KR102538903B1 - 내부 전극용 도전성 분말 및 커패시터 부품 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시형태에 따른 내부 전극용 도전성 분말은 금속 입자; 및 상기 금속 입자의 표면의 적어도 일부에 배치되는 산화 그래핀;을 포함하고, 상기 산화 그래핀의 함량은 상기 금속 입자 대비 1.0 wt% 미만이다.
Description
본 발명은 내부 전극용 도전성 분말 및 커패시터 부품에 관한 것이다.
커패시터 부품의 하나인 적층 세라믹 커패시터(MLCC: Multi-Layered Ceramic Capacitor)는 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 커패시터는 소형이면서 고용량이 보장되고 실장이 용이하다는 장점을 인하여 다양한 전자 장치의 부품으로 사용될 수 있다. 컴퓨터, 모바일 기기 등 각종 전자 기기가 소형화, 고출력화되면서 적층 세라믹 커패시터에 대한 소형화 및 고용량화의 요구가 증대되고 있다.
또한, 최근 전장 부품에 대한 업계의 관심이 높아지면서 적층 세라믹 커패시터 역시 자동차 혹은 인포테인먼트 시스템에 사용되기 위하여 고신뢰성 및 고강도 특성이 요구되고 있다.
한편, 적층 세라믹 커패시터를 제조하기 위해서는 소결 과정을 거치는데, 소결 시 유전체와 내부 전극 간의 수축 거동이 상이함을 제어하기 위하여 내부 전극용 도전성 페이스트에 공재를 첨가할 수 있다.
그러나, 공재를 첨가함에 따라 유전체층과 내부 전극 간의 계면에 위치하는 유전체 결정립이 조대해지고, 조대해진 유전체 결정립은 전계를 집중적으로 받게 되어 신뢰성이 열화되는 문제점이 있었다.
본 발명의 일 목적 중 하나는 신뢰성이 우수한 커패시터 부품 및 이를 제조하기 위한 내부 전극용 도전성 분말을 제공하기 위함이다.
본 발명의 일 실시형태는 금속 입자; 및 상기 금속 입자의 표면의 적어도 일부에 배치되는 산화 그래핀;을 포함하고, 상기 산화 그래핀의 함량은 상기 금속 입자 대비 1.0 wt% 미만인 내부 전극용 도전성 분말을 제공한다.
본 발명의 다른 일 실시형태는 유전체층 및 상기 유전체층을 사이에 두고 서로 대향하도록 배치되는 복수의 내부 전극을 포함하고, 서로 대향하는 제1 및 제2 면, 상기 제1 및 제2 면과 연결되고 서로 대향하는 제3 및 제4 면, 상기 제1 내지 제4 면과 연결되고 서로 대향하는 제5 및 제6 면을 포함하는 바디; 및 상기 바디의 제3 면 또는 제4 면에 배치되는 접속부와 상기 접속부에서 상기 제1 및 제2 면의 일부까지 연장되는 밴드부를 포함하는 외부 전극;을 포함하고, 상기 내부 전극은 금속 결정립 및 상기 금속 결정립의 입계에 배치되는 산화 그래핀을 포함하는 커패시터 부품을 제공한다.
본 발명의 여러 효과 중 일 효과로서, 내부 전극용 도전성 분말의 금속 입자 표면에 배치되는 산화 그래핀 함량을 제어함으로써, 유전체층과 내부 전극 간의 계면에서 조대한 유전체 결정립이 형성되는 것을 억제할 수 있으며, 커패시터 부품의 신뢰성을 향상시킬 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 내부 전극용 도전성 분말의 모식도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 내부 전극용 도전성 분말을 이용하여 내부 전극을 형성한 경우의 유전체층 및 내부 전극의 모식도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 종래의 도전성 분말 및 공재를 포함하는 도전성 페이스트를 이용하여 내부 전극을 형성한 경우의 유전체층 및 내부 전극의 모식도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 금속 입자의 표면에 배치된 산화 그래핀의 함량에 따른 소결 수축 거동을 비교한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 커패시터 부품의 사시도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 6은 도 5의의 I-I' 단면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 7의 (a)는 제1 내부 전극이 인쇄된 세라믹 그린시트를 도시한 것이고, 도 7의 (b)는 제2 내부 전극이 인쇄된 세라믹 그린시트를 도시한 것이다.
