KR20190116133A - 커패시터 부품 - Google Patents

커패시터 부품

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KR20190116133A
KR20190116133A KR1020190085034A KR20190085034A KR20190116133A KR 20190116133 A KR20190116133 A KR 20190116133A KR 1020190085034 A KR1020190085034 A KR 1020190085034A KR 20190085034 A KR20190085034 A KR 20190085034A KR 20190116133 A KR20190116133 A KR 20190116133A
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internal electrode
alloy
alloy element
capacitor component
dielectric layer
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KR1020190085034A
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송준일
오범석
신우철
안병록
차경진
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예는 유전체층 및 상기 유전체층을 사이에 두고 배치되며, 니켈 및 합금원소를 포함하는 내부 전극을 가지는 바디; 및 상기 바디에 배치되어 상기 내부 전극과 연결되는 외부 전극을 포함하고, 상기 내부 전극은 합금 영역 및 합금원소 영역을 포함하는 커패시터 부품을 제공할 수 있다.

Description

커패시터 부품{CAPACITOR COMPONENT}
본 발명은 커패시터 부품에 관한 것이다.
커패시터 부품 중 적층 세라믹 커패시터(MLCC: Multi-Layered Ceramic Capacitor)는 소형이면서도 고용량이 보장되고, 실장이 용이한 장점을 갖는다.
최근 세라믹 전자부품, 특히 적층형 케페시터가 초고용량화 되고 있다. 용량확보를 위해서는 적층수를 늘려야하나, 적층수를 늘리기 위해서는 유전체층 및 내부 전극을 보다 얇게 형성하는 것이 필요하다.
하지만, 내부 전극의 박층화가 진행될수록, 전극의 끊어짐이 증가하게 되고, 이에 따라 습윤 침투에 취약해지며, 칩 강도가 낮아지는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 내습 신뢰성이 향상되고, 칩 강도를 향상시킬 수 있는 커패시터 부품을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예는 유전체층 및 상기 유전체층을 사이에 두고 배치되며, 니켈 및 합금원소를 포함하는 내부 전극을 가지는 바디; 및 상기 바디에 배치되어 상기 내부 전극과 연결되는 외부 전극을 포함하고, 상기 내부 전극은 합금 영역 및 합금원소 영역을 포함하는 커패시터 부품을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 내부 전극의 끊어짐을 보완하여 커패시터 부품의 내습 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 기공 부위를 제거하여 커패시터 부품에 대한 수분 침투를 방지할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 내부 전극과 외부 전극의 접합 면적을 넓힘으로써 칩강도를 증가시킬 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 실시예에 따른 커패시터 부품을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 커패시터 부품의 바디를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 A 영역에 대한 확대도이다.
도 4는 도 1의 I-I'에 따른 단면도이다.
도 5 내지 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 내부 전극의 끊김 부위가 채워지는 과정을 나타내는 모식도이다.
도 8은 본 발명의 합금원소가 과량을 첨가된 경우를 개략적으로 나타내는 모식도이다.
도 9 내지 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 커패시터 부품의 단면을 TEM으로 촬영한 이미지이다.
