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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】P2023162091
(43)【公開日】2023-11-08
(54)【発明の名称】キャパシタ部品
(51)【国際特許分類】
   H01G 4/38 20060101AFI20231031BHJP
   H01G 4/35 20060101ALI20231031BHJP
【FI】
H01G4/38 A
H01G4/35 301
H01G4/35 321
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022128253
(22)【出願日】2022-08-10
(31)【優先権主張番号】10-2022-0051251
(32)【優先日】2022-04-26
(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】リー、サン ジョン
(72)【発明者】
【氏名】キム、ハン
(72)【発明者】
【氏名】パク、ミン チョル
(72)【発明者】
【氏名】ジャン、ス ボン
【テーマコード(参考)】
5E082
【Fターム(参考)】
5E082CC01
5E082EE05
5E082FF05
5E082FG03
5E082FG27
(57)【要約】      (修正有)
【課題】ワイヤ形態のキャパシタ集合体において、パッキング密度が向上したキャパシタ部品を提供する。
【解決手段】キャパシタ部品100は、第1内部電極111、第1内部電極を取り囲む第1誘電体膜112及び第1誘電体膜を取り囲む第2内部電極113を含む複数の単位素子110を含む容量形成部Acと、容量形成部を取り囲むモールド部120を含む本体と、本体において、第1方向に互いに向かい合う第1面1及び第2面2にそれぞれ配置され、第1内部電極及び第2内部電極とそれぞれ連結される第1外部電極及び第2外部電極とを含む。複数の単位素子のうち少なくとも2個の単位素子は、第1方向と垂直な断面が多角形である。
【選択図】図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1内部電極、前記第1内部電極を取り囲む第1誘電体膜、及び前記第1誘電体膜を取り囲む第2内部電極を含む複数の単位素子を含む容量形成部と、
前記容量形成部を取り囲むモールド部を含む本体と、
前記本体において、第1方向に互いに向かい合う第1面及び第2面にそれぞれ配置され、前記第1及び第2内部電極とそれぞれ連結される第1及び第2外部電極とを含み、
前記複数の単位素子のうち少なくとも2個の単位素子は、前記第1方向と垂直な断面が多角形である、
キャパシタ部品。
【請求項2】
前記複数の単位素子のうち少なくとも2個の単位素子は、互いに面接触するように配置される、請求項1に記載のキャパシタ部品。
【請求項3】
前記複数の単位素子のうち互いに隣接したものは、前記第1方向と垂直な第2方向及び第3方向に面接触するように配置される、請求項1に記載のキャパシタ部品。
【請求項4】
前記多角形は、四角形である、請求項1に記載のキャパシタ部品。
【請求項5】
前記多角形は、三角形である、請求項1に記載のキャパシタ部品。
【請求項6】
前記複数の単位素子のうち互いに隣接した2個の単位素子が共になす前記第1方向と垂直な断面は、四角形である、請求項5に記載のキャパシタ部品。
【請求項7】
前記複数の単位素子のうち前記第1方向と垂直な断面が多角形である単位素子において、
前記第1内部電極は、前記第1方向と垂直な断面が多角形であり、
前記第2内部電極は、前記第1方向と垂直な断面が多角リング状である、請求項1に記載のキャパシタ部品。
【請求項8】
前記第1内部電極は、前記本体の第1面に突き出し、
前記第2内部電極は、前記本体の第2面に突き出す、請求項1に記載のキャパシタ部品。
【請求項9】
前記本体の第1面上に配置され、前記第2内部電極をカバーする第1絶縁膜と、
前記本体の第2面上に配置され、前記第1内部電極をカバーする第2絶縁膜とを含む、請求項1に記載のキャパシタ部品。
【請求項10】
前記複数の単位素子は、前記第2内部電極を取り囲む第2誘電体膜をさらに含む、請求項1に記載のキャパシタ部品。
【請求項11】
前記第1内部電極は、前記本体の第1面と連結され、前記本体の第2面と離隔して配置され、
前記第2内部電極は、前記本体の第2面と連結され、前記本体の第1面と離隔して配置される、請求項1から7、または10のいずれか一項に記載のキャパシタ部品。
【請求項12】
前記本体の第1面と前記第2内部電極の間の離隔した空間に配置され、前記第2内部電極の一端をカバーする第1絶縁膜と、
前記本体の第2面と前記第1内部電極の間の離隔した空間に配置され、前記第1内部電極の一端をカバーする第2絶縁膜とを含む、請求項11に記載のキャパシタ部品。
【請求項13】
前記第1及び第2外部電極は、前記本体上に配置される連結電極層をさらに含み、
前記連結電極層は、めっき層またはスパッタリング層である、請求項11に記載のキャパシタ部品。
【請求項14】
前記第1及び第2内部電極は、互いに異なる金属を含む、請求項1から10のいずれか一項に記載のキャパシタ部品。
【請求項15】
前記第1及び第2内部電極は、
