KR20230031615A - 커패시터 부품 및 커패시터 부품의 제조 방법 - Google Patents
커패시터 부품 및 커패시터 부품의 제조 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230031615A KR20230031615A KR1020210114057A KR20210114057A KR20230031615A KR 20230031615 A KR20230031615 A KR 20230031615A KR 1020210114057 A KR1020210114057 A KR 1020210114057A KR 20210114057 A KR20210114057 A KR 20210114057A KR 20230031615 A KR20230031615 A KR 20230031615A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- protective layer
- internal electrode
- layer
- external electrode
- forming
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 123
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims abstract description 81
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 27
- 229910052574 oxide ceramic Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 239000011224 oxide ceramic Substances 0.000 claims abstract description 26
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 18
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 10
- AHKZTVQIVOEVFO-UHFFFAOYSA-N oxide(2-) Chemical compound [O-2] AHKZTVQIVOEVFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 4
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 claims description 3
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 9
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 8
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- -1 oxygen ions Chemical class 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 5
- 229910002113 barium titanate 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
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 2
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000003985 ceramic capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 238000001552 radio frequency sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 238000005477 sputtering target Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 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
- H01G4/002—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
- H01G4/005—Electrodes
- H01G4/008—Selection of materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/46—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/64—Burning or sintering processes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G13/00—Apparatus specially adapted for manufacturing capacitors; Processes specially adapted for manufacturing capacitors not provided for in groups H01G4/00 - H01G11/00
-
- 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
-
- 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
- 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
- H01G4/228—Terminals
- H01G4/232—Terminals electrically connecting two or more layers of a stacked or rolled capacitor
- H01G4/2325—Terminals electrically connecting two or more layers of a stacked or rolled capacitor characterised by the material of the terminals
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
Abstract
본 발명의 일 측면에 따른 커패시터 부품은, 유전체층 및 내부전극층을 포함하는 바디; 상기 바디에 배치된 보호층; 및 상기 보호층의 적어도 일부에 배치된 외부전극; 을 포함하고, 상기 보호층은, 산화물 세라믹, 및 상기 내부전극층의 금속과 동일한 금속을 포함한다.
Description
본 발명은 커패시터 부품 및 커패시터 부품의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 전자제품의 소형화 및 경량화가 진행되어가면서 초소형 전자부품에 대한 개발이 빠른 속도로 진행되고 있다. 또한 자동차, 통신 장비와 같은 안정성이 중요한 제품에서도 전자부품 적용 영역이 증가되면서 고 신뢰성을 갖는 전자부품에 대한 요구도 크게 증가하고 있다. 전자 부품의 하나인 적층 세라믹 커패시터(MLCC: Multi Layered Ceramic Capacitor)는 소형이면서 고용량이 가능하다는 장점을 가지고 있어서 다양한 전자 제품에 대한 부품으로 사용되고 있다.
하지만, MLCC의 소형화와 고용량화에 따라, MLCC의 내부전극층 간의 간격이 감소화 되고, MLCC의 유전체층이 얇아진다. 따라서, MLCC는 외부 환경 변화에 대한 열화가 발생하기 쉬워지면서 고신뢰성을 보장하기 어려울 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 목적 중 하나는, 내습 신뢰성을 향상시킬 수 있는 커패시터 부품을 제공하기 위함이다.
본 발명의 일 예에 따른 목적 중 다른 하나는, 내습 신뢰성을 향상시키면서도 내부전극층과 외부전극 간의 통전이 가능한 커패시터 부품을 제공하기 위함이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 유전체층 및 내부전극층을 포함하는 바디; 상기 바디에 배치된 보호층; 및 상기 보호층의 적어도 일부에 배치된 외부전극; 을 포함하고, 상기 보호층은, 산화물 세라믹, 및 상기 내부전극층의 금속과 동일한 금속을 포함하는 커패시터 부품이 제공된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 유전체 그린시트를 형성하는 단계; 도전성 페이스트를 상기 유전체 그린시트에 도포하는 단계; 상기 도전성 페이스트가 도포된 상기 유전체 그린시트를 복수 적층하여 그린 칩을 형성하는 단계; 상기 그린칩을 소결하여 유전체층 및 내부전극층을 포함하는 바디를 형성하는 단계; 기상 증착(vapor deposition) 상기 바디를 커버하는 보호층을 형성하는 단계; 상기 보호층의 적어도 일부에 외부전극을 형성하는 단계; 를 포함하고, 상기 외부전극을 형성하는 단계를 거친 후 상기 보호층은, 산소 이온의 평균 분극률(average polarizability of oxide ion, αO2-)이 2Å3 이상이고, 밴드갭 에너지(Band Gap Energy)가 3.0ev 이상 4.0ev 이하인 산화물 세라믹, 및 상기 내부전극층의 금속 원소를 포함하는 커패시터 부품의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 일 측면에 따른 커패시터 부품은 내습 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 커패시터 부품은 내습 신뢰성을 향상시키면서도 내부전극층과 외부전극 간의 통전이 가능할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 커패시터 부품의 사시도를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 도 1의 I-I`의 단면도를 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 실험예 4의 도 2의 A에 대한 SEM 이미지를 나타내는 도면.
도 4는 실험예 1 내지 4의 용량을 나타내는 도면.
도 5A 및 도 5B는, 실험예 1과 실험예 2의 가속 수명 평가 및 내습신뢰성 평가 결과를 나타내는 도면.
