KR20240092272A - 적층형 전자 부품 - Google Patents

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KR20240092272A
KR20240092272A KR1020220174884A KR20220174884A KR20240092272A KR 20240092272 A KR20240092272 A KR 20240092272A KR 1020220174884 A KR1020220174884 A KR 1020220174884A KR 20220174884 A KR20220174884 A KR 20220174884A KR 20240092272 A KR20240092272 A KR 20240092272A
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internal electrodes
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강수지
정문성
박진경
장창수
정선일
황현준
김정민
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Abstract

본 발명의 일 실시형태에 따른 적층형 전자 부품은 유전체층 및 상기 유전체층과 번갈아 배치되는 내부 전극을 포함하는 바디; 및 상기 바디 상에 배치되는 외부 전극; 을 포함하며, 상기 내부 전극은 Ni을 포함하고, Al을 포함하는 산화물을 포함하며, 상기 Al의 함량은 상기 Ni 대비 3at% 이상 5at% 이하이다.

Description

적층형 전자 부품{MULTILAYER ELECTRONIC COMPONENT}
본 발명은 적층형 전자 부품에 관한 것이다.
적층형 전자 부품 중 하나인 적층 세라믹 커패시터(MLCC: Multilayer Ceramic Capacitor)는 액정 표시 장치(LCD: Liquid Crystal Display) 및 플라즈마 표시 장치 패널(PDP: Plasma Display Panel) 등의 영상 기기, 컴퓨터, 스마트폰 및 휴대폰 등 여러 전자 제품의 인쇄회로기판에 장착되어 전기를 충전시키거나 또는 방전시키는 역할을 하는 칩 형태의 콘덴서이다.
현재, 전자기기들의 소형화가 진행되면서, 적층형 전자 부품의 소형화 및 고 집적화 또한 크게 요구되고 있다. 특히, 범용 전자 부품으로서 적층 세라믹 커패시터(MLCC: Multilayer Ceramic Capacitor)의 경우 박층, 고용량화하기 위한 다양한 시도가 있었다.
적층 세라믹 커패시터의 소형화화 고용량화를 달성하기 위해 유전체층 및 내부 전극의 두께를 박층화 하는 방법이 있다. 내부 전극의 두께가 얇아 질수록 복수의 유전체층과 복수의 내부 전극이 소성 되면서 유전체층이 두껍게 형성되거나 전극이 끊김 영역이 다수 발생하는 문제점이 심화될 수 있다. 내부 전극의 끊김 영역이 과도하게 발생하는 경우 내부 전극의 연결성이 저하되어 적층 세라믹 커패시터의 단위 부피당 용량이 감소할 수 있다. 따라서, 내부 전극의 박층화를 통해 적층 세라믹 커패시터의 소형화 및 고용량화를 용이하게 달성하면서도 내부 전극의 끊어짐을 완화할 수 있는 내부 전극의 구조에 대한 설계가 필요한 실정이다.
본 발명의 여러 목적 중 하나는 적층형 전자 부품의 단위 부피당 용량을 향상시키면서도 BDV 특성을 향상시키는 것이다.
본 발명의 여러 목적 중 하는 내부 전극의 전극 연결성을 확보하기 위함이다.
본 발명의 여러 목적 중 하나는 적층형 전자 부품을 소형화 또는 고용량화 하기 위해 유전체층 또는 내부 전극을 얇게 형성하는 경우 전극 연결성을 확보하기 어려운 문제점을 해결하기 위함이다.
다만, 본 발명의 목적은 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 적층형 전자 부품은 유전체층 및 상기 유전체층과 번갈아 배치되는 내부 전극을 포함하는 바디; 및 상기 바디 상에 배치되는 외부 전극; 을 포함하며, 상기 내부 전극은 Ni을 포함하고, Al을 포함하는 산화물을 포함하며, 상기 Al의 함량은 상기 Ni 대비 3at% 이상 5at% 이하이다.
본 발명의 여러 효과 중 하나는 적층형 전자 부품의 단위 부피당 용량이 향상시키고 BDV 특성을 향상시키는 것이다.
본 발명의 여러 효과 중 하나는 내부 전극의 전극 연결성을 향상시키는 것이다.
본 발명의 여러 효과 중 하나는, 적층형 전자 부품의 고용량화 및 소형화 하기위해 유전체층 또는 내부 전극을 얇게 형성하는 경우에도, 적층형 전자 부품의 신뢰성을 향상시키는 것이다.
다만, 본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 적층형 전자 부품의 제조 방법에 의해 제조될 수 있는 적층형 전자 부품의 사시도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 도 1의 I-I` 단면도이다.
도 3은 도 1의 II-II` 단면도이다.
도 4는 비교예에 따른 적층형 전자 부품의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 5는 도 3의 P1 영역을 확대한 모식도이다.
도 6은 도 3의 P1` 영역을 확대한 모식도이다.
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, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 또한, 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.
도면에서, 제1 방향은 유전체층을 사이에 두고 제1 및 제2 내부 전극이 번갈아 배치되는 방향 또는 두께(T) 방향, 상기 제1 방향과 수직한 방향인 제2 방향 및 제3 방향 중, 상기 제2 방향은 길이(L) 방향, 상기 제3 방향은 폭(W) 방향으로 정의될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 적층형 전자 부품의 제조 방법에 의해 제조될 수 있는 적층형 전자 부품의 사시도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 도 1의 I-I` 단면도이다.
도 3은 도 1의 II-II` 단면도이다.
도 4는 비교예에 따른 적층형 전자 부품의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 5는 도 3의 P1 영역을 확대한 모식도이다.
이하에서는 도1 내지 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시형태에 따른 적층형 전자 부품(100)에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 적층형 전자 부품(100)은 유전체층(111) 및 유전체층(111)과 번갈아 배치되는 내부 전극(121, 122)을 포함하는 바디(110) 및 바디(110) 상에 배치되는 외부 전극(131, 132)를 포함하며, 내부 전극(121, 122)은 Ni을 포함하고, Al을 포함하는 산화물(123)을 포함하며, 상기 Al의 함량은 상기 Ni 대비 3at% 이상 5at% 이하이다.
바디(110)는 유전체층(111) 및 내부 전극(121, 122)이 번갈아 배치되어 있다.
바디(110)의 구체적인 형상에 특별히 제한은 없지만, 도시된 바와 같이 바디(110)는 육면체 형상이나 이와 유사한 형상으로 이루어질 수 있다. 소성 과정에서 바디(110)에 포함된 세라믹 분말의 수축으로 인하여, 바디(110)는 완전한 직선을 가진 육면체 형상은 아니지만 실질적으로 육면체 형상을 가질 수 있다.
