KR20180028276A - 커패시터 부품 - Google Patents

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KR20180028276A
KR20180028276A KR1020160115759A KR20160115759A KR20180028276A KR 20180028276 A KR20180028276 A KR 20180028276A KR 1020160115759 A KR1020160115759 A KR 1020160115759A KR 20160115759 A KR20160115759 A KR 20160115759A KR 20180028276 A KR20180028276 A KR 20180028276A
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Abstract

본 발명의 일 실시 형태는, 바디와, 상기 바디 내부에 배치된 복수의 내부 전극과, 상기 바디의 두께 방향으로 연장 형성되어 상기 복수의 내부 전극과 연결된 연결 전극과, 상기 바디의 상면에 배치되어 상기 연결 전극과 연결된 상부 전극 및 상기 바디의 하면에 배치되어 상기 연결 전극과 연결된 하부 전극을 포함하며, 상기 상부 전극과 하부 전극은 서로 두께가 다르며, 각각 상기 바디와 접하는 면적이 서로 다른 커패시터 부품을 제공한다.

Description

커패시터 부품 {Capacitor Component}
본 발명은 커패시터 부품에 관한 것이다.
커패시터 부품의 하나인 적층 세라믹 커패시터는 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 커패시터(MLCC: Multi-Layered Ceramic Capacitor)는 소형이면서 고용량이 보장되고 실장이 용이하다는 장점을 인하여 다양한 전자 장치의 부품으로 사용될 수 있다.
이러한 MLCC는 소형이면서 용량이 보장되고 실장이 용이하다는 장점으로 인하여 다양한 전자 장치의 부품으로 사용될 수 있으며, 최근 고용량 및 고신뢰성의 방향으로 개발이 진행되고 있다. 고용량의 커패시터를 구현하기 위해서는 커패시터 바디를 구성하는 재료의 유전율을 높이거나 유전체층 및 내부 전극의 두께를 박막화하여 적층 수를 증가시키는 방법이 있다.
그러나, 고유전율 재료의 조성 개발이 쉽지 않고 현 공법상으로 유전체층의 두께를 낮추는 데 한계가 있기 때문에 이러한 방법으로 제품의 용량을 증가시키는데 한계가 있다. 이에, 커패시터의 초소형화 추세에 부합하면서도 제품의 용량은 높이기 위해 서로 다른 극성을 가지는 내부 전극의 겹침 면적을 증가시키는 방법에 대한 연구가 요구된다. 또한, 최근 기판의 실장 밀도가 높아짐에 따라 커패시터의 실장 면적 및 실장 높이를 감소시키려는 시도가 진행되고 있다.
본 발명의 목적 중 하나는 식별력 향상과 소형화에 유리하면서도 기판 등에 실장 시 휨 특성이 우수한 커패시터 부품을 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 방법으로, 본 발명은 일 실시 형태를 통하여 신규한 커패시터 부품을 제안하고자 하며, 구체적으로, 바디와, 상기 바디 내부에 배치된 복수의 내부 전극과, 상기 바디의 두께 방향으로 연장 형성되어 상기 복수의 내부 전극과 연결된 연결 전극과, 상기 바디의 상면에 배치되어 상기 연결 전극과 연결된 상부 전극 및 상기 바디의 하면에 배치되어 상기 연결 전극과 연결된 하부 전극을 포함하며, 상기 상부 전극과 하부 전극은 서로 두께가 다르며, 각각 상기 바디와 접하는 면적이 서로 다른 형태이다.
일 실시 예에서, 상기 상부 전극과 하부 전극은 서로 부피가 동일할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 상부 전극이 상기 바디와 접하는 면적은 상기 하부 전극이 상기 바디와 접하는 면적보다 작을 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 상부 전극은 상기 하부 전극보다 두꺼울 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 하부 전극은 상기 바디와 접하는 면의 형상이 사각형일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 상부 전극은 상기 바디와 접하는 면의 형상이 원형일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 상부 전극과 하부 전극은 서로 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 상부 전극은 스트라이프 형상일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 상부 전극은 상기 연결 전극과 연결되지 않는 더미 전극을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 연결 전극은 상기 바디를 관통하는 형태일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 내부 전극은 서로 교대로 배치된 복수의 제1 및 제2 내부 전극을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 연결 전극은 각각 상기 제1 및 제2 내부 전극과 연결된 제1 및 제2 연결 전극을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제2 연결 전극은 상기 제1 내부 전극을 관통하며 상기 제1 내부 전극과 연결되지 않는 형태일 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면은, 바디와, 상기 바디 내부에 배치된 복수의 내부 전극과, 상기 바디의 두께 방향으로 연장 형성되어 상기 복수의 내부 전극과 연결된 연결 전극과, 상기 바디의 상면에 배치되어 상기 연결 전극과 연결된 상부 전극 및 상기 바디의 하면에 배치되어 상기 연결 전극과 연결된 하부 전극을 포함하며, 상기 상부 전극과 하부 전극은 각각 상기 바디와 접하는 면적이 서로 동일하되 형상은 서로 다른 커패시터 부품을 제공한다.
