KR200330077Y1 - 적층형 세라믹 칩 부품 - Google Patents

적층형 세라믹 칩 부품 Download PDF

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Abstract

절연특성을 갖는 세라믹 베이스; 세라믹 베이스 위에 형성되며 타단이 외부까지 연장되는 제 1 내부전극과, 세라믹 베이스 위에 형성되며 타단이 외부까지 연장되고 일단이 제 1 내부전극의 일단과 중첩되는 제 2 내부전극 및 제 1 및 제 2 내부전극의 일단 사이에 개재하도록 세라믹 베이스 위에 인쇄되며 서로 다른 반도체 특성을 갖는 세라믹 필름으로 이루어지는 복수개의 단위 소자모듈들; 단위 소자모듈들을 구획하는 절연특성을 갖는 중간재들; 및 세라믹 베이스에 대향하여 적층되는 절연특성을 갖는 세라믹 커버를 포함하는 적층형 세라믹 칩 부품이 개시된다.

Description

적층형 세라믹 칩 부품{Multilayer Ceramic Chip components}
본 고안은 적층형 세라믹 칩 부품에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 절연특성을 갖는 세라믹 본체 사이에 절연재질의 중간재를 개재하여 구획하고 각 영역에 서로 다른 반도체 특성을 갖는 세라믹 필름을 인쇄 등으로 형성하고 이를 내부전극을 통하여 외부전극과 전기적으로 연결되도록 한 적층형 세라믹 칩 부품에 관한 것이다.
종래의 칩 부품은 Mn3O4, NiO, Co3O4, Fe2O3, CuO를 주성분으로 하는 써미스터 특성, ZnO를 주성분으로 하는 바리스터 특성, 캐패시터 특성, 저항 특성, Fe2O3를 주성분으로 하는 비드 및 인덕터 특성과 같은 반도체 특성을 갖는 세라믹시트를 적층하고 내부전극을 인쇄하고 다시 세라믹시트를 적층하는 방식으로 제조되어 단일기능 또는 복합기능을 갖도록 하였다.
또한, 복합기능이나 다기능 칩 부품의 제조 방법으로 각각 독립적으로 소성이 완료된 복수개의 다른 특성을 갖는 칩 부품을 글래스 접합 등의 방법을 통하여 물리적으로 붙여서 하나의 칩으로 만드는 방법이나, 서로 다른 특성을 갖는 이종의 시트를 순차적으로 적층, 인쇄하여 복합기능 및 다기능 칩을 제조하는 방법이 제시되었다.
상기와 같은 방법들로 제조된 복합기능 및 다기능 칩의 도금 및 신뢰성을 개선하고자 도금 공정 이전에 세라믹 본체에 글래스를 전체적으로 코팅하는 방법이 제시되었다.
그러나, 이러한 구성을 갖는 종래의 칩 부품 및 그 제조방법에 따르면 여러 가지의 문제점이 발생한다.
각각 독립적으로 소성이 완료된 복수개의 칩을 물리적으로 접합할 경우, 각각의 소성 완료된 칩들의 크기를 정확하게 일치시켜서 하나의 칩으로 만드는 것은 실제적으로 어려움이 있으며, 접합 부위의 강도 약화가 문제된다.
특성이 다른 이종의 시트를 순차적으로 적층하고 인쇄하는 경우, 이종시트간의 소성 수축률 차이에 의한 세라믹 본체의 뒤틀림이나 갈라짐과 같은 변형이 발생된다.
도금 공정 이전에 세라믹 본체에 전체적으로 글래스 코팅을 하는 경우에는 공정의 추가에 따른 제조비용이 상승하며, 외부 단자가 여러 개일 경우 단자부위의 도전성 확보에도 추가적인 공정 및 기술적인 해결이 요구된다.
이와 같은 단일기능이나 복합기능 칩의 문제점을 부분적으로 해결하기 위한 방법이나 구조가 제시되고 있다.
