KR101933416B1 - 커패시터 부품 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시 형태는 복수의 유전체층의 적층 구조와 상기 유전체층을 사이에 두고 교대로 배치된 제1 및 제2 내부 전극을 포함하는 바디 및 상기 바디의 외부에 형성되어 각각 상기 제1 및 제2 내부 전극과 연결된 제1에서 및 제2 외부 전극을 포함하며, 상기 바디는 상기 제1 및 제2 내부 전극에 의하여 용량을 형성하는 액티브 영역 및 상기 액티브 영역의 상부와 하부에 배치된 커버 영역을 포함하며, 상기 커버 영역은 상기 제1 외부전극 또는 상기 제2 외부 전극과 연결된 금속성 보호 패턴을 포함하되 상기 보호 패턴은 상기 제1 및 제2 내부 전극 중 다른 극성을 갖는 것과는 두께 방향을 기준으로 오버랩되지 않는 형태인 커패시터 부품을 제공한다.
Description
본 발명은 커패시터 부품에 관한 것이다.
커패시터 부품의 하나인 적층 세라믹 커패시터는 액정 표시 장치(LCD: Liquid Crystal Display) 및 플라즈마 표시 장치 패널(PDP: Plasma Display Panel) 등의 영상 기기, 컴퓨터, 스마트폰 및 휴대폰 등 여러 전자 제품의 인쇄회로기판에 장착되어 전기를 충전시키거나 또는 방전시키는 역할을 하는 칩 형태의 콘덴서이다.
이러한 적층 세라믹 커패시터(MLCC: Multi-Layered Ceramic Capacitor)는 소형이면서 고용량이 보장되고 실장이 용이하다는 장점을 인하여 다양한 전자 장치의 부품으로 사용될 수 있다. 최근 모바일 기기나 자동차 등에 사용되는 적층 세라믹 커패시터의 경우, 높은 수준의 기계적 강도가 요구되며, 예컨대, 외부의 반복된 충격, 진동, 가혹한 온도와 습도 등의 환경에 견딜 수 있어야 한다.
본 발명의 목적 중 하나는 전기적 특성의 안정성을 도모하면서도 기계적 강도와 내습 신뢰성이 향상된 커패시터 부품을 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 방법으로, 본 발명은 일 실시 형태를 통하여 신규한 커패시터 부품을 제안하고자 하며, 구체적으로, 복수의 유전체층의 적층 구조와 상기 유전체층을 사이에 두고 교대로 배치된 제1 및 제2 내부 전극을 포함하는 바디 및 상기 바디의 외부에 형성되어 각각 상기 제1 및 제2 내부 전극과 연결된 제1에서 및 제2 외부 전극을 포함하며, 상기 바디는 상기 제1 및 제2 내부 전극에 의하여 용량을 형성하는 액티브 영역 및 상기 액티브 영역의 상부와 하부에 배치된 커버 영역을 포함하며, 상기 커버 영역은 상기 제1 외부전극 또는 상기 제2 외부 전극과 연결된 금속성 보호 패턴을 포함하되 상기 보호 패턴은 상기 제1 및 제2 내부 전극 중 다른 극성을 갖는 것과는 두께 방향을 기준으로 오버랩되지 않는 형태이다.