바디(110)는 제1 방향으로 서로 대향하는 제1 및 제2 면(1, 2), 상기 제1 및 제2 면(1, 2)과 연결되고 제2 방향으로 서로 대향하는 제3 및 제4 면(3, 4), 제1 및 제2 면(1, 2)과 연결되고 제3 및 제4 면(3, 4)과 연결되며 제3 방향으로 서로 대향하는 제5 및 제6 면(5, 6)을 가질 수 있다. 이때, 제1 방향을 유전체층(111) 및 내부 전극(121, 122)이 번갈아 배치되는 방향으로 정의할 수 있다.
바디(110)를 형성하는 복수의 유전체층(111)은 소성된 상태로서, 인접하는 유전체층(111) 사이의 경계는 주사전자현미경(SEM: Scanning Electron Microscope)를 이용하지 않고 확인하기 곤란할 정도로 일체화될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 유전체층(111)을 형성하는 원료는 충분한 정전 용량을 얻을 수 있는 한 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 티탄산바륨계 재료, 납 복합 페로브스카이트계 재료 또는 티탄산스트론튬계 재료 등을 사용할 수 있다. 상기 티탄산바륨계 재료는 BaTiO3계 세라믹 분말을 포함할 수 있으며, 상기 세라믹 분말의 예시로, BaTiO3, BaTiO3에 Ca(칼슘), Zr(지르코늄) 등이 일부 고용된 (Ba1-xCax)TiO3 (0<x<1), Ba(Ti1-yCay)O3 (0<y<1), (Ba1-xCax)(Ti1-yZry)O3 (0<x<1, 0<y<1)또는 Ba(Ti1-yZry)O3 (0<y<1) 등을 들 수 있다.
또한, 상기 유전체층(111)을 형성하는 원료는 티탄산바륨(BaTiO3) 등의 파우더에 본 발명의 목적에 따라 다양한 세라믹 첨가제, 유기용제, 결합제, 분산제 등이 첨가될 수 있다.
한편, 유전체층(111)의 평균 두께(td)는 특별히 한정할 필요는 없다. 예를 들어, 유전체층(111)의 평균 두께(td)는 0.2μm 이상 2μm 이하일 수 있다.
다만, 일반적으로 유전체층을 0.6μm 미만의 두께로 얇게 형성하는 경우, 특히 유전체층의 두께가 0.35μm 이하인 경우에는 인해 적층형 전자 부품(100)의 신뢰성이 더욱 저하될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면 내부 전극(121, 122)은 Ni을 포함하고, Al을 포함하는 산화물(123)을 포함하며, 내부 전극에 포함되는 Al의 함량을 내부 전극에 포함되는 Ni 대비 3at% 이상 5at% 이하로 조절함으로써, 유전체층(111)의 평균 두께(td)가 0.35μm 이하인 경우에도 적층형 전자 부품(100)의 신뢰성을 확보할 수 있다. 즉, 유전체층(111)의 평균 두께(td)가 0.35μm 이하인 경우에 본 발명에 따른 신뢰성 향상 효과가 보다 현저해질 수 있다.
유전체층(111)의 평균 두께(td)는 상기 제1 및 제2 내부 전극(121, 122) 사이에 배치되는 유전체층(111)의 평균 두께(td)를 의미할 수 있다.
유전체층(111)의 평균 두께(td)는 바디(110)의 길이 및 두께 방향(L-T) 단면을 1만 배율의 주사전자현미경(SEM, Scanning Electron Microscope)으로 이미지를 스캔하여 측정할 수 있다. 보다 구체적으로, 스캔된 이미지에서 하나의 유전체층을 길이 방향으로 등간격인 30개의 지점에서 그 두께를 측정하여 평균값을 측정할 수 있다. 상기 등간격인 30개의 지점은 용량 형성부(Ac)에서 지정될 수 있다. 또한, 이러한 평균값 측정을 10개의 유전체층으로 확장하여 평균값을 측정하면, 유전체층의 평균 두께를 더욱 일반화할 수 있다.
바디(110)는 바디(110)의 내부에 배치되며, 유전체층(111)을 사이에 두고 번갈아 배치되는 제1 내부 전극(121) 및 제2 내부 전극(122)을 포함하여 용량이 형성되는 용량 형성부(Ac)와 상기 용량 형성부(Ac)의 제1 방향 상부 및 하부에 형성된 커버부(112, 113)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 용량 형성부(Ac)는 커패시터의 용량 형성에 기여하는 부분으로서, 유전체층(111)을 사이에 두고 복수의 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)을 반복적으로 적층하여 형성될 수 있다.
커버부(112, 113)는 상기 용량 형성부(Ac)의 제1 방향 일면에 배치되는 상부 커버부(112) 및 상기 용량 형성부(Ac)의 제1 방향 타면에 배치되는 하부 커버부(113)를 포함할 수 있다.
상기 상부 커버부(112) 및 하부 커버부(113)는 단일 유전체층 또는 2 개 이상의 유전체층을 용량 형성부(Ac)의 상하면에 각각 두께 방향으로 적층하여 형성할 수 있으며, 기본적으로 물리적 또는 화학적 스트레스에 의한 내부 전극의 손상을 방지하는 역할을 수행할 수 있다.
상기 상부 커버부(112) 및 하부 커버부(113)는 내부 전극을 포함하지 않으며, 유전체층(111)과 동일한 재료를 포함할 수 있다.
즉, 상기 상부 커버부(112) 및 하부 커버부(113)는 세라믹 재료를 포함할 수 있으며, 예를 들어 티탄산바륨(BaTiO3)계 세라믹 재료를 포함할 수 있다.
한편, 커버부(112, 113)의 평균 두께는 특별히 한정할 필요는 없다. 다만, 적층형 전자 부품의 소형화 및 고용량화를 보다 용이하게 달성하기 단위 위하여 커버부(112, 113)의 평균 두께(tc)는 15μm 이하일 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 내부 전극(121, 122)은 Ni을 포함하고, Al을 포함하는 산화물(123)을 포함하며, 내부 전극에 포함되는 Al의 함량을 내부 전극에 포함되는 Ni 대비 3at% 이상 5at% 이하로 조절하기 ‹š문에, 커버부의 평균 두께(tc)가 15μm 이하인 경우에도 적층형 전자 부품(100)의 신뢰성을 확보할 수 있다.
커버부(112, 113)의 평균 두께는 제1 방향 크기를 의미할 수 있으며, 용량 형성부(Ac)의 상부 또는 하부에서 등간격의 5개 지점에서 측정한 커버부(112, 113)의 제1 방향 크기를 평균한 값일 수 있다.
상기 용량 형성부(Ac)의 측면에는 마진부(114, 115)가 배치될 수 있다.
