Silane-treated BaTiO3 ceramic powders for multilayer ceramic capacitor with enhanced dielectric properties

2022. 2. 26. 18:40Material

Kyungki Beak, Moonhee Choi, Dong Hyun Kim, Yiseul Yu, Jayaraman Theerthagiri, Amal M. Al-Mohaimeed, Yangdo Kim, Hyeon Jin Jung, Myong Yong Choi

 

Chemosphere286(2022)131734

 

1. 서론

 

경박단소의 전자 제품에 대한 최근의 추세는 향상된 특성을 갖는 소형화된 전자 부품의 개발을 요구하고 있다(Wada et al., 2003; Kishi et al., 2003; Tsubaki et al., 2001; Pithan et al., 2005; Kim et al., 2021). 특히, 가장 일반적으로 사용되는 수동부품인 적층 세라믹 커패시터(MLCC)를 제조하기 위해, 바인더, 가소제, 분산제 및 첨가제와 유전체 세라믹 분말(100-nm 입경)을 혼합하여 슬러리를 제조한 후, 테이프 캐스팅을 통해 유전체 세라믹 시트를 제조한다(Kim et al., 2006; Jen et al., 2013; Kerridge etal., 2021; Lee et al., 2020).  제작된 유전체 세라믹 시트는 내부 전극 인쇄 및 제품 설계에 적합하도록 적층된다. 최종 MLCC 제품은 바인더 제거 및 소결을 위한 가소 후에 제조된다 (Hennings, 2001; Kim et al., 2018). 첨가제 및 결합제와의 혼합물에서 유전체 분말의 분산의 균일성은 소결 후 MLCC의 유전체 특성에 직접적인 영향을 미친다 (Luo et al., 2008; Karuppasamy et al., 2020; Theerthagiri et al., 2015). 따라서 MLCC 제조업체는 분산 균일성을 확보하기 위해 초미세 비드를 사용한 고속 비드 밀링 및 분산 공정을 위한 고압 분산 장치와 함께 분산제를 사용한다.

 

손 등운 BaCO3를  상이 다른 TiO2를 사용하여 고상 반응시켜  BaTiO3 나노 입자를 제조했다. TiO2 BaCO3/BaCO3의 다양한 입자 크기의 비율은 분말의 입자 크기와 정방성에 영향을 미친다(Song et al., 2021). Hayashida은 BaTiO3 나노입자를 표면개시중합법으로 그라프트시킨 poly (methyl methacrylate)(PMMA)를 제조하였다. 결과적으로, BaTiO 3 나노 입자는 PMMA에 균일하게 분포되어 있으며, BaTiO 3 분말의 유전 거동을 향상시키는 반면, 상대 유전율에는 큰 영향을 미치지 않았다(Hayashida et al., 2014).

 

Phan et al.의 또 다른 연구. 에폭시 수지의 실란 시약으로 기능화 및 물리 화학적 특성에서의 역할을 연구하였다. 따라서, 극성 그룹 및 실록산 결합의 도입은 분극 가능성을 향상시키고 계면 유전 상수를 향상시킨다. 또한, 나노 입자의 응집은 최고의 열 기계적 특성의 안정화를 일으킨다 (Phan etal., 2016a). 본 연구에서는 유전체 세라믹 시트 제조를 위해 전구체 세라믹 분말의 표면처리제로 실란 커플링제 N-[3-(trimethoxysilyl)propyl] aniline (TMSPA)를 사용하였으며, 유전체 다층 세라믹 시트를 적층하여 제조하였다 (Xie et al., 2010; Iijima et al., 2009; Roosz et al., 20). 19)를 포함하고 있다. TMSPA는 폴리아닐린의 유기알콕시실란 유도체이다. 이 실리카―폴리아닐린 하이브리드는 pH 감응성, 전기활성 및 전기변색성이다.TMSPA는 전도성 중합체로 사용될 수 있는 실란계 프로필아닐린이다(Tajik et al., 2020). 그것은 표면 특성을 수정하고 소수성을 나타낼 수 있습니다. 또한, 나노 물질의 젖음성 및 분산성을 향상시키고 선택적 흡수를 촉진할 수 있다.따라서 제작된 유전체 세라믹 시트의 물리적 특성 변화와 다층 세라믹 시트의 유전적 특성 변화를 분석하여 우수한 유전적 특성을 얻기 위한 최적의 표면처리 조건을 제시하였다.