KR20230068020A - 적층형 커패시터 - Google Patents

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KR20230068020A
KR20230068020A KR1020210153889A KR20210153889A KR20230068020A KR 20230068020 A KR20230068020 A KR 20230068020A KR 1020210153889 A KR1020210153889 A KR 1020210153889A KR 20210153889 A KR20210153889 A KR 20210153889A KR 20230068020 A KR20230068020 A KR 20230068020A
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이상문
이택정
유원희
박설경
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Abstract

본 발명의 일 실시형태는 유전체층 및 상기 유전체층을 사이에 두고 적층된 복수의 내부 전극을 포함하는 바디 및 상기 바디 외부에 형성되어 상기 내부 전극과 접속된 제1층 및 상기 제1층을 커버하는 제2층을 포함하는 외부 전극을 포함하며, 상기 제1층은 A 원소를 포함하는 금속 입자 및 상기 금속 입자 내에 형성된 Z-A-O상을 포함하며, 여기서, 상기 Z 원소는 알칼리 금속인 적층형 커패시터를 제공한다.

Description

적층형 커패시터 {MULTILAYER CAPACITOR}
본 발명은 적층형 커패시터에 관한 것이다.
커패시터는 전기를 저장할 수 있는 소자로서, 일반적으로 2개의 전극을 대향시켜 전압을 걸면 각 전극에 전기가 축적되는 원리를 이용한다. 직류 전압을 인가한 경우에는 전기가 축전되면서 커패시터 내부에 전류가 흐르지만, 축적이 완료되면 전류가 흐르지 않게 된다. 한편, 교류 전압을 인가한 경우, 전극의 극성이 교변하면서 교류 전류가 흐르게 된다.
이러한 커패시터는 전극 간에 구비되는 절연체의 종류에 따라서, 알루미늄으로 전극을 구성하고 상기 알루미늄 전극 사이에 얇은 산화막을 구비하는 알루미늄 전해 커패시터, 전극 재료로 탄탈륨을 사용하는 탄탈륨 커패시터, 전극 사이에 티탄산바륨과 같은 고유전율의 유전체를 사용하는 세라믹 커패시터, 전극 사이에 구비되는 유전체로 고유전율계 세라믹을 다층 구조로 사용하는 적층 세라믹 커패시터(Multi-Layer Ceramic Capacitor, MLCC), 전극 사이의 유전체로 폴리스티렌 필름을 사용하는 필름 커패시터 등 여러 종류로 구분될 수 있다.
이 중에서 적층 세라믹 커패시터는 온도 특성 및 주파수 특성이 우수하고 소형으로 구현 가능하다는 장점을 가지고 있어 최근 고주파 회로 등 다양한 분야에서 많이 응용되고 있다. 최근에는 적층 세라믹 커패시터를 더욱 작게 구현하기 위한 시도가 계속되고 있으며 이를 위해 유전체층, 내부 전극, 외부 전극을 얇게 형성하고 있다.
최근 전자부품의 두께 감소 요구가 커지고 있으며, 이에 따라 적층 세라믹 커패시터의 두께를 얇게 하기 위한 연구가 계속되고 있으나 두께가 얇아질 경우 적층 세라믹 커패시터의 전기적 특성을 충분히 확보하기 어려울 수 있다. 또한, 외부 전극을 얇게 형성하는 경우 전극의 기계적 강도나 전기적 특성이 저하될 가능성이 있다.
본 발명의 목적 중 하나는 전기적 특성이 향상된 외부 전극 구조를 갖는 적층형 커패시터를 제공하는 것이다. 본 발명의 목적 중 다른 하나는 구조적 안정성이 향상된 외부 전극 구조를 갖는 적층형 커패시터를 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 방법으로, 본 발명은 일 예를 통하여 적층형 커패시터의 신규한 구조를 제안하고자 하며, 구체적으로, 유전체층 및 상기 유전체층을 사이에 두고 적층된 복수의 내부 전극을 포함하는 바디 및 상기 바디 외부에 형성되어 상기 내부 전극과 접속된 제1층 및 상기 제1층을 커버하는 제2층을 포함하는 외부 전극을 포함하며, 상기 제1층은 A 원소를 포함하는 금속 입자 및 상기 금속 입자 내에 형성된 Z-A-O상을 포함하며, 여기서, 상기 Z 원소는 알칼리 금속인 형태이다.
