積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末及びその製造方法
【課題】本発明は、積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末及びその製造方法に関する。
【解決手段】本発明の一実施形態による積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末は、電気伝導性を有する第１金属粒子と、第１金属粒子の上部または下部に形成され、第１金属粒子より融点が高い第２金属コーティング層と、を含む。
【解決手段】本発明の一実施形態による積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末は、電気伝導性を有する第１金属粒子と、第１金属粒子の上部または下部に形成され、第１金属粒子より融点が高い第２金属コーティング層と、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末及びその製造方法に関し、セラミックグリーンシートと内部電極との間の焼結速度の差によるクラックまたは変形を防止することができる積層セラミック電子部品用ナノ複合粉末及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＬＣＣ（Ｍｕｌｔｉ Ｌａｙｅｒ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ：積層セラミックコンデンサ）、チップインダクター（Ｃｈｉｐ Ｉｎｄｕｃｔｏｒ）のようなチップ部分の内部電極は一般的に、伝導性金属粉末と、有機バインダ、有機溶剤などの有機ビヒクル（ｖｅｈｉｃｌｅ）と、その他の添加剤とで構成される内部電極ペーストで製造され、スクリーン印刷法などによってセラミックグリーンシートに印刷される。
【０００３】
従来のＭＬＣＣは内部電極が形成された複数の誘電体層と内部電極を連結する一対の外部電極とからなり、外部電極としては銀や銅などの導電性金属材質が用いられる。
【０００４】
最近、ＭＬＣＣの超高容量化を図るために、誘電体層と内部電極が薄層化される傾向にある。特に、厚さが１．０μｍ以下の誘電体層を適用して１，０００層以上の高積層製品を開発及び量産するためには、微粒のセラミック粉末、微粒の導電性粉末が用いられることができる。
【０００５】
従来は、このような微粒の導電性粉末を用いる内部電極ペーストに、ニッケル、パラジウムなどの導電性金属粒子に対して高い焼結開始温度を有するセラミック粉末を加えることにより、誘電体層との焼結収縮挙動を一致させようとした。
【０００６】
しかし、従来方式で微粒粉末を用いて高容量のＭＬＣＣの内部電極用ペーストを製造する場合は分散力が弱いため、粉末間の凝集体を完全に除去することが困難であるだけでなく、金属粒子とセラミック粉末との分布を均一にして金属粒子間にセラミック粉末が位置することにより、電極形成後の焼成時に金属粒子間の焼結による焼成収縮を抑制することが困難となる。
【０００７】
これにより、内部電極の場合、誘電層との焼結収縮挙動の差によって内部電極と誘電体層との境界面にクラックが発生する恐れがあり、さらに薄膜化される場合は内部電極の収縮率がより大きいため、部分的に切れてしまう不良が発生する。
従って、内部電極と誘電体層との焼結収縮挙動の差によって発生する薄膜の内部電極の連結性低下及びクラックを防止するために、内部電極と誘電体層との収縮挙動を一致させるための多様な方法が試されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】韓国特許出願公開第２００８−００７１５５６号
【特許文献２】特開２００４−８４０５５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、積層セラミック電子部品の内部電極の焼結による収縮を最小化して、内部電極とセラミックグリーンシートとの焼結収縮の差によるクラックまたは変形を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施形態による積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末は、電気伝導性を有する第１金属粒子と、第１金属粒子の表面一部に形成された第２金属コーティング層と、を含む。
【００１１】
上記第１金属粒子はＮｉまたはＰｄからなることができる。
【００１２】
上記第２金属コーティング層はＦｅ、Ｐｄ及びＰｔからなる群から選択された一つであることができる。
【００１３】
上記第１金属粒子９０〜９９重量部に対して１〜１０重量部の第２金属コーティング層を含むことができる。
【００１４】
上記第２金属コーティング層が形成された第１金属粒子の平均粒径は１００ｎｍ以下であることができる。
【００１５】
上記第２金属コーティング層が形成された第１金属粒子は板状を有することができる。
【００１６】
上記板状を有する第１金属粒子の上部板状面及び下部板状面のうち一面以上に第２金属コーティング層を形成することができる。
【００１７】
本発明の他の実施形態による積層セラミック電子部品用内部電極ペーストは、第１金属粒子と上記第１金属粒子の表面一部に形成され第１金属粒子より融点が高い第２金属コーティング層とを含む積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末と、バインダ、有機溶剤を含む有機ビヒクル（ｖｅｈｉｃｌｅ）と、を含む。
【００１８】
上記内部電極ペースト１００重量部に対して、３０〜８０重量部の内部電極用ナノ複合粉末と、２０〜７０重量部の有機ビヒクルと、を含むことができる。
【００１９】
上記第１金属粒子はＮｉまたはＰｄからなることができる。
【００２０】
上記第２金属コーティング層はＦｅ、Ｐｄ及びＰｔからなる群から選択された一つであることができる。
【００２１】
上記第１金属粒子９０〜９９重量部に対して１〜１０重量部の第２金属コーティング層を含むことができる。
【００２２】
上記第２金属コーティング層が形成された第１金属粒子の平均粒径は１００ｎｍ以下であることができる。
【００２３】
上記第２金属コーティング層が形成された第１金属粒子は板状を有することができる。
【００２４】
上記板状を有する第１金属粒子の上部板状面及び下部板状面のうち一面以上に第２金属コーティング層を形成することができる。
【００２５】
本発明のさらに他の実施形態による積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末の製造方法は、第１金属粒子と、上記第１金属粒子より融点が高い第２金属粒子と、分散媒体とをチャンバで混合する段階と、チャンバの内部を回転する複数の回転ローターが付着されたシャフトを回転させ、第１金属粒子の表面一部に第２金属粒子によって形成される第２金属コーティング層を形成する段階と、を含む。
【００２６】
上記第１金属粒子の表面に第２金属コーティング層を形成する段階は、機械的合金化方式によってなされることができる。
【００２７】
上記第１金属粒子はＮｉまたはＰｄからなることができる。
【００２８】
上記第２金属粒子はＦｅ、Ｐｄ及びＰｔからなる群から選択された一つであることができる。
【００２９】
上記第１金属粒子９０〜９９重量部に対して１〜１０重量部の第２金属コーティング層を含むことができる。
【００３０】
本発明のさらに他の実施形態による積層セラミック電子部品は、複数の誘電体層で構成された積層本体と；複数の誘電体層の内部に形成され、第１金属粒子と上記第１金属粒子の表面一部に形成され第１金属粒子より融点が高い第２金属コーティング層とを含む積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末と、バインダ、有機溶剤を含む有機ビヒクル（ｖｅｈｉｃｌｅ）とを含む積層セラミック電子部品用内部電極ペーストを印刷して形成され、積層本体の相違する面に引き出される第１内部電極パターン及び第２内部電極パターンと；第１内部電極パターンまたは第２内部電極パターンが引き出される面に夫々形成され、第１内部電極パターンまたは第２内部電極パターンと電気的に連結される第１外部電極及び第２外部電極と；を含む。
【００３１】
上記第１金属粒子９０〜９９重量部に対して１〜１０重量部の第２金属コーティング層を含むことができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の一実施形態によると、積層セラミック電子部品の内部電極の焼結による収縮率とセラミックグリーンシートの焼結による収縮率との差を最小化することにより、内部電極とセラミックグリーンシートとの焼結収縮率の差によるクラックまたは変形を防止することができる。