예를 들어, 특허공개 제 1999-16743 호에는 적층형 칩 바리스타는 동작속도와 관련된 캐패시턴스를 1000 pF이하로 낮출 수 없는 것으로 알려 졌으며, 현재까지 이와 같은 저용량 칩 바리스타는 개발되지 않았다는 문제점을 해결하기 위하여 유전율이 적은 재료로 구성된 시이트상 지지층, 이 지지층에 의하여 지지된 최소한 하나 이상의 바리스타 코팅층으로 구성된 바리스타층 및 바리스타층에 의하여 연결되도록 바리스타층의 최소한 일부분과 겹쳐지도록 형성되고 지지층의 측면까지 연장된 최소한 두 개의 내부전극으로 구성된 바리스타 적층체와 이 바리스타 적층체의 측면에 내부전극과 연결되도록 형성된 최소한 두 개의 외부전극을 포함하고, 외부전극이 형성된 적층체를 바리스타 코팅층과 지지층이 일체로 되게 소결하여서 된 칩 바리스타를 개시하고 있다.
이와 같이 단일기능의 칩 부품에 대한 여러 가지의 개선된 방안이 제시되고 있으나, 최근의 추세인 복합기능소자나 다기능 소자를 용이하게 제조할 수 있도록 하는 구조나 방법에 대해서는 전혀 제시되고 있지 않다.
따라서, 본 고안은 이러한 문제점들을 최소화 내지 해결하기 위하여 제안되는 것으로 본 고안의 목적은 다기능소자를 용이하게 구성할 수 있는 적층형 세라믹 다기능 칩 부품을 제공하는 것이다.
본 고안의 특징과 다른 목적들은 이하에 서술되는 실시예들을 통하여 보다 명확하게 이해될 것이다.
도 1은 본 고안에 따른 적층형 다기능 세라믹 칩 부품을 보여주는 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 적층형 다기능 세라믹 칩 부품의 외관 사시도이다.
도 3은 본 고안에 따라 다기능을 갖는 어레이형 칩 부품의 일 예를 보여주는 단면도 및 외관 사시도이다.
본 고안에 따르면, 절연특성을 갖는 세라믹 베이스; 세라믹 베이스 위에 형성되며 타단이 외부까지 연장되는 제 1 내부전극과, 세라믹 베이스 위에 형성되며 타단이 외부까지 연장되고 일단이 제 1 내부전극의 일단과 중첩되는 제 2 내부전극 및 제 1 및 제 2 내부전극의 일단 사이에 개재하도록 세라믹 베이스 위에 인쇄되며 서로 다른 반도체 특성을 갖는 세라믹 필름으로 이루어지는 복수개의 단위 소자모듈들; 단위 소자모듈들을 구획하는 절연특성을 갖는 중간재들; 및 세라믹 베이스에 대향하여 적층되는 절연특성을 갖는 세라믹 커버를 포함하는 적층형 세라믹 칩 부품이 개시된다.
일 실시예로, 각 소자모듈의 내부전극들은 서로 다른 방향으로 독립적으로 형성된 외부전극에 연결되어 다기능 소자를 구성하고, 다른 실시예로, 각 소자모듈의 내부전극들은 동일한 입력외부전극과 출력외부전극에 연결되어 복합기능소자를구성한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 일 실시예를 설명한다.
도 1은 본 고안에 따른 적층형 다기능 세라믹 칩 부품을 보여주는 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 다기능을 갖는 어레이형 칩 부품의 일 예를 보여주는 외관 사시도이다.
절연특성을 갖는 한 쌍의 세라믹 본체(10, 20)의 사이에는 절연특성을 갖는 중간재(60)가 상하영역을 구획한다.
하부영역에는 Y 방향으로 외부까지 연장되는 제 1 내부전극(140, 140a)이 서로 반대방향으로 형성되며, 서로 중첩되는 부분에 반도체 특성을 갖는 세라믹 필름(130)이 인쇄 개재되어 하나의 단위 소자모듈이 완성된다.
또한, 상부영역에는 X 방향으로 외부까지 연장되는 제 2 내부전극(40, 40a)이 서로 반대방향으로 형성되며, 서로 중첩되는 부분에 반도체 특성을 갖는 세라믹 필름(30)이 인쇄되어 개재되어 다른 하나의 단위 소자모듈이 완성된다.