일 실시 예에서, 상기 제1층은 상기 A 원소의 산화물 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 A 원소의 산화물은 상기 금속 입자의 표면에 존재할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 금속 입자 중 일부는 상기 A 원소의 산화물을 포함하지 않을 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 A 원소는 Ni, Ag, Pd 및 Au로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나의 원소일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제2층은 Cu 도금층일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제2층은 상기 A 원소 성분의 확산 영역을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 확산 영역은 상기 제2층을 이루는 금속 성분의 입계에 존재할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제2층은 상기 Z 원소 성분의 확산 영역을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제2층은 상기 A 원소 성분 및 Z 원소 성분의 확산 영역을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 Z 원소는 Li, Na 및 K으로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나의 원소일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 외부 전극은 상기 A 원소 성분 100몰 대비 상기 Z 원소 성분을 0.2몰 이상 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 바디 내부에 배치되며 상기 복수의 내부 전극의 최상부 및 최하부 중 적어도 하나의 위치에 배치된 더미 전극을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 복수의 내부 전극의 적층 방향에서 보았을 때 일 변이(250+n*350)μm의 -10%와 +10% 사이에 해당하는 길이를 가지며, 여기서 n은 자연수일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 적층형 커패시터는 상기 복수의 내부 전극의 적층 방향으로 측정한 길이를 두께라 할 때 70μm 이하의 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 적층형 커패시터에 포함되는 외부 전극의 경우, 구조적 안정성, 전기적 특성 중 적어도 하나의 특성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 적층형 커패시터의 외관을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 단면도에 해당한다.
도 4 및 도 6은 외부 전극의 일부 영역을 확대하여 나타낸 것이다.
도 5는 외부 전극의 금속 입자를 확대하여 나타낸 것이다.
도 7 내지 도 10의 본 발명의 실시 형태에 따른 전극 구조의 특성을 실험한 결과이다.
도 11 내지 16은 본 발명의 변형 예에 따른 적층형 커패시터를 나타낸다.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 적층형 커패시터의 외관을 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 2 및 도 3은 도 1의 단면도에 해당한다. 그리고 도 4 및 도 6은 외부 전극의 일부 영역을 확대하여 나타낸 것이며, 도 5는 외부 전극의 금속 입자를 확대하여 나타낸 것이다.
도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 적층형 커패시터(100)는 유전체층(111) 및 이를 사이에 두고 적층된 복수의 내부 전극(121, 122)을 포함하는 바디(110), 그리고 외부 전극(131, 132)을 포함한다. 여기서, 외부 전극(131, 132)은 제1층(131a, 132a) 및 제2층(131b, 132b)을 포함하며, 여기에 추가로 제3층(131c, 132c)을 포함할 수 있다. 도 4 및 도 5에 도시된 형태와 같이, 제1층(131a, 132a)의 경우, 금속 입자(140) 및 이에 형성된 Z-A-O상(142)을 포함하는데, 여기서, 상기 A는 금속 입자에 포함된 금속 원소이며, 상기 Z 원소는 알칼리 금속이다.
