(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース基板を用意するステップと、
前記ベース基板上に一定な形状の凹凸パターンのパターン層を形成するステップと、
前記パターン層上にのみ、前記凹凸パターンにより互いに分離された金属薄膜を形成するステップと、
前記パターン層から前記凹凸パターンの凹部と凸部の前記金属薄膜を分離することによって、自然に前記金属薄膜を前記一定な形状にパターニングするステップ
とを含み、
前記ベース基板は、ＰＥＴ、ＰＣ、ＰＥ及びＰＰのうちの少なくともいずれか一つを含む金属粉末の製造方法。
【請求項２】
前記パターン層の形成方法は、ナノインプリンティング法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法及びフォトリソグラフィ法のうちの少なくともいずれか一つである請求項１に記載の金属粉末の製造方法。
【請求項３】
前記パターン層からの前記金属薄膜の分離は、前記パターン層を除去することによって行われる請求項１または２に記載の金属粉末の製造方法。
【請求項４】
前記金属薄膜は、銅、ニッケル、金、銀、白金、パラジウム及びアルミニウムのうちの少なくともいずれか一つによって形成される請求項１から３のいずれか一つに記載の金属粉末の製造方法。
【請求項５】
前記一定な形状は、ブレーク（flake）、ロッド（rod）、ワイヤ（wire）及び針状（needle）のうちのいずれか一つである請求項１から４のいずれか一つに記載の金属粉末の製造方法。
【請求項６】
前記パターン層からの前記金属薄膜の分離は、機械的に振動させ物理的に前記金属薄膜を前記パターン層から分離することによって行われる請求項１から５のいずれか一つに記載の金属粉末の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属粉末に関するものであって、望みの形態及び大きさに製造可能な金属粉末の製造方法及びこれを用いる積層コンデンサ用内部電極の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子製品の機能が多様化及び複雑化されていくに伴って、大きさが段々小型化及び薄型化になっていく趨勢である。
【０００３】
このような電子部品を作るために、大部分の場合、導電性金属材料を必要とする。該導電性金属材料を用いて回路を構成し、該回路は部品内電流の流れの線路として働きを果たす。前述のように、電子部品が小型化及び薄型化になっていくに伴って、部品の原材料に該当する金属粉末も急激な微粉化が行われてきている。
【０００４】
一例とし、電子部品内の核心部品のうちの一つである積層コンデンサは最近、小型化、薄型化及び大容量化の向きに開発されてきている。決められた厚さのチップ製品において、容量を高めるために、誘電体セラミック材料の誘電率を高めるか、または同じ材料上に誘電体及び電極層の厚さを減らして同じチップ製品内で層数を増やさなければならない。現在、セラミックグリーンシートの厚さは１μｍ以下の領域まで減らすような開発が進行されており、電極層の場合にも薄層化への要求が高くなっている。
【発明の概要】
【発明が解決したいとする課題】
【０００５】
ここで、誘電体及び電極の粉末が微粉化されるとしても、誘電体の材料と電極の材料との間の焼結マッチング性（sintering  matching  characteristics）を考慮しなければならない。
【０００６】
ここで、現在誘電体として主に用いられるバリウムタイタネートより、電極を形成する金属、例えばニッケルが低温で、まず焼結が始まるという問題があった。このような現象は、焼結後、チップコンデンサの内部においてクラックが発生するか、または層間剥離（delamination）等、焼結マッチング性の低下による品質不良を引き起こした。
【０００７】
そのため、積層コンデンサだけでなく電子製品内の部品において、電極を形成するための金属粉末の微粉化と共に該金属粉末の焼結収縮特性を調節するため、該金属粉末は板状の形態を有することが有利である。
【０００８】
このように、金属粉末は用途によって多様な形態を有するように形成されなければならないが、今まで金属粉末を望みの形態に形成するには限界があった。
【０００９】