마진부(114, 115)는 바디(110)의 제5 면(5)에 배치된 마진부(114)와 제6 면(6)에 배치된 마진부(115)를 포함할 수 있다. 즉, 마진부(114, 115)는 상기 바디(110)의 제 3방향(폭 방향) 양 단면(end surfaces)에 배치될 수 있다.
마진부(114, 115)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 바디(110)를 폭-두께(W-T) 방향으로 자른 단면(cross-section)에서 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)의 양 끝단과 바디(110)의 경계면 사이의 영역을 의미할 수 있다.
마진부(114, 115)는 기본적으로 물리적 또는 화학적 스트레스에 의한 내부 전극의 손상을 방지하는 역할을 수행할 수 있다.
마진부(114, 115)는 세라믹 그린시트 상에 마진부가 형성될 곳을 제외하고 도전성 페이스트를 도포하여 내부 전극을 형성함으로써 형성된 것일 수 있다.
또한, 내부 전극(121, 122)에 의한 단차를 억제하기 위하여, 적층 후 내부 전극이 바디의 제5 및 제6 면(5, 6)으로 노출되도록 절단한 후, 단일 유전체층 또는 2 개 이상의 유전체층을 용량 형성부(Ac)의 양측면에 제3 방향(폭 방향)으로 적층하여 마진부(114, 115)를 형성할 수도 있다.
한편, 마진부(114, 115)의 폭은 특별히 한정할 필요는 없다. 다만, 적층형 전자 부품의 소형화 및 고용량화를 보다 용이하게 달성하기 위하여 마진부(114, 115)의 평균 폭은 15μm 이하일 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시형태에 따르면 내부 전극(121, 122)은 Ni을 포함하고, Al을 포함하는 산화물(123)을 포함하며, 내부 전극에 포함되는 Al의 함량을 내부 전극에 포함되는 Ni 대비 3at% 이상 5at% 이하로 조절하기 때문에, 마진부(114, 115)의 평균 폭이 15μm 이하인 경우에도 적층형 전자 부품(100)의 신뢰성을 확보할 수 있다.
마진부(114, 115)의 평균 폭은 마진부(114, 115)의 제3 방향 평균 크기를 의미할 수 있으며, 용량 형성부(Ac)의 측면에서 등간격의 5개 지점에서 측정한 마진부(114, 115)의 제3 방향 크기를 평균한 값일 수 있다.
내부 전극(121, 122)은 유전체층(111)과 제1 방향으로 번갈아 배치될 수 있다.
내부 전극(121, 122)은 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)은 바디(110)를 구성하는 유전체층(111)을 사이에 두고 서로 대향하도록 번갈아 배치되며, 바디(110)의 제3 및 제4 면(3, 4)에 각각 연결될 수 있다. 구체적으로, 제1 내부 전극(121)의 일단은 제3 면에 연결되며, 제2 내부 전극(122)의 일단은 제4 면에 연결될 수 있다.
제1 내부 전극(121)은 제4 면(4)과 이격되며 제3 면(3)을 통해 노출되고, 제2 내부 전극(122)은 제3 면(3)과 이격되며 제4 면(4)을 통해 노출될 수 있다. 바디의 제3 면(3)에는 제1 외부 전극(131)이 배치되어 제1 내부 전극(121)과 연결되고, 바디의 제4 면(4)에는 제2 외부 전극(132)이 배치되어 제2 내부 전극(122)과 연결될 수 있다.
즉, 제1 내부 전극(121)은 제2 외부 전극(132)과는 연결되지 않고 제1 외부 전극(131)과 연결되며, 제2 내부 전극(122)은 제1 외부 전극(131)과는 연결되지 않고 제2 외부 전극(132)과 연결된다. 따라서, 제1 내부 전극(121)은 제4 면(4)에서 일정거리 이격되어 형성되고, 제2 내부 전극(122)은 제3 면(3)에서 일정거리 이격되어 형성될 수 있다.
이때, 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)은 중간에 배치된 유전체층(111)에 의해 서로 전기적으로 분리될 수 있다.
바디(110)는 제1 내부 전극(121)이 인쇄된 세라믹 그린 시트와 제2 내부 전극(122)이 인쇄된 세라믹 그린 시트를 번갈아 적층한 후, 소성하여 형성할 수 있다.
내부 전극(121, 122)을 형성하는 재료는 특별히 제한되지 않으며, 전기 전도성이 우수한 재료를 사용할 수 있다. 예를 들어, 내부 전극(121, 122)은 니켈(Ni), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 주석(Sn), 텅스텐(W), 티타늄(Ti) 및 이들의 합금 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 내부 전극(121, 122)은 니켈(Ni), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 주석(Sn), 텅스텐(W), 티타늄(Ti) 및 이들의 합금 중 하나 이상을 포함하는 내부 전극용 도전성 페이스트를 세라믹 그린 시트에 인쇄하여 형성할 수 있다. 상기 내부 전극용 도전성 페이스트의 인쇄 방법은 스크린 인쇄법 또는 그라비아 인쇄법 등을 사용할 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 내부 전극(121, 122)이 니켈(Ni)을 포함하는 경우, 니켈(Ni) 입자가 미립화 될수록 절연파괴전압(BDV, Break Down Voltage)의 저하되는 현상이 더욱 문제될 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 내부 전극(121, 122)은 Ni을 포함하고, Al을 포함하는 산화물(123)을 포함하며, 내부 전극에 포함되는 Al의 함량을 내부 전극에 포함되는 Ni 대비 3at% 이상 5at% 이하로 조절하기 때문에, 내부 전극(121, 122)이 니켈(Ni)을 포함하는 경우에도 적층형 전자 부품(100)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 즉, 내부 전극(121, 122)이 니켈(Ni)을 포함하는 경우 본 발명에 따른 신뢰성 향상 효과는 더욱 현저해질 수 있다.
또한, 내부 전극(121, 122)의 평균 두께(te)는 특별히 한정할 필요는 없다. 예를 들어, 내부 전극(121, 122)의 평균 두께(te)는 0.2μm 이상 2μm 이하일 수 있다.
다만, 일반적으로 내부 전극을 0.6μm 미만의 두께로 얇게 형성하는 경우, 특히 내부 전극의 두께가 0.35μm 이하인 경우에는 적층형 전자 부품(100)의 신뢰성이 더욱 문제될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면 내부 전극(121, 122)은 Ni을 포함하고, Al을 포함하는 산화물(123)을 포함하며, 내부 전극에 포함되는 Al의 함량을 내부 전극에 포함되는 Ni 대비 3at% 이상 5at% 이하로 조절하기 때문에, 내부 전극(121, 122)의 평균 두께(te)가 0.35μm 이하인 경우에도 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
따라서, 내부 전극(121, 122)의 두께가 평균 0.35μm 이하인 경우에 본 발명에 따른 효과가 보다 현저해질 수 있으며, 적층형 전자 부품의 소형화 및 고용량화를 보다 용이하게 달성할 수 있다.