銅(Cu)、アルミニウム(Al)、ニッケル(Ni)、鉛(Pb)、コバルト(Co)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、銀(Ag)及び金(Au)からなる群から選択された互いに異なる金属を含む、請求項14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ものである。
【背景技術】
【0002】
技術の発展に伴い、小体積かつ高容量を有するチップ状の電子部品への需要が高まっている。そこで、最近、IT製品の小型化及び高機能化によりIT製品に収まるキャパシタにも小型化及び高容量化が要求されている。
【0003】
このような流れに沿って、積層型キャパシタは、誘電率の高い誘電体を開発すると同時に、誘電体と内部電極の薄層化を深化させる方向に発展している。
【0004】
しかし、積層型キャパシタは、薄層化によるBDV(Breakdown voltage:破壊電圧)の低下及び面積層方式が有する構造的な容量の限界により、現在、単位体積当たり容量の限界点に近づいた状況である。
【0005】
このような問題点を解消するために多様な形態のキャパシタが開発され、その一例としてワイヤ形態のキャパシタが開発されている。ワイヤ形態のキャパシタは、金属ワイヤ上に誘電体及び金属が交互にコーティングされた形態を有することで、高容量を有するキャパシタを実現することができる。
【0006】
但し、従来の円形断面のキャパシタを複数個配列する場合、隣接するワイヤキャパシタ間に空間が発生するため、パッキング密度(packing density)が低くなり、これによる単位体積当たり容量の限界点が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】韓国登録特許公報第10-1933420号
【特許文献2】韓国登録特許公報第10-1738060号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の様々な目的の一つは、断面が多角形である複数の単位素子を含み、小型化及び高容量化に有利なキャパシタ部品を提供することである。
【0009】
但し、本発明の目的は上述した内容に限定されず、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されることができる。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の一実施形態に係るキャパシタ部品は、第1内部電極、上記第1内部電極を取り囲む第1誘電体膜、及び上記第1誘電体膜を取り囲む第2内部電極を含む複数の単位素子を含む容量形成部と、上記容量形成部を取り囲むモールド部を含む本体と、上記本体において、第1方向に互いに向かい合う第1面及び第2面にそれぞれ配置され、上記第1及び第2内部電極とそれぞれ連結される第1及び第2外部電極とを含み、上記複数の単位素子のうち少なくとも2個の単位素子は、上記第1方向と垂直な断面が多角形であることができる。
【発明の効果】
【0011】
本発明の様々な効果の一つとして、断面が多角形である複数の単位素子を含み、小型化及び高容量化に有利なキャパシタ部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
図1】本発明の一実施形態に係るキャパシタ部品を概略的に示した斜視図である。
図2】キャパシタ部品の本体を概略的に示した斜視図である。
図3】本体の第1面に露出した単位素子の拡大斜視図である。
図4】本体の第2面に露出した単位素子の拡大斜視図である。
図5図1のI-I'断面図である。
図6図1のII-II'断面図である。
図7図6の変形例を示したもので、単位素子の断面が三角形である実施形態を示した断面図である。
図8図6の変形例を示したもので、第2誘電体膜をさらに含む実施形態を示した断面図である。
図9図5の変形例を示したもので、本発明の他の実施形態を示した断面図である。
図10図9の変形例を示したもので、連結電極層をさらに含む実施形態を示した断面図である。
図11】発明例及び比較例のそれぞれの単位素子の断面図を示したものである。
図12】発明例及び比較例のそれぞれの単位素子の面積による容量を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下では、具体的な実施形態及び添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。しかし、本発明の実施形態は、いくつかの他の形態に変形することができ、本発明の範囲が以下説明する実施形態に限定されるものではない。また、本発明の実施形態は、通常の技術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。
【0014】
そして、図面において本発明を明確に説明するために説明と関係のない部分は省略し、図面において示された各構成の大きさ及び厚さは説明の便宜のために任意で示したため、本発明が必ずしも図示によって限定されるものではない。また、同一思想の範囲内の機能が同一である構成要素は、同一の参照符号を付与して説明する。さらに、明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」というのは、特に反対される記載がない限り、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ことを意味する。
【0015】
図面において、第1方向は長さ(L)方向、第2方向は厚さ(T)方向、第3方向は幅(W)方向と定義することができる。
【0016】
図1は、本発明の一実施形態に係るキャパシタ部品を概略的に示した斜視図であり、図2は、キャパシタ部品の本体を概略的に示した斜視図であり、図3は、本体の第1面に露出した単位素子の拡大斜視図であり、図4は、本体の第2面に露出した単位素子の拡大斜視図であり、図5は、図1のI-I'断面図であり、図6は、図1のII-II'断面図である。
【0017】
図1図6を参照すると、本発明の一実施形態に係るキャパシタ部品1000は、第1内部電極111、第1内部電極111を取り囲む第1誘電体膜112、及び第1誘電体膜112を取り囲む第2内部電極113を含む複数の単位素子110を含む容量形成部Acと、容量形成部Acを取り囲むモールド部120を含む本体100と、本体100において、第1方向に互いに向かい合う第1面及び第2面1、2にそれぞれ配置され、第1及び第2内部電極111、113とそれぞれ連結される第1及び第2外部電極200、300とを含み、上記複数の単位素子のうち少なくとも2個の単位素子は、上記第1方向と垂直な断面が多角形であることができる。
【0018】
上述したように、断面が円形である単位素子を複数個配列する場合、隣接する単位素子間に空間が発生するため、パッキング密度(packing density)が低くなり、これによる単位体積当たり容量の限界点が存在する。
【0019】
一方、本発明の一実施形態に係るキャパシタ部品1000は、上記第1方向と垂直な断面が多角形である少なくとも2個の単位素子110を含むことで、本体100内に配置された単位素子110のパッキング密度(packing density)が高くなり、そのため、単位体積当たり容量を最大化することができる。
【0020】
以下、本発明の一実施形態に係るキャパシタ部品1000に含まれるそれぞれの構成についてより詳しく説明する。
【0021】
本体100は、複数の単位素子110を含む容量形成部Ac及び容量形成部Acを取り囲むモールド部120を含む。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は六面体形状やこれと類似した形状からなることができる。
【0022】
本体100は、第1方向に互いに向かい合う第1面及び第2面1、2、上記第1面及び第2面1、2と連結され第2方向に互いに向かい合う第3面及び第4面3、4、第1面~第4面1、2、3、4と連結され第3方向に互いに向かい合う第5面及び第6面5、6を有することができる。
【0023】
単位素子110は、例えば、第1内部電極111、第1内部電極111を取り囲む第1誘電体膜112、及び第1誘電体膜112を取り囲む第2内部電極113を含むことができる。
【0024】
複数の第1内部電極111のそれぞれは上記第1方向に伸長し、本体100の第1面1で第1外部電極200と連結されることができる。後述するように、複数の第2内部電極113は、本体100の第2面2で第2外部電極300と連結されることができる。すなわち、第1及び第2内部電極111、113は互いに異なる極性を有する一対の電極として機能することができる。
【0025】
複数の第1内部電極111は、互いに材質が同一又は異なることができる。例えば、複数の第1内部電極111のいずれも銅(Cu)からなることができる。例えば、複数の第1内部電極111の一部は銅(Cu)からなり、複数の第1内部電極111の残りはニッケル(Ni)からなることができる。
【0026】
複数の第1内部電極111は、多角柱状を有することができる。これにより、複数の第1内部電極111は、上記第1方向と垂直な断面が多角形であることができる。
【0027】
例えば、複数の第1内部電極111は、三角柱、四角柱、五角柱または六角柱状であることができる。複数の第1内部電極111のいずれも四角柱または三角柱であることができ、これにより、複数の第1内部電極111のいずれも上記第1方向と垂直な断面は四角形または三角形であることができるが、本発明がこれに限定されるものではない。
【0028】
複数の第1内部電極111は、例えば、引抜き法により製造されることができるが、本発明がこれに限定されるものではなく、第1内部電極111の形状を多角柱状に製造することができれば、如何なる製造方法で形成しても構わない。
【0029】
第1内部電極111の平均直径は特に限定する必要はない。例えば、第1内部電極111の第2方向への平均大きさ及び第3方向への平均大きさは、それぞれ10μm以下であることができ、キャパシタ部品1000の小型化及び高容量化を考慮して、それぞれ2μm以下、より好ましくはそれぞれ0.5μm以下であることができる。
【0030】
第1内部電極111の第2方向への平均大きさ及び第3方向への平均大きさは、キャパシタ部品1000の第1方向の中央部でとった第2方向及び第3方向断面に対する光学顕微鏡のイメージまたは走査電子顕微鏡(SEM; Scanning Electron Microscope)のイメージを基準として、上記イメージに示されたいずれか一つの第1内部電極111に対して第2方向及び第3方向に沿ってそれぞれ複数回測定し、これをそれぞれ算術平均したものを意味することができる。ここで、第2方向及び第3方向に沿った複数回の測定は、第2方向及び第3方向のそれぞれで等間隔であることができるが、これに制限されるものではない。または、上記イメージで示された少なくとも3個以上の第1内部電極111のそれぞれに対して前述した方法で第2方向及び第3方向への大きさを求め、これを算術平均したものを意味することができる。
【0031】
第1誘電体膜112は、第1内部電極111を取り囲む形態で配置されることができる。より具体的に、第1誘電体膜112は、第1内部電極111の側面(第2方向及び第3方向に向かい合う断面)をカバーする形態で、第1内部電極111と第2内部電極113の間に配置されることができる。すなわち、第1誘電体膜112は、複数の第1内部電極111と第2内部電極113との電気的短絡(short-circuit)を防止するための分離膜の役割を行うことができる。
【0032】
第1誘電体膜112を構成する材料は、特に限定する必要はない。例えば、第1誘電体膜112は、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、ランタン(La)、ジルコニウム(Zr)、バリウム(Ba)、珪素(Si)、アルミニウム(Al)及びハフニウム(Hf)の中から選択された少なくとも一つの酸化物を含むことができる。
【0033】
第1誘電体膜112は、例えば、原子層蒸着(ALD; Atomic Layer Deposition)、化学気相蒸着(CVD; Chemical Vapor Deposition)などの気相蒸着などで形成されることができるが、本発明がこれに制限されるものではない。
【0034】
複数の第2内部電極113は、本体100の第2面2で第2外部電極300と連結されることができ、第1誘電体膜112を取り囲む形態で配置されることができる。より具体的に、第2内部電極113は、第1誘電体膜112の側面(第2方向及び第3方向に向かい合う断面)をカバーする形態で配置されることができる。
【0035】
複数の第1内部電極111と第2内部電極113の間に第1誘電体膜112が配置されることで、複数の第1内部電極111と第2内部電極113には互いに異なる極性の電荷が印加されて第1誘電体膜112に容量(capacitance)を形成するようになる。
【0036】
複数の第2内部電極113は、上記第1方向と垂直な断面が多角リング(ring)状であることができる。例えば、第1内部電極111の上記第1方向と垂直な断面が四角形である場合、第2内部電極113の上記第1方向と垂直の断面は、四角リング状であることができる。
【0037】
第2内部電極113は、気相蒸着などの薄膜工程、またはめっき工程などで形成されることができ、例えば、原子層蒸着(ALD)で形成されることができるが、本発明がこれに制限されるものではない。
【0038】
第1誘電体膜112及び第2内部電極113の平均厚さは、特に限定する必要はない。例えば、第1誘電体膜112及び第2内部電極113の平均厚さはそれぞれ0.5μm以下であることができ、キャパシタ部品1000の小型化及び高容量化を考慮して、それぞれ0.1μm以下、より好ましくはそれぞれ0.05μm以下であることができる。
【0039】
第1誘電体膜112及び第2内部電極113の平均厚さは、キャパシタ部品1000の第1方向の中央部でとった第2方向及び第3方向の断面に対する光学顕微鏡のイメージまたは走査電子顕微鏡のイメージを基準として、上記イメージで示されたいずれか一つの第1誘電体膜112及び第2内部電極113に対して第1方向と垂直な方向に沿ってそれぞれ複数回測定し、これをそれぞれ算術平均したものを意味することができる。または、上記イメージで示された少なくとも3個以上の第1誘電体膜112及び第2内部電極113のそれぞれに対して前述した方法で平均厚さを求め、これをそれぞれ算術平均したものを意味することができる。
【0040】
複数の単位素子110は、上記第1方向に伸長し、上記第1方向と垂直な第2方向及び/または第3方向に配列されることができる。すなわち、複数の単位素子110は、第2方向及び/または第3方向にアレイ(Array)形態で配列されることができる。
【0041】
複数の単位素子110のうち少なくとも2個の単位素子は、上記第1方向と垂直な断面が多角形であることができ、例えば、図1図6に示すように四角形であることができる。また、単位素子110の上記第1方向と垂直な断面は、直四角形、正四角形などの多様な形態の四角形であることができる。但し、本発明がこれに限定されるものではなく、上記多角形は、例えば、三角形、五角形または六角形であってもよい。
【0042】
単位素子110の上記第1方向と垂直な断面が四角形の場合、本体100内に配置された単位素子110のパッキング密度を高めて単位体積当たり容量を向上させることができる。また、後述するように、単位素子110の直径が同一である時、単位素子110の第2方向及び第3方向断面の面積は、単位素子110の断面が円形である場合に比べて高いため、単位素子110の断面が円形である場合に比べて等価直列抵抗(ESR; Equivalent Series Resistance)が減少することができる。
【0043】
少なくとも2個の単位素子110の上記第1方向と垂直な断面は、互いに同一の多角形であることができ、互いに異なる多角形であってもよい。例えば、2個の単位素子110の上記第1方向と垂直な断面は、それぞれ四角形であることができ、それぞれ三角形であってもよい。また、2個の単位素子110のうち一つは上記第1方向と垂直な断面が四角形であり、他の一つは三角形であることができる。
【0044】
但し、本発明がこれに限定されるものではなく、本体100内に配置された単位素子110のパッキング密度を高めて単位体積当たり容量を向上させることができれば充分であり、単位素子110の上記第1方向と垂直な断面の形状は特に制限されない。例えば、2個の単位素子110のうち一つは上記第1方向と垂直な断面が七角形であり、他の一つは五角形であることができる。また、2個の単位素子110のうち一つは、上記第1方向と垂直な断面が八角形であり、他の一つは四角形であることができる。
【0045】
本体100の全体的な形状が実質的に直方体の場合、単位素子110の上記第1方向と垂直な断面は、四角形または三角形であることが好ましいが、本発明がこれに限定されるものではなく、断面が三角形の単位素子に関する詳しい事項は後述する。
【0046】
複数の単位素子110は、上記第1方向と垂直な断面が多角形であるため、少なくとも2個の単位素子110は、互いに面接触するように配置されることができる。2個の単位素子110が互いに面接触するように配置されるとは、一つの単位素子110の一面が他の一つの単位素子110の一面と接触していることを意味することができる。
【0047】
また、第1方向と垂直な断面において、少なくとも一つの単位素子110の一辺は、他の単位素子110の一辺と向かい合って接するように配置されることができる。
【0048】
これにより、複数の単位素子110は、隣接した単位素子110の間に離隔した空間なくパッキング(packing)されることができるため、本体100内に配置された単位素子110のパッキング密度(packing density)が高くなることで、キャパシタ部品の単位体積当たり容量が向上することができる。
【0049】
より好ましくは、複数の単位素子110のうち互いに隣接したものは、上記第2方向及び第3方向に面接触するように配置されることができる。複数の単位素子110のうち互いに隣接したものが上記第2方向及び第3方向に面接触するように配置されるとは、モールド部120と連結される容量形成部Acの外郭に配置された単位素子110を除いた複数の単位素子110のそれぞれの側面(第2方向及び第3方向に向かい合う断面)が他の単位素子110の一面と接触していることを意味することができる。
【0050】
また、第1方向と垂直な断面において、複数の単位素子110の一辺は、隣接した他の単位素子110の一辺と向かい合いながら接するように配置されることができる。
【0051】
これにより、本体100内の単位素子110のパッキング密度がさらに高くなることで、キャパシタ部品の単位体積当たり容量が顕著に向上することができる。また、隣接した単位素子110間に離隔した空間をモールド部120で充填する必要がないため、断面が円形の単位素子に比べて比較的簡単な工程を経て本体100を形成することができる。
【0052】
モールド部120は、容量形成部Acを取り囲むように配置される。より具体的に、モールド部120は、容量形成部Acの第2方向に向かい合う両端面及び第3方向に向かい合う両端面上に配置されることができる。すなわち、モールド部120は、容量形成部Acの側面をカバーすることができる。モールド部120は、外部の衝撃や異物などからキャパシタ部品1000を保護する役割を行うことができる。
【0053】
モールド部120は、例えば、ポリスチレン系、酢酸ビニル系、ポリエステル系、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、ポリアミド系、ゴム系、アクリル系などの熱可塑性樹脂、フェノール系、エポキシ系、ウレタン系、メラミン系、アルキッド系などの熱硬化性樹脂、感光性樹脂、パリレン、SiOxまたはSiNxを含むことができる。
【0054】
モールド部120は、例えば、液状の絶縁樹脂を塗布するか、絶縁フィルムを積層するか、気相蒸着などで形成されることができる。絶縁フィルムの場合、感光性絶縁樹脂を含むドライフィルム(DF)、感光性絶縁樹脂を含まないABF(Ajinomoto Build-up Film)またはポリイミドフィルムなどを用いることができる。
【0055】
外部電極200、300は、本体100の第1面及び第2面1、2に配置され、第3~第6面3、4、5、6のそれぞれの一部まで延長されることができる。外部電極200は、複数の第1内部電極111及び複数の第2内部電極113とそれぞれ連結された第1外部電極200及び第2外部電極300を含むことができる。
【0056】
外部電極200、300は、金属などのように電気伝導性を有するものであれば如何なる物質を使用して形成されてよく、電気的特性、構造的安定性などを考慮して具体的な物質が決定されることができ、さらに多層構造を有することができる。
【0057】
外部電極200、300は、例えば、本体100の第1面及び第2面1、2から順次に形成された第1電極層210、310及び第2電極層220、320を含むことができる。
【0058】
第1電極層210、310は、例えば、本体100の第1面及び第2面1、2を導電性金属及びガラスを含む外部電極用導電性ペーストにデイッピング(dipping)した後、焼成することで形成されることができる。または、導電性金属及びガラスを含むシートを転写する方式で形成されてもよい。これにより、外部電極131、132は、導電性金属及びガラスを含む焼成電極であることができる。
【0059】
または、第1電極層210、310は、例えば、導電性金属及び樹脂を含む樹脂系電極であることができる。第1電極層210、310は、導電性金属及び樹脂を含むペーストを塗布及び硬化する方法で形成されることができる。
【0060】
第1電極層210、310に含まれる導電性金属は、例えば、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、金(Au)、銀(Ag)、鉛(Pb)及び/またはこれを含む合金を含むことができ、好ましくは、銅(Cu)及び/またはニッケル(Ni)を含むことができるが、これに限定されるものではない。
【0061】
第2電極層220、320は、実装特性を向上させることができる。第2電極層220、320の種類は特に限定せず、ニッケル(Ni)、スズ(Sn)、パラジウム(Pd)及び/またはこれを含む合金などを含むめっき層であることができ、複数の層で形成されてもよい。第2電極層220、320は、例えば、ニッケル(Ni)めっき層またはスズ(Sn)めっき層であることができ、ニッケル(Ni)めっき層及びスズ(Sn)めっき層が順次に形成された形態であってもよい。また、第2電極層220、320は、複数のニッケル(Ni)めっき層及び/または複数のスズ(Sn)めっき層を含んでもよい。
【0062】
一実施形態において、第1内部電極111は、本体100の第1面1に突き出し、第2内部電極113は、本体100の第2面2に突き出すことができる。
【0063】
複数の第1内部電極111は、第1面1に突き出し第1外部電極200と連結され、複数の第2内部電極113は、第2面2に突き出し第2外部電極300と連結されることで、内部電極111、113と外部電極200、300間の接触面積が増加し、そのため内部電極111、113と外部電極200、300間の連結性が向上することができる。
【0064】
第1内部電極111の側面上に第1誘電体膜112及び第2内部電極113を形成して単位素子110を形成した後、単位素子110の上記第1方向に互いに向かい合う一端及び他端のうち、一端をエッチング(etching)して第1誘電体膜112及び第2内部電極113を選択的に除去することで、第1内部電極111を突き出すことができる。同一の観点から、単位素子110の他端をエッチングして第1誘電体膜112及び第1内部電極111を選択的に除去することで、第2内部電極113を突き出すことができる。但し、本発明がこれに限定されるものではない。
【0065】
第1内部電極111、第1誘電体膜112、及び第2内部電極113のそれぞれは、互いに異なるエッチング液によって選択的に除去可能であり、これにより第1内部電極111及び第2内部電極113は互いに異なる金属を含むことが好ましいことができる。例えば、第1内部電極111及び第2内部電極113は、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、ニッケル(Ni)、鉛(Pb)、コバルト(Co)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、銀(Ag) 及び金(Au)からなる群から選択された互いに異なる金属を含むことができる。
【0066】
但し、本発明がこれに限定されるものではなく、第1内部電極111の側面のうち一部上に第1誘電体膜122を形成し、第1誘電体膜112上に第2内部電極113を形成する前に、第1内部電極111の一端を選択的に除去することで、単位素子110の一端で第1内部電極111が突き出し、他端で第2内部電極113が突き出すように形成してもよく、この場合、第1内部電極111及び第2内部電極113は互いに同一の金属を含んでもよい。
【0067】
一実施形態において、キャパシタ部品1000は、本体100の第1面1上に配置され、第2内部電極113をカバーする第1絶縁膜400、及び本体100の第2面2上に配置され、第1内部電極111をカバーする第2絶縁膜500をさらに含むことができる。
【0068】
キャパシタ部品1000は、絶縁膜400、500を含むことで、キャパシタ部品1000の機械的耐久性が向上可能なだけでなく、第1外部電極200と第2内部電極113間の電気的絶縁特性及び第2外部電極300と第1内部電極111間の電気的絶縁特性を向上させることができる。
【0069】
絶縁膜400、500は、電気絶縁性を有する材料を含むことができ、材料が特に限定されるものではない。例えば、絶縁膜400、500は、樹脂及びセラミックのうち少なくとも一つを含むことができる。樹脂は、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、及び/または感光性樹脂を含むことができるが、本発明がこれに限定されるものではない。セラミックは、例えば、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、ランタン(La)、ジルコニウム(Zr)、バリウム(Ba)、珪素(Si)及びハフニウム(Hf)の中から選択された少なくとも一つの酸化物を含むことができるが、本発明がこれに限定されるものではない。
【0070】
絶縁膜400、500は、液相の絶縁樹脂を塗布するか、原子層蒸着(ALD)及び化学気相蒸着(CVD)などの気相蒸着などで形成されることができるが、本発明がこれに制限されるものではない。
【0071】
図7は、図6の変形例を示したもので、単位素子の断面が三角形である実施形態を示した断面図である。
【0072】
上記本体の全体的な形状が直方体の場合、単位素子の上記第1方向と垂直な断面が四角形または三角形である時、本体内の配置された複数の単位素子のパッキング密度が向上することができ、そのため、キャパシタ部品の小型化及び高容量化に有利であることができる。
【0073】
すなわち、図7に示すように、本発明の一実施形態において、複数の単位素子110'のうち少なくとも2個の単位素子は、上記第1方向と垂直な断面が三角形であることができる。この時、第1内部電極111'の上記第1方向と垂直な断面は三角形であることができ、第1誘電体膜112'及び第2内部電極113'の上記第1方向と垂直な断面は三角リング状であることができる。単位素子110'の上記第1方向と垂直な断面は、三角形であれば充分であり、例えば、正三角形、直角三角形または二等辺三角形であることができる。
【0074】
複数の単位素子110'の上記第1方向と垂直な断面が三角形である時、互いに隣接した2個の単位素子110'が共になす上記第1方向と垂直な断面は四角形であることができる。すなわち、互いに隣接した2個の単位素子のうち一つは、上記第1方向と垂直な断面が三角形であり、他の一つは、上記第1方向と垂直な断面が逆三角形であることができる。これにより、上記本体100'内に配置された単位素子110'のパッキング密度が高くなり、キャパシタ部品の小型化及び高容量化に有利であることができる。
【0075】
以下、本発明の他の実施形態を単位素子の上記第1方向と垂直な断面が四角形である実施形態を基準として説明するが、本発明がこれに限定されるものではなく、単位素子の上記第1方向と垂直な断面が他の多角形の場合も同一に適用可能なことは勿論である。
【0076】
図8は、図6の変形例を示したもので、第2誘電体膜をさらに含む実施形態を示した断面図である。
【0077】
図8を参照すると、一実施形態において、複数の単位素子110''は、第2内部電極113''を取り囲む第2誘電体膜114''をさらに含むことができる。キャパシタ部品は、第2誘電体膜114''をさらに含むことで、外部から第1内部電極111''、第1誘電体膜112''及び第2内部電極113''をさらに効果的に保護することができる。また、単位素子110''の絶縁性及び信頼性をより向上させることができる。
【0078】
また、キャパシタ部品の単位体積当たり容量を向上させるために、第2誘電体膜114''上に順に形成された第1内部電極111''、第1誘電体膜112''及び第2内部電極113''をさらに含んでもよく、第1内部電極111'''、第1誘電体膜112''、第2内部電極113''及び第2誘電体膜114''をそれぞれ複数個含んでもよい。
【0079】
第2誘電体膜114''は、第1誘電体膜112''と同一の材料で形成されることができるが、本発明がこれに限定されるものではなく、目的に応じて第1誘電体膜112''と異なる材料で形成されてもよい。
【0080】
図9は、図5の変形例を示したもので、本発明の他の実施形態を示した断面図である。
【0081】
図9を参照すると、一実施形態において、第1内部電極111'''は、本体100'''の第1面1と連結され、本体100'''の第2面2と離隔して配置され、第2内部電極113'''は、本体100'''の第2面2と連結され、本体100'''の第1面1と離隔して配置されることができる。
【0082】
第1内部電極111'''の側面上に第1誘電体膜112'''及び第2内部電極113'''を形成して単位素子110'''を形成した後、単位素子110'''の上記第1方向に互いに向かい合う一端及び他端のうち、一端をエッチング(etching)して第2内部電極113'''を選択的に除去することで、第2内部電極113'''を本体100'''の第1面1と離隔配置させることができる。同一の観点から、単位素子110'''の他端をエッチングして第1内部電極111'''を選択的に除去することで、第1内部電極111'''を本体100'''の第2面2と離隔配置させることができる。
【0083】
一実施形態に係るキャパシタ部品は、単位素子110'''の一端及び他端において、それぞれ第1及び第2内部電極111'''、113'''のみを選択的に除去することで、より簡単な工程を通じて第1及び第2内部電極111'''、113'''と第1及び第2外部電極200、300をそれぞれ連結させることができる。
【0084】
一実施形態において、キャパシタ部品は、本体100'''の第1面1と第2内部電極113'''間の離隔した空間に配置され、第2内部電極113'''の一端をカバーする第1絶縁膜400'''及び本体100'''の第2面2と第1内部電極111'''間の離隔した空間に配置され、第1内部電極111'''の一端をカバーする第2絶縁膜500'''をさらに含むことができる。
【0085】
キャパシタ部品は、絶縁膜400'''、500'''を含むことにより、キャパシタ部品の機械的耐久性が向上可能なだけでなく、第1外部電極200と第2内部電極113'''間の電気的絶縁特性及び第2外部電極300と第1内部電極111'''間の電気的絶縁特性を向上させることができる。
