KR20230062024A - 커패시터 부품 - Google Patents

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KR20230062024A
KR20230062024A KR1020210146877A KR20210146877A KR20230062024A KR 20230062024 A KR20230062024 A KR 20230062024A KR 1020210146877 A KR1020210146877 A KR 1020210146877A KR 20210146877 A KR20210146877 A KR 20210146877A KR 20230062024 A KR20230062024 A KR 20230062024A
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강수지
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Abstract

본 개시에 따른 커패시터 부품은, 내부전극층, 및 인접하는 상기 내부전극층 사이에 배치된 유전체층을 포함하는 바디; 및 상기 바디의 일면에 배치되는 외부전극; 을 포함하고, 상기 내부전극층 및 상기 유전체층 각각은, 몰리브덴(Mo)을 함유하고, 상기 유전체층은, 두께 방향의 중앙부와, 상기 중앙부와 상기 내부전극층 사이에 배치된 외곽부를 가지고, 상기 유전체층의 중앙부에 함유된 몰리브덴(Mo)의 함량은, 상기 유전체층의 외곽부에 함유된 몰리브덴(Mo)의 함량보다 적다.

Description

커패시터 부품{CAPACITOR COMPONENT}
본 발명은 커패시터 부품에 관한 것이다.
커패시터 부품 중 하나인 MLCC는 소형이면서도 고용량이 보장되고 실장이 용이하다는 장점으로 인하여 통신, 컴퓨터, 가전, 자동차 등의 산업에 사용되는 중요한 칩 부품이고, 특히, 휴대전화, 컴퓨터, 디지털 TV 등 각종 전기, 전자, 정보 통신 기기에 사용되는 핵심 수동 소자이다.
MLCC의 고성능화의 요구에 따라 유전체층은 점점 얇아지고 있다. 하지만, 유전체층이 얇아질 경우 용량은 향상시킬 수 있지만, 그 외의 특성, 예로서, 온도 특성 및 DC-bias와 같은 전기적 특성과 신뢰성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
국내공개특허 제2021-0071496호
본 발명의 여러 목적 중 하나는 신뢰성을 향상시킬 수 있는 커패시터 부품을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면은, 내부전극층, 및 인접하는 상기 내부전극층 사이에 배치된 유전체층을 포함하는 바디; 및 상기 바디의 일면에 배치되는 외부전극; 을 포함하고, 상기 내부전극층 및 상기 유전체층 각각은, 몰리브덴(Mo)을 함유하고, 상기 유전체층은, 두께 방향의 중앙부와, 상기 중앙부와 상기 내부전극층 사이에 배치된 외곽부를 가지고, 상기 유전체층의 중앙부에 함유된 몰리브덴(Mo)의 함량은, 상기 유전체층의 외곽부에 함유된 몰리브덴(Mo)의 함량보다 적은, 커패시터 부품을 제공한다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 커패시터 부품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 커패시터 부품을 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 도 1의 I-I'선을 따른 단면을 개략적으로 나타내는 도면.
도 3 및 도 4 각각은 바디의 일 영역에 대한 TEM 이미지를 개략적으로 나타내는 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
또한, 각 실시 형태의 도면에서 나타난 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 사용하여 설명한다.
덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "상에" 형성된다고 하는 것은 직접적으로 접촉하여 형성되는 것을 의미할 뿐 아니라, 사이에 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미할 수 있는 것으로 문맥에 따라 적절히 해석되어야 한다.
그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하고, 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙이도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 커패시터 부품을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2는 도 1의 I-I'선을 따른 단면을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 3 및 도 4 각각은 바디의 일 영역에 대한 TEM 이미지를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 커패시터 부품(100)은 바디(110) 및 제1 및 제2 외부전극(130, 140)을 포함한다.
바디(110)는 커패시터의 용량 형성에 기여하는 부분으로서의 액티브 영역과, 상하 마진부로서 액티브 영역의 상하 부에 각각 형성되는 상부 및 하부 커버(112, 113)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에서, 바디(110)는 형상에 있어 특별히 제한은 없지만, 실질적으로 육면체 형상일 수 있다. 즉, 바디(110)는, 내부전극층(121, 122)의 배치에 따른 두께 차이 및 모서리부의 연마로 인하여, 완전한 육면체 형상은 아니지만 실질적으로 육면체에 가까운 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 실시 형태를 명확하게 설명하기 위해 육면체의 방향을 정의하면, 도면 상에 표시된 L, W 및 T는 각각 길이 방향, 폭 방향 및 두께 방향을 나타낸다. 여기서, 두께 방향은 유전체층이 적층된 적층 방향과 동일한 개념으로 사용될 수 있다.
또한, 바디(110)에서, T 방향으로 서로 대향하는 양면을 제1 및 제2 면(1, 2)으로 정의하고, 제1 및 제2 면(1, 2)과 연결되고 L 방향으로 서로 대향하는 양면을 제3 및 제4 면(3, 4)으로 정의하고, 제1 및 제2 면(1, 2)과 연결되고 제3 및 제4 면(3, 4)과 연결되고 W 방향으로 서로 대향하는 양면을 제5 및 제6 면(5, 6)으로 정의한다. 이때, 제1 면(1)은 실장 면이 될 수 있다.
상기 액티브 영역은 복수의 유전체층(111)과, 유전체층(111)을 사이에 두고 복수의 제1 및 제2 내부전극층(121, 122)이 번갈아 적층되는 구조로 이루어질 수 있다.
유전체층(111)은 고유전률을 갖는 세라믹 분말, 예를 들어 티탄산바륨(BaTiO3)계 또는 티탄산스트론튬(SrTiO3)계 분말을 이용해 형성될 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 예로서, 티탄산바륨(BaTiO3)계 분말을 이용해 유전체층(111)이 형성된다고 함은, 티탄산바륨(BaTiO3) 분말을 주성분으로 하여, 주성분에 부성분 분말을 추가한 것을 이용하였음을 의미할 수 있다. 부성분은, 티탄산바륨(BaTiO3)의 페로브스카이트 구조(ABO3)에서, 바륨(Ba) 및/또는 티타늄(Ti)의 격자 위치, 즉, A-site 및/또는 B-site를 치환(substitute) 또는 침입(interstitial)할 수 있는 원소의 양이온을 포함하는 화합물(산화물 및 질화물 등을 의미한다)을 포함할 수 있다.
유전체층(111)의 두께는 커패시터 부품(100)의 용량 설계에 맞추어 임의로 변경할 수 있으며, 바디(110)의 크기와 용량을 고려하여 1 층의 두께는 소성 후 0.1 ㎛ 내지 10 ㎛이 되도록 구성할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 유전체층(111)의 두께라고 함은, W 방향 중앙부에서 취한 바디(100)의 L-T 단면에 대한 광학현미경 사진, SEM 사진 또는 TEM 사진에 도시된 어느 하나의 유전체층(111)의 T 방향을 따른 수치(dimension)를 L 방향으로 복수회 측정한 산술 평균 값을 의미할 수 있다. 여기서, L 방향을 따른 복수회 측정은, L 방향을 따라 등간격일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 또는 유전체층(111)의 두께라고 함은, 상기 사진에 도시된 복수의 유전체층(111) 각각에 대해 전술한 T 방향을 따른 수치의 산술 평균 값을 구하고, 이들의 합을 유전체층(111)의 총 수로 나눈 값을 의미할 수 있다.
제1 및 제2 내부전극층(121, 122)은 유전체층(111)을 사이에 두고 서로 마주하도록 배치될 수 있다.
