KR20220056457A - 적층형 커패시터 - Google Patents

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KR20220056457A
KR20220056457A KR1020200141057A KR20200141057A KR20220056457A KR 20220056457 A KR20220056457 A KR 20220056457A KR 1020200141057 A KR1020200141057 A KR 1020200141057A KR 20200141057 A KR20200141057 A KR 20200141057A KR 20220056457 A KR20220056457 A KR 20220056457A
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이종호
서창호
이은정
손명찬
박정태
박창수
김민우
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시형태는 복수의 유전체층이 적층된 적층 구조 및 상기 유전체층을 사이에 두고 적층된 복수의 내부 전극을 포함하는 바디 및 상기 바디 외부에 형성되어 상기 내부 전극과 접속된 외부 전극을 포함하며, 상기 바디는 상기 복수의 내부 전극이 위치하여 정전 용량을 형성하는 액티브부와 상기 액티브부의 서로 대향하는 제1면 및 제2면을 커버하는 사이드 마진부를 포함하되 상기 액티브부에 포함된 상기 유전체층의 평균 그레인 사이즈가 상기 사이드 마진부에 포함된 상기 유전체층의 평균 그레인 사이즈와 다르며, 상기 사이드 마진부는 상기 외부 전극과 상기 내부 전극 사이로 연장되어 상기 내부 전극의 일부를 커버하는 연장부를 포함하는 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 티타늄 바륨과 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 유전체층과 내부 전극을 얇게 형성하고 있다. 그러나 부품이 소형화될수록 내부 전극의 적층 수를 늘리는데 한계가 있으며 이에 따라 의도한 수준의 정전 용량을 확보하는데 어려움이 있다.
한편, 최근 적층형 커패시터 관련 분야에서는 내습 신뢰성과 기판 실장 시 응력 발생에 의한 크랙 등을 저감하고자 하는 시도가 많이 이루어지고 있다.
본 발명의 목적 중 하나는 외부로부터의 영향으로부터 신뢰성(예컨대 내습 신뢰성)이 향상될 수 있는 적층형 커패시터를 구현하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 방법으로, 본 발명은 일 예를 통하여 적층형 커패시터의 신규한 구조를 제안하고자 하며, 구체적으로, 복수의 유전체층이 적층된 적층 구조 및 상기 유전체층을 사이에 두고 적층된 복수의 내부 전극을 포함하는 바디 및 상기 바디 외부에 형성되어 상기 내부 전극과 접속된 외부 전극을 포함하며, 상기 바디는 상기 복수의 내부 전극이 위치하여 정전 용량을 형성하는 액티브부와 상기 액티브부의 서로 대향하는 제1면 및 제2면을 커버하는 사이드 마진부를 포함하되 상기 액티브부에 포함된 상기 유전체층의 평균 그레인 사이즈가 상기 사이드 마진부에 포함된 상기 유전체층의 평균 그레인 사이즈와 다르며, 상기 사이드 마진부는 상기 외부 전극과 상기 내부 전극 사이로 연장되어 상기 내부 전극의 일부를 커버하는 연장부를 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 액티브부에 포함된 상기 유전체층의 평균 그레인 사이즈가 상기 사이드 마진부에 포함된 상기 유전체층의 평균 그레인 사이즈보다 클 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 사이드 마진부는 상기 바디에서 상기 복수의 유전체층이 적층된 방향으로 대향하는 제3면 및 제4면은 커버하지 않는 형태일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 연장부에 의하여 커버되지 않는 상기 복수의 내부 전극의 노출 영역들은 상기 제1면 및 제2면이 대향하는 방향의 길이가 균일할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1면 및 제2면이 대향하는 방향을 기준으로 상기 노출 영역의 길이는 상기 바디의 길이의 50% 이상일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 복수의 유전체층이 적층된 방향을 제1 방향, 상기 제1면 및 제2면을 연결하는 방향을 제2 방향이라 할 때, 상기 내부 전극은 상기 제1 방향 및 제2 방향에 수직한 제3 방향으로 상기 바디로부터 노출되어 상기 외부 전극과 연결될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 및 제2 방향으로 절단된 절단면을 기준으로, 상기 액티브부에 포함된 