상기 내부 전극(121, 122)의 평균 두께(te)는 내부 전극(121, 122)의 평균 두께(te)를 의미할 수 있다.
내부 전극(121, 122)의 평균 두께(te)는 바디(110)의 길이 및 두께 방향(L-T) 단면을 1만 배율의 주사전자현미경(SEM, Scanning Electron Microscope)으로 이미지를 스캔하여 측정할 수 있다. 보다 구체적으로, 스캔된 이미지에서 하나의 내부 전극을 길이 방향으로 등간격인 30개의 지점에서 그 두께를 측정하여 평균값을 측정할 수 있다. 상기 등간격인 30개의 지점은 용량 형성부(Ac)에서 지정될 수 있다. 또한, 이러한 평균값 측정을 10개의 내부 전극으로 확장하여 평균값을 측정하면, 내부 전극의 평균 두께를 더욱 일반화할 수 있다.
외부 전극(131, 132)은 바디(110)의 제3 면(3) 및 제4 면(4)에 배치될 수 있다. 외부 전극(131, 132)은 바디(110)의 제3 및 제4 면(3, 4)에 각각 배치되어, 제1 및 제2 내부 전극(121, 122)과 각각 연결된 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)을 포함할 수 있다.
본 실시 형태에서는 적층형 전자 부품(100)이 2개의 외부 전극(131, 132)을 갖는 구조를 설명하고 있지만, 외부 전극(131, 132)의 개수나 형상 등은 내부 전극(121, 122)의 형태나 기타 다른 목적에 따라 바뀔 수 있을 것이다.
한편, 외부 전극(131, 132)은 금속 등과 같이 전기 전도성을 갖는 것이라면 어떠한 물질을 사용하여 형성될 수 있고, 전기적 특성, 구조적 안정성 등을 고려하여 구체적인 물질이 결정될 수 있으며, 나아가 다층 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 외부 전극(131, 132)은 바디(110)에 배치되는 전극층 및 전극층 상에 형성된 도금층을 포함할 수 있다.
전극층에 대한 보다 구체적인 예를 들면, 전극층은 도전성 금속 및 글라스를 포함한 소성 전극이거나, 도전성 금속 및 수지를 포함한 수지계 전극일 수 있다.
또한, 전극층은 바디 상에 소성 전극 및 수지계 전극이 순차적으로 형성된 형태일 수 있다. 또한, 전극층은 바디 상에 도전성 금속을 포함한 시트를 전사하는 방식으로 형성되거나, 소성 전극 상에 도전성 금속을 포함한 시트를 전사하는 방식으로 형성된 것일 수 있다.
전극층에 포함되는 도전성 금속으로 전기 전도성이 우수한 재료를 사용할 수 있으며 특별히 한정하지 않는다. 예를 들어, 도전성 금속은 니켈(Ni), 구리(Cu) 및 그들의 합금 중 하나 이상일 수 있다.
도금층은 실장 특성을 향상시키는 역할을 수행한다. 도금층의 종류는 특별히 한정하지 않으며, Ni, Sn, Pd 및 이들의 합금 중 하나 이상을 포함하는 도금층일 수 있고, 복수의 층으로 형성될 수 있다.
도금층에 대한 보다 구체적인 예를 들면, 도금층은 Ni 도금층 또는 Sn 도금층일 수 있으며, 전극층상에 Ni 도금층 및 Sn 도금층이 순차적으로 형성된 형태일 수 있고, Sn 도금층, Ni 도금층 및 Sn 도금층이 순차적으로 형성된 형태일 수 있다. 또한, 도금층은 복수의 Ni 도금층 및/또는 복수의 Sn 도금층을 포함할 수도 있다.
적층형 전자 부품(100)의 사이즈는 특별히 한정할 필요는 없다.
다만, 소형화 및 고용량화를 동시에 달성하기 위해서는 유전체층 및 내부 전극의 두께를 얇게 하여 적층수를 증가시켜야 하기 때문에, 0603 (길이×폭, 0.6mm×0.3mm) 이하의 사이즈를 가지는 적층형 전자 부품(100)에서 본 발명에 따른 고착강도 향상 효과가 보다 현저해질 수 있다.
따라서, 제조 오차, 외부 전극 크기 등을 고려하면 적층형 전자 부품(100)의 길이가 0.66mm 이하이고, 폭이 0.33mm 이하인 경우, 본 발명에 따른 고착 강도 향상 효과가 보다 현저해질 수 있다. 여기서, 적층형 전자 부품(100)의 길이는 적층형 전자 부품(100)의 제2 방향 최대 크기를 의미하며, 적층형 전자 부품(100)의 폭은 적층형 전자 부품(100)의 제3 방향 최대 크기를 의미할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, Ni을 포함하는 내부 전극에는 Al을 포함하는 산화물(123)이 포함될 수 있다. 적층형 전자 부품(100)의 박층화 및 소형화를 위해 내부 전극(121, 122)을 형성하는 도전성 재료를 미립화 하는 경우, 소성 후 내부 전극의 연결성이 열화 되는 문제가 발생할 수 있다.
일 예시로, 내부 전극 소성 전 Ni 입자를 미립화 하는 경우 녹는점 및 열 수축 개시온도가 감소되어 소성 시 과도한 열 수축 및 응집이 발생할 수 있다. 또한, 유전체층에 포함되는 세라믹 입자의 녹는점 및 열 수축 개시온도와 내부 전극에 포함되는 Ni 입자의 녹는점 및 열 수축 개시온도에 차이가 커질수록 유전체층과 내부 전극의 소결 미스매치가 증가할 수 있다. 이러한 유전체층과 내부 전극의 소결 미스매치는 내부 전극의 연결성의 열화를 가속시키는 원인이 될 수 있다. 이에 본 발명에서는 유전체층과 내부 전극의 소결 미스매치를 극복하여 내부 전극의 연결성을 향상시키기 위해서 유전체층의 세라믹 원료보다 녹는점이 높고 환원성 분위기에서 소성을 진행하여도 내부 전극의 특성을 열화 시키지 않는 비환원성 물질인 Al을 포함하는 산화물(123)을 Ni을 포함하는 내부 전극(121, 122)에 포함시키고, Ni 대비 Al의 함량을 조절함으로써 상술한 유전체층과 내부 전극의 소결 미스매치를 극복하고 내부 전극(121,122)의 연결성을 향상시키고자 한다.