제1 및 제2 내부전극층(121, 122)은 유전체층(111) 형성을 위한 유전체 그린시트 상에 소정의 두께로 도전성 금속을 포함하는 도전성 페이스트를 인쇄하여 유전체그린시트를 사이에 두고 유전체 그린시트의 적층 방향을 따라 적층된 후 이러한 적층체를 소결함으로써 형성될 수 있다. 제1 및 제2 내부전극층(121, 122)은 적층체가 소결되어 형성된 바디(110)의 제3 및 제4 면(3, 4)을 통해 번갈아 노출되도록 형성될 수 있으며, 중간에 배치된 유전체층(111)에 의해 서로 전기적으로 절연될 수 있다.
이러한 제1 및 제2 내부전극층(121, 122)은 바디(110)의 제3 및 제4 면(3, 4)을 통해 번갈아 노출되는 부분을 통해 제1 및 제2 외부전극(130, 140)과 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
따라서, 제1 및 제2 외부전극(130, 140)에 전압을 인가하면 서로 대향하는 제1 및 제2 내부전극층(121, 122) 사이에 전하가 축적되고, 이때 커패시터 부품(100)의 정전 용량은 제1 및 제2 내부전극층(121, 122)의 서로 중첩되는 영역의 면적과 비례하게 된다.
이러한 제1 및 제2 내부전극층(121, 122)의 두께는 용도에 따라 결정될 수 있으며, 예를 들어 세라믹 바디(110)의 크기와 용량을 고려하여 0.1 ㎛ 내지 1.0 ㎛의 범위 내에 있도록 결정될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 예로서, 제1 내부전극층(121)의 두께라고 함은, 전술한 유전체층(111)의 두께에 대한 측정 방법과 동일한 측정 방법으로 산출될 수 있다.
유전체층(111) 및 내부전극층(121, 122) 각각은 몰리브덴(Mo)을 함유할 수 있다. 즉, 유전체층(111)은 몰리브덴(Mo)을 함유할 수 있고, 제1 내부전극층(121)은 몰리브덴(Mo)을 함유할 수 있고, 제2 내부전극층(122)은 몰리브덴(Mo)을 함유할 수 있다.
유전체층(111)이 몰리브덴(Mo)을 함유하는 경우, 몰리브덴(Mo)이 도너(Donor)로 기능하여 유전체층(111)의 신뢰성 특성을 개선할 수 있다. 즉, 예로서, 유전체층(111)이 BaTiO3계 유전체를 포함하는 경우, +6가로 알려진 몰리브덴(Mo)이 BaTiO3계 유전체의 Ti 자리 중 적어도 일부를 치환할 수 있는데, 이때 몰리브덴(Mo)이 도너(donor)로 적용하여 유전체층(111)에서 산소 공공의 농도를 낮출 수 있다. 이로 인해 유전체층(111)의 신뢰성 특성이 개선될 수 있다.
내부전극층(121, 122)이 몰리브덴(Mo)을 포함하는 경우, 내부전극층(121, 122)의 신뢰성 특성을 개선할 수 있다. 즉, 내부전극층(121, 122)에 포함되어 있는 몰리브덴(Mo)은 가소 및 소성의 열처리 과정 중 대부분 내부전극층(121, 122)의 니켈(Ni)과 합금을 형성하게 되는데, 몰리브덴(Mo)의 녹는점(2623℃)은, 니켈(Ni)의 녹는점(1455℃)보다 1000℃ 이상 높으므로, 내부전극층(121, 122)이 니켈(Ni)-몰리브덴(Mo) 합금을 포함할 경우 큰 열적 안정성을 가지게 된다. 더불어, 니켈(Ni)-몰리브덴(Mo) 합금의 경우 이종 원소인 몰리브덴(Mo)이 내부전극층(121, 122)을 구성하는 결정립의 결정립계(grain boundary)에 pinning 되는 경향이 우세하기 때문에 내부전극층(121, 122)의 결정립을 작게할 수 있다. 또한, 니켈(Ni)-몰리브덴(Mo) 합금의 경우 다른 니켈계 합금과 비교하여, 확산 계수가 100 배 이상 차이가 나기 때문에 소결 과정 중 영향을 미쳐 내부전극층(121, 122)의 평탄도 및 연결성이 개선될 수 있다. 또한, 니켈(Ni)-몰리브덴(Mo) 합금은 내부식성 우수한 합금으로 널리 알려져 있는데, 본 실시예의 경우, 내부전극층(121, 122)이 니켈(Ni)-몰리브덴(Mo) 합금을 포함하게 되므로, 외부전극 등을 형성하기 위한 도금 공정에서의 니켈(Ni) 부식에 의한 불량을 개선할 수 있다. 이로 인해, 고온 고습 신뢰성 평가에서도 개선된 특성을 나타낼 수 있다. 더불어, 니켈(Ni)-몰리브덴(Mo) 합금은, 주로 내부전극층(121, 122)의 계면 영역에 주로 분포하게 되는데, 몰리브덴(Mo)의 녹는점(2623℃)은 유전체인 BaTiO3의 녹는점(1625℃)보다도 매우 높기 때문에 소결 시 발생하는 내부전극층(121, 122)과 유전체층(111) 간의 소결 mismatch를 극복하는데 효과적이다.
유전체층(111)은, 두께 방향(T)의 중앙부(111a)와, 중앙부(111a)와 내부전극층(121, 122) 사이에 배치된 외곽부(111b)를 가질 수 있으며, 유전체층(111)의 중앙부(111a)에 함유된 몰리브덴(Mo)의 함량은, 유전체층(111)의 외곽부(111b)에 함유된 몰리브덴(Mo)의 함량보다 적을 수 있다. 내부전극층(121, 122)의 몰리브덴(Mo) 함량은, 유전체층(111) 중앙부(111a) 및 외곽부(111b) 각각의 몰리브덴(Mo) 함량보다 높을 수 있다. 즉, 유전체층(111)에서 몰리브덴(Mo)의 함량은 영역 별로 상이하며, 유전체층(111) 중 내부전극층(121, 122)과 상대적으로 가까운 외곽부(111b)에서 더 높을 수 있다. 이는, 내부전극층(121, 122)에 상대적으로 높은 함량으로 함유된 몰리브덴(Mo)이 소결 과정 중 유전체층(111)으로 확산되기 때문일 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다. 유전체층(111) 중 내부전극층(121, 122)과 상대적으로 가까운 외곽부(111b)에서 몰리브덴(Mo)의 함량이 더 높으므로, 본 실시예에 따른 커패시터 부품(1)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 몰리브덴(Mo)의 녹는점(2623℃)은 유전체인 BaTiO3의 녹는점(1625℃)보다도 매우 높기 때문에, 유전체층(111)과 내부전극층(121, 122) 간의 계면에 가까운 영역에 몰리브덴(Mo)의 함량을 증가시킴으로써 소결 시 발생하는 내부전극층(121, 122)과 유전체층(111) 간의 소결 mismatch를 감소시킬 수 있다. 여기서, 유전체층(111)의 외곽부(111b)는, 유전체층(111)과 내부전극층(121, 122) 간의 계면으로부터 유전체층(111)의 중앙부(111a) 측으로 50㎚ 까지의 영역을 의미할 수 있다. 또한, 유전체층(111)의 중앙부(111a)는 유전체층(111) 중 유전체층(111)의 상하부의 외곽부(111b)를 제외한 영역을 의미할 수 있다.
유전체층(111)의 중앙부(111a)에 함유된 몰리브덴(Mo)의 함량은, 커패시터 부품(1)의 폭 방향(W) 중앙에서 취한 길이 방향-두께 방향 단면(LT 단면)에서, 유전체층(111)의 중앙부(111a)의 복수의 지점에 대해 TEM-EDS 매핑을 수행하여, 각 지점 별로 몰리브덴(Mo)의 함량을 취득하고, 이를 산술 평균하여 도출할 수 있다. 예로서, 도 3을 참조하면, 유전체층(111)의 중앙부(111a)의 몰리브덴(Mo)의 함량은, 유전체층(111)의 중앙부(111a)의 100nm 간격으로 서로 이격된 5개의 포인트에 TEM-EDS를 수행하고, 이를 통해 취득한 몰리브덴(Mo) 함량에 대한 산술 평균 값을 의미할 수 있다. 유전체층(111)의 외곽부(111b)에 함유된 몰리브덴(Mo)의 함량은, 커패시터 부품(1)의 폭 방향(W) 중앙에서 취한 길이 방향-두께 방향 단면(LT 단면)에서, 유전체층(111)의 외곽부(111b)의 복수의 지점에 대해 TEM-EDS 매핑을 수행하여, 각 지점 별로 몰리브덴(Mo)의 함량을 취득하고, 이를 산술 평균하여 도출할 수 있다. 예로서, 도 3을 참조하면, 유전체층(111)의 외곽부(111b)의 몰리브덴(Mo)의 함량은, 각각 유전체층(111)과 내부전극층(121, 122) 간의 계면으로부터 유전체층(111)의 중앙부(111a) 측으로 50㎚ 떨어져 있으며, 100nm 간격으로 서로 이격된 5개의 포인트에 TEM-EDS를 수행하고, 이를 통해 취득한 몰리브덴(Mo) 함량에 대한 산술 평균 값을 의미할 수 있다. 내부전극층(121, 122)에 함유된 몰리브덴(Mo)의 함량은, 커패시터 부품(1)의 폭 방향(W) 중앙에서 취한 길이 방향-두께 방향 단면(LT 단면)에서, 두께 방향(T)의 중앙에 배치된 어느 하나의 내부전극층(121, 122)의 복수의 지점에 대해 TEM-EDS 매핑을 수행하여, 각 지점 별로 몰리브덴(Mo)의 함량을 취득하고, 이를 산술 평균하여 도출할 수 있다. 예로서, 도 4를 참조하면, 내부전극층(121, 122)에 함유된 몰리브덴(Mo)의 함량은, 내부전극층(121, 122)의 두께 방향(T) 중앙에 각각 배치되고, 100nm 간격으로 서로 이격된 5개의 포인트에 TEM-EDS를 수행하고, 이를 통해 취득한 몰리브덴(Mo) 함량에 대한 산술 평균 값을 의미할 수 있다.
유전체층(111)의 중앙부(111a)에서 몰리브덴(Mo)은, 예로서, 바륨(Ba) 100 at% 대비 0.05 at% 이상 0.5 at% 이하로 함유될 수 있다. 몰리브덴(Mo)의 함량이 0.05 at% 미만인 경우에는, 가속 수명 테스트(HALT)에서 불량이 발생할 수 있다. 몰리브덴(Mo)의 함량이 0.5 at% 초과인 경우에는, 가속 수명 평가(HALT: Highly Accelerated Life Time Test)에서 불량이 발생할 수 있으며, 내전압특성이 저하될 수 있다. 유전체층(111)의 외곽부(111b)에서 몰리브덴(Mo)은, 바륨(Ba) 100 at% 대비 0.5 at% 이상 1 at% 이하로 함유될 수 있다.
내부전극층(121, 122)에서 몰리브덴(Mo)은, 니켈(Ni) 100 wt% 대비 0.1 wt% 이상 5 wt% 이하로 함유될 수 있다. 0.1 wt% 미만 또는 5 wt% 초과인 경우, 내전압특성 저하, 가속 수명 테스트(HALT) 불량, 및 8585 테스트 불량 중 적어도 하나가 발생할 수 있다.
상부 및 하부 커버(112, 113)는 내부전극층을 포함하지 않는 것을 제외하고는 상기 액티브영역의 유전체층(111)과 동일한 재질로 형성될 수 있다. 또는, 커버(112, 113)은, 유전체층(111)과 상이한 재질인 세라믹 유전체 분말을 이용해 형성될 수 있다. 여기서, 커버(112, 113)가 유전체층(111)과 상이한 재질의 세라믹 유전체 분말을 이용해 형성된다고 함은, 커버(112, 113) 형성을 위해 이용되는 유전체 분말과, 유전체층(111) 형성을 위해 유전체 분말이, 서로 동일한 원소로 구성되나 이들 간의 비가 상이한 것을 의미할 수 도 있으며, 전술한 부성분의 원소의 종류가 상이함을 의미할 수도 있으며, 전술한 부성분의 원소의 함량이 상이함을 의미할 수도 있다.
상부 및 하부 커버(112, 113)는 단일 유전체층 또는 2 개 이상의 유전체층을 상기 액티브 영역의 상하 면에 각각 T방향으로 적층하여 형성된 것으로 볼 수 있으며, 기본적으로 물리적 또는 화학적 스트레스에 의한 제1 및 제2 내부전극층(121,122)의 손상을 방지하는 역할을 수행할 수 있다.
외부전극(130, 140)은 바디(100)의 제3 및 제4 면(3, 4)에 배치되어, 내부전극층(121, 122)과 연결된다. 구체적으로, 제1 외부전극(130)은 바디(110)의 제3 면(3)에 배치되어 바디(110)의 제3 면(3)으로 노출된 제1 내부전극층(121)과 연결된다. 제2 외부전극(140)은 바디(110)의 제4 면(4)에 배치되어 바디(110)의 제4 면(4)으로 노출된 제2 내부전극층(122)과 연결된다. 제1 및 제2 외부전극(130, 140)은 제1 전극층(131, 141), 및 제1 전극층(131, 141) 상에 배치되는 제2 전극층(132, 142)을 각각 포함할 수 있다. 한편, 제1 및 제2 외부전극(130, 140)은 내부전극층(121, 122)과의 연결 관계, 및 바디(110)에 형성된 위치만 상이하다. 따라서, 이하에서는 설명의 편의를 위해, 바디(110)의 제3 면(3)에 배치된 제1 외부전극(130)을 중심으로 설명하기로 하고, 제2 외부전극(140)에 대한 설명은 생략하기로 한다. 제1 외부전극(130)에 대한 후술할 설명은 제2 외부전극(140)에도 동일하게 적용될 수 있다.
제1 전극층(131)은 바디(110)의 제3 면(3)을 통해 노출된 제1 내부전극층(121)과 각각 접촉되어 직접적으로 연결됨으로써 제1 외부전극(130)과 제1 내부전극층(121) 간의 전기적 도통을 확보한다. 제1 전극층(131)은, 예로서, 구리(Cu) 및 은(Ag) 중 적어도 하나를 포함하는 도전성 분말을 포함하는 도전성 페이스트를 도포한 후 이를 경화 또는 소성한 것일 수 있다. 다른 예로서, 제1 전극층(131)은, 구리(Cu) 도금층일 수 있다.
제2 전극층(132)은 제1 전극층(131)에 배치된다. 제한되지 않는 예로서, 제2 전극층(132)은, 전해 도금으로 형성된 도금층일 수 있다. 제2 전극층(132)은, 예컨대 니켈 도금층과 주석 도금층이 순서대로 적층된 구조일 수 있다.
제1 외부전극(130)은 바디의 제3 면(3)에 형성되는 접속부와, 상기 접속부에서 바디(110)의 제1 면(1), 제2 면(2), 제5 면(5) 및 제6 면(6) 각각의 적어도 일부까지 연장되는 밴드부를 포함할 수 있다. 다만, 본 실시예의 범위가 상기의 설명에 제한되는 것은 아니고, 제1 외부전극(130)은, 예로서, L 형태, C 형태 등으로 다양하게 변형될 수 있다.
하기의 표 1은, 유전체층의 중앙부에서 몰리브덴의 함량 변화에 따라, 파괴전압(Break Down Voltage, BDV) 평가 및 가속 수명 평가(High Accelerated Life Test;　HALT)를 나타낸다. 하기의 표 2는, 유전체층의 중앙부에서 몰리브덴의 함량을 고정하고, 내부전극층에서 몰리브덴의 함량을 변화함에 따라, 파괴전압(BDV) 평가, 가속 수명 평가(HALT) 및 내습 신뢰성 평가(8585)를 진행한 결과를 나타낸다.
하기의 표 들에서, "유전체층의 Mo 함량"은, 유전체층의 중앙부에서 at% 단위로 몰리브덴의 함량과 바륨의 함량을 측정한 후 바륨(Ba) 100 at% 에 대한 몰리브덴의 at%의 비를 기재하였다. 하기의 표 들에서, "내부전극층의 Mo 함량"은 내부전극층의 두께 방향 중앙 영역에서, wt% 단위로 몰리브덴의 함량과 니켈의 함량을 측정한 후 니켈 100 wt% 에 대한 몰리브덴의 wt%의 비를 기재하였다.
하기의 실험예들은, 전술한 내용의 몰리브덴의 함량 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 5 모두, 각 내부전극층의 평균 두께는 480 ㎚, 각 유전체층의 평균 두께는 550 ㎚, 내부전극층의 총 수는 287, 그린 바디의 size는 L=785 ㎛, W=440 ㎛, T=430 ㎛ 로서 서로 동일하다.
파괴전압(Break Down Voltage, BDV) 평가는, 각 실험예 당 20개의 샘플에 대하여, 파괴전압을 측정하고, 이를 평균한 값이 평가 기준 전압(예로서, 36.5 V)에 미치지 못하는 경우 불량(X)이라고 판정하였다.
가속 수명 시험(High Accelerated Life Test;　HALT) 평가는, 각 실험예 당 40개의 샘플에 대하여, 105℃에서, 1.5Vr의 직류 전압을 인가 상태로 유지하고, 절연저항의 열화정도를 측정하였다. 이때, 12시간 동안 각 샘플을 평가하여 저항의 열화되는 정도를 확인하되, 절연 저항이 초기의 절연 저항 대비 2 order 이상(102 이상) 하락하는 샘플이 1/10 이상 있을 경우, 불량(X)이라고 판정하였다.
내습 신뢰성 평가(8585)는, 각 실험예 당 40개의 샘플에 대하여, 온도 85℃, 상대 습도 85%, 및 인가 전압 1.5Vr 를 실험 조건으로, 시간(t)에 따른 절연 저항(IR)의 변화를 측정하여 수행되었다. 6시간 동안 평가하여 절연 저항이 초기의 절연 저항 대비 2 order 이상(102 이상) 하락하는 샘플이 1/10 이상 있을 경우, 불량(X)이라고 판정하였다.
유전체층의 Mo 함량 BDV HALT
1 0 O X
2 0.1 O O
3 0.3 O O
4 0.5 O O
5 0.7 X X
표 1을 참조하면, 중앙부(111a)의 몰리브덴(Mo)의 함량(바륨 함량에 대한 비율)이 0.05 미만인 실험예 1에서는 가속 수명 시험(HALT)에서 불량이 발생하였다. 중앙부(111a)의 몰리브덴(Mo)의 함량(바륨 함량에 대한 비율)이 0.5 초과인 실험예 5에서는, BDV 평가 및 HALT 평가 모두에서 불량이 발생하였다.
