KR102653210B1 - 적층형 커패시터 - Google Patents

적층형 커패시터 Download PDF

Info

Publication number
KR102653210B1
KR102653210B1 KR1020210074123A KR20210074123A KR102653210B1 KR 102653210 B1 KR102653210 B1 KR 102653210B1 KR 1020210074123 A KR1020210074123 A KR 1020210074123A KR 20210074123 A KR20210074123 A KR 20210074123A KR 102653210 B1 KR102653210 B1 KR 102653210B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mole
dielectric
multilayer capacitor
paragraph
less
Prior art date
Application number
KR1020210074123A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220086452A (ko
Inventor
김진우
정종석
유정훈
서춘희
서정욱
유동건
김동훈
김수빈
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to US17/529,721 priority Critical patent/US11791098B2/en
Priority to CN202111536246.7A priority patent/CN114639547A/zh
Publication of KR20220086452A publication Critical patent/KR20220086452A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102653210B1 publication Critical patent/KR102653210B1/ko

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/30Stacked capacitors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/005Electrodes
    • H01G4/008Selection of materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/005Electrodes
    • H01G4/012Form of non-self-supporting electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/018Dielectrics
    • H01G4/06Solid dielectrics
    • H01G4/08Inorganic dielectrics
    • H01G4/12Ceramic dielectrics
    • H01G4/1209Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material
    • H01G4/1218Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material based on titanium oxides or titanates
    • H01G4/1227Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material based on titanium oxides or titanates based on alkaline earth titanates

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Capacitors (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시형태는 복수의 유전체층 및 상기 유전체층을 사이에 두고 적층된 복수의 내부 전극을 포함하는 바디 및 상기 바디 외부에 형성되어 상기 내부 전극과 접속된 외부 전극을 포함하며, 상기 복수의 유전체층은 BaM1aTi1-xSnxM2bO3 (0.008≤x≤0.05, 0.006≤a≤0.03, 0.0006≤b<0.006)의 조성식으로 표현되는 유전체를 포함하며, 여기서, M1은 희토류 원소를 포함하며, M2는 Mn 및 V 중 적어도 하나를 포함하는 적층형 커패시터를 제공한다.

