JP6884987B2 - 積層型電子部品用グリーンシート及び積層型電子部品 - Google Patents

Description

本発明は、積層型電子部品用グリーンシート及び積層型電子部品に関する。

最近、電子製品の小型化の傾向に伴い、積層型電子部品も小型化し、大容量化することが求められている。これに伴い、誘電層と内部電極層の薄膜化、多層化が多様な方法で試みられており、最近では、誘電層の厚さが薄くなって積層数が増える積層型電子部品が製造されている。

積層型電子部品は、誘電材料を利用して製作した平板状のシートに導電性ペーストなどを利用して内部電極又はコイルパターンなどを印刷してグリーンシートを製作し、その後、グリーンシートを積層、圧着、切断及び焼成して製造される。

即ち、シートに形成された内部電極などは一定の厚さを有するようになる。このような厚さによって、グリーンシートを積層したとき、内部電極などが形成された部分と形成されていない部分に段差が発生するようになる。

このような段差は、積層型電子部品の小型化及び薄型化の傾向が深化するにつれて相対的に次第に大きくなる。

また、積層型電子部品の小型化及び薄型化によって段差が相対的に増加し、内部電極などが積層及び圧着時に圧力によってずれてしまい、初期設計とは異なる領域に配置されたり隣接する内部電極などと接するなどの問題が発生して積層型電子部品の性能及び信頼性を減少させる原因となる。

したがって、このような積層型電子部品の性能及び信頼性の減少を防ぐことができる方案が必要とされている。

韓国公開特許第２０１０−００７０２５１号公報

本発明は、導電性パターンが形成されたシートを積層及び圧着するとき、シートの変形を最小化し、導電性パターンのずれ現象を防止することができる積層型電子部品用グリーンシートを提供することを目的とする。

また、本発明は、内部電極の整列性に優れた積層型電子部品を提供することを目的とする。

本発明の一実施例による積層型電子部品用グリーンシートは、第１の方向と第１の方向に垂直な第２の方向を有する平板状のシートと、上記第２の方向に長く配置される複数の導電性パターンと、上記シートの中心部を横切るように上記第１の方向に長く配置されるずれ防止部と、を含む。

本発明の他の実施例による積層型電子部品は、外側に第１及び第２の外部電極が配置されるセラミックボディと、上記セラミックボディの内部に配置され、誘電材料を挟んで交互に配置される第１及び第２の内部電極と、を含み、幅方向における上記第１の内部電極と上記第２の内部電極の一致率は９９．９％以上である。

本発明の一実施例による積層型電子部品用グリーンシートは、シートの中心部に第１の方向に長く形成されるずれ防止部を含むため、グリーンシートの積層及び圧着時にグリーンシートの変形率を最小化することができる。

また、本発明の一実施例によれば、導電性パターンが圧力によってずれることをずれ防止部で防止するため、隣接する導電性パターンと接触したり積層時に上部又は下部の導電性パターンとの整列がずれることを防止することができる。

また、本発明の他の実施例による積層型電子部品は、第１及び第２の内部電極の幅方向における一致率が高いため、積層型電子部品の容量偏差が最小化し、相対的に高い容量を有することができる。

従来の積層型電子部品用グリーンシートの概略的な斜視図である。 積層型電子部品用グリーンシートが積層された場合の長さ方向（Ｌ方向）−厚さ方向（Ｔ方向）の概略的な断面図である。 積層型電子部品用グリーンシートが積層された場合の幅方向（Ｗ方向）−厚さ方向（Ｔ方向）の概略的な断面図である。 本発明の一実施例による積層型電子部品用グリーンシートのうちずれ防止部の多様な実施形態による概略的な断面図である。 本発明の一実施例による積層型電子部品用グリーンシートのうちずれ防止部の多様な実施形態による概略的な断面図である。 本発明の一実施例による積層型電子部品用グリーンシートのうちずれ防止部の多様な実施形態による概略的な断面図である。 図６のずれ防止パターンの拡大図である。 ずれ防止部を含まない場合（１〜５）とずれ防止部を含む場合（６〜９）の長さ方向（Ｌ方向）及び幅方向（Ｗ方向）の収縮率のグラフである。 本発明の他の実施例による積層型電子部品の概略的な斜視図である。 本発明の他の実施例による積層型電子部品の長さ方向（Ｌ方向）−厚さ方向（Ｔ方向）の概略的な断面図である。 本発明の他の実施例による積層型電子部品の幅方向（Ｗ方向）−厚さ方向（Ｔ方向）の概略的な断面図である。