そこで、本発明は上記の問題点に鑑みて成されたものであって、望みの形態及び大きさに製造し、金属粉末の微粉化と共に焼結収縮特性を調節可能な金属粉末の製造方法及びこれを用いる積層コンデンサ用内部電極の製造方法を提供することに、その目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を解決するために、本発明の好適な実施形態による金属粉末の製造方法は、ベース基板を用意するステップと、前記ベース基板上に一定な形状の凹凸パターンを有するパターン層を形成するステップと、前記パターン層上に前記凹凸パターンにより互いに分離された金属薄膜を形成するステップと、前記パターン層から前記金属薄膜を分離することによって、自然に前記金属薄膜が前記一定な形状にパターニングされるようなステップとを含むことができる。
【００１１】
ここで、前記ベース基板は、ＰＥＴ、ＰＣ、ＰＥ及びＰＰのうちの少なくともいずれか一つを含むことができる。
【００１２】
また、前記パターン層の凹部は、前記ベース基板の上面の一部が露出されるように形成することができる。
【００１３】
また、前記パターン層の形成方法は、ナノインプリンティング法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法及びフォトリソグラフィ法のうちの少なくともいずれか一つを用いることができる。
【００１４】
また、前記パターン層からの前記金属薄膜の分離は、前記パターン層を除去することによって行われることができる。
【００１５】
また、前記パターン層と前記金属薄膜との間に、異型層をさらに形成し、前記パターン層からの前記金属薄膜の分離は、前記異型層を除去することによって行われることができる。
【００１６】
また、前記金属薄膜は、鋼、ニッケル、金、銀、白金、パラジウム及びアルミニウムのうちの少なくともいずれか一つによって形成されることができる。
【００１７】
また、前記一定な形状は、フレーク（flake）、ロッド（rod）、ワイヤ（wire）及び針状（needle）のうちのいずれか一つであってもよい。
【００１８】
また上記目的を解決するために、本発明の他の好適な実施形態による積層コンデンサ用内部電極の製造方法は、ベース基板を用意するステップと、前記ベース基板上に一定な形状の凹凸パターンのパターン層を形成するステップと、前記パターン層上に前記凹凸パターンにより互いに分離された金属薄膜を形成するステップと、前記パターン層から前記金属薄膜を分離することによって、自然に前記金属薄膜が前記一定な形状にバターニングされた金属粉末を形成するステップと、前記一定な形状の金属粉末とバインダーとを混合し、金属ペーストを形成するステップと、前記金属ペーストをセラミックグリーンシート上に塗布及び焼結するステップとを含むことができる。
【００１９】
ここで、前記金属ペーストを塗布するステップは、マスクを用いて前記金属粉末を一定な方向をもって整列することができる。
【００２０】
また、前記金属粉末は、フレーク形状を有することができる。
【００２１】
また、前記ベース基板は、ＰＥＴ、ＰＣ、ＰＥ及びＰＰのうちの少なくともいずれか一つを含むことができる。
【００２２】
また、前記パターン層の凹部は、前記ベース基板の上面の一部が露出されるように形成されることができる。
【００２３】
また、前記パターン層の形成方法は、ナノインプリンティング法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法及びフォトリソグラフィ法のうちの少なくともいずれか一つを用いることができる。
【００２４】
また、前記パターン層からの前記金属薄膜の分離は、前記パターン層を除去することによって行われることができる。
【００２５】
また、前記パターン層と前記金属薄膜との間に異型層をさらに形成し、前記パターン層からの前記金属薄膜の分離は、前記異型層を除去することによって行われることができる。
【００２６】
また、前記金属粉末の平均厚さは０．０１〜０.５μｍであり、前記金属粉末の平均粒径大きさは０．５〜２０μｍであり、前記金属粉末の縦横比は１０〜２００の範囲を有することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の金属粉末は、パターンを用いてユーザの選択により大きさ及び模様を多様に調節して製造されることができる。
【００２８】
本発明の金属粉末は、薄型の導電層を形成するのに有利なようにフレーク形状に容易に製造されると共に、熱処理にて収縮率を調節することができる。
【００２９】
本発明の金属粉末をフレーク形状に製造した後、積層セラミックコンデンサの内部電極の形成時に使用することによって、該積層セラミックコンデンサの機能、すなわち内部電極の接続性の向上、電気伝導度の向上及び信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施形態による金属粉末の製造方法を説明するために示す断面図である。
