【文献】
密集実装大容量キャパシタ(コンデンサーアレー) 280μF(70μF×4)25V,[online],株式会社 秋月電子通商,2014年 5月27日,[令和1年5月27日検索],URL,http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-07916/
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下では、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。
【0015】
本発明の実施例を明確に説明するために方向を定義すると、
図7のL、W及びTはそれぞれ長さ方向、幅方向及び厚さ方向を示す。ここで、厚さ方向は、誘電体層が積層される積層方向と同じ概念で用いられる。
【0016】
また、本実施形態では、説明の便宜のために、セラミック本体の厚さ方向に向かい合う面を主面又は上下面といい、下面は実装面ともいう。
【0017】
<積層セラミック電子部品>
本発明の一実施形態による積層セラミック電子部品は、両面に積層セラミックキャパシタが接続された基板の電極パッドに金属端子が接続され、上記金属端子の一部が引き出されるように上記積層セラミックキャパシタ及び上記基板がモールディングされて形成される。
【0018】
上記基板の両面に配置された電極パッドは、ビア電極によって互いに電気的に連結されることができる。
【0019】
また、上記金属端子の引き出された部分は、モールディング部の一主面の一部まで伸びることができる。
【0020】
図1は、本発明の一実施形態による積層セラミック電子部品を概略的に示す透明斜視図であり、
図2は、
図1のモールディング部と金属端子を除去した状態を示す分解斜視図であり、
図3は、
図2の基板の底面図であり、
図4は、本発明の一実施形態による積層セラミック電子部品における基板と金属端子の結合構造を概略的に示す分解斜視図であり、
図5は、本発明の一実施形態による積層セラミック電子部品における基板と金属端子の結合構造を概略的に示す斜視図であり、
図6は、
図5の積層セラミックキャパシタと基板を取り囲むようにモールディング部を形成したことを示す斜視図である。
【0021】
図1〜
図6を参照すると、本発明の一実施形態による積層セラミック電子部品は、基板300と、第1及び第2の積層セラミックキャパシタ100、200と、モールディング部400と、第1及び第2の金属端子510、520と、を含む。
【0022】
基板300と第1及び第2の積層セラミックキャパシタ100、200は、モールディング部400よりサイズが小さければよい。
【0023】
本実施形態の基板300は、本体310と、本体310の上面に配置された一対の第1の電極パッド311、312と、本体310の下面に配置された第2の電極パッド313、314と、を含む。
【0024】
本体310は、長さ方向に長く形成された六面体であり、絶縁性材質、例えば、エポキシ、フェノール、ポリイミド樹脂などの材質からなることができるが、本発明はこれに限定されない。
【0025】
第1の電極パッド311、312は、本体310の上面に長さ方向に互いに離隔して配置され、第1の積層セラミックキャパシタ100の第1及び第2の外部電極131、132の後述する第1及び第2のバンド部の下面に機械的に接触することにより、第1の積層セラミックキャパシタ100と電気的に接続される。
【0026】
第1の電極パッド311、312は、例えば、本体310の上面にスパッタ工程により形成されることができる。
【0027】
この際、第1の電極パッド311、312の上面に第1の導電性接着層315、316がそれぞれ配置されることにより、第1の電極パッド311、312と第1の積層セラミックキャパシタ100の第1及び第2の外部電極131、132の後述する第1及び第2のバンド部の下面とが接合され且つその接合強度が向上するようにすることができる。
【0028】
第1の導電性接着層315、316は、例えば、高温ハンダや銀(Ag)ペーストなどでできた導電性接着剤で形成されることができるが、本発明はこれに限定されない。
【0029】
第2の電極パッド313、314は、本体310の下面に長さ方向に互いに離隔して配置され、本体310を介して第1の電極パッド311、312に対応して配置されることができる。
【0030】
第2の電極パッド313、314は、第2の積層セラミックキャパシタ200の第1及び第2の外部電極231、232の後述する第1及び第2のバンド部の上面に機械的に接触することにより、第2の積層セラミックキャパシタ200と電気的に接続される。
