KR102499464B1 - 적층형 전자 부품 및 그 실장 기판 - Google Patents

적층형 전자 부품 및 그 실장 기판 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 서로 대향하는 제1 및 제2 면과 상기 제1 및 제2 면과 연결되고 서로 대향하는 제3 및 제4 면을 포함하는 커패시터 바디; 상기 커패시터 바디의 제1 면에 서로 이격되게 배치되는 복수의 외부 전극; 및 상기 복수의 외부 전극에 각각 접합되는 메탈 프레임; 을 포함하고, 상기 메탈 프레임은, 서로 이격되게 배치되는 3개의 수평부, 서로 인접한 2개의 수평부를 2개의 연결부를 포함하고, 상부 수평부와 외부 전극이 접합되고, 상기 연결부가 곡면을 가지는 적층형 전자 부품 및 그 실장 기판을 제공한다.

Description

적층형 전자 부품 및 그 실장 기판{MULTILAYE ELECTRONIC COMPONENT AND BOARD HAVING THE SAME MOUNTED THEREON}
본 발명은 적층형 전자 부품 및 그 실장 기판에 관한 것이다.
적층형 전자 부품 중의 적층형 커패시터는 유전체 재료로 이루어지고, 이 유전체 재료는 압전성을 가지기 때문에 인가 전압에 동기화되어 변형될 수 있다.
인가 전압의 주기가 가청 주파수 대역에 있을 때, 그 변위는 진동이 되어 솔더를 통해 기판에 전해지고, 기판의 진동이 소리로 들리게 된다. 이러한 소리를 어쿠스틱 노이즈라고 한다.
상기 어쿠스틱 노이즈는 기기의 동작 환경이 조용한 경우 사용자가 이상한 소리로 인지하여 기기의 고장이라고 느낄 수 있다. 또한, 음성 회로를 가지는 기기에서는 음성 출력에 어쿠스틱 노이즈가 중첩되면서 기기의 품질을 저하시킬 수 있다.
또한, 사람의 귀가 인지하는 어쿠스틱 노이즈와 별개로, 적층형 커패시터의 압전 진동이 20kHz 이상의 고주파 영역에서 발생하는 경우, IT 및 산업/전장에서 사용되는 각종 센서류의 오작동을 발생시키는 원인이 될 수 있다.
한편, 커패시터의 외부 전극과 기판은 솔더로 연결되고, 이때 솔더는 커패시터 바디의 양 측면 또는 양 단면에서 상기 외부 전극의 표면을 따라 일정한 높이로 경사지게 형성된다.
이때, 상기 솔더의 부피 및 높이가 커질수록 상기 적층형 커패시터의 진동이 상기 기판으로 보다 용이하게 전달되어 발생되는 어쿠스틱 노이즈의 크기가 심화되는 문제점이 있었다.