상기 유전체층의 평균 그레인 사이즈는 상기 절단면에서 상기 액티브부의 중심점을 포함하며, 세로의 길이가 상기 바디의 상기 제1 방향 길이의 절반이며 가로의 길이가 상기 액티브부의 상기 제2 방향 길이의 절반인 제1 직사각형에 존재하는 그레인들의 평균 사이즈일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 사이드 마진부에 포함된 상기 유전체층의 평균 그레인 사이즈는 상기 절단면에서 상기 사이드 마진부의 중심점을 포함하며, 세로의 길이가 상기 사이드 마진부의 상기 제1 방향 길이의 절반이며 가로의 길이가 상기 사이드 마진부의 상기 제2 방향 길이의 절반인 제2 직사각형에 존재하는 그레인들의 평균 사이즈일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 외부 전극은 상기 내부 전극과 접촉하는 제1층 및 상기 제1층을 커버하는 제2층을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1층은 상기 바디에서 상기 내부 전극이 노출된 면을 커버하며 상기 사이드 마진부, 상기 바디에서 상기 복수의 유전체층이 적층된 방향으로 대향하는 제3면 및 제4면까지 커버하도록 연장된 형태일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1층은 상기 바디에서 상기 내부 전극이 노출된 면을 커버하고 상기 바디의 나머지 면들은 커버하지 않는 형태일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 사이드 마진부 중 상기 연장부에 포함된 상기 유전체층의 평균 그레인 사이즈는 상기 액티브부에 포함된 상기 유전체층의 평균 그레인 사이즈보다 작을 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 연장부의 두께는 상기 사이드 마진부의 나머지 영역의 두께와 동일할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면은,
복수의 유전체층이 적층된 적층 구조 및 상기 유전체층을 사이에 두고 적층된 복수의 내부 전극을 포함하는 바디 및 상기 바디 외부에 형성되어 상기 내부 전극과 접속된 외부 전극을 포함하며, 상기 바디는 상기 복수의 내부 전극이 위치하여 정전 용량을 형성하는 액티브부와 상기 액티브부의 서로 대향하는 제1면 및 제2면을 커버하는 사이드 마진부를 포함하며, 상기 사이드 마진부는 상기 외부 전극과 상기 내부 전극 사이로 연장되어 상기 내부 전극의 일부를 커버하는 연장부를 포함하며, 상기 연장부는 상기 바디에서 상기 복수의 유전체층이 적층된 방향으로 대향하는 제3면 및 제4면은 커버하지 않는 형태인 적층형 커패시터를 제공한다.
일 실시 예에서, 상기 연장부에 의하여 커버되지 않는 상기 복수의 내부 전극의 노출 영역들은 상기 제1면 및 제2면이 대향하는 방향의 길이가 균일할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 액티브부에 포함된 상기 유전체층의 평균 그레인 사이즈가 상기 사이드 마진부에 포함된 상기 유전체층의 평균 그레인 사이즈보다 클 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 적층형 커패시터의 경우, 외부로부터의 영향으로부터 신뢰성(예컨대 내습 신뢰성)이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 적층형 커패시터의 외관을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 적층형 커패시터에서 바디의 형태를 나타낸다.
도 3은 도 1의 적층형 커패시터에서 I-I` 단면도이다.
도 4는 도 1의 적층형 커패시터에서 II-II` 단면도이다.
도 5는 도 4에서 바디 영역을 세분화 하여 나타낸 것이다.
도 6 및 7은 바디의 각 영역 별로 유전체 그레인의 형태를 나타낸 것이다.
도 8 및 도 9는 도 1의 적층형 커패시터에서 채용될 수 있는 외부 전극의 구체적인 형태를 나타낸다.
도 10 내지 12는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 적층형 커패시터를 제조하는 공정의 일부로서 사이드 마진부를 형성하는 과정을 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 2는 도 1의 적층형 커패시터에서 바디의 형태를 나타낸다. 도 3은 도 1의 적층형 커패시터에서 I-I` 단면도이다. 그리고 도 4는 도 1의 적층형 커패시터에서 II-II` 단면도이며, 도 5는 도 4에서 바디 영역을 세분화 하여 나타낸 것이다. 도 6 및 7은 바디의 각 영역 별로 유전체 그레인의 형태를 나타낸 것이다. 도 8 및 도 9는 도 1의 적층형 커패시터에서 채용될 수 있는 외부 전극의 구체적인 형태를 나타낸다.