일 실시 예에서, 상기 상부 전극과 하부 전극은 서로 두께가 동일할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 상부 전극과 하부 전극은 서로 부피가 동일할 수 있다.
본 발명의 여러 효과 중 일 효과로서, 식별력 향상 및 소형화에 유리하면서도 기판 등에 실장 시 휨 특성이 우수한 커패시터 부품을 얻을 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 커패시터 부품을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 커패시터 부품의 단면도이다.
도 3은 도 1의 커패시터 부품에서 내부 전극과 연결 전극의 형태를 나타낸 것이다.
도 4는 도 1의 커패시터 부품에서 하부 전극과 그 주변의 형태를 나타낸 것이다.
도 5는 도 1의 커패시터 부품에서 상부 전극과 그 주변의 형태를 나타낸 것이다.
도 6 내지 8은 도 1의 실시 형태에서 상부 전극의 형태가 변형된 예를 나타낸다.
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 실시형태에 따른 커패시터 부품을 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 2는 도 1의 커패시터 부품의 단면도이다. 도 3은 도 1의 커패시터 부품에서 내부 전극과 연결 전극의 형태를 나타낸 것이다. 도 4는 도 1의 커패시터 부품에서 상부 전극과 그 주변의 형태를 나타낸 것이며, 도 5는 도 1의 커패시터 부품에서 하부 전극과 그 주변의 형태를 나타낸 것이다.
도 1 내지 5를 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 커패시터 부품(100)은 바디(101), 복수의 내부 전극(111, 112), 연결 전극(121, 122), 하부 전극(131, 132) 및 상부 전극(141, 142)을 포함하며, 이 경우, 상부 전극(141, 142)과 하부 전극(131, 132)은 서로 두께가 다르며, 나아가, 각각 바디(101)와 접하는 면적이 서로 다른 형태이다.
본 실시 형태에서는 복수의 내부 전극(111, 112)을 각각 제1 내부 전극(111)과 제2 내부 전극(112)으로, 연결 전극(121, 122)은 제1 내부 전극(111)과 연결되는 것은 제1 연결 전극(121), 제2 내부 전극(112)과 연결되는 것은 제2 연결 전극(122)으로 칭한다.
바디(101)는 복수의 유전체층이 적층되어 형성될 수 있으며, 이러한 유전체층은 당 기술 분야에서 알려진 세라믹 등을 이용할 수 있다. 예를 들어, BaTiO3(티탄산바륨)계 세라믹 물질 등을 포함하는 그린 시트를 소성하여 바디(101)가 형성될 수 있다. 이 경우, 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.
제1 및 제2 내부 전극(111, 112)은 서로 다른 극성을 가지며 교대로 배치되어 있으며, 세라믹 그린 시트 상에 도전성 페이스트를 인쇄하는 등의 방법으로 형성될 수 있다. 제1 및 제2 내부 전극(111, 112)은 예컨대 니켈(Ni), 구리(Cu), 팔라듐(Pd) 또는 이들의 합금 등의 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 도전성 페이스트의 인쇄 방법은 스크린 인쇄법 또는 그라비아 인쇄법 등을 사용할 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 및 제2 연결 전극(121, 122)은 바디(101)의 두께 방향(도 2에서 Z축 방향)으로 연장 형성되어 제1 및 제2 내부 전극(111, 112)과 각각 연결되며, 도 2 및 도 3에 도시된 형태와 같이 바디(101)를 관통하여 형성될 수 있다. 이러한 스루홀(through-hole) 타입의 연결 전극(121, 122)의 경우, 내부 전극(111, 112) 중 연결되지 않는 것을 관통된 형태로 제공될 수 있다. 다시 말해, 도 3에서 볼 수 있듯이, 제2 연결 전극(122)은 제1 내부 전극(111)을 관통하면서 이와 연결되지 않는 형태, 즉, 사이에 절연 공간(S)이 존재하는 형태이다. 마찬가지로, 제1 연결 전극(121)은 제2 내부 전극(112)을 관통하면서 이와 연결되지 않을 수 있다.
한편, 제1 및 제2 연결 전극(121, 122)은 바디(101)와 내부 전극(111, 112)에 홀을 형성하고 이에 도전성 물질이 충진되어 형성될 수 있으며, 이러한 도전성 물질은 도전성 페이스트를 도포하거나 도금 등의 방법을 이용할 수 있다. 이 경우, 바디(101)의 홀은, 세라믹 그린시트에 레이저 공법 또는 펀칭 등으로 형성되거나, 소성 후의 적층체에 홀 가공하여 얻어질 수 있다.
하부 전극(131, 132)은 바디(101)의 하면에 배치되어 연결 전극(121, 122)과 연결된다. 이 경우, 하부 전극(131, 132)은 커패시터 부품(100)을 기판 등에 실장하는 영역으로 제공될 수 있으며, 필요에 따라 다층 구조를 가질 수 있다. 다만, 하부 전극(131, 132)이 실장 영역으로 제공될 필요는 없으며 상부 전극(141, 142)을 이용하여 커패시터 부품(100)을 실장할 수도 있을 것이다.
상부 전극(141, 142)은 바디(101)의 상면에 배치되어 연결 전극(121, 122)과 연결되며, 필수적인 사항은 아니지만 하부 전극(131, 132)과 동일한 물질과 동일한 적층 구조를 가질 수 있다.
상술한 바와 같이, 상부 전극(141, 142)과 하부 전극(131, 132)은 서로 두께가 다르며, 각각 바디(101)와 접하는 면적이 서로 다르다. 본 실시 형태의 경우, 상부 전극(141, 142)이 바디(101)와 접하는 면적은 하부 전극(131, 132)이 바디(101)와 접하는 면적보다 작으며, 반대로 상부 전극(141, 142)의 두께(t2)는 하부 전극(131, 132)의 두께(t1)보다 더 두껍다. 이에 따라, 상부 전극(141, 142)과 하부 전극(131, 132)은 서로 형상은 다르면서 부피는 서로 유사한 수준이 될 수 있으며, 바디(101)와 접하는 면적이나 두께 등을 조절함으로써 실질적으로 부피가 동일해질 수도 있을 것이다. 다만, 본 발명의 효과를 얻기 위하여 상부 전극(141, 142)과 하부 전극(131, 132)의 부피가 반드시 동일해야 하는 것은 아니라 할 것이다.
하부 전극(131, 132)이 실장 영역으로 제공되는 경우, 바디(101)의 상부에는 전극이 형성되어 있지 않아도 커패시터 부품(100)은 작동할 수 있지만 하부에만 전극(131, 132)이 형성됨에 따라 상부와 하부의 휨 특성이 달라지게 된다. 이에 따라, 기판 등에 실장된 커패시터 부품(100)은 휨이 발생하여 기판과의 접착 강도가 저하되는 등의 신뢰성 악화 문제가 생길 수 있다.
본 실시 형태에서는 상부 전극(141, 142)을 채용하여 휨 억제 효과를 얻고자 하였으며, 나아가, 상부 전극(141, 142)과 하부 전극(131, 132)의 형상을 달리하여 커패시터 부품(100)의 상하를 쉽게 구분할 수 있도록 하였다. 또한, 이렇게 형상을 달리하면서도 상부 전극(141, 142)과 하부 전극(131, 132)은 부피가 서로 유사한 수준이 되도록 형성되었으며, 이에 따라 커패시터 부품(100)의 상부와 하부에서 휨 특성이 균일해질 수 있다. 따라서, 본 실시 형태에 따른 전극 구조를 사용할 경우, 커패시터 부품(100)의 휨 발생이 저하되어 기판 실장 등의 경우에 신뢰성이 향상될 수 있다.
이를 구체적으로 설명하면, 도 2 그리고 도 4 및 도 5에 도시된 형태와 같이, 상부 전극(141, 142)과 하부 전극(131, 132)은 각각 바디(101)와 접하는 면적이 서로 다를 수 있다. 즉, 상부 전극(141, 142)이 바디(101)와 접하는 면적은 하부 전극(131, 132)이 바디(101)와 접하는 면적보다 작을 수 있으며, 이는 하부 전극(131, 132)이 실장 영역으로 제공되는 경우를 고려한 것으로서 이러한 면적 조건은 실장 방향에 따라 달라질 수 있을 것이다. 이 경우, 도 2에서 볼 수 있듯이, 부피 동일 조건을 만족하기 위하여 상부 전극(141, 142)은 하부 전극(131, 132)보다 두꺼울 수 있다(t1 < t2).