Description

적층형 커패시터 {MULTILAYER CAPACITOR}
본 발명은 적층형 커패시터에 관한 것이다.
커패시터는 전기를 저장할 수 있는 소자로서, 기본적으로 2개의 전극을 대향시켜, 전압을 걸면 각 전극에 전기가 축적되는 것이다. 직류 전압을 인가한 경우에는 전기가 축전되면서 커패시터 내부에 전류가 흐르지만, 축적이 완료되면 전류가 흐르지 않게 된다. 한편, 교류 전압을 인가한 경우, 전극의 극성이 교변하면서 교류 전류가 흐르게 된다.
이러한 커패시터는 전극 간에 구비되는 절연체의 종류에 따라서, 알루미늄으로 전극을 구성하고 상기 알루미늄 전극 사이에 얇은 산화막을 구비하는 알루미늄 전해 커패시터, 전극 재료로 탄탈륨을 사용하는 탄탈륨 커패시터, 전극 사이에 티타늄산바륨과 같은 고유전율의 유전체를 사용하는 세라믹 커패시터, 전극 사이에 구비되는 유전체로 고유전율계 세라믹을 다층 구조로 사용하는 적층 세라믹 커패시터(Multi-Layer Ceramic Capacitor, MLCC), 전극 사이의 유전체로 폴리스티렌 필름을 사용하는 필름 커패시터 등 여러 종류로 구분될 수 있다.
이 중에서 적층 세라믹 커패시터는 온도 특성 및 주파수 특성이 우수하고 소형으로 구현 가능하다는 장점을 가지고 있어 최근 고주파 회로 등 다양한 분야에서 많이 응용되고 있다. 최근에는 적층 세라믹 커패시터를 더욱 작게 구현하기 위한 시도가 계속되고 있으며 이를 위해 유전체층과 내부 전극을 얇게 형성하고 있다. 또한, 용량이 높고 신뢰성이 우수한 적층 세라믹 커패시터를 구현하기 위한 유전체 재료에 대한 연구가 진행되고 있다.
선행기술 1: 일본등록특허공보 제6003988호 선행기술 2: 대한민국등록특허공보 제1922876호
본 발명의 일 목적은 유전율이 높고 신뢰성이 우수한 유전체 재료를 사용함으로써 성능이 향상된 적층형 커패시터를 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 방법으로, 본 발명은 일 예를 통하여 적층형 커패시터의 신규한 구조를 제안하고자 하며, 구체적으로, 복수의 유전체층 및 상기 유전체층을 사이에 두고 적층된 복수의 내부 전극을 포함하는 바디 및 상기 바디 외부에 형성되어 상기 내부 전극과 접속된 외부 전극을 포함하며, 상기 복수의 유전체층은 BaM1aTi1-xSnxM2bO3 (0.008≤x≤0.05, 0.006≤a≤0.03, 0.0006≤b<0.006)의 조성식으로 표현되는 유전체를 포함하며, 여기서, M1은 희토류 원소를 포함하며, M2는 Mn 및 V 중 적어도 하나를 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 희토류 원소는 Dy를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 상기 유전체는 Ba 1몰 대비 Dy를 0.006-0.012몰 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 M2는 Mn 및 V를 모두 포함하며, 상기 유전체는 Ba 1몰 대비 Mn은 0.0003-0.0035몰, V는 0.0003-0.0025몰 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 유전체는 Ba 1몰 대비 0.003몰 이상, 0.012몰 미만의 Al 성분을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 유전체는 Ba 1몰 대비 0.001몰 이상, 0.012몰 미만의 Mg 성분을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 유전체는 Ba 1몰 대비 0.03몰 이상의 Si 성분을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 조성식은 0.12≤a/x≤3.75의 조건을 만족할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 조성식은 0.012≤b/x≤0.75의 조건을 만족할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 조성식에서 Ti 대비 Ba 비율(Ba/Ti)은 1.010-1.050일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 복수의 유전체층에 포함된 그레인 중 적어도 하나는 코어 및 상기 코어를 커버하는 쉘부를 포함하는 코어-쉘 구조일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 쉘부는 상기 코어보다 Sn의 함량이 많을 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 유전체층의 평균 두께는 500nm 이하일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 내부 전극의 평균 두께는 400nm 이하일 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 적층형 커패시터의 경우, 높은 수준의 용량을 확보할 수 있으며, 내전압 특성과 같은 신뢰성이 우수하다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 적층형 커패시터의 외관을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 적층형 커패시터에서 I-I` 단면도이다.