일 실시 예에서, 상기 보호 패턴은 스트라이프 형상일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 보호 패턴은 상기 바디의 적어도 일 모서리의 전체 영역에 걸쳐서 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 보호 패턴은 상기 제1 및 제2 내부 전극보다 폭이 큰 형상일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 바디는 직육면체 형상을 가지며, 상기 보호 패턴은 상기 바디의 4개의 모서리에 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 보호 패턴은 복수 개 구비되어 두께 방향으로 적층된 형태일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 보호 패턴은 상기 바디의 측면으로만 노출되는 형태일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 보호 패턴은 상기 바디의 상면 및 하면 중 적어도 하나에서 노출되는 형태일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 보호 패턴은 상기 바디의 상면 및 하면의 적어도 하나에서 노출된 면을 통하여 상기 제1 외부 전극 또는 상기 제2 외부 전극과 접촉할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 보호 패턴은 상기 바디에서 노출된 일 측면을 통하여도 상기 제1 외부전극 또는 상기 제2 외부 전극과 접촉할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 및 제2 외부 전극은 상기 바디의 측면으로부터 상기 바디의 상면 및 하면으로 연장된 형상일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 및 제2 외부 전극에서 상기 바디의 상면 및 하면으로 연장된 영역의 길이는 상기 바디의 측면으로부터 측정된 상기 보호 패턴의 길이보다 긴 형태일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 보호 패턴은 상기 제1 및 제2 내부 전극과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 여러 효과 중 일 효과로서, 전기적 특성의 안정을 기하면서도 기계적 강도와 내습 신뢰성이 향상된 커패시터 부품을 얻을 수 있다. 다만, 본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 커패시터 부품을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1의 커패시터 부품에서 바디의 형태를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3 내지 5는 도 1의 실시 형태에서 변형된 예에 따른 커패시터 부품을 나타낸다.
도 2는 도 1의 커패시터 부품에서 바디의 형태를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3 내지 5는 도 1의 실시 형태에서 변형된 예에 따른 커패시터 부품을 나타낸다.
이하, 구체적인 실시형태 및 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 통상의 기술자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하고, 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었으며, 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다. 나아가, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 커패시터 부품을 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 2는 도 1의 커패시터 부품에서 바디의 형태를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 그리고 도 3 내지 5는 도 1의 실시 형태에서 변형된 예에 따른 커패시터 부품을 나타낸다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 커패시터 부품(100)은 바디(101)와 이에 포함된 제1 및 제2 내부 전극(111, 112), 보호 패턴(140), 그리고 제1 및 제2 외부 전극(120, 130)을 주요 구성으로 포함한다. 본 실시 형태의 경우, 후술할 바와 같이 바디(101)의 커버 영역에는 금속성 보호 패턴(140)이 배치되어 커패시터 부품(100)의 모서리 등에서 발생할 수 있는 크랙, 습기의 침투 등을 저감할 수 있으므로 커패시터 부품(100)의 신뢰성이 향상될 수 있다.
바디(101)는 복수의 유전체층(110)이 적층된 적층 구조와 유전체층(110)을 사이에 두고 교대로 배치된 제1 및 제2 내부 전극(111, 112)을 포함한다. 이 경우, 도 2에 도시된 형태와 같이 바디(101)는 육면체 혹은 이와 유사한 형상을 가질 수 있다. 바디(101)에 포함된 유전체층은 당 업계에서 알려진 세라믹 등의 유전 물질을 이용할 수 있으며, 예를 들어, BaTiO3(티탄산바륨)계 세라믹 분말 등을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 BaTiO3계 세라믹 분말은 예를 들면 BaTiO3에 Ca(칼슘), Zr(지르코늄) 등이 일부 고용된 (Ba1 - xCax)TiO3, Ba(Ti1 - yCay)O3, (Ba1 -xCax)(Ti1-yZry)O3 또는 Ba(Ti1 - yZry)O3 등이 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
바디(101)는 전기 용량을 형성하는 액티브 영역과 그 상부와 하부에 위치하는 커버 영역으로 나뉠 수 있다. 구체적으로, 도 1을 기준으로, 액티브 영역 은 제1 및 제2 내부 전극(111, 112)에 의하여 용량을 형성하며, 커버 영역은 상기 액티브 영역의 상부와 하부에 배치된다. 이 경우, 커버 영역은 물리적 또는 화학적 스트레스에 의한 제1 및 제2 내부 전극(111, 112)의 손상을 방지하는 역할을 수행할 수 있으며, 내부 전극(111, 112)을 포함하지 않는 점 외에는 액티브 영역의 유전체층과 실질적으로 동일한 재질 및 구성을 가질 수 있다. 이 경우, 커버 영역은 그린 시트 적층 및 소결 공정에 의하여 함께 얻어질 수 있다. 이러한 커버 영역은 1개 또는 2개 이상의 그린 시트가 액티브 영역의 상하 면에 적층되어 소결된 형태로 구현될 수 있다.
