세라믹 커패시터는 유전체로 세라믹 소재를, 전하를 저장하는 전극으로 금속 전극을 사용하는 전자 부품입니다. 소비자 가전, 통신, 자동차 전자 장치 및 산업 제어 분야에 널리 사용되며, 디커플링, 필터링, 커플링, 공진 및 에너지 저장과 같은 필수적인 기능을 수행합니다.
전하 저장 및 외부 회로와의 전기적 연결을 가능하게 하기 위해 전극은 커패시터 구조에서 필수적인 부분입니다. 금속 전극은 세라믹 유전체의 양면에 배치되거나 다층 구조에서 유전체 층과 교대로 매립되어 기본적인 커패시터 구조를 형성합니다. 전압이 가해지면 두 전극에 전하가 축적되고 전극 구조를 통해 외부 회로와 연결됩니다.
1. 세라믹 커패시터용 기존 은 페이스트 전극의 가격이 계속 상승하는 이유는 무엇입니까?
세라믹 커패시터용 전극 제조의 일반적인 공정은 은 페이스트 인쇄 및 소성 공정을 이용합니다. 이 공정은 일반적으로 세라믹 기판 준비, 은 페이스트 인쇄, 건조, 고온 소성, 전극 검사 및 후속 공정으로 구성됩니다. 이 기술은 은 페이스트 배합, 스크린 인쇄 기술, 인쇄 공정 및 소성 시스템이 성숙되어 있어 오랫동안 널리 사용되어 왔습니다. 생산 설비 및 지원 인프라가 잘 구축되어 있어 생산 라인 구현 진입 장벽이 비교적 낮고 다양한 사양의 제품에 대한 적응성이 뛰어납니다.
한편, 은 페이스트는 은 분말을 주요 전도성 성분으로 사용하고 비교적 두꺼운 막을 형성하는 공정을 통해 전극을 형성합니다. 결과적으로 은층이 비교적 두꺼워 제품 단위당 은 소비량이 상대적으로 높습니다.
은 가격이 상대적으로 낮았을 때는 은 소비량 증가로 인한 비용 부담이 크지 않았습니다. 그러나 은 가격이 장기적으로 지속적으로 상승하면서 이러한 비용 구조가 점점 더 두드러지게 나타나고 있습니다. 연평균 은 가격을 위안화로 환산했을 때, 2005년 은 가격은 g당 약 1.9위안이었지만 2025년에는 g당 약 9.2위안으로, 20년 동안 약 4.8배 상승할 것으로 예상됩니다.
대량 생산 세라믹 커패시터 제조업체의 경우, 생산량이 증가함에 따라 은 가격 상승의 영향이 더욱 커집니다. 단위당 상대적으로 높은 은 소비량에 연간 수백만, 수천만, 또는 그 이상의 부품 생산량을 곱하면 전체 재료 비용이 상당히 증가할 수 있습니다. 은 가격이 높은 수준을 유지할 경우, 기존의 안정적인 은 페이스트 전극 공정은 귀금속 비용으로 인해 점점 더 큰 압박을 받게 됩니다.
이러한 배경에서 은 소비를 줄이고 귀금속 및 그 가격 변동에 대한 의존도를 낮추는 것은 세라믹 커패시터 제조업체에게 중요한 고려 사항이 되었습니다.
2. 젠화 진공의 비용 절감 전략: "은을 구리로 대체"에서 연속 대량 생산까지
젠화 진공(Zhenhua Vacuum)은 기존의 은 페이스트 전극이 높은 귀금속 소비량, 여러 공정 단계, 그리고 은 가격 변동에 노출되는 문제점을 해결하기 위해 마그네트론 스퍼터링 기반의 "구리로 은 대체" 세라믹 커패시터 전극 기술을 연구해 왔으며, 공정 최적화와 재료 대체를 통해 비용 절감을 추구해 왔습니다.
젠화 진공(Zhenhua Vacuum)은 기존의 은 페이스트 전극 제조 방식 대신 마그네트론 스퍼터링 기술을 적용합니다. 물리적 증착(PVD) 공정의 일종인 마그네트론 스퍼터링은 진공 환경에서 금속 재료를 세라믹 기판 표면에 직접 증착하여 전극막을 형성합니다.
기존의 은 페이스트 스크린 인쇄 방식과 비교했을 때, 이 공정은 은 페이스트 준비, 인쇄, 건조, 고온 소성 등 여러 기존 단계를 생략하여 전체 공정 단계를 단축하고 중간 처리 및 수작업을 줄입니다. 또한 은 페이스트와 그와 관련된 유기 결합제 및 담체가 필요하지 않으므로, 페이스트 기반 전극 제조와 관련된 유기물 배출 및 공정 폐기물을 줄여 더욱 깨끗하고 자동화된 생산을 실현할 수 있는 잠재력을 제공합니다.