도 1 내지 4를 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) 및 외부 전극(131, 132)을 포함하며, 바디(110)는 영역 별로 유전체층(111)의 평균 그레인 사이즈가 다르게 조절되어 있다. 그리고 바디(110)의 사이드 마진부(113)는 내부 전극(121, 122)의 일부를 커버하는 연장부(E)를 포함한다.
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 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, 금속 성분을 포함하며 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 금속을 포함하는 페이스트를 인쇄한 후 이를 소결하여 얻어질 수 있다. 이 경우, 복수의 내부 전극(121, 122)은 도 2에 도시된 형태와 같이, 바디(110)의 서로 대향하는 제3 방향(Z 방향)으로 노출된 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)을 포함할 수 있다. 여기서, 제3 방향(Z 방향)은 바디(110)의 액티브부(112)의 제1면(S1) 및 제2면(S2)가 서로 대향하는 방향, 즉, 제1면(S1) 및 제2면(S2)에 수직한 방향을 제2 방향(Y 방향)이라 할 때 제1 방향(X 방향)과 제2 방향(Y 방향)에 수직한 방향일 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. 내부 전극(121, 122)을 이루는 주요 구성 물질은 니켈(Ni), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 은(Ag) 등을 예로 들 수 있으며, 이들의 합금도 사용할 수 있을 것이다.
외부 전극(131, 132)은 바디(110)의 외부에 형성되며, 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)과 각각 접속된 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)을 포함할 수 있다. 외부 전극(131, 132)은 도전성 금속을 포함하는 물질을 페이스트로 제조한 후 이를 바디(110)에 도포하는 방법 등으로 형성될 수 있으며, 도전성 금속의 예로서, 니켈(Ni), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 금(Au) 또는 이들의 합금을 들 수 있다. 여기에 외부 전극(131, 132)은 추가로 Ni, Sn 등을 포함하는 도금층을 포함할 수 있다. 도 8 및 도 9에 도시된 구체적인 예와 같이, 외부 전극(131, 132)은 다층 구조를 가질 수 있다. 도 8의 실시 예는 제1층(131a, 132a)이 하지층으로서 바디(110)에서 내부 전극(121, 122)이 노출된 면에 형성되어 바디(110)의 상하면과 측면으로 연장된 형태이다. 제1층(131a, 132a)은 도전성 금속을 포함하는 물질을 페이스트로 제조한 후 이를 바디(110)에 도포하거나 바디(110)를 도전성 페이스트에 디핑(dipping)하는 방법 등으로 형성될 수 있으며, 도전성 금속의 예로서, 니켈(Ni), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 금(Au) 또는 이들의 합금을 들 수 있다. 제1층(131a, 132a) 상에 배치된 제2층(131b, 132b)은 도금층을 포함할 수 있으며, Ni, Sn 등을 포함할 수 있고 다층 구조로 구현될 수도 있다. 그리고 도 9의 실시 예는 제1층(131a, 132a)이 바디(110)에서 내부 전극(121, 122)이 노출된 면에만 형성된 구조이며, 제1층(131a, 132a)을 전사 공정 등으로 바디(110)에 부착하여 얻어질 수 있다.
본 실시 형태의 경우, 바디(110)는 복수의 내부 전극(121, 122)이 위치하여 정전 용량을 형성하는 액티브부(112) 및 액티브부(112)의 서로 대향하는 제1면(S1) 및 제2면(S2)을 커버하는 사이드 마진부(113)를 포함한다. 이 경우, 제1면(S1) 및 제2면(S2)은 제1 방향(X 방향)에 수직한 제2 방향(Y 방향)으로 대향할 수 있다. 여기에 추가로 바디(110)는 제1 방향(X 방향)으로 액티브부(112)를 커버하는 커버부(114)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 커버부(114)는 액티브부(112)에 포함된 유전체층(112)을 형성하기 위한 세라믹 그린 시트를 적층하여 형성할 수 있으며, 필요에 따라 액티브부(112)에 포함된 유전체층(112)을 형성하기 위한 것과는 다른 조성, 입도 분포, 바인더 함량 등 갖는 세라믹 그린 시트를 사용할 수도 있을 것이다.