도 2는 도 1의 I-I`의 단면도를 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 실험예 4의 도 2의 A에 대한 SEM 이미지를 나타내는 도면.
도 4는 실험예 1 내지 4의 용량을 나타내는 도면.
도 5A 및 도 5B는, 실험예 1과 실험예 2의 가속 수명 평가 및 내습신뢰성 평가 결과를 나타내는 도면.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 그리고, 명세서 전체에서, "상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것이 아니다.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도면에서, 제1 방향은 Z 방향 또는 두께 방향, 제2 방향은 X 방향은 또는 길이 방향, 제3 방향은 Y 방향 또는 폭 방향으로 정의될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 커패시터 부품 및 커패시터 부품의 제조 방법을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 커패시터 부품의 사시도를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2는 도 1의 I-I`의 단면도를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 3은 실험예 4의 도 2의 A에 대한 SEM 이미지를 나타내는 도면이다. 도 4는 실험예 1 내지 4의 용량을 나타내는 도면이다. 도 5는, 실험예 1과 실험예 2의 가속 수명 평가 및 내습신뢰성 평가 결과를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 커패시터 부품(1000)은, 바디(100), 보호층(200) 및 외부전극(310, 320)을 포함하고, 도금층(410, 420)을 더 포함할 수 있다. 바디(100)는 유전체층(110) 및 내부전극층(121, 122)을 포함한다.
바디(100)는 본 실시예에 따른 커패시터 부품(1000)의 외관을 이룬다. 바디(100)의 구체적인 형상에 특별히 제한은 없지만, 도시된 바와 같이, 바디(100)는 육면체 형상이나 이와 유사한 형상으로 이루어질 수 있다. 소결 과정에서 바디(100)에 포함된 세라믹 분말의 수축으로 인하여, 바디(100)는 완전한 직선을 가진 육면체 형상은 아니지만 실질적으로 육면체 형상을 가질 수 있다.
바디(100)는, 도 1 및 도 2를 기준으로, 길이 방향(X)으로 서로 마주보는 제1 면(101)과 제2 면(102), 두께 방향(Z)으로 서로 마주보는 제3 면(103)과 제4 면(104), 폭 방향(Y)으로 마주보는 제5 면(105) 및 제6 면(106)을 포함한다. 이하에서, 바디(100)의 양 단면(일단면 및 타단면)은 바디의 제1 면(101) 및 제2 면(102)을 의미하고, 바디(100)의 양 측면(일측면 및 타측면)은 바디의 제5 면(105) 및 제6 면(106)을 의미할 수 있다. 또한 바디(100)의 일면과 타면은 각각 바디(100)의 제3 면(103)과 제4 면(104)을 의미할 수 있다. 바디(100)의 일면(103)은, 본 실시예에 따른 커패시터 부품(1000)을 인쇄회로기판 등의 실장기판에 실장함에 있어, 실장면으로 이용될 수 있다.
바디(100)는, 유전체층(110), 및 유전체층(110)을 사이에 두고 번갈아 배치되는 제1 및 제2 내부전극층(121, 122)을 포함한다. 유전체층(110), 제1 내부전극층(121) 및 제2 내부전극층(122) 각각은, 복수의 층으로 형성된다. 이하에서는, 제1 및 제2 내부전극층(121, 122) 간의 구별이 필요한 경우를 제외하고, 내부전극층(121, 122)으로 통칭하기로 한다. 따라서, 내부전극층(121, 122)으로 통칭된 부분에 대한 설명은, 제1 및 제2 내부전극층(121, 122)에 공통적으로 적용될 수 있다.
바디(100)를 형성하는 복수의 유전체층(110)은 소결된 상태로서, 인접하는 유전체층(110) 사이의 경계는 주사전자현미경(SEM: Scanning Electron Microscope)를 이용하지 않고 확인하기 곤란할 정도로 일체화될 수 있다.
유전체층(110)을 형성하는 원료는 충분한 정전 용량을 얻을 수 있는 한 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 티탄산바륨(BaTiO3) 분말일 수 있다. 유전체층(110)을 형성하는 재료는 티탄산바륨(BaTiO3) 등의 파우더에 본 발명의 목적에 따라 다양한 세라믹 첨가제, 유기용제, 가소제, 결합제, 분산제 등이 첨가될 수 있다.
바디(100)의 상부 및 하부, 즉 두께 방향(Z 방향) 양 단부에는 커버층(130)이 배치될 수 있다. 커버층(130)은 외부 충격에 대해 커패시터 부품의 신뢰성을 유지하는 역할을 수행할 수 있다. 커버층(110)은, 유전체층(110)을 형성하기 위한 자재, 또는 유전체층(110)을 형성하기 위한 자재와 상이한 자재를 이용하여 형성될 수 있다. 예로서, 후자의 경우, 유전체층(110) 형성을 위한 자재와, 커버층(110) 형성을 위한 자재는, 자재 내 세라믹 입자의 조성, 크기, 함량 및 분산 정도 중 적어도 하나가 서로 상이하거나, 자재 내 부성분의 조성, 크기, 함량 및 분산 정도 중 적어도 하나가 상이할 수 있다.
내부전극층(121, 122)은 유전체층(110)과 번갈아 배치되며, 전체적으로 판상의 형태와 유사한 형태를 가질 수 있다. 내부전극층(121, 122)은 제1 및 제2 내부전극층(121, 122)을 포함할 수 있다.
