KR20230103297A - 적층형 커패시터 - Google Patents

적층형 커패시터 Download PDF

Info

Publication number
KR20230103297A
KR20230103297A KR1020210194080A KR20210194080A KR20230103297A KR 20230103297 A KR20230103297 A KR 20230103297A KR 1020210194080 A KR1020210194080 A KR 1020210194080A KR 20210194080 A KR20210194080 A KR 20210194080A KR 20230103297 A KR20230103297 A KR 20230103297A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bumps
internal electrode
hole
multilayer capacitor
external electrodes
Prior art date
Application number
KR1020210194080A
Other languages
English (en)
Inventor
변만수
박세훈
손수환
이택정
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020210194080A priority Critical patent/KR20230103297A/ko
Priority to US17/706,785 priority patent/US20230215648A1/en
Priority to JP2022063158A priority patent/JP2023099411A/ja
Priority to CN202210730544.8A priority patent/CN116417257A/zh
Publication of KR20230103297A publication Critical patent/KR20230103297A/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341Surface mounted components
    • H05K3/3431Leadless components
    • H05K3/3442Leadless components having edge contacts, e.g. leadless chip capacitors, chip carriers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/30Stacked capacitors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G2/00Details of capacitors not covered by a single one of groups H01G4/00-H01G11/00
    • H01G2/02Mountings
    • H01G2/06Mountings specially adapted for mounting on a printed-circuit support
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G2/00Details of capacitors not covered by a single one of groups H01G4/00-H01G11/00
    • H01G2/02Mountings
    • H01G2/06Mountings specially adapted for mounting on a printed-circuit support
    • H01G2/065Mountings specially adapted for mounting on a printed-circuit support for surface mounting, e.g. chip capacitors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/005Electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/005Electrodes
    • H01G4/012Form of non-self-supporting electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/018Dielectrics
    • H01G4/06Solid dielectrics
    • H01G4/08Inorganic dielectrics
    • H01G4/12Ceramic dielectrics
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/018Dielectrics
    • H01G4/06Solid dielectrics
    • H01G4/08Inorganic dielectrics
    • H01G4/12Ceramic dielectrics
    • H01G4/1209Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/228Terminals
    • H01G4/232Terminals electrically connecting two or more layers of a stacked or rolled capacitor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/228Terminals
    • H01G4/232Terminals electrically connecting two or more layers of a stacked or rolled capacitor
    • H01G4/2325Terminals electrically connecting two or more layers of a stacked or rolled capacitor characterised by the material of the terminals
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/11Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K1/111Pads for surface mounting, e.g. lay-out
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/018Dielectrics
    • H01G4/06Solid dielectrics
    • H01G4/08Inorganic dielectrics
    • H01G4/12Ceramic dielectrics
    • H01G4/1209Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material
    • H01G4/1218Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material based on titanium oxides or titanates
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/18Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/181Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with surface mounted components
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007Types of components
    • H05K2201/10015Non-printed capacitor
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10613Details of electrical connections of non-printed components, e.g. special leads
    • H05K2201/10742Details of leads
    • H05K2201/10886Other details
    • H05K2201/10916Terminals having auxiliary metallic piece, e.g. for soldering
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/20Details of printed circuits not provided for in H05K2201/01 - H05K2201/10
    • H05K2201/2045Protection against vibrations
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13Energy storage using capacitors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Capacitors (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 적층형 커패시터는, 적어도 하나의 제1 내부전극과 적어도 하나의 제2 내부전극이 적어도 하나의 유전체층을 사이에 두고 제1 방향으로 교대로 적층된 적층 구조를 포함하는 바디와, 적어도 하나의 제1 내부전극과 적어도 하나의 제2 내부전극에 각각 연결되도록 서로 이격되어 바디에 배치된 제1 및 제2 외부전극과, 일면이 제1 및 제2 외부전극에 배치되고 일면 또는 반대 면에 위치하는 적어도 하나의 구멍을 포함하는 제1 및 제2 범프를 포함하고, 적어도 하나의 구멍의 총 면적은 AV이고, 제1 및 제2 범프에서 제1 및 제2 외부전극을 마주보는 면의 면적은 AB이고, (AV / AB)는 0.012 초과 0.189 미만일 수 있다.