제1 및 제2 내부 전극(111, 112)은 바디(101)를 구성하는 유전체층을 사이에 두고 서로 대향하도록 번갈아 배치되며, 바디(101)의 양 단부로 각각 노출될 수 있다. 이때, 제1 및 제2 내부전극(111, 112)은 중간에 배치된 유전체층에 의해 서로 전기적으로 분리될 수 있다. 제1 및 제2 내부전극(111, 112)을 형성하는 재료는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 팔라듐(Pd), 팔라듐-은(Pd-Ag)합금 등의 귀금속 재료 및 니켈(Ni) 및 구리(Cu) 중 하나 이상의 물질로 이루어진 도전성 페이스트를 사용하여 형성될 수 있다. 상기 도전성 페이스트의 인쇄 방법은 스크린 인쇄법 또는 그라비아 인쇄법 등을 사용할 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 제1 및 제2 내부 전극(111, 112)의 두께는 용도 등에 따라 적절히 결정할 수 있으며 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들면 0.1 내지 5㎛ 또는 0.1~2.5㎛일 수 있다.
제1 및 제2 외부 전극(120, 130)은 바디(101)의 외부에 형성되어 각각 제1 및 제2 내부 전극(111, 112)과 연결된다. 이 경우, 제1 및 제2 외부 전극(120, 130)은 다층 구조를 가질 수 있으며 예컨대, 각각 제1층(121, 131)과 제2층(122, 132)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1층(121, 131)은 도전성 페이스트를 소결하여 얻어진 소결 전극으로 형성될 수 있으며, 제2층(122, 132)은 1층 이상의 도금층을 포함할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 외부 전극(120, 130)은 제1층(121, 131)과 제2층(122, 132) 외에도 추가적인 다른 층을 포함할 수 있으며, 예컨대, 제1층(121, 131)과 제2층(122, 132) 사이에 도전성 수지 전극을 포함하여 기계적 충격 등을 완화할 수 있을 것이다.
본 실시 형태의 경우, 커버 영역에는 보호 패턴(140)이 배치된다. 보호 패턴(140)은 제1 외부전극(120) 또는 제2 외부 전극(130)과 연결되며, 본 실시 형태에서는 제1 및 제2 외부 전극(120, 130) 모두와 연결된 형태를 나타내었다. 보호 패턴(140)은 금속 물질로 형성될 수 있으며, 예컨대 제1 및 제2 내부 전극(111, 112)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 보호 패턴(140)은 제1 및 제2 내부 전극(111, 112)과 동일한 공정, 예컨대, 그린 시트 상에 제1 및 제2 내부 전극(111, 112)용 도전성 페이스트를 적용하여 얻어질 수 있다. 이에 따라 얻어진 보호 패턴(140)의 경우, 제1 및 제2 내부 전극(111, 112)과 동일한 두께를 가질 수 있다. 다만, 보호 패턴(140)의 두께는 의도하는 보호 기능과 커패시터 부품(100)의 사양 등을 고려하여 적절히 조절될 수 있을 것이다.
금속성 물질의 보호 패턴(140)이 커버 영역에 채용됨에 따라 커패시터 부품(100)의 모서리에서 발생할 수 있는 크랙이 저감될 수 있으며, 이는 보호 패턴(140)에 의하여 강도가 개선되는 한편, 바디(101)를 이루는 세라믹 물질의 소결 과정에서 치밀화가 빠르게 이루어질 수 있기 때문이다. 또한, 보호 패턴(140) 주변에서 세라믹 물질의 치밀화가 증가됨에 따라 커패시터 부품(100)의 외부로부터 침입하는 습기 등을 줄일 수 있으며 이는 커패시터 부품(100)의 신뢰성 향상으로 이어질 수 있다.
또한, 액티브 영역에서 내부 전극(111, 112)이 형성되지 않은 사이드 마진 영역의 경우, 내부 전극(111, 112)의 밀도가 낮아 소결 공정 시 수축 함몰될 수 있는데, 본 실시 형태와 같이 보호 패턴(140)을 바디(101)의 모서리에 적용함으로써 바디(101)의 사이드 마진 영역에서의 수축 함몰 현상을 저감할 수 있다.