以下では、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。

本発明において、第１の方向は幅方向（Ｗ方向）、第２の方向は長さ方向（Ｌ方向）、第３の方向は厚さ方向（Ｔ方向）と定義されることができる。

本発明は、キャパシタ、インダクタ、サーミスタなどの多様な積層型電子部品に利用されることができるが、説明の明確性を高めるために積層型キャパシタを例に挙げて説明する。

図１は、従来の積層型電子部品用グリーンシート１０の概略的な斜視図であり、図２及び３は、積層型電子部品用グリーンシート１０を積層した積層体の長さ方向及び幅方向の断面図である。

従来の積層型電子部品用グリーンシート１０は、シート１１に導電性ペーストを利用して導電性パターン３０を配置する。

このように導電性パターン３０が配置されたシート１１を積層して積層体を形成するようになる。

導電性パターン３０がシート１１の上部を全て覆っているわけではないため、積層型電子部品用グリーンシート１０は導電性パターン３０による段差を有するようになる。

このような段差によって、積層体は、図２及び３に示されるように、積層されたシート１１の間に空いた空間が存在するようになる。このような空いた空間によって、積層及び圧着を行うと、空いた空間をシート１１と導電性パターン３０で埋めることによりシート１１の変形が発生したり導電性パターン３０がずれる現象が発生するようになる。

特に、導電性パターン３０を形成するために導電性ペーストを利用する場合、表面エネルギーを最小化するために導電性パターン３０がドーム（ｄｏｍｅ）形状を有するようになる。

導電性パターン３０がドーム（ｄｏｍｅ）形状を有するため、積層体の製作時に導電性パターン３０の整列がずれるという問題が発生するようになる。

特に、最近、電子製品の小型化、薄型化の傾向が深化するにつれて導電性パターン３０の整列を均一にすることが積層型電子部品の性能及び信頼性を向上させる主な原因となっている。

図１を参照すると、積層体の圧着時に、Ａ−Ａ'矢印のように長さ方向の収縮が発生したり、Ｂ−Ｂ'矢印のように幅方向の収縮が発生するようになる。

図２のＴ−Ｌ断面を見ると、導電性パターン３０が、グリーンシート１０が積層されることによりジグザグに配置されることが分かる。これに比べて、図３のＴ−Ｗ断面を見ると、導電性パターン３０が同じ位置に整列されて配置されることが分かる。

したがって、積層体の圧着時、導電性パターン３０の未形成領域による段差の総和は、Ｌ方向（第２の方向）に比べてＷ方向（第１の方向）がさらに大きくなることが分かる。

即ち、図１のＡ−Ａ'方向の変形よりＢ−Ｂ'方向の変形が積層型電子部品の製造においてさらに大きな問題となる。

図４から６は、本発明の一実施例による積層型電子部品用グリーンシートのうちずれ防止部の多様な実施形態による概略的な断面図である。

図４を参照すると、本発明の一実施例による積層型電子部品用グリーンシート１０は、シート１１、導電性パターン３０及びずれ防止部４０を含む。

シート１１は、第１の方向と第１の方向に垂直な第２の方向を有する。

シート１１は、積層型電子部品がキャパシタの場合には誘電材料を、インダクタの場合には磁性材料を含むことができる。

シート１１の上部には導電性パターン３０が形成される。

導電性パターン３０は導電性ペーストを利用して形成されることができるが、これに制限されるものではなく、蒸着などの方法を利用することも可能である。

導電性パターン３０は、第２の方向に長軸を有する長方形の形状を有することができる。

積層型電子部品がキャパシタの場合、導電性パターン３０は、図４から６に示されるように、シート１１の上部に、第２の方向には一列に整列されるように、第１の方向にはジグザグに配置されるように形成されることができる。

このように導電性パターンをジグザグに配置することにより、積層型電子部品用グリーンシートを積層、圧着した後、切断した場合にジグザグに配置された導電性パターン３０がそれぞれ積層体の両端面に交互に露出することができる。

シート１１の中心部には、シート１１を第１の方向に横切るようにずれ防止部４０が配置される。

ずれ防止部４０は、導電性パターン３０と同じ方法で形成されることができるが、これに制限されるものではない。例えば、ずれ防止部４０は、導電性パターン３０より金属粒子の含量が高い導電性ペーストを利用して形成されることができる。

したがって、ずれ防止部４０は、導電性パターン３０より相対的にさらに高い強度を有することができる。特に、ずれ防止部４０は、導電性パターン３０よりポアソン比（Ｐｏｉｓｓｏｎ'ｓ ｒａｔｉｏ）が小さい材料を利用して形成されることができる。即ち、積層体の圧着時、同じ圧力下でも、ずれ防止部４０は導電性パターン３０より小さい変形率を有し、積層型電子部品用グリーンシート１０の変形を防止することができる。