본 실시 형태의 경우, 바디(110)는 영역별로 유전체층(111)의 평균 그레인 사이즈가 다르며, 구체적으로, 액티브부(112)에 포함된 유전체층(111)의 평균 그레인 사이즈가 사이드 마진부(113)에 포함된 유전체층(111)의 평균 그레인 사이즈보다 크다. 이러한 그레인 사이즈 조건은 소결 전 액티브부(112)와 사이드 마진부(113)에서 세라믹 입자의 입도 분포, 바인더 함량, Ba/Ti 몰비 등을 조절하여 구현될 수 있다. 사이드 마진부(113)는 내습 보호나 구조적 안정 기능 등 수행하기 위하여 액티브부(112)와 다른 특성을 가질 수 있으며 이를 위해 본 실시 형태에서는 사이드 마진부(113)와 액티브부(112)에서 유전체층(111)의 평균 그레인 사이즈를 다르게 조절하였다. 이 경우, 도 6 및 도 7에 도시된 형태와 같이, 사이드 마진부액티브부(112)의 유전체층(111)에 포함된 그레인들(G1)은 평균 그레인 사이즈가 사이드 마진부(113)의 유전체층(111)에 포함된 그레인들(G2)의 평균 그레인 사이즈보다 클 수 있다. 이러한 형태에 의하여 사이드 마진부(113)는 치밀한 구조를 가질 수 있으며 이로부터 내습 신뢰성 등이 향상될 수 있다.
도 5를 참조하여 그레인 사이즈의 측정 방법을 설명하면, 도 5는 도 4에서 바디를 영역별로 세분화하여 나타낸 것이며 내부 전극은 도시하지 않았다. 그리고 도 6 및 도 7은 각각 액티브부와 사이드 마진부에서 유전체 그레인의 형태를 나타낸 것이다. 유전체층(111)의 그레인 사이즈의 측정 방법 중 일 예로서, 유전체층(111)의 평균 그레인 사이즈는 제1 방향(X 방향) 및 제2 방향(Y 방향)으로 절단된 절단면을 기준으로 측정될 수 있으며, 이 경우, 제3 방향(Z 방향)으로는 바디(110)의 길이 방향 중간에서 절단된 면을 이용할 수 있다.
액티브부(112)에 포함된 유전체층(111)의 평균 그레인 사이즈는 상기 절단면에서 액티브부(112)의 중심점(CA)을 포함하며, 세로의 길이가 바디의 제1 방향(X) 길이(T)의 절반이며 가로의 길이가 액티브부(112)의 제2 방향(Y 방향) 길이(WA)의 절반인 제1 직사각형(R1)에 존재하는 그레인들의 평균 사이즈일 수 있다. 또한, 사이드 마진부(113)에 포함된 유전체층(111)의 평균 그레인 사이즈는 상기 절단면에서 사이드 마진부의 중심점(CM)을 포함하며, 세로의 길이가 사이드 마진부(113)의 제1 방향(X 방향) 길이(T)의 절반이며 가로의 길이가 사이드 마진부(113)의 제2 방향(Y 방향) 길이(WM)의 절반인 제2 직사각형(R2)에 존재하는 그레인들의 평균 사이즈일 수 있다.
한편, 그레인들(G1, G2)의 사이즈를 측정할 경우, 그레인들(G1, G2)의 면적을 측정하여 이를 원상당 직격으로 환산하는 방법 등을 이용할 수 있다. 또한, 측정의 정확성을 높이기 위하여 기준 직사각형들(R1, R2)에 전체 영역이 그레인 바운더리로 둘러싸인 그레인들(G1, G2)만을 선택할 수 있다.
