KR20190106622A - Multilayered capacitor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 적층형 커패시터에 관한 것이다.The present invention relates to a multilayer capacitor.
최근 전자기기는 기구부품의 정음(靜音)화가 진행되고 적층형 커패시터(MLCC)가 발하는 어쿠스틱 노이즈(Acoustic Noise)가 두드러지고 있다. In recent years, electronic devices have become more silent, and acoustic noise generated by multilayer capacitors (MLCCs) has become prominent.
적층형 커패시터의 유전체 재료는 압전성을 지니기 때문에 인가전압에 동기화되어 변형된다.The dielectric material of the multilayer capacitor is piezoelectric and deforms in synchronization with the applied voltage.
인가전압의 주기가 가청주파수 대역에 있을 때, 그 변위는 진동이 되어 솔더를 통해 기판에 전해지고, 이 기판 진동은 소리로서 들려 온다. 이것이 어쿠스틱 노이즈로써 전자기기에 있어 문제가 되고 있다.When the period of the applied voltage is in the audible frequency band, the displacement becomes a vibration and is transmitted to the substrate through the solder, and the substrate vibration is heard as sound. This is acoustic noise and has become a problem for electronic devices.
어쿠스틱 노이즈 문제는, 기기의 동작환경이 조용할 경우 사용자가 어쿠스틱 노이즈를 이상한 소리로 인지하여 기기의 고장이라고 느끼게 하거나 또는 음성회로를 가지는 기기에서는 음성출력에 어쿠스틱 노이즈가 중첩되면 기기의 품질을 저하시키게 된다.The acoustic noise problem may cause users to perceive acoustic noise as abnormal sounds when the operating environment of the device is quiet, or cause the device to malfunction. do.
그리고, 사람의 귀가 인지하는 어쿠스틱 노이즈와는 별개로 적층형 커패시터의 압전 진동이 20kHz 이상의 고주파 영역에서 발생시 IT 및 산업/전장에서 사용되는 각종 센서류에 있어 오작동의 원인이 될 수 있다.In addition, apart from acoustic noise perceived by the human ear, piezoelectric vibration of a multilayer capacitor may cause malfunction in various sensors used in IT and industrial / electric fields when generated in a high frequency region of 20 kHz or more.
본 발명의 목적은 20kHz 미만 가청주파수 영역의 어쿠스틱 노이즈 및 20kHz 이상의 고주파 진동을 저감시킬 수 있는 전자 부품을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide an electronic component capable of reducing acoustic noise and high frequency vibration of 20 kHz or more in the audio frequency region below 20 kHz.
본 발명의 일 측면은, 복수의 유전체층과 상기 유전체층을 사이에 두고 배치되는 복수의 내부 전극을 포함하는 액티브영역을 포함하고, 서로 대향하는 제1 및 제2 면과 상기 제1 및 제2 면과 연결되고 서로 대향하는 제3 및 제4 면을 포함하고, 복수의 내부 전극의 일단이 제3 및 제4 면을 통해 번갈아 노출되는 커패시터 바디; 및 상기 커패시터 바디의 제3 및 제4 면에 형성되며, 상기 커패시터 바디의 제3 및 제4 면을 통해 노출되는 내부 전극과 각각 접속되는 제1 및 제2 외부 전극; 을 포함하고, 상기 액티브영역은 상기 커패시터 바디의 제2 면에 인접하는 제1 액티브영역과 상기 커패시터 바디의 실장 면인 제1 면에 인접하는 제2 액티브영역을 포함하고, 상기 제2 액티브영역에서 내부 전극의 오버랩 면적이 상기 제1 액티브영역에서 내부 전극의 오버랩 면적에 비해 작고, 상기 제1 액티브영역에서 내부 전극의 오버랩 면적 편차가 5% 이하이고, 상기 제2 액티브영역에서 내부 전극의 오버랩 면적 편차가 5% 이하인 적층형 커패시터를 제공한다.One aspect of the present invention includes an active region including a plurality of dielectric layers and a plurality of internal electrodes disposed with the dielectric layers interposed therebetween, the first and second surfaces opposing each other, and the first and second surfaces; A capacitor body including third and fourth surfaces connected to and opposed to each other, wherein one end of the plurality of internal electrodes is alternately exposed through the third and fourth surfaces; First and second external electrodes formed on third and fourth surfaces of the capacitor body and connected to internal electrodes exposed through the third and fourth surfaces of the capacitor body, respectively; Wherein the active region includes a first active region adjacent to a second surface of the capacitor body and a second active region adjacent to a first surface, which is a mounting surface of the capacitor body, and is internal to the second active region. The overlap area of the electrode is smaller than the overlap area of the internal electrode in the first active area, the overlap area deviation of the internal electrode in the first active area is 5% or less, and the overlap area deviation of the internal electrode in the second active area. Provides a multilayer capacitor having less than 5%.
