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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023116777
(43)【公開日】2023-08-22
(54)【発明の名称】キャパシタ部品
(51)【国際特許分類】
   H01G 4/30 20060101AFI20230815BHJP
【FI】
H01G4/30 201K
H01G4/30 512
H01G4/30 513
H01G4/30 201F
H01G4/30 201G
H01G4/30 201M
H01G4/30 201N
H01G4/30 201P
【審査請求】有
【請求項の数】21
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023101604
(22)【出願日】2023-06-21
(62)【分割の表示】P 2019138249の分割
【原出願日】2019-07-26
(31)【優先権主張番号】10-2018-0167659
(32)【優先日】2018-12-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(71)【出願人】
【識別番号】594023722
【氏名又は名称】サムソン エレクトロ-メカニックス カンパニーリミテッド.
(74)【代理人】
【識別番号】110000877
【氏名又は名称】弁理士法人RYUKA国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】パク、ヨン
(72)【発明者】
【氏名】ホン、キ ピョ
(72)【発明者】
【氏名】パク、ジュン タエ
(72)【発明者】
【氏名】リー、ジョン ファ
(57)【要約】
【課題】耐湿信頼性が向上し、単位体積当たりの容量が向上したキャパシタ部品を提供する。
【解決手段】本発明の一実施形態は、誘電体層、第1及び第2内部電極が第1方向に積層された積層部、及び上記積層部の上記第1方向と垂直である第2方向の両面にそれぞれ配置される第1及び第2連結部を含む本体と、上記第1及び第2連結部上にそれぞれ配置される第1及び第2外部電極と、を含み、上記第1及び第2連結部は、上記積層部上に配置される金属層及び上記金属層上に配置されるセラミック層を含み、前記第1及び第2方向の断面における前記本体のエッジはラウンド状を有する、キャパシタ部品を提供する。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
誘電体層、第1及び第2内部電極が第1方向に積層された積層部、及び前記積層部の前記第1方向と垂直である第2方向の両面にそれぞれ配置される第1及び第2連結部を含む本体と、
前記第1及び第2連結部上にそれぞれ配置される第1及び第2外部電極と、を含み、
前記第1及び第2連結部は、前記積層部上に配置される金属層を含み、
前記第1及び第2方向の断面における前記本体のエッジは、前記第1及び第2連結部に形成されたラウンド状を有する、キャパシタ部品。
【請求項2】
前記第1及び第2連結部の厚さの最大値に対する最小値の比は0.9~1.0である、請求項1に記載のキャパシタ部品。
【請求項3】
前記金属層の厚さは2~7μmである、請求項1または2に記載のキャパシタ部品。
【請求項4】
前記第1及び第2連結部は、シート状のセラミック層及びシート状の金属層を前記第2方向に転写して形成されたものである、請求項1から3のいずれか一項に記載のキャパシタ部品。
【請求項5】
前記第1及び第2外部電極は、前記第1及び第2連結部の前記第1方向の両面に延長されて配置され、
前記第1及び第2連結部の金属層はそれぞれ、前記第1及び第2連結部の前記第1及び第3方向に露出し、それぞれ前記第1及び第2外部電極と連結される、請求項1から4のいずれか一項に記載のキャパシタ部品。
【請求項6】
前記本体は、前記第1方向に対向する第1及び第2面、第2方向に対向する第3及び第4面、第3方向に対向する第5及び第6面を含み、
前記第1及び第2外部電極は、前記本体の第1及び第2面の一部まで延長されて配置される、請求項1から5のいずれか一項に記載のキャパシタ部品。
【請求項7】
前記キャパシタ部品の長さは0.6mm以下であり、幅は0.3mm以下である、請求項1から6のいずれか一項に記載のキャパシタ部品。
【請求項8】
前記本体は、前記積層部の前記第1及び第2方向と垂直である第3方向の両面にそれぞれ配置される第1及び第2マージン部を含む、請求項1から7のいずれか一項に記載のキャパシタ部品。
【請求項9】
前記第1連結部は、前記第1及び第2マージン部の前記第2方向の一面を覆うように配置され、
前記第2連結部は、前記第1及び第2マージン部の前記第2方向の他面を覆うように配置される、請求項8に記載のキャパシタ部品。
【請求項10】
前記第1連結部は、前記積層部、前記第1及び第2マージン部の前記第2方向の一面から外れない範囲に配置され、
前記第2連結部は、前記積層部、前記第1及び第2マージン部の前記第2方向の他面から外れない範囲に配置される、請求項8または9に記載のキャパシタ部品。
【請求項11】
前記第1内部電極は、前記積層部の前記第3方向の両面及び前記第2方向の一面に露出し、