【0086】
図10は、図9の変形例を示したもので、連結電極層をさらに含む実施形態を示した断面図である。
【0087】
図10を参照すると、一実施形態において、キャパシタ部品は、本体100'''の外部に形成された外部電極200'''、300'''を含み、上記外部電極は、本体100'''の第1面及び第2面1、2上に配置された連結電極層230'''、330'''を含むことができる。
【0088】
この時、連結電極層230'''、330'''は、めっき層またはスパッタリング層であることができる。一実施形態に係るキャパシタ部品の第1及び第2内部電極111、113は、本体100'''の第1面及び第2面1、2に突き出さないため、本体100'''の第1面1及び第2面2上に均一にめっき層またはスパッタリング層を形成することができる。これにより、第1及び第2内部電極111、113と第1及び第2外部電極200'''、300'''間の電気的連結性を確保することができる。
【0089】
連結電極層230'''、330'''は、例えば、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、金(Au)、クロム(Cr)及びこれらの合金のうち一つ以上を含むことができ、連結電極層230'''、330'''は、公知のめっき法及びスパッタリング法を通じて形成されることができる。
【0090】
外部電極200'''、300'''は、連結電極層230'''、330'''上に形成された第1電極層210'''、310'''及び上記第1電極層上に形成された第2電極層220'''、320'''を含むことができ、前述した第1電極層210、310及び第2電極層220、320と重複する説明は省略する。
【0091】
図11は、発明例(a)及び比較例(b)のそれぞれの単位素子の断面図を示したものである。
【0092】
図11を参照すると、発明例の単位素子110の直径Rと比較例の単位素子10の直径が同一である時、同一の面積内で単位素子が占める面積の割合は、断面が多角形である発明例が、断面が円形である比較例より高いことを確認することができる。
【0093】
図12は、発明例及び比較例のそれぞれの単位素子の面積による容量を示したグラフである。より具体的に、発明例の第1内部電極111の第2方向の大きさ及び第3方向の大きさがそれぞれ0.5μmであり、比較例の第1内部電極11の第2方向の大きさ及び第3方向の大きさがそれぞれ0.5μmであり、発明例の第1誘電体膜112及び第2内部電極113の厚さがそれぞれ0.01μmであり、比較例の第1誘電体膜12及び第2内部電極13の厚さがそれぞれ0.01μmである時、発明例及び比較例の容量を比較して示したものである。
【0094】
また、直径Rが同一の発明例の単位素子110の個数と比較例の単位素子10の個数がそれぞれ1×1個、2×2個、3×3個、4×4個、5×5個である時の容量をそれぞれ測定した。
【0095】
第1方向と垂直な断面において、容量を決定する第1誘電体膜の表面長さ(四角形または円形の周り)は、発明例が比較例より約27%高いことが分かる。これにより、図12のように、発明例は比較例より単位体積当たり容量が約27%高いことが分かる。
【0096】
また、第1方向と垂直な断面において、第1内部電極及び第2内部電極の面積の合計は、発明例が比較例より約27%高いことが分かり、これにより発明例の等価直列抵抗ESRは比較例より約27%低いことが分かる。
【0097】
本発明は、上述した実施形態及び添付の図面によって限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲によって限定する。従って、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で当技術分野の通常の知識を有する者によって多様な形態の置換、変形及び変更が可能であり、これも本発明の範囲に属するといえる。
【0098】
また、「一実施形態」という表現は、互いに同一の実施形態を意味せず、それぞれ互いに異なる固有な特徴を強調して説明するために提供されたものである。しかし、上記提示された一実施形態は、他の一実施形態の特徴と結合して実現されることを排除しない。例えば、特定の一実施形態で説明された事項が他の一実施形態で説明されていなくとも、他の一実施形態でその事項と反対または矛盾する説明がない限り、他の一実施形態と関連した説明として理解されることができる。
【符号の説明】
【0099】
1000:キャパシタ部品
100、100'、100''、100''':本体
110、110'、110''、110''':単位素子
111、111'、111''、111''':第1内部電極
112、112'、112''、112''':第1誘電体膜
113、113'、113''、113''':第2内部電極
114'':第2誘電体膜
120:モールド部
200、300:外部電極
210、310、210'''、310''':第1電極層
220、320、220'''、320''':第2電極層
230'''、330''':連結電極層
400、500、400'''、500''':絶縁膜
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12