Description

적층형 커패시터{Multi-layer capacitor}
본 발명은 적층형 커패시터에 관한 것이다.
적층형 커패시터는 소형이면서도 고용량이 보장되고 실장이 용이하다는 장점으로 인하여 컴퓨터, PDA, 휴대폰 등의 전자기기 부품으로서 널리 사용되고 있으며, 고신뢰성, 고강도 특성을 가져서 전기기기(차량 포함) 부품으로서도 널리 사용되고 있다.
적층형 커패시터에 사용될 수 있는 높은 유전율의 유전체 재료는 압전성도 가질 수 있으므로, 적층형 커패시터는 전압의 인가에 따라 미세하게 진동할 수 있다. 적층형 커패시터의 미세한 진동은 적층형 커패시터에 연결될 수 있는 기판으로 전달될 수 있고, 기판은 전달받은 진동에 따라 소음을 유발할 수 있다. 상기 소음은 어쿠스틱 노이즈(acoustic noise)라고 정의될 수 있다.
어쿠스틱 노이즈는 기판을 포함하는 전자기기/전기기기의 사용자의 청각을 자극할 수 있으므로, 사용자는 상기 소음으로 인해 전자기기/전기기기가 고장이라고 인식할 수 있다. 또한, 어쿠스틱 노이즈는 전자기기/전기기기가 청각적 입력/출력을 제공할 경우에 상기 청각적 입력/출력의 성능을 저하시킬 수 있고, 전자기기/전기기기의 센서에 노이즈로 작용하여 센서의 감도를 저하시킬 수 있다. 따라서, 어쿠스틱 노이즈는 적층형 커패시터의 다양한 성능 중 하나로 요구될 수 있다.
적층형 커패시터의 진동이 적층형 커패시터에 연결된 타 구조(예: 기판, 전자기기/전기기기)로 전달되는 경로의 구조는 어쿠스틱 노이즈에 영향을 줄 수 있으며, 적층형 커패시터와 적층형 커패시터에 연결된 다른 구조 사이의 고착강도에도 영향을 줄 수 있다. 적층형 커패시터가 사용되는 전자기기/전기기기의 동작 신뢰성은 상기 고착강도가 강할수록 높아질 수 있으므로, 적층형 커패시터는 상기 고착강도가 강할수록 더욱 다양한 전자기기/전기기기에 사용되기 유리해질 수 있다.
공개특허공보 제10-2020-0016586호
본 발명은 연결되는 타 구조(예: 기판, 전자기기/전기기기)에 대한 연결 구조의 효율성(예: 어쿠스틱 노이즈, 고착강도)을 향상시킬 수 있는 적층형 커패시터를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 적층형 커패시터는, 적어도 하나의 제1 내부전극과 적어도 하나의 제2 내부전극이 적어도 하나의 유전체층을 사이에 두고 제1 방향으로 교대로 적층된 적층 구조를 포함하는 바디; 상기 적어도 하나의 제1 내부전극과 적어도 하나의 제2 내부전극에 각각 연결되도록 서로 이격되어 상기 바디에 배치된 제1 및 제2 외부전극; 및 일면이 상기 제1 및 제2 외부전극에 배치되고 상기 일면 또는 반대 면에 위치하는 적어도 하나의 구멍을 포함하는 제1 및 제2 범프; 를 포함하고, 상기 적어도 하나의 구멍의 총 면적은 AV이고, 상기 제1 및 제2 범프에서 상기 제1 및 제2 외부전극을 마주보는 면의 면적은 AB이고, (AV / AB)는 0.012 초과 0.189 미만일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 적층형 커패시터는, 적어도 하나의 제1 내부전극과 적어도 하나의 제2 내부전극이 적어도 하나의 유전체층을 사이에 두고 제1 방향으로 교대로 적층된 적층 구조를 포함하는 바디; 상기 적어도 하나의 제1 내부전극과 적어도 하나의 제2 내부전극에 각각 연결되도록 서로 이격되어 상기 바디에 배치된 제1 및 제2 외부전극; 및 일면이 상기 제1 및 제2 외부전극에 배치되고 상기 일면 또는 반대 면에 위치하는 적어도 하나의 구멍을 포함하는 제1 및 제2 범프; 를 포함하고, 상기 제1 및 제2 범프 각각은 상기 제1 및 제2 범프의 일면과 반대 면이 마주보는 방향과 다른 방향으로 함몰된 함몰 영역을 포함하고, 상기 적어도 하나의 구멍의 총 면적은 상기 함몰 영역의 총 면적보다 작을 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 적층형 커패시터는 연결되는 타 구조(예: 기판, 전자기기/전기기기)에 대한 연결 구조의 효율성(예: 어쿠스틱 노이즈, 고착강도)을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 적층형 커패시터의 일부분을 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A'를 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 1의 B-B'를 나타낸 단면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 적층형 커패시터를 나타낸 사시도이다.
도 5a 내지 도 5g는 본 발명의 일 실시 예에 따른 적층형 커패시터를 나타낸 측면도이다.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 일 실시 예에 따른 적층형 커패시터의 범프(bump)를 나타낸 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 적층형 커패시터의 구멍/범프 면적 비에 따른 고착강도를 나타낸 그래프이다.
도 8a 내지 도 8d는 도 7의 그래프의 값들을 얻는 과정을 예시한 도면이다.
본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하고, 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었으며, 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
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.
본 발명의 실시형태들을 명확하게 설명하기 위해 육면체의 방향을 정의하면, 도면 상에 표시된 X, Y 및 Z는 각각 길이 방향, 폭 방향 및 두께 방향을 나타낸다. 여기서, 두께 방향은 유전체층이 적층되는 적층 방향(또는 제1 방향)과 동일한 개념으로 사용될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시형태에 따른 적층형 커패시터를 설명하되, 특히 적층 세라믹 캐패시터(Multi-layer ceramic capacitor, MLCC)로 설명하지만 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 적층형 커패시터의 일부분을 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A'를 나타낸 단면도이고, 도 3은 도 1의 B-B'를 나타낸 단면도이다.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 적층형 커패시터의 일부분(100pre)은, 바디(110), 제1 외부전극(131) 및 제2 외부전극(132)를 포함할 수 있다.
바디(110)는 적어도 하나의 제1 내부전극(121)과 적어도 하나의 제2 내부전극(122)이 적어도 하나의 유전체층(111)을 사이에 두고 제1 방향(예: Z 방향)으로 교대로 적층된 적층 구조를 포함할 수 있다.
예를 들어, 바디(110)는 적층 구조의 소성에 의해 세라믹 바디로 구성될 수 있다. 여기서, 바디(110)에 배치된 적어도 하나의 유전체층(111)은 소결된 상태로서, 인접하는 유전체층 사이의 경계는 주사전자현미경(SEM: Scanning Electron Microscope)를 이용하지 않고 확인하기 곤란할 정도로 일체화될 수 있다.
예를 들어, 바디(110)는 길이 방향(X)의 양 측면, 폭 방향(Y)의 양 측면 및 두께 방향(Z)의 양 측면을 갖는 육면체로 형성될 수 있으며, 상기 육면체의 모서리 및/또는 코너는 연마됨에 따라 둥근 형태일 수 있다. 다만, 바디(110)의 형상, 치수 및 유전체층(111)의 적층 수가 본 실시 형태에 도시된 것으로 한정되는 것은 아니다.