【0031】
第2の電極パッド313、314は、例えば、本体310の下面にスパッタ工程により形成されることができる。
【0032】
この際、第2の電極パッド313、314の下面に第2の導電性接着層317、318がそれぞれ配置されることにより、第2の電極パッド313、314と第2の積層セラミックキャパシタ200の第1及び第2の外部電極231、232の後述する第1及び第2のバンド部の上面とが接合され且つその接合強度が向上するようにすることができる。
【0033】
第2の導電性接着層317、318は、例えば、高温ハンダや銀(Ag)ペーストなどでできた導電性接着剤で形成されることができるが、本発明はこれに限定されない。
【0034】
また、第1の電極パッド311、312と第2の電極パッド313、314が対向する位置で本体310にビア電極319が貫通形成されることにより、第1の電極パッド311、312と第2の電極パッド313、314とを電気的に連結することができる。
【0035】
また、第1の電極パッド311、312と第2の電極パッド313、314は、第1及び第2の金属端子510、520を接合するための空間を十分に確保することができるように長さ方向の外側に伸びて形成され、必要に応じて、本体310の長さ方向の両側面から露出するように伸びることができる。
【0036】
また、第1の電極パッド311、312と第2の電極パッド313、314は、その表面にメッキ層が形成されることができる。
【0037】
上記メッキ層は、Ni(ニッケル)、Sn(スズ)、Au(金)、Cu(銅)などからなることができるが、本発明はこれに限定されない。
【0038】
図7は、本発明の一実施形態による積層セラミック電子部品に適用される積層セラミックキャパシタの一部を切開して示す斜視図である。
【0039】
なお、第2の積層セラミックキャパシタ200はその構成が第1の積層セラミックキャパシタ100とほぼ同じであるため、その詳細な説明を省略し、以下では、第1の積層セラミックキャパシタ100についてのみ説明する。
【0040】
図7を参照すると、本実施形態の第1の積層セラミックキャパシタ100は、セラミック本体110と、第1及び第2の内部電極121、122と、第1及び第2の外部電極131、132と、を含むことができる。
【0041】
セラミック本体110は、複数の誘電体層111を積層した後に焼成して形成される。セラミック本体110の形状、寸法及び誘電体層111の積層数は、多様に変更可能であり、本実施形態の図示に限定されない。
【0042】
また、セラミック本体110を形成する複数の誘電体層111は、焼結された状態であり、隣接する誘電体層111間の境界が走査電子顕微鏡(SEM:Scanning Electron Microscope)を用いなくては確認できないほどに一体化されることができる。
【0043】
また、セラミック本体110は、キャパシタの容量形成に寄与する部分としての活性層と、上下マージン部であって上記活性層の上下にそれぞれ配置された上部及び下部カバー層112、113と、を含むことができる。
【0044】
上記活性層は、誘電体層111を介して複数の第1及び第2の内部電極121、122を繰り返し積層して形成されることができる。
【0045】
誘電体層111の厚さは、積層セラミックキャパシタ100の容量設計に合わせて任意に変更可能である。
【0046】
また、誘電体層111は、高誘電率を有するセラミック粉末、例えば、チタン酸バリウム(BaTiO
3)系又はチタン酸ストロンチウム(SrTiO
3)系粉末を含むことができるが、本発明はこれに限定されない。
【0047】
上部及び下部カバー層112、113は、内部電極を含まないことを除き、上記活性層の誘電体層111と同じ材質及び構成を有することができる。
【0048】
また、上部及び下部カバー層112、113は、単一の誘電体層又は二つ以上の誘電体層を上記活性層の上下にそれぞれ厚さ方向に積層して形成され、基本的に物理的又は化学的ストレスによる第1及び第2の内部電極121、122の損傷を防止する役割を行うことができる。
【0049】
第1及び第2の内部電極121、122は、互いに異なる極性を有する電極であり、誘電体層111に所定の厚さで導電性金属を含む導電性ペーストを印刷して形成されることができる。
【0050】