내부전극층(121, 122)은 각각 바디(100)의 길이 방향(X)의 양 단면인 제1 면(101) 및 제2 면(102)으로 번갈아 노출되어, 제1 및 제2 외부전극(310, 320)과 연결된다. 즉, 제1 내부전극층(121)은, 바디(100)의 제1 면(101)으로 노출되어 제1 외부전극(310)과 연결되고, 바디(100)의 제2 면(102)으로 노출되지 않아 제2 외부전극(320)과 연결되지 않는다. 제2 내부전극층(122)은, 바디(100)의 제2 면(102)으로 노출되어 제2 외부전극(320)과 연결되고, 바디(100)의 제1 면(101)으로 노출되지 않아 제1 외부전극(310)과 연결되지 않는다. 따라서, 제1 내부전극층(121)은 바디(100)의 제2 면(102)으로부터 일정거리 이격되고, 제2 내부전극층(122)은 바디(100)의 제1 면(101)으로부터 일정거리 이격된다. 이때, 내부전극층(121, 122)은 중간에 배치된 유전체층(110)에 의해 서로 전기적으로 분리될 수 있다.
내부전극층(121, 122)은, 예로서, 팔라듐(Pd), 은(Ag), 니켈(Ni) 및 구리(Cu) 중 하나 이상의 도전체를 포함할 수 있다. 일 예로, 내부전극층(121, 122)은, 니켈(Ni)을 포함하는 도전성 분말, 바인더 및 솔벤트 등을 포함하는 도전성 페이스트를 유전체 그린 시트에 적층한 후 이를 소결하여 형성될 수 있으며, 따라서, 내부전극층(121, 122)은 니켈(Ni)을 포함할 수 있다.
내부전극층(121, 122) 각각의 두께는 10㎚ 이상 500㎚ 이하일 수 있다. 내부전극층(121, 122)의 두께가 10㎚ 미만인 경우에는 내부전극층(121, 122)의 연결성이 저하되어 정전 용량이 감소될 수 있다. 내부전극층(121, 122)의 두께가 500㎚ 초과인 경우에는 동일 크기의 부품을 기준으로, 유전체층(110)의 두께가 얇게 형성되어 내부전극층(121, 122) 간 전기적 절연을 도모하기 힘들 수 있다.
내부전극층(121, 122)의 두께는, 커패시터 부품을 폭 방향(Y) 중앙부에서 절단한 XZ 단면(cross-section)을 스캔한 광학 이미지 또는 SEM 이미지를 이용하여 측정될 수 있다. 일 예로, 내부전극층(121, 122)의 두께는, 상기 이미지에 도시된 내부전극층(121, 122) 중 어느 하나를 선택하고, 선택된 하나의 내부전극층의 Z 방향을 따른 디멘전(dimension)을 X 방향을 따라 복수회 측정하고 이를 산술 평균한 것을 의미할 수 있다. 이러한 X 방향을 따른 복수회 측정은, X 방향을 따라 등간격으로 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 내부전극층(121, 122)의 두께는, 상기 이미지에 도시된 복수의 내부전극층(121, 122) 각각에 대해 전술한 방법으로 각 내부전극층(121, 122)의 두께를 산출하고, 이를 내부전극층(121, 122)의 총 수로 나눈 것을 의미할 수 있다.
내부전극층(121, 122) 내에는, 공극(void) 및 세라믹 입자가 배치될 수 있다. 세라믹 입자는 내부전극층 형성을 위한 도전성 페이스트에, 추가적으로 첨가된 티탄산바륨 등의 세라믹 분말에 의해 형성된 것일 수 있다. 세라믹 입자는 유전체층(110)의 유전체와 동일하게 티탄산바륨계 물질일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 공극은, 도전성 페이스트에 포함된 니켈(Ni) 분말 및/또는 세라믹 입자가 소결 과정에서의 확산 및 재결정으로 인해 형성되거나, 도전성 페이스트에 포함된 용매 등의 유기 물질이 소결 과정에서 제거됨으로 인해 형성될 수 있다.
보호층(200)은 바디(100)에 배치된다. 보호층(200)은 바디(100)의 제1 내지 제6 면(101, 102, 103, 104, 105, 106)에 배치되어 바디(100)의 표면 전체를 커버할 수 있으며, 바디(100)와 후술할 외부전극(310, 320) 사이에 배치된다.
보호층(200)은, 산화물 세라믹을 포함한다. 보호층(200)의 산화물 세라믹은 산소 이온의 평균 분극률(average polarizability of oxide ion, αO2-)이 2Å3 이상이고, 밴드갭 에너지(Band Gap Energy)가 3.0ev 이상 4.0ev 이하일 수 있다. 산화물 세라믹의 산소 이온의 평균 분극률(average polarizability of oxide ion, αO2-)이 2Å3 이상일 경우 수분 침투가 억제되어 부품 전체의 내습 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 산화물 세라믹의 밴드갭 에너지(Band Gap Energy)가 3.0ev 이상 4.0ev 이하인 경우, 가시 광선에 대해 투명하므로 바디의 외관을 육안으로 확인할 수 있다.