적어도 하나의 유전체층(111)은 그 두께를 적층형 커패시터의 일부분(100pre)의 용량 설계에 맞추어 임의로 변경할 수 있으며, 고유전율을 갖는 세라믹 분말, 예를 들어 티탄산바륨(BaTiO3)계 분말을 포함할 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 적층형 커패시터의 일부분(100pre)의 요구 규격에 따라, 세라믹 분말에 다양한 세라믹 첨가제(예: MgO, Al2O3, SiO2, ZnO), 유기용제, 가소제, 결합제, 분산제 등이 첨가될 수 있다.
적어도 하나의 유전체층(111)의 형성에 사용되는 세라믹 분말의 평균 입경은 특별히 제한되지 않으며, 적층형 커패시터의 일부분(100pre)의 요구 규격(예: 전자기기용 커패시터와 같이 소형화 및/또는 고용량이 요구되거나, 전기기기용 커패시터와 같이 높은 내전압 특성 및/또는 강한 강도가 요구되는 등)에 따라 조절될 수 있으나, 예를 들어, 400 nm 이하로 조절될 수 있다.
예를 들어, 적어도 하나의 유전체층(111)은 티탄산바륨(BaTiO3) 등의 파우더를 포함하여 형성된 슬러리를 캐리어 필름(carrier film)상에 도포 및 건조하여 복수 개의 세라믹 시트를 마련함에 의해 형성될 수 있다. 상기 세라믹 시트는 세라믹 분말, 바인더, 용제를 혼합하여 슬러리를 제조하고, 상기 슬러리를 닥터 블레이드 법으로 수 ㎛의 두께를 갖는 시트(sheet)형으로 제작함에 따라 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
적어도 하나의 제1 내부전극(121)과 적어도 하나의 제2 내부전극(122)은 도전성 금속을 포함하는 도전성 페이스트를 인쇄하여 유전체층의 적층 방향(예: Z 방향)을 따라 바디(110)의 길이 방향(X)의 일 측면과 타 측면으로 번갈아 노출되도록 형성될 수 있으며, 중간에 배치된 유전체층에 의해 서로 전기적으로 절연될 수 있다.
예를 들어, 적어도 하나의 제1 내부전극(121)과 적어도 하나의 제2 내부전극(122) 각각은 입자 평균 크기가 0.1 내지 0.2 ㎛이고 40 내지 50 중량%의 도전성 금속 분말을 포함하는 내부전극용 도전성 페이스트에 의해 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 도전성 페이스트는 니켈(Ni), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 납(Pb) 또는 백금(Pt) 등의 단독 또는 이들의 합금일 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 세라믹 시트 상에 상기 내부전극용 도전성 페이스트를 인쇄 공법 등으로 도포하여 내부전극 패턴을 형성할 수 있다. 상기 도전성 페이스트의 인쇄 방법은 스크린 인쇄법, 그라비아 인쇄법 및 잉크젯 인쇄법 등을 사용할 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 내부 전극 패턴이 인쇄된 세라믹 시트를 200 내지 300층 적층하고, 압착, 소성함으로써, 바디(110)를 제작할 수 있다.
적층형 커패시터의 일부분(100pre)의 정전용량은 적어도 하나의 제1 내부전극(121)과 적어도 하나의 제2 내부전극(122) 간의 적층 방향(예: Z 방향) 중첩 면적에 비례하고, 적어도 하나의 제1 내부전극(121)과 적어도 하나의 제2 내부전극(122)의 총 적층 수에 비례하고, 적어도 하나의 제1 내부전극(121)과 적어도 하나의 제2 내부전극(122) 간의 간격에 반비례할 수 있다. 상기 간격은 적어도 하나의 유전체층(111) 각각의 두께와 실질적으로 동일할 수 있다.
적층형 커패시터의 일부분(100pre)은 적어도 하나의 제1 내부전극(121)과 적어도 하나의 제2 내부전극(122) 간의 간격이 짧을수록 두께 대비 더 큰 정전용량을 가질 수 있다. 반면, 적층형 커패시터의 일부분(100pre)의 내전압은 상기 간격이 길수록 높을 수 있다. 따라서, 상기 간격은 적층형 커패시터의 일부분(100pre)의 요구 규격(예: 전자기기용 커패시터와 같이 소형화 및/또는 고용량이 요구되거나, 전기기기용 커패시터와 같이 높은 내전압 특성 및/또는 강한 강도가 요구되는 등)에 따라 조절될 수 있다. 적어도 하나의 제1 내부전극(121)과 적어도 하나의 제2 내부전극(122) 각각의 두께도 상기 간격의 영향을 받을 수 있다.
예를 들어, 적층형 커패시터의 일부분(100pre)은 높은 내전압 특성 및/또는 강한 강도가 요구될 경우에 적어도 하나의 제1 내부전극(121)과 적어도 하나의 제2 내부전극(122) 간의 간격이 각각의 두께의 2배를 초과하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 적층형 커패시터의 일부분(100pre)은 소형화 및/또는 고용량이 요구될 경우에 적어도 하나의 제1 내부전극(121)과 적어도 하나의 제2 내부전극(122) 각각의 두께가 0.4㎛ 이하이고 총 적층수가 400층 이상이 되도록 설계될 수 있다.
제1 및 제2 외부전극(131, 132)은 적어도 하나의 제1 내부전극(121)과 적어도 하나의 제2 내부전극(122)에 각각 연결되도록 서로 이격되어 바디(110)에 배치될 수 있다.
예를 들어, 제1 및 제2 외부전극(131, 132) 각각은 금속 성분이 포함된 페이스트에 딥핑(dipping)하는 방법, 도전성 페이스트를 인쇄하는 방법, 시트(Sheet) 전사, 패드(Pad) 전사 방법, 스퍼터 도금 또는 전해 도금 등으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 외부전극(131, 132)은 상기 페이스트가 소성됨에 따라 형성된 소성층과 상기 소성층의 외면에 형성된 도금층을 포함할 수 있고, 상기 소성층과 상기 도금층 사이에 도전성 수지층을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 도전성 수지층은 에폭시 같은 열경화성 수지에 도전성 입자가 함유됨에 따라 형성될 수 있다. 상기 금속 성분은 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 납(Pb), 주석(Sn) 등의 단독 또는 이들의 합금일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
적층형 커패시터의 일부분(100pre)은 외부 기판(예: 인쇄회로기판)에 실장 또는 내장될 수 있고, 제1 및 제2 외부전극(131, 132)을 통해 상기 외부 기판의 배선, 랜드, 솔더 및 범프 중 적어도 하나에 연결됨으로써, 상기 외부 기판에 전기적으로 연결된 회로(예: 집적회로, 프로세서)에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 바디(110)는 상부 커버층(112), 하부 커버층(113) 및 코어 영역(115)을 포함할 수 있고, 코어 영역(115)은 마진 영역(114) 및 용량 영역(116)을 포함할 수 있다.
상부 및 하부 커버층(112, 113)은 제1 방향(예: Z 방향)으로 코어 영역(115)을 사이에 두도록 배치되고 각각 적어도 하나의 유전체층(111) 각각보다 더 두꺼울 수 있다.
상부 및 하부 커버층(112, 113)은 외부 환경 요소(예: 수분, 도금액, 이물질)가 코어 영역(115)으로 침투하는 것을 막을 수 있고, 바디(110)를 외부 충격으로부터 보호할 수 있고, 바디(110)의 휨강도도 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 상부 및 하부 커버층(112, 113)은 적어도 하나의 유전체층(111)와 동일한 재료나 다른 재료(예: 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지)를 포함할 수 있다.