국내공개특허 제2016-0051308호 국내공개특허 제2016-0091651호 국내공개특허 제2010-0087622호
본 발명의 목적은 20kHz 미만 가청주파수 영역의 어쿠스틱 노이즈 및 20kHz 이상의 고주파 진동을 저감시킬 수 있는 적층형 전자 부품 및 그 실장 기판을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 측면은, 서로 대향하는 제1 및 제2 면과 상기 제1 및 제2 면과 연결되고 서로 대향하는 제3 및 제4 면을 포함하는 커패시터 바디; 상기 커패시터 바디의 제1 면에 서로 이격되게 배치되는 복수의 외부 전극; 및 상기 복수의 외부 전극에 각각 접합되는 메탈 프레임; 을 포함하고, 상기 메탈 프레임은, 서로 이격되게 배치되는 3개의 수평부, 서로 인접한 2개의 수평부를 연결하는 2개의 연결부를 포함하고, 상부 수평부와 외부 전극이 접합되고, 상기 연결부가 곡면을 가지는 적층형 전자 부품을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 커패시터 바디는, 유전체층을 사이에 두고 제3 및 제4 면을 통해 번갈아 노출되도록 배치되는 제1 및 제2 내부 전극을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상부 연결부는 상부 및 중간 수평부의 바깥쪽 단부를 서로 연결하고, 하부 연결부는 중간 및 하부 수평부의 안쪽 단부를 서로 연결할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상부 연결부는 상부 및 중간 수평부의 안쪽 단부를 서로 연결하고, 하부 연결부는 중간 및 하부 수평부의 바깥쪽 단부를 서로 연결할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 서로 인접한 수평부 사이에 스페이스부가 마련될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상부 스페이스가 서로 마주보는 방향으로 형성되고, 하부 스페이스부가 서로 대향되는 방향으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상부 스페이스가 서로 대향되는 방향으로 형성되고, 하부 스페이스부가 서로 마주보는 방향으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상부 수평부 및 하부 수평부에 절개부가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 절개부가 연결부와 대향되는 면을 향해 개방되도록 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 상부에 복수의 전극 패드를 갖는 기판; 및 상기 전극 패드에 메탈 프레임의 하부 수평부가 각각 접합되도록 상기 기판에 실장되는 상기 적층형 전자 부품; 을 포함하는 적층형 전자 부품의 실장 기판을 제공한다.
본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 메탈 프레임의 탄성력이 커패시터 바디의 외부 전극을 통해 전달되는 진동 중 일부를 흡수하며, 커패시터 바디와 기판 사이에 소정의 간격을 확보하여 솔더의 높이를 낮추고 외부 전극과 솔더가 직접 닿지 않도록 하여, 적층형 전자 부품의 20kHz 이하 가청 주파수 영역의 어쿠스틱 노이즈 및 20kHz 이상의 고주파 진동을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 적층형 전자 부품을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I'선 단면도이다.
도 3은 도 1의 제1 및 제2 내부 전극의 구조를 나타낸 분리사시도이다.
도 4는 본 발명의 적층형 전자 부품에서 메탈 프레임의 다른 실시 예를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 적층형 전자 부품을 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 2의 적층형 전자 부품이 기판에 실장된 모습을 나타낸 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술 분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
또한, 각 실시 형태의 도면에서 나타난 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 사용하여 설명한다.
덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 적층형 전자 부품은, 커패시터 바디, 커패시터 바디의 실장 면에 서로 이격되게 배치되는 복수의 외부 전극 및 복수의 외부 전극에 각각 접합되는 메탈 프레임을 포함한다.
이때, 상기 메탈 프레임은 서로 이격되게 배치되는 3개의 수평부와 서로 인접한 2개의 수평부를 연결하는 2개의 연결부를 포함하고, 상부 수평부와 외부 전극이 서로 접합된다. 또한, 상기 2개의 연결부는 곡면을 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 적층형 전자 부품을 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 I-I'선 단면도이고, 도 3은 도 1의 제1 및 제2 내부 전극의 구조를 나타낸 분리사시도이다.
커패시터 바디(110)는 복수의 유전체층(111)과 복수의 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)을 포함한다.
커패시터 바디(110)는 복수의 유전체층(111)을 제1 및 제2 메탈 프레임(140, 150)이 배치되는 방향에 대해 수평인 두께 방향(Z)으로 적층한 다음 소성한 것이다.
이때, 커패시터 바디(110)의 서로 인접하는 각각의 유전체층(111) 끼리는 경계를 확인하기 어려울 정도로 일체화될 수 있다.
또한, 커패시터 바디(110)는 육면체 형상일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 실시 형태에서는, 설명의 편의를 위해, 커패시터 바디(110)의 유전체층(111)이 적층되는 두께 방향(Z)의 서로 대항하는 양면을 제1 및 제2 면(1, 2)으로, 제1 및 제2 면(1, 2)을 서로 연결하는 커패시터 바디(110)의 길이 방향(X)의 서로 대향하는 양면을 제3 및 제4 면으로, 제1 및 제2 면(1, 2)을 서로 연결하고 제3 및 제4 면(3, 4)을 서로 연결하고 폭 방향(Y)으로 서로 대향하는 양면을 제5 및 제6 면(5, 6)으로 정의하기로 한다. 여기서, 제1 면(1)은 실장 면일 수 있다.