산소 이온의 평균 분극률이란, 산화물 세라믹 내에서 산소 이온의 평균 분극률을 의미하는 것으로, V. Dimitrov and T. Komatsu, "Classification of Simple Oxides: A Polarizability Approach", Journal of Solid State Chemistry 163, 100-112 (2002)에 개시된 바와 같이, 굴절률(refractive index)로부터 계산된 산화물 세라믹 내에서 산소 이온의 분극률(Polarizability of oxide ion calculated from Refractive Index, (αO2-(n0)))과, 에너지 갭(energy gap)으로부터 계산된 산화물 세라믹 내에서 산소 이온의 분극률(Polarizability of oxide ion calculated from Energy Gap, (αO2-(Eg)))의 산술 평균을 의미할 수 있다. 여기서, 굴절률(refractive index)로부터 계산된 산화물 세라믹 내에서 산소 이온의 분극률(αO2-(n0))은, 하기의 수학식 1을 통해 계산될 수 있으며, 에너지 갭(energy gap)으로부터 계산된 산화물 세라믹 내에서 산소 이온의 분극률(αO2-(Eg))은, 하기의 수학식 2를 통해 계산될 수 있다.
(수학식 1 및 2 각각에서, Vm: molar volume, n 0 : refractive index, αi: cation polarizability, Eg: energy gap, P: 산화물 세라믹에서 양이온의 몰 수(산화물 세라믹을 가장 간단한 정수비로 나타낸 경우를 의미한다), q: 산화물 세라믹에서 산소의 몰 수(산화물 세라믹을 가장 간단한 정수비로 나타낸 경우를 의미한다)를 나타낸다.)
이산화 티탄(Titanium Oxide, TiO2), 산화 주석 (Tin dioxide, SnO2), 및 산화 아연(Zinc oxide, ZnO)은, 상술한 산소 이온의 평균 분극률 조건과, 밴드갭 에너지(Band Gap Energy) 조건을 모두 만족한다. 따라서, 본 실시예의 보호층(200)의 산화물 세라믹은, 이산화 티탄(Titanium Oxide, TiO2), 산화 주석 (Tin dioxide, SnO2), 및 산화 아연(Zinc oxide, ZnO) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
보호층(200)의 산화물 세라믹은, 유전체 그린시트에 내부전극층 형성용 도전성 페이스트를 도포하고, 도전성 페이스트가 도포된 유전체 그린시트를 복수매 적층하여 그린 칩을 형성하고, 그린 칩을 소결하여 바디(100)를 형성하고, 바디(100)의 제1 내지 제6 면(101, 102, 103, 104, 105, 106)에 기상 증착을 수행함으로써 형성될 수 있다. 본 실시예의 경우, 산화물 세라믹은, 산화물 세라믹의 스퍼터링 타겟(target)과, RF-sputter 장비를 이용해 바디(100)의 표면에 형성될 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다.
보호층(200)은, 내부전극층(121, 122)의 금속과 동일한 금속을 포함할 수 있다. 예로서, 내부전극층(121, 122)이 니켈(Ni) 분말을 포함하는 도전성 페이스트를 소결하여 이루어진 경우, 보호층(200)에는, 내부전극층(121, 122)의 금속 원소인 니켈(Ni)을 포함할 수 있다.
내부전극층(121, 122)의 금속 원소는, 보호층(200) 형성 후 외부전극(310, 320)을 소결 형성함에 있어, 상기 소결 공정에서의 열처리로 인해, 보호층(200)으로 확산될 수 있다. 결과, 보호층(200) 내에 함유된 내부전극층(121, 122)의 금속 원소는 보호층(200)의 산화물 세라믹의 격자 내에 치환 또는 침입된 것일 수 있다. 또한, 보호층(200)에 함유된 내부전극층(121, 122)의 금속 원소의 함량은, 보호층(200) 중 외부전극(310, 410)과 가까운 영역보다 보호층(200) 중 바디(100)와 가까운 영역에서 더 높을 수 있다. 여기서, 보호층(200)이 내부전극층(121, 122)의 금속 원소를 함유하는지 여부, 및 보호층(200) 내에 함유된 내부전극층의 금속 원소의 함량은, SEM-EDS(Scanning Electron Microscopy - Energy Dispersive Spectroscopy) 측정을 통해 관측할 수 있다. 더불어, 상기의 측정은, 영역별로 복수회 측정을 수행한 후 이를 산술 평균한 것일 수 있다.
보호층(200)은 바디(100)의 표면 전체를 커버할 수 있다. 즉, 보호층(200)은 바디(100)의 제1 내지 제6 면(101, 102, 103, 104, 105, 106)을 모두 커버할 수 있다.
바디(100)의 제1 및 제2 면(101, 102) 각각에 배치된 보호층(200)의 두께(T1)는, 바디(100)의 제3 면(103)에 배치된 보호층(200)의 두께(T2) 보다 두꺼울 수 있다. 바디(100)의 제1 및 제2 면(101, 102)은, 내부전극층(121, 122)과 외부전극(310, 320) 간의 전기적 연결이 필요하므로, 바디(100)의 제1 및 제2 면(101, 102)에 배치된 보호층(200)의 두께(T1)는 30㎚ 미만일 수 있다. 바디(100)의 제1 및 제2 면(101, 102)에 배치된 보호층(200)의 두께(T1)는 30㎚ 이상인 경우에는 도 4에 도시된 바와 같이, 내부전극층과 외부전극 간의 연결성이 떨어져 용량을 구현하기 힘들 수 있다. 바디(100)의 제3 면(103)에 배치된 보호층(200)의 두께(T2)는 제한되지 않는 예로서, 30㎚ 이상일 수 있다. 바디(100)의 제3 면(103)은, 내부전극층(121, 122)과 외부전극(310, 320) 간의 전기적 연결을 도모할 필요가 없으므로, 내습 신뢰성을 향상시키기 이해 충분한 두께를 확보할 수 있다.
여기서, 보호층(200)의 두께(T1, T2)는 평균 두께를 의미할 수 있다. 또한, 보호층(200)의 두께(T1, T2)는, 커패시터 부품을 폭 방향(Y) 중앙부에서 절단한 XZ 단면(cross-section)을 스캔한 광학 이미지 또는 SEM 이미지를 이용하여 측정될 수 있다. 일 예로, 바디(100)의 제2 면(102)에 배치된 보호층(200)의 두께(T1)는, 상기 이미지에 도시된 보호층(200)을 Z 방향으로 3 등분하였을 때 Z 방향의 중앙에 배치된 영역을 선택하고, 해당 중앙 영역에서 보호층(200)의 X 방향을 따른 디멘전(dimension)을 Z 방향으로 복수회 측정하고 이를 산술 평균한 것을 의미할 수 있다. 이러한 Z 방향을 따른 복수회 측정은, Z 방향을 따라 등간격으로 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
보호층(200)은, 규소(Si), 망간(Mn), 및 알루미늄(Al) 중 적어도 하나의 산화물을 더 포함할 수 있다. 즉, 보호층(200)은, 이산화규소(SiO2), 산화 망간(MnO), 및 산화알루미늄(Al2O3) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이산화규소(SiO2), 산화 망간(MnO), 및 산화알루미늄(Al2O3)은, 유리 형성자로서 기능하여, 보호층(200)의 내습 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있다. 즉, 상기 물질은, 보호층(200) 내의 보이드(void), 핀홀(Pin hole) 및 크랙(crack) 등의 결함(defect)을 메꾸어 내습 신뢰성을 형상시킬 수 있다.
외부전극(310, 320)은 보호층(200)의 적어도 일부에 배치되고, 내부전극층(121, 122)과 연결된다. 즉, 외부전극(310, 320)은, 보호층(200)에 의해 내부전극층(121, 122)과 물리적으로 접촉하지 않으나, 보호층(200)에 의해 내부전극층(121, 122)과 전기적으로 연결된다. 외부전극(310, 320)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 바디(100)의 제1 및 제2 면(101, 102) 상에 각각 배치되어 제1 및 제2 내부전극층(121, 122)과 각각 접속된 제1 및 제2 외부전극(310, 320)을 포함할 수 있다.
제1 및 제2 외부전극(310, 320)은, 바디(100)의 제1 및 제2 면(101, 102) 상에 각각 배치되어 제1 및 제2 내부전극층(121, 122)과 연결된 제1 및 제2 연결부와, 제1 및 제2 연결부에서 바디(100)의 제3 면(103) 상으로 연장된 제1 및 제2 연장부를 각각 포함할 수 있다. 제1 및 제2 연장부는 바디(100)의 제3 면(103) 상에서 서로 이격되게 배치된다. 한편, 제1 및 제2 연장부는, 바디(100)의 제3 면(101)뿐 아니라, 바디(100)의 제4 내지 제6 면(104, 105, 106) 각각 상으로 연장될 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 외부전극(310, 320) 각각은, 바디(100)의 5개의 면에 형성되는 normal 타입일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니고, 바디(100)의 2개의 면에 형성되는 L 타입, 바디(100)의 3개의 면에 형성되는 C 타입 등일 수 있다.
외부전극(310, 320)은, 보호층(200)이 형성된 바디(100)에, 도전성 금속 및 글라스를 포함하는 소결형 도전성 페이스트를 도포하고, 이를 소결하여 형성될 수 있다. 여기서, 도전성 금속은, 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 팔라듐(Pd) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 외부전극(310, 320)의 금속 원소는 전술한 소결 공정을 통해 보호층(200)으로 확산될 수 있다. 이러한 메커니즘으로 인해, 보호층(200)에서 함유된 외부전극(310, 320)의 금속 원소의 함량은, 보호층(200) 중 바디(100)와 가까운 영역보다 보호층(200) 중 외부전극(310, 320)과 가까운 영역에서 더 높을 수 있다. 여기서, 보호층(200)이 외부전극(310, 320)의 금속 원소를 함유하는지 여부, 및 보호층(200) 내에 함유된 외부전극(310, 320)의 금속 원소의 함량은, SEM-EDS(Scanning Electron Microscopy - Energy Dispersive Spectroscopy) 측정을 통해 관측할 수 있다. 더불어, 상기의 측정은, 영역별로 복수회 측정을 수행한 후 이를 산술 평균한 것일 수 있다.
도금층(410, 420)은, 외부전극(310, 320)에 각각 도금법으로 형성될 수 있다. 예로서, 도금층(410, 420) 각각은, 외부전극(310, 320) 상에 도금으로 형성된 니켈(Ni) 도금층 및 주석(Sn) 도금층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 도시하지 않았으나, 외부전극(310, 320)과 도금층(410, 420) 사이에는, 도전성 금속과 경화 타입의 수지를 포함하는, 경화 타입의 도전성 페이스트를 도포하고 이를 경화함으로써 형성된 도전성 수지층이 배치될 수 있다. 도전성 수지층의 도전성 금속은, 구리(Cu) 및 은(Ag) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
실험예
유전체 그린시트와 내부전극층 형성용 도전성 페이스트를 이용해 그린 바디를 제작하고 이를 소결하여 바디를 제조하였다. 동일 Lot 에서 제조된 바디를 이용하되, 바디 표면에 직접 소결 타입의 도전성 페이스트를 도포 및 소결하여 외부전극을 형성한 것을 실험예 1로 하였다. TiO2 타겟과 상온 RF 스퍼터 방식을 이용해, 바디 표면에 TiO2를 포함하는 보호층을 형성한 후 보호층에 소결 타입의 도전성 페이스트를 도포 및 소결하여 외부전극을 형성한 것을 실험예 2 내지 4로 하였다. 실험예 2는 10분 동안 스퍼터링을 수행하여 보호층의 평균 두께가 10㎚이며, 실험예 3은 20분 동안 스퍼터링을 수행하여 보호층의 평균 두께가 20㎚이며, 실험예 4는 30분 동안 스퍼터링을 수행하여 보호층의 평균 두께가 30㎚이다.
실험예 1 내지 4에서, 외부전극은 40㎛의 두께로 페이스트를 도포한 후 소결 온도 735 ℃ 및 소결 시간 120분 동안 소결하여 형성되었다. 한편, 실험예 1의 경우, 외부전극 형성 후 경화 타입의 도전성 페이스트를 도포 및 경화하여 수지 전극층을 추가로 형성하였다.
실험예 1 내지 4는, 전술한 보호층 형성을 위한 스퍼터링 조건 만을 달리하고, 나머지 조건, 예로서, i) 유전체 그린시트의 조성, ii) 내부전극층 형성용 도전성 페이스트에 포함된 세라믹 분말의 조성 및 함량, iii) 그린 바디의 size(L*W*T), iv) 승온 조건 및 소결 분위기 등의 소결 조건, v) 유전체층의 총 층수, vi) 내부전극층의 총 층수, vii) 내부전극층의 평균 두께, viii) 유전체층의 평균 두께, ix) 외부전극 조성 및 형성 조건 등을 동일하게 하였다. 예로서, 실험예 1 내지 4 모두, 각 내부전극층의 평균 두께는 200 ㎚, 각 유전체층의 평균 두께는 800 ㎚, 내부전극층의 총 수는 460, 그린 바디의 size는 L=1200 ㎛, W=700 ㎛, T=600 ㎛ 로서 서로 동일하다.
신뢰성 평가는 복합 신뢰성 평가 방식을 적용하였으며, 각 실험예 당 40개의 시편에 대해, Step 별로 표 1과 같이 진행을 하였다.
| 온도 (°C) | 습도 (%) | 전압 (V) | 시간 (hr) | |
| Step 1 | 40 | 0 | 12 | 0.5 |
| Step 2 | 40 | 0 | 20 | 0.5 |
| Step 3 | 85 | 0 | 12 | 0.5 |
| Step 4 | 105 | 0 | 12 | 1 |
| Step 5 | 85 | 85 | 20 | 3 |
도 3을 참조하면, 30분 동안 스퍼터링 시 바디에 형성된 보호층의 평균 두께가 30㎚ 인 것을 확인하였으며(도 3의 상부), 외부전극 형성 후의 경우 내부전극층이 함몰된 기존 상태를 유지하는 것을 알 수 있다(도 3의 하부). 이는 평균 두께 30 ㎚의 TiO2가 형성된 실험예 4의 경우 내부전극층의 니켈(Ni)의 확산이 억제하게 되어 Ni과 Cu 외부전극이 연결성이 떨어지는 것을 알 수 있다.
도 4는, 실험예 1 내지 4 각각의 용량 결과를 보여준다. 한편, 도 4의 X 축에는 실험예 1을 Ref로, 실험예 2 내지 4 각각을 TiO2의 두께로서 나타내고 있다. 도 3에서 확인했듯이 평균 두께 30 ㎚의 TiO2가 형성된 실험예 4의 경우 내부전극층과 외부전극 간의 전기적 연결성이 떨어져서 접촉성 문제가 크다. 다만, 평균 두께 30 ㎚ 미만의 TiO2가 형성된 실험예 2 및 3에서는 용량 구현이 확인 되었다. 이는, 평균 두께 30 ㎚ 미만의 TiO2가 형성된 실험예 2 및 3에서는 내부전극층의 니켈(Ni)이 TiO2 를 통해서 확산해 들어가서 Cu와 연결될 수 있고, 상대적으로 얇은 두께의 TiO2층을 터널링 현상으로 전류가 통할 수 있기 때문으로 판단된다.
