, 탄화수소 사슬(hydrocarbon chain)을 포함하는 용매라면 어떤 것이든 사용할 수 있다.
유전체 입자(12)는 유전용량을 형성하는 물질이면 어느 것이든 사용할 수 있으며, 일반적으로 페로브스카이트계 물질(ABO3)을 사용할 수 있고, 첨가제가 고용 또는 확산된 상태를 포함할 수 있다. 보다 구체적인 유전체 입자(12)에 대한 설명은 후술하기로 한다.
제1 용액(10)은 1.0 vol% 이상 80.0 vol% 이하의 유전체 입자(12) 및 20.0 vol% 이상 99.0 vol% 이하의 소수성 용매(11)를 포함할 수 있다.
유전체 입자(12)의 체적비율이 1.0 vol% 미만일 경우, 충분한 유전용량을 확보하기 어려울 수 있으며, 20.0 vol% 초과일 경우, 분산이 어려워져 뭉침 현상으로 인해 충분한 유전용량을 확보하기 어려울 수 있고, 분말 또는 결정립의 형상 제어가 어려울 수 있다.
소수성 용매(11)의 체적비율이 20.0 vol% 미만일 경우, 유전체 입자(12)의 분산이 어려워져 뭉침 현상이 발생할 수 있으며, 체적비율이 99.0 vol% 초과일 경우 충분한 유전용량을 확보하기 어려울 수 있다.
다만, 제1 용액(10)의 구성은 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 각종 첨가제를 더 포함할 수 있다.
제2 용액(20)은 친수성 용매(21), 친수성 분산제(22)와 친수성 바인더(23)를 포함할 수 있다.
친수성 용매(21)는 친수성 분산제(22) 및 친수성 바인더(23)를 용해할 수 있거나 swelling이 가능한 것이면 충분하고 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어, 물 또는 다이메틸 설폭사이드 등을 사용할 수 있다.
한편, 서로 다른 종류의 친수성 용매를 혼합하여 친수성 용매(21)로 사용할 수 있으나, 단일 수계 용매를 사용하는 경우에는 수게 용매 내 물질들의 분산성이 우수하며, 대량 생산이 용이할 수 있기에 경제적으로도 장점이 있어 단일 수계 용매를 이용하여 제2 용액(20)을 제조하는 것이 바람직할 수 있다.
친수성 분산제(22)는 양친매성을 갖는 물질이면 그 종류를 크게 제한되지 않는다. 예를 들어, Triton X-114, Triton X-100, Brij-58, 옥틸 글루코사이드(octyl glucoside), 옥틸티오글루코사이드(octylthio glucoside), 데카에틸렌글리콜 모노데실 에테르(decaethylene glycol monododecyl ether), N-데카노일-N-메틸글루카민(N-decanoyl-N-methylglucamine), 데실 말토피라노사이드(decyl maltopyranoside), N-도데실 말토사이드(N-dodecyl maltoside), 노나에틸렌글리콜 모노데실 에테르(nonaethylene glycol monododecyl ether), N-노나노일-N-메틸글루카민(N-nonanoyl-N-methylglucamine), 옥타에틸렌글리콜 모노도데실 에테르(octaethylene glycol monododecyl ether), 스판20(Span20), 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone) 및 Synperonic F108(PEO-b-PPO-b-PEO) 중에서 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으며, 친수성 용매(21) 내에서 용해 및 swelling이 가능한 물질이면 어느 것이든 사용할 수 있다.
친수성 분산제(22)는 제1 용액(10)과 제2 용액(20)의 계면에 흡착될 수 있다. 이 경우, 친수성 분산제(22)의 소수성기는 제1 용액(10) 측에, 친수성기는 제2 용액(20) 측에 흡착될 수 있다.
친수성 분산제(22)가 제1 용액(10) 및 제2 용액(20)의 계면에 흡착되면 제1 용액(10)의 유중수적형(water-in-oil) 에멀젼 구조(10')를 더욱 안정적으로 유지할 수 있다.
친수성 바인더(23)는, 예를 들어, HSP(Hansen solubility parameter)가 10 (cal/cm3)1/2 이상인 고분자를 사용할 수 있으며, 예를 들어, PEG-8 stearate 등의 PEG(polyethylene glycol) 계열, PVP(polyvinyl pyrrolidone) 계열, PVA(polyvinyl alcohol) 계열 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으나, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다.
친수성 바인더(23)는 세라믹 그린 시트와 내부 전극 도전성 페이스트에 포함되는 입자들 사이의 결합성 향상에 기여하는 성분이다.
친수성 바인더(23)가 제1 용액(10)과 혼합된 상태로 유전체 슬러리 조성물(30) 내부에 존재할 경우, 제1 용액(10) 내의 유전체 입자(12) 등에 영향을 미치지 아니하며, 제1 용액(10)의 건조 시 유전체 입자(12)의 집합체가 분산될 수 있는 매트릭스의 역할을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 에멀젼 구조(10')의 내표면에는 유전체 입자(12)가 배치될 수 있다.
여기서, 내표면에 유전체 입자(12)가 배치되었다는 것은 제1 용액(10)의 에멀젼 구조(10') 중에서 제2 용액(20)과의 계면에 유전체 입자(12)가 배치된 형태를 의미할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 에멀젼 구조(10')의 내부에는 유전체 입자(12)가 배치될 수 있다.