바디(110)는 복수의 유전체층(111)이 제1 방향(X 방향)으로 적층된 적층 구조를 포함하며, 예컨대 복수의 그린 시트를 적층한 후 소결하여 얻어질 수 있다. 이러한 소결 공정에 의하여 복수의 유전체층(111)은 일체화된 형태를 가질 수 있으며, 복수의 그레인을 포함할 수 있다. 그리고 도 1에 도시된 형태와 같이, 바디(110)는 직육면체와 유사한 형상을 가질 수 있다. 바디(110)에 포함된 유전체층(111)은 고유전율을 갖는 세라믹 재료를 포함할 수 있으며, 예를 들어 BT계, 즉, 티탄산바륨(BaTiO3)계 세라믹을 포함할 수 있지만, 충분한 정전 용량을 얻을 수 있는 한 당 기술 분야에서 알려진 다른 물질도 사용 가능할 것이다. 유전체층(111)에는 주성분인 이러한 세라믹 재료와 함께 필요한 경우, 첨가제, 유기용제, 가소제, 결합제 및 분산제 등이 더 포함될 수 있다. 여기서 첨가제의 경우, 이들은 제조 과정에서 금속 산화물 형태로 첨가될 수 있다. 이러한 금속 산화물 첨가제의 예로서, MnO2, Dy2O3, BaO, MgO, Al2O3, SiO2, Cr2O3 및 CaCO3 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
복수의 내부 전극(121, 122)은 세라믹 그린 시트의 일면에 소정의 두께로 도전성 금속(예컨대, Ni, Ag, Cu, Ti, Pd 등)을 포함하는 페이스트를 인쇄한 후 이를 소결하여 얻어질 수 있다. 이 경우, 복수의 내부 전극(121, 122)은 바디(110)의 서로 대향하는 방향으로 노출된 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)은 서로 다른 외부 전극(131, 132)과 연결되어 구동 시 서로 다른 극성을 가질 수 있으며, 이들 사이에 배치된 유전체층(111)에 의해 서로 전기적으로 분리될 수 있다. 다만, 외부 전극(131, 132)의 개수나 내부 전극(121, 122)과의 연결 방식은 실시 형태에 따라 달라질 수 있을 것이다.
외부 전극(131, 132)은 바디(110)의 외부에 형성되어 내부 전극(121, 122)과 접속되며, 구체적으로, 바디(110)에서 서로 대향하는 면에 배치된 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)을 포함할 수 있다. 외부 전극(131, 132)은 제1층(131a, 132a) 및 제2층(131b, 132b)을 포함하며, 여기서 제2층(131b, 132b)은 도금층일 수 있다. 더욱 구체적으로 제2층(131b, 132b)은 Cu 도금층일 수 있다. 그리고 제3층(131c, 132c) 역시 도금층일 수 있으며, 예컨대, 4.5μm 이상의 두께를 갖는 Sn 도금층일 수 있다.
본 실시 형태의 경우, 외부 전극(131, 132)에 포함된 제1층(131a, 132a)은 구조적 안정성과 높은 전기 전도성을 갖도록 고안된 구조로서 상술한 바와 같이 A 원소를 포함하는 금속 입자(140)와 금속 입자(140) 내에 형성된 Z-A-O상(142)을 포함한다. 여기서 상기 A 원소는 전기 전도성이 우수하며 제2층(131b, 132b)으로 확산되기에 적합한 원소로 선택될 수 있으며, 예컨대 Ni, Ag, Pd 및 Au로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나의 원소일 수 있다. 이 경우, 제1층(131a, 132a)은 도전성 페이스트를 소결하여 얻어진 소결 전극층일 수 있으며, 금속 성분 외에 글래스 성분 등을 더 포함할 수 있다. 따라서, 도 4 등에 도시된 형태와 달리 금속 입자들(140)은 소결 후 입자 간의 경계가 구별되지 않을 수 있다. 이하에서는 상기 A 원소를 대표적인 예로서 Ni을 기준으로 설명하며 다만 Ni 외에 다른 원소를 사용할 수도 있을 것이다. 금속 입자(140)의 Ni을 포함하는 경우, Ni 성분은 제2층(131b, 132b)으로 확산되어 제1층(131a, 132a)와 제2층(131b, 132b) 사이의 밀착력이 향상될 수 있으며 이로부터 외부 전극(131, 132)의 구조적 안정성이 향상될 수 있다.
이러한 밀착력 향상 효과는 금속 입자(140)가 산화되어 Ni 산화물이 생기는 경우 저하될 수 있는데, Ni 산화물로 인하여 Ni 성분의 확산이 줄어들기 때문이다. 또한, 이러한 Ni 산화물이 많이 발생할수록 제1층(131a, 132a)의 전기 전도성은 낮아질 수 있다. 본 실시 형태에서는 Ni 산화물의 발생을 최소화하기 위하여 알칼리 금속 성분(Z)이 금속 입자(140)에 도핑된 구조를 사용하였다. 구체적으로, 금속 입자(140) 외에 알칼리 금속 성분(Z), 예컨대, Li, Na 및 K으로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나의 원소를 첨가하여 제1층(131a, 132a)을 형성할 수 있다. 이 경우, 금속 입자(140)의 표면에 상기 Z 원소 성분을 코팅하거나 Z 원소 성분을 함유한 물질을 첨가하여 제1층(131a, 132a)을 제조할 수 있는데, 더욱 구체적인 예로서, Li2CO3이 코팅된 Ni 입자를 사용할 수 있다.