도 8은 도 6의 P1 영역 확대도이다.
도 9는 도 6의 P2 영역 확대도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 내부 전극용 도전성 분말을 이용하여 내부 전극을 형성한 경우의 유전체층 및 내부 전극의 모식도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 종래의 도전성 분말 및 공재를 포함하는 도전성 페이스트를 이용하여 내부 전극을 형성한 경우의 유전체층 및 내부 전극의 모식도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 금속 입자의 표면에 배치된 산화 그래핀의 함량에 따른 소결 수축 거동을 비교한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 커패시터 부품의 사시도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 6은 도 5의의 I-I' 단면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 7의 (a)는 제1 내부 전극이 인쇄된 세라믹 그린시트를 도시한 것이고, 도 7의 (b)는 제2 내부 전극이 인쇄된 세라믹 그린시트를 도시한 것이다.
도 8은 도 6의 P1 영역 확대도이다.
도 9는 도 6의 P2 영역 확대도이다.
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.
도면에서, X 방향은 제2 방향, L 방향 또는 길이 방향, Y 방향은 제3 방향, W 방향 또는 폭 방향, Z 방향은 제1 방향, 적층 방향, T 방향 또는 두께 방향으로 정의될 수 있다.
내부 전극용 도전성 분말
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 내부 전극용 도전성 분말의 모식도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 내부 전극용 도전성 분말을 이용하여 내부 전극을 형성한 경우의 유전체층 및 내부 전극의 모식도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 종래의 도전성 분말 및 공재를 포함하는 도전성 페이스트를 이용하여 내부 전극을 형성한 경우의 유전체층 및 내부 전극의 모식도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 금속 입자 대비 금속 입자의 표면에 배치된 산화 그래핀의 함량에 따른 소결 수축 거동을 비교한 그래프이다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시형태에 따른 내부 전극용 도전성 분말에 대하여 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 내부 전극용 도전성 분말은 금속 입자(10); 및 상기 금속 입자(10)의 표면의 적어도 일부에 배치되는 산화 그래핀(20);을 포함하고, 상기 산화 그래핀(20)의 함량은 상기 금속 입자 대비 1.0wt% 미만이다.
금속 입자(10)는 Ni, Cu, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V 및 Zr로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
금속 입자(10)는 구형일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
산화 그래핀(20)은 금속 입자(10)의 표면의 적어도 일부에 배치된다. 또한, 산화 그래핀(20)은 금속 입자(10)의 표면의 전부에 배치될 수도 있다.
적층 세라믹 커패시터를 제조하기 위해서는 소결 과정을 거치는데, 내부 전극의 소결 개시 온도가 유전체층 보다 낮기 때문에, 소결 수축 거동이 상이함에 따라 층간 박리(delamination) 등의 문제점이 발생하였다.
종래에는 소결 시 유전체와 내부 전극 간의 수축 거동이 상이함을 제어하기 위하여 내부 전극용 도전성 페이스트에 공재(내부 전극용 도전성 분말의 수축을 지연시키기 위한 세라믹 재료)를 첨가하여 소결 개시 온도를 지연시키는 방법을 사용하였다.
그러나, 내부 전극용 도전성 페이스트에 포함된 공재가 소결 과정에서 내부 전극과 유전체층의 계면으로 이동되어 유전체층과 내부 전극 간의 계면에 위치하는 유전체 결정립이 조대해지고, 조대해진 유전체 결정립은 전계를 집중적으로 받게 되어 신뢰성이 열화된다.