본 발명의 다른 측면은, 복수의 유전체층과 상기 유전체층을 사이에 두고 배치되는 복수의 내부 전극을 포함하는 액티브영역을 포함하고, 서로 대향하는 제1 및 제2 면과 상기 제1 및 제2 면과 연결되고 서로 대향하는 제3 및 제4 면을 포함하고, 복수의 내부 전극의 일단이 제3 및 제4 면을 통해 번갈아 노출되는 커패시터 바디; 상기 커패시터 바디의 제3 및 제4 면에 형성되며, 상기 커패시터 바디의 제3 및 제4 면을 통해 노출되는 내부 전극과 각각 접속되는 제1 및 제2 외부 전극; 을 포함하고, 상기 액티브영역은 상기 커패시터 바디의 제2 면에 인접하는 제1 액티브영역과 상기 커패시터 바디의 실장 면인 제1 면에 인접하는 제2 액티브영역을 포함하고, 상기 제2 액티브영역의 내부 전극의 길이가 상기 제1 액티브영역의 내부 전극의 길이 보다 작고, 상기 제1 액티브영역에서 내부 전극의 길이 편차가 5% 이하이고, 상기 제2 액티브영역에서 내부 전극의 길이 편차가 5% 이하일 수 있다.Another aspect of the present invention includes an active region including a plurality of dielectric layers and a plurality of internal electrodes disposed with the dielectric layers interposed therebetween, the first and second surfaces opposing each other, and the first and second surfaces; A capacitor body including third and fourth surfaces connected to and opposed to each other, wherein one end of the plurality of internal electrodes is alternately exposed through the third and fourth surfaces; First and second external electrodes formed on third and fourth surfaces of the capacitor body and connected to internal electrodes exposed through third and fourth surfaces of the capacitor body, respectively; Wherein the active region includes a first active region adjacent to a second surface of the capacitor body and a second active region adjacent to a first surface, which is a mounting surface of the capacitor body, and includes an inside of the second active region. The length of the electrode may be less than the length of the internal electrode of the first active region, the length deviation of the internal electrode in the first active region is 5% or less, and the length deviation of the internal electrode in the second active region may be 5% or less. have.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제1 액티브영역의 두께는 전체 액티브영역의 두께 대비 50% 이상일 수 있다.In an embodiment, the thickness of the first active region may be 50% or more of the thickness of the entire active region.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제2 액티브영역의 내부 전극의 오버랩 면적은 상기 제1 액티브영역의 내부 전극의 오버랩 면적의 25% 이상일 수 있다.In an embodiment, the overlap area of the internal electrodes of the second active region may be 25% or more of the overlap area of the internal electrodes of the first active region.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제2 액티브영역의 내부 전극의 오버랩 면적은 상기 제1 액티브영역의 내부 전극의 오버랩 면적의 85% 이하일 수 있다.In an embodiment, the overlap area of the internal electrodes of the second active region may be 85% or less of the overlap area of the internal electrodes of the first active region.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제2 액티브영역에 상기 내부 전극 및 인접한 외부 전극과 이격되도록 배치되는 더미 전극을 더 포함할 수 있다.In an embodiment, the second active region may further include a dummy electrode disposed to be spaced apart from the inner electrode and the adjacent outer electrode.
본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 적층형 커패시터의 20kHz 미만 가청 주파수 영역의 어쿠스틱 노이즈 및 20kHz 이상의 고주파 진동을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.According to one embodiment of the present invention, it is possible to reduce acoustic noise and high frequency vibration of 20 kHz or more in the audible frequency region of less than 20 kHz of the multilayer capacitor.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 적층형 커패시터를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I’선 단면도이다.
도 3(a) 내지 도 3(d)는 종래의 적층형 커패시터와 본 발명의 3가지 실시 예에 따른 적층형 커패시터의 커패시터 바디를 각각 도시한 단면도이다.
도 4(a) 내지 도 4(d)는 도 3(a) 내지 도 3(d)에 각각 적용되는 내부 전극의 오버랩 면적을 도시한 평면도이다.
도 5(a) 내지 도 5(h)는 도 3(a) 내지 도 3(d)의 적층형 커패시터를 기판에 실장할 때 기판의 상면에 배치된 패드의 변위 분포와 인쇄회로기판의 변위 분포를 각각 나타낸 사진이다.
도 6은 종래의 적층형 커패시터와 본 발명의 3가지 실시 예에 따른 적층형 커패시터에서 주파수에 따라 변하는 기판의 변위를 각각 나타낸 그래프이다.
도 7은 도 1의 적층형 커패시터가 기판에 실장된 상태를 도시한 단면면이다.
도 8은 도 1의 적층형 커패시터가 기판에 실장된 경우 진동이 전달되는 것을 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 적층형 커패시터를 개략적으로 나타낸 단면도이다.1 is a perspective view schematically illustrating a stacked capacitor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 1.
3 (a) to 3 (d) are cross-sectional views illustrating a capacitor body of a conventional multilayer capacitor and a multilayer capacitor according to three embodiments of the present invention.
4 (a) to 4 (d) are plan views illustrating overlap areas of internal electrodes applied to FIGS. 3 (a) to 3 (d), respectively.
5 (a) to 5 (h) show the displacement distribution of the pad and the displacement distribution of the printed circuit board when the multilayer capacitor of FIGS. 3 (a) to 3 (d) is mounted on the substrate. Each picture is shown.
FIG. 6 is a graph illustrating displacement of a substrate that varies with frequency in a conventional multilayer capacitor and a multilayer capacitor according to three embodiments of the present disclosure.
7 is a cross-sectional view illustrating a state in which the multilayer capacitor of FIG. 1 is mounted on a substrate.
8 is a cross-sectional view illustrating that vibration is transmitted when the multilayer capacitor of FIG. 1 is mounted on a substrate.
9 is a schematic cross-sectional view of a multilayer capacitor according to another exemplary embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention.
그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.