前記第2内部電極は、前記積層部の前記第3方向の両面及び前記第2方向の他面に露出する、請求項8から10のいずれか一項に記載のキャパシタ部品。
【請求項12】
前記第1及び第2マージン部の各厚さは15μm以下である、請求項8から11のいずれか一項に記載のキャパシタ部品。
【請求項13】
前記第1及び第2マージン部の各厚さをWmと定義したときに、前記Wmの最大値に対する最小値の比は0.9~1.0である、請求項8から12のいずれか一項に記載のキャパシタ部品。
【請求項14】
前記第1及び第2マージン部は、前記本体に誘電体シートを前記第3方向に転写して形成されたものである、請求項8から13のいずれか一項に記載のキャパシタ部品。
【請求項15】
前記積層部は、前記誘電体層を挟んで互いに対向するように配置される前記第1及び第2内部電極を含んで容量が形成される容量形成部、及び前記容量形成部の上部及び下部に形成される上部及び下部保護部を含む、請求項1から14のいずれか一項に記載のキャパシタ部品。
【請求項16】
前記上部及び下部保護部の各厚さをtp、前記第1及び第2方向の断面における前記本体のエッジの曲率半径をR1と定義したときに、R1/tpは0.3以上1.4以下である、請求項15に記載のキャパシタ部品。
【請求項17】
前記R1/tpは1.0超1.4以下である、請求項16に記載のキャパシタ部品。
【請求項18】
前記上部及び下部保護部の各厚さは20μm以下である、請求項15から17のいずれか一項に記載のキャパシタ部品。
【請求項19】
前記第1及び第2マージン部の各厚さをWm、前記第2及び第3方向の断面における前記本体のエッジの曲率半径をR2と定義したときに、R2/Wmは0.3以上1.4以下である、請求項8に記載のキャパシタ部品。
【請求項20】
前記R2/Wmは1.0超1.4以下である、請求項19に記載のキャパシタ部品。
【請求項21】
前記第1及び第2外部電極の各厚さをtcと定義したときに、tcの最大値に対する最小値の比は0.8~1.0である、請求項1から19のいずれか一項に記載のキャパシタ部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、キャパシタ部品に関する。
【背景技術】
【0002】
キャパシタ部品のうち積層セラミックキャパシタ(MLCC:Multi-Layered Ceramic Capacitor)は、小型でありながら高容量が保証され、実装が容易であるという利点を有する。
【0003】
積層セラミックキャパシタ(MLCC; Multilayer Ceramic Capacitr)の小型化と高容量化の傾向に伴い、積層セラミックキャパシタの有効体積率(全体体積に対する容量に寄与する体積の比)を増加させることの重要性が高まっている。
【0004】
従来では、外部電極を形成する際に導電性金属が含まれているペーストを用いて、本体の内部電極が露出した面をペーストにディッピング(dipping)する方法を主に用いていた。
【0005】
しかし、ディッピング(dipping)工法によって形成された外部電極は、その厚さが均一でなく、本体のエッジ部分には外部電極が非常に薄く形成されるのに対し、他の部分には外部電極が非常に厚く形成された。これにより、有効体積率を高く確保することが困難であるだけでなく、積層セラミックキャパシタの連結性及び実装性を高めるために外部電極にめっき層を形成する際に、めっき液が本体の内側に浸透して積層セラミックキャパシタの信頼性が低下するという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、耐湿信頼性が向上し、単位体積当たりの容量が向上したキャパシタ部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一実施形態は、誘電体層、第1及び第2内部電極が第1方向に積層された積層部、及び上記積層部の上記第1方向と垂直である第2方向の両面にそれぞれ配置される第1及び第2連結部を含む本体と、上記第1及び第2連結部上にそれぞれ配置される第1及び第2外部電極と、を含み、上記第1及び第2連結部は、上記積層部上に配置される金属層及び上記金属層上に配置されるセラミック層を含み、上記第1及び第2方向の断面における上記本体のエッジはラウンド状を有する、キャパシタ部品を提供する。
【0008】
本発明の他の一実施形態は、誘電体層、第1及び第2内部電極が第1方向に積層された積層部、上記積層部の上記第1方向と垂直である第2方向の両面にそれぞれ配置される第1及び第2連結部、及び上記積層部の上記第1及び第2方向と垂直である第3方向の両面にそれぞれ配置される第1及び第2マージン部を含む本体と、上記第1及び第2連結部上にそれぞれ配置される第1及び第2外部電極と、を含み、上記第1及び第2連結部は、上記積層部上に配置される金属層及び上記金属層上に配置されるセラミック層を含む、キャパシタ部品を提供する。
【発明の効果】
【0009】
本発明の一実施形態によると、積層部に連結部を配置することで単位体積当たりの容量を向上させることができ、耐湿信頼性を向上させることができる。
【0010】
また、本体のエッジにラウンドを十分に形成することができ、本体のエッジにラウンドを形成する場合、外部電極の厚さを均一に形成することができ、外部電極を薄く形成することができる。