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 당해 기술분야에서 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, 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, T 방향 또는 두께 방향으로 정의될 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 커패시터 부품에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 커패시터 부품(100)은 유전체층(111) 및 상기 유전체층(111)을 사이에 두고 배치되며, 니켈 및 합금원소를 포함하는 내부 전극을 가지는 바디(110); 및 상기 바디(110)에 배치되어 상기 내부 전극과 연결되는 외부 전극(131, 132);을 포함하고, 상기 내부 전극은 합금 영역(121) 및 합금원소 영역(151)을 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 커패시터 부품을 개략적으로 나타내는 사시도이며, 도 2는 본 발명의 커패시터 부품의 바디를 나타낸 도면이다. 또한, 도 3은 도 2의 A 영역의 확대도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서, 내부 전극은 합금 영역(121) 및 합금원소 영역(151)을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 「합금 영역」이란, 니켈과 합금원소의 합금을 포함하는 영역을 의미할 수 있으며, 상기 합금이란 금속에 상기 금속과 다른 원소를 한 가지 이상 첨가하여 얻은 것으로 금속의 성질을 가지는 것을 의미할 수 있다. 상기 합금 영역은 예를 들어, 니켈 및 합금 원소를 포함할 수 있으며, 상기 합금 원소는 니켈의 이종 원소를 의미할 수 있다. 상기 합금의 금속 및 이종 원소의 비율을 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 니켈을 1 내지 99 중량%의 범위 내로 포함하는 합금을 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 커패시터 부품은 내부 전극이 합금 영역 및 합금원소 영역을 포함하도록 함으로써 내부 전극의 끊어짐을 보완할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 합금원소 영역(151)은 합금원소를 주성분으로 하는 영역일 수 있다. 본 명세서에서 상기 「합금원소 영역」이란, 합금원소를 주성분으로 하는 영역을 의미할 수 있으며, 상기 「합금원소를 주성분으로 포함한다」는 것은 전체 중량을 기준으로 합금원소를 50 중량% 이상 포함하는 것을 의미할 수 있다. 상기 합금원소 영역은, 후술하는 바와 같이 내부 전극에 포함되는 합금원소가 용출되어 형성된 것으로, 내부 전극의 끊어진 부분을 채워주는 역할을 할 수 있다.
하나의 예시에서, 본 발명의 합금원소는 3주기 또는 4주기의 원소일 수 있고, 또는 11족 내지 14족에 속하는 원소 중 니켈과 합금을 형성할 수 있는 원소일 수 있다. 상기 합금원소는 예를 들어 Si, Al, Mg, Fe, P, Sn, Zn, Dy, Cu 및 이들의 합금 중 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 합금원소를 내부 전극에 적용함으로써, 내부 전극을 포함하는 바디의 소성 시 합금을 형성하지 않는 원소들이 용출될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 합금원소 영역은 전체 내부 전극에 대하여 5% 내지 60%의 면적 분율을 만족할 수 있다. 상기 내부 전극에 포함된 합금영역의 면적분율은 바디(110)의 길이-두께(X-Z) 방향 단면을 관찰하여 측정된 것일 수 있다. 예를 들어, 바디(110)의 폭(Y) 방향 중앙에서의 길이-두께(X-Z) 방향 단면을 주사전자현미경 (SEM), 원자간력현미경 (AFM) 또는 투과전자현미경 (TEM) 등으로 촬영한 후, 화상 해석 소프트웨어(미국 국립 위생 연구소 [NIH] 오픈 소스, 「Image J」또는 MathWorks 사, 「MATLAB」) 등을 이용하여 분석하여 면적 분율을 계산할 수 있다. 또한, 상기 SEM 및/또는 TEM에 에너지 분산분광법 (EDS, energy dispersive spectroscopy) 또는 에너지 손실전자 분광법 (EELS, electron energy loss epectroscopy) 등을 적용하여 화학 성분 및 조성을 분석할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 내부 전극의 끊김 부위의 면적에 대한 합금원소 영역의 면적 분율은 5.0 % 이상, 5.5 % 이상, 6.0 % 이상, 6.5 % 이상, 7.0 % 이상 또는 7.5 % 이상일 수 있으며, 60 % 이하, 69 % 이하, 68 % 이하, 67 % 이하, 66 % 이하 또는 65 % 이하일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 내부 전극의 끊김 부위의 면적 및 합금원소 영역의 면적은 바디(110)의 WT 단면 및/또는 LT 단면에서 측정한 값일 수 있다. 상기 내부 전극의 끊김 부위의 면적은 측정하고자 하는 내부 전극과 유전체층의 경계를 기준으로 추세선을 그었을 때, 내부 전극이 끊어진 부분의 면적을 의미할 수 있다. 또한 상기 합금원소 영역의 면적은, 상기 내부 전극의 끊김 부위의 면적 내부에 존재하는 합금원소의 면적을 의미할 수 있다. 상기 내부 전극의 끊김 부위의 면적 및 합금원소 영역의 면적은 전술한 화상 해석 소프트웨어 등을 이용하여 계산할 수 있다.
