KR102126417B1 - 전자 부품 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 바디; 제1 방향으로 상기 바디의 양단에 각각 형성되고, 구리(Cu)를 주성분으로 하는 한 쌍의 외부 전극; 상기 한 쌍의 외부 전극과 각각 접속되는 한 쌍의 메탈 프레임; 및 상기 외부 전극과 상기 메탈 프레임 사이에 각각 배치되는 한 쌍의 접합부재; 를 포함하고, 상기 접합부재는, 주석(Sn)계 솔더층; 상기 주석계 솔더층과 상기 외부 전극 사이에 형성되는 주석-구리계 합금 솔더층; 및 상기 주석계 솔더층과 상기 메탈 프레임 사이에 형성되는 주석계 합금 솔더층; 을 포함하는 전자 부품을 제공한다.
Description
본 발명은 전자 부품에 관한 것이다.
적층형 커패시터는 소형이면서 고용량 구현이 가능하여 여러 가지 전자 기기에 사용되고 있다.
최근에는 친환경 자동차 및 전기 자동차의 급부상으로, 자동차 내 전력 구동 시스템이 증가하고 있으며, 이에 자동차에 필요한 적층형 커패시터의 수요도 증가하고 있다.
자동차용 부품으로 사용되기 위해서는 높은 수준의 열 신뢰성, 전기적 신뢰성 및 기계적 신뢰성이 요구되므로 적층형 커패시터에 요구되는 성능도 점차 고도화되고 있다.
이에 진동 및 변형에 대한 내구성이 강한 적층형 커패시터의 구조가 요구되고 있다.
이러한 진동 및 변형에 대한 내구성을 향상시키기 위한 방안으로, 메탈 프레임을 이용하여 적층형 커패시터를 기판으로부터 일정 간격 이격하여 실장하는 구조의 전자 부품이 있다.
그러나, 상기 전자 부품은 기판 실장시 적층형 커패시터의 외부 전극과 메탈 프레임의 접합 부위가 열 및 기계적 충격에 의해 열화되어 적층형 커패시터가 메탈 프레임으로부터 분리되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 목적은, 적층형 커패시터의 내구성을 향상시키면서 적층형 커패시터와 메탈 프레임의 접합력을 향상시킬 수 있는 전자 부품을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면은, 바디; 제1 방향으로 상기 바디의 양단에 각각 형성되고, 구리(Cu)를 주성분으로 하는 한 쌍의 외부 전극; 상기 한 쌍의 외부 전극과 각각 접속되는 한 쌍의 메탈 프레임; 및 상기 외부 전극과 상기 메탈 프레임 사이에 각각 배치되는 한 쌍의 접합부재; 를 포함하고, 상기 접합부재는, 주석(Sn)계 솔더층; 상기 주석계 솔더층과 상기 외부 전극 사이에 배치되는 주석-구리계 합금 솔더층; 및 상기 주석계 솔더층과 상기 메탈 프레임 사이에 배치되는 주석계 합금 솔더층; 을 포함하는 전자 부품을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 주석계 솔더층은 구리를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 주석계 솔더층은 은(Ag)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 메탈 프레임은 니켈(Ni), 철(Fe), 구리, 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 은 또는 이들 금속 중 2개 이상이 포함된 합금으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 니켈, 주석, 팔라듐(Pd), 은 및 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 외부 전극의 표면에 일부 영역이 개방되도록 형성되는 도금막을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 바디는, 유전체층; 및 상기 유전체층을 사이에 두고 번갈아 배치되고, 일단이 상기 제1 및 제2 외부 전극과 각각 접속되도록 제1 방향으로 상기 바디의 양면을 통해 각각 노출되는 제1 및 제2 내부 전극; 을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 외부 전극은, 제1 방향으로 상기 바디의 양면에 각각 형성되는 머리부; 및 상기 머리부에서 상기 바디의 상하 면의 일부와 양 측면의 일부까지 각각 연장되는 밴드부; 를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 메탈 프레임은, 상기 외부 전극의 머리부와 접합되는 지지부; 및 상기 지지부의 하단에서 제1 방향으로 각각 연장되고 상기 바디 및 외부 전극으로부터 이격되는 실장부; 를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 주석계 솔더층 및 주석-구리계 합금 솔더층의 면적이 상기 머리부의 면적 대비 작게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 적층형 커패시터의 내구성을 향상시키면서 외부 전극과 메탈 프레임 간의 접합력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 적용되는 적층형 커패시터를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2(a) 및 도 2(b)는 도 1의 적층형 커패시터에 적용되는 제1 및 제2 내부 전극을 각각 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 1의 I-I'선 단면도이다.