용량 영역(116)은 적어도 하나의 제1 내부전극(121)과 적어도 하나의 제2 내부전극(122)의 사이를 포함할 수 있으므로, 적층형 커패시터의 일부분(100pre)의 정전용량을 형성할 수 있다.
용량 영역(116)은 적어도 하나의 제1 내부전극(121)과 적어도 하나의 제2 내부전극(122)이 적어도 하나의 유전체층(111)을 사이에 두고 제1 방향(예: Z 방향)으로 교대로 적층된 적층 구조를 포함할 수 있고, 상기 적층 구조와 동일한 사이즈를 가질 수 있다.
마진 영역(114)은 적어도 하나의 제1 내부전극(121)과 적어도 하나의 제2 내부전극(122)의 경계선과 바디(110)의 표면 사이를 포함할 수 있다.
복수의 마진 영역(114)은 제1 방향(예: Z 방향)에 수직인 제2 방향(예: Y 방향)으로 용량 영역(116)을 사이에 두도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 복수의 마진 영역(114)은 적어도 하나의 유전체층(111)과 유사한 방식(적층 방향 다름)으로 형성될 수 있다.
복수의 마진 영역(114)은 적어도 하나의 제1 내부전극(121)과 적어도 하나의 제2 내부전극(122)이 바디(110)에서 제2 방향(예: Y 방향) 표면으로 노출되는 것을 막을 수 있으므로, 외부 환경 요소(예: 수분, 도금액, 이물질)가 상기 제2 방향 표면을 통해 적어도 하나의 제1 내부전극(121)과 적어도 하나의 제2 내부전극(122)으로 침투하는 것을 방지할 수 있고, 적층형 커패시터의 일부분(100pre)의 신뢰성 및 수명을 향상시킬 수 있다. 또한, 적어도 하나의 제1 내부전극(121)과 적어도 하나의 제2 내부전극(122)은 복수의 마진 영역(114)으로 인해 제2 방향으로 효율적으로 확장하여 형성될 수 있으므로, 복수의 마진 영역(114)은 적어도 하나의 제1 내부전극(121)과 적어도 하나의 제2 내부전극(122)의 중첩 면적을 넓혀서 적층형 커패시터의 일부분(100pre)의 정전용량 향상에도 기여할 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 적층형 커패시터를 나타낸 사시도이다.
도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 적층형 커패시터(100a, 100b, 100c)는, 바디(110), 제1 및 제2 외부전극(131, 132), 제1 범프(140) 및 제2 범프(150)를 포함할 수 있다.
바디(110)는 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 면(1, 2, 3, 4, 5, 6)을 포함하는 육면체 형태일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 여기서, 제1 면(1)은 적층형 커패시터(100a, 100b, 100c)가 이에 연결되는 타 구조(예: 기판, 전자기기/전기기기)를 마주보는 면으로 정의될 수 있다. 제3 및 제4 면(3, 4)은 바디(110)에서 적어도 하나의 제1 내부전극과 적어도 하나의 제2 내부전극이 제1 및 제2 외부전극(131, 132)에 연결되는 면일 수 있고, 제1 면(1)에 평행하지 않을 수 있다. 제1 면(1)은 제1 및 제2 범프(140, 150)의 일면(예: 상면)과 평행할 수 있다.
제1 및 제2 외부전극(131, 132)은 제3 및 제4 면(3, 4)에 배치된 연결부(131a, 132a)와 제1 면(1)에 배치된 벤딩부(131b, 132b)를 포함할 수 있다. 연결부(131a, 132a)가 바디(110)의 내부전극에 연결되고, 벤딩부(131b, 132b)가 제1 및 제2 범프(140, 150)에 연결되므로, 제1 및 제2 외부전극(131, 132)은 바디(110)의 내부전극과 제1 및 제2 범프(140, 150) 사이를 연결시킬 수 있다.
제1 범프(140)의 일면(예: Z 방향 기준 상면)은 제1 외부전극(131)의 일면(예: Z 방향 기준 하면)에 배치될 수 있고, 제2 범프(150)의 일면(예: Z 방향 기준 상면)은 제2 외부전극(132)의 일면(예: Z 방향 기준 하면)에 배치될 수 있다.
제1 및 제2 범프(140, 150)는 적층형 커패시터(100a, 100b, 100c)와 이에 연결되는 구조(예: 기판, 전자기기/전기기기)의 사이에 배치될 수 있으므로, 상기 연결되는 구조 상에서 적층형 커패시터(100a, 100b, 100c)를 지지할 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 범프(140, 150)는 바디(110)와 타 구조(예: 기판, 전자기기/전기기기) 사이의 진동 전달 경로의 적어도 일부분일 수 있으므로, 적층형 커패시터(100a, 100b, 100c)의 어쿠스틱 노이즈 및/또는 타 구조에 대한 고착강도에 영향을 줄 수 있다.
제1 및 제2 범프(140, 150)는 도 1 내지 도 3에 도시된 적층형 커패시터의 일부분으로부터 분리되어 제조된 후에 제1 및 제2 외부전극(131, 132)에 배치될 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 범프(140, 150)는 제1 및 제2 외부전극(131, 132)에 비해 상대적으로 더 자유롭게 설계될 수 있으므로, 어쿠스틱 노이즈 저감 및 고착강도 향상을 위한 설계에 보다 유리할 수 있다. 설계에 따라, 제1 및 제2 범프(140, 150)는 도전성 접착층(예: 고융점 솔더, 도전성 페이스트)을 통해 제1 및 제2 외부전극(131, 132)에 접착될 수 있다.
제1 및 제2 범프(140, 150)는 금속 재료를 포함할 수 있으므로, 적층형 커패시터(100a, 100b, 100c)와 이에 연결되는 구조 사이를 전기적으로 연결시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 범프(140, 150)는 구리(Cu)를 함유하는 직육면체 구조의 표면에 니켈(Ni) 도금층과 주석(Sn) 도금층이 배치된 형태를 가질 수 있다.
적층형 커패시터(100a, 100b, 100c)는 솔더(solder)를 통해 타 구조(예: 기판, 전자기기/전기기기)에 고착될 수 있으며, 솔더는 적층형 커패시터(100a, 100b, 100c)가 상기 타 구조의 패드 상에 올려진 상태에서 리플로우(reflow) 공정을 통해 제1 및 제2 외부전극(131, 132)과 제1 및 제2 범프(140, 150)에 연결되어 이들을 고착시킬 수 있다. 솔더(solder)는 제1 및 제2 범프(140, 150)에 함유될 수 있는 구리(Cu)보다 낮은 용융점을 가질 수 있고, 주석(Sn) 또는 주석계 합금을 포함할 수 있다.
솔더의 일부분은 제1 및 제2 외부전극(131, 132)의 측면을 타고 올라갈 수 있으며, 제1 및 제2 외부전극(131, 132)과 상기 타 구조 사이 경로의 폭은 넓어질 수 있고, 상기 경로의 음파 임피던스는 낮아질 수 있다. 상기 경로의 음파 임피던스가 낮아질수록, 바디(110)의 진동은 상기 타 구조로 더 많이 전달될 수 있으므로, 어쿠스틱 노이즈를 높일 수 있다.
제1 범프(140)의 일면 또는 반대 면(예: Z 방향 기준 하면)은 제1 구멍(141)을 포함할 수 있고, 제2 범프(150)의 일면 또는 반대 면(예: Z 방향 기준 하면)은 제2 구멍(151)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 범프(140, 150)는 적어도 하나의 구멍(141, 151)을 포함할 수 있다.
이에 따라, 상기 솔더의 일부분은 제1 및 제2 외부전극(131, 132)의 측면을 타고 올라가는 대신 적어도 하나의 구멍(141, 151)에 수용될 수 있으므로, 적층형 커패시터(100a, 100b, 100c)와 타 구조 사이의 폭을 줄일 수 있고, 음파 임피던스를 높일 수 있고, 어쿠스틱 노이즈를 줄일 수 있다.