내부 전극에 포함되는 합금원소 영역이 5% 미만인 경우 칩강도 및 내습 신뢰성이 저하될 수 있으며, 60%를 초과하는 경우 칩강도는 높아질 수 있으나, 합금 원소가 내부 전극이 끊어진 부위 보다 유전체층과 내부 전극의 계면 등으로 이동하여 내습 신뢰성이 저하되고 커패시터 용량이 낮아질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 바디(110)는 유전체층(111), 내부 전극을 포함할 수 있다.
상기 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.
상기 바디(110)는 유전체층(111)에 제1 내부 전극(121)이 인쇄된 세라믹 그린 시트와 유전체층(111)에 제2 내부 전극(122)이 인쇄된 세라믹 그린 시트를 두께 방향(Z 방향)으로 번갈아 적층하여 형성할 수 있다.
하나의 예시에서, 유전체층(111) 및 내부 전극(121, 122)은 제1 방향으로 교대로 적층되어 있을 수 있다. 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 실시예에 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.
또한, 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.
예를 들어, 유전체층(111)은 티탄산바륨(BaTiO3) 등의 파우더를 포함하여 형성된 슬러리를 캐리어 필름(carrier film)상에 도포 및 건조하여 복수 개의 세라믹 시트를 마련함에 의해 형성될 수 있다. 상기 세라믹 시트는 세라믹 분말, 바인더, 용제를 혼합하여 슬러리를 제조하고, 상기 슬러리를 닥터 블레이드 법으로 수 ㎛의 두께를 갖는 시트(sheet)형으로 제작함에 따라 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
하나의 예시에서, 유전체층(111)의 평균 두께는 0.4 um 이하일 수 있다. 상기 유전체층(111)의 평균 두께는 소성된 유전체층(111)의 서로 다른 5군데의 위치에서 측정된 값의 평균일 수 있다. 상기 유전체층(111)의 평균 두께의 하한은 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 0.01 um 이상일 수 있다.
본 발명의 일례에서, 복수의 내부 전극(121, 122)은 유전체층(111)을 사이에 두고 서로 대향하도록 배치될 수 있다. 내부 전극(121, 122)은 유전체층(111)을 사이에 두고 서로 대향하도록 번갈아 배치되는 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)을 포함할 수 있다.
상기 제1 내부 전극(121)은 상기 바디(110)의 상기 제2 방향(X 방향)의 일 면으로 노출될 수 있으며, 상기 제2 방향(X 방향)의 일 면으로 노출되는 부분이 제1 외부 전극(131)과 연결될 수 있다. 상기 제2 내부 전극(122)은 상기 바디(110)의 상기 제2 방향(X 방향)의 타 면으로 노출될 수 있으며, 상기 제2 방향(X 방향)의 타 면으로 노출되는 부분이 제2 외부 전극(132)과 연결될 수 있다. 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)은 중간에 배치된 유전체층(111)에 의해 서로 전기적으로 분리될 수 있다.