上記導電性ペーストに含まれる導電性金属は、例えば、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)又はこれらの合金であればよいが、本発明はこれに限定されない。
【0051】
また、上記導電性ペーストの印刷方法としては、例えば、スクリーン印刷法又はグラビア印刷法などを用いることができるが、本発明はこれに限定されない。
【0052】
第1及び第2の内部電極121、122は、セラミック本体110内に、誘電体層111の積層方向に沿って互いに対向するように交互に積層されることができる。
【0053】
よって、第1及び第2の内部電極121、122は、誘電体層111を介してセラミック本体110の長さ方向の両側面から交互に露出するように配置されることができる。
【0054】
第1の内部電極121と第2の内部電極122は、中間に配置された誘電体層111によって電気的に絶縁される。
【0055】
また、第1及び第2の内部電極121、122は、セラミック本体110の長さ方向の両側面から交互に露出した部分が第1及び第2の外部電極131、132の後述する第1及び第2のボディ部とそれぞれ機械的に接触することにより、それぞれ第1及び第2の外部電極131、132と電気的に接続されることができる。
【0056】
したがって、第1及び第2の外部電極131、132に電圧を印加すると、対向する第1及び第2の内部電極121、122の間に電荷が蓄積される。
【0057】
この際の積層セラミックキャパシタ100の静電容量は、上記活性層において第1及び第2の内部電極121、122の重なり合う領域の面積に比例する。
【0058】
また、第1及び第2の内部電極121、122の厚さは、用途に応じて決定されることができる。
【0059】
第1及び第2の外部電極131、132は、導電性金属を含む導電性ペーストによって形成されることができる。
【0060】
上記導電性金属は、例えば、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、金(Au)又はこれらの合金であればよいが、本発明はこれに限定されない。
【0061】
第1及び第2の外部電極131、132は、第1及び第2のボディ部131a、132aと、第1及び第2のバンド部131b、132bと、を含むことができる。
【0062】
第1及び第2のボディ部131a、132aは、セラミック本体110の長さ方向の両側面にそれぞれ配置された部分であり、第1及び第2のバンド部131b、132bは、第1及び第2のボディ部131a、132aからセラミック本体110の実装面である下面の一部まで伸びて形成された部分である。
【0063】
第1及び第2のバンド部131b、132bは、基板300の第1の電極パッド311、312上に第1の導電性接着層315、316によって接合されて基板300と電気的に接続される。
【0064】
第1及び第2のバンド部131b、132bは、セラミック本体110の上面、長さ方向の両側面及び幅方向の両側面の一部のうち少なくとも一面までさらに伸びて形成されることができる。
【0065】
本実施形態では、第1及び第2の外部電極131、132の第1及び第2のバンド部131b、132bが第1及び第2のボディ部131a、132aからセラミック本体110の上面、長さ方向の両側面及び幅方向の両側面の一部まで全て伸びてセラミック本体110の両端部を全て覆うように形成されたことを図示して説明しているが、本発明はこれに限定されない。
【0066】
また、第1及び第2の外部電極131、132は、導電性金属粒子を含む絶縁樹脂層、例えば、絶縁エポキシなどの塗布によって形成された上記絶縁樹脂層を含むことから、外部からの機械的ストレスなどを吸収するため、セラミック本体110と第1及び第2の内部電極121、122にクラックが発生することを防止する役割を行うことができる。
【0067】
本実施形態によれば、基板300の上下面にキャパシタが対向して実装されるため、部品を小型化させ且つ静電容量を向上させることができるという効果がある。
【0068】
モールディング部400は、例えば、EMCモールド材などの材料を射出して形成され、基板300と第1及び第2の積層セラミックキャパシタ100、200を取り囲むように形成される。
【0069】
モールディング部400は、湿気及び水分が第1及び第2の積層セラミックキャパシタ100、200に浸透することを防止し、第1及び第2の積層セラミックキャパシタ100、200と基板300との固着強度を改善させることができる。
【0070】
