KR20220032339A - 적층형 전자 부품 및 그 제조방법 - Google Patents
적층형 전자 부품 및 그 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220032339A KR20220032339A KR1020200113998A KR20200113998A KR20220032339A KR 20220032339 A KR20220032339 A KR 20220032339A KR 1020200113998 A KR1020200113998 A KR 1020200113998A KR 20200113998 A KR20200113998 A KR 20200113998A KR 20220032339 A KR20220032339 A KR 20220032339A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- side margin
- metal
- internal electrode
- ceramic green
- green sheet
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 32
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 112
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 112
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 86
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 31
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 20
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 17
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 12
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 10
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 82
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 description 16
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 13
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 13
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 11
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 9
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 8
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 8
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 8
- 239000003985 ceramic capacitor Substances 0.000 description 7
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 7
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 6
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 4
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 239000002003 electrode paste Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 3
- 229910018661 Ni(OH) Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000007646 gravure printing Methods 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N strontium titanate Chemical compound [Sr+2].[O-][Ti]([O-])=O VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 2
- -1 BaTiO 3 Substances 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000004931 aggregating effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002052 molecular layer Substances 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/30—Stacked capacitors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/005—Electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/005—Electrodes
- H01G4/008—Selection of materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/005—Electrodes
- H01G4/012—Form of non-self-supporting electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/018—Dielectrics
- H01G4/06—Solid dielectrics
- H01G4/08—Inorganic dielectrics
- H01G4/12—Ceramic dielectrics
- H01G4/1209—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/018—Dielectrics
- H01G4/06—Solid dielectrics
- H01G4/08—Inorganic dielectrics
- H01G4/12—Ceramic dielectrics
- H01G4/1209—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material
- H01G4/1218—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material based on titanium oxides or titanates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/018—Dielectrics
- H01G4/06—Solid dielectrics
- H01G4/08—Inorganic dielectrics
- H01G4/12—Ceramic dielectrics
- H01G4/1209—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material
- H01G4/1218—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material based on titanium oxides or titanates
- H01G4/1227—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material based on titanium oxides or titanates based on alkaline earth titanates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/224—Housing; Encapsulation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/228—Terminals
- H01G4/232—Terminals electrically connecting two or more layers of a stacked or rolled capacitor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/005—Electrodes
- H01G4/008—Selection of materials
- H01G4/0085—Fried electrodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
Abstract
본 발명의 일 실시형태에 따른 적층형 전자 부품은, 복수의 유전체층을 포함하며, 서로 대향하는 제1 면 및 제2 면, 상기 제1 면 및 제2 면과 연결되고 서로 대향하는 제3 면 및 제4 면, 상기 제1 면 내지 제4 면과 연결되고 서로 대향하는 제5 면 및 제6 면을 포함하는 바디; 상기 바디의 내부에 배치되며, 상기 제1 면 및 제2 면으로 노출되되, 상기 제3 면 또는 제4 면으로 일단이 노출되는 복수의 내부 전극; 상기 제1 면 및 제2 면에 배치되는 사이드 마진부; 및 상기 제3 면 및 제4 면에 배치되는 외부 전극; 을 포함하고, 상기 사이드 마진부 및 유전체층은 금속을 포함하며, 상기 사이드 마진부에 포함된 금속 함량이 상기 유전체층에 포함된 금속 함량보다 많다.
Description
본 발명은 적층형 전자 부품 및 그 제조방법에 관한 것이다.
적층형 전자 부품의 하나인 적층 세라믹 커패시터(MLCC: Multi-Layered Ceramic Capacitor)는 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 커패시터는 소형이면서 고용량이 보장되고 실장이 용이하다는 장점을 인하여 다양한 전자 장치의 부품으로 사용될 수 있다. 컴퓨터, 모바일 기기 등 각종 전자 기기가 소형화, 고출력화되면서 적층 세라믹 커패시터에 대한 소형화 및 고용량화의 요구가 증대되고 있다.
또한, 최근 자동차용 전장 부품에 대한 업계의 관심이 높아지면서 적층 세라믹 커패시터 역시 자동차 혹은 인포테인먼트 시스템에 사용되기 위하여 고신뢰성 및 고강도 특성이 요구되고 있다.
적층 세라믹 커패시터의 소형 및 고용량화를 위해서는 전극 유효면적의 극대화 (용량구현에 필요한 유효 부피 분율을 증가)가 요구된다.
상기와 같이 소형 및 고용량 적층 세라믹 커패시터를 구현하기 위하여, 적층 세라믹 커패시터를 제조함에 있어서, 내부 전극이 바디의 폭 방향으로 노출되도록 함으로써, 마진 없는 설계를 통해 내부 전극 폭 방향 면적을 극대화하되, 이러한 칩 제작 후 소성 전 단계에서 칩의 폭 방향 전극 노출면에 사이드 마진부를 별도로 부착하여 완성하는 방법이 적용되고 있다.
사이드 마진부를 별도로 부착하는 방법에 의해 커패시터의 단위 부피당 용량은 향상시킬 수 있으나, 사이드 마진부의 두께 감소 등에 의해 내습 신뢰성이 저하될 수 있는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 마진용 유전체 시트의 조성을 변경하여 입성장을 억제하여 마진부의 결정립을 치밀화함으로써 마진부의 결정립계를 통한 수분 침투를 억제하는 방법이 개발되었다. 그러나, 마진용 유전체 시트 첨가물이 액티브부(용량 형성부)의 유전체층으로 확산함에 따라 칩 특성을 변화시키는 문제점 등이 발생할 수 있다.
따라서, 액티브부의 유전체층에 미치는 영향을 최소화하면서도 신뢰성을 향상시킬 수 있는 적층형 전자 부품 및 그 제조방법에 대한 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 여러 목적 중 하나는 내습 신뢰성이 우수한 적층형 전자 부품을 제공하기 위함이다.
본 발명의 여러 목적 중 하나는 내부 전극 연결성이 우수한 적층형 전자 부품을 제공하기 위함이다.
본 발명의 여러 목적 중 하나는 내전압 특성이 우수한 적층형 전자 부품을 제공하기 위함이다.
본 발명의 여러 목적 중 하나는 적층형 전자 부품의 소형화 및 고용량화를 달성하기 위함이다.
다만, 본 발명의 목적은 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 적층형 전자 부품은, 복수의 유전체층을 포함하며, 서로 대향하는 제1 면 및 제2 면, 상기 제1 면 및 제2 면과 연결되고 서로 대향하는 제3 면 및 제4 면, 상기 제1 면 내지 제4 면과 연결되고 서로 대향하는 제5 면 및 제6 면을 포함하는 바디; 상기 바디의 내부에 배치되며, 상기 제1 면 및 제2 면으로 노출되되, 상기 제3 면 또는 제4 면으로 일단이 노출되는 복수의 내부 전극; 상기 제1 면 및 제2 면에 배치되는 사이드 마진부; 및 상기 제3 면 및 제4 면에 배치되는 외부 전극; 을 포함하고, 상기 사이드 마진부 및 유전체층은 금속을 포함하며, 상기 사이드 마진부에 포함된 금속 함량이 상기 유전체층에 포함된 금속 함량보다 많다.
본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 적층형 전자 부품은, 복수의 유전체층을 포함하며, 제1 방향으로 대향하는 제1 면 및 제2 면, 상기 제1 면 및 제2 면과 연결되고 제2 방향으로 대향하는 제3 면 및 제4 면, 상기 제1 면 내지 제4 면과 연결되고 제3 방향으로 대향하는 제5 면 및 제6 면을 포함하는 바디; 상기 바디의 내부에 배치되며, 상기 제1 면 및 제2 면으로 노출되되, 상기 제3 면 또는 제4 면으로 일단이 노출되는 복수의 내부 전극; 상기 제1 면 및 제2 면에 배치되는 사이드 마진부; 및 상기 제3 면 및 제4 면에 배치되는 외부 전극; 을 포함하고, 상기 사이드 마진부 및 유전체층은 금속을 포함하며, 상기 바디의 상기 제2 방향 중앙부에서 상기 제1 및 제3 방향으로 자른 단면에서, 상기 사이드 마진부 중 금속이 차지하는 면적 비율을 M, 상기 유전체층 중 금속이 차지하는 면적 비율을 D라고 정의할 때, M>D를 만족한다.
본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 적층형 전자 부품의 제조방법은 복수 개의 제1 내부 전극 패턴이 소정의 간격을 두고 형성된 제1 세라믹 그린시트 및 복수 개의 제2 내부 전극 패턴이 소정의 간격을 두고 형성된 제2 세라믹 그린시트를 마련하는 단계; 상기 제1 내부 전극 패턴과 상기 제2 내부 전극 패턴이 교차되도록 상기 제1 세라믹 그린시트와 상기 제2 세라믹 그린시트를 적층하여 세라믹 그린시트 적층 바디를 형성하는 단계; 상기 제1 내부 전극 패턴과 제2 내부 전극 패턴의 말단이 폭 방향으로 노출된 측면을 갖도록 상기 세라믹 그린시트 적층 바디를 절단하여 적층 바디를 얻는 단계; 상기 적층 바디의 상기 제1 내부 전극 패턴과 제2 내부 전극 패턴의 말단이 노출된 측면에 사이드 마진부용 세라믹 그린시트를 부착하는 단계; 상기 사이드 마진부용 세라믹 그린시트가 부착된 적층 바디를 소성하는 단계; 상기 소성 후 환원 분위기에서 열처리하는 단계; 및 상기 환원 분위기에서 열처리된 적층 바디에 외부 전극을 형성하는 단계; 를 포함하며, 상기 사이드 마진부용 세라믹 그린시트는 금속 산화물을 포함한다.