제1 및 제2 내부 전극(121, 122)을 형성하는 재료는 니켈(Ni)를 가장 많이 함유할 수 있으나이에 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 은(Ag), 팔라듐(Pd), 금(Au), 백금(Pt), 구리(Cu), 주석(Sn), 텅스텐(W), 팔라듐(Pd), 티타늄(Ti) 및 이들의 합금 중 하나 이상의 물질과 전술한 합금원소를 포함하는 도전성 페이스트를 사용하여 형성될 수 있다 상기 도전성 페이스트의 인쇄 방법은 스크린 인쇄법 또는 그라비아 인쇄법 등을 사용할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
하나의 예시에서 상기 내부 전극을 형성하는 도전성 페이스트는 상기 성분과 별도로 전술한 합금원소를 포함할 수 있다. 상기 도전성 페이스트에 포함되는 합금원소는 내부 전극을 형성하는 도전성 페이스트 전체 중량에 대하여 0.01 중량% 내지 15 중량%의 범위 내로 포함될 수 있다. 도전성 페이스트에 포함되는 함금원소의 함량이 내부 전극에 대하여 0.01 중량% 미만일 경우, 목적하는 내습 신뢰성이 확보되지 않을 수 있으며, 15 중량%를 초과하는 경우 합금원소가 내부 전극이 끊어진 지점 만이 아니라 유전체층으로 침투하여 2차상을 형성하여 결함을 유발하는 등의 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 전술한 도전성 페이스트를 세라믹 그린 시트 상에 인쇄하고 이를 복수개 적층한 후, 소성하여 내부 전극을 형성할 수 있다. 상기 도전성 페이스트에 함유되는 니켈 및 합금원소는, 니켈 분말의 표면에 합금원소가 코팅된 형태일 수 있다. 이러한 형상을 가지는 니켈 및 합금원소를 포함하는 도전성 페이스트를 소성하여 소성전극을 형성하는 경우, 합금영역으로 구성되는 내부 전극이 형성되고, 소성 과정에서 내부 전극이 끊어진 부분은 합금원소가 용출되어 합금원소 영역을 형성할 수 있다. 이를 통해 내부 전극의 기공 부위를 제거하여 칩 강도를 향상시키고 외부 수분의 침투를 효과적으로 차단할 수 있다.
상기 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)의 평균 두께는 0.41 um 이하일 수 있다. 상기 내부 전극의 평균 두께는 소성된 내부 전극의 서로 다른 5군데의 위치에서 측정된 값의 평균일 수 있다. 상기 제1 및 제2 내부 전극의 평균 두께의 하한은 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 0.01 um 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 내부전극(121, 122) 전체 길이에 대한 실제 내부전극의 길이의 비로 정의되는 내부전극의 연결성이 70% 이상 일 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 내부전극의 연결성은 내부전극의 전체 길이에 대한 실제 내부전극이 형성된 부분의 길이의 비(내부전극 전체 길이/실제 내부전극이 형성된 부분의 길이)로 정의될 수 있다.
본 발명의 일례에서, 바디의 제2 방향의 양면에 제1 외부 전극(131) 및 제2 외부 전극(132)이 배치될 수 있다. 제1 외부 전극(131)은 제1 내부 전극(121)과 전기적으로 연결되며, 제2 외부 전극(132)은 제2 내부 전극(122)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)은 바디(110)의 제1 방향(Z 방향)의 양 면 및 제3 방향(Y 방향)으로 연장되어 배치될 수 있다. 이때, 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)은 상기 바디의 제1 및 제2 면(1, 2)의 일부까지 연장되어 배치될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)은 바디의 제5 및 제6 면(5, 6)의 일부까지도 연장되어 배치될 수 있다.
제1 및 제2 외부 전극(131, 132)은 예를 들어 은(Ag), 팔라듐(Pd), 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 주석(Sn), 구리(Cu), 텅스텐(W), 팔라듐(Pd), 티타늄(Ti) 및 이들의 합금 중 하나 이상의 물질과 글라스를 포함하는 도전성 페이스트를 사용하여 형성될 수 있다. 상기 도전성 페이스트의 인쇄 방법은 스크린 인쇄법 또는 그라비아 인쇄법 등을 사용할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 내부 전극의 합금원소 영역이 형성되는 과정을 나타낸 모식도이다. 도 5를 참조하면, 소성이 시작된 직후 내부 전극(121, 122)은 니켈과 합금원소의 합금화가 진행되며, 외부로 별도의 성분이 용출되지 않는다.
