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KR102163037B1 - 적층 세라믹 커패시터 조립체 - Google Patents

적층 세라믹 커패시터 조립체 Download PDF

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KR102163037B1
KR102163037B1 KR1020150012188A KR20150012188A KR102163037B1 KR 102163037 B1 KR102163037 B1 KR 102163037B1 KR 1020150012188 A KR1020150012188 A KR 1020150012188A KR 20150012188 A KR20150012188 A KR 20150012188A KR 102163037 B1 KR102163037 B1 KR 102163037B1
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bonding
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송소연
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Abstract

적층 세라믹 커패시터 조립체가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 적층 세라믹 커패시터 조립체는 유전체층과 내부전극을 순차적으로 적층한 적층체와, 내부전극과 전기적으로 연결되어 적층체의 단부에 형성된 외부전극을 포함하는 적층 세라믹 커패시터 및 일면에 적층 세라믹 커패시터가 결합되고, 외부전극이 형성된 부분과 대응되는 부분에 관통홀이 형성되는 전극형성 기판을 포함한다.

Description

적층 세라믹 커패시터 조립체{MULTI-LAYER CERAMIC CAPACITOR ASSEMBLY}
본 발명은 적층 세라믹 커패시터 조립체에 관한 것이다.
현재 적층 세라믹 커패시터(MLCC)는 휴대전화 등의 이동체 단말기기에 많이 이용되고 있다. 특히, 적층 세라믹 커패시터는 이동체 단말 중 회로기판의 실장용 랜드에 외부전극을 직접 얹어놓고 실장용 랜드와 외부전극을 솔더 등의 접합제로 접합함으로써 회로기판에 전기적 물리적으로 접속될 수 있다.
그러나, 적층 세라믹 커패시터는 인가되는 전압의 변화에 따라서 기계적인 변형이 생길 수 있다. 그리고, 이와 같은 변형이 발생하면, 변형은 회로기판에 전달되어서 회로기판이 진동할 수 있다. 그 결과, 회로기판의 진동 시 사람의 귀에 들리는 진동음(acoustic noise)이 발생할 수 있다.
한국공개특허 제10-2009-0097411호 (2009. 09. 06. 공개)
본 발명의 실시예는 일면에 적층 세라믹 커패시터가 결합되는 전극형성 기판에서 적층 세라믹 커패시터의 외부전극이 형성된 부분과 대응되는 부분에 관통홀을 형성한 적층 세라믹 커패시터 조립체에 관한 것이다.
여기서, 적층 세라믹 커패시터 조립체는 회로기판이 전극형성 기판의 타면에 결합되면서도 관통홀을 통해 회로기판의 일면에 형성된 표면전극이 적층 세라믹 커패시터의 외부전극에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층 세라믹 커패시터 조립체를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 적층 세라믹 커패시터 조립체를 나타내는 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층 세라믹 커패시터 조립체를 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 적층 세라믹 커패시터 조립체에서 적층 세라믹 커패시터를 보다 상세히 나타내는 단면도.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, 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. 또한, 명세서 전체에서, "상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것이 아니다.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 적층 세라믹 커패시터 조립체의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층 세라믹 커패시터 조립체를 나타내는 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 적층 세라믹 커패시터 조립체를 나타내는 분해 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층 세라믹 커패시터 조립체를 나타내는 단면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 적층 세라믹 커패시터 조립체에서 적층 세라믹 커패시터를 보다 상세히 나타내는 단면도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 적층 세라믹 커패시터 조립체(1000)는 적층 세라믹 커패시터(100) 및 전극형성 기판(200)을 포함하고, 제1 접합부(300), 회로기판(400) 및 제2 접합부(500)를 더 포함할 수 있다.