【0011】
また、積層部の両側面にマージン部を配置する場合、単位体積当たりの容量をさらに向上させることができるという効果がある。
【0012】
但し、本発明の多様で有益な利点と効果は、上述の内容に限定されず、本発明の具体的な実施形態を説明する過程で、より容易に理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
図1】本発明の一実施形態によるキャパシタ部品を概略的に示す斜視図である。
図2図1の本体を概略的に示す斜視図である。
図3図1の積層部を示す斜視図である。
図4図1のI-I'線に沿った断面図である。
図5a図1のX及びY方向断面図であって、第1内部電極が観察される断面を示す図である。
図5b図1のX及びY方向断面図であって、第2内部電極が観察される断面を示す図である。
図6】本発明の一実施形態によるキャパシタ部品の連結部を転写方法によって形成する工程を示す図である。
図7】本発明の一実施形態によるキャパシタ部品の連結部を転写方法によって形成する工程を示す図である。
図8】本発明の一実施形態によるキャパシタ部品の連結部を転写方法によって形成する工程を示す図である。
図9】本発明の一実施形態によるキャパシタ部品の連結部を転写方法によって形成する工程を示す図である。
【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拡大縮小表示(又は強調表示や簡略化表示)がされることがあり、図面上の同一の符号で示される要素は同一の要素である。
【0015】
なお、本発明を明確に説明すべく、図面において説明と関係ない部分は省略し、様々な層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示し、同一思想の範囲内において機能が同一である構成要素に対しては同一の参照符号を用いて説明する。さらに、明細書全体において、ある構成要素を「含む」というのは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含むことができるということを意味する。
【0016】
図面において、X方向は第2方向、L方向または長さ方向、Y方向は第3方向、W方向または幅方向、Z方向は第1方向、T方向または厚さ方向と定義することができる。
【0017】
キャパシタ部品
図1は本発明の一実施形態によるキャパシタ部品を概略的に示す斜視図である。
【0018】
図2図1の本体を概略的に示す斜視図である。
【0019】
図3図1の積層部を示す斜視図である。
【0020】
図4図1のI-I'線に沿った断面図である。
【0021】
図5a及び図5bは、図1のX及びY方向断面図であって、図5aは第1内部電極が観察される断面を示す図であり、図5bは第2内部電極が観察される断面を示す図である。
【0022】
以下、図1図5を参照して、本発明の一実施形態によるキャパシタ部品について詳細に説明する。
【0023】
本発明のキャパシタ部品10は、誘電体層111、第1及び第2内部電極121、122が第1方向(Z方向)に積層された積層部110、及び上記積層部の上記第1方向と垂直である第2方向(X方向)の両面にそれぞれ配置される第1及び第2連結部141、142を含む本体100と、上記第1及び第2連結部141、142上にそれぞれ配置される第1及び第2外部電極151、152と、を含み、上記第1及び第2連結部141、142は、上記積層部110上に配置される金属層141a、142a及び上記金属層上に配置されるセラミック層141b、142bを含む。
【0024】
このとき、本発明の一実施形態によると、上記第1及び第2方向の断面における上記本体100のエッジはラウンド状を有することができる。
【0025】
また、本発明の他の一実施形態によると、本体100は、上記積層部110の上記第1及び第2方向と垂直である第3方向の両面にそれぞれ配置される第1及び第2マージン部131、132を含むことができる。
【0026】
本体100は、積層部110、第1及び第2連結部141、142を含む。
【0027】
本体100の具体的な形状に特に制限はないが、図示のように本体100は六面体状またはそれと類似の形状からなることができる。焼成過程で本体100に含まれているセラミック粉末の収縮によって、本体100は完全な直線を有する六面体状ではないが、実質的に六面体状を有することができる。
【0028】
本体100は、厚さ方向(Z方向)に互いに対向する第1及び第2面1、2、第1及び第2面1、2と連結され、長さ方向(X方向)に互いに対向する第3及び第4面3、4、第1及び第2面1、2と連結され、且つ第3及び第4面3、4と連結され、幅方向(Y方向)に互いに対向する第5及び第6面5、6を有することができる。
【0029】
積層部110には、誘電体層111及び内部電極121、122が交互に積層されている。
【0030】
積層部110を形成する複数の誘電体層111は、焼成された状態であり、隣接する誘電体層111の間の境界は、走査電子顕微鏡(SEM:Scanning Electron Microscope)を利用せずには確認し難いほど一体化することができる。
【0031】