내습 신뢰성을 더욱 향상시키기 위한 구성으로서, 사이드 마진부(113)는 외부 전극(131, 132)과 내부 전극(121, 122) 사이로 연장되어 내부 전극(121, 122)의 일부를 커버하는 연장부(E)를 포함한다. 이러한 연장부(E)에 의하여 내부 전극(121, 122)의 노출 영역은 폭(W2)은 좁아져서 병목과 유사한 구조가 될 수 있다. 연장부(E)가 채용되는 경우, 도금액, 습기 등과 같은 외부 영향에 취약한 바디(110)의 모서리로부터 내부 전극(121, 122)이 상대적으로 멀게 배치되는 효과가 나타나며, 이로부터 내습 신뢰성이 향상될 수 있다. 이 경우, 연장부(E)는 사이드 마진부(113)의 일부로서 사이드 마진부(113)의 나머지 영역과 일체 구조를 이룰 수 있다. 이에 따라, 상술한 유전체 그레인 사이즈 조건이 연장부(E)에도 적용될 수 있다. 즉, 연장부(E)에 포함된 유전체층(111)의 평균 그레인 사이즈는 액티브부(112)에 포함된 유전체층(111)의 평균 그레인 사이즈보다 작을 수 있다. 또한, 연장부(E)의 두께(t1)는 사이드 마진부(113)의 나머지 영역의 두께(t2)와 동일할 수 있으며, 여기서, 연장부(E)의 두께(t1)는 제3 방향(Z 방향)으로, 사이드 마진부(113)의 나머지 영역의 두께(t2)는 제2 방향(Y 방향)으로 측정된 두께일 수 있다.
후술할 바와 같이, 연장부(E)는 사이드 마진부(113)를 액티브부(112)의 제1면(S1) 및 제2면(S2)에 부착하는 방식으로 형성될 수 있는데, 이 경우, 사이드 마진부(113)는 바디(111)에서 복수의 유전체층(111)이 적층된 방향, 즉, 제1 방향(X 방향)으로 대향하는 제3면(S3) 및 제4면(S4)은 커버하지 않는 형태일 수 있다. 이러한 형태는 사이드 마진부(113)의 제1 방향(X 방향) 길이를 바디(110)의 바디(110)의 제1 방향(X 방향) 길이(T)와 동일하게 형성함으로써 얻어질 수 있다.
도시된 형태와 같이, 연장부(E)에 의하여 커버되지 않는 복수의 내부 전극(121, 122)의 노출 영역들은 제1면(S1) 및 제2면(S2)이 대향하는 방향, 즉, 제2 방향(Y 방향) 길이(W2)가 균일할 수 있다. 이러한 형태는 연장부(E)의 제2 방향(Y 방향) 길이를 균일하게 형성하여 얻어질 수 있다. 복수의 내부 전극(121, 122)의 노출 영역의 길이(W2)가 균일한 경우 적층형 커패시터(100)는 전기적 특성이 균일해지고 안정적으로 구동될 수 있을 것이다. 이 경우, 내부 전극(121, 122)과 외부 전극(131, 132)이 접촉하는 영역을 충분히 확보하기 위하여 제1면(S1) 및 제2면(S2)이 대향하는 제2 방향(Y 방향)을 기준으로 내부 전극(121, 122)의 노출 영역의 길이(W2)는 바디(110)의 길이(W1)의 50% 이상을 갖도록 연장부(E)의 길이를 조절할 수 있다.
한편, 상술한 실시 형태에서 설명한 유전체 그레인 사이즈 조건, 즉, 액티브부(112)에 포함된 유전체층(111)의 평균 그레인 사이즈가 사이드 마진부(113)에 포함된 유전체층(111)의 평균 그레인 사이즈보다 큰 조건의 경우, 필수적인 구성은 아니라 할 것이며 변형된 실시 형태에서는 제외될 수 있다. 이렇게 유전체 그레인 사이즈 조건이 제외된 실시 형태의 경우에는 사이드 마진부(113)는 바디(111)에서 복수의 유전체층(111)이 적층된 방향, 즉, 제1 방향(X 방향)으로 대향하는 제3면(S3) 및 제4면(S4)은 커버하지 않는 형태로 구현되며, 이러한 변형 예 역시 본 발명에서 의도한 구조라 할 것이다.