본 발명의 일 실시형태에 따라 금속 입자(10)의 표면의 적어도 일부에 산화 그래핀(20)을 배치시키는 경우 소결 개시 온도를 지연시킬 수 있으므로, 공재의 첨가량을 줄이거나 공재를 대체할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 내부 전극용 도전성 분말을 이용하여 내부 전극을 형성한 경우의 유전체층 및 내부 전극의 모식도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 종래의 도전성 분말 및 공재를 포함하는 도전성 페이스트를 이용하여 내부 전극을 형성한 경우의 유전체층 및 내부 전극의 모식도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따라 금속 입자(10)의 표면의 적어도 일부에 산화 그래핀(20)을 배치시킨 내부 전극용 도전성 분말을 이용하는 경우에는 공재를 첨가하지 않거나 공재의 첨가량을 줄일 수 있기 때문에, 소결 과정에서 유전체 결정립(11a)이 조대해지는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라, 내부 전극(12)에 인접한 유전체층(11)의 유전체 결정립(11a)과 유전체 결정립계(11b)를 살펴보면, 유전체 결정립(11a)의 크기가 균일하고 작게 형성된다.
또한, 산화 그래핀(20)의 그래핀 브리지(graphene bridge) 특성에 의해 내부 전극(12)의 평활도가 개선되며, 전기 전도도가 향상된다. 또한, 내부 전극(12)의 두께도 보다 얇게 확보할 수 있다.
반면에 도 3을 참조하면, 종래의 도전성 분말 및 공재를 포함하는 도전성 페이스트를 이용하여 내부 전극을 형성한 경우에는 공재가 소결 과정에서 내부 전극(12`)과 유전체층(11`)의 계면으로 이동함에 따라, 유전체층(11`)과 내부 전극(12`) 간의 계면에 위치하는 유전체 결정립(11a`)이 조대해진다. 이러한 조대해진 유전체 결정립(11a`)은 전계를 집중적으로 받게 되어 신뢰성이 열화되는 주요 원인이 된다.
또한, 도 2의 내부 전극(12)에 비하여 도 3의 내부 전극(12`)은 전극 뭉침 현상이 발생하여 전극 끊김 현상이 발생하였으며, 그 두께도 두꺼운 것을 알 수 있다.
도 4는 금속 입자 대비 금속 입자의 표면에 배치된 산화 그래핀의 함량에 따른 소결 수축 거동을 비교한 그래프이다.
금속 입자로는 Ni 파우더를 이용하였으며, 비교예 1은 산화 그래핀을 코팅하지 않은 경우(산화 그래핀의 함량 0 wt%)이고, 발명예 1은 Ni 파우더 대비 산화 그래핀의 함량이 0.5 wt%인 경우, 비교예 2는 Ni 파우더 대비 산화 그래핀의 함량이 1.0 wt%인 경우, 비교예 3은 Ni 파우더 대비 산화 그래핀의 함량이 1.5 wt%인 경우이다.
비교예 1의 경우 10% 이상 수축되는 온도인 수축 개시 온도가 가장 빠른 것을 확인할 수 있다.
한편, Ni 파우더 대비 산화 그래핀의 함량이 1.0 wt% 이상인 비교예 2 및 3의 경우 고온에서 팽창율이 급격히 커지게 되므로, 유전체층과 수축 거동이 상이함에 따라 층간 박리(delamination) 등의 문제점이 발생할 수 있다.
반면에, Ni 파우더 대비 산화 그래핀의 함량이 0.5 wt%인 발명예 1의 경우 고온에서도 수축율 및 팽창율이 10% 미만으로 안정적인 것을 확인할 수 있다.
따라서, 금속 입자 대비 산화 그래핀의 함량이 1.0 wt% 미만이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.9 wt% 이하일 수 있다.
금속 입자 대비 산화 그래핀의 함량의 하한은 특별히 한정할 필요는 없다. 다만, 금속 입자 대비 산화 그래핀의 함량 0.1 wt% 미만인 경우에는 소결 개시 온도를 지연시키는 효과가 불충분할 우려가 있으므로, 0.1 wt% 이상일 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시형태에 따른 내부 전극용 도전성 분말은 코어로 금속 입자(10)를, 쉘로 산화 그래핀(20)으로 구성되는 코어-쉘 구조를 가질 수 있다.
산화 그래핀(20)은 산소 원자에 대한 탄소 원자의 비인 C/O가 1~1.2일 수 있다.
또한, 산화 그래핀(20)은 적어도 2층 이상의 다층으로 형성될 수 있다. 2층 이상의 다층으로 형성됨에 따라 전기 전도도 등의 특성을 보다 향상시킬 수 있다.