本発明の一実施形態によると、上記誘電体層111を形成する原料は、十分な静電容量を得ることができる限り、特に制限されない。例えば、チタン酸バリウム系材料、鉛複合ペロブスカイト系材料またはチタン酸ストロンチウム系材料などを用いることができる。
【0032】
上記誘電体層111を形成する材料は、チタン酸バリウム(BaTiO)などのパウダーに、本発明の目的に応じて様々なセラミック添加剤、有機溶剤、可塑剤、結合剤、分散剤などが添加されることができる。
【0033】
積層部は、誘電体層111に第1内部電極121が印刷されたセラミックグリーンシートと、誘電体層111に第2内部電極122が印刷されたセラミックグリーンシートとを厚さ方向(Z方向)に交互に積層して形成することができる。
【0034】
積層部110は、上記誘電体層111を挟んで互いに対向するように配置される上記第1及び第2内部電極121、122を含んで容量が形成される容量形成部、及び上記容量形成部の上部及び下部に形成された保護部112を含むことができる。
【0035】
上部及び下部保護部は、誘電体層111と同一の組成からなることができ、本体100の最上部の内部電極の上部と最下部の内部電極の下部に、内部電極を含まない誘電体層をそれぞれ少なくとも1層以上積層して形成することができる。
【0036】
上部及び下部保護部112は、基本的に物理的または化学的ストレスによる内部電極の損傷を防止する役割を果たすことができる。
【0037】
上部及び下部保護部112の各厚さtpは、特に制限する必要はないが、本発明の一実施形態によると、積層部110に連結部141、142を配置することで本体100のエッジにラウンドを十分に形成することができるため、上部及び下部保護部の各厚さtpを最小化し、キャパシタ部品10の単位体積当たりの容量を向上させることができる。
【0038】
例えば、本発明の一実施形態によると、tpが20μm以下である場合でも、ラウンドを十分に形成し、且つ内部電極を保護することができるため、単位体積当たりの容量を向上させることができる。したがって、tpが20μm以下である場合、本発明による効果がより大きくなる。
【0039】
また、tpの下限は特に限定せず、第1及び第2方向の断面における本体のエッジの曲率半径R1を考慮して適宜選択することができ、例えば、5μm以上であることができる。
【0040】
ここで、上部及び下部保護部の各厚さtpは、上部及び下部保護部112の第1方向(Z方向)の長さを意味することができる。
【0041】
一方、上部及び下部保護部112は、積層部110に隣接した第1領域と、本体の外表面に隣接した第2領域とに区分されることができる。
【0042】
このとき、保護部112の第1領域と第2領域は、マグネシウム(Mg)の含有量が互いに異なることができる。
【0043】
これにより、容量形成部と接触する空隙に酸化層を形成することができ、絶縁性を確保して電界集中を緩和することができる。したがって、破壊電圧(BDV)を向上させ、短絡(short)の発生率を減少させることができる。
【0044】
また、保護部112の第2領域は、第1領域よりもマグネシウム(Mg)の含有量が多くなるように調節することにより、第2領域の緻密度を増加させて耐湿信頼性を向上させることができ、保護部112の第1領域は、第2領域よりもマグネシウム(Mg)の含有量が少なくなるように調整することにより、容量形成部との密着力を高めることができる。
【0045】
複数の内部電極121、122は、誘電体層111を挟んで互いに対向するように配置される。
【0046】
内部電極121、122は、誘電体層111を挟んで互いに対向するように交互に配置される第1及び第2内部電極121、122を含むことができる。
【0047】
上記第1内部電極121は、上記積層部110の上記第2方向(X方向)の一面に露出することができ、上記第2方向(X方向)の一面に露出する部分が第1連結部の金属層141aと連結されることができる。
【0048】
上記第2内部電極122は、上記積層部110の上記第2方向(X方向)の他面に露出することができ、上記第2方向(X方向)の他面に露出する部分が第2連結部の金属層142aと連結されることができる。
【0049】
第1及び第2内部電極121、122は、中間に配置された誘電体層111によって互いに電気的に分離されることができる。
【0050】
第1及び第2内部電極121、122を形成する材料は特に制限されず、例えば、パラジウム(Pd)、パラジウム-銀(Pd-Ag)合金などの貴金属材料、ニッケル(Ni)及び銅(Cu)のうち1つ以上の材料を含む導電性ペーストを用いて形成されることができる。
【0051】
上記導電性ペーストの印刷方法は、スクリーン印刷法またはグラビア印刷法などを用いることができるが、本発明がこれに限定されるものではない。
【0052】
第1及び第2連結部141、142は、上記積層部110の上記第1方向と垂直である第2方向(X方向)の両面にそれぞれ配置される。
【0053】
従来では、第1及び第2内部電極がそれぞれ露出する面を導電性ペーストにディッピング(dipping)して外部電極を形成した。
【0054】
ディッピング(dipping)工法によって形成された外部電極は、その厚さが均一でなく、本体のエッジ部分には外部電極が非常に薄く形成されるのに対し、他の部分には外部電極が非常に厚く形成された。
【0055】
本体のエッジ部分に外部電極が薄く形成されると、水分の浸透経路として作用するため、耐湿信頼性が低下する。そのためエッジ部分の外部電極を一定の厚さ以上に確保すべく外部電極をさらに厚く形成しなければならなかった。これにより、実装密度が低下するか、またはガラスビード(Glass beading)またはブリスター(Blister)によるめっき不良が発生する問題点があった。
【0056】
一方、本体のエッジが角ばった形態である場合、MLCCの製作工程中にチップ(chip)間の衝突によるエッジ破損現象であるチッピング(chipping)不良が発生する恐れがあり、これは外観不良及び耐湿信頼性低下の原因となる。
【0057】
上述の問題点を解決するために、本体のエッジ部分をラウンド状を有するように研磨することで、エッジ部分に外部電極が薄く形成されることを防止し、チッピング(chipping)不良を抑制する試みがなされた。
【0058】
しかし、本体のエッジ部分を研磨することによって内部電極が露出するなどの問題が発生し、従来のキャパシタ部品の構造では本体のエッジ部分にラウンドを十分に確保し難いという問題があった。また、内部電極の露出などが発生しないようにするために保護部の厚さを厚くした場合には、キャパシタ部品の単位体積当たりの容量が低下するという問題があった。
【0059】
本発明の一実施形態によると、積層部110の第2方向(X方向)の両面にそれぞれ第1及び第2連結部141、142を配置することにより、本体100のエッジにラウンドを十分に形成することができるため、単位体積当たりの容量が低下することなく、エッジ部分に外部電極が薄く形成されることを防止し、チッピング(chipping)不良を抑制することができる。
【0060】
図4を参照すると、上記上部及び下部保護部112の各厚さをtp、第1及び第2方向の断面(Z-X断面、L-T断面)における上記本体100のエッジの曲率半径をR1と定義したときに、R1/tpは0.3以上1.4以下であることができる。
【0061】
R1/tpが0.3未満の場合には、ラウンドを十分に形成することができないため、チッピング不良が発生するか、またはエッジ部分における外部電極の厚さが薄くなる恐れがある。
【0062】
一方、R1/tpが1.4を超える場合には、内部電極の露出によって短絡(short)が発生するか、または外部電極の形成が困難になる。ここで、内部電極の露出による短絡(short)とは、本体のエッジを研磨することによって、第1内部電極121が第2外部電極152が形成される面に露出して第2外部電極152と連結されるか、または第2内部電極122が第1外部電極151が形成される面に露出して第1外部電極151と連結される場合を意味する。
【0063】
このとき、上記R1/tpは1.0超1.4以下であることができる。
【0064】
連結部141、142が存在しない場合、R1/tpを1.0超に制御すると、内部電極の露出によって短絡(short)が発生する恐れが大きいが、本発明によって連結部141、142を備える場合、R1/tpを1.0超1.4以下に制御しても、内部電極の露出によって短絡(short)が発生する恐れが著しく減少する。
【0065】
第1及び第2方向の断面における本体100のエッジのラウンド状は、連結部141、142に形成されることができ、図3及び図4に示すように積層部110の一部まで延長されて形成されることができる。
【0066】
第1及び第2連結部141、142は、上記積層部110上に配置される金属層141a、142a及び上記金属層上に配置されるセラミック層141b、142bを含む。
【0067】
金属層141a、142aは、積層部110の第2方向(X方向)の一面及び他面にそれぞれ配置され、それぞれ第1及び第2内部電極121、122と接続される。
【0068】
金属層141a、142aは、電気伝導性の高い金属材料を含むことができ、第1内部電極121との電気的連結性を高めるために、第1内部電極121と同一の金属を含むことができる。例えば、パラジウム(Pd)、パラジウム-銀(Pd-Ag)合金などの貴金属材料、ニッケル(Ni)、銅(Cu)のうち一つ以上を含むことができる。
【0069】
金属層141a、142aは、焼結電極の形態で提供されることができ、本体100と同時に焼結されることができる。この場合、焼結前の金属層141a、142aは、金属粒子、バインダーのような有機材料を含む状態で本体100に転写されることができ、有機材料などは焼結後に除去されることができる。
【0070】
金属層の厚さtaは特に限定しないが、例えば、2~7μmであることができる。ここで、金属層の厚さtaとは、金属層の第2方向(X方向)の長さを意味することができる。
【0071】
セラミック層141b、142bは、金属層141a、142a上に配置され、シール特性を向上させて外部からの水分やめっき液などが浸透することを最小限に抑える役割を果たす。セラミック層141b、142bは、金属層141a、142aの第1方向(Z方向)及び第3方向(Y方向)の断面を覆わないように形成されることができる。
【0072】
