(2021) MLCC material and Process technology(삼성전기 최재열개발팀장)

 

유튜브에 발표된 삼성전기 최재열개발팀장의 MLCC 개발관련 자료입니다

 

 

삼성전기 내부적으로 파우더 사이즈와 제품시트 두께를 기준으로 MLCC 세대를 4세대, 5세대 등 세대구분을 하고 있습니다. 현재 양산수준은 0603 4.7uF 6.3V 정도로 유전체 파우더는 70나노, 시트두께 0.8um(소성수축후 0.47um) 정도로 설계되고 있습니다

 

MLCC 제조의 핵심기술을 재료별 공정별로 분류하였습니다. 유전체는 세라믹재료, 내부전극은 금속재료, 외부전극은 금속재료와 글래스, 바인더 등 재료를 포함하여 전기, 전자, 기계 공학의 모든 지식이 합쳐져야 완벽해질수 있습니다

 

 

우선 유전체재료를 보면 BaTiO3의 내제화를 통해 미세 재료를 만들수 있으며 외부에서 구할수 없는 high-tetragonality BT를 제작하여 내부 defect를 제어하였습니다. 또한 첨가제를 파우더 단계에서 coating함으로서 소성후 균일한 미세구조를 확보할수 있어 고수명 MLCC를 제조할 수 있습니다

 

기존 내부전극인쇄는 스크린인쇄를 적용하였으나 생산성을 향상시키기 위해 그라비아 인쇄를 적용하고 있습니다. 그라비아 동판이나 인쇄설비는 외부에서 제작이 가능하나 그라비아 인쇄용 페이스트를 내부 설계하여 사용함으로써  고속인쇄가 가능하고 결함이 없는 MLCC제조가 가능합니다

또한 메탈 페이스트의 제작시 사용하는 메탈파우더를 전처리함으로써 보다 균일하고 박층의 전극을 얻을 수있습니다.

 

 

내부전극을 Pd에서 Ni로의 전환은 러시아 내전에 의해  pd의 수급불안정으로 가격이 폭등하여 어쩔수 없는 선택이었지만 Ni-MLCC를 소성하기 위한 많은 연구가 이루어져 금속/세라믹의 동시소성 방법이 획기적으로 발전되었습니다. Ni의 수축거동을 최대한 억제하면서 세라믹의  소성을 균일하게 하기 위한 Biscuit firing 및 fast firing기술을 설비적으로 구현함으로써 미세구조콘트롤이 가능해졌습니다.

 

 

MLCC의 열화는 수분의 침투에 의해 발생하므로 수분의 침투를 막기위한 외부전극의 설계가 중요합니다. 이를 위한 외부전극의 메탈 메이스트 설계, 균일한 두께를 얻기 위한 도포방법, 페이스트의 소성기술 마지막으로 수분침투 방지를 보강하기 위한 코팅 등 여러 기술이 개발되었습니다

 

https://www.youtube.com/watch?v=OKwMX7cZDHs