본 발명의 여러 효과 중 하나는 사이드 마진부에 포함된 금속 함량이 유전체층에 포함된 금속 함량보다 많도록 제어함으로써 내습 신뢰성을 향상시킨 것이다.
또한, 본 발명의 여러 효과 중 하나는 내부 전극 연결성을 향상시킨 것이다.
또한, 본 발명의 여러 목적 중 하나는 내전압 특성을 향상시킨 것이다.
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 적층형 전자 부품의 사시도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 적층형 전자 부품에서 외부 전극을 제외하고 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1의 적층형 전자 부품에서 외부 전극 및 사이드 마진부를 제외하고 도시한 사시도이다.
도 4는 도 1의 I-I`에 따른 단면도이다.
도 5는 도 1의 II-II`에 따른 단면도이다.
도 6은 도 5의 S 영역을 확대한 도면이다.
도 7a는 소성 후 환원 열처리 전의 사이드 마진부의 결정립을 도시한 것이며, 도 7b는 소성 및 환원 열처리 후의 사이드 마진부의 결정립을 도시한 것이다.
도 8a 내지 8f는 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 적층형 전자 부품의 제조방법을 개략적으로 나타내는 단면도 및 사시도이다.
도 2는 도 1의 적층형 전자 부품에서 외부 전극을 제외하고 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1의 적층형 전자 부품에서 외부 전극 및 사이드 마진부를 제외하고 도시한 사시도이다.
도 4는 도 1의 I-I`에 따른 단면도이다.
도 5는 도 1의 II-II`에 따른 단면도이다.
도 6은 도 5의 S 영역을 확대한 도면이다.
도 7a는 소성 후 환원 열처리 전의 사이드 마진부의 결정립을 도시한 것이며, 도 7b는 소성 및 환원 열처리 후의 사이드 마진부의 결정립을 도시한 것이다.
도 8a 내지 8f는 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 적층형 전자 부품의 제조방법을 개략적으로 나타내는 단면도 및 사시도이다.
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.
도면에서, W 방향은 제1 방향 또는 폭 방향, L 방향은 제2 방향 또는 길이 방향, T 방향은 제3 방향 또는 두께 방향으로 정의될 수 있다.
적층형 전자 부품
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 적층형 전자 부품의 사시도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 적층형 전자 부품에서 외부 전극을 제외하고 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1의 적층형 전자 부품에서 외부 전극 및 사이드 마진부를 제외하고 도시한 사시도이다.
도 4는 도 1의 I-I`에 따른 단면도이다.
도 5는 도 1의 II-II`에 따른 단면도이다.
도 6은 도 5의 S 영역을 확대한 도면이다.
이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시형태에 따른 적층형 전자 부품(100)에 대해 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 적층형 전자 부품(100)은, 복수의 유전체층(111)을 포함하며, 서로 대향하는 제1 면(1) 및 제2 면(2), 상기 제1 면 및 제2 면과 연결되고 서로 대향하는 제3 면(3) 및 제4 면(4), 상기 제1 면 내지 제4 면과 연결되고 서로 대향하는 제5 면(5) 및 제6 면(6)을 포함하는 바디(110); 상기 바디(110)의 내부에 배치되며, 상기 제1 면(1) 및 제2 면(2)으로 노출되되, 상기 제3 면(3) 또는 제4 면(4)으로 일단이 노출되는 복수의 내부 전극(121, 122); 상기 제1 면(1) 및 제2 면(2)에 배치되는 사이드 마진부(112, 113); 및 상기 제3 면(3) 및 제4 면(4)에 배치되는 외부 전극(131, 132); 을 포함하고, 상기 사이드 마진부(112, 113) 및 유전체층(111)은 금속을 포함하며, 상기 사이드 마진부(112, 113)에 포함된 금속 함량이 상기 유전체층(111)에 포함된 금속 함량보다 많다.
바디(110)는 유전체층(111) 및 내부 전극(121, 122)이 교대로 적층되어 있다.
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 제1 방향(W 방향)으로 서로 대향하는 제1 및 제2 면(1, 2), 상기 제1 및 제2 면(1, 2)과 연결되고 제2 방향(L 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 제3 방향(Z 방향)으로 서로 대향하는 제5 및 제6 면(5, 6)을 가질 수 있다.
바디(110)를 형성하는 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 실시형태에 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. 상기 티탄산바륨계 재료는 BaTiO3계 세라믹 분말을 포함할 수 있으며, 상기 세라믹 분말의 예시로, BaTiO3, 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 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 목적에 따라 다양한 세라믹 첨가제, 유기용제, 결합제, 분산제 등이 첨가될 수 있다.
상기 바디(110) 내부에 배치된 복수 개의 내부 전극(121, 122)은 바디의 제3 면(3) 또는 제4 면(4)으로 일단이 노출된다.
상기 내부 전극(121, 122)은 서로 다른 극성을 갖는 제1 내부 전극(121) 및 제2 내부 전극(122)을 한 쌍으로 할 수 있다.
제1 내부 전극(121)의 일단은 제3 면(3)으로 노출되고, 제2 내부 전극(122)의 일단은 제4 면(4)으로 노출될 수 있다. 제1 내부 전극(121)의 타단은 제4 면(4)으로부터 이격되어 배치되고, 제2 내부 전극(122)의 타단은 제3 면(3)으로부터 이격되어 배치될 수 있다.
바디의 제3 면(3) 및 제4 면(4)에는 외부 전극(131, 132)이 배치되어 내부 전극(121, 122)과 연결될 수 있다.
도 3을 참조하면, 유전체층(111)에 제1 내부 전극(121)이 형성되어 있다. 상기 제1 내부 전극(121)은 유전체층의 길이 방향에 대해서는 전체적으로 형성되지 않는다. 즉, 제1 내부 전극(121)의 일단은 제3 면(3)까지 형성되어 제3 면(3)으로 노출되고, 제1 내부 전극(121)의 타단은 바디(110)의 제4 면(4)으로부터 소정의 간격을 두고 형성될 수 있다.
바디(110)의 제3 면(3)으로 노출된 제1 내부 전극의 단부는 제1 외부 전극(131)과 연결된다.
제1 내부 전극과 반대로 제2 내부 전극(122)의 일단은 제4 면(4)으로 노출되어 제2 외부 전극(132)과 연결되고, 제2 내부 전극(122)의 타단은 제3 면(3)으로부터 소정의 간격을 두고 형성된다.
상기 내부 전극은 고용량 적층형 전자 부품 구현을 위해 400층 이상 적층될 수 있으나 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
내부 전극(121, 122)을 형성하는 재료는 특별히 제한되지 않으며, 전기 전도성이 우수한 재료를 사용할 수 있다. 예를 들어, 내부 전극(121, 122)은 니켈(Ni), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 주석(Sn), 텅스텐(W), 티타늄(Ti) 및 이들의 합금 중 하나 이상을 포함하는 내부 전극용 도전성 페이스트를 세라믹 그린 시트에 인쇄하여 형성할 수 있다.
상기 내부 전극용 도전성 페이스트의 인쇄 방법은 스크린 인쇄법 또는 그라비아 인쇄법 등을 사용할 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
바디(110)는 유전체층(111)을 사이에 두고 서로 대향하도록 배치되는 제1 내부 전극(121) 및 제2 내부 전극(122)을 포함하여 용량이 형성되는 용량 형성부(A)와 상기 용량 형성부(A)의 제3 방향(T 방향)의 양 단면(end surface)에 형성된 보호층(114, 115)을 포함할 수 있다.
상기 용량 형성부(A)는 커패시터의 용량 형성에 기여하는 부분으로서, 유전체층(111)을 사이에 두고 복수의 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)을 반복적으로 제3 방향(T 방향)으로 적층하여 형성될 수 있다.
보호층(114, 115)은 단일 유전체층 또는 2 개 이상의 유전체층을 용량 형성부의 제3 방향(T 방향)의 양 단면(end surface)에 각각 제3 방향(T 방향)으로 적층하여 형성할 수 있으며, 기본적으로 물리적 또는 화학적 스트레스에 의한 내부 전극의 손상을 방지하는 역할을 수행할 수 있다.
보호층(114, 115)은 내부 전극을 포함하지 않으며, 유전체층(111)과 동일한 재료를 포함할 수 있다.
바디의 제1 면(1) 및 제2 면(2)에는 사이드 마진부(112, 113)가 배치된다. 사이드 마진부(112, 113)는 제1 면(1)에 배치되는 제1 사이드 마진부(112) 및 제2 면(2)에 배치되는 제2 사이드 마진부(113)을 포함할 수 있다.
