세라믹 유전체의 절연 파괴와 온도 의존성

○ 전자기기의 소형화, 고기능화 요구에 따라서 회로를 구성하는 부품의 고압화, 소형화, 고성능화가 계속되고 있다. 특히 수동부품의 하나인 커패시터는 소형화 및 고 신뢰성과 더불어 고온․고압화에 대한 요구가 증가하고 있다. 적층세라믹커패시터(MLCC)는 유전체를 적층하여 제조하는 것으로 용량은 적층 수, 유전율, 전극 대항면적에 비례하고, 전극 간의 유전체의 두께에 반비례한다.   ○ MLCC는 각종 전자기기에 가장 중요한 전자부품 중의 하나이다. 그간 스마트폰 등의 호황으로 생산량은 계속 증가하고 있었다. 그러나 MLCC의 기술은 고용량, 고성능화뿐만 아니라 제품의 수명과 신뢰성이 중요하게 되고 있다. 또한 지금까지 가장 큰 수요를 차지하였던 정보통신 기기분야에서 자동차 분야나 차세대 파워 반도체용 콘덴서 등으로 수요가 변화하고 있다.   ○ 이 문헌은 유전체 세라믹스가 고온․고전압 하에서 사용이 증가하는 상화에서 유전체의 절연파괴에 대해 검토한 것이다. 그간에 유전체 세라믹스의 절연내압의 온도 의존성이나 이에 대한 해석에 대한 연구는 드물었다. 연구결과 취성재료인 유전체 세라믹스의 저온에서 절연파괴는 그리피스 파괴이며, 고온에서는 진성파괴로 이행해한다. 또한 온도가 오르면 열적파괴․전자 사태파괴도 기여하는 경우가 있다는 것이 결론이다.   ○ 세계 MLCC 시장은 일본 Murata, TDK 등의 점유율이 높다. 국내에서도 삼성전기, 삼화콘덴서 등이 제품을 생산하고 있으며, 생산능력이나 기술은 상당히 높은 편이다.   ○ 국내에서 MLCC에 대한 연구나 특허는 가장 많은 분야 중의 하나이다. 주로 세라믹 학회에 연구문헌이 많이 발표되고 있으며, 2000년 전후로 연구가 많았으나, 최근에는 연구가 감소하는 추세이다. 특히 이 문헌처럼 절연파괴에 대한 문헌은 수편에 불과하였다. 향후 고온․고내압용 제품을 개발하기 위해서 전열파괴 분야도 연구가 필요하다고 생각한다.