도 4는 도 1의 적층형 커패시터에 메탈 프레임이 접합된 것을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4의 II-II'선 단면도이다.
도 6은 도 5의 A부분을 확대하여 나타낸 사진이다
도 7은 Sn-Cu계 합금층의 고온 접합력 개선 효과를 확인하기 위해 실험 예에 사용되는 전자 부품의 단면도이다.
도 2(a) 및 도 2(b)는 도 1의 적층형 커패시터에 적용되는 제1 및 제2 내부 전극을 각각 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 1의 I-I'선 단면도이다.
도 4는 도 1의 적층형 커패시터에 메탈 프레임이 접합된 것을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4의 II-II'선 단면도이다.
도 6은 도 5의 A부분을 확대하여 나타낸 사진이다
도 7은 Sn-Cu계 합금층의 고온 접합력 개선 효과를 확인하기 위해 실험 예에 사용되는 전자 부품의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 다음과 같이 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술 분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위해 방향을 정의하면, 도면에 표시된 X, Y 및 Z는 각각 적층형 커패시터와 전자 부품의 길이 방향, 폭 방향 및 두께 방향을 나타낸다.
여기서 Z방향은 본 실시 예에서, 유전체층이 적층되는 적층 방향과 동일한 개념으로 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 적용되는 적층형 커패시터를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2(a) 및 도 2(b)는 도 1의 적층형 커패시터에 적용되는 제1 및 제2 내부 전극을 각각 나타낸 평면도이고, 도 3은 도 1의 I-I'선 단면도이다.
먼저 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 실시 예의 전자 부품에 적용되는 적층형 커패시터의 구조에 대해 설명한다.
도 1내 도 3을 참조하면, 본 실시 예의 적층형 커패시터(100)는, 바디(110)와 바디(110)의 제1 방향으로 정의되는 X방향의 양 단부에 각각 형성되는 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)을 포함한다.
바디(110)는 복수의 유전체층(111)을 Z방향으로 적층한 다음 소성한 것으로서, 바디(110)의 서로 인접하는 유전체층(111) 사이의 경계는 주사 전자 현미경(SEM: Scanning Electron Microscope)을 이용하지 않고 확인하기 곤란할 정도로 일체화될 수 있다.
또한, 바디(110)는 복수의 유전체층(111)과 유전체층(111)을 사이에 두고 Z방향으로 번갈아 배치되는 서로 다른 극성을 가지는 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)을 포함한다.
또한, 바디(110)는 커패시터의 용량 형성에 기여하는 부분으로서의 액티브 영역과, 마진부로서 Z방향으로 상기 액티브 영역의 상하부에 각각 마련되는 커버 영역(112, 113)을 포함할 수 있다.
이러한 바디(110)는 그 형상에 특별히 제한은 없지만, 육면체 형상일 수 있으며, Z방향으로 서로 대향하는 제1 및 제2 면(1, 2)과, 제1 및 제2 면(1, 2)과 서로 연결되고 X방향으로 서로 대향하는 제3 및 제4 면(3, 4)과, 제1 및 제2 면(1, 2)과 연결되고 제3 및 제4 면(3, 4)과 연결되며 서로 대향하는 제5 및 제6 면(5, 6)을 포함할 수 있다.
유전체층(111)은 세라믹 분말, 예를 들어 BaTiO3계 세라믹 분말 등을 포함할 수 있다.