도 5A 및 도 5B는, 실험예 1 및 실험예 2 각각의 복합 신뢰성 평가의 결과이다. Halt 영역에서는 둘 다 fail이 발생하지 않지만 내습 분위기(도면의 8585 영역)로 들어가면서 실험예 1 의 경우 초기 5개 라인이 fail 되었고 2 시간 후 1개가 추가로 fail 되었다(도 5A). 반면에, 평균 두께 10 ㎚의 TiO2 가 형성된 실험예 2의 경우, 내습 분위기로 들어가면서 초기 fail은 발생 하지 않고 30분 후 1개, 1 시간 후 1개가 추가로 발생 하였다(도 5B). 이는, 실험예 1과 달리, 실험예 2의 경우, 보호층이 습기 침투를 억제하기 때문에 초기 fail 에서 차이가 발생 하기 때문으로 판단된다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경 또는 삭제 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100: 바디
110: 유전체층
121, 122: 내부전극층
130: 커버층
200: 보호층
310, 320: 외부전극
320, 420: 도금층
1000: 커패시터 부품
110: 유전체층
121, 122: 내부전극층
130: 커버층
200: 보호층
310, 320: 외부전극
320, 420: 도금층
1000: 커패시터 부품
Claims (17)
- 유전체층 및 내부전극층을 포함하는 바디;
상기 바디에 배치된 보호층; 및
상기 보호층의 적어도 일부에 배치된 외부전극; 을 포함하고,
상기 보호층은, 산화물 세라믹, 및 상기 내부전극층의 금속과 동일한 금속을 포함하는,
커패시터 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 산화물 세라믹은,
산소 이온의 평균 분극률(average polarizability of oxide ion, αO2-)이 2Å3 이상인,
커패시터 부품.
- 제2항에 있어서,
상기 산화물 세라믹은 밴드갭 에너지(Band Gap Energy)가 3.0ev 이상 4.0ev 이하인,
커패시터 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 산화물 세라믹은,
이산화 티탄(Titanium Oxide, TiO2), 산화 주석 (Tin dioxide, SnO2), 및 산화 아연(Zinc oxide, ZnO) 중 적어도 하나를 포함하는,
커패시터 부품.
- 제4항에 있어서,
상기 내부전극층은 니켈(Ni)을 포함하는, 커패시터 부품.
- 제5항에 있어서,
상기 보호층에 함유된 상기 내부전극층의 금속과 동일한 금속의 함량은,
상기 보호층 중 상기 외부전극과 가까운 영역보다 상기 보호층 중 상기 바디와 가까운 영역에서 더 높은,
커패시터 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 보호층은 상기 바디의 표면 전체를 커버하는, 커패시터 부품.
- 제7항에 있어서,
상기 외부전극과 상기 내부전극층은, 상기 보호층에 의해 물리적으로 서로 이격되며 전기적으로 서로 연결된,
커패시터 부품.
- 제7항에 있어서,
상기 바디는, 상기 내부전극층이 노출되고 서로 마주한 제1 및 제2 면과, 상기 제1 및 제2 면을 연결하는 제3 면을 가지고,
상기 바디의 제1 및 제2 면에 배치된 상기 보호층의 평균 두께는 30㎚ 미만인, 커패시터 부품.
- 제9항에 있어서,
상기 바디의 제3 면에 배치된 상기 보호층의 평균 두께는, 상기 바디의 제1 및 제2 면에 배치된 상기 보호층의 평균 두께보다 두꺼운,
커패시터 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 보호층은,
규소(Si), 망간(Mn), 및 알루미늄(Al) 중 적어도 하나의 산화물, 을 더 포함하는,
커패시터 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 보호층은 상기 외부전극의 금속과 동일한 금속을 더 포함하는,
커패시터 부품.
- 제12항에 있어서,
상기 외부전극은 구리(Cu)를 포함하는,
커패시터 부품.
- 제13항에 있어서,
상기 보호층에서 함유된 상기 외부전극의 금속과 동일한 금속의 함량은,
상기 보호층 중 상기 바디와 가까운 영역보다 상기 보호층 중 상기 외부전극과 가까운 영역에서 더 높은,
커패시터 부품.
- 유전체 그린시트를 형성하는 단계;
제1 도전성 페이스트를 상기 유전체 그린시트에 도포하는 단계;
상기 제1 도전성 페이스트가 도포된 상기 유전체 그린시트를 복수 적층하여 그린 칩을 형성하는 단계;
상기 그린칩을 소결하여 유전체층 및 내부전극층을 포함하는 바디를 형성하는 단계;
기상 증착(vapor deposition)으로 상기 바디를 커버하는 보호층을 형성하는 단계; 및
상기 보호층의 적어도 일부에 외부전극을 형성하는 단계; 를 포함하고,
상기 외부전극을 형성하는 단계 후 상기 보호층은,
산소 이온의 평균 분극률(average polarizability of oxide ion, αO2-)이 2Å3 이상이고, 밴드갭 에너지(Band Gap Energy)가 3.0ev 이상 4.0ev 이하인 산화물 세라믹, 및
상기 내부전극층의 금속과 동일한 금속을 포함하는,
커패시터 부품의 제조 방법.
- 제15항에 있어서,
상기 외부전극을 형성하는 단계에서,
상기 외부전극은 제2 도전성 페이스트를 상기 보호층에 도포한 후 소결하여 형성되는,
커패시터 부품의 제조 방법.