도 3은 도 1의 적층형 커패시터에서 II-II` 단면도이다.
도 4는 유전체층의 그레인을 확대하여 나타낸 모식도이다.
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 실시 형태에 따른 적층형 커패시터의 외관을 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 2는 도 1의 적층형 커패시터에서 I-I` 단면도이다. 도 3은 도 1의 적층형 커패시터에서 II-II` 단면도이다. 그리고 도 4는 유전체층의 그레인을 확대하여 나타낸 모식도이다.
도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 적층형 커패시터(100)는 유전체층(111) 및 이를 사이에 두고 제1 방향(X 방향)으로 적층된 복수의 내부 전극(121, 122)을 포함하는 바디(110) 및 외부 전극(131, 132)을 포함한다. 그리고 복수의 유전체층(111)은 BaM1aTi1-xSnxM2bO3 (0.008≤x≤0.05, 0.006≤a≤0.003, 0.0006≤b<0.006)의 조성식으로 표현되는 유전체를 포함하며, 여기서, M1은 희토류 원소를 포함하며, M2는 Mn 및 V 중 적어도 하나를 포함한다.
바디(110)는 복수의 유전체층(111)이 제1 방향(X 방향)으로 적층된 적층 구조를 포함하며, 예컨대 복수의 그린 시트를 적층한 후 소결하여 얻어질 수 있다. 이러한 소결 공정에 의하여 복수의 유전체층(111)은 일체화된 형태를 가질 수 있다. 도 1에 도시된 형태와 같이, 바디(110)는 직육면체와 유사한 형상을 가질 수 있다. 본 실시 형태의 경우, 바디(110)에 포함된 유전체층(111)은 티탄산바륨계 세라믹 유전체를 포함하며, 여기에, Sn, 희토류 원소, 전이 금속 성분을 포함한다. 본 발명의 발명자들은 첨가제의 성분과 함량을 조절함으로써 유전체의 그레인 사이즈와 유전율을 효과적으로 제어할 수 있음을 발견하였다. 이 경우, 이러한 첨가제를 모재 분말에 코팅된 형태로 사용 시 유전체 그레인의 입성장이 효과적으로 제어될 수 있고 유전체의 내전압 특성 등이 향상될 수 있다.
상술한 바와 같이, 유전체층(111)은 BaM1aTi1-xSnxM2bO3 (0.008≤x≤0.05, 0.006≤a≤0.003, 0.0006≤b<0.006)의 조성식으로 표현되는 유전체를 포함하며, 여기서, M1은 희토류 원소를 포함하며, M2는 Mn 및 V 중 적어도 하나를 포함한다. Sn 성분은 모재 분말에 코팅된 형태로 도핑될 수 있으며 소결 과정에서 유전체 그레인의 입성장을 억제할 수 있다. 이에 따라 미립 분말을 사용하여 유전체를 구현하는 경우에도 그레인 사이즈가 과도하게 커지는 것을 완화해줄 수 있고 높은 유전율을 확보할 수 있다. 이를 구체적으로 설명하면, 유전체층(111)을 얇게 하기 위해서는 미립의 유전체 분말을 사용하여야 하는데 미립화된 티탄산바륨의 경우, 소결 구동력이 증가하여 소성 과정 중 입성장 제어가 어렵고 소결체가 치밀화되기까지 과도한 입성장이 수반된다. 이에 따라 내전압 및 고온 신뢰성 열화가 발생할 수 있고 DC 전계 하에서의 유효 용량 저하가 발생할 수 있다. 본 실시 형태에서는 Sn 성분을 최적화된 함량 범위에서 첨가하여 이러한 문제를 해결하고자 하였으며 나아가, Sn 성분을 모재 분말에 코팅된 형태로 사용하는 경우 그 효과는 더욱 크게 발현될 수 있다.
그리고 Sn 성분은 억셉터 역할을 하여 유전체 재료의 내환원성이 향상될 수 있다. 또한, Sn의 도핑에 의하여 Ti가 Sn으로 치환되는 경우 유전율이 우수한 결정 구조로 변화될 수 있으므로 유전체의 유전율이 향상될 수 있다. 이와 같이, Sn 성분의 첨가에 의하여 유전체층(111)은 얇은 두께로 구현되는 경우에도 높은 유전율이 확보되면서 내전압 특성이 강화될 수 있다. Sn의 첨가량은 Ba 1몰 대비 0.008-0.05몰인 것이 바람직하며, 0.008몰보다 Sn이 적은 경우 상술한 효과를 뚜렷하게 나타내지 못하였다. 또한, Sn이 0.05몰보다 많게 첨가된 경우 Sn 간 네트워크 형성으로 인해 내 충격성 열화 등이 생길 수 있다. Sn 성분은 소결 시 그레인 내에 균일하게 확산될 수 있으며, 유전체층(111)과 내부 전극(121, 122)의 계면에도 존재할 수 있다. 또한, 유전체 그레인의 입성장이 제한되는 경우 도 4에 도시된 형태와 같이 유전체 그레인에는 코어-쉘 구조가 남아있을 수 있다. 도 4를 참조하면, 유전체 그레인은 코어-쉘 그레인(11)과 코어-쉘 구조가 없는 그레인(12)을 모두 포함할 수 있으며, 코어-쉘 그레인(11)의 경우, 코어(11a)와 쉘부(11b)를 포함한다. 여기서, 쉘부(11b)에서 코어(11a)보다 Sn의 함량이 많을 수 있다.