적층 세라믹 커패시터(100)는 유전체층(111)과 내부전극(113)을 순차적으로 적층한 적층체(110)와, 내부전극(113)과 전기적으로 연결되어 적층체(110)의 단부에 형성된 외부전극(120)을 포함한다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 적층 세라믹 커패시터(100)의 적층체(110)는 세라믹 입자를 함유하는 유전체층(111)과 내부전극(113)이 교대로 순차 적층되어 형성된다.
그리고, 외부전극(120)은 적층체(110)의 양단부에 한 쌍으로 형성되고 내부전극(113)이 각각의 외부전극(120)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이와 같은 한 쌍의 외부전극(120)은 적층체(110)의 양단부에 형성되어 서로 대향할 수 있으며, 구리 등의 전도성 물질로 이루어질 수 있다.
전극형성 기판(200)은 일면에 적층 세라믹 커패시터(100)가 결합되고, 외부전극(120)이 형성된 부분과 대응되는 부분에 관통홀(210)이 형성되는 부분으로, 적층 세라믹 커패시터(100)가 후술할 회로기판(400) 등에 실장되는 경우 절연 기능 등을 수행하기 위해 적층 세라믹 커패시터(100)와 회로기판(400) 사이에 개재될 수 있다.
이 경우, 절연 기능 등을 효과적을 수행하기 위해서는 적층 세라믹 커패시터(100)가 회로기판(400) 등에 실장되는 면 전체를 전극형성 기판(200)이 커버하는 것이 바람직할 수 있으나, 이와 같은 경우에는 적층 세라믹 커패시터(100)와 회로기판(400) 간의 전기적 연결이 곤란해질 수 있다.
또한, 적층 세라믹 커패시터(100)가 회로기판(400) 등과 대면적이 물리적으로 직접 접합되는 경우에는 적층 세라믹 커패시터(100)에서 발생한 진동이 회로기판(400)으로 그대로 전달되어 진동음(acoustic noise)이 발생할 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 적층 세라믹 커패시터 조립체(1000)는 적층 세라믹 커패시터(100)의 실장면을 커버하는 전극형성 기판(200)에 관통홀(210)을 형성하고, 이러한 관통홀(210)을 통해 적층 세라믹 커패시터(100)의 전기적 연결이 이루어지도록 할 수 있다.
이로 인해, 적층 세라믹 커패시터(100)의 실장면 중 상대적으로 최소의 면적만이 노출되므로 절연 성능을 보다 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 전기적 연결을 보다 용이하게 수행할 수 있다.
제1 접합부(300)는 적층 세라믹 커패시터(100) 및 전극형성 기판(200) 중 외부전극(120)이 형성되지 않은 부분에 형성되어 적층 세라믹 커패시터(100)와 전극형성 기판(200)을 접합시키는 부분으로, 적층 세라믹 커패시터(100)와 전극형성 기판(200)을 물리적으로 접합시킬 수 있다.
즉, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 적층체(110)의 양단에 외부전극(120)이 형성된 경우, 제1 접합부(300)는 적층체(110)의 중앙 부분에 형성될 수 있다.
이 경우, 제1 접합부(300)는 접착 물질 등을 포함하여 적층 세라믹 커패시터(100)와 전극형성 기판(200)을 접착시키거나, 결속 부재 등을 포함하여 적층 세라믹 커패시터(100)와 전극형성 기판(200)을 결속시키는 등 다양하게 구성될 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 적층 세라믹 커패시터 조립체(1000)는 제1 접합부(300)를 더 포함하여, 적층 세라믹 커패시터(100)와 전극형성 기판(200) 간의 전기적 연결 경로와 물리적 접합 경로를 서로 분리시킬 수 있다.
여기서, 제1 접합부(300)는 적층 세라믹 커패시터(100) 및 전극형성 기판(200) 각각과 일체로 형성되는 한 쌍의 제1 접합패드(310) 및 한 쌍의 제1 접합패드(310)를 서로 솔더링(soldering) 접합시키는 제1 접합솔더체(320)를 포함할 수 있다.
