説明

積層セラミックコンデンサ及び積層セラミックコンデンサ製造方法

【課題】内部電極の面積を極大化すること。
【解決手段】第1外部電極、一つ以上の突出部を含んでおり誘電体を介して第1外部電極と結合する第1内部電極、第1内部電極と一体に結合して形成された第2外部電極及び突出部によって区画される空間に誘電体を介して第1内部電極と結合する第2内部電極が断面に印刷された複数の誘電体シートを含むが、誘電体シートは、第1外部電極と第2外部電極が相互電気的に繋がれて、第1内部電極の突出部と第2内部電極が相互電気的に繋がれるように対称で交互に積層された積層セラミックコンデンサ及びその製造方法が提供される。本発明による積層セラミックコンデンサ及びその製造方法は内部電極の面積を極大化することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子部品に関し、特に積層セラミックコンデンサ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
コンデンサは、誘電体を介して結合された電極を利用してDC信号遮断、バイパッシング(bypassing)、周波数共振など多様な役目を果たす電子部品であり、積層セラミックコンデンサ(MLCC:Multi-Layer Ceramic Capacitor)は、コンデンサを多層に積層して形成した電子部品である。電子製品の個人化によるポータブル端末機の市場が漸次的に拡がるによって積層セラミックコンデンサは小型化、軽量化になっている。従来技術によれば、積層セラミックコンデンサは、グリーンシート(green sheet)に電極ペースト(paste)を印刷した後、多層に積層して切断(cutting)して高温に焼結した後、外部電極を塗布、焼結してメッキする工程で製造される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
一般的に積層セラミックコンデンサの電気容量を進めるためには、内部電極の面積を大きくする方法、大きい誘電定数を有する誘電体を使う方法、誘電体の厚さを薄くする方法、積層数を増加させる方法などがある。図1を参照すれば、従来技術による内部電極110及び誘電体120が示されている。ここで、内部電極110及び誘電体120は平板構造に形成される。したがって、所定の厚さで積層セラミックコンデンサの電気容量を進めるためには誘電体の厚さを薄くし、積層数を増加させなければならない。しかし、誘電体の厚さを薄くするのに限界がある。したがって、最近、電子機器が小型に製造されることにしたがって薄ら厚さでも内部電極の面積を極大化して電気容量を進める必要性が要求される。
【0004】
本発明は、内部電極の面積を極大化することができる積層セラミックコンデンサ及びその製造方法を提供する。
【0005】
また、本発明は誘電体と電極をインクジェット方式によって同時に印刷することで内部電極の形象を自由に形成することができる積層セラミックコンデンサ及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一側面によれば、(a)第1外部電極、一つ以上の突出部を含んでおり誘電体を介して上記第1外部電極と結合する第1内部電極、上記第1内部電極と一体に結合して形成された第2外部電極及び上記突出部によって区画される空間に誘電体を介して上記第1内部電極と結合する第2内部電極が断面に印刷された誘電体シートを形成する段階、(b)上記誘電体シートを、上記第1外部電極と上記第2外部電極が相互電気的に繋がれ、上記第1内部電極の突出部と上記第2内部電極が相互電気的に繋がれるように対称で交互に積層及び圧着する段階、(c)上記積層された誘電体シートを切断する段階、(d)上記切断された誘電体シートを焼成する段階を含む積層セラミックコンデンサ製造方法を提供することができる。
【0007】
本発明の別の側面によれば、第1外部電極、一つ以上の突出部を含んでおり誘電体を介して第1外部電極と結合する第1内部電極、第1内部電極と一体に結合して形成された第2外部電極及び突出部によって区画される空間に誘電体を介して第1内部電極と結合する第2内部電極が断面に印刷された複数の誘電体シートを含むが、誘電体シートは、第1外部電極と第2外部電極が相互電気的に繋がれ、第1内部電極の突出部と第2内部電極が相互電気的に繋がれるように対称で交互に積層された積層セラミックコンデンサを提供することができる。