【００３３】
また、本発明の一実施形態によると、板状のナノ複合粉末を内部電極物質として用いることにより、内部電極の横方向収縮を制御することができるため、内部電極の厚さを制御し、内部電極の連結性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態によるセラミック電子部品の斜視図である。
【図２】図１をＡ−Ａ'方向に沿って切断した断面を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態により積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末を製造する装置を示す概路図である。
【図４】本発明の一実施形態により第１金属粒子と第２金属粒子が機械的合金化方式によってナノ複合粉末に製造される工程を示す工程フローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態によるセラミックグリーンシートと内部電極パターンの焼結による収縮率を比較するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、添付された図面を参照して、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が本発明を容易に実施することができるように、好ましい実施形態を詳細に説明する。但し、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明するにあたり、係わる公知技術または構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にする可能性があると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。
【００３６】
また、類似の機能及び作用をする部分に対しては図面全体に亘って同一の符号を用いる。
【００３７】
なお、明細書の全体において、ある構成要素を「含む」ということは、特に反対となる記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに含むことができるということを意味する。
【００３８】
以下、図１から図５を参照して本発明の一実施形態による積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末及びその製造方法と、本発明の一実施形態によるナノ複合粉末を含む内部電極ペースト及び上記内部電極ペーストを利用して製造された積層セラミック電子部品について説明する。
【００３９】
図１及び図２を参照すると、本発明の一実施形態による積層セラミック電子部品１は、積層本体２０と、上記積層本体に形成される第１外部電極１０ａと、第２外部電極１０ｂと、を含む。
【００４０】
図１のＡ−Ａ'方向に沿って切断した断面図を示す図２を参照すると、上記積層本体２０は複数の誘電体層２５が積層されて形成され、上記複数の誘電体層の間には複数の内部電極３０が１層以上の誘電体層を間に置いて積層される。
【００４１】
上記複数の誘電体層２５はセラミックグリーンシートが積層されて形成されたものであり、セラミックグリーンシートはチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）系の誘電体材料と有機バインダとを混合した後、ドクターブレード（ｄｏｃｔｏｒ ｂｌａｄｅ）方法、リップキャスティング（ｌｉｐ ｃａｓｔｉｎｇ）方法などによって製造される。高容量のＭＬＣＣを製造するためには、上記誘電体層２５は２．０μｍ以下のセラミックグリーンシートが１，０００層以上積層されて形成されることができる。
【００４２】
上記第１外部電極１０ａ及び第２外部電極１０ｂは、積層本体の内部に形成された内部電極と外部素子を連結するためのものであり、銀（Ａｇ）や銅（Ｃｕ）などの導電性金属を用いて形成される。
【００４３】
上記内部電極３０は導電性物質を含んでおり、導電性物質に有機ビヒクル及び添加剤を加えた内部電極ペーストをセラミックグリーンシートに塗布することにより形成される。高容量のＭＬＣＣを製造するためには２．０μｍ以下の内部電極を形成しなければならず、この場合、１００ｎｍ以下の導電性物質が用いられることができる。
【００４４】
複数のセラミックグリーンシートと内部電極とを積層して積層本体を形成した後、焼結過程によってセラミックグリーンシートと内部電極とを緻密化させることができる。この場合、内部電極を構成する導電性物質の焼結収縮率は、セラミックグリーンシートの焼結収縮率より大きい。従って、焼結収縮時に内部電極がセラミックグリーンシートより大きく収縮され、内部電極が切れたり、クラックが発生するなど、内部電極の連結性に不良が発生する可能性がある。
【００４５】
しかし、本発明の一実施形態によるナノ複合粉末を用いて内部電極を形成する場合、単に導電性物質を用いて内部電極を形成する場合に比べて焼結収縮率を減少させることができる。これにより、積層本体の焼結過程でセラミックグリーンシートと内部電極との焼結特性のマッチングがなされることができる。
【００４６】
従って、本発明の一実施形態によると、内部電極がより多く収縮されることを防止することができるため、内部電極が切れたり、クラックが発生することを防止することができる。結局、高容量の積層セラミック電子部品の内部電極の連結性を確保し、チップの信頼性を確保することができる。
【００４７】
以下、本発明の一実施形態によるナノ複合粉末の製造方法及びそれによって製造されたナノ複合粉末について説明する。
【００４８】
図３は本発明の一実施形態によるナノ複合粉末の製造装置を示す概略図である。
【００４９】
図３を参照すると、ナノ複合粉末の製造装置は、チャンバー１００と、上記チャンバーの内部を回転するように形成されたシャフト１１０と、上記シャフト１１０に連結された複数の回転ローター１２０と、を含む。
【００５０】
チャンバー１００にナノ複合粉末原料６０を添加してナノ複合粉末を製造し、ナノ複合粉末原料６０とナノ複合粉末とを圧接（ｗｅｌｄｉｎｇ）及び破砕（ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ）させるための分散媒体５０が添加される。
【００５１】
シャフト１１０はチャンバー１００の内部で回転するように形成される。シャフト１１０が回転しながら分散媒体５０によってナノ複合粉末原料６０とナノ複合粉末とが圧接及び破砕されることができる。本発明の一実施形態によると、ナノ複合粉末原料６０及び分散媒体５０に応じて上記シャフト１１０の回転速度及び回転時間を調節することができる。
【００５２】
回転ローター１２０は上記シャフト１１０に付着され、シャフト１１０が回転することによってチャンバー１００の内部の物質を攪拌するものであり、１個以上の回転ローター１２０がシャフト１１０に付着されることができる。
【００５３】
分散媒体５０は耐久性に優れた物質からなり、ナノ複合粉末原料６０とともに添加され、ナノ複合粉末原料にエネルギーを加えて圧接及び破砕が起こるようにするものである。製造しようとするナノ複合粉末のサイズに応じて分散媒体５０のサイズを変更することができる。
【００５４】
本発明の一実施形態によるナノ複合粉末を製造するためには、第１金属粒子と、上記第１金属粒子より融点が高い第２金属粒子と、分散媒体とをチャンバー１００で混合する段階と、チャンバー１００の内部を回転する複数の回転ローター１２０が付着されたシャフト１１０を回転させ、上記第１金属粒子に第２金属コーティング層を形成する段階と、を含む。
【００５５】
まず、ナノ複合粉末原料６０と分散媒体５０をチャンバーで混合する。
【００５６】
上記ナノ複合粉末原料６０は第１金属粒子と第２金属粒子とを含む。
【００５７】
上記第１金属粒子は電気伝導性に優れた物質であり、比抵抗値が低いため、内部電極の形成時に低い抵抗値を提供することができる物質が用いられ、これに制限されるものではないが、ＮｉまたはＰｄが用いられることができる。
【００５８】
上記第２金属粒子としては第１金属粒子より融点が高い物質が用いられ、上記第１金属粒子の上部または下部にコーティング層を形成して、ナノ複合粉末の焼結収縮率を低める役割をすることができる。上記第２金属粒子としては、Ｆｅ、Ｐｄ及びＰｔからなる群から選択された一つが用いられることができる。
【００５９】