복수의 내부 전극(121, 122)의 각 측부는 상기 바디(110)의 폭 방향 면인 제1 면(1) 및 제2 면(2)에 노출되며, 노출된 측부 상에 제1 사이드 마진부(112) 및 제2 사이드 마진부(113)가 배치될 수 있다.
사이드 마진부(112, 113)는 기본적으로 물리적 또는 화학적 스트레스에 의한 내부 전극(121, 122)의 손상을 방지하는 역할을 수행할 수 있다.
제1 및 제2 사이드 마진부(112)의 제1 방향 길이는 특별히 제한할 필요는 없다. 예를 들어, 제1 및 제2 사이드 마진부(112)의 제1 방향 길이는 각각 2μm 이상 10μm 이하일 수 있다.
제1 및 제2 사이드 마진부(112)의 제1 방향 길이가 2μm 미만인 경우에는 측면으로 노출되는 내부 전극(121, 122)의 쇼트를 방지하기 어려울 수 있으며, 10μm 초과인 경우에는 상대적으로 내부 전극(121, 122)의 중첩 면적이 감소하여 사이드 마진부 도입에 따른 고용량 확보 효과가 미미해질 수 있기 때문이다.
도 5의 S 영역을 확대한 도 6을 참조하면, 사이드 마진부(113) 및 유전체층(111)은 금속(21)을 포함하며, 사이드 마진부(113)에 포함된 금속 함량이 유전체층(111)에 포함된 금속 함량보다 많다.
이에 따라, 내부 전극의 금속 성분이 사이드 마진부로 다량 유출되는 것을 억제하여 내부 전극 연결성을 향상시키고, 사이드 마진부의 수분 침투 루트를 차단함으로써 내습 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
일반적으로 내부 전극에 포함된 금속은 소성 과정에서 유전체층 및 사이드 마진부로 일부 확산하며, 소성 후 냉각 시에 결정립계에 금속 산화물 형태로 석출한다.
도 7a는 소성 후 환원 열처리 전의 사이드 마진부의 결정립을 도시한 것이며, 도 7b는 도 7a의 사이드 마진부의 결정립을 환원 열처리한 후, 결정립을 도시한 것이다.
도 7a를 참조하면, 사이드 마진부는 소성 후 복수의 유전체 결정립(11a) 및 공극(P)을 포함하게 되며, 소성 후 냉각 시 복수의 유전체 결정립의 결정립계(11b)에 금속 산화물이 석출된다. 결정립계(11b)에 배치된 금속 산화물은 내습 신뢰성을 열화시킬 수 있다. 예를 들어, 산화니켈(NiO)은 수분과 결합하여 Ni(OH)2를 형성하기 쉽고, Ni(OH)2에 의한 흡습에 의해 칩 내부로 수분 침투를 용이하게 하여 내습 신뢰성을 열화시킬 수 있다.
도 7a의 사이드 마진부의 결정립을 환원 열처리하면, 결정립계(11b)에 배치되었던 NiO가 Ni로 환원되고 공극(P)으로 이동하여 응집하게 된다. 도 7b를 참조하면, 환원 열처리에 의해 공극(P)에 금속(21)이 입자 형태로 배치된 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, 수분 침투의 원인이 되는 NiO를 제거하고, 공극(P)에 금속(21)이 응집되어 수분 침투 루트를 차단함으로써 내습 신뢰성이 향상될 수 있다.
다만, 소성 시 내부 전극에서 자연적으로 확산하는 금속산화물에 의존하는 경우, 내부 전극 내의 금속이 다량 유출됨에 따라 전극 연결성이 저하될 우려가 있으며, 사이드 마진부의 공극을 충분히 억제하기 어려울 수 있다.
특히, 본 발명과 같이 별도의 사이드 마진부를 부착하는 경우에는 별도의 사이드 마진부를 부착하지 않는 경우에 비하여 마진부로 확산되는 금속 함량이 많을 수 있기 때문에, 전극 연결성이 저하될 가능성이 높을 수 있다.
이에, 본 발명에서는 사이드 마진부용 유전체 시트에 금속 산화물을 추가로 첨가함으로써, 소성 시 내부 전극에서 사이드 마진부로 금속이 다량 유출되는 것을 억제하여 내부 전극 연결성을 향상시키고, 환원 열처리 후 공극(P)에 금속(21)이 충분히 응집되도록 하여 수분 침투 루트를 차단함으로써 내습 신뢰성을 향상시켰다.
사이드 마진부용 유전체 시트에 금속 산화물을 추가로 첨가함에 따라, 본 발명의 일 실시형태에서는 사이드 마진부(113)에 포함된 금속 함량이 유전체층(111)에 포함된 금속 함량보다 많은 구조를 가질 수 있다.
반면에, 사이드 마진부용 유전체 시트에 금속 산화물을 추가로 첨가하지 않는 경우에는 사이드 마진부(113)에 포함된 금속 함량이 유전체층(111)에 포함된 금속 함량보다 많은 구조를 가지기 어려우며, 사이드 마진부 중 외측면에 인접한 영역에는 금속이 배치된 구조를 가지기 어려울 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 사이드 마진부(112, 113)는 복수의 유전체 결정립(11a) 및 공극(P)을 포함하며, 공극(P)에 금속(21)이 배치될 수 있다. 이에 따라, 공극(P)에 배치된 금속(21)이 수분 침투 경로를 차단하는 역할을 수행하여 내습 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
상기 금속(21)의 종류는 특별히 한정할 필요는 없으며, 예를 들어, Ni일 수 있다.
다만, 소성 시 내부 전극 내의 금속이 유출되는 것을 효과적으로 억제하기 위해서는 사이드 마진부에 포함된 금속(21)이 내부 전극에 포함된 금속과 동일한 종류인 것이 유리할 수 있다. 따라서, 사이드 마진부(112, 113) 및 유전체층(111)에 포함된 금속은 상기 내부 전극(121, 122)에 포함된 금속과 동일한 종류의 금속일 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 적층형 전자 부품에 있어서, 사이드 마진부(112, 113)에 배치된 금속(21)의 직경(D)은 유전체층(111)의 두께(td)의 0.8배 이하일 수 있다.
사이드 마진부 내부에 배치된 금속(21)으로 인하여 내부 전극(121, 122) 간 거리를 감소시키는 효과가 나타나 전계 집중이 발생하게 되고, 이로 인하여 쇼트 불량이 발생할 수 있다.
즉, 전위차가 있는 내부 전극(121, 122) 사이에 중성 도체가 침투할 경우, 도체의 성질에 따라 도체 내 전하가 재배열하게 되며, 재배열된 중성 도체는 전극과 같은 효과를 가질 수 있어, 결과적으로 내부 전극 간 거리를 감소시키게 되므로, 내부 전극 사이의 전계 강도가 증가한다.
특히, 사이드 마진부(112, 113)에 배치된 금속(D)의 직경이 유전체층(111)의 두께(td)의 0.8배 초과인 경우에는 내부 전극(121, 122) 사이의 전계 강도 증가 효과에 의해 쇼트 불량이 발생할 가능성이 높아진다.
따라서, 본 발명의 일 실시형태에 따르면 사이드 마진부(112, 113)에 배치된 금속(21)의 직경(D)을 유전체층(111)의 두께(td)의 0.8배 이하로 제어함으로써 쇼트 불량이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
한편, 금속(21)의 직경(D)이 작을수록 쇼트 불량 가능성은 낮아지기 때문에 유전체층(111)의 두께(td) 대비 금속(21)의 직경(D) 비율의 하한 값은 특별히 특정하지 않는다.
여기서, 금속(21)의 직경(D)은 원 상당 직경으로 측정한 평균 크기를 의미할 수 있다.
한편, 사이드 마진부(112, 113)는 내부 전극(121, 122)과 인접한 제1 영역(112a, 113a)과 상기 사이드 마진부의 외측면에 인접한 제2 영역(112b, 113b)으로 나뉘며, 상기 제1 영역(112a, 113a)에 포함된 금속 함량이 상기 제2 영역(112b, 113b)에 포함된 금속 함량보다 많고, 상기 제2 영역(112b, 113b)에 포함된 금속 함량은 상기 유전체층(111)에 포함된 금속 함량보다 많을 수 있다.
사이드 마진부용 유전체 시트에 금속 산화물을 추가로 첨가하지 않는 경우에는 사이드 마진부(113)에 포함된 금속 함량이 유전체층(111)에 포함된 금속 함량보다 많은 구조를 가지기 어려우며, 사이드 마진부 중 외측면에 인접한 영역에 금속이 배치된 구조를 가지기 어려울 수 있다.
반면에 본 발명에 따라 사이드 마진부용 유전체 시트에 금속 산화물을 추가로 첨가하는 경우에는 제2 영역(112b, 113b)이 유전체층(111) 보다 많은 금속을 포함할 수 있으며, 제1 영역(112a, 113a)은 내부 전극에서 유출된 금속 함량이 추가되기 때문에 제2 영역(112b, 113b)보다 금속 함량이 많을 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 사이드 마진부(112, 113)에 포함된 금속(21)이 내부 전극(121, 122)에 포함된 금속의 유출을 억제할 수 있기 때문에, 내부 전극의 전극 끊김을 효과적으로 억제할 수 있다.