내부 전극(121, 122)에 포함되는 Ni의 녹는점은 1455℃이고, 유전체층(111)에 포함될 수 있는 BaTiO3의 녹는점은 1625℃에 해당한다. 즉, 내부 전극(121, 122)의 소결 개시 시점과 유전체층(111)의 소결 개시온도에 차이가 발생할 수 있으며, 소결 개시온도의 차이는 500℃ 이상 일 수 있다. Al을 포함하는 산화물(123)의 일 예시인 Al2O3(알루미나)의 녹는점(2072℃)은 Ni의 녹는점(1455℃) 및 유전체층의 주성분이 될 수 있는 BaTiO3의 녹는점(1625℃)보다 높다. 또한, Al을 포함하는 산화물(123)이 Ni을 포함하는 내부 전극(121, 122)에 포함되는 경우, 바람직하게는 Al을 포함하는 산화물(123)이 Ni을 포함하는 내부 전극(121, 122)에 트랩 되어 배치되는 경우 내부 전극 Ni 입자 사이에 입체 장애(Steric hindrance)를 발생시킬 수 있다. 따라서, Ni을 포함하는 내부 전극(121, 122)에 Al을 포함하는 산화물(123)이 포함되는 경우 내부 전극(121, 122)의 소결 개시 온도와 유전체층(111)의 소결 개시 온도의 차이를 완화할 수 있으며, 내부 전극(121, 122)의 열 수축을 지연시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 내부 전극(121, 122)은 Ni을 포함하고 Al을 포함하는 산화물(123)을 포함하기 때문에, 내부 전극(121, 122) 및 유전체층(111)의 소결 개시 온도의 차이를 완화하고 내부 전극(121, 122)의 열 수축을 지연시키는 경우 내부 전극(121, 122)의 연결성이 향상됨에 따라 적층형 전자 부품(100)의 단위 부피당 용량 및 BDV 특성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 내부 전극(121, 122)에 포함되는 Al을 포함하는 산화물(123)의 함량은 내부 전극(121, 122)에 포함되는 Ni 대비 3at% 이상이다. 내부 전극(121, 122)에 포함되는 Al을 포함하는 산화물(123)의 함량이 내부 전극(121, 122)에 포함되는 Ni 대비 3at% 미만인 경우, 내부 전극(121,122)에 Al을 포함하는 산화물(123)이 트랩(trap)되는 양이 적어 연결성이 충분히 확보되지 않아 적층형 전자 부품(100)의 BDV 특성을 향상시킴에도 불구하고 단위 부피당 용량을 충분히 향상시기 어려울 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서는, 내부 전극(121, 122)에 포함되는 Al을 포함하는 산화물(123)의 함량을 내부 전극(121, 122)에 포함되는 Ni 대비 3at% 이상으로 조절함으로써 내부 전극(121, 122)의 연결성을 충분히 확보하여 적층형 전자 부품(100)의 BDV 특성을 현저히 향상시킴과 동시에 단위 부피당 용량을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 내부 전극(121, 122)에 포함되는 Al을 포함하는 산화물(123)의 함량은 내부 전극(121, 122)에 포함되는 Ni 대비 5at% 이하이다. 내부 전극(121, 122)에 포함되는 Al을 포함하는 산화물(123)의 함량은이 내부 전극(121, 122)에 포함되는 Ni 대비 5at%를 초과하는 경우 내부 전극(121, 122)과 유전체층(111)의 계면에 Al을 포함하는 산화물(123)이 과도하게 빠져나가는(squeeze our) 문제가 발생할 수 있다. 이에 따라, 내부 전극(121, 122)의 연결성이 향상되어도 적층형 전자 부품(100)의 단위 부피당 용량이 저하될 수 있으며, BDV 특성의 향상 효과 또한 감소할 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서는, 내부 전극(121, 122)에 포함되는 Al을 포함하는 산화물(123)의 함량을 내부 전극(121, 122)에 포함되는 Ni 대비 5at% 이하로 조절함으로써 내부 전극(121, 122)의 연결성을 충분히 확보하여 적층형 전자 부품(100)의 BDV 특성을 현저히 향상시킴과 동시에 단위 부피당 용량을 향상시킬 수 있고, 내부 전극(121, 122) 및 유전체층(111)의 계면으로 Al을 포함하는 산화물(123)이 과도하게 빠져나가는 현상을 억제하여 적층형 전자 부품(100)의 단위 부피당 용량이 저하되는 현상 및 BDV 특성의 향상 효과가 저하되는 현상을 방지할 수 있다.
내부 전극(121, 122)에서 Ni 대비 Al의 함량을 측정하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 일 예시로, 적층형 전자 부품(100)의 제2 방향의 중심부에서 절단한 제1 방향 및 제3 방향 단면에서, 내부 전극(121, 122)을 TEM-EDS(Transmission Electron Microscopy-Energy Dispersive Spectroscopy) 분석을 통해 각 원소의 at%를 측정할 수 있으며, 이를 Ni 대비 Al의 at%로 환산하여 측정할 수 있다. 구체적으로, TEM-EDS mapping을 통해 Al의 signal 차이가 발생한 지점을 이미지의 중심부에 배치한 후, 이미지의 scale bar가 50 nm 이하가 되는 고배율에서 Point EDS를 통해 측정할 수 있다. 내부 전극의 Ni 원소 함량은 Al signal의 차이가 발생한 지점 외에서 10개 이상의 Point에서 측정한 평균 값일 수 있으며, Al 원소 함량은 Al signal 차이가 발생한 영역 중 3개 이상의 point에서 측정한 평균 값일 수 있다. 이러한 측정을 용량 형성부(Ac)의 5개 이상의 내부 전극에서 수행하여 평균 값을 취하면 내부 전극(121, 122)에서 Ni 대비 Al의 함량을 더욱 일반화할 수 있다.
한편, 적층형 전자 부품(100)의 내부 전극(121, 122)의 전극 연결성, 단위 부피당 용량 및 BDV 특성을 향상시키기 위한 일 예시로, 내부 전극(121, 122)에 포함되는 Al을 포함하는 산화물(123)의 면적을 조절하는 방안이 있다. 일 실시예에 따르면, Al을 포함하는 산화물(123)의 면적은 내부 전극(121, 122)의 면적 대비 0.5% 이상 1.0% 이하일 수 있다.
Al을 포함하는 산화물(123)의 면적이 내부 전극(121, 122)의 면적 대비 0.5% 미만인 경우, 내부 전극(121, 122)의 연결성이 충분히 확보되지 않아 적층형 전자 부품(100)의 BDV 특성을 향상시킴에도 불구하고 단위 부피당 용량을 충분히 향상시기 어려울 수 있다.