但し、上記第１金属粒子と第２金属粒子としては同一の物質でなく、融点が相違する物質が用いられることができ、特に、第１金属粒子としてＰｄが用いられる場合、Ｐｄより融点が高いＰｔが用いられることが好ましい。
【００６０】
本発明の一実施形態によると、ナノ複合粉末原料１００重量部に対して、９０〜９９重量部の第１金属粒子が添加され、１〜１０重量部の第２金属粒子が添加されることができる。
【００６１】
上記第１金属粒子の含量が９０重量部未満であればナノ複合粉末の電気伝導性が低下し、９９重量部を超過すればナノ複合粉末の焼結収縮率を低めることができないため、上記ナノ複合粉末１００重量部に対して９０〜９９重量部の第１金属粒子を含むことが好ましい。
【００６２】
従って、好ましくは上記第１金属粒子９０〜９９重量部に対して１〜１０重量部の第２金属コーティング層を含むことができる。
【００６３】
ナノ複合粉末原料６０と分散媒体５０をチャンバー１００で混合した後、シャフト１１０を回転させて上記第１金属粒子に第２金属コーティング層を形成することにより、ナノ複合粉末を製造することができる。
【００６４】
本発明の一実施形態によると、上記第１金属粒子に第２金属コーティング層を形成してナノ複合粉末を製造することは、機械的合金化（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ａｌｌｏｙ）方式によって行われることができる。
【００６５】
機械的合金化（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ａｌｌｏｙ）方式とは、非常に早く回転する分散媒体による成分元素の粉末粒子間の反復的な圧接（ｗｅｌｄｉｎｇ）、破砕（ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ）及び再圧接の過程を経て、均一かつ微細な合金相を形成したり、極大化された混合状態の複合粉末を製造するための高エネルギーボールミリング（ｈｉｇｈ ｅｎｅｒｇｙ ｂａｌｌ−ｍｉｌｌｉｎｇ）工程である。
【００６６】
上記機械的合金化工程によると、粉末原料が分散媒体の間で焼成変形されて板状化される段階を経て、成分元素の粉末粒子間の圧接が起こることによって層状構造の合金粉末を形成するようになる。このような状態で破砕と圧接が繰り返して行われることにより、成分元素の粉末粒子間の混合状態が均一な定常状態（ｓｔｅａｄｙ ｓｔａｔｅ）になることができる。このような機械的合金化工程により、安定化された相を有するナノ結晶材料を得ることができる。
【００６７】
本発明の一実施形態によると、第１金属粒子、第２金属粒子及び分散媒体をチャンバー１００に入れてシャフトを非常に早く回転させることにより、第１金属粒子と第２金属粒子との間に圧接と破砕、及び再圧接の過程が繰り返して起こり、均一且つ微細なナノ複合粉末が製造される。
【００６８】
図４を参照すると、第１金属粒子６０ａと第２金属粒子６０ｂは、機械的合金化工程によって分散媒体の間で焼成変形され、板状化される段階を経るようになる。上記第１金属粒子６０ａと第２金属粒子６０ｂ間の圧接が起こることによって層状構造の合金粉末が形成され、特に第１金属粒子６０ａの上部、下部または上下部に第２金属粒子６０ｂの第２金属コーティング層が形成されるようになる。
【００６９】
このような状態で破砕と圧接が繰り返して行われることにより、成分元素の粉末粒子間の混合状態が均一な定常状態になることができ、１００ｎｍ以下の安定化された相を有するナノ複合粉末７０が製造されることができる。
【００７０】
上記のような機械的合金化工程によって製造されたナノ複合粉末の場合、第１金属粒子に上記第１金属粒子より融点が高い第２金属コーティング層が形成されるため、第１金属粒子のように優れた電気伝導性を有しながら、第２金属粒子のように焼結収縮挙動に優れたナノ複合粉末が製造される。
【００７１】
また、上記ナノ複合粉末は板状を有するため、内部電極ペーストに製造する場合、球形の粒子に比べて孔隙率が低くなることにより、グリーンシート状態で優れた緻密性を有するようになる。従って、焼結過程で体積が収縮される割合である焼結収縮率を低めることができる。
【００７２】
これにより、ナノ複合粉末を用いて内部電極を形成する場合、内部電極とセラミックグリーンシートとの焼結収縮率の差によって発生するクラック及びセラミックグリーンシートの変形を防止することができる。
【００７３】
以下、上記のような本発明の一実施形態によるナノ複合粉末で製造された内部電極ペーストについて説明する。
【００７４】
積層セラミック電子部品を製造するための内部電極ペーストは、電気伝導性を有するナノ複合粉末と、分散性を確保するための有機ビヒクル（ｖｅｈｉｃｌｅ）と、添加剤とを含む。
【００７５】
ナノ複合粉末は積層セラミック電子部品の内部電極に用いられ、特にＭＬＣＣに用いられることができる。ナノ複合粉末は内部電極の電気伝導性を与えるための物質であり、優れた電気伝導性を有する金属が用いられることができる。
【００７６】
上記ナノ複合粉末は、電気伝導性を有する第１金属粒子と、第１金属粒子の上部または下部に形成され、第１金属粒子より融点が高い第２金属コーティング層とを含む。
【００７７】
上記第２金属コーティング層は第１金属粒子の表面一部に形成されることができ、特に、第１金属粒子が板状構造を有する場合、第１金属粒子の上部板状面及び下部板状面のうち一つ以上に形成されることができる。
【００７８】
図４を参照すると、第１金属粒子の上部板状面に第２金属コーティング層が形成されたナノ複合粉末、第１金属粒子の上部板状面及び下部板状面に第２金属コーティング層が形成されたナノ複合粉末、第１金属粒子の下部板状面に第２金属コーティング層が形成されたナノ複合粉末が図示されている。このように、ナノ複合粉末は多様な構造を有することができる。
【００７９】
上記第１金属粒子はＮｉまたはＰｄを含み、上記第２金属コーティング層はＦｅ、Ｐｄ及びＰｔからなる群から選択された一つであることができる。上記ナノ複合粉末１００重量部に対して９０重量部以上の第１金属粒子を含むことができる。これにより、ナノ複合粉末は電気伝導性に優れながらも焼結収縮率が小さい特性を有することができる。
【００８０】
上記第２金属コーティング層が形成された第１金属粒子の平均粒径は１００ｎｍ以下であることができるため、高容量の積層セラミック電子部品に適しており、特に２．０μｍ以下の厚さを有するセラミックグリーンシート及び内部電極を形成して超高容量のＭＬＣＣを製造するに適している。
【００８１】
上記第２金属コーティング層が形成された第１金属粒子は板状を有することができる。これにより、内部電極ペーストへ緻密性を与え、焼結時の収縮率を低めることができる。また、内部電極とセラミックグリーンシートとの焼結収縮に対するマッチング性を与えることができる。
【００８２】
上記内部電極ペースト１００重量部に対して３０〜８０重量部のナノ複合粉末が含まれることができる。３０重量部未満であれば電気伝導性を確保することが困難となり、８０重量部を超過すれば内部電極ペーストの内部での分散性を確保することが困難となる。
【００８３】
有機ビヒクルはバインダと有機溶剤などを含み、内部電極ペーストの粘度及び焼結性を確保することができる。
【００８４】
上記バインダとしてはこれに制限されるものではないが、エーテルセルロース系樹脂が用いられ、ナノ複合粉末の溶解性を高め、粘度を確保することができる。
【００８５】
上記有機溶剤としてはこれに制限されるものではないが、テルピネオール、アルファテルピネオール、ジハイドロテルピネオール、ジハイドロテルピネオールアセテートなどが用いられ、セラミックグリーンシートに対するアタック（ａｔｔａｃｋ）現象を改善することができる。
【００８６】
本発明の一実施形態によると、上記内部電極ペースト１００重量部に対して２０〜７０重量部の有機ビヒクルを含むことができ、内部電極ペーストの印刷方式によって求められる粘度に応じて、その量を調節することができる。
【００８７】
本発明のさらに他の実施形態によると、上記電極ペーストを利用して積層セラミック電子部品を製造することができる。
【００８８】
上記積層セラミック電子部品は、複数の誘電体層で構成された積層本体と、複数の誘電体層の内部に形成され、本発明の一実施形態による積層セラミック電子部品用内部電極ペーストを印刷して形成され、積層本体の相違する面に引き出される第１内部電極パターン及び第２内部電極パターンと、第１内部電極パターンまたは第２内部電極パターンが引き出される面に夫々形成され、第１内部電極パターンまたは第２内部電極パターンと電気的に連結される第１外部電極及び第２外部電極と、を含む。