이에 따라, 내부 전극(121, 122)은 내부 전극의 연결성이 80% 초과일 수 있다. 내부 전극의 연결성이 80% 이하인 경우에는 정전 용량을 충분히 확보하기 어려울 수 있다. 따라서, 내부 전극(121, 122)은 내부 전극의 연결성은 80% 초과인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 81% 이상, 보다 더 바람직하게는 82% 이상일 수 있다.
내부 전극 연결성은 내부 전극의 전체 길이에 대한 실제 내부 전극의 길이의 비로 정의될 수 있다. 여기서, 내부 전극의 전체 길이란 전극 끊김에 의한 부분을 포함하여 계산한 길이이고, 실제 내부 전극의 길이란 전극 끊김에 의한 부분을 제외하고 계산한 길이이다.
예를 들어, 바디의 제2 방향(L 방향) 중앙부에서 상기 제1 및 제3 방향으로 자른 단면(W-T 단면)을 주사전자현미경(SEM: Scanning Electron Microscope) 및 EDS(Energy Disperse X-Ray Spectrometer)로 분석하여 측정한 것일 수 있다. 상세하게는, 내부 전극 연결성은 상기 W-T 단면을 T 방향으로 3등분한 영역 중 가운데 영역의 내부전극을 배율 10000으로 3시야 관찰하여 구한 평균값일 수 있다.
도 5를 참조하면, 복수의 내부 전극(121, 122) 중 중앙부에 배치되는 내부 전극의 말단과 접하는 제1 또는 제2 사이드 마진부 영역의 두께(tc1) 대비 최외곽에 배치되는 내부 전극의 말단과 접하는 제1 또는 제2 사이드 마진부 영역의 두께(tc2)의 비율은 1.0 이하일 수 있다.
중앙부에 배치되는 내부 전극의 말단과 접하는 제1 또는 제2 사이드 마진부 영역의 두께(tc1) 대비 최외곽에 배치되는 내부 전극의 말단과 접하는 제1 또는 제2 사이드 마진부 영역의 두께(tc2)의 비율의 하한값은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 0.9 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제1 또는 제2 사이드 마진부(112, 113)가 종래와 달리 사이드 마진부용 세라믹 그린시트를 바디(110)의 측면에 부착하여 형성되기 때문에 제1 또는 제2 사이드 마진부의 위치별 두께가 일정하다.
즉, 종래에는 사이드 마진부를 세라믹 슬러리를 도포 혹은 인쇄하는 방식으로 형성하였기 때문에, 사이드 마진부의 위치별 두께의 편차가 심하였다.
구체적으로, 종래의 경우에는 바디의 중앙부에 배치되는 내부 전극의 말단과 접하는 제1 또는 제2 사이드 마진부 영역의 두께가 다른 영역의 두께에 비하여 두껍게 형성되었다.
예를 들면, 종래의 경우 중앙부에 배치되는 내부 전극의 말단과 접하는 제1 또는 제2 사이드 마진부 영역의 두께 대비 최외곽에 배치되는 내부 전극의 말단과 접하는 제1 또는 제2 사이드 마진부 영역의 두께의 비율은 0.9 미만 정도로서 그 편차가 크다.
이와 같이 사이드 마진부의 위치별 두께의 편차가 큰 종래의 경우, 동일 사이즈 적층형 전자 부품에 있어서 사이드 마진부가 차지하는 부분이 크기 때문에 용량 형성부의 사이즈를 크게 확보할 수 없어 고용량 확보에 어려움이 있다.
반면에, 본 발명의 일 실시형태는 복수의 내부 전극(121, 122) 중 중앙부에 배치되는 내부 전극의 말단과 접하는 상기 제1 또는 제2 사이드 마진부 영역의 두께(tc1) 대비 최외곽에 배치되는 내부 전극의 말단과 접하는 상기 제1 또는 제2 사이드 마진부 영역의 두께(tc2)의 비율은 0.9 이상 1.0 이하이기 때문에, 제1 및 제2 사이드 마진부(112, 113)의 제1 방향 길이를 얇게할 수 있어 용량 형성부의 사이즈를 크게 확보할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는 종래와 달리 세라믹 그린 시트를 바디의 측면에 부착하여 형성하기 때문에 제1 또는 제2 사이드 마진부의 위치별 두께가 일정하다.
이로 인하여, 고용량 적층형 전자 부품의 구현이 가능하다.
한편, 도 4를 참조하면, 복수의 내부 전극(121, 122) 중 중앙부에 배치되는 내부 전극의 말단과 접하는 상기 제1 또는 제2 사이드 마진부 영역의 두께(tc1) 대비 바디(110)의 모서리와 접하는 상기 제1 또는 제2 사이드 마진부 영역의 두께(tc3)의 비율은 1.0 이하일 수 있다.
중앙부에 배치되는 내부 전극의 말단과 접하는 상기 제1 또는 제2 사이드 마진부 영역의 두께(tc1) 대비 상기 바디(110)의 모서리와 접하는 상기 제1 또는 제2 사이드 마진부 영역의 두께(tc3)의 비율의 하한값은 0.9 이상인 것이 바람직하다.
상기 특징으로 인하여, 사이드 마진부의 영역별 두께 편차가 적어 용량 형성부의 사이즈를 크게 확보할 수 있으며, 이로 인하여 고용량 적층형 전자 부품의 구현이 가능하다.
외부 전극(131, 132)은 바디(110)의 제3 면(3) 및 제4 면(4)에 배치된다.
도 4에 도시된 형태와 같이, 바디(110)의 제3 및 제4 면(3, 4)에 각각 배치되어, 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)과 각각 연결된 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)을 포함할 수 있다.
본 실시 형태에서는 적층형 전자 부품(100)이 2개의 외부 전극(131, 132)을 갖는 구조를 설명하고 있지만, 외부 전극(131, 132)의 개수나 형상 등은 내부 전극(121, 122)의 형태나 기타 다른 목적에 따라 바뀔 수 있을 것이다.
또한, 도 1을 참조하면, 외부 전극(131, 132)은 사이드 마진부(112, 113)의 일부를 덮는 형태로 배치될 수 있다.
한편, 외부 전극(131, 132)은 금속 등과 같이 전기 전도성을 갖는 것이라면 어떠한 물질을 사용하여 형성될 수 있고, 전기적 특성, 구조적 안정성 등을 고려하여 구체적인 물질이 결정될 수 있으며, 나아가 다층 구조를 가질 수 있다.
외부 전극(131, 132)의 다층 구조에 대한 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이 외부 전극(131, 132)은 바디(110)에 배치되는 전극층(131a, 132a), 상기 전극층(131a, 132a) 상에 배치된 도전성 수지층(131b, 132b) 및 상기 도전성 수지층(131b, 132b) 상에 배치된 도금층(131c, 132c)을 포함할 수 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 외부 전극은 전극층(131a, 132a) 및 상기 전극층(131a, 132a) 상에 배치된 도금층을 포함하는 2층 구조를 가질 수 있다.
전극층(131a, 132a)은 도전성 금속 및 글라스를 포함한 소성 전극일 수 있다. 또한, 전극층(131a, 132a)은 바디 상에 도전성 금속을 포함한 시트를 전사하는 방식으로 형성될 수도 있다. 또한, 제1 및 제2 전극층(131a, 132a)은 원자층 증착(Atomic Layer Deposition, ALD) 공법, 분자층 증착(Molecular Layer Deposition, MLD) 공법, 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition, CVD) 공법, 스퍼터링(Sputtering) 공법 등을 이용하여 형성될 수도 있다.
전극층(131a, 132a)에 사용되는 도전성 금속은 정전 용량 형성을 위해 상기 내부 전극과 전기적으로 연결될 수 있는 재질이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 니켈(Ni), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 주석(Sn), 텅스텐(W), 티타늄(Ti) 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
도전성 수지층(131b, 132b)은 도전성 금속 및 수지를 포함한 수지계 전극일 수 있다.
도전성 수지층(131b, 132b)에 사용되는 도전성 금속은 정전 용량 형성을 위해 상기 내부 전극과 전기적으로 연결될 수 있는 재질이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 니켈(Ni), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 주석(Sn), 텅스텐(W), 티타늄(Ti) 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
도금층(131b, 132b)에 대한 보다 구체적인 예를 들면, 도금층(131b, 132b)은 Ni 도금층 또는 Sn 도금층일 수 있으며, 전극층(131a, 132a) 상에 Ni 도금층 및 Sn 도금층이 순차적으로 형성된 형태일 수 있고, Sn 도금층, Ni 도금층 및 Sn 도금층이 순차적으로 형성된 형태일 수 있다. 또한, 도금층(131b, 132b)은 복수의 Ni 도금층 및/또는 복수의 Sn 도금층을 포함할 수도 있다.
이하, 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 적층형 전자 부품에 대하여 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 일 실시형태와 동일한 도면이 적용될 수 있으며, 부호도 동일하게 적용될 수 있으므로 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한다. 또한, 중복되는 설명을 피하기 위하여 상기 본 발명의 일 실시형태에 따른 적층형 전자 부품과 중복되는 내용은 생략한다.
본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 적층형 전자 부품(100)은, 복수의 유전체층(111)을 포함하며, 제1 방향(W 방향)으로 대향하는 제1 면(1) 및 제2 면(2), 상기 제1 면 및 제2 면과 연결되고 제2 방향(L 방향)으로 대향하는 제3 면(3) 및 제4 면(4), 상기 제1 면 내지 제4 면과 연결되고 제3 방향(T 방향)으로 대향하는 제5 면(5) 및 제6 면(6)을 포함하는 바디(110); 상기 바디의 내부에 배치되며, 상기 제1 면 및 제2 면으로 노출되되, 상기 제3 면 또는 제4 면으로 일단이 노출되는 복수의 내부 전극(121, 122); 상기 제1 면 및 제2 면에 배치되는 사이드 마진부(112, 113); 및 상기 제3 면 및 제4 면에 배치되는 외부 전극(131, 132); 을 포함하고, 상기 사이드 마진부(112, 113) 및 유전체층(111)은 금속을 포함하며, 상기 바디의 상기 제2 방향(L 방향) 중앙부에서 상기 제1 및 제3 방향으로 자른 단면(W-T 단면)에서, 상기 사이드 마진부 중 금속이 차지하는 면적 비율을 M, 상기 유전체층 중 금속이 차지하는 면적 비율을 D라고 정의할 때, M>D를 만족한다.
본 발명의 다른 일 실시형태에 따르면, 바디의 제2 방향(L 방향) 중앙부에서 상기 제1 및 제3 방향으로 자른 단면(W-T 단면)에서, 상기 사이드 마진부 중 금속이 차지하는 면적 비율을 M, 상기 유전체층 중 금속이 차지하는 면적 비율을 D라고 정의할 때, M>D를 만족한다. 즉, 사이드 마진부(113)에 포함된 금속 함량이 유전체층(111)에 포함된 금속 함량보다 많다. 따라서, 본 발명의 일 실시형태에서 설명한 바와 같이 내부 전극 연결성을 향상시키고 내습 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이때, 상기 제2 방향(L 방향) 중앙부란 제3 면 및 제4 면 사이를 3등분하였을 때 가운데 영역을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 방향(L 방향) 중앙부란 제3 면 및 제4 면 사이의 중간 지점을 의미할 수 있다.
또한, M과 D는 상기 W-T 단면을 주사전자현미경(SEM: Scanning Electron Microscope) 및 EDS(Energy Disperse X-Ray Spectrometer)로 분석하여 측정한 것일 수 있다. 상세하게는, M은 상기 W-T 단면을 T 방향으로 3등분한 영역 중 가운데 영역의 마진부를 배율 10000으로 3시야 관찰하여 구한 평균값일 수 있으며, D는 상기 W-T 단면을 T 방향으로 3등분한 영역 중 가운데 영역의 유전체층을 배율 10000으로 3시야 관찰하여 구한 평균값일 수 있다.
이때, 상기 M은 0.18 면적% 이상 0.42 면적% 이하일 수 있다.
상기 M이 0.18 면적% 미만인 경우에는 소성 시 내부 전극(121, 122) 내의 금속이 유출되는 것을 억제하는 효과가 불충분할 수 있어 내부 전극 연결성이 낮아질 우려가 있으며, 사이드 마진부의 수분 침투 루트를 충분히 차단하지 못하여 내습 신뢰성이 열위할 수 있다. 따라서, 상기 M의 하한은 0.18 면적%인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.19 면적%, 보다 더 바람직하게는 0.20 면적%일 수 있다.
반면에, 상기 M이 0.42 면적% 초과인 경우에는 사이드 마진부(112, 113) 내부에 배치된 금속(21)으로 인하여 내부 전극(121, 122) 간 거리를 감소시키는 효과가 나타나 전계 집중이 발생하게 되고, 이로 인하여 쇼트 불량이 발생할 수 있으며, 절연 파괴 전압(Breakdown Voltage, BDV)이 낮아질 우려가 있다. 따라서, 상기 M의 상한은 0.42 면적%인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.40 면적%, 보다 더 바람직하게는 0.38 면적%일 수 있다.
또한, 상기 D는 0.25 면적% 이하일 수 있다.
상기 D가 0.25 면적% 초과인 경우에는 유전체층(111) 내부에 배치된 금속(21)으로 인하여 내부 전극(121, 122) 간 거리를 감소시키는 효과가 나타나 전계 집중이 발생하게 되고, 이로 인하여 쇼트 불량이 발생할 수 있으며, 절연 파괴 전압(Breakdown Voltage, BDV)이 낮아질 우려가 있다. 따라서, 상기 D의 상한은 0.25 면적%인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.23 면적%, 보다 더 바람직하게는 0.21 면적%일 수 있다.
한편, 상기 D의 하한은 특별히 한정할 필요는 없다. 예를 들어, 상기 D는 0.16 면적% 이상일 수 있다. 상기 D를 0.16 면적% 미만으로 제어하기 위해서는 추가적인 공정이 필요하거나 과다한 비용이 소모될 수 있기 때문이다.
또한, 상기 M은 상기 D 보다 0.02 면적% 이상 클 수 있다.
상기 M과 D의 면적% 차이가 너무 작을 경우, 소성 시 내부 전극(121, 122) 내의 금속이 유출되는 것을 억제하는 효과가 불충분하거나, 절연 파괴 전압(Breakdown Voltage, BDV)이 낮아질 우려가 있기 때문이다.
또한, 사이드 마진부(112, 113)는 상기 내부 전극과 인접한 제1 영역(112a, 113a)과 상기 사이드 마진부의 외측면에 인접한 제2 영역(112b, 113b)으로 나뉘며, 상기 제1 영역(112a, 113a) 중 금속이 차지하는 면적 비율을 M1, 상기 제2 영역 중 금속이 차지하는 면적 비율을 M2로 정의할 때, M1>M2>D를 만족할 수 있다.
즉, 사이드 마진부(112, 113)는 내부 전극(121, 122)과 인접한 제1 영역(112a, 113a)과 상기 사이드 마진부의 외측면에 인접한 제2 영역(112b, 113b)으로 나뉘며, 상기 제1 영역(112a, 113a)에 포함된 금속 함량이 상기 제2 영역(112b, 113b)에 포함된 금속 함량보다 많고, 상기 제2 영역(112b, 113b)에 포함된 금속 함량은 상기 유전체층(111)에 포함된 금속 함량보다 많을 수 있다.
사이드 마진부용 유전체 시트에 금속 산화물을 추가로 첨가하지 않는 경우에는 M>D인 구조를 가지기 어려우며, M2>D인 구조도 가지기 어려울 수 있다.
반면에 본 발명에 따라 사이드 마진부용 유전체 시트에 금속 산화물을 추가로 첨가하는 경우에는 M2>D를 만족할 수 있으며, 제1 영역(112a, 113a)은 내부 전극에서 유출된 금속 함량이 추가되기 때문에 M1>M2를 만족할 수 있다.
도 8a 내지 도 8f는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 적층형 전자 부품의 제조방법을 개략적으로 나타내는 단면도 및 사시도이다.
이하, 도 8a 내지 도 8f를 참조하여, 본 발명의 또 다른 일 실시형태인 적층형 전자 부품의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 적층형 전자 부품의 제조방법은 복수 개의 제1 내부 전극 패턴이 소정의 간격을 두고 형성된 제1 세라믹 그린시트 및 복수 개의 제2 내부 전극 패턴이 소정의 간격을 두고 형성된 제2 세라믹 그린시트를 마련하는 단계; 상기 제1 내부 전극 패턴과 상기 제2 내부 전극 패턴이 교차되도록 상기 제1 세라믹 그린시트와 상기 제2 세라믹 그린시트를 적층하여 세라믹 그린시트 적층 바디를 형성하는 단계; 상기 제1 내부 전극 패턴과 제2 내부 전극 패턴의 말단이 폭 방향으로 노출된 측면을 갖도록 상기 세라믹 그린시트 적층 바디를 절단하여 적층 바디를 얻는 단계; 상기 적층 바디의 상기 제1 내부 전극 패턴과 제2 내부 전극 패턴의 말단이 노출된 측면에 사이드 마진부용 세라믹 그린시트를 부착하는 단계; 상기 사이드 마진부용 세라믹 그린시트가 부착된 적층 바디를 소성하는 단계; 상기 소성 후 환원 분위기에서 열처리하는 단계; 및 상기 환원 분위기에서 열처리된 적층 바디에 외부 전극을 형성하는 단계; 를 포함하며, 상기 사이드 마진부용 세라믹 그린시트는 금속 산화물을 포함한다.
도 8a에 도시된 바와 같이, 세라믹 그린시트(211) 위에 소정의 간격을 두고 복수 개의 스트라이프형 제1 내부 전극 패턴(221)을 형성한다. 상기 복수 개의 스트라이트형 제1 내부 전극 패턴(221)은 서로 평행하게 형성될 수 있다.
상기 세라믹 그린시트(211)는 세라믹 파우더, 유기 용제 및 유기 바인더를 포함하는 세라믹 페이스트로 형성될 수 있다.
상기 세라믹 파우더는 높은 유전율을 갖는 물질로서 이에 제한되는 것은 아니나 티탄산바륨(BaTiO3)계 재료, 납 복합 페로브스카이트계 재료 또는 티탄산스트론튬(SrTiO3)계 재료 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 티탄산바륨(BaTiO3) 파우더가 사용될 수 있다. 상기 세라믹 그린시트(211)가 소성되면 바디(110)를 구성하는 유전체층(111)이 된다.
스트라이프형 제1 내부 전극 패턴(221)은 도전성 금속을 포함하는 내부 전극 페이스트에 의하여 형성될 수 있다. 상기 도전성 금속은 이에 제한되는 것은 아니나, 니켈(Ni), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 주석(Sn), 텅스텐(W), 티타늄(Ti) 및 이들의 합금 중 하나 이상일 수 있다.
상기 세라믹 그린시트(211) 상에 스트라이프형 제1 내부 전극 패턴(221)을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들면 스크린 인쇄법 또는 그라비아 인쇄법과 같은 인쇄법을 통해 형성될 수 있다.
또한, 도시되지 않았으나, 또 다른 세라믹 그린시트(211) 위에 소정의 간격을 두고 복수 개의 스트라이프형 제2 내부 전극 패턴(222)을 형성할 수 있다.
이하, 제1 내부 전극 패턴(221)이 형성된 세라믹 그린시트는 제1 세라믹 그린시트로 지칭될 수 있고, 제2 내부 전극 패턴(222)이 형성된 세라믹 그린시트는 제2 세라믹 그린시트로 지칭될 수 있다.
다음으로, 도 8b에 도시된 바와 같이, 스트라이프형 제1 내부 전극 패턴(221)과 스트라이프형 제2 내부 전극 패턴(222)이 교차 적층되도록 제1 및 제2 세라믹 그린시트를 번갈아가며 적층할 수 있다.
이후, 상기 스트라이프형 제1 내부 전극 패턴(221)은 제1 내부 전극(121)이 되고, 스트라이프형 제2 내부 전극 패턴(222)은 제2 내부 전극(122)이 될 수 있다.
이때, 상기 제1 및 제2 세라믹 그린시트의 두께(td')는 0.6 μm 이하이고, 제1 및 제2 내부 전극 패턴의 두께(te`)는 0.5 μm 이하일 수 있다.
이에 따라, 유전체층(td)의 두께가 0.4 μm 이하이고, 내부 전극(te)의 두께가 0.4 μm 이하인 박막을 갖는 초소형 고용량 적층형 전자 부품을 구현할 수 있다.
도 8c는 본 발명의 일 실시예에 따라 제1 및 제2 세라믹 그린 시트가 적층된 세라믹 그린시트 적층 바디(220)를 도시하는 단면도이고, 도 8d는 제1 및 제2 세라믹 그린 시트가 적층된 세라믹 그린시트 적층 바디(220)를 도시하는 사시도이다.
도 8c 및 도 8d를 참조하면, 복수 개의 평행한 스트라이프형 제1 내부 전극 패턴(221)이 인쇄된 제1 세라믹 그린시트와 복수 개의 평행한 스트라이프형 제2 내부 전극 패턴(222)이 인쇄된 제2 세라믹 그린시트는 서로 번갈아가며 적층되어 있다.
보다 구체적으로, 제1 세라믹 그린시트에 인쇄된 스트라이프형 제1 내부 전극 패턴(221)의 중앙부와 제2 세라믹 그린시트에 인쇄된 스트라이프형 제2 내부 전극 패턴(222) 사이의 간격이 중첩되도록 적층될 수 있다.
다음으로, 도 8d에 도시된 바와 같이, 상기 세라믹 그린시트 적층 바디(220)는 복수 개의 스트라이프형 제1 내부 전극 패턴(221) 및 스트라이프형 제2 내부 전극 패턴(222)을 가로지르도록 절단될 수 있다. 즉, 상기 세라믹 그린시트 적층 바디(210)는 서로 직교하는 C1-C1 및 C2-C2 절단선을 따라 절단된 적층 바디(210)가 될 수 있다.
보다 구체적으로, 스트라이프형 제1 내부 전극 패턴(221) 및 스트라이프형 제2 내부 전극 패턴(222)은 길이 방향으로 절단되어 일정한 폭을 갖는 복수 개의 내부 전극으로 분할될 수 있다. 이때, 적층된 세라믹 그린시트도 내부 전극 패턴과 함께 절단된다. 이에 따라 유전체층은 내부 전극의 폭과 동일한 폭을 갖도록 형성될 수 있다.
또한, C2-C2 절단선을 따라 개별적인 바디 사이즈에 맞게 절단할 수 있다. 즉, 제1 사이드 마진부 및 제2 사이드 마진부를 형성하기 전에 막대형 적층체를 C2-C2 절단선을 따라 개별적인 바디 사이즈로 절단하여 복수 개의 적층 바디(210)를 형성할 수 있다.
즉, 막대형 적층체를 중첩된 제1 내부 전극의 중심부와 제2 내부 전극 간에 형성된 소정의 간격이 동일한 절단선에 의하여 절단되도록 절단할 수 있다. 이에 따라, 제1 내부 전극 및 제2 내부 전극의 일단은 절단면에 교대로 노출될 수 있다.
이후, 상기 적층 바디(210)의 제1 및 제2 측면에 제1 사이드 마진부 및 제2 사이드 마진부를 형성할 수 있다.
다음으로, 도 8e에 도시된 바와 같이, 상기 적층 바디(210)의 상기 제1 내부 전극 패턴과 제2 내부 전극 패턴의 말단이 노출된 측면에 사이드 마진부용 세라믹 그린시트(212)를 부착할 수 있다.
상기 적층 바디(210)의 제1 측면에 사이드 마진부용 세라믹 그린시트(212)를 부착하여 제1 사이드 마진부를 형성할 수 있으며, 이후 상기 적층 바디(220)의 제2 측면에 사이드 마진부용 세라믹 그린시트(212)를 부착하여 제2 사이드 마진부를 형성할 수 있다.
구체적으로, 제1 사이드 마진부의 형성 방법은 사이드 마진부용 세라믹 그린시트(212)를 러버 재질의 펀칭 탄성재(300) 상부에 배치한다.
다음으로, 상기 적층 바디(210)의 제1 측면이 상기 사이드 마진부용 세라믹 그린시트(212)와 마주하도록 상기 적층 바디(210)를 90도 회전한 후, 상기 적층 바디(210)를 상기 사이드 마진부용 세라믹 그린시트(212)에 가압 밀착시킨다.
상기 적층 바디(210)를 상기 사이드 마진부용 세라믹 그린시트(212)에 가압 밀착시켜 사이드 마진부용 세라믹 그린시트(212)를 상기 적층 바디(210)에 전사할 경우, 상기 러버 재질의 펀칭 탄성재(300)로 인하여 상기 사이드 마진부용 세라믹 그린시트(212)는 상기 적층 바디(210)의 측면 모서리부까지 형성되고, 나머지 부분은 절단될 수 있다.
도 8f에서는, 사이드 마진부용 세라믹 그린시트(212)가 상기 적층 바디(210)의 측면 모서리부까지 형성된 것을 나타내고 있다.
그 이후 상기 적층 바디(210)를 180도 회전하여, 상술한 공정을 반복하여 적층 바디(210)의 제2 측면에 제2 사이드 마진부를 형성할 수 있다.
사이드 마진부용 세라믹 그린시트(212)는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 사이드 마진부용 세라믹 그린시트(212)가 금속 산화물을 포함함에 따라, 소성 시 내부 전극에서 사이드 마진부로 금속이 다량 유출되는 것을 억제하여 내부 전극 연결성을 향상시키고, 환원 열처리 후 사이드 마진부의 공극에 금속이 충분히 응집되도록 하여 수분 침투 루트를 차단함으로써 내습 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이때, 사이드 마진부용 세라믹 그린시트(212)는 금속 산화물을 0.06 중량% 이상 0.4 중량% 이하로 포함할 수 있다.
사이드 마진부용 세라믹 그린시트(212)의 금속 산화물이 0.06 중량% 미만인 경우에는 소성 시 내부 전극(121, 122) 내의 금속이 유출되는 것을 억제하는 효과가 불충분할 수 있어 내부 전극 연결성이 낮아질 우려가 있으며, 사이드 마진부의 수분 침투 루트를 충분히 차단하지 못하여 내습 신뢰성이 열위할 수 있다. 따라서, 사이드 마진부용 세라믹 그린시트(212)의 금속 산화물의 하한은 0.06 중량%인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.08 중량%, 보다 더 바람직하게는 0.1 중량%일 수 있다.
반면에, 사이드 마진부용 세라믹 그린시트(212)의 금속 산화물이 0.4 중량% 초과인 경우에는 쇼트 불량이 발생할 수 있으며, 절연 파괴 전압(Breakdown Voltage, BDV)이 낮아질 우려가 있다. 따라서, 사이드 마진부용 세라믹 그린시트(212)의 금속 산화물의 상한은 0.4 중량%인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.35 중량%, 보다 더 바람직하게는 0.3 중량%일 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 세라믹 그린시트는 금속 산화물을 0.05 중량% 이하(0중량% 포함)로 포함할 수 있다.
제1 및 제2 세라믹 그린시트에 포함된 금속 산화물 함량이 0.05 중량% 초과인 경우에는 쇼트 불량이 발생하거나 절연 파괴 전압(Breakdown Voltage, BDV)이 낮아질 우려가 있기 때문이다.
다음으로, 상기 사이드 마진부용 세라믹 그린시트가 부착된 적층 바디(210)를 소성할 수 있다. 소성이 끝난 뒤 냉각한 후, 환원 분위기에서 열처리를 수행할 수 있다.
사이드 마진부용 세라믹 그린시트(212)에 포함된 금속 산화물 및 소성 후 냉각 시에 결정립계에 석출된 금속 산화물은 수분 침투를 용이하게 하여 내습 신뢰성을 열화시킬 수 있다. 따라서, 환원 분위기에서 열처리를 수행하여 결정립계에 배치되었던 금속 산화물을 금속으로 환원시켜 공극(P)에 금속(21)이 입자 형태로 배치되도록 할 수 있다. 이에 따라, 수분 침투의 원인이 되는 금속 산화물을 제거하고, 공극(P)에 금속(21)이 응집되어 수분 침투 루트를 차단함으로써 내습 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이때, 상기 환원 분위기에서 열처리하는 단계는 2번 이상 수행하여 금속 산화물이 확실하게 환원되도록 할 수 있으며, 환원 분위기에서 열처리하는 단계의 열처리 온도, 유지 시간, 분위기 등을 조절하여 금속 산화물이 확실하게 환원되도록 할 수 있다.
이후, 상기 제1 내부 전극이 노출된 바디의 제3 측면과 상기 제2 내부 전극이 노출된 바디의 제4 측면에 각각 외부 전극을 형성할 수 있다.
(실시예)
100nm급 BaTiO3 분말을 포함하는 세라믹 그린 시트와 120nm급 니켈 분말을 포함하는 내부 전극 페이스트를 이용하여 적층 바디를 형성하였다.
100nm급 BaTiO3 분말을 포함하며 하기 표 1의 NiO 첨가량을 만족하는 사이드 마진부용 세라믹 그린 시트를 상기 적층 바디에 부착하고, 400
이하, 질소 분위기에서 가소(binder burn out) 공정을 거치고, 소성 온도 1200
이하, 수소농도 0.5% H2 이하 조건에서 소성하였다.
소성이 끝난 뒤 냉각한 후, 900℃, 산소분압 1.0×10-12 Pa조건에서 50시간 1차 열처리를 하였다. 1차 열처리 후 900℃, 산소분압 1.0×10-2 Pa조건에서 2시간 2차 열처리를 하였다. 2차 열처리 후, Cu 및 글라스를 포함하는 외부 전극용 페이스트로 외부 전극을 형성하여 샘플 칩을 제작하였다. 샘플 칩의 사이즈는 1005(가로x세로x높이: 1.0mm x 0.5mm x 0.5mm)였다.
샘플 칩에 대하여 M(사이드 마진부 중 Ni이 차지하는 면적 비율), D(유전체층 중 금속이 차지하는 면적 비율) 및 내부 전극 연결성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.
상기 M과 D는 바디의 길이 방향 중앙에서 폭-두께 방향 단면(W-T 단면)을 주사전자현미경(SEM: Scanning Electron Microscope) 및 EDS(Energy Disperse X-Ray Spectrometer)로 분석하여 측정하였다. 상세하게는, M은 상기 W-T 단면을 T 방향으로 3등분한 영역 중 가운데 영역의 마진부를 배율 10000으로 3시야 관찰하여 평균값을 구하였으며, D는 상기 W-T 단면을 T 방향으로 3등분한 영역 중 가운데 영역의 유전체층을 배율 10000으로 3시야 관찰하여 평균값을 구하였다.
내부 전극 연결성은 내부 전극의 전체 길이에 대한 실제 내부 전극의 길이의 비로 정의될 수 있다. 여기서, 내부 전극의 전체 길이란 전극 끊김에 의한 부분을 포함하여 계산한 길이이고, 실제 내부 전극의 길이란 전극 끊김에 의한 부분을 제외하고 계산한 길이이다. 내부 전극 연결성은 상기 W-T 단면을 T 방향으로 3등분한 영역 중 가운데 영역의 내부전극을 배율 10000으로 3시야 관찰하여 평균값을 구하였다.
내습 신뢰성 평가는 각 시험번호 당 100개의 샘플 칩에 대하여 평가하였다.
각 샘플 칩을 120℃, 상대습도 95%의 분위기에서 5V/μm의 전계를 20시간 동안 인가한 후, 전계 인가 개시 전과 비교하여 절연 저항치가 1/10 이하로 저하된 샘플 칩을 불량으로 판단하였으며, 불량으로 판단된 샘플 칩의 개수를 하기 표 1에 기재하였다.
BDV(파괴 전압) 평가는 각 시험번호 당 40개의 샘플 칩에 대하여 평가하였다.
각 샘플 칩을 회로에 연결하고 0V에서 0.5V씩 순차적으로 승압을 하여 전류가 20mA이상이 되는 지점의 전압을 BDV로 판단하였으며, BDV가 25V 이하인 칩의 개수를 하기 표 1에 기재하였다.
| 시험번호 | NiO 첨가량 (wt%) |
M (면적%) |
D (면적%) |
내부 전극 연결성 |
내습 신뢰성 | BDV |
| 1* | 0 | 0.11 | 0.13 | 80% | 7 | 0 |
| 2* | 0.05 | 0.14 | 0.15 | 80% | 6 | 0 |
| 3 | 0.1 | 0.20 | 0.18 | 83% | 4 | 0 |
| 4 | 0.3 | 0.32 | 0.21 | 85% | 0 | 0 |
| 5* | 0.5 | 0.43 | 0.26 | 85% | 1 | 3 |
시험번호 1 및 2의 경우, M(사이드 마진부 중 Ni이 차지하는 면적 비율)이 D(유전체층 중 금속이 차지하는 면적 비율) 이하로 내부 전극 연결성 및 내습 신뢰성이 열위하였다.
반면에, 시험번호 3 내지 5의 경우, M>D를 만족함에 따라 내부 전극 연결성이 향상되고, 내습 신뢰성도 우수한 것을 확인할 수 있다.
다만, 시험번호 5의 경우 사이드 마진부 및 유전체층에 Ni 입자가 너무 많아 BDV 특성이 열위한 것을 확인할 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: 적층형 전자 부품
110: 바디
111: 유전체층
112, 113: 사이드 마진부
121, 122: 내부 전극
131, 132: 외부 전극
110: 바디
111: 유전체층
112, 113: 사이드 마진부
121, 122: 내부 전극
131, 132: 외부 전극
Claims (19)
- 복수의 유전체층을 포함하며, 서로 대향하는 제1 면 및 제2 면, 상기 제1 면 및 제2 면과 연결되고 서로 대향하는 제3 면 및 제4 면, 상기 제1 면 내지 제4 면과 연결되고 서로 대향하는 제5 면 및 제6 면을 포함하는 바디;
상기 바디의 내부에 배치되며, 상기 제1 면 및 제2 면으로 노출되되, 상기 제3 면 또는 제4 면으로 일단이 노출되는 복수의 내부 전극;
상기 제1 면 및 제2 면에 배치되는 사이드 마진부; 및
상기 제3 면 및 제4 면에 배치되는 외부 전극; 을 포함하고,
상기 사이드 마진부 및 유전체층은 금속을 포함하며, 상기 사이드 마진부에 포함된 금속 함량이 상기 유전체층에 포함된 금속 함량보다 많은
적층형 전자 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 사이드 마진부는 복수의 유전체 결정립 및 공극을 포함하며, 상기 공극에 상기 금속이 배치되는
적층형 전자 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 사이드 마진부에 배치된 금속의 직경은 상기 유전체층의 두께의 0.8배 이하인
적층형 전자 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 사이드 마진부 및 유전체층에 포함된 금속은 Ni인
적층형 전자 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 사이드 마진부 및 유전체층에 포함된 금속은 상기 내부 전극에 포함된 금속과 동일한 종류의 금속인
적층형 전자 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 사이드 마진부는 상기 내부 전극과 인접한 제1 영역과 상기 사이드 마진부의 외측면에 인접한 제2 영역으로 나뉘며,
상기 제1 영역에 포함된 금속 함량이 상기 제2 영역에 포함된 금속 함량보다 많고, 상기 제2 영역에 포함된 금속 함량은 상기 유전체층에 포함된 금속 함량보다 많은
적층형 전자 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 내부 전극은 전체 길이에 대한 실제 내부 전극의 길이의 비로 정의되는 내부 전극의 연결성이 80% 초과인
적층형 전자 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 복수의 내부 전극 중 중앙부에 배치되는 내부 전극의 말단과 접하는 상기 사이드 마진부 영역의 두께 대비 최외곽에 배치되는 내부 전극의 말단과 접하는 상기 사이드 마진부 영역의 두께의 비율은 0.9 이상 1.0 이하인
적층형 전자 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 복수의 내부 전극 중 중앙부에 배치되는 내부 전극의 말단과 접하는 상기 사이드 마진부 영역의 두께 대비 상기 바디의 모서리와 접하는 상기 사이드 마진부 영역의 두께의 비율은 0.9 이상 1.0 이하인
적층형 전자 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 면이 대향하는 방향을 제1 방향, 상기 제3 및 제4 면이 대향하는 방향을 제2 방향, 상기 제5 및 제6 면이 대향하는 방향을 제3 방향으로 정의할 때,
상기 바디를 상기 제2 방향 중앙부에서 상기 제1 및 제3 방향으로 자른 단면에서,
상기 사이드 마진부 중 금속이 차지하는 면적 비율이 상기 유전체층 중 금속이 차지하는 면적 비율보다 큰
적층형 전자 부품.