Al을 포함하는 산화물(123)의 면적이 내부 전극(121, 122)의 면적 대비 1.0%를 초과하는 경우, 내부 전극(121, 122)과 유전체층(111)의 계면에 Al을 포함하는 산화물(123)이 과도하게 빠져나가는 문제가 발생할 수 있다. 이에 따라, 내부 전극(121, 122)의 연결성이 향상되어도 적층형 전자 부품(100)의 단위 부피당 용량이 저하될 수 있으며, BDV 특성의 향상 효과 또한 감소할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따라 Al을 포함하는 산화물(123)의 면적을 내부 전극(121, 122)의 면적 대비 0.5% 이상 1.0% 이하로 조절함으로써 적층형 전자 부품(100)의 내부 전극(121, 122)의 연결성, 단위 부피당 용량 및 BDV 특성을 향상시킬 수 있다.
내부 전극(121, 122)의 면적 대비 Al을 포함하는 산화물(123)의 면적을 측정하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 일 예시로, 적층형 전자 부품(100)의 제2 방향의 중심부에서 절단한 제1 방향 및 제3 방향 단면에서, 내부 전극(121, 122)을 TEM-EDS(Transmission Electron Microscopy-Energy Dispersive Spectroscopy) 분석을 통해 Al의 mapping signal이 높은 영역의 면적을 측정하고, Ni mapping signal이 높은 영역의 면적을 측정한 후, 그 비율을 계산함으로써 측정할 수 있다. 구체적으로, 이미지에서 내부 전극(121, 122)의 1개 층이 이미지 전체의 50% 이상을 차지하는 배율에서 EDS mapping 분석을 통해 측정할 수 있다. Ni 원소의 mapping signal이 높은 영역의 면적을 내부 전극(121, 122)의 면적으로 측정하고, Al 원소의 mapping signal이 높은 영역의 면적을 Al을 포함하는 산화물(123)의 면적으로 측정하여 그 비율을 계산함으로써 내부 전극(121, 122)의 면적 대비 Al을 포함하는 산화물(123)의 면적을 측정할 수 있다. 이러한 측정을 용량 형성부(Ac)의 5개 이상의 내부 전극에서 수행하여 평균 값을 취하면 내부 전극(121, 122)의 면적 대비 Al을 포함하는 산화물(123)의 면적 값을 더욱 일반화할 수 있다.
도 6은 도 3의 P1` 영역을 확대한 모식도이다.
도 6을 참조하면, 일 실시예에서, 내부 전극(121, 122)는 Ba 및 Ti를 포함하는 세라믹 입자(124)를 더 포함할 수 있다. Ba 및 Ti를 포함하는 세라믹 입자(124)를 내부 전극(121, 122)에 일정량 이상 첨가하면, 소성 시 내부 전극으로부터 빠져나가지(squeeze out) 못하는 Ba 및 Ti를 포함하는 세라믹 입자(124)가 존재할 수 있다. 즉, Ba 및 Ti를 포함하는 세라믹 입자(124)는 내부 전극(121, 122) 내부에 트랩(trap)될 수 있다. Ba 및 Ti를 포함하는 세라믹 입자(124)는 내부 전극(121, 122)에 트랩(trap)되어 내부 전극(121, 122)의 소결 시 Ni 입자의 소결 개시온도를 유전체층(111)의 소결 개시온도와 인접하도록 고온으로 이동시키는 역할을 수행할 수 있다. 한편, 내부 전극(121, 122)이 박층화 될수록 적절한 소결 개시온도를 얻기 위해 Ba 및 Ti를 포함하는 세라믹 입자(124)의 함량이 증가할 수 있다. 내부 전극(121, 122)내의 Ba 및 Ti를 포함하는 세라믹 입자(124)의 함량이 과도하게 증가하게 되면, 소결 및 소성 시에 Ba 및 Ti를 포함하는 세라믹 입자(124)가 유전체층(111)으로 빠져나와 유전체층(111)의 두께를 두껍게하여 유전율을 저하시키는 문제가 발생할 수 있으며, 내부 전극(121, 122)의 Ni 충진율을 떨어뜨려 전극 연결성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 내부 전극(121, 122)은 Ni을 포함하고, Al을 포함하는 산화물(123)을 포함하며, 내부 전극(121, 122)에 포함되는 Al의 함량은 Ni 대비 3at% 이상 5at%로 조절하기 때문에, 내부 전극(121, 122)는 Ba 및 Ti를 포함하는 세라믹 입자(124)를 더 포함하는 경우에도, Ba 및 Ti를 포함하는 세라믹 입자(124)를 과도하게 사용하지 않아도 내부 전극(121, 122)의 소결 개시 온도를 고온으로 이동시킬 수 있으며, 내부 전극(121, 122)의 박층화를 용이하게 달성할 수 있으며, 내부 전극(121, 122)의 연결성을 향상시킬 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 일 실시예에서, 내부 전극(121, 122)은 도전성 물질이 포함된 전극 영역(121a, 122a)을 2 이상 포함하고, 전극 영역(121a 122a) 간의 이격된 공간인 끊김 영역(121b, 122b)을 포함하며, 내부 전극의 전체 길이 대비 전극 영역(121a, 122a)의 길이의 합의 비율을 전극 연결성이라 할 때, 전극 연결성은 81% 이상일 수 있다. 내부 전극(121, 122)이 소성에 의해 형성되는 경우 내부 전극(121, 122) 내부의 금속 입자들끼리 국부적으로 응집되어 공극이 형성될 수 있으며, 이러한 공극은 소성이 진행됨에 따라 끊어짐이 발생하게 되어 내부 전극의 연결성을 저하시키는 원인이 될 수 있다. 즉, 내부 전극(121, 122)에는 끊김 영역(121a, 122a)이 형성될 수 있다. 끊김 영역(121b, 122b)에는 유전체층(111)에서 유래한 유전체 또는 공극이 포함될 수도 있다. 즉, 일 실시예에 따르면 내부 전극(121, 122)은 도전성 물질이 포함된 전극 영역(121a, 122a)을 2 이상 포함하고, 전극 영역(121a, 122a) 간의 이격된 공간인 끊김 영역(121b, 122b)을 포함할 수 있지만, 내부 전극(121, 122)은 Ni을 포함하고, Al을 포함하는 산화물(123)을 포함하며, 내부 전극(121, 122)에 포함되는 Al의 함량은 Ni 대비 3at% 이상 5at%로 조절하기 때문에 내부 전극의 연결성을 81% 이상으로 향상시킬 수 있다. 이에 따라 적층형 전자 부품(100)의 단위 부피당 용량 및 BDV 특성이 향상될 수 있다.