【0008】
ここで、第2内部電極の形象は、三角形、直四角形及び半球型の中のある一つであることができる。
【0009】
また、第1外部電極、誘電体、第1内部電極、第2外部電極及び第2内部電極は、インクジェット方式によって同時に印刷されることができるが、インクジェット方式は複数のインクジェットプリンタヘッドを利用して電極用インクと誘電体用インクを噴射する方式であることができる。
【0010】
また、誘電体、第1内部電極の突出部及び第2内部電極はそれぞれ誘電体シートと同一平面上で連続的に印刷されることができる。
【0011】
また、第1内部電極の突出部と第2内部電極は誘電体シートと同一平面上で所定の間隔を置いて誘電体を介して断続的に印刷されることができる。
【0012】
ここで、誘電体シートと同一平面上で相互接する第1内部電極のライン間に第1内部電極の突出部と上記第2内部電極は所定の間隔を置いて相互対向することができる。
【発明の効果】
【0013】
上述したように、本発明による積層セラミックコンデンサ及びその製造方法は、内部電極の面積を極大化することができる效果がある。
【0014】
また、本発明による積層セラミックコンデンサ及びその製造方法は、誘電体と電極をインクジェット方式によって同時に印刷することで内部電極の形象を自由に形成することができる效果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下、本発明による積層セラミックコンデンサ及びその製造方法の望ましい実施例を添付図面を参照して詳しく説明する事にするが、添付図面を参照して説明するにおいて、図面符号に構わず同一の構成要素は同じ参照符号を付与してこれに対する重複される説明は略する事にする。
【0016】
本発明で説明する電極の形象は、単層及び/または積層セラミックコンデンサに適用可能であるが、積層セラミックコンデンサを主として説明する。本発明の望ましい実施例を詳しく説明することの前に積層セラミックコンデンサの一般的な原理に対して先に説明する事にする。
【0017】
積層セラミックコンデンサは複数の積層セラミックコンデンサで構成されて、それぞれの積層セラミックコンデンサは、誘電体、内部電極及び外部電極を含む。誘電体は、積層セラミックコンデンサの外部体部分であり、その材質がセラミック材料よりなっているので一般的にセラミック体と称する。誘電体としては一般的にBaTiO3(Barium Titanate、BT系)が使われて、これは常温で高誘電率を有する。誘電体であるBT粉末の焼結温度は1250℃位である。
【0018】
内部電極は、誘電体の中に位している伝導性物質である。内部電極の材料としては一般的にパラジウム(Pd)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)などが使われる。内部電極の材料であるパラジウム(Pd)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)の融点はそれぞれ1555℃、1452℃、1083℃である。
【0019】
外部電極は、積層セラミックコンデンサを外部電源と連結させる伝導性物質である。積層セラミックコンデンサは、基板の表面実装用に設計された素子であるから外部電極は単純に外部電圧と連結する役目だけではなく、基板に実装される時半田をよく附着させる役目まで果たす。
【0020】
図2は、本発明の望ましい実施例による複数のインクジェットプリンタヘッドを利用するインクジェット方式によって誘電体と電極を同時に印刷する方法を示す図面である。
【0021】
図2を参照すれば、電極用インクジェットプリンタヘッド240と誘電体用インクジェットプリンタヘッド250はあらかじめ設定されたパターンによってそれぞれ電極230と誘電体220をキャリア(carrier)フィルム210に形成する。
【0022】
電極用インクジェットプリンタヘッド240と誘電体用インクジェットプリンタヘッド250はそれぞれ電極用インクと誘電体用インクを噴射する。電極用インクはパラジウム(Pd)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)のような金属粉末、バインダー(binder)及び溶媒を含むことができるし、誘電体用インクはBT粉末、バインダー(binder)及び溶媒を含むことができる。ここで、電極用インクと誘電体用インクを同時に印刷する場合互いに混合されないよう相互まじない溶媒が使われることができる。