유전체층의 Mo 함량 내부전극층의 Mo 함량 BDV HALT 8585
6 0.1 0 O O X
7 0.5 O O O
8 1 O O O
9 3 O O O
10 5 O O O
11 7 X X X
12 0.3 0 O O X
13 0.5 O O O
14 1 O O O
15 3 O O O
16 5 O O O
17 7 X X X
표 2를 참조하면, 내부전극층의 몰리브덴(Mo)의 함량(니켈 함량에 대한 비율)이 0.1 미만인 실험예 6 및 12에서는 8585 평가에서 불량이 발생하였다. 내부전극층의 몰리브덴(Mo)의 함량(니켈 함량에 대한 비율)이 5 초과인 실험예 11 및 17에서는, BDV 평가, HALT 평가 및 8585 평가 모두에서 불량이 발생하였다.
이상에서 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구 범위에 기재된 본 발명의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능 하다는 것은 당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
100: 커패시터 부품
110: 바디
111: 유전체층
121, 122: 제1 및 제2 내부전극층
130, 140: 제1 및 제2 외부전극
131, 141: 제1 전극층
132, 142: 제2 전극층
100: 커패시터 부품

Claims (12)

  1. 내부전극층, 및 인접하는 상기 내부전극층 사이에 배치된 유전체층을 포함하는 바디; 및
    상기 바디의 일면에 배치되는 외부전극; 을 포함하고,
    상기 내부전극층 및 상기 유전체층 각각은, 몰리브덴(Mo)을 함유하고,
    상기 유전체층은, 두께 방향의 중앙부와, 상기 중앙부와 상기 내부전극층 사이에 배치된 외곽부를 가지고,
    상기 유전체층의 중앙부에 함유된 몰리브덴(Mo)의 함량은, 상기 유전체층의 외곽부에 함유된 몰리브덴(Mo)의 함량보다 적은,
    커패시터 부품.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유전체층의 외곽부는, 상기 유전체층과 상기 내부전극층 간의 계면으로부터 상기 유전체층의 중앙부 측으로 50㎚ 까지의 영역인,
    커패시터 부품.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유전체층의 외곽부에 함유된 몰리브덴(Mo)의 함량은, 상기 외곽부의 서로 이격된 5개 이상의 지점에서의 몰리브덴(Mo) 함량에 대한 평균 값인,
    커패시터 부품.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 유전체층의 중앙부에 함유된 몰리브덴(Mo)의 함량은, 상기 중앙부의 서로 이격된 5개 이상의 지점에서의 몰리브덴(Mo) 함량에 대한 평균 값인,
    커패시터 부품.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유전체층의 중앙부에서 몰리브덴(Mo)은, 바륨(Ba) 100 at% 대비 0.05 at% 이상 0.5 at% 이하로 함유된,
    커패시터 부품.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 유전체층의 외곽부에서 몰리브덴(Mo)은, 바륨(Ba) 100 at% 대비 0.5 at% 이상 1 at% 이하로 함유된,
    커패시터 부품.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 내부전극층에 함유된 몰리브덴(Mo)의 함량은, 상기 유전체층의 중앙부에 함유된 몰리브덴(Mo)의 함량보다 많은,
    커패시터 부품.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 내부전극층에 함유된 몰리브덴(Mo)의 함량은, 상기 유전체층의 외곽부에 함유된 몰리브덴(Mo)의 함량보다 많은,
    커패시터 부품.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 내부전극층에 함유된 몰리브덴(Mo)의 함량은, 상기 내부전극층의 두께 방향 중앙부의 서로 이격된 5개 이상의 지점에서의 몰리브덴(Mo) 함량에 대한 평균 값인,
    커패시터 부품.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 내부전극층에서 몰리브덴(Mo)은, 니켈(Ni) 100 wt% 대비 0.1 wt% 이상 5 wt% 이하로 함유된,
    커패시터 부품.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 외부전극은,
    상기 바디에 배치된 제1 전극층, 및 상기 제1 전극층에 배치된 제2 전극층을 포함하는,
    커패시터 부품.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 전극층은, 니켈(Ni) 및 주석(Sn) 중 적어도 하나를 포함하는,
    커패시터 부품.
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