Sn이 첨가되는 경우, 일반적인 티탄산바륨보다 Ti 대비 Ba 비율(Ba/Ti)이 높아질 수 있고 이로부터 유전체 그레인의 입성장을 억제할 수 있다. 이 경우, Ti 대비 Ba 비율(Ba/Ti)은 1.010-1.050의 범위 값을 가질 수 있다. Ti 대비 Ba 비율(Ba/Ti)이 1.050 이상으로서 높은 몰비를 갖는 경우, 유전체 그레인들은 소결 시 입성장이 억제되어 치밀화될 수 있으며, 이로부터 전기적 특성(내전압 특성), 내습 신뢰성 등이 향상될 수 있다.
상기 유전체에서 M1은 희토류 원소이며, 상기 희토류 원소는 Dy를 포함할 수 있다. M1은 Ba 1몰 대비 0.006-0.03몰 포함된다. 상기 유전체가 Dy를 포함하는 경우, 상기 유전체에는 Ba 1몰 대비 Dy가 0.006-0.012몰 포함될 수 있으며, Dy 외에 다른 희토류 원소(예컨대, Tb, Eu, Ce, Sc, Y 등)를 추가로 포함하는 경우, 희토류 원소의 총량은 상술한 것과 같이 Ba 1몰 대비 0.006-0.03몰일 수 있다. 또한, 상기 유전체에서 M2는 전이 금속인 Mn 및 V 중 적어도 하나를 포함하며, Ba 1몰 대비 0.0006-0.006몰 포함된다. 이 경우, M2는 Mn 및 V를 모두 포함할 수 있으며, 여기서 Ba 1몰 대비 Mn은 0.0003몰 이상, 0.0035몰 미만, V는 0.0003몰 이상, 0.0025몰 미만 포함할 수 있다. Sn 성분과 마찬가지로 M1과 M2 성분은 모재 분말에 코팅된 형태로 제공될 수 있고 다만 소결 시 그레인 내부에 균일하게 확산될 수 있다. 이 경우, 희토류 원소와 전이 금속 성분은 쇼트키 장벽(Schottky Barrier)을 강화하는 한편 유전체 재료의 내환원성 증가 효과를 일으켜서 유전체의 신뢰성을 높이는 기능을 할 수 있다.
본 실시 형태의 경우, M1과 M2의 함량은 Sn의 함량과 대비하여 특정 조건을 만족할 수 있다. 즉, 상기 조성식에서 0.12≤a/x≤3.75의 조건을 만족할 수 있다. 이와 동시에 또는 별도로 상기 조성식은 0.012≤b/x≤0.75의 조건을 만족할 수 있다. 이러한 조건들은 Sn, M1, M2에서 상술한 기능들을 고려하여 첨가제로서 도핑되는 상대적인 함량을 적절한 범위에서 설정한 것이다.
상술한 성분들 외에 상기 유전체는 하나 이상의 부성분들을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 유전체는 Ba 1몰 대비 0.003몰 이상, 0.012몰 미만의 Al 성분을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 유전체는 Ba 1몰 대비 0.001몰 이상, 0.012몰 미만의 Mg 성분을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 유전체는 Ba 1몰 대비 0.03몰 이상의 Si 성분을 더 포함할 수 있다. 이러한 추가적인 부성분들의 경우 모재 분말에 첨가되거나 모재 분말에 코팅된 형태로 첨가될 수 있다.
한편, 적층형 커패시터에 적용된 유전체의 성분은 예컨대 다음의 방법으로 분석할 수 있다. 파괴 공법의 경우, 적층형 커패시터를 분쇄하고 내부 전극을 제거한 후 유전체 부분을 선별하며, 이렇게 선별된 유전체를 유도결합플라즈마 분광 분석기(ICP-OES), 유도결합플라즈마 질량 분석기(ICP-MS) 등의 장치를 이용하여 유전체의 성분을 분석할 수 있다. 그리고 비파괴 공법의 경우, TEM-EDS를 이용해 칩의 중앙부에서 유전체 그레인 내부의 성분을 분석할 수 있다. 여기서, Si 성분은 그레인 내부가 아닌 그레인 바운더리에서 측정할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 상기 유전체를 사용하여 얻을 수 있는 내전압 특성 등의 향상 효과는 유전체층(111)과 내부 전극(121, 122)의 종래보다 얇은 경우에 두드러질 수 있다. 유전체층(111)의 두께는 500nm 이하일 수 있으며, 내부 전극(121, 122)의 두께는 400nm 이하일 수 있다. 여기서, 유전체층(111)의 두께는 내부 전극(121, 122) 사이에 배치되는 유전체층(111)의 평균 두께를 의미할 수 있다. 측정 기준의 일 예로서, 유전체층(111)의 평균 두께는 바디(110)의 제1 방향(X 방향) 및 제3 방향(Z 방향)의 단면을 주사전자현미경(SEM, Scanning Electron Microscope)으로 이미지를 스캔하여 측정할 수 있다. 예를 들어, 바디(110)의 제2 방향(Y 방향)의 중앙부에서 절단한 제1 및 제3 방향의 단면을 주사전자현미경(SEM, Scanning Electron Microscope)으로 스캔한 이미지에서 추출된 임의의 유전체층에 대해서, 제3 방향으로 등간격인 30개의 지점에서 그 두께를 측정하여 평균값을 측정할 수 있다. 상기 등간격인 30개의 지점에서 측정한 두께는 내부 전극(121, 122)이 서로 중첩되는 영역을 의미하는 용량 형성부에서 측정될 수 있다.
이와 유사하게, 내부 전극(121, 122)의 두께는 평균 두께를 의미할 수 있다. 이 경우, 내부 전극(121, 122)의 평균 두께는 바디(110)의 제1 방향(X 방향) 및 제3 방향(Z 방향)의 단면을 주사전자현미경(SEM, Scanning Electron Microscope)으로 이미지를 스캔하여 측정할 수 있다. 예를 들어, 바디(110)의 제2 방향(Y 방향)의 중앙부에서 절단한 제1 및 제3 방향의 단면을 주사전자현미경(SEM, Scanning Electron Microscope)으로 스캔한 이미지에서 추출된 임의의 내부 전극(121, 122)에 대해서, 제3 방향으로 등간격인 30개의 지점에서 그 두께를 측정하여 평균값을 측정할 수 있다. 상기 등간격인 30개의 지점은 내부 전극(121, 122)이 서로 중첩되는 영역을 의미하는 용량 형성부에서 측정될 수 있다.