또한, 커패시터 바디(110)는 Z방향으로 최상부의 제1 또는 제2 내부 전극의 상부에 소정 두께의 상부 커버영역(112)이 형성되고, Z방향으로 최하부의 제1 또는 제2 내부 전극의 하부에 하부 커버영역(113)이 배치될 수 있다.
상부 커버영역(112) 및 하부 커버영역(113)은 유전체층(111)과 동일한 조성으로 이루어질 수 있으며, 내부 전극을 포함하지 않는 유전체층을 커패시터 바디(110)의 최상부의 내부 전극의 상부와 최하부의 내부 전극의 하부에 각각 적어도 1개 이상 적층하여 형성될 수 있다.
유전체층(111)은 고유전률의 세라믹 재료를 포함할 수 있으며, 예를 들어 BaTiO3(티탄산바륨)계 세라믹 분말 등을 포함할 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
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.
또한, 유전체층(111)에는 세라믹 첨가제, 유기용제, 가소제, 결합제 및 분산제 중 적어도 하나 이상이 더 포함될 수 있다.
상기 세라믹 첨가제는 예를 들어 전이금속 산화물 또는 탄화물, 희토류 원소, 마그네슘(Mg) 또는 알루미늄(Al) 등이 사용될 수 있다.
제1 및 제2 내부 전극(121, 122)은 유전체층(111)을 형성하는 세라믹 시트 상에 형성되어 두께 방향으로 적층된 다음, 소성에 의하여 하나의 유전체층(111)을 사이에 두고 커패시터 바디(110) 내부에 Z방향으로 번갈아 배치될 수 있다.
이러한 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)은 서로 다른 극성을 갖는 전극으로서, 유전체층(111)의 적층 방향을 따라 서로 대향되게 배치되며, 중간에 배치된 유전체층(111)에 의해 서로 전기적으로 절연될 수 있다.
또한, 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)은 그 일단이 커패시터 바디(110)의 제3 및 제4 면(3, 4)을 통하여 각각 노출될 수 있다.
그리고, 커패시터 바디(110)의 제3 및 제4 면(3, 4)을 통해 번갈아 노출되는 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)의 단부는 커패시터 바디(110)의 제3 및 제4 면(3, 4)에서 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)에 각각 접속되어 전기적으로 연결될 수 있다.
이때, 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)은 도전성 금속으로 형성되며, 예를 들어 니켈(Ni) 또는 니켈(Ni) 합금 등의 재료를 사용할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
위와 같은 구성에 따라, 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)에 소정의 전압을 인가하면 서로 대향하는 제1 및 제2 내부 전극(121, 122) 사이에 전하가 축적되며, 이때 적층형 전자 부품(100)의 정전 용량은 유전체층(111)의 적층 방향을 따라 서로 오버랩되는 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)의 오버랩된 면적과 비례하게 된다.
본 실시 형태의 외부 전극은 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)을 포함하고, 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)은 제1 및 제2 접속부(131a, 132a)와 제1 및 제2 밴드부(131b, 132b)를 각각 포함한다.
제1 및 제2 접속부(131a, 132a)는 세라믹 커패시터 바디(110)의 제3 및 제4 면(3, 4)을 각각 덮으며, 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)의 노출된 단부와 각각 접속되어 전기적으로 연결되는 부분이다.
제1 및 제2 밴드부(131b, 132b)는 제1 및 제2 접속부(131a, 132a)에서 적어도 커패시터 바디(110)의 실장 면인 제1면(1)의 일부, 또는 둘레 면의 일부를 모두 덮도록 각각 연장되게 형성되는 부분이며, 제1 및 제2 메탈 프레임(140, 150)과 각각 접속되고 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)의 고착 강도를 향상시키는 역할을 할 수 있다.