- 제16항에 있어서,
상기 외부전극을 형성하는 단계에서,
상기 내부전극층의 금속은 상기 보호층으로 확산되는,
커패시터 부품의 제조 방법.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210114057A KR20230031615A (ko) | 2021-08-27 | 2021-08-27 | 커패시터 부품 및 커패시터 부품의 제조 방법 |
| JP2022064146A JP2023033089A (ja) | 2021-08-27 | 2022-04-07 | キャパシタ部品及びキャパシタ部品の製造方法 |
| US17/718,714 US12062497B2 (en) | 2021-08-27 | 2022-04-12 | Capacitor component having protective layer which includes oxide ceramic and metal |
| CN202210699489.0A CN115719675A (zh) | 2021-08-27 | 2022-06-20 | 电容器组件和制造电容器组件的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210114057A KR20230031615A (ko) | 2021-08-27 | 2021-08-27 | 커패시터 부품 및 커패시터 부품의 제조 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230031615A true KR20230031615A (ko) | 2023-03-07 |
Family
ID=85253804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210114057A KR20230031615A (ko) | 2021-08-27 | 2021-08-27 | 커패시터 부품 및 커패시터 부품의 제조 방법 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US12062497B2 (ko) |
| JP (1) | JP2023033089A (ko) |
| KR (1) | KR20230031615A (ko) |
| CN (1) | CN115719675A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021027094A (ja) | 2019-08-01 | 2021-02-22 | 太陽誘電株式会社 | 積層セラミック電子部品 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100476158B1 (ko) * | 2000-12-11 | 2005-03-15 | 주식회사 아모텍 | 글래스 코팅막을 갖는 세라믹 칩 소자 및 그의 제조방법 |
| DE102004005664B4 (de) * | 2004-02-05 | 2018-12-06 | Epcos Ag | Elektrisches Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung |
| DE102007007113A1 (de) * | 2007-02-13 | 2008-08-28 | Epcos Ag | Vielschicht-Bauelement |
| JP4682214B2 (ja) * | 2008-02-13 | 2011-05-11 | 太陽誘電株式会社 | セラミック素子及びその製造方法 |
| JP5589891B2 (ja) * | 2010-05-27 | 2014-09-17 | 株式会社村田製作所 | セラミック電子部品及びその製造方法 |
| KR101397835B1 (ko) * | 2012-07-18 | 2014-05-20 | 삼성전기주식회사 | 적층 세라믹 전자부품 및 이의 제조방법 |
| DE102014100469A1 (de) * | 2013-11-29 | 2015-06-03 | Epcos Ag | Elektronisches Bauelement und Verwendung desselben |
| US10770232B2 (en) * | 2017-09-29 | 2020-09-08 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Multilayer electronic component and method of manufacturing the same |
| JP7142234B2 (ja) | 2018-02-09 | 2022-09-27 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 電解コンデンサおよびその製造方法 |
| JP2022136821A (ja) * | 2021-03-08 | 2022-09-21 | Tdk株式会社 | セラミック電子部品 |
-
2021
- 2021-08-27 KR KR1020210114057A patent/KR20230031615A/ko active Search and Examination
-
2022
- 2022-04-07 JP JP2022064146A patent/JP2023033089A/ja active Pending
- 2022-04-12 US US17/718,714 patent/US12062497B2/en active Active
- 2022-06-20 CN CN202210699489.0A patent/CN115719675A/zh active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021027094A (ja) | 2019-08-01 | 2021-02-22 | 太陽誘電株式会社 | 積層セラミック電子部品 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115719675A (zh) | 2023-02-28 |
| JP2023033089A (ja) | 2023-03-09 |
| US20230070629A1 (en) | 2023-03-09 |
| US12062497B2 (en) | 2024-08-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102101932B1 (ko) | 적층 세라믹 전자부품 | |
| KR102552422B1 (ko) | 적층 세라믹 커패시터 및 그 제조 방법 | |
| KR102029468B1 (ko) | 적층 세라믹 전자부품 및 이의 제조방법 | |
| US20130258546A1 (en) | Multilayer ceramic electronic component and fabrication method thereof | |
| KR102169905B1 (ko) | 적층 세라믹 전자부품 | |
| KR20140121727A (ko) | 적층 세라믹 커패시터 및 그 제조방법 | |
| KR20190011219A (ko) | 적층 세라믹 콘덴서 | |
| US10170243B2 (en) | Multilayer ceramic capacitor | |
| JP2019192862A (ja) | 積層セラミックコンデンサおよびその製造方法 | |
| KR20220101911A (ko) | 적층형 전자 부품 | |
| KR20170088794A (ko) | 적층 세라믹 전자부품 및 이의 제조방법 | |
| US12033800B2 (en) | Capacitor component and method for manufacturing same | |
| KR20230102525A (ko) | 적층형 전자 부품 | |
| KR20230031615A (ko) | 커패시터 부품 및 커패시터 부품의 제조 방법 | |
| KR20230100293A (ko) | 적층 세라믹 커패시터 | |
| JP2021015925A (ja) | 積層セラミックコンデンサ | |
| WO2023243160A1 (ja) | 積層セラミックコンデンサ | |
| KR20230102659A (ko) | 적층형 전자 부품 | |
| KR20230008405A (ko) | 커패시터 부품 및 커패시터 부품의 제조 방법 | |
| KR20230102797A (ko) | 적층형 전자 부품 | |
| KR20230031623A (ko) | 커패시터 부품 및 커패시터 부품의 제조 방법 | |
| KR20220068568A (ko) | 적층형 전자 부품 | |
| KR20240045634A (ko) | 적층형 커패시터 | |
| KR20240091624A (ko) | 적층형 전자 부품 | |
| KR20240098437A (ko) | 적층형 전자 부품 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination |