[논문]Ni 내부전극을 이용한 온도보상용 MLCC 제작 및 특성

윤중락; 이헌용; 이석원

Ni 내부전극을 이용한 온도보상용 MLCC 제작 및 특성
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윤중락 (삼화콘덴서) , 이헌용 (명지대학교 전기전자공학부) , 이석원 (호서대학교 정보제어공학부)

온도보상용 적층 칩 캐패시터 제작에 있어 다음과 같은 실험 결과를 얻을 수 있었다. 적층 칩 캐패시터의 제작에 있어 용량은 재료자제의 유전율과 압력 조건에 따라 변화함을 볼 수 있으며 설계시 이를 고려해야 한다. 또한, 외부 전극의 경우 glss frit 선정이 중요한 변수임을 확인하였으며 $T_s$에 따라 glass frit을 선정하여야하며 열충격 및 소결성 향상을 위한 glass을 동시에 적용하는 것이 유리함을 확인하였다. Ni 내부전극 적용시의 고주파 특성을 검토한 결과 Pd 전극과는 유사한 경향을 보이나 Ag-Pd에 비해서는 우수한 손실특성을 보여주고 있다.

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문제 정의

X7R의 특성을 얻을 수 있으며 특징으로는 유전율이 놓아 고용량의 적층 칩 캐패시터를제작할 수 있지만 온도에 따른 용량 변화 큰 단점을 가지고 있다.[2] 본 논문에서는 온도 특성 및 고주파 손실이 적은 적층 칩 캐패시터를 제작하는데 있어 필요한 기본 조성 및 제조 공정에 대해 연구하고자 한다. 적층 칩 캐패시터에서 온도특성이 양호한 특성으로는 C0G(-55℃~125℃의 온도 범위에서 용량변화가 0± 30ppnTC 이내)가 있으며 기존에는 유전율 60~100인 BaOTMCh, 유전율 20인 MgTiQj-CaTiQi계를 사용하였으며 소결온도가 1250~1350*C인 경우와 저온 소결을 위해 glass frit 또는 액상 첨가제를 첨가하여 980-110 0"C에서 소결한 조성이 있다.

제안 방법

85 g/cn/의 분말 특성을 나타내었다.[3] 세라믹 분말과 PVB 바인더, 톨루엔, 분산제를 이용하여 슬러리를 제작한 후 닥터 블레이드법으로 그린시트를 제작하였다. 저、적충 칩 캐패시터는 green sheet 위에 Ni 전극을 프린팅 한 후 적층, 압착, 절단하여 1.
유전율, 유전 손실, 온도특성은 1 MHz, 1 Vg를 인가한 후 HP4192A로 측정하였으며 시편의 절연저항은 High Resistance Meter (HP 4339B, Hewlett-Packard, USA)를 사용하여 100 [V]의 전압을 가하여 측정하였다.그린시트 및 적층 칩 캐패시터의 소결 후 미세구조 및 외부전극 구조는 SEM을 이용하여 분석하였다
저온 소결의 경우 유전체 재료의 손실이 저하될 뿐 아니라 Ag-Pd 합금 조성을 사용함으로서 도전율이 감소하여 적층 칩 캐패시터의 손실 특성이 증가하여 고주파 통신기기에 적용시 문제점이 있다. 본 논문에서는 Ag-Pd 합금에 비하여 도전율이 높은 Ni 내부 전극을 이용하였으며 내환원성 조성으로 (Ca, Sr)(Zr, Ti)O₃계를 주성분으로 선정하여 고주파 특성이 우수한 적층 칩 캐패시터를 제작하였다. 적층 칩 캐패시터 제조에 있어 제조 공정상 주요한 항목이 바인더 배합비, she하 특성을 고찰하였으며 특히 외부전극 형성 후 도금시 도금액 침투에 대한 안정성을 평가하였다
소성중 산소분압은 Nz-Hz-HQ를 이용하여 1。11 MPa로 1280C에서 하였으며 재산화는 lOOOTC에서 10^7 MPa로 하였다. 유전율, 유전 손실, 온도특성은 1 MHz, 1 Vg를 인가한 후 HP4192A로 측정하였으며 시편의 절연저항은 High Resistance Meter (HP 4339B, Hewlett-Packard, USA)를 사용하여 100 [V]의 전압을 가하여 측정하였다.그린시트 및 적층 칩 캐패시터의 소결 후 미세구조 및 외부전극 구조는 SEM을 이용하여 분석하였다
본 논문에서는 Ag-Pd 합금에 비하여 도전율이 높은 Ni 내부 전극을 이용하였으며 내환원성 조성으로 (Ca, Sr)(Zr, Ti)O₃계를 주성분으로 선정하여 고주파 특성이 우수한 적층 칩 캐패시터를 제작하였다. 적층 칩 캐패시터 제조에 있어 제조 공정상 주요한 항목이 바인더 배합비, she하 특성을 고찰하였으며 특히 외부전극 형성 후 도금시 도금액 침투에 대한 안정성을 평가하였다

대상 데이터

97Tio.03)037} 주성분으로 MnOz와 A板。3, 유리프릿을 첨가하여 유전율이 32인 원료를 제작하였다. 제작된 원료의 평균입경은 0.
X0. 8X X 0.6mm인 green 칩을 제작하였다. 적증 칩을 280° CT에서 8시간 바인더 탈지 후 그림 1의 소결 조건으로 소성하였다.

성능/효과

또한, 외부 전극의 경우 glss frit 선정이 중요한 변수임을 확인하였으며 Ts 에 따라 glass frit을 선정하여야 하며 열충격 및 소결성 향상을 위한 glass을 동시에 적용하는 것이 유리함을 확인하였다. Ni 내부전극 적용 시의 고주파 특성을 검토한 결과 Pd 전극과는 유사한 경향을 보이나 Ag-Pd에 비해서는 우수한 손실특성을 보여주고 있다.
또한 적증 칩 캐패시터 사용시 중요한 특성인 납 내열성에도 우수한 특성을 나타내고 있으며 절연저항 특성도 양호한 결과를 얻을 수 있었다.
적층 칩 캐패시터의 제작에 있어 용량은 재료자체의 유전율 과 압력 조건에 따라 변화함을 볼 수 있으며 설계시 이를 고려해야 한다. 또한, 외부 전극의 경우 glss frit 선정이 중요한 변수임을 확인하였으며 Ts 에 따라 glass frit을 선정하여야 하며 열충격 및 소결성 향상을 위한 glass을 동시에 적용하는 것이 유리함을 확인하였다. Ni 내부전극 적용 시의 고주파 특성을 검토한 결과 Pd 전극과는 유사한 경향을 보이나 Ag-Pd에 비해서는 우수한 손실특성을 보여주고 있다.

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