또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술 분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.Moreover, embodiment of this invention is provided in order to demonstrate this invention more completely to the person with average knowledge in the technical field.
도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.Shape and size of the elements in the drawings may be exaggerated for more clear description.
또한, 각 실시 형태의 도면에서 나타난 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 사용하여 설명한다.In addition, the component with the same function within the range of the same idea shown by the figure of each embodiment is demonstrated using the same reference numeral.
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.In addition, the inclusion of any component throughout the specification means that it may further include other components, except to exclude other components unless specifically stated otherwise.
이하, 본 발명의 실시 형태를 명확하게 설명하기 위해 커패시터 바디(110)의 방향을 정의하면, 도면에 표시된 X, Y 및 Z는 각각 커패시터 바디(110)의 길이 방향, 폭 방향 및 두께 방향을 나타낸다. 또한, 본 실시 형태에서, Z방향은 유전체층이 적층되는 적층 방향과 동일한 개념으로 사용될 수 있다.Hereinafter, when the direction of the
도 1, 도 2, 도 3(b), 도 4(b), 도 5(b) 및 도 5(f)를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 적층형 커패시터는, 커패시터 바디(110) 및 커패시터 바디(110)의 양 단부에 형성되는 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)을 포함한다.1, 2, 3 (b), 4 (b), 5 (b), and 5 (f), a multilayer capacitor according to an embodiment of the present invention may include a
커패시터 바디(110)는 복수의 유전체층(111)을 Z방향으로 적층한 다음 소성한 것으로서, 복수의 유전체층(111)과 유전체층(111)을 사이에 두고 Z방향으로 번갈아 배치되는 복수의 내부 전극을 포함한다.The
이때, 유전체층(111)과 내부 전극은 후술하는 실장 면인 커패시터 바디(110)의 제1 면에 대해 수평으로 적층될 수 있다.In this case, the
또한, 커패시터 바디(110)는 Z방향으로 적층되는 복수의 내부 전극을 포함하는 액티브영역과 상기 액티브영역의 상하에 배치되는 커버영역(112, 113)을 포함한다.In addition, the
커버영역(112, 113)은 내부 전극이 배치되지 않는 영역을 가리킬 수 있다.The
이때, 커패시터 바디(110)의 서로 인접하는 각각의 유전체층(111) 끼리는 경계를 확인할 수 없을 정도로 일체화될 수 있다.At this time, each of the
커패시터 바디(110)는 대체로 육면체 형상일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The
본 실시 형태에서는 설명의 편의를 위해, 커패시터 바디(110)에서 Z방향으로 서로 대향하는 양면을 제1 및 제2 면(1, 2)으로, 제1 및 제2 면(1, 2)과 연결되고 X방향으로 서로 대향하는 양면을 제3 및 제4 면(3, 4)으로, 제1 및 제2 면(1, 2)과 연결되고 제3 및 제4 면(3, 4)과 연결되며 Y방향으로 서로 대향하는 양면을 제5 및 제6 면(5, 6)으로 정의하기로 한다. 본 실시 형태에서는 커패시터 바디(110)의 제1 면(1)이 실장 면이 될 수 있다.In the present embodiment, for convenience of description, both surfaces of the
유전체층(111)은 고유전률의 세라믹 재료를 포함할 수 있으며, 예를 들어 BaTiO3계 세라믹 분말 등을 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The
또한, 유전체층(111)에는 상기 세라믹 분말과 함께, 세라믹 첨가제, 유기용제, 가소제, 결합제 및 분산제 등이 더 첨가될 수 있다. In addition, a ceramic additive, an organic solvent, a plasticizer, a binder, a dispersant, and the like may be further added to the
상기 세라믹 첨가제는, 예를 들어 전이금속 산화물 또는 전이금속 탄화물, 희토류 원소, 마그네슘(Mg) 또는 알루미늄(Al) 등이 사용될 수 있다.As the ceramic additive, for example, transition metal oxide or transition metal carbide, rare earth element, magnesium (Mg) or aluminum (Al) may be used.
그리고, 상기 액티브영역은, Z방향을 기준으로 커패시터 바디(110)의 상부에 위치하는 제1 액티브영역(A2)과 커패시터 바디(110)의 하부에 위치하는 제2 액티브 영역(A3)을 포함할 수 있다.The active region may include a first active region A2 positioned above the
제1 액티브영역(A2)은 커패시터 바디(110)의 실장 반대 면인 제2 면(2)에 인접하고, 복수의 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)을 포함한다.The first active region A2 is adjacent to the
제1 및 제2 내부 전극(121, 122)은 서로 다른 극성을 갖는 전극으로서, 유전체층(111)을 사이에 두고 Z방향으로 번갈아 배치되고, 일단이 커패시터 바디(110)의 제3 및 제4 면(3, 4)을 통해 각각 노출되어 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)과 각각 접속되어 전기적으로 연결될 수 있다.The first and second
제2 액티브영역(A3)은 커패시터 바디(110)의 실장 면인 제1 면(1)에 인접하고, 복수의 제3 및 제4 내부 전극(123, 124)을 포함한다.The second active region A3 is adjacent to the
제3 및 제4 내부 전극(123, 124)은 서로 다른 극성을 갖는 전극으로서, 유전체층(111)을 사이에 두고 Z방향으로 번갈아 배치되고, 일단이 커패시터 바디(110)의 제3 및 제4 면(3, 4)을 통해 각각 노출되어 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)과 각각 접속되어 전기적으로 연결될 수 있다.The third and fourth
또한, 제2 액티브영역(A3)에서 제3 및 제4 내부 전극(123, 124)의 오버랩 면적은 제1 액티브영역(A2)의 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)의 오버랩 면적에 비해 작다.In addition, the overlap areas of the third and fourth
이때, 제1 액티브영역(A2)과 제2 액티브영역(A3) 내에서 내부 전극의 오버랩 면적은 위치와 상관 없이 대체로 동일할 수 있다. In this case, the overlap area of the internal electrodes in the first active region A2 and the second active region A3 may be substantially the same regardless of the position.