예를 들어, 제1 및 제2 범프(140, 150) 사이의 적어도 일부분은 공기를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 솔더의 일부분은 적어도 하나의 구멍(141, 151)뿐만 아니라 제1 및 제2 범프(140, 150) 사이의 빈 공간의 일부분에도 배치될 수 있으므로, 솔더가 제1 및 제2 외부전극(131, 132)을 타고 올라가는 높이는 더 줄어들 수 있고, 어쿠스틱 노이즈는 더욱 감소될 수 있다.
도 4b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 적층형 커패시터(100b)의 제1 및 제2 범프(140, 150) 각각은 적어도 하나의 구멍(141, 151)을 2개 이상 포함할 수 있다.
이에 따라, 적어도 하나의 구멍(141, 151) 각각은 제1 및 제2 범프(140, 150) 밖의 솔더가 적어도 하나의 구멍(141, 151)으로 효율적으로 이동하도록 제1 및 제2 범프(140, 150)의 가장자리에 좀 더 가까이 배치되기 유리할 수 있다. 또한, 적어도 하나의 구멍(141, 151)의 반지름이 서로 다를 경우, 적어도 하나의 구멍(141, 151)의 총 면적은 좀 더 정확하게 조절될 수 있다.
도 4c를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 적층형 커패시터(100c)의 제1 및 제2 범프(140, 150) 각각은 제1 및 제2 범프(140, 150)의 일면(예: 상면)과 반대 면(예: 하면)이 마주보는 방향(예: Z 방향)과 다른 방향(예: X 방향)으로 함몰된 함몰 영역(142, 152)을 포함할 수 있다.
함몰 영역(142, 152)은 솔더에서 제1 및 제2 외부전극(131, 132)의 측면을 타고 올라갈 일부분이 수용되는 공간을 제공할 수 있으므로, 어쿠스틱 노이즈를 줄일 수 있다.
솔더가 함몰 영역(142, 152)에 수용되도록 이동하는 경로와 적어도 하나의 구멍(141, 151)에 수용되도록 이동하는 경로는 서로 다를 수 있다. 따라서, 함몰 영역(142, 152)과 적어도 하나의 구멍(141, 151)의 조합은 솔더가 수용되는 경로의 다양성을 높일 수 있으므로, 솔더 수용 효율성을 더욱 높일 수 있고, 어쿠스틱 노이즈를 더욱 효율적으로 줄일 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 구멍(141, 151)은 제1 및 제2 범프(140, 150) 각각의 중심에서부터 서로를 마주보는 방향(즉, X방향 내측)으로 더 치우쳐져 위치할 수 있다.
함몰 영역(142, 152)과 비교하여, 적어도 하나의 구멍(141, 151)은 솔더와 제1 및 제2 범프(140, 150) 사이의 접촉면적을 단위 면적 대비 더 높일 수 있으므로, 적어도 하나의 구멍(141, 151)은 접촉면적 증가에 따른 제1 및 제2 범프(140, 150)와 타 구조(예: 기판, 전자기기/전기기기) 간의 고착강도를 더 효율적으로 향상시킬 수 있다.
따라서, 적어도 하나의 구멍(141, 151)의 총 면적은 함몰 영역(142, 152)의 총 면적보다 작을 수 있다. 이에 따라, 전반적인 어쿠스틱 노이즈 저감 성능과 고착강도 향상 성능은 효율적으로 향상될 수 있다.
도 5a 내지 도 5g는 본 발명의 일 실시 예에 따른 적층형 커패시터를 나타낸 측면도이다.
도 5a, 도 5c 및 도 5g를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 적층형 커패시터(100d, 100f, 100j)의 적어도 하나의 구멍(141, 151)의 적어도 일부는 제1 및 제2 범프(140, 150)의 일면과 반대 면 사이를 관통할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, 도 5b, 도 5d, 도 5e 및 도 5f를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 적층형 커패시터(100e, 100g, 100h, 100i)의 적어도 하나의 구멍(141, 151)은 제1 및 제2 범프(140, 150)의 일면과 반대 면 사이를 관통하지 않을 수 있다. 즉, 적어도 하나의 구멍(141, 151)의 깊이(TV)는 제1 및 제2 범프(140, 150)의 두께(TB)보다 짧을 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 범프(140, 150)의 두께(TB)는 150㎛일 수 있고, 적어도 하나의 구멍(141, 151)의 깊이(TV) 150㎛ 미만일 수 있다.
도 5c 및 도 5d를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 적층형 커패시터(100f, 100g)의 적어도 하나의 구멍(141, 151)의 폭은 더 넓어질 수 있다.
도 5e를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 적층형 커패시터(100h)의 적어도 하나의 구멍(141, 151)의 적어도 일부는 중심의 폭(LVI)이 일단의 폭(LVX)보다 더 넓은 형태를 가질 수 있다. 이에 따라, 적어도 하나의 구멍(141, 151)은 평균 면적 대비 더 많은 솔더를 수용할 수 있고, 솔더에 대한 접촉면적을 더 넓힐 수 있으므로, 전반적인 어쿠스틱 노이즈 저감 성능과 고착강도 향상 성능은 더 향상될 수 있다.
도 5f를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 적층형 커패시터(100i)의 적어도 하나의 구멍(141, 151)의 내부는 둥글 수도 있다.
도 5g를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 적층형 커패시터(100j)의 제2 외부전극(132)은 소성에 따른 소성층(132a)과 도금에 따른 도금층(132b)을 포함할 수 있고, 제1 외부전극도 마찬가지일 수 있다.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 일 실시 예에 따른 적층형 커패시터의 범프(bump)를 나타낸 평면도이다.
도 6a를 참조하면, 적어도 하나의 구멍(151)의 총 면적인 AV(아래 표 1 참조)는 적어도 하나의 구멍(151) 각각의 면적(AV1, AV2)의 합일 수 있다. 예를 들어, 면적(AV1, AV2)의 합인 AV는 함몰 영역(152)의 면적(AR)보다 작을 수 있다. 면적(AV1, AV2)은, 범프를 수직 평면으로 절단 또는 연마하여 노출되는 수직 단면에서, 적어도 하나의 구멍(151)의 수평방향 폭을 수직방향으로 적분하여 수직방향 두께를 나눈 평균 폭에 2를 나눠서 제곱하여 원주율을 곱하여 측정될 수 있다. 아래의 면적(AR)도 유사한 방식으로 측정될 수 있다.
예를 들어, 길이(LB), 폭(WB), 면적(AR) 및 면적(AV1, AV2)은 TEM(Transmission Electron Microscopy), AFM(Atomic Force Microscope), SEM(Scanning Electron Microscope), 광학 현미경 및 surface profiler 중 적어도 하나에 의해 측정될 수 있다.
제2 범프(150)의 면적은 제2 범프(150)의 길이(LB)와 폭(WB)의 곱에서 함몰 영역(152)의 면적(AR)을 감산한 값일 수 있다. 제1 범프의 면적도 마찬가지로 계산될 수 있으므로, 길이(LB), 폭(WB) 및 면적(AR) 각각은 제1 및 제2 범프의 그것들 각각을 합하여 2를 나눈 값일 수 있다.
아래 표 1의 AB는 상기 2를 나눈 값들로 면적을 계산하고 2를 곱한 값일 수 있다. 구멍 개수의 s는 반지름이 깊이(예: 150㎛)보다 짧은 구멍을 나타내고, l은 반지름이 깊이보다 긴 구멍을 나타내고, m은 반지름과 깊이가 서로 유사한 구멍을 나타낸다. 어쿠스틱 노이즈는 (AV / AB)가 높을수록 낮아질 수 있으며, (AV / AB)의 단위 변화 대비 어쿠스틱 노이즈의 감소량은 고착강도에 비해 상대적으로 상수에 가까울 수 있다.
구멍의 반지름과 깊이의 관계(또는 구멍 1개의 면적)에 따른 고착강도의 영향은 (AV / AB)에 따른 고착강도의 영향보다 작을 수 있으므로, 고착강도의 변수로서 (AV / AB)는 구멍의 반지름과 깊이의 관계보다 우선적으로 고려될 수 있다. 예를 들어, 시료 3의 고착강도는 시료 3의 s 구멍이 m 구멍이나 l 구멍으로 변경될 경우에 약간 더 증가할 수 있으나, m 구멍을 가지는 시료 2의 고착강도나 l 구멍을 가지는 시료 4의 고착강도와 유사한 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 시료 2의 고착강도는 시료 2의 m 구멍이 s 구멍으로 변경될 경우에 약간 더 감소할 수 있으나, s 구멍을 가지는 시료 3의 고착강도와 유사한 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 시료 6의 고착강도는 시료 6의 l 구멍이 s 구멍으로 변경될 경우에 약간 더 감소할 수 있으나, s 구멍을 가지는 시료 3의 고착강도와 유사하거나 약간 더 높은 값을 가질 수 있다.
도 6b, 도 6c 및 도 6d는 아래 표 1의 시료 1, 시료 3 및 시료 2를 나타낸다. 즉, 도 6b 및 도 6c의 구멍(141)은 s 구멍일 수 있고, 도 6d의 구멍(141, 151)은 m 구멍일 수 있으며, l 구멍의 면적은 도 6d 및 도 6e의 구멍(141, 151)의 면적(AV3, AV4)보다 더 클 수 있다.
시료번호 AB (mm2) 구멍 개수 AV (mm2) AV / AB 고착강도(N)
0 2.59 0 0.000 0.000 13.77
1 2.59 3 (s) 0.032 0.012 15.56
2 2.56 2 (m) 0.054 0.021 23.66
3 2.58 7 (s) 0.085 0.033 21.13
4 2.32 1 (l) 0.117 0.050 23.67
5 2.59 2 (l) 0.288 0.111 23.25
6 2.53 4 (l) 0.333 0.132 26.91
7 2.41 5 (l) 0.455 0.189 7.78
8 2.35 5 (l) 0.464 0.198 4.55
표 1을 참조하면, 시료 1과 시료 2 사이에서 AV의 단위 증가 대비 고착강도의 증가는 클 수 있으므로, 시료 1의 (AV / AB)보다 높은 (AV / AB)의 범프는 어쿠스틱 노이즈 감소 성능과 고착강도 증가 성능을 효율적으로 제공할 수 있다.
표 1을 참조하면, 시료 6과 시료 7 사이에서 AV의 증가에 따라 고착강도는 낮아질 수 있으므로, 시료 7의 (AV / AB)보다 낮은 (AV / AB)의 범프는 어쿠스틱 노이즈 감소 성능과 고착강도 증가 성능을 효율적으로 제공할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 적층형 커패시터의 제1 및 제2 범프의 (AV / AB)는 0.012 초과 0.189 미만일 수 있으며, 어쿠스틱 노이즈 감소 성능과 고착강도 증가 성능을 효율적으로 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 적층형 커패시터의 제1 및 제2 범프의 (AV / AB)는 시료 2의 (AV / AB)인 0.021 이상 시료 6의 (AV / AB)인 0.132 이하일 수 있다. 이에 따라, 어쿠스틱 노이즈 감소 성능과 고착강도 증가 성능은 더 안정적으로 확보될 수 있다.
설계에 따라, 표 1의 s 구멍과 m 구멍과 l 구멍 중 적어도 둘은 제1 및 제2 범프 각각에서 혼합될 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 구멍(151) 중 일부의 반지름은 제1 및 제2 범프 각각의 두께(예: 150㎛)보다 짧고, 적어도 하나의 구멍(151) 중 나머지의 반지름은 제1 및 제2 범프 각각의 두께 이상일 수 있다.
도 6d 및 도 6e를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 적층형 커패시터(100m)에서, 제1 범프(140)의 함몰 영역(142)과 제2 범프(150)의 함몰 영역(152)은 서로 마주보도록 제1 및 제2 범프(140, 150)에 형성될 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 구멍(141, 151)의 면적(AV3, AV4)과 제1 및 제2 범프(140, 150)의 면적(AB)은 도 6a의 면적(AV1, AV2)과 동일한 방식으로 측정될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 적층형 커패시터의 구멍/범프 면적 비에 따른 고착강도를 나타낸 그래프이다.
도 7의 가로축은 (AV / AB)이고, 도 6a의 길이(LB), 폭(WB), 면적(AR) 및 면적(AV1, AV2)에 기반하여 계산될 수 있다. 도 7의 세로축의 평균 값은 표 1의 고착강도와 동일할 수 있다. 도 7의 각 값들은 아래의 표 2 및 표 3으로 정리될 수 있다.
Figure pat00001
Figure pat00002
표 2 및 표 3의 첫째줄은 표 1의 시료번호에 대응되고, 표 2 및 표 3의 N은 각 시료번호 별 제작번호일 수 있으며, FH는 각 제작번호 별 고착강도일 수 있다. 즉, 표 2 및 표 3은 총 90개의 제작번호에 따른 고착강도를 나타낸다.
도 8a 내지 도 8d는 도 7의 그래프의 값들을 얻는 과정을 예시한 도면이다.
도 8a를 참조하면, 바디(110)와 제1 및 제2 외부전극(131, 132)을 포함하는 적층형 커패시터는 기판(210)의 제1 및 제2 패드(221, 222) 상에서 솔더(230)를 통해 실장될 수 있으며, 제1 및 제2 범프(140, 150)는 제1 및 제2 외부전극(131, 132)과 제1 및 제2 패드(221, 222) 사이에 배치될 수 있다.
외부 힘은 적층형 커패시터의 실장 방향(예: Z 방향)과 제1 및 제2 외부전극(131, 132)이 마주보는 방향(예: X 방향)에 수직인 방향(예: Y 방향)으로 바디(110)의 중심에 인가될 수 있으며, 시간이 지날수록 선형적으로 강해질 수 있다. 외부 힘의 속도는 1.0mm/sec일 수 있다.
여기서, 외부 힘이 적층형 커패시터에 인가된 후에 적층형 커패시터가 기판(210)이나 제1 및 제2 패드(221, 222)로부터 이탈되거나 파괴되는 순간의 외부 힘은 적층형 커패시터의 고착강도일 수 있다.
예를 들어, 기판(210)의 면적은 (100mm * 40mm)일 수 있고, 기판(210)의 두께는 1.6mm일 수 있고, 기판(210)의 절연 재료는 FR4일 수 있고, 기판(210)은 단면 기판일 수 있다.
도 8b 내지 도 8d를 참조하면, 기판(210)은 간격 조절부(330)에 의해 간격이 조절된 지지부(320)에 배치될 수 있고, 적층형 커패시터(100)는 기판(210)의 제1 및 제2 패드(221, 222)의 적어도 일부 상에 실장될 수 있고, 외력 인가 장치(310)는 적층형 커패시터(100)에 힘을 인가함으로써, 고착강도를 측정할 수 있다. 예를 들어, 외력 인가 장치(310), 지지부(320) 및 간격 조절부(330)는 TIRA 만능시험기일 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다.
따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
100: 적층형 커패시터
110: 바디(body)
111: 유전체층
112: 상부 커버층
113: 하부 커버층
114: 마진 영역
115: 코어 영역
116: 용량 영역
121: 제1 내부전극
122: 제2 내부전극
131: 제1 외부전극
132: 제2 외부전극
140: 제1 범프
141, 151: 적어도 하나의 구멍
142, 152: 적어도 하나의 함몰 영역
150: 제2 범프

Claims (16)

  1. 적어도 하나의 제1 내부전극과 적어도 하나의 제2 내부전극이 적어도 하나의 유전체층을 사이에 두고 제1 방향으로 교대로 적층된 적층 구조를 포함하는 바디;
    상기 적어도 하나의 제1 내부전극과 적어도 하나의 제2 내부전극에 각각 연결되도록 서로 이격되어 상기 바디에 배치된 제1 및 제2 외부전극; 및
    일면이 상기 제1 및 제2 외부전극에 배치되고 상기 일면 또는 반대 면에 위치하는 적어도 하나의 구멍을 포함하는 제1 및 제2 범프; 를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 구멍의 총 면적은 AV이고,
    상기 제1 및 제2 범프에서 상기 제1 및 제2 외부전극을 마주보는 면의 면적은 AB이고,
    (AV / AB)는 0.012 초과 0.189 미만인 적층형 커패시터.
  2. 제1항에 있어서,
    (AV / AB)는 0.021 이상 0.132 이하인 적층형 커패시터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 바디에서 상기 적어도 하나의 제1 내부전극과 적어도 하나의 제2 내부전극이 상기 제1 및 제2 외부전극에 연결되는 면은, 상기 제1 및 제2 범프의 일면과 평행하지 않은 적층형 커패시터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 범프 각각은 구리(Cu)를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 구멍은 구리(Cu)보다 낮은 용융점의 솔더(solder)를 수용하도록 구성된 적층형 커패시터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 범프 사이의 적어도 일부분은 공기를 포함하는 적층형 커패시터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 구멍의 적어도 일부는 상기 제1 및 제2 범프의 일면과 반대 면 사이를 관통하는 적층형 커패시터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 범프 각각은 상기 적어도 하나의 구멍을 2개 이상 포함하는 적층형 커패시터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 구멍은 상기 제1 및 제2 범프 각각의 중심에서부터 서로를 마주보는 방향으로 더 치우쳐져 위치하는 적층형 커패시터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 범프 각각은 상기 제1 및 제2 범프의 일면과 반대 면이 마주보는 방향과 다른 방향으로 함몰된 함몰 영역을 포함하고,
    AB는 상기 제1 및 제2 범프 각각의 길이의 합에서 2를 나눈 LB와 각각의 폭의 합에서 2를 나눈 WB의 곱에 상기 함몰 영역의 총 면적에서 2를 나눈 AR을 감산하고 2를 곱한 값인 적층형 커패시터.
  10. 제9항에 있어서,
    AV는 AR보다 작은 적층형 커패시터.
  11. 적어도 하나의 제1 내부전극과 적어도 하나의 제2 내부전극이 적어도 하나의 유전체층을 사이에 두고 제1 방향으로 교대로 적층된 적층 구조를 포함하는 바디;
    상기 적어도 하나의 제1 내부전극과 적어도 하나의 제2 내부전극에 각각 연결되도록 서로 이격되어 상기 바디에 배치된 제1 및 제2 외부전극; 및
    일면이 상기 제1 및 제2 외부전극에 배치되고 상기 일면 또는 반대 면에 위치하는 적어도 하나의 구멍을 포함하는 제1 및 제2 범프; 를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 범프 각각은 상기 제1 및 제2 범프의 일면과 반대 면이 마주보는 방향과 다른 방향으로 함몰된 함몰 영역을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 구멍의 총 면적은 상기 함몰 영역의 총 면적보다 작은 적층형 커패시터.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 바디에서 상기 적어도 하나의 제1 내부전극과 적어도 하나의 제2 내부전극이 상기 제1 및 제2 외부전극에 연결되는 면은, 상기 제1 및 제2 범프의 일면과 평행하지 않은 적층형 커패시터.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 범프 각각은 구리(Cu)를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 범프 사이의 적어도 일부분은 공기를 포함하는 적층형 커패시터.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 범프 각각은 상기 적어도 하나의 구멍을 2개 이상 포함하고,
    상기 2개 이상의 구멍의 적어도 일부는 상기 제1 및 제2 범프의 일면과 반대 면 사이를 관통하는 적층형 커패시터.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 구멍 중 일부의 반지름은 상기 제1 및 제2 범프 각각의 두께보다 짧고, 상기 적어도 하나의 구멍 중 나머지의 반지름은 상기 제1 및 제2 범프 각각의 두께 이상인 적층형 커패시터.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 구멍의 적어도 일부는 중심의 폭이 일단의 폭보다 더 넓은 형태를 가지는 적층형 커패시터.
KR1020210194080A 2021-12-31 2021-12-31 적층형 커패시터 KR20230103297A (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210194080A KR20230103297A (ko) 2021-12-31 2021-12-31 적층형 커패시터
US17/706,785 US20230215648A1 (en) 2021-12-31 2022-03-29 Multilayer capacitor
JP2022063158A JP2023099411A (ja) 2021-12-31 2022-04-05 積層型キャパシタ
CN202210730544.8A CN116417257A (zh) 2021-12-31 2022-06-24 多层电容器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210194080A KR20230103297A (ko) 2021-12-31 2021-12-31 적층형 커패시터