상기 BaTiO3계 세라믹 분말은 BaTiO3에 Ca 또는 Zr 등이 일부 고용된 (Ba1-xCax)TiO3, Ba(Ti1-yCay)O3, (Ba1-xCax)(Ti1-yZry)O3 또는 Ba(Ti1-yZry)O3 등이 있을 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 유전체층(111)에는 상기 세라믹 분말과 함께, 세라믹 첨가제, 유기용제, 가소제, 결합제 및 분산제 등이 더 첨가될 수 있다.
상기 세라믹 첨가제는, 예를 들어 전이 금속 산화물 또는 전이 금속 탄화물, 희토류 원소, 마그네슘(Mg) 또는 알루미늄(Al) 등이 포함될 수 있다
제1 및 제2 내부 전극(121, 122)은 서로 다른 극성을 인가 받는 전극으로서, 유전체층(111) 상에 형성되어 Z방향으로 적층될 수 있으며, 하나의 유전체층(111)을 사이에 두고 바디(110)의 내부에 Z방향을 따라 서로 대향되게 번갈아 배치될 수 있다.
이때, 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)은 중간에 배치된 유전체층(111)에 의해 서로 전기적으로 절연될 수 있다.
한편, 본 발명에서는 내부 전극이 Z방향으로 적층된 구조를 도시하여 설명하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 내부 전극이 Y방향으로 적층되는 구조에도 적용할 수 있다.
이러한 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)은 일단이 바디(110)의 제3 및 제4 면(3, 4)을 통해 각각 노출될 수 있다.
이렇게 바디(110)의 제3 및 제4 면(3, 4)을 통해 번갈아 노출되는 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)의 단부는 후술하는 바디(110)의 X방향의 양 단부에 배치되는 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)과 각각 접속되어 전기적으로 연결될 수 있다.
위와 같은 구성에 따라, 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)에 소정의 전압을 인가하면 제1 및 제2 내부 전극(121, 122) 사이에 전하가 축적된다.
이때, 적층형 커패시터(100)의 정전 용량은 상기 액티브 영역에서 Z방향을 따라 서로 중첩되는 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)의 오버랩 된 면적과 비례하게 된다.
또한, 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)을 형성하는 재료는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 백금(Pt), 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.
이때, 상기 도전성 페이스트의 인쇄 방법은 스크린 인쇄법 또는 그라비아 인쇄법 등을 사용할 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 및 제2 외부 전극(131, 132)은 서로 다른 극성의 전압이 제공되며, 바디(110)의 X방향의 양 단부에 배치되고, 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)의 노출되는 단부와 각각 접속되어 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 외부 전극(131)은 제1 머리부(131a)와 제1 밴드부(131b)를 포함할 수 있다.
제1 머리부(131a)는 바디(110)의 제3 면(3)에 배치되며, 제1 내부 전극(121)에서 바디(110)의 제3 면(3)을 통해 외부로 노출되는 단부와 접촉하여 제1 내부 전극(121)과 제1 외부 전극(131)을 서로 물리적 및 전기적으로 연결하는 역할을 한다.
제1 밴드부(131b)는 고착 강도 향상 등을 위해 제1 머리부(131a)에서 바디(110)의 제1, 제2, 제5 및 제6 면(1, 2, 5, 6)의 일부까지 각각 연장되는 부분이다.
제2 외부 전극(132)은 제2 머리부(132a)와 제2 밴드부(132b)를 포함할 수 있다.
제2 머리부(132a)는 바디(110)의 제4 면(4)에 배치되며, 제2 내부 전극(122)에서 바디(110)의 제4 면(4)을 통해 외부로 노출되는 단부와 접촉하여 제2 내부 전극(122)과 제2 외부 전극(132)을 서로 물리적 및 전기적으로 연결하는 역할을 한다.
제2 밴드부(132b)는 고착 강도 향상 등을 위해 제2 머리부(132a)에서 바디(110)의 제1, 제2, 제5 및 제6 면(1, 2, 5, 6)의 일부까지 각각 연장되는 부분이다.