본 실시 예에서는, 제1 액티브영역(A2)에서 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)의 오버랩 면적 편차는 5% 이하일 수 있고, 제2 액티브영역(A3)에서 제3 및 제4 내부 전극(123, 124)의 오버랩 면적 편차는 5% 이하일 수 있다.In the present embodiment, the overlap area deviation of the first and second
또한, 제2 액티브영역(A3)의 오버랩 면적을 제1 액티브영역(A2)의 오버랩 면적에 비해 작게 하기 위해, 제2 액티브영역(A3)에서 제3 및 제4 내부 전극(123, 124)의 길이를 제1 액티브 영역(A2)에서 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)의 길이 보다 짧게 형성할 수 있다.In addition, in order to make the overlap area of the second active area A3 smaller than the overlap area of the first active area A2, the third and fourth
이때, 제1 액티브영역(A2)에서 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)의 길이 편차는 5% 이하일 수 있고, 제2 액티브영역(A3)에서 제3 및 제4 내부 전극(123, 124)의 길이 편차는 5% 이하일 수 있다.In this case, the length deviation of the first and second
한편, 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)과 제3 및 제4 내부 전극(123, 124)은 도전성 금속으로 형성되며, 예를 들어 니켈(Ni) 또는 니켈(Ni) 합금 등의 재료를 사용할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, the first and second
위와 같은 구성에 따라, 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)에 소정의 전압을 인가하면 서로 대향하는 제1 및 제2 내부 전극(121, 122) 사이, 그리고 제3 및 제4 내부 전극(123, 124) 사이에 전하가 축적된다.According to the above configuration, when a predetermined voltage is applied to the first and second
이때, 적층형 커패시터(100)의 정전 용량은 Z방향을 따라 서로 오버랩 되는 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)의 오버랩 된 면적 및 제3 및 제4 내부 전극(123, 124)의 오버랩 된 면적과 비례하게 된다.At this time, the capacitance of the
한편, 제2 액티브영역(A3)에서 제3 및 제4 내부 전극(123, 124)의 오버랩 면적은 제1 액티브영역(A2)에서 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)의 오버랩 면적에 대해 25% 이상일 수 있다.Meanwhile, an overlap area of the third and fourth
이 비율이 25% 미만인 경우, 제2 액티브 영역의 두께가 너무 두꺼워져 적층형 커패시터의 전체 두께가 지나치게 증가되는 문제가 있다.If this ratio is less than 25%, there is a problem that the thickness of the second active region becomes too thick, so that the overall thickness of the multilayer capacitor is excessively increased.
또한, 더 바람직하게 제2 액티브영역(A3)에서 제3 및 제4 내부 전극(123, 124)의 오버랩 면적은 제1 액티브영역(A2)에서 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)의 오버랩 면적에 대해 최대 85% 이하일 수 있다. 이 비율이 85%를 초과하는 경우 기판 진동 변위 감소량이 10% 미만이 되어 어쿠스틱 노이즈 개선 효과가 미비해질 수 있다.More preferably, the overlap area of the third and fourth
또한, 제1 액티브영역(A2)의 Z방향의 두께는 전체 액티브영역의 두께 대비 50% 이상일 수 있다. In addition, the thickness in the Z direction of the first active region A2 may be 50% or more of the thickness of the entire active region.
이 비율이 50% 미만인 경우 동일한 정전 용량을 확보하기 위해 제2 액티브 영역(A3)을 증가시켜야 하므로, 이로 인해 적층형 커패시터의 전체 두께가 지나치게 증가되는 문제가 있다.If the ratio is less than 50%, the second active region A3 needs to be increased to secure the same capacitance, thereby causing an increase in the overall thickness of the multilayer capacitor.