이로부터 일정한 시간이 경과하면, 도 6에 나타난 바와 같이 합금화가 진행되고 남은 과잉의 합금 원소들은 내부 전극의 외부로 용출되기 시작하고, 용출된 합금 원소들은 내부 전극의 끊김 부위를 채우게 된다. 이러한 합금 원소들은 내부 전극의 끊김 부위를 연결하는 합금원소 영역(151)을 형성할 수 있다. (도 7)
도 8은 합금 원소의 함량이 과량으로 함유된 경우를 나타내는 모식도이다. 도 8을 참조하면, 용출된 합금원소의 양이 너무 많은 경우, 내부 전극의 끊김 부위에 합금원소 영역(151)을 형성할 수 있으나, 과량으로 용출된 합금원소 들은 유전체층으로 침투하여 이차상(161)을 생성하게 된다. 이러한 이차상은 커패시터 부품의 결함을 일으키는 성분으로, 유전체층 및 내부 전극 간의 계면 열화를 발생시키거나, 용량을 감소시킬 수 있다.
하기 표 1은 내부 전극의 끊김 영역의 면적 대비 합금원소가 채워진 비율에 따른 칩강도, 신뢰성 및 용량 평가에 대한 실험 결과이다. 하기 표 1은 모두 니켈의 표면에 Si가 합금원소로서 코팅된 재료를 이용하여 내부 전극을 형성하였으며, 합금 원소의 함량을 다르게 형성한 것을 제외하고는, 동일한 조건에서 커패시터 부품을 제조하였다.
표 1에서 내부 전극의 끊김 영역 대비 합금원소의 채워진 비율은 제조된 커패시터 부품의 WT 단면에서 60 um * 40 um의 범위를 투과전자현미경 (TEM)으로 30K 비율로 촬영한 후, 화상 해석 소프트웨어(미국 국립 위생 연구소 [NIH] 오픈 소스, 「Image J」)를 이용하여 분석하였다. 또한, 내부 전극 및 합금 원소의 함량은 에너지 분산분광법 (EDS, energy dispersive spectroscopy) 또는 에너지 손실전자 분광법 (EELS, electron energy loss epectroscopy) 등을 적용하여 화학 성분 및 조성을 분석하였다.
표 1의 용량은 기준 용량의 상한 및 하한에 대하여 ±30%를 벗어나는 경우를 X로 평가하였다. 내습 신뢰성 테스트는 온도 85℃ 상대 습도 85%RH 에서, 기준 전압을 12시간 인가하였을 때, 400개의 샘플 중 절연 저항치가 초기 수치 대비하여 1.0E+1이상 열화된 불량이 발생하는 커패시터 부품의 개수를 조사하였다.
또한, 칩강도는 또한, 칩강도는 MLCC칩을 WT 또는 LT방향(내부전극이 수직한 방향)으로 정렬 후 TIRA, Universal tensile machine (UTM) 등의 일반적인 인장압축측정장비를 활용하여 압축 파괴강도를 측정하였다. 칩강도는 끊김 영역대비 합금원소가 채워진 비율이 증가함에 따라 점차 증가하며, 합금원소가 증가함에 따라 내부전극 사이의 끊어진 포어의 감소로 인해 칩강도는 점차 증가하는 것을 확인할 수 있다.
끊김 영역대비 합금원소 채워진 비율 칩강도
(%)		 신뢰성
(Fail 수)		 용량
5 60 4/400 ○
10 70 0/400 ○
20 80 0/400 ○
30 85 0/400 ○
40 90 0/400 ◎
50 95 0/400 ◎
60 100 4/400 X
상기 표 1을 참조하면, 내부 전극의 끊김 영역에 대하여 합금 원소가 채워진 비율이 5% 이하일 경우 칩강도 및 내습신뢰성이 저하되는 것을 확인할 수 있으며, 상기 비율이 60% 이상인 경우 내습신뢰성이 저하됨과 동시에 충분한 커패시터 용량을 확보하지 못함을 확인할 수 있다.
도 9 내지 도 15는 본 발명의 따른 커패시터 부품의 내부 전극을 촬영한 이미지이다. 상기 도 9 및 15를 통해 니켈을 포함하는 내부 전극에 Si를 합금원소로 적용한 커패시터 부품에 TEM 내에 에너지 분산분광법 (EDS, energy dispersive spectroscopy) 또는 에너지 손실전자 분광법 (EELS, electron energy loss epectroscopy)으로 세부 성분들의 분포를 확인할 수 있다.
도 9는 제조된 MLCC 칩의 LT면에 대한 TEM-HAADF (High-Angle Annular Dark Field) 이미지이며, 도 10 내지 12는 각각 Ba, Ti 및 Ni에 해당하는 성분을 나타내는 이미지이다. 도 12를 참조하면, Ni을 포함하는 내부 전극에서 끊김 부위를 확인할 수 있다. 이는 도 10 및 11을 통하여도 확인할 수 있다. 도 10 및 11을 참조하면, 도 12의 내부 전극의 끊김 부위에 유전체층을 구성하는 Ba 및 Ti 성분이 배치되어 있음을 확인할 수 있다.
또한, 도 13을 참조하면, 내부 전극의 내부에 합금원소인 Si가 고르게 분포하고 있는 것을 확인할 수 있으며, 내부 전극의 끊김 부위에 Si가 용출되어 있는 것을 확인할 수 있다. 이는 내부 전극에용 도전성 페이스트에 포함되는 Ni와 Si가 합금을 형성하여 내부 전극을 형성하는 것을 의미하며, 내부 전극의 형성에 필요한 양을 넘어서는 과량의 합금 원소인 Si가 용출되어 내부 전극의 끊김 부위를 채울 수 있음을 의미한다.
도 14 및 15는 도 13의 이미지를 도 12와 합친 이미지이다. 도 12, 14 및 15를 참조하면, 도 12의 내부 전극의 끊김 부위에 합금원소인 Si가 용출하여 끊김 부위를 채우고 있는 것을 확인할 수 있다. 도 15의 X 영역은 Si가 용출된 부분을 나타내는 것으로, 상기 X 영역과 같이 내부 전극의 끊김 부위를 용출된 합금 원소가 채워줌으로써 내부 전극의 연결성을 개선할 수 있으며, 칩 강도 및 내습 신뢰성을 향상시킬 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.
100: 커패시터 부품
110: 바디
111: 유전체층
121, 122: 내부 전극
131, 132: 외부 전극
151: 합금원소 영역
161: 이차상 영역

Claims (11)

  1. 유전체층 및 상기 유전체층을 사이에 두고 배치되며, 니켈 및 합금원소를 포함하는 내부 전극을 가지는 바디; 및
    상기 바디에 배치되어 상기 내부 전극과 연결되는 외부 전극을 포함하고,
    상기 내부 전극은 합금 영역 및 합금원소 영역을 포함하는 커패시터 부품.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 합금 영역은 니켈과 합금원소의 합금을 포함하는 커패시터 부품.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 합금원소 영역은 합금원소를 주성분으로 하는 영역인 커패시터 부품.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 합금원소는 원소 주기율표 상의 3주기, 4주기 원소 또는 11족 내지 14족 원소 중 하나 이상인 커패시터 부품.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 합금원소는 Si, Al, Mg, Fe, P, Sn, Zn, Dy, Cu 및 이들의 합금 중 하나 이상을 포함하는 커패시터 부품.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 합금원소 영역은 전체 내부 전극에 대하여 5% 내지 60%의 면적 분율을 만족하는 커패시터 부품.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 합금원소는 내부 전극을 형성하는 전체 도전성 페이스트의 중량에 대하여 0.01 중량% 내지 15 중량%의 범위 내로 포함되는 커패시터 부품.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 내부 전극은 표면에 합금원소가 코팅된 니켈의 소성 전극인 커패시터 부품.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 내부 전극은 평균 두께가 0.41 um 이하인 커패시터 부품.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 유전체층은 평균 두께가 0.4 um 이하인 커패시터 부품.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 내부 전극은 전체 길이에 대한 실제 내부전극의 길이의 비로 정의되는 내부전극의 연결성이 70% 이상인 커패시터 부품.
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