세라믹 필름(30, 130)은 Mn3O4, NiO, Co3O4, Fe2O3, CuO, ZrO2, Al2O3, BaTiO3또는 ZnO와 같은 물질을 주성분으로 하여 조성 및 조성비율의 차이에 따라 써미스터 특성, 저항 특성, 비드 특성 또는 인덕터 특성과 같은 서로 다른 특성을 구비한다.
도 2를 참조하면, Y 방향으로 외부까지 연장되는 제 1 내부전극(140, 140a)은 외부전극(51, 51a)과 전기적으로 연결되며, X 방향으로 외부까지 연장되는 제 2 내부전극(40, 40a)은 외부전극(50, 50a)과 전기적으로 연결된다.
이 실시예에 따르면, 세라믹 필름(30, 130)에 각각 다른 반도체 특성을 갖는 세라믹 페이스트를 이용하여 인쇄하고, 절연특성을 갖는 중간재로 구획함으로써 상부와 하부영역에 각각 다른 독립적인 소자모듈을 구성할 수 있는 이점이 있다. 예를 들어, 하부영역에는 써미스터 특성을 갖는 소자를 구현하고, 상부영역에는 저항 특성을 갖는 소자를 구현하여 다기능의 칩 부품을 제작할 수 있다.
이 경우에 있어서, 내부의 세라믹 필름을 제외하고는 전체적으로 동일 조성의 절연특성을 갖는 세라믹 본체를 사용함으로써 종래와 같이 이종 시트간의 접합에 따른 수축률 차이에 의한 뒤틀림이나 변형, 기계적 강도의 약화를 원천적으로 방지할 수 있다.
이 실시예를 변형하면 다수개의 중간재를 적용하여 독립적인 기능을 갖는 소자들을 다층으로 구성할 수 있다.
한편, 절연특성을 갖는 세라믹 본체(20) 위에 외부까지 연장되는 내부전극(40, 40a, 140, 140a)과 세라믹 필름(30, 130)은 진공증착이나 스퍼터링과 같은 증착방법이나 인쇄방법을 이용할 수 있다.
물론 이와 같이 완성된 칩 부품은 소성공정이나 연마공정, 절단공정 및 외부전극 취부공정을 통하여 적층형 세라믹 다기능 칩 부품이 최종 완성되며, 이들 공정들은 잘 알려져 있기 때문에 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 고안에 따라 다기능을 갖는 어레이형 칩 부품의 일 예를 보여주는단면도 및 외관 사시도이다.
중간재(60, 61)에 의해 모두 3개의 영역으로 구획되며, 세라믹 필름(30, 31, 32)은 각각 서로 다른 특성을 갖는 물질로 이루어질 수 있다.
세라믹 필름(30)에 관련되는 내부전극들(40, 40a)은 외부전극(50, 50a)과 연결되며, 세라믹 필름(31, 32)에 관련되는 내부전극들(42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49)은 측면에 형성된 외부전극들(52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59)에 연결된다.
이와 같이 본 고안에 따르면, 하나의 세라믹 본체 내에 복합적인 기능을 갖는 다수개의 소자들을 구성할 수 있다.
즉, 절연재질의 중간재에 의해 복수개의 층으로 구획되며, 각각 독립된 두 가지의 기능을 갖는 3단자 SMD 칩 부품, 어레이 형태의 여러 가지 기능을 갖는 다기능 소자의 제조가 가능하다.