제1 및 제2 외부 전극(131, 132)은 커패시터 바디(110)의 X방향의 제3 및 제4 면(3, 4)에 각각 형성되고, 서로 다른 극성의 전압이 제공되며, 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)의 노출되는 부분, 제3 및 제4 내부 전극(123, 124)의 노출되는 부분과 각각 접속되어 전기적으로 연결될 수 있다.The first and second
이러한 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)의 표면에는 필요시 도금층이 형성될 수 있다.Plating layers may be formed on the surfaces of the first and second
예컨대, 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)은 제1 및 제2 도전층과, 상기 제1 및 제2 도전층 상에 형성되는 제1 및 제2 니켈(Ni) 도금층과, 상기 제1 및 제2 도금층 상에 형성되는 제1 및 제2 주석(Sn) 도금층을 각각 포함할 수 있다.For example, the first and second
또한, 제1 외부 전극(131)은 제1 접속부(131a)와 제1 밴드부(131b)를 포함할 수 있다.In addition, the first
제1 접속부(131a)는 커패시터 바디(110)의 제3 면(3)에 배치되어 제1 및 제3 외부 전극(121, 123)과 접속되어 전기적으로 연결되는 부분이고, 제1 밴드부(131b)는 제1 접속부(131a)에서 커패시터 바디(110)의 제1 면(1)의 일부까지 연장되는 부분이다.The
이때, 제1 밴드부(131b)는 고착 강도 향상 등의 목적으로 필요시 커패시터 바디(110)의 제2 면(2)의 일부와 제5 및 제6 면(5, 6)의 일부까지 더 연장될 수 있다.In this case, the
제2 외부 전극(132)은 제2 접속부(132a)와 제2 밴드부(132b)를 포함할 수 있다.The second
제2 접속부(132a)는 커패시터 바디(110)의 제4 면(4)에 배치되어 제2 및 제4 외부 전극(122, 124)과 접속되어 전기적으로 연결되는 부분이고, 제2 밴드부(132b)는 제2 접속부(132a)에서 커패시터 바디(110)의 제1 면(1)의 일부까지 연장되는 부분이다.The second connecting
이때, 제2 밴드부(132b)는 고착 강도 향상 등의 목적으로 필요시 커패시터 바디(110)의 제2 면(2)의 일부와 제5 및 제6 면(5, 6)의 일부까지 더 연장될 수 있다.At this time, the
이하, 도 3(a) 내지 도 5(h)를 참조하여 비교 예 와 실시 예 1 내지 실시 예 3에서 내부 전극의 구조와 그에 따른 변위 분포의 차이에 대해 설명한다.Hereinafter, a difference between the structure of the internal electrode and the displacement distribution according to the comparative example and the first to third embodiments will be described with reference to FIGS. 3A to 5H.
이때, 가청 주파수는 2 내지 9kHz로 설정한다. 또한, 도면에서 비교 예, 실시 예 1, 실시 예 2 및 실시 예 3은 편의를 위해 내부 전극의 적층 수를 줄여 도시한다.At this time, the audible frequency is set to 2 to 9 kHz. In addition, in the drawings, Comparative Example, Example 1, Example 2, and Example 3 illustrate reducing the number of stacked internal electrodes for convenience.
여기서, 도 3(a), 도 4(a), 도 5(a) 및 도 5(e)는 액티브영역(A1)이 2개로 구분되지 않고 총 200층의 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)으로 이루어진 비교 예에 관한 것이고, 도 3(b), 도 4(b), 도 5(b) 및 도 5(f)는 실시 예 1에 관한 것이고, 도 3(c), 도 4(c), 도 5(c) 및 도 5(g)는 실시 예 2에 관한 것이고, 도 3(d), 도 4(d), 도 5(d) 및 도 5(h)는 실시 예 3에 관한 것이다.3 (a), 4 (a), 5 (a), and 5 (e) do not have two active regions A1, and there are 200 first and second
실시 예 1은 커패시터 바디(110)가 총 210개의 내부 전극을 포함하되 제1 액티브영역(A2)의 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)은 140층이고 제2 액티브영역(A3)의 제3 및 제4 내부 전극(123, 124)은 70층인 것이다. In the first embodiment, the
이때, 제2 액티브영역(A3)에서 제3 및 제4 내무 전극(123, 124)의 오버랩 면적은 제1 액티브영역(A1)에서 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)의 오버랩 면적의 85%일 수 있다.In this case, the overlap area of the third and fourth
실시 예 2는 커패시터 바디(110)가 총 260개의 내부 전극을 포함하되 제1 액티브영역(A4)의 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)은 180층이고 제2 액티브영역(A5)의 제3 및 제4 내부 전극(123’, 124’)은 80층인 것이다. In
이때, 제2 액티브영역(A5)에서 제3 및 제4 내무 전극(123’, 124’)의 오버랩 면적은 제1 액티브영역(A4)에서 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)의 오버랩 면적의 25%일 수 있다.In this case, the overlap areas of the third and fourth
실시 예 3은 커패시터 바디(110)가 총 290개의 내부 전극을 포함하되 제1 액티브영역(A6)의 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)은 190층이고 제2 액티브영역(A7)의 제3 및 제4 내부 전극(123", 124")은 100층인 것이다. In the third embodiment, the
이때, 제2 액티브영역(A7)에서 제3 및 제4 내무 전극(123", 124")의 오버랩 면적은 제1 액티브영역(A6)에서 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)의 오버랩 면적의 10%일 수 있다.In this case, the overlap areas of the third and fourth
도 7 및 도 8에서와 같이, 본 실시 형태의 적층형 커패시터(100)는 수평 적층 타입으로, 전압이 인가되면 커패시터 바디(110)는 Z방향으로 팽창 변형하는 거동을 하고 X방향 및 Y방향으로 수축 변형하는 거동을 한다.As shown in Fig. 7 and 8, the
보다 구체적으로, 적층형 커패시터(100)를 기판(210)에 실장하면 커패시터 바디(110)의 Z방향의 팽창 변형으로 인해 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)과 접합되는 제1 및 제2 패드(221, 222)는 아래로 눌리는 변위가 발생하게 된다.More specifically, when the
또한, 커패시터 바디(110)의 X방향 및 Y방향의 수축 변형은 솔더(231, 232)를 통해 제1 및 제2 패드(221, 222)에 전달되어 기판(210)을 위로 들어올리는 변위가 제1 및 제2 패드(221, 222)의 단부에 발생하게 된다.In addition, the shrinkage deformation in the X and Y directions of the
도 5(a) 내지 도 5(h)와 도 6을 참조하면, 실시 예 1 내지 실시 예 3은 적층형 커패시터의 하부에서 제1 및 제2 패드(221, 222)의 위 부분과 커패시터 바디(110)의 제3 및 제4 면(3, 4) 쪽에서 내부 전극의 오버랩이 이루어지지 않도록 한 것으로, 제2 액티브영역의 제3 및 제4 내부 전극의 오버랩 면적을 감소시켜 커패시터 바디(110)의 실장 면과 하부 측면의 압전 변형을 줄일 수 있다. 5 (a) to 5 (h) and FIG. 6,
이에, 비교 예와 비교하여 커패시터 바디(110)로부터 기판(210)으로 전달되는 진동을 저감시켜 어쿠스틱 노이즈(Acoustic Noise)를 저감할 수 있다.Thus, acoustic noise may be reduced by reducing vibration transmitted from the
한편, 제1 액티브영역은 커패시터 바디(110)의 상부 측에 위치하기 때문에, 여기서 발생된 진동은 기판(210)으로 전달이 잘 되지 않는다. On the other hand, since the first active region is located on the upper side of the
이에, 도 8에서와 같이, 제1 액티브영역의 제1 및 제2 내부 전극(131, 132)의 적층 수를 B1만큼 증가시킴으로써, 제2 액티브 영역에서 제3 및 제4 내부 전극(123, 124)의 감소된 오버랩 면적(B2, B3)으로 인해 줄어든 정전 용량을 보상할 수 있다.Accordingly, as shown in FIG. 8, by increasing the number of stacked first and second
한편, 도 7 및 도 8에서는 본 발명의 실시 예 1을 예로 들어 도시하여 설명하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며, 예컨대 실시 예 2 및 3의 경우에도 수치의 차이가 있을 뿐 실시 예 1과 같은 효과가 발생한다.7 and 8 illustrate
즉, 본 발명의 실시 예들의 경우, 제2 액티브영역에서 제3 및 제4 내부 전극(123, 124)의 오버랩 면적이 제1 액티브영역의 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)의 오버랩 면적에 비해 작지만, 제1 액티브영역에서 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)의 적층 수를 영역 증가시킴으로써 비교 예와 동일한 수준의 정전 용량을 확보할 수 있는 것이다.That is, in embodiments of the present invention, an overlap area of the third and fourth
또한, 실시 예 1의 경우 실시 예 2에 비해 내부 전극의 전체 적층 수가 적어 적층형 커패시터의 높이는 상대적으로 더 낮게 할 수 있지만 변위 분포 면에서 실시 예 1이 더 유리한 것을 알 수 있다.In addition, in Example 1, since the total number of internal electrodes is smaller than that of Example 2, the height of the multilayer capacitor may be relatively lower, but it is understood that Example 1 is more advantageous in terms of displacement distribution.
아래 표 1은 도 6에서 비교 예와 3가지 실시 예의 해당 공진 주파수에서의 기판의 변위를 나타낸 것이다. 여기서, 비(Ratio)는 각 공진 주파수에서 비교 예의 기판 변위 대비 실시 예 1 내지 3의 기판 변위가 감소되는 비율을 나타낸 것이다.Table 1 below shows the displacement of the substrate at the corresponding resonance frequencies of the comparative example and the three embodiments in FIG. Here, the ratio (Ratio) represents the ratio of the substrate displacement of Examples 1 to 3 to the substrate displacement of the comparative example at each resonance frequency is reduced.
표 1을 참조하면, 실시 예 1과 같이 제3 및 제4 내부 전극의 오버랩 면적이 85%인 경우 비교 예에 비해 10% 미만으로 변위 저감 효과가 크지 않다.Referring to Table 1, when the overlap area of the third and fourth internal electrodes is 85% as in Example 1, the displacement reduction effect is less than 10% compared to the comparative example.
실시 예 2와 같이 제3 및 제4 내부 전극의 오버랩 면적이 25%인 경우 비교 예에 비해 50%가 조금 넘는 정도로 변위 감소 효과가 실시 예 1에 비해 크게 증가하는 것을 알 수 있다.When the overlap area of the third and fourth internal electrodes is 25% as in Example 2, it can be seen that the displacement reduction effect is significantly increased compared to Example 1 to a little more than 50% compared to the comparative example.
그리고, 실시 예 3과 같이 제3 및 제4 내부 전극의 오버랩 면적을 10%로 크게 줄이더라도 변위 감소 효과는 62.0%로 실시 예 2에 비해 크게 개선되지 않는 것을 알 수 있다.And, as in Example 3, even if the overlap area of the third and fourth internal electrodes is greatly reduced to 10%, the displacement reduction effect is 62.0%, which is not significantly improved compared to Example 2.
하기 표 2는 비교 예에 대한 실시 예 1 내지 3의 내부 전극의 총 적층 수를 비교하여 나타낸 것이다.Table 2 below shows a comparison of the total number of stacked layers of the internal electrodes of Examples 1 to 3 for the comparative example.
총 적층 수Internal electrode
Total laminations
증가율(%)Floor
% Increase
표 2를 참조하면, 실시 예 3과 같이 제3 및 제4 내부 전극의 오버랩 면적이 10%인 경우 실시 예 2의 제3 및 제4 내부 전극의 오버랩 면적이 25%인 경우와 비교하여 층수 증가율이 15%가 증가하면서 적층형 커패시터의 전체 두께가 함께 증가하는 것을 알 수 있다.Referring to Table 2, when the overlap area of the third and fourth internal electrodes is 10% as in Example 3, the increase in the number of layers compared to the case where the overlap area of the third and fourth internal electrodes of Example 2 is 25% As this 15% increase, the overall thickness of the multilayer capacitor increases together.
이에, 기판 변위 감소 효과를 고려하면서 적층형 커패시터의 전체 두께가 증가되는 것을 최대한 낮출 수 있는 제3 및 제4 내부 전극의 오버랩 면적은 25% 이상인 것이 바람직하다.Accordingly, the overlap area of the third and fourth internal electrodes, which can minimize the increase in the overall thickness of the multilayer capacitor while considering the substrate displacement reduction effect, is preferably 25% or more.
따라서. 상기 표 1 및 표 2를 보면, 바람직한 제2 액티브영역의 제3 및 제4 내부 전극의 오버랩 면적은 제1 액티브영역의 제1 및 제2 내부 전극의 오버랩 면적의 25 내지 85%일 수 있다.therefore. Referring to Table 1 and Table 2, the overlap area of the third and fourth internal electrodes of the second active region may be 25 to 85% of the overlap area of the first and second internal electrodes of the first active region.
한편, 도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 적층형 커패시터를 개략적으로 나타낸 단면도이다.9 is a schematic cross-sectional view of a multilayer capacitor according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 적층형 커패시터는 제2 액티브영역에 제3 및 제4 내부 전극(123, 124)과 이격되도록 배치되는 복수의 제1 및 제 2 더미 전극(125, 126)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9, the stacked capacitor may include a plurality of first and
이때, 제1 더미 전극(125)은 제1 외부 전극(131)과 이격되도록 배치되고, 일단이 제2 내부 전극(122)의 단부와 Z 방향의 선상으로 대략 일치하는 위치가 되도록 배치될 수 있다.In this case, the
또한, 제2 더미 전극(126)은 제2 외부 전극(132)과 이격되도록 배치되고, 일단이 제1 내부 전극(121)의 단부와 Z 방향의 선상으로 대략 일치하는 위치가 되도록 배치될 수 있다.In addition, the
본 실시 형태의 적층형 커패시터는 제1 액티브영역과 제2 액티브영역의 밀도가 서로 다르기 때문에 적층형 커패시터를 제조하는 공정 중 압축 소성 공정에서 커패시터 바디(110)의 하부가 항아리 형상으로 변형되는 불량이 발생할 수 있다.Since the density of the first active region and the second active region is different from each other, the multilayer capacitor of the present embodiment may have a defect in which the lower portion of the
본 실시 형태에 따르면, 제1 및 제2 더미 전극(125, 126)은 제2 액티브 영역의 밀도를 제1 액티브 영역의 밀도와 유사한 수준으로 보정하여 상기 압축 소성 공정에서 커패시터 바디(110)가 변형되는 것을 최대한 억제하는 역할을 할 수 있다.According to the present embodiment, the first and
위와 같은 본 실시 예의 적층형 커패시터의 구조에 따르면, 적층형 커패시터의 20kHz 이내의 가청 주파수에서 적층형 커패시터의 압전 진동이 기판으로 전달되는 진동 량을 효과적으로 억제할 수 있다.According to the structure of the multilayer capacitor of the present embodiment as described above, it is possible to effectively suppress the amount of vibration that the piezoelectric vibration of the multilayer capacitor is transmitted to the substrate at an audible frequency within 20 kHz of the multilayer capacitor.
따라서, 적층형 커패시터의 고주파 진동을 저감하여 IT 또는 산업/전장 분야에서 적층형 커패시터의 20kHz 이상의 고주파 진동에 의해 문제가 될 수 있는 센서류의 오작동을 방지하고, 센서류의 장시간 진동에 의한 내부피로 축적을 억제할 수 있다.Therefore, by reducing the high frequency vibration of the multilayer capacitor to prevent malfunction of sensors that may be a problem by the high frequency vibration of the multilayer capacitor of 20kHz or more in the IT or industrial / electronic field, and to prevent the accumulation of internal fatigue due to long-term vibration of the sensor Can be.
이상에서 본 발명의 실시 예에 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.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and variations can be made without departing from the technical matters of the present invention described in the claims. It will be obvious to those of ordinary skill in the field.
100: 적층형 커패시터
110: 커패시터 바디
111: 유전체층
112, 113: 커버영역
121, 122: 제1 및 제2 내부 전극
123, 124: 제3 및 제4 내부 전극
131, 132: 제1 및 제2 외부 전극
131a, 132a: 제1 및 제2 접속부
131b, 132b: 제1 및 제2 밴드부
210: 기판
221. 222: 제1 및 제2 패드
231, 232: 솔더100: Stacked Capacitors
110: capacitor body
111: dielectric layer
112, 113: cover area
121 and 122: first and second internal electrodes
123 and 124: third and fourth internal electrodes
131 and 132: first and second external electrodes
131a and 132a: first and second connections
131b and 132b: first and second band portions
210: substrate
221. 222: First and second pads
231, 232: solder
Claims (9)
상기 커패시터 바디의 제3 및 제4 면에 형성되며, 상기 커패시터 바디의 제3 및 제4 면을 통해 노출되는 내부 전극과 각각 접속되는 제1 및 제2 외부 전극; 을 포함하고,
상기 액티브영역은 상기 커패시터 바디의 제2 면에 인접하는 제1 액티브영역과 상기 커패시터 바디의 실장 면인 제1 면에 인접하는 제2 액티브영역을 포함하고,
상기 제2 액티브영역에서 내부 전극의 오버랩 면적이 상기 제1 액티브영역에서 내부 전극의 오버랩 면적에 비해 작고,
상기 제1 액티브영역에서 내부 전극의 오버랩 면적 편차가 5% 이하이고, 상기 제2 액티브영역에서 내부 전극의 오버랩 면적 편차가 5 이하인 적층형 커패시터.