이때, 제1 및 제2 외부 전극(131, 132) 상에 도금층(미도시)이 더 형성될 수 있다.
상기 도금층은 일 예로서 제1 및 제2 외부 전극(131, 132) 상에 각각 형성되는 니켈(Ni) 도금층과, 상기 니켈 도금층 상에 형성되는 주석(Sn) 도금층을 포함할 수 있다.
제1 메탈 프레임(140)은 제1 상부 수평부(141), 제1 중간 수평부(142), 제1 하부 수평부(142), 제1 상부 연결부(144) 및 제1 하부 연결부(145)을 포함한다.
제1 상부 수평부(141)는 제1 외부 전극(131)의 제1 밴드부(131b)의 하면 아래에 접합되는 부분이다. 이때, 제1 상부 수평부(141)의 X방향의 길이는 제1 밴드부(131b)의 X방향의 길이 보다 클 수 있다.
제1 중간 수평부(142)는 제1 상부 수평부(141)와 Z방향으로 소정 간격을 두고 배치되고, 제1 하부 수평부(143)는 제1 중간 수평부(142)와 Z방향으로 소정 간격을 두고 배치되며 기판에 실장하는 실장부의 역할을 할 수 있다.
제1 상부 연결부(144)는 제1 상부 수평부(141)와 제1 중간 수평부(142)를 연결하고, 제1 하부 수평부(145)는 제1 중간 수평부(142)와 제1 하부 수평부(143)를 연결한다.
또한, 제1 상부 연결부(144)는 제1 상부 수평부(141)의 X방향의 바깥쪽 단부와 제1 중간 수평부(142)의 X방향의 바깥쪽 단부를 연결하도록 형성될 수 있고, 제1 하부 연결부(145)는 제1 중간 수평부(142)의 X방향의 안쪽 단부와 제1 하부 수평부(143)의 X방향의 안쪽 단부를 연결하도록 형성될 수 있다.
또한, 제1 상부 연결부(144)와 제1 하부 수평부(145)는 곡면을 가지도록 형성된다. 따라서, 제1 상부 수평부(141)에서 제1 중간 수평부(142)로 전달되는 응력과 제1 중간 수평부(142)에서 제1 하부 수평부(143)로 전달되는 응력을 더 용이하게 분산시킬 수 있다.
이때 제1 상부 수평부(141)와 제1 중간 수평부(142) 사이에는 제1 상부 스페이스부(146)가 마련될 수 있고, 제1 중간 수평부(142)와 제1 하부 수평부(143) 사이에는 제1 하부 스페이스부(147)가 마련될 수 있다.
이때, 제1 하부 스페이스부(147)는 기판에 실장시 솔더가 수용되는 솔더 포켓(solder pocket)의 기능을 할 수 있다.
제2 메탈 프레임(150)은 제2 상부 수평부(151), 제2 중간 수평부(152), 제2 하부 수평부(152), 제2 상부 연결부(154) 및 제2 하부 연결부(155)을 포함한다.
제2 상부 수평부(151)는 제2 외부 전극(132)의 제2 밴드부(132b)의 하면 아래에 접합되는 부분이다. 이때, 제2 상부 수평부(151)의 X방향의 길이는 제2 밴드부(132b)의 X방향의 길이 보다 클 수 있다.
제2 중간 수평부(152)는 제2 상부 수평부(151)와 Z방향으로 소정 간격을 두고 배치되고, 제2 하부 수평부(153)는 제2 중간 수평부(152)와 Z방향으로 소정 간격을 두고 배치되며 기판에 실장하는 실장부의 역할을 할 수 있다.
제2 상부 연결부(154)는 제2 상부 수평부(151)와 제2 중간 수평부(152)를 연결하고, 제2 하부 수평부(155)는 제2 중간 수평부(152)와 제2 하부 수평부(153)를 연결한다.