【００８９】
上記内部電極ペーストは、第１金属粒子と上記第１金属粒子の表面一部に形成され第１金属粒子より融点が高い第２金属コーティング層とを含む積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末と、バインダ、有機溶剤を含む有機ビヒクル（ｖｅｈｉｃｌｅ）とを含み、特に、上記第１金属粒子９０〜９９重量部に対して１〜１０重量部の第２金属コーティング層を含むことが好ましい。
【００９０】
図５を参照すると、本発明の一実施形態によって製造された積層セラミック電子部品での内部電極と誘電体層の焼結収縮特性を確認することができる。
【００９１】
（ａ）はセラミックグリーンシートの収縮率を示すグラフであり、（ｂ）は単一金属粒子を含む内部電極ペーストの収縮率を示すグラフであり、（ｃ）はナノ複合粉末を用いて内部電極パターンを形成する場合の収縮率を示すグラフである。
【００９２】
上記グラフを参照すると、セラミックグリーンシートの収縮率は２％未満であったが、単一金属粒子を含む内部電極ペーストで内部電極パターンを形成した場合、内部電極パターンの収縮率は１５％以上の値を示すことを確認することができた。
【００９３】
しかし、本発明の一実施形態によってナノ複合粉末を用いる場合、内部電極パターンの収縮率は１０％以下となることを確認することができた。
【００９４】
本発明の一実施形態によってナノ複合粉末を用いる場合、内部電極パターンの収縮率を単一金属粉末を用いる場合に比べて５％以上低めることができ、これによってセラミックグリーンシートと内部電極パターンとの収縮率の差を最大１０％以下に低めることができる。
【００９５】
このように、本発明の一実施形態によると、内部電極とセラミックグリーンシートとの焼結時の収縮挙動のマッチング性を向上させることができる。
【００９６】
本発明の一実施形態によると、第１金属粒子と上記第１金属粒子より融点が高い第２金属コーティング層が上記第１金属粒子の表面一部に形成されたナノ複合粉末が提供され、特にナノ複合粉末は板状の構造を有するため、ペーストに製造する時、緻密性に優れた内部電極ペーストを製造することができる。
【００９７】
これにより、内部電極ペーストをセラミックグリーンシートに印刷して積層した後、セラミックグリーンシートとともに焼結させた時、セラミックグリーンシートとの焼結収縮率の差が大きくなることを防止することができる。従って、内部電極にショートまたはクラックが発生することを防止し、内部電極の連結性を向上させることができる。また、信頼性に優れたチップを製造することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末及びその製造方法に関し、セラミックグリーンシートと内部電極との間の焼結速度の差によるクラックまたは変形を防止することができる積層セラミック電子部品用ナノ複合粉末及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＬＣＣ（Ｍｕｌｔｉ Ｌａｙｅｒ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ：積層セラミックコンデンサ）、チップインダクター（Ｃｈｉｐ Ｉｎｄｕｃｔｏｒ）のようなチップ部分の内部電極は一般的に、伝導性金属粉末と、有機バインダ、有機溶剤などの有機ビヒクル（ｖｅｈｉｃｌｅ）と、その他の添加剤とで構成される内部電極ペーストで製造され、スクリーン印刷法などによってセラミックグリーンシートに印刷される。
【０００３】
従来のＭＬＣＣは内部電極が形成された複数の誘電体層と内部電極を連結する一対の外部電極とからなり、外部電極としては銀や銅などの導電性金属材質が用いられる。
【０００４】
最近、ＭＬＣＣの超高容量化を図るために、誘電体層と内部電極が薄層化される傾向にある。特に、厚さが１．０μｍ以下の誘電体層を適用して１，０００層以上の高積層製品を開発及び量産するためには、微粒のセラミック粉末、微粒の導電性粉末が用いられることができる。
【０００５】
従来は、このような微粒の導電性粉末を用いる内部電極ペーストに、ニッケル、パラジウムなどの導電性金属粒子に対して高い焼結開始温度を有するセラミック粉末を加えることにより、誘電体層との焼結収縮挙動を一致させようとした。
【０００６】
しかし、従来方式で微粒粉末を用いて高容量のＭＬＣＣの内部電極用ペーストを製造する場合は分散力が弱いため、粉末間の凝集体を完全に除去することが困難であるだけでなく、金属粒子とセラミック粉末との分布を均一にして金属粒子間にセラミック粉末が位置することにより、電極形成後の焼成時に金属粒子間の焼結による焼成収縮を抑制することが困難となる。
【０００７】
これにより、内部電極の場合、誘電層との焼結収縮挙動の差によって内部電極と誘電体層との境界面にクラックが発生する恐れがあり、さらに薄膜化される場合は内部電極の収縮率がより大きいため、部分的に切れてしまう不良が発生する。
従って、内部電極と誘電体層との焼結収縮挙動の差によって発生する薄膜の内部電極の連結性低下及びクラックを防止するために、内部電極と誘電体層との収縮挙動を一致させるための多様な方法が試されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】韓国特許出願公開第２００８−００７１５５６号
【特許文献２】特開２００４−８４０５５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、積層セラミック電子部品の内部電極の焼結による収縮を最小化して、内部電極とセラミックグリーンシートとの焼結収縮の差によるクラックまたは変形を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施形態による積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末は、電気伝導性を有する第１金属粒子と、第１金属粒子の表面一部に形成された第２金属コーティング層と、を含む。
【００１１】
上記第１金属粒子はＮｉまたはＰｄからなることができる。
【００１２】
上記第２金属コーティング層はＦｅ、Ｐｄ及びＰｔからなる群から選択された一つであることができる。
【００１３】
上記第１金属粒子９０〜９９重量部に対して１〜１０重量部の第２金属コーティング層を含むことができる。
【００１４】
上記第２金属コーティング層が形成された第１金属粒子の平均粒径は１００ｎｍ以下であることができる。
【００１５】
上記第２金属コーティング層が形成された第１金属粒子は板状を有することができる。
【００１６】
上記板状を有する第１金属粒子の上部板状面及び下部板状面のうち一面以上に第２金属コーティング層を形成することができる。
【００１７】
本発明の他の実施形態による積層セラミック電子部品用内部電極ペーストは、第１金属粒子と上記第１金属粒子の表面一部に形成され第１金属粒子より融点が高い第２金属コーティング層とを含む積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末と、バインダ、有機溶剤を含む有機ビヒクル（ｖｅｈｉｃｌｅ）と、を含む。
【００１８】
上記内部電極ペースト１００重量部に対して、３０〜８０重量部の内部電極用ナノ複合粉末と、２０〜７０重量部の有機ビヒクルと、を含むことができる。
【００１９】
上記第１金属粒子はＮｉまたはＰｄからなることができる。
【００２０】
上記第２金属コーティング層はＦｅ、Ｐｄ及びＰｔからなる群から選択された一つであることができる。
【００２１】
上記第１金属粒子９０〜９９重量部に対して１〜１０重量部の第２金属コーティング層を含むことができる。
【００２２】
上記第２金属コーティング層が形成された第１金属粒子の平均粒径は１００ｎｍ以下であることができる。
【００２３】
上記第２金属コーティング層が形成された第１金属粒子は板状を有することができる。
【００２４】
上記板状を有する第１金属粒子の上部板状面及び下部板状面のうち一面以上に第２金属コーティング層を形成することができる。
【００２５】
本発明のさらに他の実施形態による積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末の製造方法は、第１金属粒子と、上記第１金属粒子より融点が高い第２金属粒子と、分散媒体とをチャンバで混合する段階と、チャンバの内部を回転する複数の回転ローターが付着されたシャフトを回転させ、第１金属粒子の表面一部に第２金属粒子によって形成される第２金属コーティング層を形成する段階と、を含む。
【００２６】