이러한 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)은 후술하는 제1 및 제2 접합 부재의 제1 및 제2 주석계 솔더층과의 사이에 주석-구리(Sn-Cu)계 합금 솔더층을 형성하기 위해 구리를 주성분으로 하여 형성될 수 있다.
또한, 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)은 바디(110)와의 결합 및 전기적 특성을 개선하기 위해 유리 성분 또는 소량의 기타 금속 성분을 더 포함할 수 있다.
또한, 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)의 표면에는 도금막(미도시)이 더 형성될 수 있다.
이 도금막은 니켈(Ni), 주석, 팔라듐(Pd), 은(Ag) 및 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하고, 주석-구리계 합금 솔더층 형성을 위해 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)의 표면에 적어도 일부 영역이 개방되도록 각각 형성될 수 있다.
도 4는 도 1의 적층형 커패시터에 메탈 프레임이 접합된 것을 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 4의 II-II'선 단면도이고, 도 6은 도 5의 A부분을 확대하여 나타낸 사진이다
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 실시 예의 전자 부품(101)은, 적층형 커패시터(100)와, 적층형 커패시터(100)의 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)과 각각 접속되는 제1 및 제2 메탈 프레임(140, 150)과, 제1 및 제2 접합부재를 포함한다.
제1 메탈 프레임(140)은 제1 지지부(141) 및 제1 실장부(142)를 포함한다.
제1 지지부(141)는 실장 면에 대해 수직으로 형성되고, 제1 외부 전극(131)의 제1 머리부(131a)와 접합되는 부분으로, 제1 외부 전극(131)의 제1 머리부(131a)와 전기적 및 물리적으로 연결된다.
제1 실장부(142)는 제1 지지부(141)의 하단에서 제1 방향인 X방향으로 연장되어 실장 면에 대해 수평으로 형성되는 부분으로, 기판 실장시 접속 단자의 역할을 한다.
또한, 제1 실장부(142)는 적층형 커패시터(100)의 하면으로부터 Z방향으로 소정 거리 이격되게 배치된다.
제2 메탈 프레임(150)은 제2 지지부(151) 및 제2 실장부(152)를 포함한다.
제2 지지부(151)는 실장 면에 대해 수직으로 형성되고, 제2 외부 전극(132)의 제2 머리부(132a)와 접합되는 부분으로, 제2 외부 전극(132)의 제2 머리부(132a)와 전기적 및 물리적으로 연결된다.
제2 실장부(152)는 제2 지지부(151)의 하단에서 제1 방향인 X방향으로 연장되어 실장 면에 대해 수평으로 형성되는 부분으로, 기판 실장시 접속 단자의 역할을 한다.
또한, 제2 실장부(152)는 적층형 커패시터(100)의 하면으로부터 Z방향으로 소정 거리 이격되게 배치된다.
그리고, 이러한 제1 및 제2 메탈 프레임(140, 150)은 니켈(Ni), 철(Fe), 구리, 알루미늄(Al), 크롬(Cr) 은 또는 이들 금속이 포함된 합금으로 형성될 수 있으며, 이에 후술하는 제1 및 제2 주석계 솔더층과의 사이에 주석과 메탈 프레임의 금속 성분을 포함하는 주석계 합금 솔더층을 형성할 수 있다.
상기 제1 접합부재는 제1 외부 전극(131)의 제1 머리부(131a)와 제1 메탈 프레임(140)의 제1 지지부(141) 사이에 배치된다.
또한, 상기 제1 접합부재는 제1 주석계 솔더층(171), 제1 주석-구리계 합금 솔더층(161) 및 제1 주석계 합금 솔더층(181)을 포함한다.
제1 주석계 솔더층(171)은, 주석을 주성분으로 하며, 필요시 여기에 구리가 더 포함될 수 있다. 또한, 제1 솔더층(171)은 필요시 은이 더 포함될 수 있다.
또한, 제1 주석계 솔더층(171)은 그 면적이 제1 머리부(131a)의 면적 대비 작게 형성될 수 있다.