예를 들어, 온도보상형 수정발진자(TCXO)에 들어가는 온도 보상회로의 경우 저온영역에 저저항 NTC써미스터 1점, 캐피시터 1점 및 고정저항 1점과 고온영역에 고저항 NTC써미스터 1점, 캐패시터 1점, 고정저항 1점 등 총 6점의 칩 부품이 사용된다. 이를 본 고안에 의한 칩 부품에 적용한다면, 1개의 다기능 소자로 제조하거나 저온영역과 고온영역으로 나누어 2개의 다기능 또는 복합기능 소자로 제조할 수도 있으며, 써미스터 다기능 소자, 캐패시터 다기능 소자, 고정저항 다기능 소자의 3개의 칩으로 제조할 수도 있고, 써미스터 - 고정저항, 써미스터 - 캐패시터,고정저항 - 캐패시터, 써미스터 - 고정저항 - 캐패시터의 복합기능 소자를 제조하여 회로를 구성할 수도 있다.
본 고안에 의한 이들 소자들은 소형화 및 고신뢰성이 중요시되는 온도보상형 수정발진자 회로기판의 크기를 효과적으로 줄일 수 있으며 신뢰성의 향상도 기대된다.
이상에서는 본 고안에 따른 실시예를 중심으로 설명하였지만 당업자의 수준에서 다양한 변경을 가할 수 있다. 예를 들어, 복수개의 층으로 구획하여 서로 다른 세라믹 필름을 적용하며, 상기한 실시예와는 달리 외부전극이 양쪽으로만 형성되는 경우에는 전기적 신호를 동일하게 받고 동일하게 출력하기 때문에 복합기능소자로 정의될 수 있다.
따라서, 본 고안의 권리범위는 상기한 실시예들에 한정되어서는 안되며, 이하에 기재되는 실용신안등록청구범위에 의해 결정되어야 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 따르면 하나의 칩 부품에 다기능이나 복합기능을 갖는 복수개의 소자를 구현하는 경우에도 각 소자에 적합한 특성을 갖는 세라믹 필름을 제외하고는 전체적으로 동일 조성의 절연특성을 갖는 세라믹 본체를 사용함으로써 종래와 같이 이종 시트간의 접합에 따른 수축률 차이에 의한 뒤틀림이나 변형, 기계적 강도의 약화를 원천적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 고안에 따르면 외부로 노출되는 부분이 내화학 특성 및 절연 특성을 갖는 세라믹으로만 구성되어, 기존의 복합기능 소자 및 다기능 소자의 제조공정에서 문제시되었던 도금공정에서의 세라믹 본체의 부식문제 및 도금층이 세라믹 본체에 번지는 문제점을 효과적으로 방지할 수 있다.

Claims (3)

  1. 절연특성을 갖는 세라믹 베이스;
    상기 세라믹 베이스 위에 형성되며 타단이 외부까지 연장되는 제 1 내부전극과, 상기 세라믹 베이스 위에 형성되며 타단이 외부까지 연장되고 일단이 상기 제 1 내부전극의 일단과 중첩되는 제 2 내부전극 및 상기 제 1 및 제 2 내부전극의 일단 사이에 개재하도록 상기 세라믹 베이스 위에 인쇄되며 서로 다른 반도체 특성을 갖는 세라믹 필름으로 이루어지는 두 개 이상의 단위 소자모듈들;
    상기 단위 소자모듈들을 구획하는 절연특성을 갖는 중간재들; 및
    상기 세라믹 베이스에 대향하여 적층되는 절연특성을 갖는 세라믹 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 적층형 세라믹 칩 부품.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 각 단위소자모듈의 내부전극들은 서로 다른 방향으로 독립적으로 형성된 외부전극에 연결되는 것을 특징으로 하는 적층형 세라믹 칩 부품.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 각 단위소자모듈의 내부전극들은 동일한 입력외부전극과 출력외부전극에 연결되는 것을 특징으로 하는 적층형 세라믹 칩 부품.
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