즉, 에멀젼 구조(10')와 제2 용액(20)의 계면 영역이 아닌 계면 영역보다 내부, 예를 들어, 에멀젼 구조(10')의 중앙영역에 유전체 입자(12)가 배치될 수 있다.
에멀젼 구조(10')를 띈 형상으로 유전체 입자(12)를 포함함으로써, 유전체 입자(12)간 뭉침 현상이 발생하는 것을 억제할 수 있으며, 에멀젼 구조(10')의 내부에 유전체 입자(12)를 더 포함하는 경우에는 동일 체적 대비 유전특성이 더욱 향상될 수 있는 효과가 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예를 광학 현미경(OM: Optical Microscope)을 통해 스캔한 화상 이미지이다. 유전체 슬러리 조성물(30)에 있어서 제2 용액(20) 내에 제1 용액(10)이 에멀젼 구조(10')를 가지고 분산되어 있는 것을 확인할 수 있다. 각 물질의 종류 및 함량에 따라 다양한 크기 및 형태의 에멀젼 구조(10')가 형성될 수 있다.
도 7a는 에멀젼 구조(10')의 내표면에 유전체 입자(12)가 배치된 형태를 스캔한 화상 이미지이며, 도 7b의 경우 에멀젼 구조(10')의 내표면 및 내부에 유전체 입자(12)가 배치된 형태를 스캔한 화상 이미지이다.
도면을 참조하면 알 수 있듯이, 에멀젼 구조(10')의 내표면 및 내부에 유전체 입자(12)가 배치된 도 7b의 경우, 내표면에만 유전체 입자(12)가 배치된 도 7a에 비하여 체적 또는 면적이 더 클 수 있다.
한편, 도 6을 참조하면, 에멀젼 구조(10')를 포함하는 유전체 슬러리 조성물(30)을 건조하여 건조된 유전체 슬러리 조성물(30')이 되는 경우, 에멀젼 구조(10') 외표면의 적어도 일부는 제2 용액(20)의 친수성 분산제(22) 및 친수성 바인더(23) 중 적어도 하나 이상 배치될 수 있다.
유전체 슬러리 조성물(30)이 건조과정을 거치면서 제2 용액(20)에 포함된 제2 용매(21)가 제거되면서 친수성 분산제(22) 및 친수성 바인더(23)가 에멀젼 구조(10')에 흡착함에 따라 이러한 구조를 가지게 될 수 있으나, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다.
건조 온도에 따라 달라질 수 있으나, 건조과정을 거치면서 제1 용액(10)에 포함된 제1 용매(11) 또한 제거될 수 있으나, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다.
도 8은 건조된 유전체 슬러리 조성물(30')을 SEM을 이용하여 스캔한 화상 이미지이며, 제1 용액(10) 또는 에멸젼 구조(10')의 건조된 잔여물이 PET 필름 상에 존재하는 것을 확인할 수 있다.
적층형 전자 부품
도 1은 적층형 전자 부품의 사시도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 I - I'에 따른 단면도를 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시형태에 따른 적층형 전자 부품의 제조 방법에 의해 제조된 적층형 전자 부품에 대하여 상세히 설명한다. 다만, 적층형 전자 부품의 일례로서 적층 세라믹 커패시터에 대하여 설명하나, 본 발명은 유전체 조성물을 이용하는 다양한 전자 제품, 예를 들어, 인덕터, 압전체 소자, 바리스터, 또는 서미스터 등에도 적용될 수 있을 것이다.
바디(110)는 유전체층(111) 및 내부 전극(121, 122)이 교대로 적층 되어있다.
보다 구체적으로, 바디(110)는 바디(110)의 내부에 배치되며, 유전체층(111)을 사이에 두고 서로 마주보도록 번갈아 배치되는 제1 내부 전극(121) 및 제2 내부 전극(122)을 포함하여 용량을 형성하는 용량 형성부를 포함할 수 있다.
바디(110)의 구체적인 형상에 특별히 제한은 없지만, 도시된 바와 같이 바디(110)는 육면체 형상이나 이와 유사한 형상으로 이루어질 수 있다. 소성 과정에서 바디(110)에 포함된 세라믹 분말의 수축으로 인하여, 바디(110)는 완전한 직선을 가진 육면체 형상은 아니지만 실질적으로 육면체 형상을 가질 수 있다.
바디(110)는 제1 방향으로 서로 마주보는 제1 및 제2 면(1, 2), 제1 및 제2 면(1, 2)과 연결되고 제2 방향으로 서로 마주보는 제3 및 제4 면(3, 4), 제1 내지 제4 면(1, 2, 3, 4)과 연결되며 제3 방향으로 서로 마주보는 제5 및 제6 면(5, 6)을 가질 수 있다.
바디(110)를 형성하는 복수의 유전체층(111)은 소성된 상태로서, 인접하는 유전체층(111) 사이의 경계는 주사전자현미경(SEM: Scanning Electron Microscope)을 이용하지 않고서는 확인하기 곤란할 정도로 일체화될 수 있다.