또한, 제2 상부 연결부(154)는 제2 상부 수평부(151)의 X방향의 바깥쪽 단부와 제2 중간 수평부(152)의 X방향의 바깥쪽 단부를 연결하도록 형성될 수 있고, 제2 하부 연결부(155)는 제2 중간 수평부(152)의 X방향의 안쪽 단부와 제2 하부 수평부(153)의 X방향의 안쪽 단부를 연결하도록 형성될 수 있다.
또한, 제2 상부 연결부(154)와 제2 하부 수평부(155)는 곡면을 가지도록 형성된다. 따라서, 제2 상부 수평부(151)에서 제2 중간 수평부(152)로 전달되는 응력과 제2 중간 수평부(152)에서 제2 하부 수평부(153)로 전달되는 응력을 더 용이하게 분산시킬 수 있다.
이때 제2 상부 수평부(151)와 제2 중간 수평부(152) 사이에는 제2 상부 스페이스부(156)가 마련될 수 있고, 제2 중간 수평부(152)와 제2 하부 수평부(153) 사이에는 제2 하부 스페이스부(157)이 마련될 수 있다.
이때, 제2 하부 스페이스부(157)는 기판에 실장시 솔더가 수용되는 솔더 포켓(solder pocket)의 기능을 할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 제1 및 제2 상부 스페이스부(146, 156)가 X방향으로 서로 마주보게 형성되고, 제1 및 제2 하부 스페이스부(147, 157)는 X방향으로 서로 대향되게 형성된다.
본 실시 형태에 따르면, 제1 및 제2 메탈 프레임(140, 150)이 대체로 S자 형태로 이루어져 스프링과 같이 작용하면서 커패시터 바디에서 기판으로 전달되는 압전 진동을 효과적으로 상쇄 및 차단시킬 수 있다.
커패시터 바디(110)에서 발생되는 진동이 제1 및 제2 밴드부(131a, 132a)를 통해 제1 및 제2 상부 수평부(141, 151)에 전달되면 제1 및 제2 상부 수평부(141, 151)가 하측으로 탄성 변형되고 제1 및 제2 상부 연결부(144, 154)가 지지대 역할을 수행하면서 상부에서 Z방향으로 전달된 진동의 방향을 제1 및 제2 중간 수평부(142, 152)의 안쪽 X방향으로 변환한다.
이후, 제1 및 제2 중간 수평부(142, 152)가 하측으로 탄성 변형되고 제1 및 제2 하부 연결부(145, 156)가 지지대 역할을 수행하면서 상부에서 Z방향으로 전달된 진동의 방향을 X방향으로 변환하여 제1 및 제2 하부 수평부(143, 153)에 전달함으로써, 솔더(221, 222)를 통한 기판(210)으로의 수직방향으로의 진동 전달을 분산시켜 어쿠스틱 노이즈를 효과적으로 저감할 수 있다.
한편, 제1 및 제2 메탈 프레임(140, 150) 상에 도금층(미도시)이 더 형성될 수 있다.
상기 도금층은 일 예로서 제1 및 제2 메탈 프레임(140, 150) 상에 각각 형성되는 니켈(Ni) 도금층과, 상기 니켈 도금층 상에 형성되는 주석(Sn) 도금층을 포함할 수 있다.
그리고, 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)의 제1 및 제2 밴드부(131b, 132b)의 하면과 제1 및 제2 메탈 프레임(140, 150)의 제1 및 제2 상부 수평부(141, 151) 사이에는 접합 강도를 향상시키기 위해 제1 및 제2 도전성 접착층(181, 182)이 각각 배치될 수 있다.
제1 및 제2 도전성 접착층(181, 182)은 예컨대 고융점 솔더 또는 도전성 수지 페이스트 등으로 이루어질 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4는 본 발명의 적층형 전자 부품에서 메탈 프레임의 다른 실시 예를 나타낸 사시도이다.