セラミック層141b、142bは、チタン酸バリウムなどのようなセラミック材料からなることができる。この場合、セラミック層141b、142bは、誘電体層111に含まれているものと同一のセラミック材料を含むか、または誘電体層111と同一の材料からなることができる。
【0073】
セラミック層141b、142bは、金属層141a、142aと同様に転写する方法で形成されることができ、以後に焼結過程を経ることができる。転写工程のために、焼結前のセラミック層141b、142bは高い接着力を有することが好ましいため、セラミック層141b、142bはバインダーなどの有機材料を相対的に多く含むことができる。この場合、焼結後にも一部の有機材料が残存し得るため、セラミック層141b、142bは、誘電体層111よりも多い有機材料成分を含むことができる。
【0074】
セラミック層の厚さtbは特に限定しないが、例えば、3~15μmであることができる。ここで、セラミック層の厚さtbとは、セラミック層の第2方向(X方向)の長さを意味することができる。
【0075】
第1及び第2連結部141、142は、シートを転写する方法によって形成されることができ、均一な厚さを有することができる。これにより、第1及び第2連結部141、142の厚さの最大値に対する最小値の比は0.9~1.0であることができる。ここで、第1及び第2連結部141、142の厚さとは、第1及び第2連結部141、142の第2方向(X方向)の長さを意味することができる。
【0076】
図6図9は、本発明の一実施形態によるキャパシタ部品の連結部141を転写工法によって形成する工程を示す図である。
【0077】
図6に示すように、金属層141aの転写工程の場合、支持台300上に金属層シート140aを設けた後、積層部110を金属層シート140aに圧着して積層部110の表面に金属層141aを付着させる。金属層シート140aは、焼結前の状態であって、バインダー、有機溶媒などの成分を含んでいる。
【0078】
次に、図7に示すように、支持台300上にセラミック層シート140bを設けた後、積層部110をセラミック層シート140bに圧着して金属層141aの表面にセラミック層141bを付着させる。セラミック層シート140bは、焼結前の状態であって、バインダー、有機溶媒などの成分を含んでいる。
【0079】
その後、金属層141a及びセラミック層141bが形成された面の反対面にも同一の工程を繰り返して金属層142a及びセラミック層142bを形成し、図8のように本体100を設けることができる。
【0080】
以後、研磨工程を経て本体のエッジをラウンド状に加工し、研磨された本体100を導電性ペーストにディッピングして外部電極151、152を形成することにより、キャパシタ部品10を完成することができる。
【0081】
一方、金属層及びセラミック層を個別に転写せず、図9に示すように、支持台300上にセラミック層シート140b及び金属層シート140aを積層した状態で用意し、一度の転写工程によって第1連結部141を形成することもできる。
【0082】
第1及び第2マージン部131、132は、上記積層部の上記第1及び第2方向と垂直である第3方向(Y方向)の両面にそれぞれ配置されることができる。
【0083】
内部電極が本体の外側に露出すると、導電性異物などの流入によって短絡が発生し、積層セラミックキャパシタの信頼性が低下する。したがって、従来では誘電体層に内部電極を形成する際に、誘電体層の面積を内部電極の面積よりも大きく形成して、内部電極のうち外部電極と連結される部分を除いた残りの端部分にマージン領域を形成した。製造工程で誘電体層に内部電極を形成すると、内部電極がマージン領域から突出したような形状を有する。このような突出した形状によって段差が発生し、数十から数百層の誘電体層を積層すると、誘電体層が段差を埋めるために伸びる。誘電体層が伸びると、内部電極も共に曲がる。内部電極が曲がると、該当部分における耐電圧特性(BDV; Breakdown Voltage)が低下するという問題が発生する。
【0084】
したがって、本発明の一実施形態によるキャパシタ部品は、積層部110の第3方向の両面におけるマージン領域を除去して内部電極によって段差が発生することを防止した。これにより、第3方向(Y方向)に内部電極が曲がることを防止して耐電圧特性が低下する問題を予防することにより、キャパシタ部品の信頼性を向上させることができる。
【0085】
積層部110の第3方向の両面には、第1内部電極121と第2内部電極122がいずれも露出するように形成されるため、別途の第1及び第2マージン部131、132を配置して内部に形成された内部電極を保護する必要がある。
【0086】
さらに、従来では内部電極の整列ずれなどの製造誤差を考慮して、マージン領域の幅を十分に確保する必要があった。しかし、本発明の一実施形態によると、積層部110は切断工程などを介して、積層部110の第3方向の両面に第1及び第2内部電極121、122がいずれも露出するように形成されるため、内部電極の整列ずれなどの製造誤差を考慮する必要がない。したがって、第1及び第2マージン部131、132の厚さ(wm)を従来のマージン領域の厚さよりも小さく設定できるため、キャパシタ部品の単位体積当たりの容量を向上させることができる。
【0087】