第1及び第2の金属端子510、520は、一端が基板300の第2の電極パッド313、314と接続され、他端がモールディング部400の外に引き出されて外部端子(図示せず)に接続する役割をすることができる。
【0071】
第1及び第2の金属端子510、520は、一端が基板300の一面に離隔して配置された第2の電極パッド313、314とそれぞれ接続され、他端がモールディング部400の長さ方向の両側面からそれぞれ露出する第1及び第2の接合部513、523と、モールディング部400の一主面に互いに離隔して配置される第1及び第2の端子部512、522と、モールディング部400の長さ方向の両側面にそれぞれ配置され、第1及び第2の接合部513、523の露出した部分と第1及び第2の端子部512、522の一端とを連結する第1及び第2の連結部511、521と、を含むことができる。
【0072】
第1及び第2の接合部513、523、第1及び第2の連結部511、521及び第1及び第2の端子部512、522はそれぞれ、単一の金属板材をモールディング部400の外面に沿って2回折り曲げて形成されることができる。
【0073】
第1及び第2の金属端子510、520は、外部からの機械的応力を吸収するため、第1及び第2の積層セラミックキャパシタ100、200の損傷を防止することができる。
【0074】
また、リップル(ripple)電流による第1又は第2の積層セラミックキャパシタ100、200の発熱が第1及び第2の金属端子510、520を通じて放熱されるため、第1又は第2の積層セラミックキャパシタ100、200の温度上昇を抑制し信頼性を向上させることができる。
【0075】
また、第1及び第2の金属端子510、520の第1及び第2の接合部513、523上に、第2の電極パッド313、314との固着強度を向上させることができるように接着層514、524がさらに配置されることができる。
【0076】
一方、本実施形態では、第1及び第2の金属端子510、520が基板300の本体310の下面に配置された第2の電極パッド313、314に接続され且つモールディング部400の下面に伸びる形を図示して説明している。
【0077】
しかしながら、第1及び第2の金属端子510、520は、本実施形態の図示に限定されず、必要に応じて、基板300の本体310の上面に配置された第1の電極パッド311、312に接続され、モールディング部400の上面に伸びて形成されることもできる。
【0078】
<変形例>
図8は、本発明の他の実施形態による積層セラミック電子部品における基板と複数の積層セラミックキャパシタの配置構造を概略的に示す分解斜視図であり、
図9は、
図8の基板の底面図であり、
図10は、本発明の一実施形態による積層セラミック電子部品における基板と金属端子の結合構造を概略的に示す斜視図であり、
図11は、
図10の積層セラミックキャパシタと基板を取り囲むようにモールディング部を形成したことを示す斜視図である。
【0079】
ここで、前述した本発明の一実施形態と同じ構造及び作用についてはその具体的な説明を省略する。
【0080】
図8〜
図11を参照すると、本発明の他の実施形態による積層セラミック電子部品は、基板3000と、第1及び第2の積層セラミックキャパシタ1000、2000と、モールディング部4000と、第1及び第2の金属端子5110、5120と、を含む。
【0081】
本実施形態の積層セラミック電子部品は、複数の積層セラミックキャパシタ1000、2000を直列及び並列に連結させて構成することにより、サイズに対して耐電圧と静電容量を拡張させることができる。
【0082】
本実施形態の基板3000は、本体3100と、本体3100の上面に長さ方向に離隔して配置された複数の第1の電極パッド3111、3113、3114と、本体3100の下面に長さ方向に離隔して配置された複数の第2の電極パッド3112、3115、3116と、を含む。
【0083】
第1の積層セラミックキャパシタ1000は、長さ方向に隣接する左右の第1の電極パッド3111、3113、3114に第1及び第2の外部電極1310、1320がそれぞれ接続されるように配置される。
【0084】
第1の電極パッド3111、3113、3114は、本体3100の上面に長さ方向に互いに離隔して配置され、それぞれの第1の積層セラミックキャパシタ1000の第1及び第2の外部電極1310、1320の後述する第1及び第2のバンド部の下面に機械的に接触することにより、それぞれの第1の積層セラミックキャパシタ1000と電気的に接続される。
【0085】