즉, 적층 세라믹 커패시터(100)를 회로기판(400) 등에 실장하는 경우에 가장 널리 사용되는 솔더링 접합을 통해 적층 세라믹 커패시터(100) 및 전극형성 기판(200)을 보다 용이하고 효과적으로 접합시킬 수 있다.
회로기판(400)은 일면에 표면전극(410)이 형성되어 관통홀(210)을 통해 표면전극(410)이 외부전극(120)에 전기적으로 연결되도록 전극형성 기판(200)의 타면에 결합되는 부분으로, 소정의 회로 패턴이 형성되어 적층 세라믹 커패시터(100)로 전기적 신호를 제공할 수 있다.
이 경우, 적층 세라믹 커패시터(100)과 회로기판(400) 간의 전기적 연결은 관통홀(210)을 통해 최소한의 면적만으로 이루어지므로, 적층 세라믹 커패시터(100)의 진동이 회로기판(400)으로 직접 전달되는 것을 최소화할 수 있다.
본 실시예에 따른 적층 세라믹 커패시터 조립체(1000)에서 전극형성 기판(200)은 표면전극(410)과 외부전극(120)이 전기적으로 연결되도록 관통홀(210)을 통해 표면전극(410)과 외부전극(120)을 솔더링 접합시키는 통전솔더체(420)를 포함할 수 있다.
즉, 솔더링 접합을 통해 표면전극(410)과 외부전극(120)을 보다 용이하고 효과적으로 전기적 연결시킬 수 있다. 이 경우, 표면전극(410) 상에 일정 부분 유동성이 있는 통전솔더체(420)를 적층한 후, 전극형성 기판(200)을 통전솔더체(420) 상에서 내리 누르면 통전솔더체(420)가 관통홀(210)을 따라 올라오며 외부전극(120)과도 접촉될 수 있다.
제2 접합부(500)는 전극형성 기판(200) 및 회로기판(400) 중 표면전극(410)이 형성된 부분에 형성되어 전극형성 기판(200)과 회로기판(400)을 접합시키는 부분으로, 전극형성 기판(200)과 회로기판(400)을 물리적으로 접합시킬 수 있다.
이 경우, 제2 접합부(500) 역시 접착 물질 등을 포함하여 전극형성 기판(200)과 회로기판(400)을 접착시키거나, 결속 부재 등을 포함하여 전극형성 기판(200)과 회로기판(400)을 결속시키는 등 다양하게 구성될 수 있다.
이와 같이, 제2 접합부(500)를 통해 전극형성 기판(200)과 회로기판(400)이 표면전극(410)이 형성된 부분에서 물리적으로 접합된다면, 적층 세라믹 커패시터(100)와 전극형성 기판(200) 간의 물리적 접합은 전극형성 기판(200)의 중앙 부분에서 이루어지고, 전극형성 기판(200)과 회로기판(400) 간의 물리적 접합은 전극형성 기판(200)의 외곽 부분에서 이루어진다.
따라서, 적층 세라믹 커패시터(100)의 진동이 전극형성 기판(200)으로 전달되더라도, 다시 전극형성 기판(200)의 외곽 부분으로 진동이 전달된 후 회로기판(400)으로 전달될 수 밖에 없다는 점에서, 상대적으로 비효율적인 진동 전달 경로를 가지게 하여 적층 세라믹 커패시터(100)의 진동이 회로기판(400)으로 전달되는 것을 최소화할 수 있다.
여기서, 제2 접합부(500)는 전극형성 기판(200)과 일체로 형성되는 제2 접합패드(510) 및 제2 접합패드(510)와 표면전극(410)을 서로 솔더링 접합시키는 제2 접합솔더체(520)를 포함할 수 있다.
즉, 솔더링 접합을 통해 전극형성 기판(200)과 회로기판(400)을 보다 용이하고 효과적으로 접합시킬 수 있다. 특히, 제1 접합부(300)를 통한 적층 세라믹 커패시터(100)와 전극형성 기판(200)간의 솔더링 접합과 병행하여 진행할 수 있으므로, 관련 공정을 보다 용이하게 수행할 수 있다.
나아가, 본 실시예에 따른 적층 세라믹 커패시터 조립체(1000)에서, 통전솔더체(420)와 제2 접합솔더체(520)는 일체로 형성될 수 있다. 즉, 통전솔더체(420)와 제2 접합솔더체(520)를 별도로 형성하지 않고, 표면전극(410) 상에 일정 부분 유동성이 있는 통전솔더체(420)를 적층한 후, 전극형성 기판(200)을 통전솔더체(420) 상에서 내리 눌렀을 때, 관통홀(210)을 따라 올라오는 부분은 자연스럽게 통전솔더체(420)가 되고, 관통홀(210)을 벗어나 전극형성 기판(200)과 회로기판(400) 사이에 개재되는 부분은 자연스럽게 제2 접합솔더체(520)가 될 수 있다.
이와 같이, 통전솔더체(420)와 제2 접합솔더체(520)는 일체로 형성할 수 있으므로, 전기적 연결 및 물리적 접합을 위한 공정을 동시에 수행할 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100: 적층 세라믹 커패시터
110: 적층체
111: 유전체층
113: 내부전극
120: 외부전극
200: 전극형성 기판
210: 관통홀
300: 제1 접합부
310: 제1 접합패드
320: 제1 접합솔더체
400: 회로기판
410: 표면전극
420: 통전솔더체
500: 제2 접합부
510: 제2 접합패드
520: 제2 접합솔더체
1000: 적층 세라믹 커패시터 조립체

Claims (8)

  1. 유전체층과 내부전극을 순차적으로 적층한 적층체와, 상기 내부전극과 전기적으로 연결되어 상기 적층체의 단부에 형성된 외부전극을 포함하는 적층 세라믹 커패시터;
    일면에 상기 적층 세라믹 커패시터가 결합되고, 상기 외부전극이 형성된 부분과 대응되는 부분에 관통홀이 형성되는 전극형성 기판; 및
    상기 적층체 및 상기 전극형성 기판 사이에 형성되어 상기 적층 세라믹 커패시터와 상기 전극형성 기판을 접합시키는 제1 접합부;를 포함하며,
    상기 제1 접합부의 두께는 상기 적층체에서 상기 전극형성 기판을 향하는 면을 기준으로 한 상기 외부전극의 두께와 같은 적층 세라믹 커패시터 조립체.
  2. 유전체층과 내부전극을 순차적으로 적층한 적층체와, 상기 내부전극과 전기적으로 연결되어 상기 적층체의 단부에 형성된 외부전극을 포함하는 적층 세라믹 커패시터;
    일면에 상기 적층 세라믹 커패시터가 결합되고, 상기 외부전극이 형성된 부분과 대응되는 부분에 관통홀이 형성되는 전극형성 기판;
    상기 적층체 및 상기 전극형성 기판 사이에 형성되어 상기 적층 세라믹 커패시터와 상기 전극형성 기판을 접합시키는 제1 접합부; 및
    상기 관통홀에 충전되어 상기 외부전극과 접속되는 통전솔더체;를 포함하며,
    상기 통전솔더체의 상면이 위치하는 레벨은 상기 제1 접합부의 하면이 위치하는 레벨과 같거나 이보다 더 낮은 적층 세라믹 커패시터 조립체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 접합부는
    상기 적층 세라믹 커패시터 및 상기 전극형성 기판 각각과 일체로 형성되는 한 쌍의 제1 접합패드 및
    한 쌍의 상기 제1 접합패드를 서로 솔더링(soldering) 접합시키는 제1 접합솔더체를 포함하는, 적층 세라믹 커패시터 조립체.
  4. 제1항에 있어서,
    일면에 표면전극이 형성되어 상기 관통홀을 통해 상기 표면전극이 상기 외부전극에 전기적으로 연결되도록 상기 전극형성 기판의 타면에 결합되는 회로기판;
    을 더 포함하는 적층 세라믹 커패시터 조립체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전극형성 기판은
    상기 표면전극과 상기 외부전극이 전기적으로 연결되도록 상기 관통홀을 통해 상기 표면전극과 상기 외부전극을 솔더링 접합시키는 통전솔더체를 포함하는, 적층 세라믹 커패시터 조립체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전극형성 기판 및 상기 회로기판 중 상기 표면전극이 형성된 부분에 형성되어 상기 전극형성 기판과 상기 회로기판을 접합시키는 제2 접합부;
    를 더 포함하는 적층 세라믹 커패시터 조립체.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 접합부는
    상기 전극형성 기판과 일체로 형성되는 제2 접합패드 및
    상기 제2 접합패드와 상기 표면전극을 서로 솔더링 접합시키는 제2 접합솔더체를 포함하는, 적층 세라믹 커패시터 조립체.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 통전솔더체와 상기 제2 접합솔더체는 일체로 형성되는, 적층 세라믹 커패시터 조립체.
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