일 실시예에서, 내부 전극(121, 122)과 유전체층(111)의 계면에서, 내부 전극(121, 122)의 내부 방향으로 20nm 까지의 영역을 표면부, 표면부 사이에 배치되는 영역을 중앙부라고 할 때, 내부 전극에 포함되는 Ni 대비 Al의 함량은 표면부에서 보다 중앙부에서 더 높을 수 있다.
내부 전극(121, 122)은 유전체층(111)과 접하는 계면을 형성할 수 있다. 이때, 내부 전극과 유전체층의 계면은 Ni의 함량이 0.5at% 이하로 수렴하는 지점으로 정의될 수 있다.
또한 내부 전극(121, 122)의 내부 방향으로 20nm 까지의 영역인 표면부 및 표면부 사이에 배치되는 중앙부를 포함할 수 있다.
표면부는 내부 전극(121, 122)과 유전체층(111)의 계면에 인접한 영역으로, 표면부에 Al을 포함하는 산화물이 과도하게 분포되는 경우 내부 전극(121, 122)과 유전체층(111)의 계면으로 Al 또는 Al을 포함하는 산화물이 과도하게 확산되거나 빠져나갈 수 있다. 이 경우, 유전체층(111)의 유전율이 저하되는 문제가 발생할 수 있으며, 이는 결과적으로 적층형 전자 부품(100)의 단위 부피당 용량을 저하시키는 원인이 될 수 있다. 따라서, 일 실시예에서는 내부 전극(121, 122)에 포함되는 Ni 대비 Al의 함량을 표면부보다 중앙부에서 높도록 조절함으로써 유전체층(111)의 유전율 저하를 완화할 수 있다. 이와 유사한 관점에서 내부 전극 면적 대비 Al을 포함하는 산화물의 면적이 표면부보다 중앙부에서 넓도록 하는 것이 바람직하다.
(실시예)
표 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 적층형 전자 부품(100)에서, 내부 전극에 포함되는 Ni 대비 Al의 함량, 내부 전극의 면적 대비 Al을 포함하는 산화물의 면적에 따른 전극 연결성, 단위 부피당 용량, 절연파괴전압(BDV, Break Down Voltage) 특성을 비교하여 평가한 것이다.
표 1의 결과는 내부 전극의 면적 대비 Al을 포함하는 산화물의 면적이 0(Ni 대비 Al의 함량이 0.5at%)인 시험번호 1의 값을 1로하여 각 시험번호당 상대적인 수치를 기재한 것이며, 모든 시험번호에 해당하는 적층형 전자 부품은 Al을 포함하는 산화물의 면적 및 Ni 대비 Al의 함량을 제외하면 실질적으로 동일한 구성을 가진다.
표 1의 이차상의 면적 비율은 내부 전극(121, 122)의 면적 대비 Al을 포함하는 산화물(123)의 면적의 비율(%)로서, 적층형 전자 부품(100)의 제2 방향의 중심부에서 절단한 제1 방향 및 제3 방향 단면에서, 내부 전극(121, 122)을 TEM-EDS(Transmission Electron Microscopy-Energy Dispersive Spectroscopy) 분석을 통해 Al의 mapping signal이 높은 영역의 면적을 측정하고, Ni mapping signal이 높은 영역의 면적을 측정한 후, 그 비율을 계산함으로써 측정했다. 구체적으로, 내부 전극(121, 122)의 1개 층이 이미지 전체의 50% 이상 차지하는 배울에서, Ni 원소의 signal이 높은 영역의 면적을 내부 전극(121, 122)의 면적으로, Al 원소의 signal이 높은 영역의 면적을 Al을 포함하는 산화물(123)의 면적으로 하고, 내부 전극(121, 122)의 면적 대비 Al을 포함하는 산화물(123)의 면적의 비율을 측정하였다. 상기 측정은 용량 형성부(Ac)의 5개 이상의 내부 전극(121, 122)에서 수행하여 평균 값을 취하였다.
내부 전극에 포함되는 Ni 대비 Al의 함량 비율(at%)은 적층형 전자 부품(100)의 제2 방향의 중심부에서 절단한 제1 방향 및 제3 방향 단면에서, 내부 전극(121, 122)을 TEM-EDS(Transmission Electron Microscopy-Energy Dispersive Spectroscopy) 분석을 통해 각 원소의 at%를 측정하였으며, 이를 Ni 대비 Al의 at%로 환산하여 측정하였다. 구체적으로, TEM-EDS mapping을 통해 Al의 signal 차이가 발생한 지점을 이미지의 중심부에 배치한 후, 이미지의 scale bar가 50 nm 이하가 되는 고배율에서 Point EDS를 통해 측정하였다. 내부 전극의 Ni 원소 함량은 Al signal의 차이가 발생한 지점 외에서 10개 이상의 Point에서 측정한 평균 값을 취했으며, Al 원소 함량은 Al signal 차이가 발생한 영역 중 3개 이상의 point에서 측정한 평균 값을 취하였다.
전극 연결성은 시험번호 당 50개 샘플에서 적층형 전자 부품(100)의 제1 방향 및 제3 방향 단면을 제2 방향의 중앙부 까지 연마한 후, 용량 형성부(Ac)의 중심부, 중심부의 제3 방향 양쪽의 영역(9.2 ㎛ 5.4 ㎛) 각각을 200배율의 광학 현미경(OM, Optical Microscope)으로 관찰한 이미지에서 측정하여 평균 값을 산출하였다. 구체적으로, 도전성 물질이 포함된 내부 전극의 영역을 전극 영역, 전극 영역 간의 이격된 공간을 끊김 영역이라 할 때, 내부 전극의 전체 길이 대비 전극 영역의 길이의 합의 비율을 측정하였다.
단위부피당 용량은 시험번호당 50개 샘플에서 측정한 정전용량 값의 평균 값을 취하였고, LCR 미터(Kesight사 E4980A)로 1kHz 0.5V(AC) 하에서 측정한 값이다. 측정 샘플은 모두 150℃ 1hr 열처리 후 2hr 상온에서 aging 후에 측정을 진행하였다.
절연파괴전압은 50개의 샘플에 대하여 측정하여 그 평균값을 산출하였으며, 100V/s 승압조건으로 측정하여, 절연저항(IR, Insulation Resistance)값이 10000Ω이하로 떨어질때 전압을 절연파괴전압으로 측정하였다.