형상 측면에서, 도 4에 도시된 형태와 같이, 하부 전극(131, 132)은 바디(101)와 접하는 면의 형상이 사각형일 수 있다. 또한, 도 5에 도시된 형태와 같이, 상부 전극(141, 142)은 바디(101)와 접하는 면의 형상이 원형일 수 있으며, 연결 전극(121, 122)을 안정적으로 커버하도록 연결 전극(121, 122)보다는 크기가 큰 형태일 수 있다.
도 6 내지 8은 도 1의 실시 형태에서 상부 전극의 형태가 변형된 예를 나타낸다.
도 6 내지 8의 변형 예를 살펴보면, 상부 전극(141, 142, 143)은 스트라이프 형상으로 형성되며, 스트라이프의 방향은 하부 전극(131, 132)이 형성된 방향과 같거나(도 6 및 도 7), 다를 수 있다(도 8). 변형 예의 경우, 상부 전극(141, 142, 143)은 연결 전극(121, 122)과 연결된 것(141, 142)과 연결 전극(121, 122)과 연결되지 않은 더미 전극(143)을 포함한다. 앞선 실시 형태와 달리, 상부 전극(141, 142)은 연결 전극(121, 122)과 실질적으로 동일한 폭을 갖도록 형성될 수 있으며, 다만, 이는 본 발명의 필수적인 사항은 아니라 할 것이다.
상부 전극(141, 142, 143)과 하부 전극(131, 132)은 형상은 서로 다르되 각각 바디(101)와 접하는 면적이 서로 동일할 수 있으며, 또한, 두께가 역시 서로 동일할 수 있다. 이에 따라, 상부 전극(141, 142, 143)과 하부 전극(131, 132)은 부피가 서로 동일해질 수 있으며, 상술한 바와 같이 커패시터 부품의 상부와 하부가 명확히 구별되면서도 휨 특성이 향상될 수 있다.
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.
100: 커패시터 부품
101: 바디
111, 112: 내부 전극
121, 122: 연결 전극
131, 132: 하부 전극
141, 142, 143: 상부 전극

Claims (16)

  1. 바디;
    상기 바디 내부에 배치된 복수의 내부 전극;
    상기 바디의 두께 방향으로 연장 형성되어 상기 복수의 내부 전극과 연결된 연결 전극;
    상기 바디의 상면에 배치되어 상기 연결 전극과 연결된 상부 전극; 및
    상기 바디의 하면에 배치되어 상기 연결 전극과 연결된 하부 전극;을 포함하며,
    상기 상부 전극과 하부 전극은 서로 두께가 다르며, 각각 상기 바디와 접하는 면적이 서로 다른 커패시터 부품.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부 전극과 하부 전극은 서로 부피가 동일한 커패시터 부품.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상부 전극이 상기 바디와 접하는 면적은 상기 하부 전극이 상기 바디와 접하는 면적보다 작은 커패시터 부품.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 상부 전극은 상기 하부 전극보다 두꺼운 커패시터 부품.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하부 전극은 상기 바디와 접하는 면의 형상이 사각형인 커패시터 부품.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 상부 전극은 상기 바디와 접하는 면의 형상이 원형인 커패시터 부품.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 상부 전극과 하부 전극은 서로 동일한 물질로 이루어진 커패시터 부품.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 상부 전극은 스트라이프 형상인 커패시터 부품.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 상부 전극은 상기 연결 전극과 연결되지 않는 더미 전극을 포함하는 커패시터 부품.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 연결 전극은 상기 바디를 관통하는 형태인 커패시터 부품.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 내부 전극은 서로 교대로 배치된 복수의 제1 및 제2 내부 전극을 포함하는 커패시터 부품.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 연결 전극은 각각 상기 제1 및 제2 내부 전극과 연결된 제1 및 제2 연결 전극을 포함하는 커패시터 부품.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 연결 전극은 상기 제1 내부 전극을 관통하며 상기 제1 내부 전극과 연결되지 않는 형태인 커패시터 부품.
  14. 바디;
    상기 바디 내부에 배치된 복수의 내부 전극;
    상기 바디의 두께 방향으로 연장 형성되어 상기 복수의 내부 전극과 연결된 연결 전극;
    상기 바디의 상면에 배치되어 상기 연결 전극과 연결된 상부 전극; 및
    상기 바디의 하면에 배치되어 상기 연결 전극과 연결된 하부 전극;을 포함하며,
    상기 상부 전극과 하부 전극은 각각 상기 바디와 접하는 면적이 서로 동일하되 형상은 서로 다른 커패시터 부품.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 상부 전극과 하부 전극은 서로 두께가 동일한 커패시터 부품.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 상부 전극과 하부 전극은 서로 부피가 동일한 커패시터 부품.
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