적층 세라믹 콘덴서의 3D 해석

https://www.ube.co.jp/usal/documents/m253_121.htm

https://www.ube.co.jp/usal/documents/m253_121.htm

 

 

칩형 적층 세라믹 콘덴서는 전자기기에 많이 사용되고 있어 소형·경량화에 크게 기여하고 있습니다.그 내부는 유전체층과 전극층이 다층 적층된 구조로 되어 있습니다.이번에 FIB-SEM 토모그래피를 통해 세라믹 콘덴서의 내부 구조를 3D 해석했습니다.

단면 SEM 상을 그림 1에 나타냅니다.유전체층과 전극층이 번갈아 적층되어 있습니다.또한 전극층 곳곳에 공극이 인정됩니다.FIB-SEM 토모그래피에 의해 얻어진 3차원 재구성상에 대해서 유전체, 전극, 공극을 각각 세그멘테이션(영역 분할)한 데이터를 그림 2에 나타냅니다.유전체를 백색 투명, 전극을 주황색, 공극을 하늘색으로 표시하고 있습니다.공극은 유전체층 중에서도 인정되지만, 대부분은 전극층에 존재하고 있습니다.

전극의 면적은 콘덴서의 정전 용량에 영향을 미칠 것으로 생각됩니다.관찰된 7층의 전극층에 대해서, 공극을 제외한 유효한 면적(전극의 유효 면적)과 전극층 사이에서 서로 대향하는 면적(전극층간 유효 면적)을 정의하고(그림 3), 그 비율을 구했습니다(그림 4).전극의 유효 면적은 80% 미만이지만 전극 층간 유효 면적에 대해서는 공극의 영향으로 60% 정도가 되는 것을 알 수 있습니다.

이상과 같이 3D 해석을 통해 특성에 영향을 줄 수 있는 구조를 수치적으로 평가할 수 있습니다.