したがって、本体100が第1及び第2マージン部131、132を含む場合、上記第1内部電極121は上記積層部110の上記第3方向の両面及び上記第2方向の一面に露出することができ、上記第2方向の一面に露出する部分が第1連結部141と連結されることができる。また、上記第2内部電極122は、上記積層部110の上記第3方向の両面及び上記第2方向の他面に露出することができ、上記第2方向の他面に露出する部分が第2連結部142と連結されることができる。
【0088】
第1及び第2マージン部131、132は、絶縁材料からなることができ、チタン酸バリウムなどのセラミック材料からなることができる。この場合、第1及び第2マージン部131、132は、誘電体層111に含まれているものと同一のセラミック材料を含むか、または誘電体層111と同一の材料からなることができる。
【0089】
第1及び第2マージン部131、132を形成する方法は特に制限せず、例えば、セラミックを含むスラリーを塗布して形成するか、または誘電体シートを積層部の第3方向の両面に第3方向に積層して形成されることができる。
【0090】
また、第1及び第2マージン部131、132は、上述の転写工法を用いて誘電体シートを転写することによって形成されることもできる。これにより、第1及び第2マージン部131、132は均一な厚さを有することができる。第1及び第2マージン部131、132の各厚さをWmと定義したときに、Wmの最大値に対する最小値の比は0.9~1.0であることができる。
【0091】
第1及び第2マージン部131、132が誘電体シートを転写する方法によって形成される場合、転写工程のために、焼結前の第1及び第2マージン部131、132は高い接着力を有することが好ましい。したがって、第1及び第2マージン部131、132はバインダーなどの有機材料を相対的に多く含むことができる。この場合、焼結後にも一部の有機材料が残存し得るため、第1及び第2マージン部131、132は、誘電体層111よりも多い有機材料成分を含むことができる。
【0092】
第1及び第2マージン部131、132の各厚さWmは特に制限する必要はないが、本発明によると、積層部110に連結部141、142を配置することにより、本体のエッジにラウンドを十分に形成することができるため、Wmを最小化してキャパシタ部品の単位体積当たりの容量を向上させることができる。
【0093】
例えば、本発明によると、Wmが15μm以下である場合でも、ラウンドを十分に形成し、且つ内部電極121、122を保護することができるため、単位体積当たりの容量を向上させることができる。
【0094】
また、Wmの下限は特に限定せず、第2及び第3方向の断面(X-Y断面、L-W断面)における本体のエッジの曲率半径R2を考慮して適宜選択することができ、例えば、5μm以上であることができる。
【0095】
ここで、第1及び第2マージン部の厚さWmは、第1及び第2マージン部131、132の第3方向(Y方向)の長さを意味することができる。
【0096】
図5a及び図5bを参照すると、第1及び第2マージン部131、132の各厚さをWm、第2及び第3方向の断面(X-Y断面、L-W断面)における上記本体のエッジの曲率半径をR2と定義したときに、R2/Wmは0.3以上1.4以下であることができる。
【0097】
R2/Wmが0.3未満の場合には、ラウンドを十分に形成できないため、チッピング不良が発生するか、またはエッジ部分における外部電極の厚さが薄くなる恐れがある。
【0098】
一方、R2/Wmが1.4を超える場合には、内部電極の露出によって短絡(short)が発生するか、または外部電極の形成が困難になる。ここで、内部電極の露出による短絡(short)とは、本体のエッジを研磨することによって、第1内部電極121が第2外部電極152が形成される面に露出して第2外部電極152と連結されるか、または第2内部電極122が第1外部電極151が形成される面に露出して第1外部電極151と連結される場合を意味する。
【0099】
このとき、上記R2/Wmは1.0超1.4以下であることができる。
【0100】
連結部141、142が存在しない場合、R2/Wmを1.0超に制御すると、内部電極の露出によって短絡(short)が発生する恐れが大きいが、本発明によって連結部141、142を備える場合、R2/Wmを1.0超1.4以下に制御しても、内部電極の露出によって短絡(short)が発生する恐れが著しく減少する。
【0101】
一方、研磨工程を容易にするために、第2及び第3方向の断面における本体のエッジの曲率半径R2は、第1及び第2方向の断面における本体のエッジの曲率半径R1と同一であることもできるが、特に限定されるものではなく、R2とR1が異なるように本体のエッジを研磨することもできる。
【0102】
また、第1及び第2マージン部131、132は、積層部に隣接した第1領域と、本体の外表面に隣接した第2領域とに区分されることができる。
【0103】
このとき、マージン部131、132の第1領域と第2領域は、マグネシウム(Mg)の含有量が互いに異なることができる。
【0104】
これにより、積層部110と接触する空隙(Void)に酸化層を形成することができ、絶縁性を確保して電界集中を緩和することができる。したがって、破壊電圧(BDV)を向上させ、短絡(short)の発生率を減少させることができる。
【0105】
また、マージン部131、132の第2領域は、第1領域よりもマグネシウム(Mg)の含有量が多くなるように調節することにより、第2領域の緻密度を増加させて耐湿信頼性を向上させることができ、マージン部131、132の第1領域は、第2領域よりもマグネシウム(Mg)の含有量が少なくなるように調節することにより、積層部110との接着力を高めることができる。
【0106】
積層部110に第1及び第2マージン部131、132を形成した後、転写工法を用いて第1及び第2連結部141、142を形成することにより、第1連結部141は、上記第1及び第2マージン部131、132の上記第2方向(X方向)の一面を覆うように配置され、第2連結部142は、上記第1及び第2マージン部131、132の上記第2方向(X方向)の他面を覆うように配置されることができる。
【0107】
また、第1連結部141は、上記積層部110、上記第1及び第2マージン部131、132の上記第2方向(X方向)の一面から外れない範囲に配置され、第2連結部142は、上記積層部110、上記第1及び第2マージン部131、132の上記第2方向(X方向)の他面から外れない範囲に配置されることができる。即ち、第1連結部141が積層部110の第1方向(Z方向)の両面に延長されず、第1及び第2マージン部131、132の第3方向(Y方向)の両面に延長されない。
【0108】
第1及び第2外部電極151、152はそれぞれ、第1及び第2連結部141、142上に配置される。
【0109】
第1外部電極151は、第1連結部141の金属層141aを介して第1内部電極121と電気的に連結され、第2外部電極152は、第2連結部142の金属層142aを介して第2内部電極122と電気的に連結されることができる。
【0110】
上記第1及び第2外部電極151、152は、上記第1及び第2連結部141、142の上記第1方向(Z方向)の両面に延長されて配置され、上記第1及び第2連結部の金属層141a、142aはそれぞれ、上記第1及び第2連結部の上記第1方向(Z方向)に露出し、それぞれ上記第1及び第2外部電極151、152と連結されることができる。このとき、上記第1及び第2外部電極151、152は、上記第1及び第2連結部141、142の上記第3方向(Y方向)の両面にも延長されて配置されることができ、上記第1及び第2連結部の金属層141a、142aはそれぞれ、上記第1及び第2連結部の上記第3方向(Y方向)にも露出し、それぞれ上記第1及び第2外部電極151、152と連結されることができる。
【0111】
また、第1及び第2外部電極151、152は、上記本体の第1及び第2面1、2の一部まで延長されて配置されることができる。このとき、第1及び第2外部電極151、152は、本体の第5及び第6面5、6の一部にまで延長されて配置されることができる。
【0112】
第1及び第2外部電極151、152の形成方法は、特に限定する必要はなく、例えば、導電性金属とガラスを含むペーストに本体をディッピングして形成することができる。
【0113】
このとき、導電性金属は、銅(Cu)、銀(Ag)、ニッケル(Ni)及びこれらの合金からなる群から選択された一つ以上を含むことができる。
【0114】
本発明の一実施形態によると、本体100のエッジはラウンド状をなしているため、ディッピング工程を用いて外部電極を形成しても本体100のエッジにおける外部電極151、152の厚さが薄くなる現象を抑制することができる。
【0115】
したがって、上記第1及び第2外部電極151、152の各厚さをtcと定義したときに、tcの最大値に対する最小値の比は0.8~1.0であることができる。
【0116】
一方、基板との実装性を向上させるために、第1及び第2外部電極151、152上にめっき層が形成されることができる。
【0117】
より具体的には、めっき層は、Niめっき層またはSnめっき層であることができ、外部電極上にNiめっき層及びSnめっき層が順次形成された形態であることでき、複数のNiめっき層及び/または複数のSnめっき層を含むこともできる。
【0118】
キャパシタ部品10のサイズは特に限定しないが、キャパシタ部品のサイズが小さければ小さいほど、本発明による単位体積当たりの容量が向上するという効果が大きくなる。
【0119】
特に、長さは0.6mm以下であり、幅は0.3mm以下である0603サイズのキャパシタ部品に適用する場合、単位体積当たりの容量を顕著に向上させることができる。ここで、キャパシタ部品の長さは、キャパシタ部品の第2方向(X方向)の長さを意味し、キャパシタ部品の幅は、キャパシタ部品の第3方向(Y方向)の長さを意味することができる。
【0120】
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。
【符号の説明】
【0121】
10 キャパシタ部品
100 本体
110 積層部
111 誘電体層
112 保護部
121、122 内部電極
131、132 マージン部
141、142 連結部
141a、142a 金属層
141b、142b セラミック層
151、152 外部電極
図1
図2
図3
図4
図5a
図5b
図6
図7
図8
図9