- 복수의 유전체층을 포함하며, 제1 방향으로 대향하는 제1 면 및 제2 면, 상기 제1 면 및 제2 면과 연결되고 제2 방향으로 대향하는 제3 면 및 제4 면, 상기 제1 면 내지 제4 면과 연결되고 제3 방향으로 대향하는 제5 면 및 제6 면을 포함하는 바디;
상기 바디의 내부에 배치되며, 상기 제1 면 및 제2 면으로 노출되되, 상기 제3 면 또는 제4 면으로 일단이 노출되는 복수의 내부 전극;
상기 제1 면 및 제2 면에 배치되는 사이드 마진부; 및
상기 제3 면 및 제4 면에 배치되는 외부 전극; 을 포함하고,
상기 사이드 마진부 및 유전체층은 금속을 포함하며,
상기 바디의 상기 제2 방향 중앙부에서 상기 제1 및 제3 방향으로 자른 단면에서, 상기 사이드 마진부 중 금속이 차지하는 면적 비율을 M, 상기 유전체층 중 금속이 차지하는 면적 비율을 D라고 정의할 때,
M>D를 만족하는
적층형 전자 부품.
- 제11항에 있어서,
상기 M은 0.18 면적% 이상 0.42 면적% 이하인
적층형 전자 부품.
- 제11항에 있어서,
상기 D는 0.25 면적% 이하인
적층형 전자 부품.
- 제11항에 있어서,
상기 M은 상기 D 보다 0.02 면적% 이상 큰
적층형 전자 부품.
- 제11항에 있어서,
상기 사이드 마진부는 상기 내부 전극과 인접한 제1 영역과 상기 사이드 마진부의 외측면에 인접한 제2 영역으로 나뉘며,
상기 제1 영역 중 금속이 차지하는 면적 비율을 M1, 상기 제2 영역 중 금속이 차지하는 면적 비율을 M2로 정의할 때,
M1>M2>D를 만족하는
적층형 전자 부품.
- 복수 개의 제1 내부 전극 패턴이 소정의 간격을 두고 형성된 제1 세라믹 그린시트 및 복수 개의 제2 내부 전극 패턴이 소정의 간격을 두고 형성된 제2 세라믹 그린시트를 마련하는 단계;
상기 제1 내부 전극 패턴과 상기 제2 내부 전극 패턴이 교차되도록 상기 제1 세라믹 그린시트와 상기 제2 세라믹 그린시트를 적층하여 세라믹 그린시트 적층 바디를 형성하는 단계;
상기 제1 내부 전극 패턴과 제2 내부 전극 패턴의 말단이 폭 방향으로 노출된 측면을 갖도록 상기 세라믹 그린시트 적층 바디를 절단하여 적층 바디를 얻는 단계;
상기 적층 바디의 상기 제1 내부 전극 패턴과 제2 내부 전극 패턴의 말단이 노출된 측면에 사이드 마진부용 세라믹 그린시트를 부착하는 단계;
상기 사이드 마진부용 세라믹 그린시트가 부착된 적층 바디를 소성한 후, 하는 단계;
상기 소성 후 환원 분위기에서 열처리하는 단계; 및
상기 환원 분위기에서 열처리된 적층 바디에 외부 전극을 형성하는 단계; 를 포함하며,
상기 사이드 마진부용 세라믹 그린시트는 금속 산화물을 포함하는
적층형 전자 부품의 제조방법.
- 제16항에 있어서,
상기 사이드 마진부용 세라믹 그린시트는 금속 산화물을 0.06 중량% 이상 0.4 중량% 이하로 포함하는
적층형 전자 부품의 제조방법.
- 제17항에 있어서,
상기 제1 및 제2 세라믹 그린시트는 금속 산화물을 0.05 중량% 이하로 포함하는
적층형 전자 부품의 제조방법.
- 제16항에 있어서,
상기 환원 분위기에서 열처리하는 단계는 2번 이상 수행되는
적층형 전자 부품의 제조방법.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200113998A KR20220032339A (ko) | 2020-09-07 | 2020-09-07 | 적층형 전자 부품 및 그 제조방법 |
| US17/221,137 US11574774B2 (en) | 2020-09-07 | 2021-04-02 | Multilayer electronic component and method of manufacturing the same |
| CN202110685982.2A CN114156086A (zh) | 2020-09-07 | 2021-06-21 | 多层电子组件及其制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200113998A KR20220032339A (ko) | 2020-09-07 | 2020-09-07 | 적층형 전자 부품 및 그 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220032339A true KR20220032339A (ko) | 2022-03-15 |
Family
ID=80461388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200113998A KR20220032339A (ko) | 2020-09-07 | 2020-09-07 | 적층형 전자 부품 및 그 제조방법 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11574774B2 (ko) |
| KR (1) | KR20220032339A (ko) |
| CN (1) | CN114156086A (ko) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020167198A (ja) * | 2019-03-28 | 2020-10-08 | 株式会社村田製作所 | 積層セラミックコンデンサ |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5838927B2 (ja) | 2011-10-14 | 2016-01-06 | Tdk株式会社 | 積層セラミック電子部品 |
| KR101987214B1 (ko) * | 2017-10-13 | 2019-06-10 | 삼성전기주식회사 | 적층 세라믹 커패시터 |
| JP7444346B2 (ja) * | 2017-12-07 | 2024-03-06 | サムソン エレクトロ－メカニックス カンパニーリミテッド． | 積層セラミックキャパシタ |
| KR102141217B1 (ko) * | 2018-07-26 | 2020-08-04 | 삼성전기주식회사 | 적층 세라믹 커패시터 |
| KR102551219B1 (ko) | 2018-08-29 | 2023-07-03 | 삼성전기주식회사 | 적층 세라믹 커패시터 및 그 제조 방법 |
| JP2020167198A (ja) * | 2019-03-28 | 2020-10-08 | 株式会社村田製作所 | 積層セラミックコンデンサ |
| JP2021005665A (ja) * | 2019-06-27 | 2021-01-14 | 株式会社村田製作所 | 積層セラミックコンデンサ |
| JP2021034648A (ja) * | 2019-08-28 | 2021-03-01 | 株式会社村田製作所 | 積層セラミックコンデンサ |
-
2020
- 2020-09-07 KR KR1020200113998A patent/KR20220032339A/ko unknown
-
2021
- 2021-04-02 US US17/221,137 patent/US11574774B2/en active Active
- 2021-06-21 CN CN202110685982.2A patent/CN114156086A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US11574774B2 (en) | 2023-02-07 |
| US20220076891A1 (en) | 2022-03-10 |
| CN114156086A (zh) | 2022-03-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101892792B1 (ko) | 적층 세라믹 커패시터 및 그 실장 기판 | |
| KR102202487B1 (ko) | 적층 세라믹 커패시터 및 그 실장 기판 | |
| CN104517730A (zh) | 多层陶瓷电容器及具有该多层陶瓷电容器的板 | |
| KR20120133716A (ko) | 적층 세라믹 커패시터 | |
| KR102437803B1 (ko) | 적층 세라믹 전자부품 | |
| KR102584977B1 (ko) | 세라믹 전자 부품 및 그 제조 방법 | |
| KR20140033750A (ko) | 적층 세라믹 전자부품 및 이의 제조방법 | |
| KR20190121148A (ko) | 적층형 커패시터 | |
| KR20230040972A (ko) | 적층 세라믹 커패시터 및 그 제조 방법 | |
| KR20220052164A (ko) | 적층형 전자 부품 | |
| KR20220059150A (ko) | 적층형 커패시터 | |
| KR102115955B1 (ko) | 적층 세라믹 전자부품 | |
| KR101813284B1 (ko) | 도전성 페이스트 및 이를 이용한 적층 세라믹 전자부품 | |
| KR20190116118A (ko) | 유전체 조성물 및 이를 포함하는 적층형 전자 부품 | |
| KR20220101911A (ko) | 적층형 전자 부품 | |
| US11574774B2 (en) | Multilayer electronic component and method of manufacturing the same | |
| KR20220088099A (ko) | 세라믹 전자 부품 | |
| KR102191252B1 (ko) | 적층 세라믹 전자부품 | |
| KR20220081633A (ko) | 적층형 전자 부품 및 유전체 조성물 | |
| KR20220068567A (ko) | 적층형 전자 부품 | |
| KR102473419B1 (ko) | 적층 세라믹 전자부품 | |
| KR102473420B1 (ko) | 적층 세라믹 전자부품 | |
| US20230290574A1 (en) | Ceramic electronic component | |
| KR102574420B1 (ko) | 적층형 커패시터 | |
| KR102561942B1 (ko) | 유전체 조성물 및 이를 포함하는 적층형 전자 부품 |