한편, 보호 패턴(140)은 제1 및 제2 내부 전극(111, 112) 중 다른 극성을 갖는 것과는 두께 방향을 기준으로 오버랩되지 않는 형태이다. 다시 말해, 보호 패턴(140) 중 제1 외부 전극(120)과 연결된 것(도 1에서 우측에 위치한 것)은 제2 내부 전극(112)과는 적층 방향(도 1을 기준으로 x 방향)을 따라 오버랩되지 않는다. 이에 따라, 보호 패턴(140)에 의하여 불필요한 혹은 의도하지 않은 전기 용량의 생성이 최소화될 수 있으므로 커패시터 부품(100)의 전기적 특성이 안정될 수 있을 것이다. 보호 패턴(140)이 이종 극성의 내부 전극(111, 112)과 오버랩되지 않기 위하여 도 1에 도시된 형태와 같이, y 방향을 기준으로 보호 패턴(140)의 길이는 내부 전극(111, 112)와 바디(101)까지의 거리보다 짧은 형태로 제공될 수 있다.
또한, 제1 및 제2 외부 전극(120, 130)은 바디(101)의 측면으로부터 바디(101)의 상면 및 하면으로 연장된 형상을 가질 수 있으며, 이 경우, 도 1에 도시된 형태에서 볼 수 있듯이, 제1 및 제2 외부 전극(120, 130)에서 바디(101)의 상면 및 하면으로 연장된 영역의 길이(y 방향 기준)는 바디(101)의 측면으로부터 측정된 보호 패턴(140)의 길이보다 긴 형태일 수 있다.
한편, 상술한 보호 패턴(140)의 기능을 고려하여, 보호 패턴(140)은 도 2에 도시된 형태와 같이 스트라이프 형상으로 채용될 수 있다. 이 경우, 충분한 보호 기능을 확보하기 위하여 보호 패턴(140)은 바디(101)의 적어도 일 모서리의 전체 영역에 걸쳐서 형성될 수 있으며, 이 경우, 보호 패턴(140)은 제1 및 제2 내부 전극(111, 112)보다 폭이 큰 형상으로 제공될 수 있다. 여기서 보호 패턴(140), 제1 및 제2 내부 전극(112)의 폭은 도 2를 기준으로 z 방향의 폭에 해당한다.
또한, 충분한 보호 기능을 수행하기 위하여 보호 패턴(140)은 직육면체 형상의 바디(101)에서 4개의 모서리에 형성될 수 있다.
도 2의 실시 예에서는 보호 패턴(140)의 측면만이 바디(101)의 외부로 노출된 형태를 나타내고 있지만, 보호 패턴(140)은 바디(101)의 상면 및 하면 중 적어도 하나에서 노출될 수 있다. 구체적으로, 도 3의 변형된 예에서 볼 수 있듯이, 보호 패턴(140)은 바디(101)의 상면이나 하면으로 노출되며 이렇게 노출된 면을 통하여 외부 전극(120, 130)과 접속될 수 있다. 이 경우, 보호 패턴(140)은 상면이나 하면 외에도 바디(101)에서 노출된 일 측면을 통하여도 제1 외부전극(120) 또는 제2 외부 전극(130)과 접촉할 수 있다.
도 3의 실시 형태와 같이, 보호 패턴(140)이 바디(101)의 상면, 하면 등으로 노출되어 외부 전극(120, 130)과 접촉된 구조의 경우, 수분 등의 침투가 취약한 영역에 보호 패턴(140)을 배치한 형태에 해당한다. 따라서, 내습 신뢰성이 더욱 향상될 수 있으며, 나아가, 보호 패턴(140)과 외부 전극(120, 130)의 우수한 결합력으로 인하여 기계적 안정성도 향상될 수 있다.