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230103297A true KR20230103297A (ko) 2023-07-07

Family

ID=86992158

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210194080A KR20230103297A (ko) 2021-12-31 2021-12-31 적층형 커패시터

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230215648A1 (ko)
JP (1) JP2023099411A (ko)
KR (1) KR20230103297A (ko)
CN (1) CN116417257A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200016586A (ko) 2018-08-07 2020-02-17 삼성전기주식회사 적층형 전자 부품

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9241408B2 (en) * 2010-12-28 2016-01-19 Murata Manufacturing Co., Ltd. Electronic component
JP5459444B2 (ja) * 2011-07-11 2014-04-02 株式会社村田製作所 電子部品
JP5360158B2 (ja) * 2011-08-05 2013-12-04 株式会社村田製作所 チップ部品構造体
JP5655818B2 (ja) * 2012-06-12 2015-01-21 株式会社村田製作所 チップ部品構造体
WO2013187186A1 (ja) * 2012-06-14 2013-12-19 株式会社 村田製作所 電子部品及びその製造方法
JP6014581B2 (ja) * 2013-02-18 2016-10-25 太陽誘電株式会社 インターポーザ付き積層セラミックコンデンサと、積層セラミックコンデンサ用インターポーザ
KR101514565B1 (ko) * 2013-11-14 2015-04-22 삼성전기주식회사 적층 세라믹 전자 부품 및 적층 세라믹 전자 부품의 실장 기판
KR101973419B1 (ko) * 2014-09-23 2019-04-29 삼성전기주식회사 복합 전자 부품 및 그 실장 기판
JP6759947B2 (ja) * 2016-10-04 2020-09-23 株式会社村田製作所 コンデンサ部品

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200016586A (ko) 2018-08-07 2020-02-17 삼성전기주식회사 적층형 전자 부품

Also Published As

Publication number Publication date
US20230215648A1 (en) 2023-07-06
JP2023099411A (ja) 2023-07-13
CN116417257A (zh) 2023-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102129920B1 (ko) 적층 세라믹 전자부품 및 그에 포함된 인터포저
KR102068804B1 (ko) 적층 세라믹 전자부품
KR102584974B1 (ko) 적층 세라믹 전자부품 및 그에 포함된 인터포저
KR102183424B1 (ko) 적층 전자부품 및 적층 전자부품의 실장 기판
US10790093B2 (en) Multilayer ceramic electronic component array
KR102029597B1 (ko) 적층 세라믹 전자부품
CN112309715A (zh) 芯片型电子部件、电子部件的安装构造体及集合体
JP2014072516A (ja) 積層セラミック電子部品
KR102048155B1 (ko) 적층 세라믹 전자부품
KR102263865B1 (ko) 적층 세라믹 전자부품
KR20190121216A (ko) 적층 세라믹 전자부품
KR20230103297A (ko) 적층형 커패시터
KR20230103495A (ko) 적층형 커패시터
KR20230089157A (ko) 적층형 커패시터
KR20230103098A (ko) 적층형 커패시터
KR102449363B1 (ko) 적층 세라믹 전자부품
KR20200080208A (ko) 적층 세라믹 전자부품 및 그에 포함된 인터포저
KR102527705B1 (ko) 적층 세라믹 전자부품
JP2023087621A (ja) 積層型キャパシタ
KR20230064855A (ko) 적층형 커패시터
KR20230086074A (ko) 적층형 커패시터
KR20230095590A (ko) 적층형 커패시터
KR20230103099A (ko) 적층형 커패시터
KR20230077153A (ko) 적층형 커패시터 및 적층형 커패시터 제조 방법
KR20230072612A (ko) 세라믹 커패시터