上記第１金属粒子の表面に第２金属コーティング層を形成する段階は、機械的合金化方式によってなされることができる。
【００２７】
上記第１金属粒子はＮｉまたはＰｄからなることができる。
【００２８】
上記第２金属粒子はＦｅ、Ｐｄ及びＰｔからなる群から選択された一つであることができる。
【００２９】
上記第１金属粒子９０〜９９重量部に対して１〜１０重量部の第２金属コーティング層を含むことができる。
【００３０】
本発明のさらに他の実施形態による積層セラミック電子部品は、複数の誘電体層で構成された積層本体と；複数の誘電体層の内部に形成され、第１金属粒子と上記第１金属粒子の表面一部に形成され第１金属粒子より融点が高い第２金属コーティング層とを含む積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末と、バインダ、有機溶剤を含む有機ビヒクル（ｖｅｈｉｃｌｅ）とを含む積層セラミック電子部品用内部電極ペーストを印刷して形成され、積層本体の相違する面に引き出される第１内部電極パターン及び第２内部電極パターンと；第１内部電極パターンまたは第２内部電極パターンが引き出される面に夫々形成され、第１内部電極パターンまたは第２内部電極パターンと電気的に連結される第１外部電極及び第２外部電極と；を含む。
【００３１】
上記第１金属粒子９０〜９９重量部に対して１〜１０重量部の第２金属コーティング層を含むことができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の一実施形態によると、積層セラミック電子部品の内部電極の焼結による収縮率とセラミックグリーンシートの焼結による収縮率との差を最小化することにより、内部電極とセラミックグリーンシートとの焼結収縮率の差によるクラックまたは変形を防止することができる。
【００３３】
また、本発明の一実施形態によると、板状のナノ複合粉末を内部電極物質として用いることにより、内部電極の横方向収縮を制御することができるため、内部電極の厚さを制御し、内部電極の連結性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態によるセラミック電子部品の斜視図である。
【図２】図１をＡ−Ａ'方向に沿って切断した断面を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態により積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末を製造する装置を示す概路図である。
【図４】本発明の一実施形態により第１金属粒子と第２金属粒子が機械的合金化方式によってナノ複合粉末に製造される工程を示す工程フローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態によるセラミックグリーンシートと内部電極パターンの焼結による収縮率を比較するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、添付された図面を参照して、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が本発明を容易に実施することができるように、好ましい実施形態を詳細に説明する。但し、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明するにあたり、係わる公知技術または構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にする可能性があると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。
【００３６】
また、類似の機能及び作用をする部分に対しては図面全体に亘って同一の符号を用いる。
【００３７】
なお、明細書の全体において、ある構成要素を「含む」ということは、特に反対となる記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに含むことができるということを意味する。
【００３８】
以下、図１から図５を参照して本発明の一実施形態による積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末及びその製造方法と、本発明の一実施形態によるナノ複合粉末を含む内部電極ペースト及び上記内部電極ペーストを利用して製造された積層セラミック電子部品について説明する。
【００３９】
図１及び図２を参照すると、本発明の一実施形態による積層セラミック電子部品１は、積層本体２０と、上記積層本体に形成される第１外部電極１０ａと、第２外部電極１０ｂと、を含む。
【００４０】
図１のＡ−Ａ'方向に沿って切断した断面図を示す図２を参照すると、上記積層本体２０は複数の誘電体層２５が積層されて形成され、上記複数の誘電体層の間には複数の内部電極３０が１層以上の誘電体層を間に置いて積層される。
【００４１】
上記複数の誘電体層２５はセラミックグリーンシートが積層されて形成されたものであり、セラミックグリーンシートはチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）系の誘電体材料と有機バインダとを混合した後、ドクターブレード（ｄｏｃｔｏｒ ｂｌａｄｅ）方法、リップキャスティング（ｌｉｐ ｃａｓｔｉｎｇ）方法などによって製造される。高容量のＭＬＣＣを製造するためには、上記誘電体層２５は２．０μｍ以下のセラミックグリーンシートが１，０００層以上積層されて形成されることができる。
【００４２】
上記第１外部電極１０ａ及び第２外部電極１０ｂは、積層本体の内部に形成された内部電極と外部素子を連結するためのものであり、銀（Ａｇ）や銅（Ｃｕ）などの導電性金属を用いて形成される。
【００４３】
上記内部電極３０は導電性物質を含んでおり、導電性物質に有機ビヒクル及び添加剤を加えた内部電極ペーストをセラミックグリーンシートに塗布することにより形成される。高容量のＭＬＣＣを製造するためには２．０μｍ以下の内部電極を形成しなければならず、この場合、１００ｎｍ以下の導電性物質が用いられることができる。
【００４４】
複数のセラミックグリーンシートと内部電極とを積層して積層本体を形成した後、焼結過程によってセラミックグリーンシートと内部電極とを緻密化させることができる。この場合、内部電極を構成する導電性物質の焼結収縮率は、セラミックグリーンシートの焼結収縮率より大きい。従って、焼結収縮時に内部電極がセラミックグリーンシートより大きく収縮され、内部電極が切れたり、クラックが発生するなど、内部電極の連結性に不良が発生する可能性がある。
【００４５】
しかし、本発明の一実施形態によるナノ複合粉末を用いて内部電極を形成する場合、単に導電性物質を用いて内部電極を形成する場合に比べて焼結収縮率を減少させることができる。これにより、積層本体の焼結過程でセラミックグリーンシートと内部電極との焼結特性のマッチングがなされることができる。
【００４６】
従って、本発明の一実施形態によると、内部電極がより多く収縮されることを防止することができるため、内部電極が切れたり、クラックが発生することを防止することができる。結局、高容量の積層セラミック電子部品の内部電極の連結性を確保し、チップの信頼性を確保することができる。
【００４７】
以下、本発明の一実施形態によるナノ複合粉末の製造方法及びそれによって製造されたナノ複合粉末について説明する。
【００４８】
図３は本発明の一実施形態によるナノ複合粉末の製造装置を示す概略図である。
【００４９】
図３を参照すると、ナノ複合粉末の製造装置は、チャンバー１００と、上記チャンバーの内部を回転するように形成されたシャフト１１０と、上記シャフト１１０に連結された複数の回転ローター１２０と、を含む。
【００５０】
チャンバー１００にナノ複合粉末原料６０を添加してナノ複合粉末を製造し、ナノ複合粉末原料６０とナノ複合粉末とを圧接（ｗｅｌｄｉｎｇ）及び破砕（ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ）させるための分散媒体５０が添加される。
【００５１】
シャフト１１０はチャンバー１００の内部で回転するように形成される。シャフト１１０が回転しながら分散媒体５０によってナノ複合粉末原料６０とナノ複合粉末とが圧接及び破砕されることができる。本発明の一実施形態によると、ナノ複合粉末原料６０及び分散媒体５０に応じて上記シャフト１１０の回転速度及び回転時間を調節することができる。
【００５２】
回転ローター１２０は上記シャフト１１０に付着され、シャフト１１０が回転することによってチャンバー１００の内部の物質を攪拌するものであり、１個以上の回転ローター１２０がシャフト１１０に付着されることができる。
【００５３】
分散媒体５０は耐久性に優れた物質からなり、ナノ複合粉末原料６０とともに添加され、ナノ複合粉末原料にエネルギーを加えて圧接及び破砕が起こるようにするものである。製造しようとするナノ複合粉末のサイズに応じて分散媒体５０のサイズを変更することができる。
【００５４】
本発明の一実施形態によるナノ複合粉末を製造するためには、第１金属粒子と、上記第１金属粒子より融点が高い第２金属粒子と、分散媒体とをチャンバー１００で混合する段階と、チャンバー１００の内部を回転する複数の回転ローター１２０が付着されたシャフト１１０を回転させ、上記第１金属粒子に第２金属コーティング層を形成する段階と、を含む。
【００５５】
まず、ナノ複合粉末原料６０と分散媒体５０をチャンバーで混合する。
【００５６】
上記ナノ複合粉末原料６０は第１金属粒子と第２金属粒子とを含む。
【００５７】
上記第１金属粒子は電気伝導性に優れた物質であり、比抵抗値が低いため、内部電極の形成時に低い抵抗値を提供することができる物質が用いられ、これに制限されるものではないが、ＮｉまたはＰｄが用いられることができる。
【００５８】
上記第２金属粒子としては第１金属粒子より融点が高い物質が用いられ、上記第１金属粒子の上部または下部にコーティング層を形成して、ナノ複合粉末の焼結収縮率を低める役割をすることができる。上記第２金属粒子としては、Ｆｅ、Ｐｄ及びＰｔからなる群から選択された一つが用いられることができる。
【００５９】
但し、上記第１金属粒子と第２金属粒子としては同一の物質でなく、融点が相違する物質が用いられることができ、特に、第１金属粒子としてＰｄが用いられる場合、Ｐｄより融点が高いＰｔが用いられることが好ましい。
【００６０】
本発明の一実施形態によると、ナノ複合粉末原料１００重量部に対して、９０〜９９重量部の第１金属粒子が添加され、１〜１０重量部の第２金属粒子が添加されることができる。
【００６１】
上記第１金属粒子の含量が９０重量部未満であればナノ複合粉末の電気伝導性が低下し、９９重量部を超過すればナノ複合粉末の焼結収縮率を低めることができないため、上記ナノ複合粉末１００重量部に対して９０〜９９重量部の第１金属粒子を含むことが好ましい。
【００６２】
従って、好ましくは上記第１金属粒子９０〜９９重量部に対して１〜１０重量部の第２金属コーティング層を含むことができる。
【００６３】
ナノ複合粉末原料６０と分散媒体５０をチャンバー１００で混合した後、シャフト１１０を回転させて上記第１金属粒子に第２金属コーティング層を形成することにより、ナノ複合粉末を製造することができる。
【００６４】
本発明の一実施形態によると、上記第１金属粒子に第２金属コーティング層を形成してナノ複合粉末を製造することは、機械的合金化（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ａｌｌｏｙ）方式によって行われることができる。
【００６５】
機械的合金化（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ａｌｌｏｙ）方式とは、非常に早く回転する分散媒体による成分元素の粉末粒子間の反復的な圧接（ｗｅｌｄｉｎｇ）、破砕（ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ）及び再圧接の過程を経て、均一かつ微細な合金相を形成したり、極大化された混合状態の複合粉末を製造するための高エネルギーボールミリング（ｈｉｇｈ ｅｎｅｒｇｙ ｂａｌｌ−ｍｉｌｌｉｎｇ）工程である。
【００６６】
上記機械的合金化工程によると、粉末原料が分散媒体の間で焼成変形されて板状化される段階を経て、成分元素の粉末粒子間の圧接が起こることによって層状構造の合金粉末を形成するようになる。このような状態で破砕と圧接が繰り返して行われることにより、成分元素の粉末粒子間の混合状態が均一な定常状態（ｓｔｅａｄｙ ｓｔａｔｅ）になることができる。このような機械的合金化工程により、安定化された相を有するナノ結晶材料を得ることができる。
【００６７】
本発明の一実施形態によると、第１金属粒子、第２金属粒子及び分散媒体をチャンバー１００に入れてシャフトを非常に早く回転させることにより、第１金属粒子と第２金属粒子との間に圧接と破砕、及び再圧接の過程が繰り返して起こり、均一且つ微細なナノ複合粉末が製造される。
【００６８】
図４を参照すると、第１金属粒子６０ａと第２金属粒子６０ｂは、機械的合金化工程によって分散媒体の間で焼成変形され、板状化される段階を経るようになる。上記第１金属粒子６０ａと第２金属粒子６０ｂ間の圧接が起こることによって層状構造の合金粉末が形成され、特に第１金属粒子６０ａの上部、下部または上下部に第２金属粒子６０ｂの第２金属コーティング層が形成されるようになる。
【００６９】
このような状態で破砕と圧接が繰り返して行われることにより、成分元素の粉末粒子間の混合状態が均一な定常状態になることができ、１００ｎｍ以下の安定化された相を有するナノ複合粉末７０が製造されることができる。
【００７０】
上記のような機械的合金化工程によって製造されたナノ複合粉末の場合、第１金属粒子に上記第１金属粒子より融点が高い第２金属コーティング層が形成されるため、第１金属粒子のように優れた電気伝導性を有しながら、第２金属粒子のように焼結収縮挙動に優れたナノ複合粉末が製造される。
【００７１】
また、上記ナノ複合粉末は板状を有するため、内部電極ペーストに製造する場合、球形の粒子に比べて孔隙率が低くなることにより、グリーンシート状態で優れた緻密性を有するようになる。従って、焼結過程で体積が収縮される割合である焼結収縮率を低めることができる。
【００７２】
これにより、ナノ複合粉末を用いて内部電極を形成する場合、内部電極とセラミックグリーンシートとの焼結収縮率の差によって発生するクラック及びセラミックグリーンシートの変形を防止することができる。
【００７３】
以下、上記のような本発明の一実施形態によるナノ複合粉末で製造された内部電極ペーストについて説明する。
【００７４】
積層セラミック電子部品を製造するための内部電極ペーストは、電気伝導性を有するナノ複合粉末と、分散性を確保するための有機ビヒクル（ｖｅｈｉｃｌｅ）と、添加剤とを含む。
【００７５】
ナノ複合粉末は積層セラミック電子部品の内部電極に用いられ、特にＭＬＣＣに用いられることができる。ナノ複合粉末は内部電極の電気伝導性を与えるための物質であり、優れた電気伝導性を有する金属が用いられることができる。
【００７６】
上記ナノ複合粉末は、電気伝導性を有する第１金属粒子と、第１金属粒子の上部または下部に形成され、第１金属粒子より融点が高い第２金属コーティング層とを含む。
【００７７】
上記第２金属コーティング層は第１金属粒子の表面一部に形成されることができ、特に、第１金属粒子が板状構造を有する場合、第１金属粒子の上部板状面及び下部板状面のうち一つ以上に形成されることができる。
【００７８】
図４を参照すると、第１金属粒子の上部板状面に第２金属コーティング層が形成されたナノ複合粉末、第１金属粒子の上部板状面及び下部板状面に第２金属コーティング層が形成されたナノ複合粉末、第１金属粒子の下部板状面に第２金属コーティング層が形成されたナノ複合粉末が図示されている。このように、ナノ複合粉末は多様な構造を有することができる。
【００７９】
上記第１金属粒子はＮｉまたはＰｄを含み、上記第２金属コーティング層はＦｅ、Ｐｄ及びＰｔからなる群から選択された一つであることができる。上記ナノ複合粉末１００重量部に対して９０重量部以上の第１金属粒子を含むことができる。これにより、ナノ複合粉末は電気伝導性に優れながらも焼結収縮率が小さい特性を有することができる。
【００８０】
上記第２金属コーティング層が形成された第１金属粒子の平均粒径は１００ｎｍ以下であることができるため、高容量の積層セラミック電子部品に適しており、特に２．０μｍ以下の厚さを有するセラミックグリーンシート及び内部電極を形成して超高容量のＭＬＣＣを製造するに適している。
【００８１】
上記第２金属コーティング層が形成された第１金属粒子は板状を有することができる。これにより、内部電極ペーストへ緻密性を与え、焼結時の収縮率を低めることができる。また、内部電極とセラミックグリーンシートとの焼結収縮に対するマッチング性を与えることができる。
【００８２】
上記内部電極ペースト１００重量部に対して３０〜８０重量部のナノ複合粉末が含まれることができる。３０重量部未満であれば電気伝導性を確保することが困難となり、８０重量部を超過すれば内部電極ペーストの内部での分散性を確保することが困難となる。
【００８３】
有機ビヒクルはバインダと有機溶剤などを含み、内部電極ペーストの粘度及び焼結性を確保することができる。
【００８４】
上記バインダとしてはこれに制限されるものではないが、エーテルセルロース系樹脂が用いられ、ナノ複合粉末の溶解性を高め、粘度を確保することができる。
【００８５】
上記有機溶剤としてはこれに制限されるものではないが、テルピネオール、アルファテルピネオール、ジハイドロテルピネオール、ジハイドロテルピネオールアセテートなどが用いられ、セラミックグリーンシートに対するアタック（ａｔｔａｃｋ）現象を改善することができる。
【００８６】
本発明の一実施形態によると、上記内部電極ペースト１００重量部に対して２０〜７０重量部の有機ビヒクルを含むことができ、内部電極ペーストの印刷方式によって求められる粘度に応じて、その量を調節することができる。
【００８７】
本発明のさらに他の実施形態によると、上記電極ペーストを利用して積層セラミック電子部品を製造することができる。
【００８８】
上記積層セラミック電子部品は、複数の誘電体層で構成された積層本体と、複数の誘電体層の内部に形成され、本発明の一実施形態による積層セラミック電子部品用内部電極ペーストを印刷して形成され、積層本体の相違する面に引き出される第１内部電極パターン及び第２内部電極パターンと、第１内部電極パターンまたは第２内部電極パターンが引き出される面に夫々形成され、第１内部電極パターンまたは第２内部電極パターンと電気的に連結される第１外部電極及び第２外部電極と、を含む。
【００８９】
上記内部電極ペーストは、第１金属粒子と上記第１金属粒子の表面一部に形成され第１金属粒子より融点が高い第２金属コーティング層とを含む積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末と、バインダ、有機溶剤を含む有機ビヒクル（ｖｅｈｉｃｌｅ）とを含み、特に、上記第１金属粒子９０〜９９重量部に対して１〜１０重量部の第２金属コーティング層を含むことが好ましい。
【００９０】
図５を参照すると、本発明の一実施形態によって製造された積層セラミック電子部品での内部電極と誘電体層の焼結収縮特性を確認することができる。
【００９１】
（ａ）はセラミックグリーンシートの収縮率を示すグラフであり、（ｂ）は単一金属粒子を含む内部電極ペーストの収縮率を示すグラフであり、（ｃ）はナノ複合粉末を用いて内部電極パターンを形成する場合の収縮率を示すグラフである。
【００９２】
上記グラフを参照すると、セラミックグリーンシートの収縮率は２％未満であったが、単一金属粒子を含む内部電極ペーストで内部電極パターンを形成した場合、内部電極パターンの収縮率は１５％以上の値を示すことを確認することができた。
【００９３】
しかし、本発明の一実施形態によってナノ複合粉末を用いる場合、内部電極パターンの収縮率は１０％以下となることを確認することができた。
【００９４】
本発明の一実施形態によってナノ複合粉末を用いる場合、内部電極パターンの収縮率を単一金属粉末を用いる場合に比べて５％以上低めることができ、これによってセラミックグリーンシートと内部電極パターンとの収縮率の差を最大１０％以下に低めることができる。
【００９５】
このように、本発明の一実施形態によると、内部電極とセラミックグリーンシートとの焼結時の収縮挙動のマッチング性を向上させることができる。
【００９６】
本発明の一実施形態によると、第１金属粒子と上記第１金属粒子より融点が高い第２金属コーティング層が上記第１金属粒子の表面一部に形成されたナノ複合粉末が提供され、特にナノ複合粉末は板状の構造を有するため、ペーストに製造する時、緻密性に優れた内部電極ペーストを製造することができる。
【００９７】
これにより、内部電極ペーストをセラミックグリーンシートに印刷して積層した後、セラミックグリーンシートとともに焼結させた時、セラミックグリーンシートとの焼結収縮率の差が大きくなることを防止することができる。従って、内部電極にショートまたはクラックが発生することを防止し、内部電極の連結性を向上させることができる。また、信頼性に優れたチップを製造することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気伝導性を有する第１金属粒子と、
前記第１金属粒子の表面一部に形成された第２金属コーティング層と、
を含む積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末。
【請求項２】
前記第１金属粒子はＮｉまたはＰｄからなる請求項１に記載の積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末。
【請求項３】
前記第２金属コーティング層はＦｅ、Ｐｄ及びＰｔからなる群から選択された一つである請求項１に記載の積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末。
【請求項４】
前記第１金属粒子９０〜９９重量部に対して１〜１０重量部の第２金属コーティング層を含む請求項１に記載の積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末。
【請求項５】
前記第２金属コーティング層が形成された第１金属粒子の平均粒径は１００ｎｍ以下である請求項１に記載の積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末。
【請求項６】
前記第２金属コーティング層が形成された第１金属粒子は板状を有する請求項１に記載の積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末。
【請求項７】
前記板状を有する第１金属粒子の上部板状面及び下部板状面のうち一面以上に第２金属コーティング層を形成する請求項６に記載の積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末。
【請求項８】
第１金属粒子と、前記第１金属粒子の表面一部に形成され、第１金属粒子より融点が高い第２金属コーティング層とを含む積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末と、
バインダ、有機溶剤を含む有機ビヒクルと、
を含む積層セラミック電子部品用内部電極ペースト。
【請求項９】
前記内部電極ペースト１００重量部に対して、
３０〜８０重量部の内部電極用ナノ複合粉末と、
２０〜７０重量部の有機ビヒクルと、
を含む請求項８に記載の積層セラミック電子部品用内部電極ペースト。
【請求項１０】
前記第１金属粒子はＮｉまたはＰｄからなる請求項８に記載の積層セラミック電子部品用内部電極ペースト。
【請求項１１】
前記第２金属コーティング層はＦｅ、Ｐｄ及びＰｔからなる群から選択された一つである請求項８に記載の積層セラミック電子部品用内部電極ペースト。
【請求項１２】
前記第１金属粒子９０〜９９重量部に対して１〜１０重量部の第２金属コーティング層を含む請求項８に記載の積層セラミック電子部品用内部電極ペースト。
【請求項１３】
前記第２金属コーティング層が形成された第１金属粒子の平均粒径は１００ｎｍ以下である請求項８に記載の積層セラミック電子部品用内部電極ペースト。
【請求項１４】
前記第２金属コーティング層が形成された第１金属粒子は板状を有する請求項８に記載の積層セラミック電子部品用内部電極ペースト。
【請求項１５】
前記板状を有する第１金属粒子の上部板状面及び下部板状面のうち一面以上に第２金属コーティング層を形成する請求項１４に記載の積層セラミック電子部品用内部電極ペースト。
【請求項１６】
複数の第１金属粒子と、前記第１金属粒子より融点が高い複数の第２金属粒子と、分散媒体とをチャンバで混合する段階と、
前記チャンバの内部を回転する複数の回転ローターが付着されたシャフトを回転させ、第１金属粒子の表面一部に第２金属粒子によって形成される第２金属コーティング層を形成する段階と、
を含む積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末の製造方法。
【請求項１７】
前記第１金属粒子の表面に第２金属コーティング層を形成する段階は、
機械的合金化方式によってなされる請求項１６に記載の積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末の製造方法。
【請求項１８】
前記第１金属粒子はＮｉまたはＰｄからなる請求項１６に記載の積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末の製造方法。
【請求項１９】
前記第２金属粒子はＦｅ、Ｐｄ及びＰｔからなる群から選択された一つである請求項１６に記載の積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末の製造方法。
【請求項２０】
前記第１金属粒子９０〜９９重量部に対して１〜１０重量部の第２金属コーティング層を含む請求項１６に記載の積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末の製造方法。
【請求項２１】
複数の誘電体層で構成された積層本体と、
前記複数の誘電体層の内部に形成され、第１金属粒子と前記第１金属粒子の表面一部に形成され第１金属粒子より融点が高い第２金属コーティング層とを含む積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末と、バインダ、有機溶剤を含む有機ビヒクルと、を含む積層セラミック電子部品用内部電極ペーストを印刷して形成され、積層本体の相違する面に引き出される第１内部電極パターン及び第２内部電極パターンと、
前記第１内部電極パターンまたは第２内部電極パターンが引き出される面に夫々形成され、第１内部電極パターンまたは第２内部電極パターンと電気的に連結される第１外部電極及び第２外部電極と、
を含む積層セラミック電子部品。
【請求項２２】
前記第１金属粒子９０〜９９重量部に対して１〜１０重量部の第２金属コーティング層を含む請求項２１に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項１】
電気伝導性を有する第１金属粒子と、
前記第１金属粒子の表面一部に形成された第２金属コーティング層と、
を含む積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末。
【請求項２】
前記第１金属粒子はＮｉまたはＰｄからなる請求項１に記載の積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末。
【請求項３】
前記第２金属コーティング層はＦｅ、Ｐｄ及びＰｔからなる群から選択された一つである請求項１に記載の積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末。
【請求項４】
前記第１金属粒子９０〜９９重量部に対して１〜１０重量部の第２金属コーティング層を含む請求項１に記載の積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末。
【請求項５】
前記第２金属コーティング層が形成された第１金属粒子の平均粒径は１００ｎｍ以下である請求項１に記載の積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末。
【請求項６】
前記第２金属コーティング層が形成された第１金属粒子は板状を有する請求項１に記載の積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末。
【請求項７】
前記板状を有する第１金属粒子の上部板状面及び下部板状面のうち一面以上に第２金属コーティング層を形成する請求項６に記載の積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末。
【請求項８】
第１金属粒子と、前記第１金属粒子の表面一部に形成され、第１金属粒子より融点が高い第２金属コーティング層とを含む積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末と、
バインダ、有機溶剤を含む有機ビヒクルと、
を含む積層セラミック電子部品用内部電極ペースト。
【請求項９】
前記内部電極ペースト１００重量部に対して、
３０〜８０重量部の内部電極用ナノ複合粉末と、
２０〜７０重量部の有機ビヒクルと、
を含む請求項８に記載の積層セラミック電子部品用内部電極ペースト。
【請求項１０】
前記第１金属粒子はＮｉまたはＰｄからなる請求項８に記載の積層セラミック電子部品用内部電極ペースト。
【請求項１１】
前記第２金属コーティング層はＦｅ、Ｐｄ及びＰｔからなる群から選択された一つである請求項８に記載の積層セラミック電子部品用内部電極ペースト。
【請求項１２】
前記第１金属粒子９０〜９９重量部に対して１〜１０重量部の第２金属コーティング層を含む請求項８に記載の積層セラミック電子部品用内部電極ペースト。
【請求項１３】
前記第２金属コーティング層が形成された第１金属粒子の平均粒径は１００ｎｍ以下である請求項８に記載の積層セラミック電子部品用内部電極ペースト。
【請求項１４】
前記第２金属コーティング層が形成された第１金属粒子は板状を有する請求項８に記載の積層セラミック電子部品用内部電極ペースト。
【請求項１５】
前記板状を有する第１金属粒子の上部板状面及び下部板状面のうち一面以上に第２金属コーティング層を形成する請求項１４に記載の積層セラミック電子部品用内部電極ペースト。
【請求項１６】
複数の第１金属粒子と、前記第１金属粒子より融点が高い複数の第２金属粒子と、分散媒体とをチャンバで混合する段階と、
前記チャンバの内部を回転する複数の回転ローターが付着されたシャフトを回転させ、第１金属粒子の表面一部に第２金属粒子によって形成される第２金属コーティング層を形成する段階と、
を含む積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末の製造方法。
【請求項１７】
前記第１金属粒子の表面に第２金属コーティング層を形成する段階は、
機械的合金化方式によってなされる請求項１６に記載の積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末の製造方法。
【請求項１８】
前記第１金属粒子はＮｉまたはＰｄからなる請求項１６に記載の積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末の製造方法。
【請求項１９】
前記第２金属粒子はＦｅ、Ｐｄ及びＰｔからなる群から選択された一つである請求項１６に記載の積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末の製造方法。
【請求項２０】
前記第１金属粒子９０〜９９重量部に対して１〜１０重量部の第２金属コーティング層を含む請求項１６に記載の積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末の製造方法。
【請求項２１】
複数の誘電体層で構成された積層本体と、
前記複数の誘電体層の内部に形成され、第１金属粒子と前記第１金属粒子の表面一部に形成され第１金属粒子より融点が高い第２金属コーティング層とを含む積層セラミック電子部品の内部電極用ナノ複合粉末と、バインダ、有機溶剤を含む有機ビヒクルと、を含む積層セラミック電子部品用内部電極ペーストを印刷して形成され、積層本体の相違する面に引き出される第１内部電極パターン及び第２内部電極パターンと、
前記第１内部電極パターンまたは第２内部電極パターンが引き出される面に夫々形成され、第１内部電極パターンまたは第２内部電極パターンと電気的に連結される第１外部電極及び第２外部電極と、
を含む積層セラミック電子部品。
【請求項２２】
前記第１金属粒子９０〜９９重量部に対して１〜１０重量部の第２金属コーティング層を含む請求項２１に記載の積層セラミック電子部品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１４２５４１（Ｐ２０１２−１４２５４１Ａ）
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１００９７（Ｐ２０１１−１１００９７）
【出願日】平成２３年５月１７日（２０１１．５．１７）
【出願人】（５９４０２３７２２）サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． (1,585)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１７日（２０１１．５．１７）
【出願人】（５９４０２３７２２）サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． (1,585)
【Ｆターム（参考）】
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