시험번호 이차상의 면적 비율(%) Ni 대비 Al의 함량(at%) 전극 연결성 단위부피당용량 절연파괴전압
1 0.0 0.5 1 1 1
2 0.3 1 1.01 1 1.08
3 0.5 3 1.04 1.01 1.35
4 1.0 5 1.05 1.02 1.52
5 1.5 7 1.06 0.97 1.12
시험번호 1은 내부 전극의 면적 대비 Al을 포함하는 산화물의 면적이 0(Ni 대비 Al의 함량이 0.5at%)인 경우로, 이 때의 전극연결성, 단위부피당 용량, 절연파괴전압을 1로하여 평가를 진행하였다.
시험번호 1 내지 2는 Ni 대비 Al의 함량이 3at% 미만(이차상의 면적 비율 0.5% 미만)인 경우로, 전극 연결성 및 BDV 특성이 향상됨에도 단위부피당 용량이 향상되는 효과가 부족함을 확인할 수 있다.
시험번호 3 내지 4는 Ni 대비 Al의 함량이 3at% 이상 5at% 이하(이차상의 면적 비율 0.5% 이상 1.0% 이하)인 경우로, 전극 연결성, BDV 특성이 우수하고 단위부피당 용량이 향성됨을 확인할 수 있다.
시험번호 5는 Ni 대비 Al의 함량이 5at%를 초과(이차상의 면적 비율 1.0% 초과)하는 경우로, 전극 연결성이 향상됨에도 BDV 특성의 향상효과가 저하되며, 단위 부피당 용량이 감소되는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시형태와 같이 내부 전극이 Ni을 포함하고, Al을 포함하는 산화물을 포함하며 내부 전극에 포함되는 Ni 대비 Al의 함량이 3at% 이상 5at%(이차상의 면적 비율 0.5% 이상 1.0% 이하)인 경우 전극 연결성 및 BDV 특성을 향상시키면서도 단위부피당 용량을 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
또한, 본 개시에서 사용된 '일 실시예'라는 표현은 서로 동일한 실시예를 의미하지 않으며, 각각 서로 다른 고유한 특징을 강조하여 설명하기 위해서 제공된 것이다. 그러나, 상기 제시된 일 실시예들은 다른 일 실시예의 특징과 결합되어 구현되는 것을 배제하지 않는다. 예를 들어, 특정한 일 실시예에서 설명된 사항이 다른 일 실시예에서 설명되어 있지 않더라도, 다른 일 실시예에서 그 사항과 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 다른 일 실시예에 관련된 설명으로 이해될 수 있다.
본 개시에서 사용된 용어는 단지 일 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시를 한정하려는 의도가 아니다. 이때, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
100: 적층형 전자 부품
110: 바디
111: 유전체층
112, 113: 커버부
114, 115: 마진부
121, 122: 내부 전극
121a, 122a: 전극 영역
121b, 122b: 끊김 영역
123: Al을 포함하는 산화물
124: Ba 및 Ti를 포함하는 세라믹 입자
131, 132: 외부 전극

Claims (13)

  1. 유전체층 및 상기 유전체층과 번갈아 배치되는 내부 전극을 포함하는 바디; 및
    상기 바디 상에 배치되는 외부 전극; 을 포함하며,
    상기 내부 전극은 Ni을 포함하고, Al을 포함하는 산화물을 포함하며,
    상기 Al의 함량은 상기 Ni 대비 3at% 이상 5at% 이하인
    적층형 전자 부품.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 Al을 포함하는 산화물의 면적은 상기 내부 전극의 면적 대비 0.5% 이상 1.0% 이하인
    적층형 전자 부품.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유전체층과 상기 내부 전극이 번갈아 배치되는 방향을 제1 방향, 상기 제1 방향에 수직한 방향을 제2 방향, 상기 제1 방향 및 제2 방향과 수직한 방향을 제3 방향이라 할 때,
    상기 Al을 포함하는 산화물의 면적 및 상기 내부 전극의 면적은 상기 적층형 전자 부품의 제2 방향 중심부에서 절단한 제1 방향 및 제3 방향 단면에서 측정한 값인
    적층형 전자 부품.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 Al을 포함하는 산화물은 상기 내부 전극 내부에 트랩 되어 배치된
    적층형 전자 부품.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 Al을 포함하는 산화물은 Al2O3인
    적층형 전자 부품.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 내부 전극은 Ba 및 Ti를 포함하는 세라믹 입자를 더 포함하는
    적층형 전자 부품.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 내부 전극은 도전성 물질이 포함된 전극 영역을 2 이상 포함하고, 상기 전극 영역 간의 이격된 공간인 끊김 영역을 포함하며, 상기 내부 전극의 전체 길이 대비 상기 전극 영역의 길이의 합의 비율을 전극 연결성이라 할 때,
    상기 전극 연결성은 81% 이상인
    적층형 전자 부품.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 내부 전극과 상기 유전체층의 계면에서, 상기 내부 전극의 내부 방향으로 20nm 까지의 영역을 표면부, 상기 표면부 사이에 배치되는 영역을 중앙부라고 할 때,
    상기 Ni 대비 상기 Al의 함량은 상기 표면부에서 보다 상기 중앙부에서 더 높은
    적층형 전자 부품.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 내부 전극과 상기 유전체층의 계면에서, 상기 내부 전극의 내부 방향으로 20nm 까지의 영역을 표면부, 상기 표면부 사이에 배치되는 영역을 중앙부라고 할 때,
    상기 Al을 포함하는 산화물의 면적은 상기 표면부에서 보다 상기 중앙부에서 더 큰
    적층형 전자 부품.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 내부 전극의 평균 두께는 0.35 ㎛ 이하인
    적층형 전자 부품.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 유전체층의 평균 두께는 0.35 ㎛ 이하인
    적층형 전자 부품.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 유전체층과 상기 내부 전극이 번갈아 배치되는 방향을 제1 방향이라 할 때
    상기 바디는 상기 유전체층과 상기 내부 전극이 번갈아 배치되는 내부 전극을 포함하여 용량이 형성되는 용량 형성부 및 상기 용량 형성부의 제1 방향 일면 및 타면에 배치되는 커버부를 포함하며,
    상기 커버부의 평균 두께는 15 ㎛ 이하인
    적층형 전자 부품.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 유전체층과 상기 내부 전극이 번갈아 배치되는 방향을 제1 방향, 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향, 상기 제1 방향 및 제2 방향과 수직한 방향을 제3 방향이라 할 때,
    상기 바디는 상기 유전체층과 상기 내부 전극이 번갈아 배치되는 내부 전극을 포함하여 용량이 형성되는 용량 형성부 및 상기 용량 형성부의 제3 방향 일면 및 타면에 배치되는 마진부를 포함하며,
    상기 외부 전극은 상기 바디의 제2 방향 일면 및 타면에 배치되고,
    상기 마진부의 평균 폭은 15 ㎛ 이하인
    적층형 전자 부품.
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