ずれ防止部４０は、積層型電子部品用グリーンシート１０を積層及び圧着する場合に段差によって発生する第１の方向の変形を支持する役割を行うことができる。

また、ずれ防止部４０は、積層型電子部品用グリーンシート１０を積層及び圧着する場合に圧力によって導電性パターン３０がずれてしまい、設計とは異なる部位に配置されることを防止する役割を行うことができる。

特に、導電性パターン３０が積層及び圧着過程でずれてしまい、隣接する導電性パターン３０と接する場合には短絡の問題が発生したり、積層体を切断した場合には望まない部分に導電性パターン３０が露出し、伝導性異物などによって積層型電子部品が壊れる主な原因となる可能性がある。

したがって、積層型電子部品用グリーンシート１０にずれ防止部４０を配置することにより、これを利用した積層型電子部品の性能及び信頼性を向上させることができる。

図４から図６は、ずれ防止部４０の多様な実施形態を示したものである。

ずれ防止部４０は、図４のように一つの長い帯状に配置されることができる。図４のようにずれ防止部４０が配置される場合、積層型電子部品用グリーンシート１０の第１の方向の変形率を最小化させることができる。

これとは異なり、ずれ防止部４０は、図５のように複数の長い帯状に配置されることができる。ずれ防止部４０がただ一つの広い帯状の場合には、積層体の製作時にエアートラップ（ａｉｒ ｔｒａｐ）が発生する可能性が高い。エアートラップとは、積層又は圧着過程でグリーンシート間が密着されず、空気が閉じ込められる現状をいう。これは、グリーンシートにおいて導電性パターンが印刷されていない空いた空間における段差によって主に発生する。

したがって、複数の長い帯状にずれ防止部４０を形成することにより、ずれ防止部４０の間にマージンを位置させてエアートラップの発生を防止することができる。

エアートラップの防止を極大化するために、ずれ防止部４０は、図６のように複数のずれ防止パターンを含むことができる。

ずれ防止パターンは、導電性パターンよりもさらに大きい面積を有することができる。

本発明の一実施例による積層型電子部品用グリーンシートが複数のずれ防止パターンを含む場合、複数のずれ防止パターンの間にはずれ防止パターンが形成されていないマージン部が配置されることができる。

マージン部は、エアートラップが発生することを予防し、積層型電子部品の信頼性を向上させる役割を行うことができる。

図７は、図６のずれ防止パターンの拡大図である。図７を参照すると、ずれ防止パターンの第１の方向の長さをａ、第２の方向の長さをｂとする。

ずれ防止パターンは、導電性パターンがずれる現象及び積層型電子部品用グリーンシート１０の変形率を最小化するためにａがｂより大きければよい。

図６のずれ防止パターンを含む積層型電子部品用グリーンシートを利用して積層型電子部品を製作する間に、ａ／ｂ値を調節して第１の方向の変形率及びエアートラップの発生の有無を測定した。

第１の方向の変形率については、０．３％を超える場合には×、１．０〜０．３％の場合には○、１．０％未満の場合には◎で表示した。

エアートラップの発生の有無については、発生した場合には×、発生しなかった場合には○で表示した。

表１を参照すると、ａ／ｂは１．５から４．５であり得る。

ａ／ｂが１．５未満の場合には第１の方向の変形率が１．５％を超えるという問題があり、ａ／ｂが４．５を超える場合にはエアートラップが発生するという問題がある。

したがって、第１の方向の変形率を１．５％以下に維持し、エアートラップの発生を防止するためにａ／ｂは１．５から４．５であり得る。

図８は、ずれ防止部４０を含まない場合（比較例１〜５）とずれ防止部４０を含む場合（実施例６〜９）の長さ方向（第２の方向）及び幅方向（第１の方向）の収縮率のグラフである。

図８を参照すると、ずれ防止部４０を含まない場合（比較例１〜５）には収縮率が０．３％を超えることが分かる。

しかしながら、ずれ防止部４０を含む場合には収縮率が０．１５％未満であることが分かる。

即ち、ずれ防止部４０が、積層型電子部品用グリーンシートの積層及び圧着時、第１の方向における変形を防止する支持台の役割を行い、積層型電子部品用グリーンシートの収縮率を比較例と比べて３０％程度減少させる役割を行うことができる。

図９は、本発明の他の実施例による積層型電子部品１００の概略的な斜視図であり、図１０は、図９のＸ−Ｘ'線に沿った概略的な断面図であり、図１１は、図９のＸＩ−ＸＩ'線に沿った概略的な断面図である。