An active region including a plurality of dielectric layers and a plurality of internal electrodes disposed with the dielectric layers interposed therebetween; first and second surfaces facing each other and a third surface connected to and opposed to the first and second surfaces; And a capacitor body including a fourth surface, wherein one end of the plurality of internal electrodes is alternately exposed through the third and fourth surfaces; And
First and second external electrodes formed on third and fourth surfaces of the capacitor body and connected to internal electrodes exposed through third and fourth surfaces of the capacitor body, respectively; Including,
The active region includes a first active region adjacent to a second surface of the capacitor body and a second active region adjacent to a first surface, which is a mounting surface of the capacitor body,
The overlap area of the internal electrodes in the second active region is smaller than the overlap area of the internal electrodes in the first active region,
The overlapped area deviation of the internal electrodes in the first active region is 5% or less, and the overlap area deviation of the internal electrodes in the second active region is 5 or less.
상기 제2 액티브영역의 내부 전극의 오버랩 면적이 상기 제1 액티브영역의 내부 전극의 오버랩 면적의 25% 이상인 적층형 커패시터.
The method of claim 1,
The overlapped capacitor of the inner electrode of the second active region is 25% or more of the overlap area of the inner electrode of the first active region.
상기 제2 액티브영역의 내부 전극의 오버랩 면적이 상기 제1 액티브영역의 내부 전극의 오버랩 면적의 85% 이하인 적층형 커패시터.
The method of claim 1,
The overlapped capacitor of the inner electrode of the second active region is 85% or less of the overlap area of the inner electrode of the first active region.
상기 제1 액티브영역의 두께가 전체 액티브영역의 두께 대비 50% 이상인 적층형 커패시터.
The method of claim 1,
The multilayer capacitor has a thickness of at least 50% of a thickness of the entire active region.
상기 제2 액티브영역에 상기 내부 전극 및 인접한 외부 전극과 이격되도록 배치되는 더미 전극을 더 포함하는 적층형 커패시터.
The method of claim 1,
And a dummy electrode disposed in the second active region to be spaced apart from the inner electrode and the adjacent outer electrode.
상기 커패시터 바디의 제3 및 제4 면에 형성되며, 상기 커패시터 바디의 제3 및 제4 면을 통해 노출되는 내부 전극과 각각 접속되는 제1 및 제2 외부 전극; 을 포함하고,
상기 액티브영역은 상기 커패시터 바디의 제2 면에 인접하는 제1 액티브영역과 상기 커패시터 바디의 실장 면인 제1 면에 인접하는 제2 액티브영역을 포함하고,
상기 제2 액티브영역의 내부 전극의 길이가 상기 제1 액티브영역의 내부 전극의 길이 보다 작고,
상기 제1 액티브영역에서 내부 전극의 길이 편차가 5% 이하이고, 상기 제2 액티브영역에서 내부 전극의 길이 편차가 5% 이하인 적층형 커패시터.
An active region including a plurality of dielectric layers and a plurality of internal electrodes disposed with the dielectric layers interposed therebetween; first and second surfaces facing each other and a third surface connected to and opposed to the first and second surfaces; And a capacitor body including a fourth surface, wherein one end of the plurality of internal electrodes is alternately exposed through the third and fourth surfaces;
First and second external electrodes formed on third and fourth surfaces of the capacitor body and connected to internal electrodes exposed through third and fourth surfaces of the capacitor body, respectively; Including,
The active region includes a first active region adjacent to a second surface of the capacitor body and a second active region adjacent to a first surface, which is a mounting surface of the capacitor body,
The length of the inner electrode of the second active region is smaller than the length of the inner electrode of the first active region,
The length variation of the internal electrode in the first active region is 5% or less, and the length variation of the internal electrode in the second active region is 5% or less.
상기 제2 액티브영역의 내부 전극의 오버랩 면적이 상기 제1 액티브영역의 내부 전극의 오버랩 면적의 25% 이상인 적층형 커패시터.
The method of claim 6,
The overlapped capacitor of the inner electrode of the second active region is 25% or more of the overlap area of the inner electrode of the first active region.
상기 제2 액티브영역의 내부 전극의 오버랩 면적이 상기 제1 액티브영역의 내부 전극의 오버랩 면적의 85% 이하인 적층형 커패시터.
The method of claim 6,
The overlapped capacitor of the inner electrode of the second active region is 85% or less of the overlap area of the inner electrode of the first active region.
상기 제2 액티브영역에 상기 내부 전극 및 인접한 외부 전극과 이격되도록 배치되는 더미 전극을 더 포함하는 적층형 커패시터.The method of claim 6,
And a dummy electrode disposed in the second active region to be spaced apart from the inner electrode and the adjacent outer electrode.
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