【0023】
ここでインクジェット方式によって誘電体220と電極230を同時に印刷することは、同じ時間帯に誘電体用インクと電極用インクを噴射することを意味するだけでなく、複数のインクジェットプリンタヘッドを利用してあらかじめ設定されたプログラム及びパターンによって誘電体220と電極230を印刷することを意味する。したがって誘電体220と電極230は一緒に印刷されるかまたは同一のパス(pass)で印刷されることができる。例えば、図2を参照すれば、電極用インクジェットプリンタヘッド240と誘電体用インクジェットプリンタヘッド250はキャリアフィルム210に対向して一体に移動しながら電極230と誘電体220を同時に印刷する。ここで、誘電体220のみを印刷する部分では電極用インクジェットプリンタヘッド240は作動を止めて、誘電体用インクジェットプリンタヘッド250だけが誘電体用インクを噴射する。
【0024】
このような電極用インクジェットプリンタヘッド240と誘電体用インクジェットプリンタヘッド250は、インクを噴射するためのインクジェットプリント装置のヘッドになることができる。例えば、インクジェットプリント装置は、その装置を支持している受け台と、あらかじめ設定されたパターンによってキャリアフィルム210上にインクを噴射して電極と誘電体を印刷するインクジェットプリンタヘッドと、インクジェットプリンタヘッドをキャリアフィルム210上で移動させる移動装置と、インクジェットプリンタヘッドがあらかじめ設定されたパターンによってインクを噴射するように制御するプログラムを行う回路部などを含むことができる。
【0025】
ここで、電極用インクジェットプリンタヘッド240と誘電体用インクジェットプリンタヘッド250は一体に動きながらインクを噴射することができる。すなわち、あらかじめ設定されたパターンによって同じ経路上で一緒に動きながら電極と誘電体を印刷することができる。ヘッドが一緒に動く場合にはそれぞれのヘッドから噴射されるインクの噴射時点、噴射される量などを調節することであらかじめ設定されたパターンによって電極と誘電体を印刷することができる。別の実施例によれば、電極用インクジェットプリンタヘッド240と誘電体用インクジェットプリンタヘッド250は相互違う動作制御信号に応じて個別的に動きながらインクを噴射することができる。すなわち、それぞれのヘッドは一つの装置または別個の装置に具備されてそれぞれ異なるプログラムによって相互違う動作制御信号を受信してここに応ずる動作を遂行することができる。
【0026】
図3は、本発明の望ましい実施例による複数のインクジェットプリンタヘッドを利用するインクジェット方式によって、積層セラミックコンデンサの一部分である誘電体シートを印刷するパターンを示す図面である。図3を参照すれば、矢印方向は電極と誘電体が同時に印刷され積層される順序を示していて、
【0027】
段階(a)で、電極と誘電体を交互に印刷する。すなわち、第1外部電極360、誘電体350、複数の第1内部電極の突出部340、複数の第2内部電極330、第1内部電極の突出部340によって区画される空間に形成された複数の誘電体320及び第2外部電極310を印刷する。ここで、第2内部電極330の形象は直四角形に示されているが、三角形または半球型などであることもできる。
【0028】
段階(b)では、段階(a)で印刷される方式と類似に印刷するが、ただし、第2内部電極330の上部に誘電体を印刷することで第1内部電極と第2内部電極330を絶縁させる。段階(c)で、第1内部電極の体部345を印刷するし、段階(d)で、第1内部電極の体部345を中心にして対称になるパターンで印刷する。段階(e)で、また別の第2内部電極335と誘電体を印刷することで一つの誘電体シートを形成する。
【0029】
ここで、上述した印刷パターンは層別に構成されるので、複数のインクジェットプリンタヘッドを利用するインクジェット方式によって印刷されることができるし、またはグラビア(gravure)方式またはスクリーンプリント(screen print)方式によっても印刷されることができる。以下では、複数のインクジェットプリンタヘッドを利用するインクジェット方式によって印刷する方法を主として説明する。
【0030】
また、上述した内部電極のパターンが積層セラミックコンデンサに適用される実施例を中心に説明したが、このようなパターンは単層コンデンサにも適用されることができる。すなわち、エンボシング(embossing)構造のような電極を利用して、単層コンデンサが、平面に複数の突出部が形成された二つの電極を含んでおり、突出部は互いに対向し誘電体を介して別の電極の突出部と結合された場合、電極間に形成された面積が突出部によって最大化になることができる。この場合、最近インベデ−ド(embedded)単層コンデンサの場合厚さを最小化すると同時に電極の面積を最大化することができる。
【0031】
図4は、本発明の望ましい実施例による積層セラミックコンデンサを対称に積層した図面である。
【0032】
ここで、電極と誘電体の同時に印刷された誘電体シートが180°位行き違って対称に積層されると、積層セラミックコンデンサが形成される。すなわち、誘電体の中心を回転軸にして誘電体シートを回転させて、下部誘電体シートの第2外部電極310と上部誘電体シートの第1外部電極360が重なって、下部誘電体シートの第2内部電極330と上部誘電体シートの第1内部電極340が重なるように、誘電体シートをあらかじめ設定された枚数積層して積層セラミックコンデンサを形成する。
【0033】
したがって、下部誘電体シートの第2外部電極310と上部誘電体シートの第1外部電極360が相互重なるので、内部電極と外部電極間の接触問題は発生しない。また、下部誘電体シートの第2内部電極330と上部誘電体シートの第1内部電極340が相互重なるので、内部電極によって形成された突出部は上部内部電極と下部内部電極間に相互噛合される。したがって、本発明によれば、従来技術によって内部電極を平面に形成する場合より内部電極間に重なる面積が増加するので、積層セラミックコンデンサの電気容量は大きくなる。ここで、下部誘電体シートの誘電体と上部誘電体シートの誘電体が相互接することになって、積層セラミックコンデンサの層間誘電体の役目を果たす。
【0034】
図5は、本発明の望ましい実施例による積層セラミックコンデンサを製造する方法を示す図面である。
【0035】
段階S510で、電極用インクジェットプリンタヘッド240と誘電体用インクジェットプリンタヘッド250を利用してあらかじめ設定されたパターンによって第1外部電極360、誘電体350、複数の突出部340を含む第1内部電極、複数の第2内部電極330、第1内部電極の突出部340によって区画される空間に形成された複数の誘電体320及び第2外部電極310を印刷する。
【0036】
段階S520で、第1外部電極360、誘電体350、複数の突出部340を含む第1内部電極、複数の第2内部電極330、第1内部電極の突出部340によって区画される空間に形成された複数の誘電体320及び第2外部電極310の印刷された誘電体シートを対称に交互にあらかじめ設定された枚数積層して、段階S530で、圧着した後、段階S540で、チップ(chip)単位に切断する。以後段階S550で、形成されたチップを焼成して、メッキ工程によってチップ(chip)単位に積層セラミックコンデンサを製造する。
【0037】
以上では、積層セラミックコンデンサ及びその製造方法を一般的に示す図面に対して説明したが、以下では添付図面を参照して、本発明による積層セラミックコンデンサ及びその製造方法を具体的な実施例を基準にして説明する事にする。本発明による実施例は大きく二つに区分されるが、その第一は、内部電極が誘電体シートと同一平面上で連続的に(continuously)印刷される方法、第二は、内部電極が誘電体シートと同一平面上で所定の間隔を置いて誘電体を介して断続的に(continually)印刷される方法である。以下で順次に説明する。
【0038】
図6は、本発明の望ましい第1実施例による誘電体、第1内部電極の突出部及び第2内部電極が、それぞれ上記誘電体シートと同一平面上で連続的に印刷された積層セラミックコンデンサを切断した斜視図であり、図7は、本発明の望ましい第1実施例による積層セラミックコンデンサを上から眺めた断面図である。
【0039】