図９から図１１を参照して、本発明の積層型電子部品１００の構造について説明する。

図９から図１１を参照すると、本発明の他の実施例による積層型電子部品１００は、誘電層１１１と第１及び第２の内部電極１３１、１３２が交互に積層されたセラミックボディ１１０を有する。セラミックボディ１１０の両端部には、セラミックボディ１１０の内部に交互に配置された第１及び第２の内部電極１３１、１３２とそれぞれ導通する第１及び第２の外部電極１２１、１２２が形成されている。

セラミックボディ１１０の形状は、特に制限されないが、一般的に六面体状であり得る。また、その寸法も、特に制限されず、用途に応じて適切な寸法とし、例えば、（０．６〜５．６ｍｍ）×（０．３〜５．０ｍｍ）×（０．３〜１．９ｍｍ）であり得る。

誘電層１１１の厚さはキャパシタの容量設計に合わせて任意に変更可能であり、本発明の一実施例において焼成後の誘電層の厚さは１層当たり好ましくは０．１μｍ以上である。

薄すぎる厚さの誘電層は一層内に存在する結晶粒数が小さく信頼性に悪影響を及ぼすため、誘電層の厚さは０．１μｍ以上であればよい。

第１及び第２の内部電極１３１、１３２は、各端面がセラミックボディ１１０の対向する両端部の表面に交互に露出するように積層されている。

上記第１及び第２の外部電極１２１、１２２は、セラミックボディ１１０の両端部に形成され、交互に配置された第１及び第２の内部電極１３１、１３２の露出端面に電気的に連結されてキャパシタ回路を構成する。

本発明の他の実施例による積層型電子部品１００は、本発明の一実施例による積層型電子部品用グリーンシートを利用して製作されたものを意味する。

即ち、本発明の他の実施例による積層型電子部品１００は、本発明の一実施例による積層型電子部品用グリーンシートを利用して製作されるため、積層方向（第３の方向）に複数の層において第１及び第２の内部電極１３１、１３２がよりうまく整列されることができる。

具体的には、本発明の一実施例による積層型電子部品用グリーンシートを利用して製作された本発明の他の実施例による積層型電子部品１００は、幅方向（Ｗ方向）における第１の内部電極１３１及び第２の内部電極１３２の平面図上での一致率が９９．９％以上である。

即ち、第１の内部電極１３１及び第２の内部電極１３２が積層型電子部品１００の上面からみて高い一致率を有するため、製造された積層型電子部品間の容量偏差が小さく、相対的に高い容量を有するようになる。

これと同様に、第１の内部電極１３１は隣接する他の第１の内部電極１３１と重なる面積比が９９．９％以上であり、第２の内部電極１３２は隣接する他の第１の内部電極１３１と重なる面積比が９９．９％以上であり得る。

したがって、本発明の他の実施例による積層型電子部品１００は、内部電極の整列が従来の積層型電子部品より高いため、製造された積層型電子部品間の容量偏差が小さく、相対的に高い容量を有するようになる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。

１０ 積層型電子部品用グリーンシート
１１ シート
３０ 導電性パターン
４０ ずれ防止部
１００ 積層型電子部品
１１０ セラミックボディ
１１１ 誘電層
１２１、１２２ 外部電極
１３１、１３２ 内部電極

Claims (7)

1. 第１の方向と第１の方向に垂直な第２の方向を有する平板状のシートと、
   前記第２の方向に長く配置される複数の導電性パターンと、
   前記シートの中心部を横切るように前記第１の方向に長く配置され、導電性ペーストを含むずれ防止部と、
   を含む、積層型電子部品用グリーンシート。
2. 前記ずれ防止部は一つの長い帯状である、請求項１に記載の積層型電子部品用グリーンシート。
3. 前記ずれ防止部は複数の長い帯状である、請求項１に記載の積層型電子部品用グリーンシート。
4. 前記ずれ防止部は複数のずれ防止パターンを含む、請求項１に記載の積層型電子部品用グリーンシート。
5. 前記ずれ防止パターンの第１の方向の長さをａ、第２の方向の長さをｂとするとき、前記ａは前記ｂより大きい、請求項４に記載の積層型電子部品用グリーンシート。
6. 前記ずれ防止パターンの第１の方向の長さをａとし、第２の方向の長さをｂとするとき、ａ／ｂは１．５から４．５である、請求項４又は５に記載の積層型電子部品用グリーンシート。
7. 前記ずれ防止部は前記シートの収縮率を０．１５％未満に減少させる、請求項１から６のいずれか一項に記載の積層型電子部品用グリーンシート。

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