여기서, 커패시터 바디 및 제1 및 제2 외부 전극의 구조는 앞서 설명한 실시 형태와 유사하므로 중복을 피하기 위하여 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 4를 참조하면, 제1 및 제2 메탈 프레임(140', 150')은, 제1 및 제2 상부 수평부(141', 151')에 제1 및 제2 상부 절개부(141a, 151a)가 형성될 수 있고, 제1 및 제2 하부 수평부(143', 153')에 제1 및 제2 하부 절개부(143a, 153a)가 형성될 수 있다.
제1 및 제2 상부 절개부(141a, 151a)는 제1 및 제2 밴드부(131b, 132b)와 제1 및 제2 상부 수평부(141', 151')가 접촉되는 면적을 줄여 제1 및 제2 밴드부(131b, 132b)로부터 전달되는 진동량을 감소시킬 수 있다.
이때, 제1 및 제2 상부 절개부(141a, 151a)는 Y방향으로 제1 및 제2 상부 수평부(141', 151')의 중앙에 위치할 수 있다. 이 경우 커패시터 바디(110)의 제1 면(1) 중 최대 변위 지점인 Y방향의 중앙 부분과의 접합을 회피할 수 있어서 커패시터의 압전 진동이 전달되는 것을 더 억제시킬 수 있다.
제1 및 제2 하부 절개부(143a, 153a)는 솔더 포켓의 역할을 하여 솔더 필렛이 커패시터 바디(110)의 제2 면(2)을 향해 형성되는 높이를 감소시킬 수 있다.
이때, 제1 및 제2 상부 절개부(141a, 151a)는 제1 및 제2 상부 연결부(142, 152)와 대향되는 면을 향해 각각 개방되도록 형성될 수 있다. 즉, 제1 및 제2 상부 절개부(141a, 151a)는 제1 및 제2 상부 스페이스부(146, 156)의 개방되는 방향과 동일한 개방 방향을 각각 가질 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 상부 절개부(141a, 151a)는 X방향으로 서로 마주보게 형성될 수 있다.
또한, 제1 및 제2 하부 절개부(143a, 153a)는 제1 및 제2 하부 연결부(145, 155)와 대향되는 면을 향해 각각 개방되도록 형성될 수 있다. 즉, 제1 및 제2 하부 절개부(143a, 153a)는 제1 및 제2 하부 스페이스부(147, 157)의 개방되는 방향과 동일한 개방 방향을 각각 가질 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 하부 절개부(143a, 153a)는 X방향으로 서로 대향되게 형성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 적층형 전자 부품을 나타낸 사시도이다.
여기서, 커패시터 바디 및 제1 및 제2 외부 전극의 구조는 앞서 설명한 실시 형태와 유사하므로 중복을 피하기 위하여 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 5를 참조하면, 제1 메탈 프레임(140")은, 제1 상부 연결부(144')가 제1 상부 수평부(141)의 X방향의 안쪽 단부와 제1 중간 수평부(142)의 X방향의 안쪽 단부를 연결하도록 형성될 수 있고, 제1 하부 연결부(145')는 제1 중간 수평부(142)의 X방향의 바깥쪽 단부와 제1 하부 수평부(143)의 X방향의 바깥쪽 단부를 연결하도록 형성될 수 있다.
제2 메탈 프레임(150")은, 제2 상부 연결부(154')가 제2 상부 수평부(151)의 X방향의 안쪽 단부와 제2 중간 수평부(152)의 X방향의 안쪽 단부를 연결하도록 형성될 수 있고, 제2 하부 연결부(155')는 제2 중간 수평부(152)의 X방향의 바깥쪽 단부와 제2 하부 수평부(153)의 X방향의 바깥쪽 단부를 연결하도록 형성될 수 있다.
본 실시 형태에서는, 제1 및 제2 상부 스페이스부(146', 156')는 X방향으로 서로 대향되게 형성될 수 있고, 제1 및 제2 하부 스페이스부(147', 157')는 X방향으로 서로 마주보게 형성될 수 있다.