図6を参照すれば、二つの誘電体シートが対称に積層されている構造が示されている。ここで、第1外部電極360、誘電体350、複数の第1内部電極の突出部340、複数の第2内部電極330、第1内部電極の突出部340によって区画される空間に形成された複数の誘電体320及び第2外部電極310は、全て誘電体シート上の平面上で連続的に(continuously)印刷されている。したがって、誘電体シートが対称に交互に積層される場合積層セラミックコンデンサで内部電極が互いに噛合される構造が形成される。前の断面図で、第2内部電極330の形象は直四角形なので、第1内部電極の突出部340との距離が一定に維持される。したがって、第1内部電極の突出部340と第2内部電極330に電源が繋がれる場合一定の電荷分布が形成されられる。また、別の実施例によれば、第2内部電極330の形象は、三角形、半球型などであることもできる。
【0040】
図7を参照すれば、誘電体シートの上面と同一の平面に形成された断面は、第1内部電極の突出部340と第2内部電極330が連続的に印刷され相互交互に配列される。
【0041】
図8は、本発明の望ましい第2実施例による第1内部電極の突出部及び第2内部電極が、それぞれ上記誘電体シートと同一平面上で誘電体を介して断続的に印刷された積層セラミックコンデンサを切断した斜視図であり、図9は、本発明の望ましい第2実施例による積層セラミックコンデンサを上から眺めた断面図である。
【0042】
ここで、第1内部電極340とここに隣接した電極840(1)を連結する直線上のすべての電極が第1内部電極340になることもできるし、またはその直線上に第1内部電極340と第2内部電極が相互交互に印刷されることもできる。前者の場合、印刷のパターンが全部同じなので印刷作業の容易な長所があり、後者の場合、一つの第2内部電極を4個の第1内部電極が取り囲む構造に形成されるので電極間対向する面積が大きくなる長所がある。以下では後者の場合を中心に説明する。
【0043】
図8及び図9を参照すれば、第2外部電極に垂直に結合されている第1内部電極の複数の突出部340のライン(すなわち、第1内部電極340と第2内部電極330を連結するライン)及びこのようなラインに隣接し誘電体シートと同一平面上に形成された別の第1内部電極の複数の突出部のライン(すなわち、第1内部電極830(1)と第2内部電極840(1)を連結するライン)を考慮すれば、一つのラインでの第1内部電極は所定の間隔を置いて誘電体が介され他のラインでの第2内部電極と対向する。
【0044】
図10は、図8での切断線(k)と(k')によって切断された面を前から眺めた断面図である。図10を参照すれば、全体的な印刷パターンは図8に示されている前側の断面図と類似しているが、第1内部電極830(1)と第2内部電極840(1)の配置が相互違う。したがって、第1外部電極360に結合された誘電体1050と第2外部電極310に結合された誘電体1020のパターンは電極のパターンに応じて変わる。
【0045】
本発明は、上記実施例に限定されないし、本発明の思想内で当分野の通常の知識を持った者によって多くの変形が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【0046】
【図1】従来技術による積層セラミックコンデンサの内部電極を示す断面図である。
【図2】本発明の望ましい実施例によるインクジェット方式によって誘電体と電極を同時に印刷する方法を示す図面である。
【図3】本発明の望ましい実施例による誘電体シートを印刷するパターンを示す図面である。
【図4】本発明の望ましい実施例による積層セラミックコンデンサを対称に積層した図面である。
【図5】本発明の望ましい実施例による積層セラミックコンデンサを製造する方法を示す図面である。
【図6】本発明の望ましい第1実施例による積層セラミックコンデンサを切断した斜視図である。
【図7】本発明の望ましい第1実施例による積層セラミックコンデンサを上から眺めた断面図である。
【図8】本発明の望ましい第2実施例による積層セラミックコンデンサを切断した斜視図である。
【図9】本発明の望ましい第2実施例による積層セラミックコンデンサを上から眺めた断面図である。
【図10】図8の切断線(k)と(k')によって形成された断面図である。
【符号の説明】
【0047】
120 誘電体
220 誘電体
240 電極用インクジェットプリンタヘッド
250 誘電体用インクジェットプリンタヘッド
310 第2外部電極
320 誘電体
335 第2内部電極
350 誘電体
330 第2内部電極
340 第1内部電極の突出部
360 第1外部電極
840 第2内部電極
1050 誘電体
1020 誘電体

【特許請求の範囲】
【請求項1】