커패시터 부품
도 5는 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 커패시터 부품의 사시도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 6은 도 5의의 I-I' 단면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 7의 (a)는 제1 내부 전극이 인쇄된 세라믹 그린시트를 도시한 것이고, 도 7의 (b)는 제2 내부 전극이 인쇄된 세라믹 그린시트를 도시한 것이다.
도 8은 도 6의 P1 영역 확대도이다.
도 9는 도 6의 P2 영역 확대도이다.
이하, 도 5 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 커패시터 부품에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 커패시터 부품(100)은 유전체층(111) 및 상기 유전체층을 사이에 두고 서로 대향하도록 배치되는 복수의 내부 전극(121, 122)을 포함하고, 서로 대향하는 제1 및 제2 면(1, 2), 상기 제1 및 제2 면과 연결되고 서로 대향하는 제3 및 제4 면(3, 4), 상기 제1 내지 제4 면과 연결되고 서로 대향하는 제5 및 제6 면(5, 6)을 포함하는 바디(110); 및 상기 바디의 제3 면 또는 제4 면에 배치되는 접속부(C)와 상기 접속부에서 상기 제1 및 제2 면의 일부까지 연장되는 밴드부(B)를 포함하는 외부 전극(131, 132);을 포함하고, 상기 내부 전극은 금속 결정립 및 상기 금속 결정립의 입계에 배치되는 산화 그래핀을 포함한다.
바디(110)는 유전체층(111) 및 내부 전극(121, 122)이 교대로 적층되어 있다.
바디(110)의 구체적인 형상에 특별히 제한은 없지만, 도시된 바와 같이 바디(110)는 육면체 형상이나 이와 유사한 형상으로 이루어질 수 있다. 소성 과정에서 바디(110)에 포함된 세라믹 분말의 수축으로 인하여, 바디(110)는 완전한 직선을 가진 육면체 형상은 아니지만 실질적으로 육면체 형상을 가질 수 있다.
바디(110)는 두께 방향(Z 방향)으로 서로 대향하는 제1 및 제2 면(1, 2), 상기 제1 및 제2 면(1, 2)과 연결되고 길이 방향(X 방향)으로 서로 대향하는 제3 및 제4 면(3, 4), 제1 및 제2 면(1, 2)과 연결되고 제3 및 제4 면(3, 4)과 연결되며 폭 방향(Y 방향)으로 서로 대향하는 제5 및 제6 면(5, 6)을 가질 수 있다.
바디(110)를 형성하는 복수의 유전체층(111)은 소성된 상태로서, 인접하는 유전체층(111) 사이의 경계는 주사전자현미경(SEM: Scanning Electron Microscope)를 이용하지 않고 확인하기 곤란할 정도로 일체화될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 유전체층(111)을 형성하는 원료는 충분한 정전 용량을 얻을 수 있는 한 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 티탄산바륨계 재료, 납 복합 페로브스카이트계 재료 또는 티탄산스트론튬계 재료 등을 사용할 수 있다.
상기 유전체층(111)을 형성하는 재료는 티탄산바륨(BaTiO3) 등의 파우더에 본 발명의 목적에 따라 다양한 세라믹 첨가제, 유기용제, 가소제, 결합제, 분산제 등이 첨가될 수 있다.
복수의 내부 전극(121, 122)은 유전체층(111)을 사이에 두고 서로 대향하도록 배치된다.
내부 전극(121, 122)은 금속 결정립 및 상기 금속 결정립의 입계에 배치되는 산화 그래핀을 포함하기 때문에 높은 전기 전도도를 확보할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 산화 그래핀은 소결 과정에서 그래핀 브리지(graphene bridge) 특성에 의해 내부 전극의 평활도를 개선시키는 역할을 하며 내부 전극의 두께를 보다 얇게하는 역할을 할 수 있다.
내부 전극(121, 122)은 유전체층을 사이에 두고 서로 대향하도록 번갈아 배치되는 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)을 포함할 수 있다.