이때, 제1 및 제2 하부 연결부(145', 155')에서 하측의 곡면으로 형성된 부분과 후술하는 기판의 상면 사이에 마련되는 틈새는 솔더를 가두는 솔더 포켓의 역할을 할 수 있다.
도 6은 도 2의 적층형 전자 부품이 기판에 실장된 모습을 나타낸 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 적층형 전자 부품의 실장 기판은 적층형 전자 부품이 수평 또는 수직하게 실장되는 기판(210)과, 기판(210)의 상면에 서로 이격되게 형성된 제1 및 제2 전극 패드(221, 222)를 포함한다.
본 실시 형태의 적층형 전자 부품의 실장 기판은 실장 방향에 대한 제한이 없고, 예컨대 커패시터 바디에 적층되는 내부 전극이 실장 면에 대해 수평으로 적층되는 경우 또는 수직으로 적층되는 경우 둘 다에서 어쿠스틱 노이즈 개선 효과를 얻을 수 있다.
이때, 적층형 전자 부품은 제1 및 제2 메탈 프레임(140, 150)의 제1 및 제2 하부 수평부(143, 153)가 각각 제1 및 제2 전극 패드(221, 222) 위에 접촉되게 위치한 상태에서 솔더(231, 232)에 의해 접합되어 기판(210)과 전기적으로 연결될 수 있다.
적층형 전자 부품이 기판(210)에 실장된 상태에서 커패시터 바디(110)의 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)에 극성이 다른 전압이 인가되면, 유전체층(111)의 역압전성 효과(Inverse piezoelectric effect)에 의해 커패시터 바디(110)는 Z방향으로 팽창 및 수축을 하게 되고, 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)이 형성된 커패시터 바디(110)의 X방향의 제3 및 제4 면(3, 4)은 포아송 효과(Poisson effect)에 의해 커패시터 바디(110)의 Z방향의 팽창 및 수축과는 반대로 수축 및 팽창을 하게 된다.
이러한 수축과 팽창은 진동을 발생시키고, 이 진동은 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)으로부터 기판(210)에 전달되어 기판(210)으로부터 음향이 방사되어 어쿠스틱 노이즈가 되는 것이다.
본 실시 형태의 제1 및 제2 금속 프레임(140, 150)은 탄성력에 의해 적층형 전자 부품의 압전 특성에 의해 발생되는 기계적 진동 중 일부를 흡수하여 상기 진동이 기판(210)에 전달되는 양을 감소시켜 어쿠스틱 노이즈를 저감시킬 수 있다.
또한, 제1 및 제2 금속 프레임(140, 150)은 커패시터 바디(110)와 기판 사이에 소정의 간격을 확보할 수 있도록 하여 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)과 솔더(221, 222)가 직접 닿지 않도록 할 뿐만 아니라, 제1 및 제2 메탈 프레임(140, 150)에 마련되는 스페이스부에 솔더(231, 232)가 수용되는 형태가 되므로 솔더(231, 232)가 제1 및 제2 메탈 프레임(140, 150)을 타고 올라가 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)과 직접 접촉되는 것을 방지하여 어쿠스틱 노이즈를 더 저감시킬 수 있다.
또한, 제1 및 제2 금속 프레임(140, 150)이 기판(210)의 휨 등에 의해 발생되는 기계응력 및 외부충격을 흡수함으로써, 커패시터 바디(110)로 응력이 전달되지 않도록 하며, 커패시터 바디(110) 및 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)의 크랙 발생을 방지하는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따르면, 상기 어쿠스틱 노이즈 감소 구조에 의해, 적층형 전자 부품의 20kHz 이내의 가청 주파수에서 적층형 전자 부품의 압전 진동이 기판으로 전달되는 진동량도 효과적으로 억제할 수 있다.