제1 주석-구리계 합금 솔더층(161)은 제1 주석계 솔더층(171)과 제1 머리부(131a) 사이에 형성되고, 제1 주석계 솔더층(171)의 주석 성분과 제1 머리부(131a)의 구리 성분에 의해 주석과 구리를 포함하는 합금으로 이루어진다.
또한, 제1 내측 합금층(161)은 그 면적이 제1 머리부(131a)의 면적 대비 작게 형성될 수 있다.
제1 주석계 합금 솔더층(181)은 제1 주석계 솔더층(171)과 제1 지지부(141) 사이에 형성되고, 제1 주석계 솔더층(171)의 주석 성분과 제1 메탈 프레임(140)의 제1 지지부(141)에 포함된 금속 성분에 의해 재질이 결정될 수 있다.
예컨대, 제1 메탈 프레임(140)이 구리로 형성되는 경우 제1 주석계 합금 솔더층(181)은 주석과 구리의 합금층이 될 수 있다.
상기 제2 접합부재는 제2 외부 전극(132)의 제2 머리부(132a)와 제2 메탈 프레임(150)의 제2 지지부(151) 사이에 배치된다.
또한, 상기 제2 접합부재는 제2 주석계 솔더층(172), 제1 주석-구리계 합금 솔더층(162) 및 제1 주석계 합금 솔더층(182)을 포함한다.
제2 주석계 솔더층(172)은, 주석을 주성분으로 하며, 필요시 여기에 구리가 더 포함될 수 있다. 또한, 제2 주석계 솔더층(172)은 필요시 은이 더 포함될 수 있다.
또한, 제2 주석계 솔더층(172)은 그 면적이 제2 머리부(132a)의 면적 대비 작게 형성될 수 있다.
제2 주석-구리계 합금 솔더층(162)은 제2 주석계 솔더층(172)과 제2 머리부(132a) 사이에 형성되고, 제2 주석계 솔더층(172)의 주석 성분과 제2 머리부(132a)의 구리 성분에 의해 주석과 구리를 포함하는 합금으로 이루어진다.
또한, 제2 내측 합금층(162)은 그 면적이 제2 머리부(132a)의 면적 대비 작게 형성될 수 있다.
제2 주석계 합금 솔더층(182)은 제1 주석계 솔더층(172)과 제1 지지부(142) 사이에 형성되고, 제2 주석계 솔더층(172)의 주석 성분과 제2 메탈 프레임(150)의 제1 지지부(151)에 포함된 금속 성분에 의해 재질이 결정될 수 있다.
예컨대, 제2 메탈 프레임(150)이 구리로 형성되는 경우 제1 주석계 합금 솔더층(182)은 주석과 구리의 합금층이 될 수 있다.
종래의 메탈 프레임을 갖는 적층형 커패시터는 적층형 커패시터와 메탈 프레임이 솔더에 의해 접합되는데, 기판 실장을 위한 리플로우 처리시 솔더가 용융되면서 적층형 커패시터가 메탈 프레임으로부터 탈락되거나 기울어지는 문제가 발생하기 쉽다.
또한, 메탈 프레임과 솔더, 외부 전극과 솔더의 계면은 이종 재료로 접합되는바, 온도 사이클 등의 열충격 환경에 장시간 노출시 각 소재의 열팽창률 차이에 따른 응력이 누적되어 계면의 열화 및 분리 현상이 발생되기 쉽다.
이러한 문제를 해소하기 위해, 메탈 프레임의 접합 계면의 일부에 고융점의 니켈-주석 합금층을 형성시켜 상기 리플로우에 의한 접합 열화를 개선한다.
그러나, 외부 전극의 표면에 니켈이 노출되면, 니켈의 산화에 의해 전기적 특성이 저하될 수 있다.