복수의 내부 전극(121, 122)은 세라믹 그린 시트의 일면에 소정의 두께로 도전성 금속을 포함하는 페이스트를 인쇄한 후 이를 소결하는 방법 등으로 얻어질 수 있다. 이 경우, 복수의 내부 전극(121, 122)은 도 2에 도시된 형태와 같이, 바디(110)의 서로 대향하는 제3 방향(Z 방향)으로 노출된 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)을 포함할 수 있다. 여기서, 제3 방향(Z 방향)은 바디(110)의 액티브부(112)의 제1면(S1) 및 제2면(S2)가 서로 대향하는 방향을 제2 방향(Y 방향)이라 할 때 제1 방향(X 방향)과 제2 방향(Y 방향)에 수직한 방향일 수 있다. 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)은 서로 다른 외부 전극(131, 132)과 연결되어 구동 시 서로 다른 극성을 가질 수 있으며, 이들 사이에 배치된 유전체층(111)에 의해 서로 전기적으로 분리될 수 있다. 다만, 외부 전극(131, 132)의 개수나 내부 전극(121, 122)과의 연결 방식은 실시 형태에 따라 달라질 수 있을 것이다. 내부 전극(121, 122)을 이루는 주요 구성 물질은 니켈(Ni), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 은(Ag) 등을 예로 들 수 있으며, 이들의 합금도 사용할 수 있을 것이다.
외부 전극(131, 132)은 바디(110)의 외부에 형성되며, 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)과 각각 접속된 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)을 포함할 수 있다. 외부 전극(131, 132)은 도전성 금속을 포함하는 물질을 페이스트로 제조한 후 이를 바디(110)에 도포하는 방법 등으로 형성될 수 있으며, 도전성 금속의 예로서, 니켈(Ni), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 금(Au) 또는 이들의 합금을 들 수 있다. 여기에 외부 전극(131, 132)은 추가로 Ni, Sn 등을 포함하는 도금층을 포함할 수 있다.
본 발명의 발명자들은 유전체들을 아래의 조성으로 제조하여 신뢰성 테스트를 하였다. 위에서는 Ba 1몰을 기준으로 한 것과 달리 아래 조성에서 각 원소의 함량은 Ba 100몰에 대한 몰비로 나타내었다. 그리고 각 샘플에 대하여 가속수명시험(HALT)을 한 결과를 기재하였다.
샘플 Sn Dy Mn V Al Mg HALT
#1 0 0.800 0.100 0.104 0.880 1.000 X
#2 0 0.600 0.050 0.052 0.640 0.500 X
#3 1.000 0.600 0.03 0.03 0.880 1.000 O
#4 1.000 0.600 0.075 0.078 0.760 0.750 O
#5 1.000 0.600 0.050 0.052 0.640 0.500 O
#6 1.000 0.800 0.050 0.052 0.640 0.500 O
#7 1.000 0.840 0.075 0.075 0.360 0.100 O
#8 1.000 1.200 0.150 0.150 0.720 0.200 O
#9 1.000 0.900 0.35 0.25 0.620 0.150 X
#10 1.000 1.080 0.098 0.098 1.2 1.2 X
위 실험 결과에 따르면, 본 실시 형태의 상술한 조성식을 만족하는 샘플들(#4-#7)은 HALT에서 양호한 결과를 보였다. 이러한 샘플들은 의도한 용량 조건을 만족할 뿐만 아니라 내전압 특성 등과 신뢰성이 우수하였다. 상기 샘플들은 희토류 원소로서 Dy를 사용하였고 Ba 100몰 대비 Dy가 0.6-1.2몰인 경우 신뢰성이 우수한 결과를 보였다. 다만, 상술한 바와 같이, 상기 유전체는 Dy 외에 다른 희토류 원소(예컨대, Tb, Eu, Ce, Sc, Y 등)를 추가로 포함할 수 있으며, 이 경우, 희토류 원소의 총량은 바람직한 조건으로서 Ba 100몰 대비 0.6-3.0몰일 수 있다. 실시 예에 따른 샘플들과 달리, 비교 예에 따른 나머지 샘플들의 경우, 본 발명의 Sn 함량 조건, 희토류 원소 함량 조건, 전이 금속 함량 조건 중 적어도 하나를 만족하지 않으며 HALT에서 내전압 특성이 상대적으로 낮은 결과를 보였다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이며, 이 또한 첨부된 청구범위에 기재된 기술적 사상에 속한다 할 것이다.
100: 적층형 커패시터
110: 바디
111: 유전체층
121, 122: 내부 전극
131, 132: 외부전극
11, 12: 그레인
11a: 코어
11b: 쉘부