また、第1の電極パッド3111、3113、3114の上面に、必要に応じて、導電性接着層がそれぞれ配置されることにより、第1の電極パッド3111、3113、3114と第1の積層セラミックキャパシタ1000の第1及び第2の外部電極1310、1320の後述する第1及び第2のバンド部の下面とが接合され且つその接合強度が向上するようにすることができる。
【0086】
第2の積層セラミックキャパシタ2000は、長さ方向に隣接する左右の第2の電極パッド3112、3115、3116に第1及び第2の外部電極1310、1320がそれぞれ接続されるように配置されることができる。
【0087】
第2の電極パッド3112、3115、3116は、本体3100の下面に長さ方向に互いに離隔して配置され、本体3100を介して第1の電極パッド3111、3113、3114に対応して配置されることができる。
【0088】
第2の電極パッド3112、3115、3116は、本体310の下面に長さ方向に互いに離隔して配置され、それぞれの第2の積層セラミックキャパシタ2000の第1及び第2の外部電極2310、2320の後述する第1及び第2のバンド部の上面に機械的に接触することにより、それぞれの第2の積層セラミックキャパシタ2000と電気的に接続される。
【0089】
また、第2の電極パッド3112、3115、3116の下面に、必要に応じて、導電性接着層がそれぞれ配置されることにより、第2の電極パッド3112、3115、3116と第2の積層セラミックキャパシタ2000の第1及び第2の外部電極2310、2320の後述する第1及び第2のバンド部の上面とが接合され且つその接合強度が向上するようにすることができる。
【0090】
また、第1の電極パッド3111、3113、3114と第2の電極パッド3112、3115、3116が対向する位置で本体3100にビア電極3119が貫通形成されることにより、第1の電極パッド3111、3113、3114と第2の電極パッド3112、3115、3116とを電気的に連結することができる。
【0091】
また、第1の電極パッド3111、3113、3114と第2の電極パッド3112、3115、3116は、第1及び第2の金属端子5110、5120を接合するための空間を十分に確保することができるように長さ方向の外側に伸びて形成され、必要に応じて、本体3100の長さ方向の両側面から露出するように伸びることができる。
【0092】
また、第1の電極パッド3111、3113、3114と第2の電極パッド3112、3115、3116は、その表面にメッキ層が形成されることができる。
【0093】
モールディング部4000は、基板3000と第1及び第2の積層セラミックキャパシタ1000、2000を取り囲むように形成される。
【0094】
第1及び第2の金属端子5110、5120は、一端が基板3000の本体3100の長さ方向の両端部に配置された第2の電極パッド3115、3116と接続され、他端がモールディング部4000の外に引き出されて外部端子(図示せず)に接続する役割をすることができる。
【0095】
第1及び第2の金属端子5110、5120は、一端が基板3000の長さ方向の両端に配置された第2の電極パッド3115、3116とそれぞれ接続され、他端がモールディング部4000の長さ方向の両側面からそれぞれ露出する第1の接合部5111及び第2の接合部(図示せず)と、モールディング部4000の下面に互いに離隔して配置される第1及び第2の端子部5112、5122と、モールディング部4000の長さ方向の両側面にそれぞれ配置され、第1の接合部5111及び第2の接合部(図示せず)の露出した部分と第1及び第2の端子部5112、5122の一端とを連結する第1及び第2の連結部5113、5123と、を含むことができる。
【0096】
第1及び第2の連結部5113、5123は、少なくとも一つ以上の溝5114、5124を有することができる。
【0097】
溝5114、5124は、第1及び第2の金属端子5110、5120の体積(volume)を小さくすることにより剛性を減らして弾性変形が起こりやすくなるようにするため、振動遮断効果をより大きくすることができる。
【0098】
また、第1及び第2の金属端子5110、5120の第1の接合部5111及び第2の接合部(図示せず)上に、必要に応じて、基板3000の長さ方向の両端に配置された第2の電極パッド3115、3116との固着強度を向上させることができるように接着層がさらに配置されることができる。
【0099】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。