유전체층(111)을 형성하는 원료는 충분한 정전 용량을 얻을 수 있는 한 제한되지 않는다. 일반적으로 페로브스카이트(ABO3)계 재료를 사용할 수 있으며, 예를 들어, 티탄산바륨계 재료, 납 복합 페로브스카이트계 재료 또는 티탄산스트론튬계 재료 등을 사용할 수 있다. 티탄산바륨계 재료는 BaTiO3계 세라믹 분말을 포함할 수 있으며, 세라믹 분말의 예시로 BaTiO3, BaTiO3에 Ca(칼슘), Zr(지르코늄) 등이 일부 고용된 (Ba1 - xCax)TiO3 (0<x<1), Ba(Ti1-yCay)O3 (0<y<1), (Ba1 - xCax)(Ti1 - yZry)O3 (0<x<1, 0<y<1) 또는 Ba(Ti1-yZry)O3 (0<y<1) 등을 들 수 있다.
또한, 유전체층(111)을 형성하는 원료는 티탄산바륨(BaTiO3) 등의 분말에 본 발명의 목적에 따라 다양한 세라믹 첨가제, 유기용제, 결합제, 분산제 등이 첨가될 수 있다.
한편, 유전체층(111)을 형성하는 방법은 특별히 제한도지 않으나, 테이프 캐스팅(tape casting) 방법을 이용하거나 잉크젯 프린팅(ink-jet printing) 방법을 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시에인 유전체 슬러리 조성물(30)을 사용하여 잉크젯 프린팅 방법을 이용하는 경우 친수성 용매(21)를 사용하기 때문에 잉크젯 토출 입구가 막히지 않을 수 있으며, 세척이 용이하여 잉크젯 프린터(200)의 장기간 사용이 가능하다는 이점이 있다.
유전체층(111)의 두께는 특별히 한정할 필요는 없다.
다만, 적층형 전자 부품의 소형화 및 고용량화를 보다 용이하게 달성하기 위하여 유전체층(111)의 두께는 0.6 μm 이하일 수 있으며, 보다 바람직하게는 0.4 μm 이하일 수 있다.
여기서, 유전체층(111)의 두께는 제1 및 제2 내부 전극(121, 122) 사이에 배치되는 유전체층(111)의 두께를 의미할 수 있다.
한편, 유전체층(111)의 두께는 유전체층(111)의 제1 방향 크기를 의미할 수 있다. 또한, 유전체층(111)의 두께는 유전체층(111) 평균 두께(td)를 의미할 수 있으며, 유전체층(111)의 제1 방향 평균 크기를 의미할 수 있다.
유전체층(111)의 제1 방향 평균 크기는 바디(110)의 제1 및 제2 방향 단면(cross-section)을 1만 배율의 주사전자현미경(SEM)으로 이미지를 스캔하여 측정할 수 있다. 보다 구체적으로, 스캔된 이미지에서 하나의 유전체층(111)을 제2 방향으로 등간격인 30개의 지점에서 제1 방향 크기를 측정한 평균값일 수 있다. 상기 등간격인 30개의 지점은 용량 형성부에서 지정될 수 있다. 또한, 이러한 평균값 측정을 10개의 유전체층(111)으로 확장하여 평균값을 측정하면, 유전체층(111)의 제1 방향 평균 크기를 더욱 일반화할 수 있다.
내부 전극(121, 122)은 유전체층(111)과 교대로 적층될 수 있다.
내부 전극(121, 122)은 제1 내부 전극(121) 및 제2 내부 전극(122)을 포함할 수 있으며, 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)은 바디(110)를 구성하는 유전체층(111)을 사이에 두고 서로 마주하도록 번갈아 배치되며, 바디(110)의 제3 및 제4 면(3, 4)으로 각각 노출될 수 있다.
보다 구체적으로, 제1 내부 전극(121)은 제4 면(4)과 이격되며 제3 면(3)을 통해 노출될 수 있고, 제2 내부 전극(122)은 제3 면(3)과 이격되며 제4 면(4)을 통해 노출될 수 있다. 바디(110)의 제3 면(3)에는 제1 외부 전극(131)이 배치되어 제1 내부 전극(121)과 연결되고, 바디(110)의 제4 면(4)에는 제2 외부 전극(132)이 배치되어 제2 내부 전극(122)과 연결될 수 있다.
즉, 제1 내부 전극(121)은 제2 외부 전극(132)과는 연결되지 않고 제1 외부 전극(131)과 연결되며, 제2 내부 전극(122)은 제1 외부 전극(131)과는 연결되지 않고 제2 외부 전극(132)과 연결될 수 있다. 이때, 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)은 중간에 배치된 유전체층(111)에 의해 서로 전기적으로 분리될 수 있다.
한편, 바디(110)는 제1 내부 전극(121)이 인쇄된 세라믹 그린 시트와 제2 내부 전극(122)이 인쇄된 세라믹 그린 시트를 번갈아 적층한 후, 소성하여 형성될 수 있다.
내부 전극(121, 122)을 형성하는 재료는 특별히 제한되지 않으며, 전기 전도성이 우수한 재료를 사용할 수 있다. 예를 들어, 내부 전극(121, 122)은 니켈(Ni), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 주석(Sn), 텅스텐(W), 티타늄(Ti) 및 이들의 합금 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 내부 전극(121, 122)은 니켈(Ni), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 주석(Sn), 텅스텐(W), 티타늄(Ti) 및 이들의 합금 중 하나 이상을 포함하는 내부 전극 도전성 페이스트를 세라믹 그린 시트에 인쇄하여 형성할 수 있다. 상기 내부 전극 도전성 페이스트의 인쇄 방법은 스크린 인쇄법 또는 그라비아 인쇄법 등을 사용할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 내부 전극(121, 122)의 두께는 특별히 한정할 필요는 없다.
다만, 적층형 전자 부품의 소형화 및 고용량화를 보다 용이하게 달성하기 위하여 내부 전극(121, 122)의 두께는 0.6 μm 이하일 수 있으며, 보다 바람직하게는 0.4 μm 이하일 수 있다.
여기서, 내부 전극(121, 122)의 두께는 내부 전극(121, 122)의 제1 방향 크기를 의미할 수 있다. 또한, 내부 전극(121, 122)의 두께는 내부 전극(121, 122)의 평균 두께(te)를 의미할 수 있으며, 내부 전극(121, 122)의 제1 방향 평균 크기를 의미할 수 있다.
내부 전극(121, 122)의 제1 방향 평균 크기는 바디(110)의 제1 및 제2 방향 단면(cross-section)을 1만 배율의 주사전자현미경(SEM, Scanning Electron Microscope)으로 이미지를 스캔하여 측정할 수 있다. 보다 구체적으로, 스캔된 이미지에서 하나의 내부 전극(121, 122)을 제2 방향으로 등간격인 30개의 지점에서 제1 방향 크기를 측정한 평균값일 수 있다. 상기 등간격인 30개의 지점은 용량 형성부에서 지정될 수 있다. 또한, 이러한 평균값 측정을 10개의 내부 전극(121, 122)으로 확장하여 평균값을 측정하면, 내부 전극(121, 122)의 제1 방향 평균 크기를 더욱 일반화할 수 있다.
한편, 바디(110)는 용량 형성부의 제1 방향 양 단면(end-surface) 상에 배치된 커버부(112, 113)를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 용량 형성부의 제1 방향 상부에 배치되는 상부 커버부(112) 및 용량 형성부의 제1 방향 하부에 배치되는 하부 커버부(113)를 포함할 수 있다.
상부 커버부(112) 및 하부 커버부(113)는 단일 유전체층(111) 또는 2개 이상의 유전체층(111)을 용량 형성부의 상하면에 각각 제1 방향으로 적층하여 형성할 수 있으며, 기본적으로 물리적 또는 화학적 스트레스에 의한 내부 전극(121, 122)의 손상을 방지하는 역할을 수행할 수 있다.
상부 커버부(112) 및 하부 커버부(113)는 내부 전극(121, 122)을 포함하지 않으며, 유전체층(111)과 동일한 재료를 포함할 수 있다. 즉, 상부 커버부(112) 및 하부 커버부(113)는 세라믹 재료를 포함할 수 있으며, 예를 들어 티탄산바륨(BaTiO3)계 세라믹 재료를 포함할 수 있다.
한편, 커버부(112, 113)의 두께는 특별히 한정할 필요는 없다.
다만, 적층형 전자 부품의 소형화 및 고용량화를 보다 용이하게 달성하기 위하여 커버부(112, 113)의 두께는 100 μm 이하일 수 있고, 바람직하게는 30 μm 이하일 수 있으며, 초소형 제품에서는 보다 바람직하게 20 μm 이하일 수 있다.
여기서, 커버부(112, 113)의 두께는 커버부(112, 113)의 제1 방향 크기를 의미할 수 있다. 또한, 커버부(112, 113)의 두께는 커버부(112, 113)의 평균 두께를 의미할 수 있으며, 커버부(112, 113)의 제1 방향 평균 크기를 의미할 수 있다.
커버부(112, 113)의 제1 방향 평균 크기는 바디(110)의 제1 및 제2 방향 단면(cross-section)을 1만 배율의 주사전자현미경(SEM)으로 이미지를 스캔하여 측정할 수 있다. 보다 구체적으로, 스캔된 이미지에서 하나의 커버부를 제2 방향으로 등간격인 30개의 지점에서 두께를 측정한 평균값일 수 있다. 상기 등간격인 30개의 지점은 상부 커버부(112)에서 지정될 수 있다. 또한, 이러한 평균값 측정을 하부 커버부(113)로 확장하여 평균값을 측정하면, 커버부(112, 113)의 제1 방향 평균 크기를 더욱 일반화할 수 있다.
한편, 바디(110)의 제3 방향 양 단면(end-surface) 상에는 사이드 마진부가 배치될 수 있다.
보다 구체적으로, 사이드 마진부는 바디(110)의 제5 면(5)에 배치된 제1 사이드 마진부 및 제6 면(6)에 배치된 제2 사이드 마진부를 포함할 수 있다. 즉, 사이드 마진부는 바디(110)의 제3 방향 양 단면(end-surface)에 배치될 수 있다.
사이드 마진부는, 바디(110)의 제2 및 제3 방향 단면(cross-section)을 기준으로, 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)의 제3 방향 양 끝단과 바디(110)의 경계면 사이의 영역을 의미할 수 있다.
사이드 마진부는 기본적으로 물리적 또는 화학적 스트레스에 의한 내부 전극(121, 122)의 손상을 방지하는 역할을 수행할 수 있다.
사이드 마진부는 세라믹 그린시트 상에 사이드 마진부가 형성될 곳을 제외하고 도전성 페이스트를 도포하여 내부 전극(121, 122)을 형성하고, 내부 전극(121, 122)에 의한 단차를 억제하기 위하여, 적층 후의 내부 전극(121, 122)이 바디(110)의 제5 및 제6 면(5, 6)으로 노출되도록 절단한 후, 단일 유전체층(111) 또는 2 개 이상의 유전체층(111)을 용량 형성부의 제3 방향 양 단면(end-surface)에 제3 방향으로 적층하여 형성할 수도 있다.
한편, 제1 및 제2 사이드 마진부의 폭은 특별히 한정할 필요는 없다.
다만, 적층형 전자 부품(100)의 소형화 및 고용량화를 보다 용이하게 달성하기 위하여 제1 및 제2 사이드 마진부의 폭은 100 μm 이하일 수 있고, 바람직하게는 30 μm 이하일 수 있으며, 초소형 제품에서는 보다 바람직하게 20 μm 이하일 수 있다.
여기서, 사이드 마진부의 폭은 사이드 마진부의 제3 방향 크기를 의미할 수 있다. 또한, 사이드 마진부의 폭은 사이드 마진부의 평균 폭을 의미할 수 있으며, 사이드 마진부의 제3 방향 평균 크기를 의미할 수 있다.
사이드 마진부의 제3 방향 평균 크기는 바디(110)의 제1 및 제3 방향 단면(cross-section)을 1만 배율의 주사전자현미경(SEM)으로 이미지를 스캔하여 측정할 수 있다. 보다 구체적으로, 스캔된 이미지에서 하나의 사이드 마진부를 제1 방향으로 등간격인 30개의 지점에서 제3 방향 크기를 측정한 평균값일 수 있다. 상기 등간격인 30개의 지점은 제1 사이드 마진부에서 지정될 수 있다. 또한, 이러한 평균값 측정을 제2 사이드 마진부로 확장하여 평균값을 측정하면, 사이드 마진부의 제3 방향 평균 크기를 더욱 일반화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 세라믹 전자 부품(100)이 2개의 외부 전극(131, 132)을 갖는 구조를 설명하고 있지만, 외부 전극(131, 132)의 개수나 형상 등은 내부 전극(121, 122)의 형태나 기타 다른 목적에 따라 바뀔 수 있을 것이다.
외부 전극(131, 132)은 바디(110) 상에 배치되어 내부 전극(121, 122)과 연결될 수 있다.
보다 구체적으로, 외부 전극(131, 132)은 바디(110)의 제3 및 제4 면(3, 4)에 각각 배치되며, 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)과 각각 연결되는 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)을 포함할 수 있다. 즉, 제1 외부 전극(131)은 바디의 제3 면(3)에 배치되어 제1 내부 전극(121)과 연결될 수 있으며, 제2 외부 전극(132)은 바디의 제4 면(4)에 배치되어 제2 내부 전극(122)과 연결될 수 있다.
외부 전극(131, 132)은 금속 등과 같이 전기 전도성을 갖는 것이라면 어떠한 물질을 사용하더라도 형성될 수 있고, 전기적 특성, 구조적 안정성 등을 고려하여 구체적인 물질이 결정될 수 있으며, 나아가 다층 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 외부 전극(131, 132)은 바디(110)에 배치되는 전극층(131a, 132a) 및 전극층(131a, 132a) 상에 배치되는 도금층(131b, 132b)을 포함할 수 있다.
전극층(131a, 132a)에 대한 보다 구체적인 예를 들면, 전극층(131a, 132a)은 도전성 금속 및 글라스를 포함한 소성 전극이거나, 도전성 금속 및 수지를 포함한 수지계 전극일 수 있다.
또한, 전극층(131a, 132a)은 바디(110) 상에 소성 전극 및 수지계 전극이 순차적으로 형성된 형태일 수 있다.
또한, 전극층(131a, 132a)은 바디(110) 상에 도전성 금속을 포함한 시트를 전사하는 방식으로 형성되거나, 소성 전극 상에 도전성 금속을 포함한 시트를 전사하는 방식으로 형성된 것일 수 있다.
전극층(131a, 132a)에 사용되는 도전성 금속은 정전 용량 형성을 위해 상기 내부 전극(121, 122)과 전기적으로 연결될 수 있는 재질이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 니켈(Ni), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 주석(Sn), 텅스텐(W), 티타늄(Ti) 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 전극층(131a, 132a)은 상기 도전성 금속 분말에 글라스 프릿을 첨가하여 마련된 도전성 페이스트를 도포한 후 소성함으로써 형성될 수 있다.
도금층(131b, 132b)은 실장 특성을 향상시키는 역할을 수행한다.
도금층(131b, 132b)의 종류는 특별히 한정하지 않으며, 니켈(Ni), 주석(Sn), 팔라듐(Pd) 및 이들의 합금 중 하나 이상을 포함하는 단일한 층의 도금층(131b, 132b)일 수 있고, 복수의 층으로 형성될 수 있다.
도금층(131b, 132b)에 대한 보다 구체적인 예를 들면, 도금층(131b, 132b)은 Ni 도금층 또는 Sn 도금층일 수 있으며, 전극층(131a, 132a) 상에 Ni 도금층 및 Sn 도금층이 순차적으로 형성된 형태일 수 있고, Sn 도금층, Ni 도금층 및 Sn 도금층이 순차적으로 형성된 형태일 수 있다. 또한, 도금층(131b, 132b)은 복수의 Ni 도금층 및/또는 복수의 Sn 도금층을 포함할 수도 있다.
적층형 전자 부품의 제조방법
본 발명의 일 실시형태에 따라 제조된 유전체 슬러리 조성물은 적층형 전자 부품의 유전체 그린 시트를 제조하기 위한 용도로 사용될 수 있다.
유전체 슬러리 조성물에 대한 설명 중 전술한 바와 중복되는 설명은 생략할 수 있으며, 적층형 전자 부품의 제조방법에서 유전체 슬러리 조성물에 대한 보다 자세한 설명이 필요한 경우 부가하여 상세히 설명하기로 한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예인 유전체 슬러리를 잉크젯 프린팅 방식으로 도포하는 단계를 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 도 9를 참조하여, 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 적층형 전자 부품의 제조 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 전자 부품의 제조방법은, 내부 전극 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 내부 전극 패턴(40) 상에 유전체 슬러리 조성물을 잉크젯 프린팅하는 단계; 를 포함하고, 상기 유전체 슬러리 조성물(30)은, 소수성 용매(11)와 유전체 입자(12)를 포함하는 제1 용액(10) 및 친수성 용매(21), 친수성 분산제(22)와 친수성 바인더(23)를 포함하는 제2 용액(20)을 포함하며, 상기 제1 용액(10) 중 적어도 일부는 상기 제2 용액(20) 중에서 에멀젼 구조(10')를 가질 수 있다.
내부 전극 패턴(40)을 형성하는 단계는 세라믹 그린 시트 또는 잉크젯 프린팅 방식에 의해 형성된 세라믹 상에 스크린 인쇄법 또는 그라비아 인쇄법 등을 사용하여 형성할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
내부 전극 패턴(40)은 스트라이프형을 띌 수 있으며, 도전성 금속을 포함하는 내부 전극 페이스트에 의하여 형성될 수 있다.
도전성 금속의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 전기 전도성이 우수한 재료를 사용할 수 있다. 예를 들어, 니켈(Ni), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 주석(Sn), 텅스텐(W), 티타늄(Ti) 및 이들의 합금 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
도전성 금속은 특별히 제한되는 것은 아니나 전기 전도성이 우수한 재료를 사용할 수 있다.
다음으로, 내부 전극 패턴(40) 상에 유전체 슬러리 조성물(30)을 잉크젯 프린팅하는 단계를 수행할 수 있다.
여기서, 유전체 슬러리 조성물(30)에 대한 설명 중 전술한 내용과 동일한 내용은 생략하기로 한다.
도 9는 잉크젯 프린터(200)를 이용하여 잉크젯 방식에 의해 유전체 슬러리 조성물(30)을 도포하는 것을 도시한 도면이다.
잉크젯 프린터(200)는 미리 설정된 패턴에 따라 유전체 슬러리 조성물(30)을 캐리어(carrier) 필름 상에 도포하거나 내부 전극 패턴(40) 상에 도포할 수 있다.
잉크젯 프린터(200)는 캐리어 필름 또는 내부 전극 패턴(40) 상에 이동하면서 유전체 슬러리 조성물(30)을 인쇄할 수 있으며, 잉크젯의 토출 입구를 통해 분사할 수 있다.
잉크젯 프린터(200)는 이를 받히고 있는 받침대, 미리 설정된 패턴에 따라 유전체 슬러리 조성물(30)을 분사하는 잉크젯 프린터 헤드, 잉크젯 프린터 헤드를 캐리어 필름 또는 내부 전극 패턴 상에서 이동시키는 이동 장치, 잉크젯 프린터 헤드가 미리 설정된 패턴에 따라 유전체 슬러리 조성물(30)을 분사하도록 제어하는 프로그램을 실행하는 회로부 등을 포함할 수 있다.
잉크젯 프린터 헤드는 미리 설정된 패턴에 따른 경로상에서 움직이면서 유전체를 인쇄할 수 있으며, 유전체 슬러리 조성물(30)의 분사 시간, 분사되는 양 등을 조절함으로써 미리 설정된 패턴에 따라 유전체를 형성할 수 있고, 유전체층의 두께를 제어할 수 있다.
한편, 유전체 슬러리 조성물(30)은 수계형에 해당하며, 제1 용액(10)이 제2 용액(20) 내에 균일하게 분산된 에멀젼 구조(10')로 존재할 수 있다. 이에 따라, 유전체 슬러리 조성물(30)을 내부 전극 패턴(40) 상에 도포하더라도, 친수성 용매(21)가 하층의 소수성 내부 전극 패턴(40)과 섞이지 않으며, 소수성 제1 용액(10)이 내부 전극 패턴(40)과 직접적으로 접촉하지 않게 되므로, 내부 전극 패턴(40)에 포함된 유기 바인더를 팽윤 시키거거나 용해시키지 않을 수 있다. 또한, 친수성인 제2 용액(20)이 내부 전극 패턴(40)과 직접적으로 접촉하더라도, 친수성을 띄는 제2 용매(21)는 내부 전극 패턴(40)에 포함된 유기 바인더와 비상용성을 가짐으로써 시트 어택 현상을 방지할 수 있다.
유전체 슬러리 조성물(30)에 포함되는 유전체 입자(12)는 페로브스카이트(ABO3)계 재료를 사용할 수 있으며, 예를 들어, 티탄산바륨계 재료, 납 복합 페로브스카이트계 재료 또는 티탄산스트론튬계 재료 등을 사용할 수 있다. 티탄산바륨계 재료는 BaTiO3계 세라믹 분말을 포함할 수 있으며, 세라믹 분말의 예시로 BaTiO3, BaTiO3에 Ca(칼슘), Zr(지르코늄) 등이 일부 고용된 (Ba1 - xCax)TiO3 (0<x<1), Ba(Ti1-yCay)O3 (0<y<1), (Ba1 - xCax)(Ti1 - yZry)O3 (0<x<1, 0<y<1) 또는 Ba(Ti1-yZry)O3 (0<y<1) 등을 들 수 있다.