(a)第1外部電極、一つ以上の突出部を含んでおり誘電体を介して上記第1外部電極と結合する第1内部電極、上記第1内部電極と一体に結合して形成された第2外部電極及び上記突出部によって区画される空間に誘電体を介して上記第1内部電極と結合する第2内部電極が断面に印刷された誘電体シートを形成する段階、
(b)上記誘電体シートを、上記第1外部電極と上記第2外部電極が相互電気的に繋がれて、上記第1内部電極の突出部と上記第2内部電極が相互電気的に繋がれるように対称に交互に積層及び圧着する段階、
(c)上記積層された誘電体シートを切断する段階、及び
(d)上記切断された誘電体シートを焼成する段階を含む積層セラミックコンデンサ製造方法。
【請求項2】
上記第2内部電極の形象は、三角形、直四角形及び半球型の中のある一つである
請求項1に記載の積層セラミックコンデンサ製造方法。
【請求項3】
上記第1外部電極、上記誘電体、上記第1内部電極、上記第2外部電極及び上記第2内部電極は、インクジェット方式によって同時に印刷された
請求項1に記載の積層セラミックコンデンサ製造方法。
【請求項4】
上記インクジェット方式は、複数のインクジェットプリンタヘッドを利用して電極用インクと誘電体用インクを噴射する方式である
請求項3に記載の積層セラミックコンデンサ製造方法。
【請求項5】
上記誘電体、上記第1内部電極の突出部及び上記第2内部電極は、それぞれ上記誘電体シートと同一平面上で連続的に印刷された
請求項1に記載の積層セラミックコンデンサ製造方法。
【請求項6】
上記第1内部電極の突出部と上記第2内部電極は、上記誘電体シートと同一平面上で所定の間隔を置いて上記誘電体を介して断続的に印刷された
請求項1に記載の積層セラミックコンデンサ製造方法。
【請求項7】
上記誘電体シートと同一平面上で互いに隣接する上記第1内部電極のライン間に上記第1内部電極の突出部と上記第2内部電極は所定の間隔を置いて相互対向する
請求項6に記載の積層セラミックコンデンサ製造方法。
【請求項8】
第1外部電極、一つ以上の突出部を含んでおり誘電体を介して上記第1外部電極と結合する第1内部電極、上記第1内部電極と一体に結合して形成された第2外部電極及び上記突出部によって区画される空間に誘電体を介して上記第1内部電極と結合する第2内部電極が断面に印刷された複数の誘電体シートを含むが、
上記誘電体シートは、上記第1外部電極と上記第2外部電極が相互電気的に繋がれ、上記第1内部電極の突出部と上記第2内部電極が相互電気的に繋がれるように対称に交互に積層された積層セラミックコンデンサ。
【請求項9】
上記第2内部電極の形象は、三角形、直四角形及び半球型の中のある一つである
請求項8に記載の積層セラミックコンデンサ。
【請求項10】
上記第1外部電極、上記誘電体、上記第1内部電極、上記第2外部電極及び上記第2内部電極は、インクジェット方式によって同時に印刷された
請求項8に記載の積層セラミックコンデンサ。
【請求項11】
上記インクジェット方式は、複数のインクジェットプリンタヘッドを利用して電極用インクと誘電体用インクを噴射する方式である
請求項10に記載の積層セラミックコンデンサ。
【請求項12】
上記誘電体、上記第1内部電極の突出部及び上記第2内部電極は、それぞれ上記誘電体シートと同一平面上で連続的に印刷された
請求項8に記載の積層セラミックコンデンサ。
【請求項13】
上記第1内部電極の突出部と上記第2内部電極は、上記誘電体シートと同一平面上で所定の間隔を置いて上記誘電体を介して断続的に印刷された
請求項8に記載の積層セラミックコンデンサ。
【請求項14】
上記誘電体シートと同一平面上で隣接する上記第1内部電極のライン間に上記第1内部電極の突出部と上記第2内部電極は所定の間隔を置いて相互対向する
請求項13に記載の積層セラミックコンデンサ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2006−287201(P2006−287201A)
【公開日】平成18年10月19日(2006.10.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−27784(P2006−27784)
【出願日】平成18年2月3日(2006.2.3)
【出願人】(594023722)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. (1,585)
【Fターム(参考)】