본 실시 예에 따르면, 외부 전극을 구리로 형성하고 외부 전극과 메탈 프레임을 접합하기 위한 솔더층을 주석계 솔더층으로 구성하여 주석계 솔더층과 외부 전극 사이의 적어도 일부 영역에 고융점의 합금층이 형성되며 외부 전극과 메탈 프레임이 접합되도록 함으로써, 종래의 리플로우 처리시 솔더 용융에 의해 적층형 커패시터가 메탈 프레임으로부터 탈락되거나 기울어지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 외부 전극의 표면을 니켈 등으로 도금하지 않고 구리로 이루어진 부분이 외부에 그대로 노출되므로, 종래의 니켈 도금시 니켈 성분의 높은 산화 작용에 의한 전기적 특성의 열화를 개선할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 예에 의한 고온 접합력의 개선 효과를 확인하기 위해, 외부 전극과 메탈 프레임 사이에 형성되는 주석-구리(Sn-Cu) 합금층의 면적을 변화시키면서 그에 따른 고온 접합 강도를 평가한다.
도 7을 참조하면, 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)의 제1 및 제2 머리부(131a, 132a)와 제1 및 제2 메탈 프레임(140, 150)의 제1 및 제2 지지부(141, 151) 사이에 솔더(190, 200)를 각각 형성하되, Z방향으로 중간의 솔더는 주석-구리(Sn-Cu)계 솔더(192, 202)를 이용하고, 그 상하 측의 솔더는 주석-안티몬(Sn-Sb)계 솔더(191, 193, 201, 203)를 이용한다.
본 실험은 적층형 커패시터의 양쪽에 형성된 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)에 솔더(190, 200)를 이용하여 제1 및 제2 메탈 프레임(140, 150)의 제1 및 제2 지지부(141, 151)를 각각 접합하고, 이때 솔더(190, 200)는 주석-구리계 솔더(192, 202)와 주석-안티몬계 솔더(191, 193, 201, 203)를 사용한다.
여기서, 제1 및 제2 메탈 프레임(140, 150)의 제1 및 제2 지지부(141, 151)에 도포되는 주석-구리계 솔더(192, 202)의 면적은 a로, 주석-안티몬계 솔더(191, 193, 201, 203)가 도포되는 면적은 b로 정의한다.
이때, 주석-구리 합금층(미도시)은 단면 연마를 통해 계면을 노출시켜 측정할 수 있으며, 본 실험에 따르면 주석-구리계 솔더(192, 202)가 도포된 부분에서만 형성되므로, 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)의 머리부(131a, 132a)와 솔더(190, 200)의 계면에 형성되는 주석-구리 합금층의 면적은 a/(a+b)로 산출할 수 있다.
본 실험에서 고온 접합 강도는 솔더(190, 200)를 이용하여 제1 및 제2 메탈 프레임(140, 150)이 접합된 적층형 커패시터(100)의 바디(110)의 제2 면(2)에 250mg의 하중을 갖는 물체(미도시)를 설치하고 270℃의 리플로우 처리를 3회 실시하여 적층형 커패시터(100)의 탈락 여부로 평가한다. 이때, 각 조건 별로 시료의 수는 5개씩으로 한다.
| a/(a+b) | 0 | 0.05 | 0.1 | 0.3 | 0.5 |
| 탈락 수 (EA) |
2 | 0 | 0 | 0 | 0 |
표 1을 참조하면, a/(a+b)=0인 경우, 즉 주석-구리계 솔더가 도포되지 않으면 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)의 제1 및 제2 머리부(131a, 132a)와 제1 및 제2 메탈 프레임(140, 150)의 제1 및 제2 지지부(141, 151) 사이에 고융점의 주석-구리 합금층이 형성되지 않게 되고, 이에 고온 하중에 의해 적층형 커패시터(100)의 탈락이 발생하였다.
반면에, a/(a+b)가 0을 초과하는 경우, 즉 제1 및 제2 메탈 프레임(140, 150)의 제1 및 제2 지지부(141, 151)에 주석-구리계 솔더(192, 202)가 도포되어 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)의 제1 및 제2 머리부(131a, 132a)와 제1 및 제2 메탈 프레임(140, 150)의 제1 및 제2 지지부(141, 151) 사이에 주석-구리 합금층이 일부라도 형성되면, 고온 하중에 의한 적층형 커패시터(100)의 탈락이 발생하지 않았다.
따라서, 본 발명에서와 같이 외부 전극이 구리를 포함하여 형성되고 접합 부재가 주석계 솔더층을 포함하면, 주석계 솔더층과 외부 전극의 계면에 주석-구리계 합금 솔더층이 마련되어 적층형 커패시터와 메탈 프레임의 접합력을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다.
따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
100: 적층형 커패시터
101: 전자 부품
110: 바디
111: 유전체층
121, 122: 제1 및 제2 내부 전극
131, 132: 제1 및 제2 외부 전극
131a, 132a: 제1 및 제2 머리부
131b, 132b: 제1 및 제2 밴드부
140, 150: 제1 및 제2 메탈 프레임
141, 151: 제1 및 제2 지지부
142, 152: 제1 및 제2 실장부
161, 162: 제1 및 제2 주석-구리계 합금 솔더층
171, 172: 제1 및 제2 주석계 솔더층
181, 182: 제1 및 제2 주석계 합금 솔더층
101: 전자 부품
110: 바디
111: 유전체층
121, 122: 제1 및 제2 내부 전극
131, 132: 제1 및 제2 외부 전극
131a, 132a: 제1 및 제2 머리부
131b, 132b: 제1 및 제2 밴드부
140, 150: 제1 및 제2 메탈 프레임
141, 151: 제1 및 제2 지지부
142, 152: 제1 및 제2 실장부
161, 162: 제1 및 제2 주석-구리계 합금 솔더층
171, 172: 제1 및 제2 주석계 솔더층
181, 182: 제1 및 제2 주석계 합금 솔더층
Claims (9)
- 바디;
제1 방향으로 상기 바디의 양단에 각각 형성되고, 구리(Cu)를 주성분으로 하는 한 쌍의 외부 전극;
상기 한 쌍의 외부 전극과 각각 접속되는 한 쌍의 메탈 프레임; 및
상기 외부 전극과 상기 메탈 프레임 사이에 각각 배치되는 한 쌍의 접합부재; 를 포함하고,
상기 접합부재는, 주석(Sn)계 솔더층; 상기 주석계 솔더층과 상기 외부 전극 사이에 형성되는 주석-구리계 합금 솔더층; 및 상기 주석계 솔더층과 상기 메탈 프레임 사이에 형성되는 주석계 합금 솔더층; 을 포함하고,
니켈, 주석, 팔라듐(Pd), 은 및 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하고 상기 외부 전극의 표면에 형성되는 도금막을 더 포함하고, 상기 도금막은 일부 영역이 개방되도록 형성되는 전자 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 주석계 솔더층이 구리를 포함하는 전자 부품.
- 제2항에 있어서,
상기 주석계 솔더층이 은(Ag)를 더 포함하는 전자 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 메탈 프레임은 니켈(Ni), 철(Fe), 구리, 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 은 또는 이들 금속 중 2개 이상이 포함된 합금으로 형성되는 전자 부품.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 바디는, 유전체층; 및 상기 유전체층을 사이에 두고 번갈아 배치되고, 일단이 상기 제1 및 제2 외부 전극과 각각 접속되도록 제1 방향으로 상기 바디의 양면을 통해 각각 노출되는 제1 및 제2 내부 전극; 을 포함하는 전자 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 외부 전극은, 제1 방향으로 상기 바디의 양면에 각각 형성되는 머리부; 및 상기 머리부에서 상기 바디의 상하 면의 일부와 양 측면의 일부까지 각각 연장되는 밴드부; 를 포함하는 전자 부품.
- 제7항에 있어서,
상기 메탈 프레임은, 상기 외부 전극의 머리부와 접합되는 지지부; 및 상기 지지부의 하단에서 제1 방향으로 각각 연장되고 상기 바디 및 외부 전극으로부터 이격되는 실장부; 를 포함하는 전자 부품.
- 제7항에 있어서,
상기 주석계 솔더층 및 주석-구리계 합금 솔더층의 면적이 상기 머리부의 면적 대비 작게 형성되는 전자 부품.
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