유전체 입자(12)의 직경은 특별히 제한되지 않으나, 150 nm 이하의 직경 크기를 가지는 것이 바람직할 수 있다. 여기서, 직경은 유전체 입자(12)의 중심점을 지나는 최소 직경 크기와 최대 직경 크기의 평균값을 의미할 수 있다.
종래, 유전체 슬러리 조성물(30)을 잉크젯 프린팅 방법을 사용하여 유전체 그린 시트를 제작하는 경우, 유기성 용매를 사용함에 따라 잉크젯 프린팅의 토출 입구를 막아 공정상 고장을 유발하는 경우가 잦았으며, 잉크젯 프린팅의 토출 입구에는 유기물이 잔유물로 남아있기 때문에 세척이 용이하지 않는 문제점이 있다.
그러나, 본 발명의 일 실시예인 유전체 슬러리 조성물(30)을 잉크젯 프린팅 방법에 사용하는 경우, 주요 용매가 제2 용액(20)의 친수성 용매(21)이므로 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 잉크젯 프린팅하는 단계 이전에, 제1 용액(10) 및 제2 용액(20)을 혼합하고 초음파 처리(sonification)하여 제1 용액(10)을 에멸젼화한 에멀젼 구조(10')를 마련하는 단계를 포함할 수 있다.
제1 용액(10)을 제2 용액(20) 내에서 에멀젼 구조(10')를 갖도록 제조함으로써, 유전체 입자(12)의 뭉침 현상을 억제할 수 있다. 이에 대한 보다 자세한 설명은 전술한 바와 동일하여, 생략하기로 한다.
다음으로, 잉크젯 프린팅하는 단계 이후, 유전체 슬러리 조성물을 건조하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 이때 건조된 유전체 슬러리 조성물 내의 에멀젼 구조의 외표면 중 적어도 일부는 제2 용액(20)의 친수성 분산제(22) 및 친수성 바인더(23) 중 적어도 하나 이상이 배치될 수 있다.
건조하는 과정을 거치는 동안 제1 용액(10)과 제2 용액(20) 사이의 경계면에 존재하는 친수성 분산제(22) 또는 친수성 바인더(23)로 인해 제1 용액(10)은 에멀젼 구조(10')를 유지할 수 있다. 이로써, 제1 용매(11) 또는 제2 용매(21)가 건조 및 제거되는 과정에서도 유전체 입자(12), 친수성 분산제(22) 및 친수성 바인더(23)는 내부 전극 패턴(40)과 상(phase)이 분리된 채로 존재할 수 있다. 결과적으로, 유전체 슬러리 조성물의 건조도막(30') 복수 개의 유전체 입자(12)의 집합체들과 유전체 입자(12)의 집합체의 외표면에 존재하는 친수성 분산제(22) 및 친수성 바인더(23)가 균일하게 덮인 형태를 가질 수 있다.
건조 온도 및 시간은 특별히 제한되는 것은 아니나, 친수성 용매(21)가 증발할 수 있는 온도인 100°C 이상의 조건에서, 1분 이상 열을 가하여 건조를 진행할 수 있다.
보다 구체적으로, 건조 단계를 거쳐 잔류하게 된 유전체 슬러리 조성물 건조 도막(30')은, 건조 전 에멀젼 구조(10')를 띈 형태의 복수 개의 유전체 입자(12)를 포함할 수 있고, 전술한 바와 같이 유전체 입자(12)가 에멀젼 구조(10') 내표면에 배치된 형태를 띄거나, 내부에 유전체 입자(12)를 포함하는 형태로 존재할 수 있다.
이때, 건조 이후의 에멀젼 구조(10')의 외표면 중 적어도 일부는 친수성 분산제(22) 및 친수성 바인더(23) 중 적어도 하나 이상이 배치될 수 있으며, 보다 바람직하게는 친수성 분산제(22) 및 친수성 바인더(23) 중 적어도 하나 이상이 유전체 입자(12)를 고르게 둘러싸고 있는 형태를 띌 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 적층형 전자 부품을 제조하는 경우, 내부 전극 페이스트 상에 유전체 슬러리 조성물을 형성하는 단계에서 시트 어택과 같은 손상을 입히지 않는 수계 유전체 슬러리 조성물을 제공할 수 있다.
잉크젯 프린팅 방식을 통한 유전체 그린 시트 형성 시, 빠른 건조 과정이 수반되지 않더라도 안정적인 유전체 슬러리 조물 도막의 형성이 가능하며, 유기 용매의 사용량이 매우 적음에도 불구하고 유전체 입자들이 에멸전 구조 내에 갇혀있어 유전체 입자들 간에 뭉침 현상이 발생하지 않는 효과가 있다.
또한, 유전체 슬러리 조성물이 수계에 해당하므로, 초기 상태가 유지되는 기간이 매우 길어, 유전체 슬러리 조성물의 보관 안정성이 용이하다. 또한 유전체 슬러리 조성물의 대부분이 수계로 구성되어 있으므로 잉크젯 프린터에 사용하는 경우 토출 입구의 세척이 매우 용이하다는 장점이 있다.
본 명세서에서 사용된 '일 실시예'라는 표현은 서로 동일한 실시예를 의미하지 않으며, 각각 서로 다른 고유한 특징을 강조하여 설명하기 위해서 제공된 것이다. 그러나, 상기 제시된 일 실시예들은 다른 일 실시예의 특징과 결합되어 구현되는 것을 배제하지 않는다. 예를 들어, 특정한 일 실시예에서 설명된 사항이 다른 일 실시예에서 설명되어 있지 않더라도, 다른 일 실시예에서 그 사항과 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 다른 일 실시예에 관련된 설명으로 이해될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 단지 일 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시를 한정하려는 의도가 아니다. 이때, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
100: 적층형 전자 부품
110: 바디
111: 유전체층
112, 113: 커버부
121, 122: 내부 전극
131, 132: 외부 전극
10, 10': 제1 용액, 에멀젼 구조
11: 소수성 용매
12: 유전체 입자
20: 제2 용액
21: 친수성 용매
22: 친수성 분산제
23: 친수성 바인더
30, 30': 유전체 슬러리 조성물
40: 내부 전극 패턴
200: 잉크젯 프린터

Claims (18)

  1. 소수성 용매와 유전체 입자를 포함하는 제1 용액; 및
    친수성 용매, 친수성 분산제와 친수성 바인더를 포함하는 제2 용액; 을 포함하며,
    상기 제1 용액 중 적어도 일부는 상기 제2 용액 중에서 에멀젼 구조를 가지는
    유전체 슬러리 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에멀젼 구조는 상기 제2 용액 중에서 물방울(droplet) 구조를 띄며 분산되어 있는 형상을 포함하는
    유전체 슬러리 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 에멀젼 구조의 내표면에는 상기 유전체 입자가 배치되는
    유전체 슬러리 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 에멀젼 구조의 내부에는 상기 유전체 입자가 배치되는
    유전체 슬러리 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 용액의 체적 비율은 1.0 vol% 이상 50.0 vol% 이하이고, 상기 제2 용액의 체적 비율은 50.0 vol% 이상 99.0 vol% 이하인
    유전체 슬러리 조성물
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 용액은 0.1 vol% 이상 10.0 vol% 이하의 친수성 분산제, 5.0 vol% 이상 50.0 vol% 이하의 친수성 바인더 및 40.0 vol% 이상 94.9 vol% 이하의 친수성 용매를 포함하는
    유전체 슬러리 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 용액의 친수성 용매는 단일 용매인
    유전체 슬러리 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 용액은 1.0 vol% 이상 80.0 vol% 이하의 유전체 입자 및 20.0 vol% 이상 99.0 vol% 이하의 소수성 용매를 포함하는
    유전체 슬러리 조성물.
  9. 내부 전극 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 내부 전극 패턴 상에 유전체 슬러리 조성물을 잉크젯 프린팅하는 단계; 를 포함하고,
    상기 유전체 슬러리 조성물은, 소수성 용매와 유전체 입자를 포함하는 제1 용액 및 친수성 용매, 친수성 분산제와 친수성 바인더를 포함하는 제2 용액을 포함하며,
    상기 제1 용액 중 적어도 일부는 상기 제2 용액 중에서 에멀젼 구조를 가지는
    적층형 전자 부품의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 에멀젼 구조는 상기 제2 용액 중에서 물방울(droplet) 구조를 띄며 분산되어 있는 형상을 포함하는
    적층형 전자 부품의 제조방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 에멀젼 구조의 내표면에는 상기 유전체 입자가 배치되는
    적층형 전자 부품의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 에멀젼 구조의 내부에는 상기 유전체 입자가 배치되는
    적층형 전자 부품의 제조방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제1 용액의 체적 비율은 1.0 vol% 이상 50.0 vol% 이하이고, 상기 제2 용액의 체적 비율은 50.0 vol% 이상 99.0 vol% 이하인
    적층형 전자 부품의 제조방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 제2 용액은 0.1 vol% 이상 10.0 vol% 이하의 친수성 분산제, 5.0 vol% 이상 50.0 vol% 이하의 친수성 바인더 및 40.0 vol% 이상 94.9 vol% 이하의 친수성 용매를 포함하는
    적층형 전자 부품의 제조방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 제2 용액의 친수성 용매는 단일 용매인
    적층형 전자 부품의 제조방법.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 제1 용액은 1.0 vol% 이상 80.0 vol% 이하의 유전체 입자 및 20.0 vol% 이상 99.0 vol% 이하의 소수성 용매를 포함하는
    적층형 전자 부품의 제조방법.
  17. 제9항에 있어서,
    상기 잉크젯 프린팅하는 단계 이전, 상기 제1 용액 및 제2 용액을 혼합하고 초음파 처리하여 상기 제1 용액을 에멀젼화한 에멀젼 구조를 마련하는 단계; 를 포함하는
    적층형 전자 부품의 제조방법.
  18. 제9항에 있어서,
    상기 잉크젯 프린팅하는 단계 이후, 상기 유전체 슬러리 조성물을 건조하는 단계; 를 더 포함하며,
    상기 건조된 유전체 슬러리 조성물 내의 에멀젼 구조의 외표면 중 적어도 일부는 상기 제2 용액의 친수성 분산제 및 친수성 바인더 중 적어도 하나 이상이 배치되는
    적층형 전자 부품의 제조방법.
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JP2001302342A (ja) 2000-04-25 2001-10-31 Toshiba Corp 誘電体磁器組成物、積層セラミックコンデンサとその製造方法
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