Claims (14)

  1. 복수의 유전체층 및 상기 유전체층을 사이에 두고 적층된 복수의 내부 전극을 포함하는 바디; 및
    상기 바디 외부에 형성되어 상기 내부 전극과 접속된 외부 전극;을 포함하며,
    상기 복수의 유전체층은 BaM1aTi1-xSnxM2bO3 (0.008≤x≤0.05, 0.006≤a≤0.03, 0.0006≤b<0.006)의 조성식으로 표현되는 유전체를 포함하며, 여기서, M1은 희토류 원소를 포함하며, M2는 Mn 및 V 중 적어도 하나를 포함하는 적층형 커패시터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 희토류 원소는 Dy를 포함하는 적층형 커패시터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유전체는 Ba 1몰 대비 Dy를 0.006-0.012몰 포함하는 적층형 커패시터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 M2는 Mn 및 V를 모두 포함하며, 상기 유전체는 Ba 1몰 대비 Mn은 0.0003몰 이상, 0.0035몰 미만, V는 0.0003몰 이상, 0.0025몰 미만 포함하는 적층형 커패시터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유전체는 Ba 1몰 대비 0.003몰 이상, 0.012몰 미만의 Al 성분을 더 포함하는 적층형 커패시터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유전체는 Ba 1몰 대비 0.001몰 이상, 0.012몰 미만의 Mg 성분을 더 포함하는 적층형 커패시터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 유전체는 Ba 1몰 대비 0.03몰 이상의 Si 성분을 더 포함하는 적층형 커패시터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 조성식은 0.12≤a/x≤3.75의 조건을 만족하는 적층형 커패시터.
  9. 제1항 또는 제8항에 있어서,
    상기 조성식은 0.012≤b/x≤0.75의 조건을 만족하는 적층형 커패시터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 조성식에서 Ti 대비 Ba 비율(Ba/Ti)은 1.010-1.050인 적층형 커패시터.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 유전체층에 포함된 그레인 중 적어도 하나는 코어 및 상기 코어를 커버하는 쉘부를 포함하는 코어-쉘 구조인 적층형 커패시터.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 쉘부는 상기 코어보다 Sn의 함량이 많은 적층형 커패시터.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 유전체층의 평균 두께는 500nm 이하인 적층형 커패시터.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 내부 전극의 평균 두께는 400nm 이하인 적층형 커패시터.
KR1020210074123A 2020-12-16 2021-06-08 적층형 커패시터 KR102653210B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/529,721 US11791098B2 (en) 2020-12-16 2021-11-18 Dielectric and multilayer capacitor including the same
CN202111536246.7A CN114639547A (zh) 2020-12-16 2021-12-15 电介质和包括电介质的多层电容器