제1 및 제2 내부 전극(121, 122)은 바디(110)의 제3 및 제4 면(3, 4)으로 각각 노출될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 제1 내부 전극(121)은 제4 면(4)과 이격되며 제3 면(3)을 통해 노출되고, 제2 내부 전극(122)은 제3 면(3)과 이격되며 제4 면(4)을 통해 노출될 수 있다. 바디의 제3 면(3)에는 제1 외부 전극(131)이 배치되어 제1 내부 전극(121)과 연결되고, 바디의 제4 면(4)에는 제2 외부 전극(132)이 배치되어 제2 내부 전극(122)과 연결될 수 있다.
제1 및 제2 내부 전극(121, 122)은 중간에 배치된 유전체층(111)에 의해 서로 전기적으로 분리될 수 있다. 도 7을 참조하면, 바디(110)는 제1 내부 전극(121)이 인쇄된 세라믹 그린 시트(a)와 제2 내부 전극(122)이 인쇄된 세라믹 그린 시트(b)를 두께 방향(Z 방향)으로 번갈아 적층한 후, 소성하여 형성할 수 있다.
이때, 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)은 금속 입자 및 상기 금속 입자의 표면의 적어도 일부에 배치되는 산화 그래핀을 포함하고, 상기 산화 그래핀의 함량은 상기 금속 입자 대비 1.0 wt% 미만인 내부 전극용 도전성 분말을 포함하는 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.
이때, 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 커패시터 부품(100)은, 상기 바디(110)의 내부에 배치되며, 상기 유전체층(111)을 사이에 두고 서로 대향하도록 배치되는 제1 내부 전극(121) 및 제2 내부 전극(122)을 포함하여 용량이 형성되는 용량 형성부와 상기 용량 형성부의 상부 및 하부에 형성된 커버부(112)를 포함할 수 있다.
커버부(112)는 내부 전극(121, 122)을 포함하지 않으며, 유전체층(111)과 동일한 재료를 포함할 수 있다. 즉, 커버부(112)는 세라믹 재료를 포함할 수 있으며, 예를 들어 티탄산바륨계 재료, 납 복합 페로브스카이트계 재료 또는 티탄산스트론튬계 재료 등을 포함할 수 있다.
커버부(112)는 단일 유전체층 또는 2 개 이상의 유전체층을 용량 형성부의 상하면에 각각 상하 방향으로 적층하여 형성할 수 있으며, 기본적으로 물리적 또는 화학적 스트레스에 의한 내부 전극의 손상을 방지하는 역할을 수행할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 커패시터 부품(100)은, 바디의 제3 면(3) 또는 제4 면(4)에 배치되는 접속부(C)와 상기 접속부(C)에서 상기 제1 및 제2 면(1, 2)의 일부까지 연장되는 밴드부(B)를 포함하는 외부 전극(131, 132)을 포함한다.
이때, 밴드부(B)는 제1 및 제2 면(1, 2)의 일부뿐만 아니라, 접속부(C)에서 제5 및 제6 면(5, 6)의 일부까지도 연장될 수 있다.
외부 전극(131, 132)은 접속부가 제3 면에 배치되는 제1 외부 전극(131)과 접속부가 제4 면에 배치되는 제2 외부 전극(132)을 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)은 정전 용량 형성을 위해 상기 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)과 각각 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 제2 외부 전극(132)은 상기 제1 외부 전극(131)과 다른 전위에 연결될 수 있다.
외부전극(131, 132)은 상기 내부 전극(121, 122)과 연결되는 전극층(131a, 132a) 및 상기 전극층 상에 배치된 전도성 수지층(131b, 132b)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 전도성 수지층(131b, 132b) 상에 배치된 Ni 도금층(131c, 132c) 및 상기 Ni 도금층 상에 배치된 Sn 도금층(131d, 132d)을 포함할 수 있다.
외부 전극(131, 132)이 제1 외부 전극(131)과 제2 외부 전극(132)을 포함하는 경우, 제1 외부 전극(131)은 제1 전극층(131a), 제1 전도성 수지층(131b), 제1 Ni 도금층(131c) 및 제1 Sn 도금층(131d)을 포함할 수 있으며, 제2 외부 전극(132)은 제2 전극층(132a), 제2 전도성 수지층(132b), 제1 Ni 도금층(132c) 및 제1 Sn 도금층(132d)을 포함할 수 있다.
이하, 제1 외부 전극(131)을 중심으로 설명하나, 제2 외부 전극(132)에도 동일하게 적용될 수 있다.