따라서, 적층형 전자 부품의 고주파 진동을 저감하여 IT 또는 산업/전장 분야에서 전자 부품의 20kHz 이상의 고주파 진동에 의해 문제가 될 수 있는 센서류의 오작동을 방지하고, 센서류의 장시간 진동에 의한 내부피로 축적을 억제할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구 범위에 기재된 본 발명의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
100: 적층형 전자 부품
110: 커패시터 바디
111: 유전체층
112, 113: 커버영역
121, 122: 제1 및 제2 내부 전극
131, 132: 제1 및 제2 외부 전극
140, 140', 140": 제1 메탈 프레임
141, 151: 제1 및 제2 상부 수평부
142, 152: 제1 및 제2 중간 수평부
143, 153: 제1 및 제2 하부 수평부
144, 154: 제1 및 제2 상부 연결부
145, 155: 제1 및 제2 하부 연결부
146, 156: 제1 및 제2 상부 스페이스부
147, 157: 제1 및 제2 하부 스페이스부
150, 150', 150": 제2 메탈 프레임
181, 182: 제1 및 제2 도전성 접착층
210: 기판
221, 222: 제1 및 제2 전극 패드
231, 232: 솔더

Claims (10)

  1. 서로 대향하는 제1 및 제2 면과 상기 제1 및 제2 면과 연결되고 서로 대향하는 제3 및 제4 면을 포함하는 커패시터 바디;
    상기 커패시터 바디의 제1 면에 서로 이격되게 배치되는 복수의 외부 전극; 및
    상기 복수의 외부 전극에 각각 접합되는 메탈 프레임; 을 포함하고,
    상기 메탈 프레임은, 상기 커패시터 바디의 제1 및 제2 면과 수직인 제1 방향으로 서로 이격되게 배치되는 상부 수평부, 중간 수평부 및 하부 수평부; 상기 상부 수평부와 상기 중간 수평부를 연결하는 상부 연결부와, 상기 중간 수평부와 상기 하부 수평부를 연결하는 하부 수평부; 상기 상부 수평부에 형성되는 상부 절개부와 상기 하부 수평부에 형성되는 하부 절개부; 를 포함하고,
    상기 상부 수평부와 외부 전극이 접합되고,
    상기 상부 연결부와 상기 하부 수평부는 곡면을 가지고,
    상기 상부 및 하부 연결부에는 절개부가 형성되지 않는 적층형 전자 부품.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 커패시터 바디는, 유전체층을 사이에 두고 제3 및 제4 면을 통해 번갈아 노출되도록 배치되는 제1 및 제2 내부 전극을 포함하는 적층형 전자 부품.
  3. 제1항에 있어서,
    상부 연결부는 상부 및 중간 수평부의 바깥쪽 단부를 서로 연결하고, 하부 연결부는 중간 및 하부 수평부의 안쪽 단부를 서로 연결하는 적층형 전자 부품.
  4. 제1항에 있어서,
    상부 연결부는 상부 및 중간 수평부의 안쪽 단부를 서로 연결하고, 하부 연결부는 중간 및 하부 수평부의 바깥쪽 단부를 서로 연결하는 적층형 전자 부품.
  5. 제1항에 있어서,
    서로 인접한 수평부 사이에 스페이스부가 마련되는 적층형 전자 부품.
  6. 제5항에 있어서,
    상부 스페이스가 서로 마주보는 방향으로 형성되고, 하부 스페이스부가 서로 대향되는 방향으로 형성되는 적층형 전자 부품.
  7. 제5항에 있어서,
    상부 스페이스가 서로 대향되는 방향으로 형성되고, 하부 스페이스부가 서로 마주보는 방향으로 형성되는 적층형 전자 부품.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 절개부가 연결부와 대향되는 면을 향해 개방되도록 형성되는 적층형 전자 부품.
  10. 상부에 복수의 전극 패드를 갖는 기판; 및
    상기 전극 패드에 메탈 프레임의 하부 수평부가 각각 접합되도록 상기 기판에 실장되는 제1항 내지 제7항, 제9항 중 어느 한 항의 적층형 전자 부품; 을 포함하는 적층형 전자 부품의 실장 기판.
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