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20200176581 2020-12-16
KR1020200176581 2020-12-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220086452A KR20220086452A (ko) 2022-06-23
KR102653210B1 true KR102653210B1 (ko) 2024-04-01

Family

ID=82221650

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210074123A KR102653210B1 (ko) 2020-12-16 2021-06-08 적층형 커패시터

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102653210B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001240466A (ja) * 2000-02-28 2001-09-04 Taiyo Yuden Co Ltd 誘電体磁器と積層セラミック電子部品
JP5151990B2 (ja) * 2006-12-05 2013-02-27 株式会社村田製作所 誘電体セラミックおよびそれを用いた積層セラミックコンデンサ

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101922876B1 (ko) 2016-11-09 2018-11-28 삼성전기 주식회사 유전체 조성물 및 이를 포함하는 적층 세라믹 커패시터
KR101933417B1 (ko) * 2016-12-28 2018-12-28 삼성전기 주식회사 유전체 파우더 및 이를 이용한 적층형 커패시터

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001240466A (ja) * 2000-02-28 2001-09-04 Taiyo Yuden Co Ltd 誘電体磁器と積層セラミック電子部品
JP5151990B2 (ja) * 2006-12-05 2013-02-27 株式会社村田製作所 誘電体セラミックおよびそれを用いた積層セラミックコンデンサ

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220086452A (ko) 2022-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220093335A1 (en) Dielectric ceramic composition and multilayer ceramic capacitor comprising the same
US11948752B2 (en) Ceramic electronic component and method of manufacturing the same
US10872727B2 (en) Multilayer ceramic capacitor including dielectric layers having improved reliability
US11923145B2 (en) Multilayer capacitor having improved reliability by adjusting grain size of dielectric layer
US11791098B2 (en) Dielectric and multilayer capacitor including the same
CN114446660A (zh) 多层电容器
US11657971B2 (en) Multilayer capacitor
KR20210100952A (ko) 세라믹 전자 부품 및 그 제조 방법
KR20190116180A (ko) 유전체 조성물 및 이를 포함하는 적층형 전자 부품
US11636979B2 (en) Dielectric composition and multilayer electronic component including the same
KR102653210B1 (ko) 적층형 커패시터
US11791097B2 (en) Ceramic electronic component
US11830677B2 (en) Multilayer capacitor
CN114628155A (zh) 多层电子组件和介电组合物
US12009152B2 (en) Multilayer capacitor
US11862399B2 (en) Multilayered electronic component and dielectric composition
US20230207201A1 (en) Dielectric composition and multilayer capacitor
CN114765096A (zh) 多层电容器
KR20230101317A (ko) 적층형 전자 부품
KR20220103601A (ko) 적층형 커패시터

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant