KR102632358B1 - 전자 부품 - Google Patents

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KR102632358B1
KR102632358B1 KR1020180163289A KR20180163289A KR102632358B1 KR 102632358 B1 KR102632358 B1 KR 102632358B1 KR 1020180163289 A KR1020180163289 A KR 1020180163289A KR 20180163289 A KR20180163289 A KR 20180163289A KR 102632358 B1 KR102632358 B1 KR 102632358B1
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김기영
신우철
박상수
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Abstract

본 발명은, 바디; 제1 방향으로 상기 바디의 양단에 각각 형성되고, 구리 또는 니켈 중 적어도 1종 이상을 포함하고 귀금속은 포함하지 않는 한 쌍의 외부 전극; 상기 한 쌍의 외부 전극과 각각 접속되는 한 쌍의 메탈 프레임; 및 상기 외부 전극과 상기 메탈 프레임 사이에 각각 배치되고 상기 외부 전극과 동일한 금속 성분을 포함하는 한 쌍의 도전성 접합층; 을 포함하는 전자 부품을 제공한다.

Description

전자 부품{ELECTRONIC COMPONENT}
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 적층형 커패시터의 외부 전극과 메탈 프레임이 솔더 등으로 접합되어 있는데, 기판 실장을 위한 리플로우 처리시 솔더가 용융되면서 적층형 커패시터가 메탈 프레임으로부터 분리되거나 기울어지는 문제가 발생할 수 있다.
일본공개특허공보 JP 2012-33660 일본공개특허공보 JP 2002-57063
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 또는 니켈 중 적어도 1종 이상을 포함하고 귀금속은 포함하지 않는 한 쌍의 외부 전극; 상기 한 쌍의 외부 전극과 각각 접속되는 한 쌍의 메탈 프레임; 및 상기 외부 전극과 상기 메탈 프레임 사이에 각각 배치되고 상기 외부 전극과 동일한 금속 성분을 포함하는 한 쌍의 도전성 접합층; 을 포함하는 전자 부품을 제공한다.
본 발명의 다른 측면은, 바디; 제1 방향으로 상기 바디의 양단에 각각 형성되고, 귀금속을 포함하는 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 도전성 접합층; 을 포함하고, 상기 외부 전극의 두께가 상기 도전성 접합층의 두께 이상인 전자 부품을 제공한다.
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 도전성 접합층은, 상기 외부 전극의 머리부와 상기 메탈 프레임의 지지부 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 외부 전극은 구리 또는 니켈 중 적어도 1종 이상을 포함하는 소결 전극이고, 상기 외부 전극의 표면에 형성되는 도금층을 더 포함하며, 상기 도금층은 상기 외부 전극을 커버하는 니켈 도금층과 상기 니켈 도금층을 커버하는 주석 도금층을 포함할 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.
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 1 내지 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, 귀금속 재료 또는 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.
본 실시 예에서, 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)은 구리(Cu) 및 니켈(Ni) 등에서 선택된 적어도 1종 이상의 금속 성분을 포함하는 소결 전극으로 이루어지고, 귀금속은 포함하지 않는다.
또한, 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)은 구리를 포함하는 소결 금속으로 이루어지고, 그 표면에 도금층이 추가로 형성될 수 있다.
또한, 상기 도금층은 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)의 표면을 커버하는 니켈 도금층과 상기 니켈 도금층을 커버하는 주석(Sn) 도금층을 포함할 수 있다.
이때, 상기 니켈 도금층 및 상기 주석 도금층은 귀금속을 포함하지 않는다.
도 4는 도 1의 적층형 커패시터에 메탈 프레임이 접합된 것을 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 4의 II-II'선 단면도이다
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시 예의 전자 부품(101)은, 적층형 커패시터(100), 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 도전성 접합층(161, 162)을 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 제1 실장부(151)와 X방향으로 마주보며 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.
제1 도전성 접합층(161)은 제1 외부 전극(131)의 제1 머리부(131a)와 제1 메탈 프레임(140)의 제1 지지부(141) 사이에 배치된다.
또한, 제1 도전성 접합층(161)은 제1 외부 전극(131)의 제1 머리부(131a)의 금속 성분과 동일한 금속 성분을 주성분으로 포함하여 형성된다.
예를 들어, 제1 외부 전극(131)이 구리를 포함하는 경우 제1 도전성 접합층(161)의 주성분은 구리-에폭시일 수 있고, 제1 외부 전극(131)이 니켈을 포함하는 경우 제1 도전성 접합층(161)의 주성분은 니켈-에폭시일 수 있다.
이때, 제1 외부 전극(131)이 표면에 형성되는 도금층을 포함하는 경우, 제1 도전성 접합층(161)의 주성분은 가장 바깥쪽에 형성된 도금층의 성분과 동일한 성분을 주성분으로 포함하여 형성될 수 있다.
예컨대, 본 실시 예에서, 도금층이 니켈 도금층과 니켈 도금층을 커버하는 주석 도금층을 포함하는 경우, 제1 도전성 접합층(161)의 주성분은 주석을 주성분으로 하는 Sn-Cu계 솔더일 수 있다.
제2 도전성 접합층(162)은 제2 외부 전극(132)의 제2 머리부(132a)와 제2 메탈 프레임(150)의 제2 지지부(151) 사이에 배치된다.
또한, 제2 도전성 접합층(162)은 제2 외부 전극(132)의 제2 머리부(132a)의 금속 성분과 동일한 금속 성분을 주성분으로 하여 형성된다.
예를 들어, 제2 외부 전극(132)이 구리를 포함하는 경우 제2 도전성 접합층(162)의 주성분은 구리-에폭시일 수 있고, 제2 외부 전극(132)이 니켈을 포함하는 경우 제2 도전성 접합층(162)의 주성분은 니켈-에폭시일 수 있다.
이때, 제2 외부 전극(132)이 표면에 형성되는 도금층을 포함하는 경우, 제2 도전성 접합층(162)의 주성분은 가장 바깥쪽에 형성된 도금층의 성분과 동일한 성분을 주성분으로 포함하여 형성될 수 있다.
예컨대, 본 실시 예에서, 도금층이 니켈 도금층과 니켈 도금층을 커버하는 주석 도금층을 포함하는 경우, 제2 도전성 접합층(162)의 주성분은 주석을 주성분으로 하는 Sn-Cu계 솔더일 수 있다.
종래의 적층형 커패시터는 기판 실장시 솔더에 의해 커패시터 바디와 기판이 직접 접촉하므로, 기판에서 발생하는 열이나 기계적 변형이 적층형 커패시터에 직접 전달되어 높은 수준의 신뢰성 확보가 어렵다.
그러나, 본 실시 예에서는, 적층형 커패시터의 X방향의 양면에 제1 및 제2 메탈 프레임을 접합하여 적층형 커패시터와 실장 기판 사이의 간격을 확보함으로써 기판으로부터의 스트레스가 적층형 커패시터에 직접 전달되지 않도록 하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 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 열 충격 환경에 장시간 노출시 각 소재의 열팽창률 차이에 따른 응력이 누적되어 계면의 열화 및 분리 현상이 발생되기 쉽다.
또한, 이종 금속 접합시 부식 환경 하에서 전위차에 의해 내식성이 약한 금속 쪽의 부식이 가속되는 갈바닉(galvanic) 부식 현상이 발생될 수 있다.
상기 갈바닉 부식 현상은 접촉된 두 금속의 내식성 혹은 활성도 차이에 의해 양극이 되는 쪽의 부식이 촉진되는 것으로, 귀금속과 일반 금속이 접촉하는 경우 일반 금속 쪽에서 부식이 촉진된다.
따라서, 이러한 접합 계면의 열화 문제를 해소하기 위해, 종래에는 외부 전극과 도전성 접합층에 모두 귀금속을 함유하도록 하여 계면 안정성을 확보한다.
그러나, 계면 전체를 귀금속 간 접합으로 하는 것은 공정상 쉽지 않을 뿐만 아니라고 귀금속 소재를 사용하는 것에 따른 비용 증가의 문제가 발생한다.
본 실시 예에서는 외부 전극과 도전성 접합층이 둘 다 귀금속을 사용하지 않으며, 고온 다습한 환경 하에서 종래의 다 성분으로 이루어지던 계면을 단일 성분으로 구성되도록 하여 CTE차에 의한 박리 현상 및 갈바닉 부식을 방지할 수 있다.
이와 같이 외부 전극과 도전성 접합층의 계면에서 발생하던 갈바닉 부식 현상을 방지하면 종래의 계면에서의 열화 및 외부 전극의 분리 현상을 감소시켜 외부 전극의 박막화 등을 기대할 수 있다.
또한, 귀금속을 사용하지 않기 때문에 종래의 전자 부품 제조시 비용이 증가하던 문제도 해소할 수 있다.
이하, 메탈 프레임을 사용하는 전자 부품에서 외부 전극과 도전성 접합층의 계면의 안정성이 개선되는 것을 확인하기 위한 실험을 실시한다.
아래 표 1은 외부 전극과 도전성 접합층의 성분에 따른 접합 상태를 알아보기 위한 것으로서, 시료 1과 2는 외부 전극을 구리로 형성한 것이고, 시료 3과 4는 구리로 형성된 외부 전극의 표면에 니켈로 도금층을 형성하고 다시 니켈 도금층 위에 주석 도금을 한 것이다.
그리고, 각 시료 별로 100개의 전자 부품을 제조하고, 온도 85℃, 습도 95%RH의 환경에서 1000시간을 유지한 후 등가직렬저항(ESR)을 측정하였으며, 실험 후 등가직렬저항(ESR)이 200mΩ을 초과하는 경우 불량으로 판정하고, 이러한 불량은 외부 전극의 접합 상태가 좋지 못하다는 것을 의미한다고 볼 수 있다.
외부 전극의 가장 바깥쪽 성분 Cu Sn
# 1 2 3 4
도전성 접합층의 주 성분 Cu epoxy Sn-Ag-Cu 솔더 Ag epoxy Sn-Ag-Cu 솔더
ESR 불량률 0% 5% 12% 0%
표 1을 참조하면, 적층형 커패시터의 외부 전극이 구리 소결 전극으로 형성된 시료 1 및 시료 2 중에서, 외부 전극이 외부 전극과 동일한 구리 성분을 주성분으로 하는 구리 에폭시로 이루어진 도전성 접합층과 접합되는 시료 1의 경우 등가직렬저항에서 불량이 발생하지 않았다.
그러나, 외부 전극이 주석을 주성분으로 하는 Sn-Ag-Cu 솔더로 이루어진 도전성 접합층과 접합되는 시료 2의 경우 등가직렬저항 불량이 5% 발생하였다.
또한, 적층형 커패시터의 외부 전극이 표면에 주석 도금층을 포함하는 시료 3 및 4 중에서, 외부 전극이 외부 전극과 동일한 주석을 주성분으로 하는 Sn-Ag-Cu 솔더로 이루어진 도전성 접합층과 접합되는 시료 4의 경우 도전성 접합층이 귀금속을 포함하고 있음에도 불구하고 등가직렬저항에서 불량이 발생하지 않았다.
그러나, 외부 전극이 귀금속인 은을 주성분으로 하고 주석을 주성분으로 하지 않는 은-에폭시로 이루어진 도전성 접합층과 접합되는 시료 3의 경우 등가직렬저항 불량이 12% 발생하였다.
따라서, 신뢰성 확보를 위해서는, 적층형 커패시터의 외부 전극이 귀금속을 포함하지 않도록 하면서 외부 전극과 도전성 접합층에 포함된 주 금속 성분을 서로 일치시키는 것이 유효하다는 것을 알 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)은 은(Ag) 또는 팔라듐(Pd)과 같은 귀금속 성분을 일부 포함할 수 있다.
본 실시 예에서, 제1 및 제2 도전성 접합층(161, 162)은 접합되는 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)의 금속 성분과 동일한 금속 성분을 주성분으로 하여 형성되고, 예를 들어 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)이 은을 포함하는 경우 제1 및 제2 도전성 접합층(161, 162)의 주성분은 은-에폭시 또는 팔라듐-에폭시로 이루어질 수 있다.
또한, 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)이 도금층을 포함하는 경우, 제1 및 제2 도전성 접합층(161, 162)의 주성분은 가장 바깥쪽에 형성된 도금층의 성분과 동일한 금속 성분을 주성분으로 하여 형성될 수 있다.
예를 들어, 도금층이 니켈 도금층과 니켈 도금층을 커버하는 주석 도금층을 포함하는 경우 제1 및 제2 도전성 접합층(161, 162)은 주석을 주성분으로 하는 주석-은(Sn-Ag)계 솔더이거나 또는 주석-은-구리(Sn-Ag-Cu)계 솔더로 이루어질 수 있다.
이때, 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)의 두께(b)는 제1 및 제2 도전성 접합층(161, 162)의 두께(a)와 각각 같거나 그 보다 각각 두껍게 형성될 수 있다.
따라서, 외부 전극과 접하는 도전성 접합층의 계면에서 부식이 발생하더라도 양극의 역할을 하는 외부 전극 쪽의 두께를 더 두껍게 하여 양극 쪽의 전하 결핍을 방지함으로써 적층형 커패시터 및 전자 부품의 전기적 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
아래 표 2는 본 발명의 다른 실시 예에서 외부 전극과 도전성 접합층의 두께에 따른 접합 상태를 알아보기 위한 것으로서, 외부 전극은 구리를 포함하는 소결 전극으로 형성하고, 도전성 접합층은 은-에폭시로 형성한다.
그리고, 각 시료 별로 외부 전극의 두께와 도전성 접합층의 두께를 변화시켜 100개의 전자 부품을 제조하고, 온도 85℃, 습도 95%RH의 환경에서 1000시간을 유지한 후 등가직렬저항(ESR)을 측정하였으며, 실험 후 등가직렬저항(ESR)이 200mΩ을 초과하는 경우 불량으로 판정하고, 이러한 불량은 외부 전극의 접합 상태가 좋지 못하다는 것을 의미한다고 볼 수 있다.
# 1 2 3 4 5
외부 전극의 두께 (㎛) 20 20 20 20 30
도전성 접합층의 두께 (㎛) 5 10 20 30 30
ESR 불량률 0% 0% 0% 3% 0%
일반적으로 외부 전극에 귀금속이 포함되지 않고 도전성 접합층에 귀금속이 포함되는 경우, 외부 전극은 도전성 접합층의 귀금속과 접촉시 갈바닉 부식에 의해 부식이 발생할 수 있다.
다만, 표 2를 참조하면, 외부 전극의 두께가 20㎛일 때 도전성 접합층의 두께가 이 보다 작거나 같은 시료 1-3의 경우 등가직렬저항 불량이 발생하지 않았다.
그러나, 도전성 접합층의 두께가 외부 전극의 두께 보다 두꺼운 시료 4의 경우 등가직렬저항 불량이 3% 발생하였다.
한편, 도전성 접합층의 두께를 30㎛로 증가 시킨 시료 5의 경우 외부 전극의 두께를 도전성 접합층의 두께와 동등하게 30㎛로 증가시키자 등가직렬저항 불량이 발생하지 않았다.
따라서, 도전성 접합층에 귀금속이 포함된 경우, 도전성 접합층의 두께를 a라 하고 외부 전극의 두께를 b라 할 때, b≥a를 만족하는 것이 바람직하다는 것을 알 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 도전성 접합층

Claims (11)

  1. 바디;
    제1 방향으로 상기 바디의 양단에 각각 형성되고, 구리 또는 니켈 중 적어도 1종 이상을 포함하고 귀금속은 포함하지 않는 한 쌍의 외부 전극;
    상기 한 쌍의 외부 전극과 각각 접속되는 한 쌍의 메탈 프레임; 및
    상기 외부 전극과 상기 메탈 프레임 사이에 각각 배치되고 상기 외부 전극과 동일한 금속 성분을 포함하고 귀금속은 포함하지 않는 한 쌍의 도전성 접합층; 을 포함하는 전자 부품.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 제3항에 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.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 도전성 접합층이, 상기 외부 전극의 머리부와 상기 메탈 프레임의 지지부 사이에 배치되는 전자 부품.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 외부 전극은 구리 또는 니켈 중 적어도 1종 이상을 포함하는 소결 전극이고,
    상기 외부 전극의 표면에 형성되는 도금층을 더 포함하며,
    상기 도금층은 상기 외부 전극을 커버하는 니켈 도금층과 상기 니켈 도금층을 커버하는 주석 도금층을 포함하는 전자 부품.
  7. 바디;
    제1 방향으로 상기 바디의 양단에 각각 형성되고, 귀금속을 포함하는 한 쌍의 외부 전극;
    상기 한 쌍의 외부 전극과 각각 접속되는 한 쌍의 메탈 프레임; 및
    상기 외부 전극과 상기 메탈 프레임 사이에 각각 배치되고, 상기 외부 전극의 귀금속과 동일한 귀금속을 포함하는 한 쌍의 도전성 접합층; 을 포함하고,
    상기 외부 전극의 두께가 상기 도전성 접합층의 두께 이상인 전자 부품.
  8. 제7항에 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.
  9. 제7항에 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.
  10. 제9항에 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.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 도전성 접합층이, 상기 외부 전극의 머리부와 상기 메탈 프레임의 지지부 사이에 배치되는 전자 부품.
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