도 10 내지 12는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 적층형 커패시터를 제조하는 공정의 일부로서 사이드 마진부를 형성하는 과정을 나타낸다. 바디(110)를 형성하기 위한 단계로서, 우선, 적층체(200)를 마련하며, 적층체(200)는 세라믹 그린 시트(211)와 내부 전극용 도전성 페이스트(221, 222)을 적층하여 얻어질 수 있다. 이 경우, 세라믹 분말, 바인더, 용제 등을 혼합하여 슬러리를 제조하고, 이를 닥터 블레이드 법 등으로 수㎛ 또는 1㎛ 이하의 두께를 갖는 시트(sheet)형으로 제작하여 세라믹 그린 시트(211)를 형성할 수 있다. 세라믹 그린 시트(211) 상에는 내부 전극용 도전성 페이스트(221, 222)를 도포하여 예컨대 스크린 인쇄법 또는 그라비아 인쇄법 등을 이용할 수 있다.
적층체(200) 중 도전성 페이스트(221, 222)가 노출된 면(도 10에서는 상면)에 세라믹 그린 시트(210)를 배치하는데 이를 적층체(200)의 크기에 맞게 절단하여 사이드 마진부용 시트(220)를 형성한다. 여기서, 도전성 페이스트(221, 222)는 부품 단위로 적층체(200)를 절단하는 과정에서 노출될 수 있다. 그리고 사이드 마진부용 시트(220)는 적층체(200)에 포함된 세라믹 그린 시트(211)와 특성이 다를 수 있으며, 상술한 바와 같이, 세라믹 입자의 입도 분포, 바인더 함량, Ba/Ti 몰비 등이 서로 다를 수 있다. 그리고 사이드 마진부용 시트(220)는 일 방향으로는 적층체(200)보다 긴 형태로 제작될 수 있으며 이로부터 연장부가 도전성 페이스트(221, 222)의 노출 영역을 일부 커버할 수 있게 된다.
사이드 마진부용 시트(220)를 적층체(200) 상에 배치한 후에는 도 11에 도시된 형태와 같이 러버 등과 같은 가압 수단(300)으로 사이드 마진부용 시트(220)를 적층체(200)에 부착한다. 도 12에 도시된 형태와 같이, 이러한 과정에서 사이드 마진부용 시트(220) 중 일부는 연장부(B)의 형태로 도전성 페이스트(221, 222)의 노출 영역 중 일부를 커버하게 된다. 그리고 도 11 및 도 12의 과정을 적층체(200)의 반대 편에서도 실행할 수 있다. 이후, 적층체(200)를 소성하고 외부 전극을 형성함으로써 적층형 커패시터를 완성할 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
112: 사이드 마진부
121, 122: 내부 전극
131, 132: 외부전극
200: 적층체
211, 210: 세라믹 그린 시트
221, 222: 도전성 페이스트
220: 사이드 마진부용 시트
300: 가압 수단
E: 연장부

Claims (16)

  1. 복수의 유전체층이 적층된 적층 구조 및 상기 유전체층을 사이에 두고 적층된 복수의 내부 전극을 포함하는 바디; 및
    상기 바디 외부에 형성되어 상기 내부 전극과 접속된 외부 전극;을 포함하며,
    상기 바디는 상기 복수의 내부 전극이 위치하여 정전 용량을 형성하는 액티브부와 상기 액티브부의 서로 대향하는 제1면 및 제2면을 커버하는 사이드 마진부를 포함하되 상기 액티브부에 포함된 상기 유전체층의 평균 그레인 사이즈가 상기 사이드 마진부에 포함된 상기 유전체층의 평균 그레인 사이즈와 다르며,
    상기 사이드 마진부는 상기 외부 전극과 상기 내부 전극 사이로 연장되어 상기 내부 전극의 일부를 커버하는 연장부를 포함하는 적층형 커패시터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액티브부에 포함된 상기 유전체층의 평균 그레인 사이즈가 상기 사이드 마진부에 포함된 상기 유전체층의 평균 그레인 사이즈보다 큰 적층형 커패시터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 사이드 마진부는 상기 바디에서 상기 복수의 유전체층이 적층된 방향으로 대향하는 제3면 및 제4면은 커버하지 않는 형태인 적층형 커패시터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 연장부에 의하여 커버되지 않는 상기 복수의 내부 전극의 노출 영역들은 상기 제1면 및 제2면이 대향하는 방향의 길이가 균일한 적층형 커패시터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1면 및 제2면이 대향하는 방향을 기준으로 상기 노출 영역의 길이는 상기 바디의 길이의 50% 이상인 적층형 커패시터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 유전체층이 적층된 방향을 제1 방향, 상기 제1면 및 제2면을 연결하는 방향을 제2 방향이라 할 때,
    상기 내부 전극은 상기 제1 방향 및 제2 방향에 수직한 제3 방향으로 상기 바디로부터 노출되어 상기 외부 전극과 연결된 적층형 커패시터.