상술한 실시 형태에서는 보호 패턴(140)이 바디(101)의 각 모서리에 한 개씩 형성된 구조를 설명하였지만 도 4 및 도 5의 변형 예와 같이 보호 패턴(140)은 복수 개 구비될 수 있다. 구체적으로, 바디(101)의 모서리 각각에 복수 개의 보호 패턴(140)이 구비될 수 있으며 복수의 보호 패턴(140)은 두께 방향으로 적층될 수 있다. 이 경우, 앞선 실시 형태와 마찬가지로, 복수의 보호 패턴(140) 중 최외곽에 배치된 것은 바디(101)의 상면이나 하면으로 노출되어 외부 전극(120, 130)과 접촉할 수 있으며, 이에 따라 내습 신뢰성과 기계적 안정성 향상 효과 등을 얻을 수 있다. 도 4 및 도 5의 실시 형태와 같이 복수의 보호 패턴(140)을 적용함으로써 상술한 보호 패턴(140)의 기능, 즉, 수분 침투 방지, 크랙 방지, 기계적 강도 향상 등을 더욱 효과적으로 구현할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
100: 커패시터 부품
101: 바디
111, 112: 내부 전극
120, 130: 외부 전극
121, 131: 제1층
122, 132: 제2층
140: 보호 패턴
101: 바디
111, 112: 내부 전극
120, 130: 외부 전극
121, 131: 제1층
122, 132: 제2층
140: 보호 패턴
Claims (14)
- 복수의 유전체층의 적층 구조와 상기 유전체층을 사이에 두고 교대로 배치된 제1 및 제2 내부 전극을 포함하는 바디; 및
상기 바디의 외부에 형성되어 각각 상기 제1 및 제2 내부 전극과 연결된 제1 및 제2 외부 전극;을 포함하며,
상기 바디는 상기 제1 및 제2 내부 전극에 의하여 용량을 형성하는 액티브 영역 및 상기 액티브 영역의 상부와 하부에 배치된 커버 영역을 포함하며,
상기 커버 영역은 상기 제1 외부전극 또는 상기 제2 외부 전극과 연결된 금속성 보호 패턴을 포함하되 상기 보호 패턴은 상기 제1 및 제2 내부 전극 중 다른 극성을 갖는 것과는 두께 방향을 기준으로 오버랩되지 않는 형태이며,
상기 보호 패턴은 상기 바디의 적어도 일 모서리의 전체 영역에 걸쳐서 형성된 스트라이프 형상이며,
상기 바디는 직육면체 형상을 가지며, 상기 보호 패턴은 상기 바디의 4개의 모서리에 형성된 커패시터 부품.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 보호 패턴은 상기 제1 및 제2 내부 전극보다 폭이 큰 형상인 커패시터 부품.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 보호 패턴은 복수 개 구비되어 두께 방향으로 적층된 형태인 커패시터 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 보호 패턴은 상기 바디의 측면으로만 노출되는 형태인 커패시터 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 보호 패턴은 상기 바디의 상면 및 하면 중 적어도 하나에서 노출되는 형태인 커패시터 부품.
- 제8항에 있어서,
상기 보호 패턴은 상기 바디의 상면 및 하면의 적어도 하나에서 노출된 면을 통하여 상기 제1 외부 전극 또는 상기 제2 외부 전극과 접촉하는 커패시터 부품.
- 제9항에 있어서,
상기 보호 패턴은 상기 바디에서 노출된 일 측면을 통하여도 상기 제1 외부전극 또는 상기 제2 외부 전극과 접촉하는 커패시터 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 외부 전극은 상기 바디의 측면으로부터 상기 바디의 상면 및 하면으로 연장된 형상인 커패시터 부품.
- 제11항에 있어서,
상기 제1 및 제2 외부 전극에서 상기 바디의 상면 및 하면으로 연장된 영역의 길이는 상기 바디의 측면으로부터 측정된 상기 보호 패턴의 길이보다 긴 형태인 커패시터 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 보호 패턴은 상기 제1 및 제2 내부 전극과 동일한 물질로 이루어진 커패시터 부품. - 제1항에 있어서,
상기 보호 패턴과 상기 바디 상면까지의 거리는 상기 보호 패턴과 상기 제1 및 제2 내부 전극 중 이로부터 가장 가까운 것까지의 거리보다 짧은 커패시터 부품.
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