재료 관점에서 볼 때, 구리는 은을 대체하는 주요 전도성 재료로 사용됩니다. 구리는 뛰어난 전기 전도성을 제공하는 동시에 재료비가 은보다 훨씬 저렴합니다. 이는 재료 단계에서 귀금속 소비량을 크게 줄일 수 있게 해줍니다. 대량 생산의 경우, 이러한 재료 대체는 전극 재료 비용을 절감하는 동시에 은 가격 변동이 전체 제조 비용에 미치는 영향을 완화할 수 있습니다.
하지만 은을 구리로 대체하는 것은 단순히 전극 재료를 바꾸는 것만으로는 충분하지 않습니다. 구리는 고온에서 산화되기 쉽고, 기존의 구리 페이스트 인쇄 및 소성 공정은 페이스트 조성, 소성 분위기 및 공정 조건에 대한 엄격한 제어가 필요합니다. 반면 마그네트론 스퍼터링은 진공 환경에서 구리 박막을 직접 증착할 수 있게 해줍니다. 접착층, 전도성 층 및 기타 기능성 박막 구조를 설계함으로써 박막의 접착력, 밀도 및 전기적 성능을 향상시킬 수 있으며, 이는 "은을 구리로 대체"하는 산업적 구현을 위한 새로운 공정 경로를 제공합니다.
2.1 공정 개발에서 양산까지: 젠화 진공의 양면 연속 마그네트론 스퍼터링 생산 라인
마그네트론 스퍼터링은 "은을 구리로 대체"하는 기술적 경로를 제공할 수 있지만, 대량의 세라믹 커패시터 제조에는 코팅된 샘플 생산만으로는 충분하지 않습니다. 핵심 과제는 장기적이고 안정적이며 지속적인 대량 생산을 달성하는 것입니다.
이러한 요구 사항을 충족하기 위해 Zhenhua Vacuum은 진공 코팅 기술과 자동화 생산을 통합한 세라믹 커패시터 전극용 양면 연속 마그네트론 스퍼터링 생산 라인을 개발했습니다. 생산 라인에 투입된 제품은 서로 다른 공정 챔버 사이를 연속적으로 이동하며, 동일한 생산 시스템 내에서 양면에 전극 필름이 증착됩니다. 이를 통해 수동 뒤집기, 반복적인 적재 및 하역, 공정 간 중간 처리 과정이 줄어듭니다.
이 장비는 연속 생산 라인 구성을 채택하여 접착층, 전이층, 전도성 층 등 다양한 필름 층을 동일한 통합 시스템 내에서 증착할 수 있습니다. 자동화된 재료 이송, 정밀한 공정 매개변수 제어 및 생산 택트 관리를 통해 대량 생산 시 필름 두께 균일성과 공정 안정성을 향상시킵니다.
이 공정 경로는 대량 생산에서 장기간 검증을 거쳤습니다. 2012년, 젠화 진공(Zhenhua Vacuum)은 세라믹 커패시터 전극용 양면 연속 마그네트론 스퍼터링 생산 라인을 고객사에 납품했습니다. 2026년 현재, 해당 생산 라인은 14년 동안 안정적으로 대량 생산을 유지하며 장비 신뢰성, 양면 코팅 일관성, 그리고 마그네트론 스퍼터링 기반의 "구리를 은으로 대체" 공정의 대량 생산 가능성을 장기적으로 검증해 왔습니다.
기존의 은 페이스트 전극에서 마그네트론 스퍼터링 기반의 "은을 구리로 대체하는" 기술로의 전환은 단순히 재료를 교체하는 것에 그치지 않습니다. 이는 재료, 증착 공정, 생산 방식의 최적화를 통합적으로 구현한 결과입니다. 젠화 진공(Zhenhua Vacuum)은 마그네트론 스퍼터링 기술과 양면 연속 생산 라인을 통해 "은을 구리로 대체하는" 개념을 단순한 기술적 해결책을 넘어 안정적이고 지속적인 대량 생산으로 발전시켰습니다.
대량 생산 세라믹 커패시터 제조에 있어 "구리가 은을 대체하는 것"의 경제적 가치는 재료비 절감, 제조 공정 간소화, 그리고 장기적인 생산 안정성이 동시에 달성될 때 비로소 온전히 실현될 수 있습니다.
-이 기사는 다음에서 발행되었습니다.진공 코팅 장비 제조업체 진화 진공
게시 시간: 2026년 9월 23일