상기 바디(110)의 단면에서부터 상기 전극층(131a, 132a)의 밴드부(B)의 끝단까지의 거리가 상기 도전성 수지층(131b, 132b)의 밴드부(B)의 끝단까지의 거리 보다 짧을 수 있다.
도 8을 참조하면, 바디(110)의 제3 면(3)에서부터 제1 전극층(131a)의 밴드부(B)의 끝단까지의 거리(ℓ1)가 제1 도전성 수지층(131b)의 밴드부(B)의 끝단까지의 거리(ℓ2)보다 짧을 수 있다.
따라서, 도전성 수지층(131b, 132b)이 전극층(131a, 132a)을 완전히 덮는 형태로 형성될 수 있다.
상기 전극층(131a, 132a)은 도전성 금속 및 글라스를 포함할 수 있다.
상기 전극층(131a, 132a)에 사용되는 도전성 금속은 정전 용량 형성을 위해 상기 내부 전극과 전기적으로 연결될 수 있는 재질이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 구리(Cu), 은(Ag), 니켈(Ni) 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
상기 전극층(131a, 132a)은 상기 도전성 금속 분말에 글라스 프릿을 첨가하여 마련된 도전성 페이스트를 도포한 후 소성함으로써 형성될 수 있다.
상기 전도성 수지층(131b, 132b)은 전극층(131a, 132a) 상에 형성되며, 전극층(131a, 132a)을 완전히 덮는 형태로 형성될 수 있다.
전도성 수지층(131b, 132b)은 도전성 금속 및 베이스 수지를 포함할 수 있다.
상기 전도성 수지층(131b, 132b)에 포함되는 베이스 수지는 접합성 및 충격흡수성을 가지고, 도전성 금속 분말과 혼합하여 페이스트를 만들 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 에폭시계 수지를 포함할 수 있다.
상기 전도성 수지층(131b, 132b)에 포함되는 도전성 금속은 전극층(131a, 132a)과 전기적으로 연결될 수 있는 재질이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 구리(Cu), 은(Ag), 니켈(Ni) 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 Ni 도금층(131c, 132c)은 전도성 수지층(131b, 132b) 상에 형성되며, 전도성 수지층(131b, 132b)을 완전히 덮는 형태로 형성될 수 있다.
상기 Sn 도금층(131d, 132d)은 Ni 도금층(131c, 132c) 상에 형성되며, Ni 도금층(131c, 132c)을 완전히 덮는 형태로 형성될 수 있다.
Sn 도금층(131d, 132d)은 실장 특성을 향상시키는 역할을 한다.
도 9는 도 6 의 P2 영역 확대도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 커패시터 부품에 있어서, 상기 유전체층(111)의 두께(td)와 상기 내부 전극(121, 122)의 두께(te)는 td ＞ 2*te 를 만족할 수 있다.
즉, 본 발명의 다른 일 실시형태에 따르면, 상기 유전체층(111)의 두께(td)는 상기 내부 전극(121, 122)의 두께(te)의 2 배 보다 더 큰 것을 특징으로 한다.
일반적으로 고전압 전장용 전자부품은, 고전압 환경 하에서 절연파괴전압의 저하에 따른 신뢰성 문제가 주요한 이슈이다.
본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 커패시터 부품은 고전압 환경 하에서 절연파괴전압의 저하를 막기 위하여 상기 유전체층(111)의 두께(td)를 상기 내부 전극(121, 122)의 두께(te)의 2 배 보다 더 크게 함으로써, 내부 전극 간 거리인 유전체층의 두께를 증가시킴으로써, 절연파괴전압 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 유전체층(111)의 두께(td)가 상기 내부 전극(121, 122)의 두께(te)의 2 배 이하일 경우에는 내부 전극 간 거리인 유전체층의 두께가 얇아 절연파괴전압이 저하될 수 있다.