  7. 제6항에 있어서,
    제1 및 제2 방향으로 절단된 절단면을 기준으로,
    상기 액티브부에 포함된 상기 유전체층의 평균 그레인 사이즈는 상기 절단면에서 상기 액티브부의 중심점을 포함하며, 세로의 길이가 상기 바디의 상기 제1 방향 길이의 절반이며 가로의 길이가 상기 액티브부의 상기 제2 방향 길이의 절반인 제1 직사각형에 존재하는 그레인들의 평균 사이즈인 적층형 커패시터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 사이드 마진부에 포함된 상기 유전체층의 평균 그레인 사이즈는 상기 절단면에서 상기 사이드 마진부의 중심점을 포함하며, 세로의 길이가 상기 사이드 마진부의 상기 제1 방향 길이의 절반이며 가로의 길이가 상기 사이드 마진부의 상기 제2 방향 길이의 절반인 제2 직사각형에 존재하는 그레인들의 평균 사이즈인 적층형 커패시터.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 외부 전극은 상기 내부 전극과 접촉하는 제1층 및 상기 제1층을 커버하는 제2층을 포함하는 적층형 커패시터.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1층은 상기 바디에서 상기 내부 전극이 노출된 면을 커버하며 상기 사이드 마진부, 상기 바디에서 상기 복수의 유전체층이 적층된 방향으로 대향하는 제3면 및 제4면까지 커버하도록 연장된 형태인 적층형 커패시터.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1층은 상기 바디에서 상기 내부 전극이 노출된 면을 커버하고 상기 바디의 나머지 면들은 커버하지 않는 형태인 적층형 커패시터.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 사이드 마진부 중 상기 연장부에 포함된 상기 유전체층의 평균 그레인 사이즈는 상기 액티브부에 포함된 상기 유전체층의 평균 그레인 사이즈보다 작은 적층형 커패시터.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 연장부의 두께는 상기 사이드 마진부의 나머지 영역의 두께와 동일한 적층형 커패시터.
  14. 복수의 유전체층이 적층된 적층 구조 및 상기 유전체층을 사이에 두고 적층된 복수의 내부 전극을 포함하는 바디; 및
    상기 바디 외부에 형성되어 상기 내부 전극과 접속된 외부 전극;을 포함하며,
    상기 바디는 상기 복수의 내부 전극이 위치하여 정전 용량을 형성하는 액티브부와 상기 액티브부의 서로 대향하는 제1면 및 제2면을 커버하는 사이드 마진부를 포함하며,
    상기 사이드 마진부는 상기 외부 전극과 상기 내부 전극 사이로 연장되어 상기 내부 전극의 일부를 커버하는 연장부를 포함하며,
    상기 연장부는 상기 바디에서 상기 복수의 유전체층이 적층된 방향으로 대향하는 제3면 및 제4면은 커버하지 않는 형태인 적층형 커패시터.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 연장부에 의하여 커버되지 않는 상기 복수의 내부 전극의 노출 영역들은 상기 제1면 및 제2면이 대향하는 방향의 길이가 균일한 적층형 커패시터.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 액티브부에 포함된 상기 유전체층의 평균 그레인 사이즈가 상기 사이드 마진부에 포함된 상기 유전체층의 평균 그레인 사이즈보다 큰 적층형 커패시터.
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