Ni 입자(140) 표면에 코팅된 Li2CO3는 소성 과정에서 CO가 Li 성분으로부터 분리되어 휘발하며 Li 성분은 Ni 입자(140)의 내부로 침투하여 Z-A-O상(142), 즉, Li-Ni-O상을 형성한다. 이러한 Li-Ni-O상은 Ni의 일부를 크기가 상대적으로 작은 Li이 대체함으로써 작은 폴라론 호핑(small polaron hopping)를 일으켜서 전기 전도성을 가질 수 있으며, 이에 따라 Li-Ni-O상을 포함하는 Ni 입자(140)의 전기 전도성이 향상될 수 있다. 또한, Li-Ni-O상의 형성으로 인하여 Ni의 산화량도 줄어들 수 있다. 그리고, 소성 과정에서 발생한 CO는 NiO를 환원 시킴으로써 NiO의 발생량을 줄일 수 있다. 이렇게 NiO의 발생이 저감되는 경우 제1층(131a, 132a)의 전기 전도성이 향상됨과 더불어 제2층(131b, 132b)으로 확산되는 Ni 성분의 양이 증가될 수 있으므로 제1층(131a, 132a)과 제2층(131b, 132b)의 밀착력도 강화될 수 있다. 도 5는 일부 금속 입자(140)를 나타내는데, 금속 입자(140)의 내부에 Z-A-O상(142)이 존재하고 표면에는 Ni 산화물(141)이 형성되어 있다. 다만, 상술한 바와 같이, 본 실시 형태에서는 Ni 산화물(141)의 발생을 최소화하였으며 금속 입자(140) 중 일부는 Ni 산화물(141)을 포함하지 않을 수 있다.
도 6은 제1층(131a, 132a)으로부터 일부 성분이 제2층(131b, 132b)으로 확산되어 확산 영역(143)이 형성된 예를 나타낸다. 상술한 바와 같이, 제2층(131b, 132b)은 Cu 도금층일 수 있으며, 상기 A 원소, 예컨대 Ni 성분의 확산 영역(143)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 확산 영역(143)은 Cu-Ni의 금속간 화합물을 포함할 수 있다. 또한, 확산 영역(143)은 상기 Z 원소, 예컨대 Li 성분을 포함할 수 있으며, 알칼리 금속 원소는 확산도가 높아서 제2층(131b, 132b)으로 용이하게 이동할 수 있다. 이에 따라, 확산 영역(143)은 Cu-Li의 금속간 화합물을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 A 원소와 Z 원소가 모두 확산되어 확산 영역(143)이 형성될 수도 있으며, 이에 따라, 확산 영역(143)은 Cu-Ni-Li의 금속간 화합물을 포함할 수 있다. 이러한 확산이 일어나는 경우, 제2층(131b, 132b)의 확산 영역(143)은 제2층(131b, 132b)을 이루는 금속 성분, 예컨대, Cu의 입계에 존재할 수 있다.
한편, 상기 Z 원소로서 Li이 아닌 다른 알칼리 금속 원소를 사용할 수 있으며, 이를 위해 Na2CO3, K2CO3를 금속 입자(140)의 표면에 코팅하거나 별도로 첨가할 수 있다. 또한, 상기 Z 원소와의 화합물로서 탄산염(carbonate)만을 이용해야 하는 것은 아니며, 예컨대, LiOH의 형태로 금속 입자(140)의 표면에 코팅되거나 첨가될 수도 있을 것이다.
도 7 내지 도 10의 실험 결과를 참조하여 본 발명의 실시 형태와 비교 예의 특성을 설명한다. 우선, 도 7의 그래프는 열처리 온도에 따라 NiO의 생성량이 변화하는 양상을 나타낸 것이며 Li의 함량을 달리하여 그 결과를 살펴보았다. 여기서 NiO의 생성량은 In-Situ XRD를 통하여 얻을 수 있으며, 구체적인 측정 조건의 경우, 에어 분위기, 상온에서 1200
Figure pat00001
까지 18
Figure pat00002
분의 조건으로 승온하였으며, 900
Figure pat00003
에서 10분 유지, 950
Figure pat00004
에서 40분 유지하였다. XRD 측정은 상온(25
Figure pat00005
, 300
Figure pat00006
, 600
Figure pat00007
, 700
Figure pat00008
, 750
Figure pat00009
, 900
Figure pat00010
, 950
Figure pat00011
, 1200
Figure pat00012
, 상온(25
Figure pat00013
의 순서로 총 9회 실시하였다. 여기서, 그래프에 표시된 Li의 함량은 Ni에 대한 몰비에 해당한다.
도 7의 그래프의 결과에 따르면, 800-900℃ 부근에서 NiO이 다량 생성되는데 특히 Li이 첨가되지 않은 경우(Ni로 표시된 예), 즉, Ni 입자만으로 형성된 전극에서는 NiO의 생성량이 매우 많음을 확인할 수 있다. 본 실시 형태와 같이 Ni 입자에 Li 성분(본 실험 예에서는 Li2CO3 코팅)을 첨가할 경우 NiO의 생성이 현저히 저감될 수 있다. 도 8의 그래프는 Li, Na, K 성분을 첨가할 경우 NiO의 생성량을 확인한 결과이며, Li의 경우, Li2CO3인 경우와 LiOH인 경우로 나누어서 실험하였다. 그리고 실험 조건에서 알칼리 금속의 함량은 Ni 100몰 대비 10.9몰, 즉, 10.9몰%로 설정하였다. 본 실험 결과에서 볼 수 있듯이, Ni만 첨가한 경우와 비교하여 알칼리 금속을 첨가하여 얻어진 외부 전극에서는 NiO의 생성이 현저히 억제될 수 있었다. 그리고 도 9의 XRD 그래프는 열처리 온도가 증가할수록 피크가 쉬프트되는 양상을 나타내고 있으며 이는 Li-Ni-O상(일반적으로는 Z-A-O상)이 형성되었음을 의미하는 것으로 이해될 수 있을 것이다.
한편, NiO의 생성 정도는 전극의 표면을 라만 분석하여 알아낼 수도 있는데 실험 결과에 따르면 Li을 10.9몰% 수준으로 첨가한 경우 NiO 강도(intensity)가 18.25 수준으로서, Li을 첨가하지 않은 경우(Ni 입자만 첨가한 경우)의 32.4보다 현저히 저감된 것을 확인할 수 있었다. 그리고 도 10은 Li의 함량에 따른 전극의 전기적 특성(Specific Resistance)을 측정한 결과이며, 외부 전극이 A 원소 성분(Ni) 100몰 대비 Z 원소 성분(Li)을 0.2몰 이상 포함하는 경우 Z 원소 성분을 포함하지 않는 경우(Ref)와 비교하여 전기적 특성이 현저히 향상되는 것을 확인할 수 있다.
이하, 도 11 내지 16을 참조하여 변형된 예에 따른 적층형 커패시터를 설명한다. 상술한 외부 전극을 갖는 적층형 커패시터는 구조적 안정성과 전기적 특성이 우수하기 때문에 소형화된 부품에 적용되기에 적합하며 특히, 얇은 두께를 갖는 적층형 커패시터에 채용될 경우 그 효과가 두드러질 수 있다. 도 11의 실시 형태의 경우, 내부 전극(121, 122) 외에 추가로 더미 전극(123, 124)이 배치되었으며, 이에 따라 적층형 커패시터의 두께가 얇은 경우에도 충분한 강성을 확보할 수 있다. 이 경우, 적층형 커패시터의 두께(T)는 복수의 내부 전극(121, 122)의 적층 방향(X 방향)으로 측정한 길이로 정의될 수 있으며 70μm 이하일 수 있다. 이러한 두께 조건은 앞선 실시 형태와 이후의 실시 형태에 모두 적용될 수 있을 것이다. 더미 전극(123, 124)의 경우, 인접한 내부 전극(121, 122)과 동일한 형태로 형성되어 동일한 극성의 외부 전극(131, 132)과 접속될 수 있다. 다만, 더미 전극(123, 124)은 인접한 내부 전극(121, 122)과 다른 형상을 가질 수도 있으며 외부 전극(131, 132)과 접속되지 않을 수도 있다. 도 11에는 더미 전극(123, 124)은 바디(110)의 상부와 하부에 각각 1개씩 적용된 예를 나타내고 있지만 바디(110)의 상부와 하부에 각각 복수 개 구비될 수도 있다. 또한, 더미 전극(123, 124)은 이하의 실시 형태에서도 적용될 수 있을 것이다.
다음으로 도 12의 실시 형태는 외부 전극의 형상 면에서 앞선 실시 형태와 차이가 있다. 본 변형 예의 경우, 외부 전극(131`, 132`)은 소위 하면 전극 형태로서 바디(110)의 측면과 하면을 커버하도록 형성된다. 이 경우, 외부 전극(131`, 132`)은 상술한 외부 전극(131, 132)과 동일한 다층 구조, 즉, 제1층(131a, 132a) 및 제2층(131b, 132b)을 포함할 수 있다. 하면 전극 구조를 채용함으로써 외부 전극(131`, 132`)의 전체적인 크기(X 방향 길이)를 줄일 수 있으므로 적층형 커패시터의 박형화에 유리할 수 있다. 그리고 이러한 하면 전극 구조는 이하의 실시 형태에도 적용될 수 있을 것이다.
다음으로 도 13 내지 16의 실시 형태는 적층형 커패시터(200)가 4단자 정방형 구조를 갖는데 이는 얇은 두께에서도 높은 강성을 유지하는데 적합한 형태에 해당한다. 바디(210)는 유전체층(211)과 복수의 내부 전극(221, 222)을 포함하며, 복수의 내부 전극(221, 222)의 적층 방향(X 방향)에서 보았을 때 정방형 구조를 가질 수 있으며, 이에 따라 적층형 커패시터(200)도 전체적으로 정방형에 유사한 형태가 될 수 있다. 적층형 커패시터(200)의 크기는 예로서, X 방향으로 보았을 때 일 변의 길이(A1, A2)가 (250+n*350)μm로서 여기서 n은 자연수일 수 있다. 예컨대 n이 1인 경우 적층형 커패시터(200)는 600μm*600μm의 크기를 갖는다. 다만 오차 범위를 고려하여 일 변의 길이(A1, A2)는 (250+n*350)μm의 -10%와 +10% 사이에 해당하는 값을 가질 수 있다. 여기서 일 변의 길이가 350μm의 배수로 커지도록 한 것은 실장 시 솔더 볼 등의 피치 값을 고려한 것이다. 그리고 적층형 커패시터(200)의 두께(T)는 X 방향으로 측정한 길이를 기준으로 70μm 이하로 얇게 구현될 수 있다. 한편, 적층형 커패시터(200)의 두께(T) 및 일 변의 길이(A1, A2)는 다수의 영역에서 측정된 값 중 최대 값을 의미할 수 있으며, 이와 달리 다수의 값을 평균한 값일 수도 있다.
본 변형 예에서 외부 전극(231, 232)은 상술한 외부 전극(131, 132)과 동일한 다층 구조, 즉, 제1층(231a, 232a) 및 제2층(231b, 232b)을 포함하며, 여기에 제3층(231c, 232c)를 더 포함할 수 있다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 제1 내부 전극(221)은 한 쌍의 제1 외부 전극(231)과 접속되며, 제1 메인부(211a) 및 제1 인출부(211b)를 포함할 수 있다. 제1 인출부(211b)의 경우, 제1 메인부(211a)로부터 바디(210)의 제1 및 제2 모서리(C1, C2)를 연결하는 대각선 방향으로 연장되어 제1 외부 전극(231)과 접속될 수 있다. 제2 내부 전극(212)은 한 쌍의 제2 외부 전극(232)과 접속되며, 제2 메인부(212a) 및 제2 인출부(212b)를 포함할 수 있다. 제2 인출부(212b)의 경우, 제2 메인부(212a)로부터 바디(210)의 제3 및 제4 모서리(C3, C4)를 연결하는 대각선 방향으로 연장되어 제2 외부 전극(232)과 접속될 수 있다.
제1 외부 전극(231)은 바디(110)에서 서로 인접하지 않은 제1 모서리(C1) 및 제2 모서리(C2)에 각각 배치되어 제1 내부 전극(211)과 접속되며 이를 위하여 한 쌍 이상 구비될 수 있다. 이와 유사하게 제2 외부 전극(232)은 바디(210)에서 서로 인접하지 않은 제3 모서리(C3) 및 제2 모서리(C4)에 각각 배치되어 제2 내부 전극(222)과 접속되며 이를 위하여 한 쌍 이상 구비될 수 있다. 도시된 형태와 같이, 제1 및 제2 외부 전극(231, 232)은 바디(210)에서 제1 및 제2 내부 전극(221, 222)의 적층 방향(X 방향)으로 대향하는 면들에 각각 형성되고 바디(210)의 측면의 일부를 커버하도록 연장된 형태일 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이며, 이 또한 첨부된 청구범위에 기재된 기술적 사상에 속한다 할 것이다.
100: 적층형 커패시터
110: 바디
111: 유전체층
121, 122: 내부 전극
131, 132: 외부전극
131a, 132a: 제1층
131b, 132b: 제2층
131c, 132c: 제3층
140: 금속 입자 혹은 Ni 입자
141: Ni 산화물
142: Z-A-O상
143: 확산 영역

Claims (17)

  1. 유전체층 및 상기 유전체층을 사이에 두고 적층된 복수의 내부 전극을 포함하는 바디; 및
    상기 바디 외부에 형성되어 상기 내부 전극과 접속된 제1층 및 상기 제1층을 커버하는 제2층을 포함하는 외부 전극;을 포함하며,
    상기 제1층은 A 원소를 포함하는 금속 입자 및 상기 금속 입자 내에 형성된 Z-A-O상을 포함하며, 여기서, 상기 Z 원소는 알칼리 금속인 적층형 커패시터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1층은 상기 A 원소의 산화물 더 포함하는 적층형 커패시터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 A 원소의 산화물은 상기 금속 입자의 표면에 존재하는 적층형 커패시터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 금속 입자 중 일부는 상기 A 원소의 산화물을 포함하지 않는 적층형 커패시터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 A 원소는 Ni, Ag, Pd 및 Au로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나의 원소인 적층형 커패시터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2층은 Cu 도금층인 적층형 커패시터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2층은 상기 A 원소 성분의 확산 영역을 포함하는 적층형 커패시터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 확산 영역은 상기 제2층을 이루는 금속 성분의 입계에 존재하는 적층형 커패시터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2층은 상기 Z 원소 성분의 확산 영역을 포함하는 적층형 커패시터.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 확산 영역은 상기 제2층을 이루는 금속 성분의 입계에 존재하는 적층형 커패시터.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제2층은 상기 A 원소 성분 및 Z 원소 성분의 확산 영역을 포함하는 적층형 커패시터.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 확산 영역은 상기 제2층을 이루는 금속 성분의 입계에 존재하는 적층형 커패시터.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 Z 원소는 Li, Na 및 K으로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나의 원소인 적층형 커패시터.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 외부 전극은 상기 A 원소 성분 100몰 대비 상기 Z 원소 성분을 0.2몰 이상 포함하는 적층형 커패시터.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 바디 내부에 배치되며 상기 복수의 내부 전극의 최상부 및 최하부 중 적어도 하나의 위치에 배치된 더미 전극을 더 포함하는 적층형 커패시터.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 내부 전극의 적층 방향에서 보았을 때 일 변이(250+n*350)μm의 -10%와 +10% 사이에 해당하는 길이를 가지며, 여기서 n은 자연수인 적층형 커패시터.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 내부 전극의 적층 방향으로 측정한 길이를 두께라 할 때 70μm 이하의 두께를 갖는 적층형 커패시터.
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