상기 내부 전극의 두께(te)는 1 ㎛ 미만일 수 있으며, 상기 유전체층의 두께(td)는 2.8 ㎛ 미만일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
다만 상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따라 금속 입자의 표면의 적어도 일부에 산화 그래핀을 배치시킨 내부 전극용 도전성 분말을 이용하여 내부 전극을 형성하는 경우, 내부 전극에 인접한 유전체층의 유전체 결정립의 크기가 균일하고 작게 형성되며, 내부 전극의 두께를 보다 얇게 확보할 수 있기 때문에 내부 전극의 두께(te) 및 유전체층의 두께(td)가 박층화 되는 경우 본 발명에 따른 효과가 보다 효과적일 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명하였지만 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.
10: 금속 입자
20: 산화 그래핀
100: 커패시터 부품
110: 바디
121, 122: 내부 전극
111: 유전체층
112: 커버부
131,132: 외부 전극
20: 산화 그래핀
100: 커패시터 부품
110: 바디
121, 122: 내부 전극
111: 유전체층
112: 커버부
131,132: 외부 전극
Claims (14)
- 금속 입자; 및
상기 금속 입자의 표면의 적어도 일부에 배치되는 산화 그래핀;을 포함하고,
상기 산화 그래핀의 함량은 상기 금속 입자 대비 0.1 wt% 이상 1.0 wt% 미만인
내부 전극용 도전성 분말.
- 제1항에 있어서,
상기 금속 입자 및 상기 산화 그래핀은 코어-쉘 구조를 형성하는
내부 전극용 도전성 분말.
- 제1항에 있어서,
상기 산화 그래핀은 산소 원자에 대한 탄소 원자의 비인 C/O가 1~1.2인
내부 전극용 도전성 분말.
- 제1항에 있어서,
상기 산화 그래핀은 적어도 2층 이상인
내부 전극용 도전성 분말.
- 제1항에 있어서,
상기 산화 그래핀은 상기 금속 입자의 표면의 전부에 배치되는
내부 전극용 도전성 분말.
- 유전체층 및 상기 유전체층을 사이에 두고 서로 대향하도록 배치되는 복수의 내부 전극을 포함하고, 서로 대향하는 제1 및 제2 면, 상기 제1 및 제2 면과 연결되고 서로 대향하는 제3 및 제4 면, 상기 제1 내지 제4 면과 연결되고 서로 대향하는 제5 및 제6 면을 포함하는 바디; 및
상기 바디의 제3 면 또는 제4 면에 배치되는 접속부와 상기 접속부에서 상기 제1 및 제2 면의 일부까지 연장되는 밴드부를 포함하는 외부 전극;을 포함하고,
상기 내부 전극은, 내부 전극용 도전성 분말에 의해 형성되며,
상기 내부 전극용 도전성 분말은 금속 입자 및 상기 금속 입자의 표면의 적어도 일부에 배치되는 산화 그래핀을 포함하고, 상기 산화 그래핀의 함량은 상기 금속 입자 대비 0.1 wt% 이상 1.0 wt% 미만인
커패시터 부품.
- 제6항에 있어서,
상기 내부 전극은 금속 결정립 및 상기 금속 결정립의 입계에 배치되는 산화 그래핀을 포함하는
커패시터 부품.
- 제6항에 있어서,
상기 내부 전극의 두께는 1 ㎛ 미만인
커패시터 부품.
- 제6항에 있어서,
상기 유전체층의 두께는 2.8 ㎛ 미만인
커패시터 부품.
- 제6항에 있어서,
상기 내부 전극의 두께를 te, 상기 유전체층의 두께를 td라 정의할 때,
td > 2*te 를 만족하는
커패시터 부품.
- 제6항에 있어서,
상기 외부 전극은 상기 내부 전극과 연결되는 전극층, 상기 전극층 상에 배치된 전도성 수지층을 포함하는
커패시터 부품.
- 제11항에 있어서,
상기 바디의 단면에서부터 상기 전극층의 밴드부의 끝단까지의 거리가 상기 전도성 수지층의 밴드부의 끝단까지의 거리 보다 짧은
커패시터 부품.
- 제11항에 있어서,
상기 전극층은 구리(Cu), 은(Ag), 니켈(Ni) 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 도전성 금속과 글라스를 포함하는
커패시터 부품.
- 제11항에 있어서,
상기 전도성 수지층은 구리(Cu), 은(Ag), 니켈(Ni) 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 도전성 금속과 베이스 수지를 포함하는
커패시터 부품.
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