【図２】金属粉末の製造方法を説明するために示す断面図である。
【図３】金属粉末の製造方法を説明するために示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態によって実際に製造された金属粉末の電子顕微鏡写真である。
【図５ａ】本発明の第１の実施形態によって製造可能な金属粉末の形態の例を示す平面図である。
【図５ｂ】本発明の第１の実施形態によって製造可能な金属粉末の形態の例を示す平面図である。
【図５ｃ】本発明の第１の実施形態によって製造可能な金属粉末の形態の例を示す平面図である。
【図５ｄ】本発明の第１の実施形態によって製造可能な金属粉末の形態の例を示す平面図である。
【図６ａ】本発明の第１の実施形態によるパターン層の他の形態の例を示す断面図である。
【図６ｂ】本発明の第１の実施形態によるパターン層の他の形態の例を示す断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態による積層コンデンサ用内部電極の形成方法を説明するために示す断面図である。
【図８】同じく、第２の実施形態による積層コンデンサ用内部電極の形成方法を説明するために示す断面図である。
【図９】同じく、第２の実施形態による積層コンデンサ用内部電極の形成方法を説明するために示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の好適な実施の形態は図面を参考にして詳細に説明する。次に示される各実施の形態は当業者にとって本発明の思想が十分に伝達されることができるようにするために例として挙げられるものである。従って、本発明は以下示している各実施の形態に限定されることなく他の形態で具体化されることができる。そして、図面において、装置の大きさ及び厚さなどは便宜上誇張して表現されることができる。明細書全体に渡って同一の参照符号は同一の構成要素を示している。
【００３２】
図１〜図３は各々、本発明の第１の実施形態による金属粉末の製造方法を説明するために示す断面図である。
【００３３】
図１を参照して、本発明の第１の実施形態による金属粉末を製造するために、まずベース基板１００を用意する。
【００３４】
このベース基板１００は、金属粉末を形成するための工程において変形されたり変質しないものならばどんな材料であってもよい。例えば、ベース基板１００の材料は、ＰＥＴ、ＰＣ、ＰＥ及びＰＰのうちの少なくともいずれか一つであってもよい。
【００３５】
ベース基板１００上にパターン層１１０を形成する。該パターン層１１０は、一定な形状の凹凸パターンを有することができる。ここで、パターン層１１０の形状変更によって、作業者が望みの形状の金属粉末を製造することができる。
【００３６】
パターン層１１０は、簡単な方法によって除去可能な材料として感光性樹脂、熱可塑性樹脂及び可溶性樹脂で形成することができる。ここで、熱可塑性樹脂の例としては、ポリピニルブチラール（polyvinyl  butyral）、エチルセルロース（ethyl  cellulose）等が挙げられるが、これに限定するものではない。
【００３７】
パターン層１１０の材料及び形成しようとする金属粉末のサイズを考慮して、パターン層１１０を形成する方法を選択して用いることができる。パターン層１１０を形成する方法の例としては、ナノインプリンティング法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フォトリソグラフィ法などが挙げられる。
【００３８】
図２を参照して、パターン層１１０を形成した後、パターン層１１０上に金属薄膜１２０ａを形成する。該金属薄膜１２０ａは作業者が形成しようとする金属粉末の材料で形成することができる。この金属薄膜１２０ａの材料の例としては、鋼、ニッケル、金、銀、白金、パラジウム、アルミニウム等が挙げられる。
【００３９】
金属薄膜１２０ａは、パターン層１１０の凹凸パターン１１１に沿って形成されることができる。該金属薄膜１２０ａは凹凸パターン１１１により自然に分離されることができる。
【００４０】
金属薄膜１２０ａを形成する方法の例としては、真空蒸着法、スパッタリング法などが挙げられるが、これに限定するものではない。
【００４１】
図３を参照して、金属薄膜１２０ａを形成した後、パターン層１１０から金属薄膜１２０ａを分離する。このとき、金属薄膜１２０ａは凹凸パターン１１１により分離されているため、パターン層１１０から金属薄膜１２０ａを分離する場合、パターン層１１０のパターン形状に自然にパターニングされた金属粉末１２０を獲得することができる。
【００４２】
ここで、金属薄膜１２０ａをパターン層１１０から分離する方法は、パターン層１１０を溶媒に溶解させる湿式方法を用いることができる。ここで、溶媒の例としては、エタノール、トルエン、アセトン、キシレン等が挙げられる。しかしながら、本発明の実施形態では、溶媒の材料をこれに限定するものではなくて、パターン層１１０を溶解可能な材料であればよい。
【００４３】
パターン層１１０を溶解及び除去することによって、自然にパターン層１１０の凹凸パターン１１１の形状に対応した金属粉末１２０を形成することができる。続いて、溶媒から金属粉末１２０を分離するためのフィルタリング工程、金属粉末１２０の純度を高めるための精製工程、金属粉末１２０を溶媒から乾燥させるための乾燥工程などを更に行うことができる。
【００４４】
金属薄膜１２０ａをパターン層１１０から分離する他の方法の例としては、機械的に振動させ物理的に金属薄膜１２０ａをパターン層１１０から分離させるような乾式方法が挙げられる。
【００４５】
これにより、パターン層１１０の形態を調節し、作業者が望みの形状の金属粉末を容易に形成することができる。
【００４６】
図４は、本発明の第１の実施形態によって実際に製造された金属粉末の電子顕微鏡写真である。
【００４７】
図４のように、金属粉末は２０〜３０ｎｍの厚さを有し、２μｍの直径を有するフレーク形状に製造することができる。
【００４８】
図５ａ〜図５ｄは各々、本発明の第１の実施形態によって製造可能な金属粉末の形態の例を示す斜視図である。
【００４９】
図５ａ〜図５ｄのように、金属粉末は円形、楕円形、四角形及び六角形の断面形態を有することができる。
【００５０】
また、金属粉末の形状は、フレーク（flake）、ロッド（rod）、ワイヤ（wire）及び針状（needle）のうちのいずれか一つの形態であってもよい。
【００５１】
しかし、本発明の実施形態において、金属粉末の形態をこれに限定するものではなくて、パターン層のパターン形状によって多様な形態の金属粉末を形成することができる。
【００５２】
本発明の第１の実施形態による金属粉末を形成するためのパターン層を多様に形成することができる。
【００５３】
図６ａ及び図６ｂは各々、本発明の第１の実施形態によるパターン層の他の形態の例を示す断面図である。
【００５４】
図６ａのように、パターン層１１０の凹部１１１ａは、ベース基板１００を露出するように形成してもよい。
【００５５】
図６bのように、パターン層１１０の上部を覆う異型層１３０をさらに形成することができる。ここで、パターン層１１０は金属、熱硬化性樹脂、ＵＶ硬化性樹脂等で形成されることができる。異型層は容易に除去可能な材料、例えば感光性樹脂、熱可塑性樹脂及び可溶性樹脂によって形成することができる。この時、パターン層１１０からの金属薄膜（図２の１２０ａ）の分離は、異型層１３０を溶解及び除去することによって行われることができる。これにより、パターン層１１０をリサイクルでき、工程費用の削減と共に工程の単純化をより一層図ることができる。
【００５６】
そのため、本発明の実施形態によれば、一定な形状のパターン層を用いて作業者が望みの形状の金属粉末を容易に形成することができる。
【００５７】
図７〜図９は各々、本発明の第２の実施形態による積膚コンデンサ用内部電極の形成方法を説明する断面図である。
【００５８】
ここで、積層コンデンサの内部電極を形成する方法を説明するため、説明の便宜上、積層コンデンサの全体的な製造方法は省略して説明するようにする。
【００５９】
また、積層コンデンサの内部電極は、本発明の第１の実施形態によって製造された金属粉末を用いて形成されるもので、該金属粉末を形成する方法については第１の実施形態の説明を参照するようにする。
【００６０】
図７を参照し、本発明の第２の実施形態による積層コンデンサ用内部電極を形成するため、セラミックグリーンシート２００ａ上に開口を有するマスク２１０をアラインした後、スクイージーを用いてセラミックグリーンシート２００ａ上に選択的に金属ペースト２２１を塗布する。
【００６１】
詳しくは、内部電極を形成するため、まず一定な形状、例えばフレーク形状を有する金属粉末２２０ａを形成する。該金属粉末２２０ａは、一定な形状のパターン層上に金属薄膜を形成した後、該パターン層から金属薄膜を分離することによって形成することができる。
【００６２】
ここで、金属粉末２２０ａはフレーク形状に形成されることによって、横方向の電極収縮を抑制し、厚さ方向に収縮が生じるようにすることができる。そのため、金属粉末２２０ａの焼結時に内部電極層の接続性を向上して、電極の凝集（agglomeration）による誘電層の破壊現象を防止することができる。
【００６３】
ここで、金属粉末２２０ａは、０．０１〜０.０５μｍの厚さ範囲を有することができる。これは、金属粉末２２０ａの厚さが０．０１μｍ未満に形成される場合、焼結があまり速く行われる一方、金属粉末２２０ａの厚さが０．０５μｍを超過する場合、薄層化に意味がなくなる。また、金属粉末２２０ａの平均粒径は０．５〜２０μｍの範囲を有することができる。これは、金属粉末２２０ａの平均粒径が０．５μｍ未満に形成される場合、収縮制御に効果的でなく、金属粉末２２０ａの平均粒径が２０μｍを超過する場合、印刷工程に適用するに難しいためである。また、金属粉末２２０ａの縦横比は１０〜２００の範囲を有することができる。これは、金属粉末２２０ａの縦横比が１０未満の場合、収縮制御が容易でなく、金属粉末２２０ａの縦横比が２００超過の場合、印刷工程に適用するに難しいためである。
【００６４】
ここで、金属粉末２２０ａのサイズに対して限定するのではなくて、工程条件が改善される場合、サイズの範囲はより拡大可能なことは勿論である。
【００６５】
金属粉末２２０ａを形成の後、金属粉末２２０ａをバインダー及び溶媒などと混合し、金属ペースト２２１を形成する。ここで、バインダーの例としてはアクリル系樹脂、スチレン系樹脂、セルロース系樹脂等が挙げられる。また、溶媒の例としては、ミネラルスピリッツ（mineral  spirit）、トルエン、キシレン、アルコール系溶媒、エーテル系溶媒等が挙げられる。しかしながら、本発明の実施形態において、バインダーの材料や溶媒の種類について、これに限定するものではない。
【００６６】
ここで、金属ペースト２２１は、添加剤をさらに含むことができる。該添加剤の例としては、凝集防止剤、分散剤、カップリング剤等が挙げられる。
【００６７】
金属ペースト２２１を形成の後、マスク２１０のアラインされたセラミックグリーンシート２００ａ上に金属ペースト２２１を塗布する。ここで、マスク２１０の開口は金属粉末に対応する形状を有することができる。そのため、図８のように、マスク２１０を用いて金属粉末を一定な方向性を有するように整列することができる。例えば、金属粉末の長手方向は内部電極の進行方向性と一致するように形成し、内部電極の接続性をより一層向上することができる。
【００６８】
図９のように、マスク２１０を除去の後、セラミックグリーンシート２００aと塗布された金属ペースト２２１とを焼結することによって、セラミックシート２００ａ上に内部電極２２０を形成することができる。
【００６９】
ここで、１つのセラミックグリーンシート２００ａ上に一層の金属ペースト層を形成することを示したが、実際にはセラミックグリーンシートと金属ペースト層とを交互に反復して積層及び加圧圧着した後、焼結工程を行なって積層体を形成する。続いて、積層体の両端面に外部電極を形成することによって、積層コンデンサを形成することができる。
【００７０】
本発明の実施形態において、フレーク形状の金属粉末を用いて内部電極を形成し、薄層化と共に横方向及び厚さ方向の焼結収縮率を制御することによって、内部電極の接続性、伝導度などを向上し、積層コンデンサの信頼性を向上することができる。
【００７１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、前記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７２】
１００  ベース基板
１１０  パターン層
１１１  凹部パターン
１２０ａ  金属薄膜
１２０  金属粉末
２００  セラミックシート
２２０  内部電極
【図１】
0005405424.tif 000002
【図２】
0005405424.tif 000003
【図３】
0005405424.tif 000004
【図４】
0005405424.tif 000005
【図５ａ】
0005405424.tif 000006
【図５ｂ】
0005405424.tif 000007
【図５ｃ】
0005405424.tif 000008
【図５ｄ】
0005405424.tif 000009
【図６ａ】
0005405424.tif 000010
【図６ｂ】
0005405424.tif 000011
【図７】
0005405424.tif 000012
【図８】
0005405424.tif 000013
【図９】
0005405424.tif 000014