'적층형 전자 부품' 특허 공개…전극·보호층 설계 방식 개선
실제 시험서 보호 성능 확인…양산 적용까지 경제성 검토 필요
삼성전기(1,122,000원 ▼23,000 -2.01%)가 적층세라믹콘덴서(MLCC)의 고용량화 과정에서 발생하는 품질 저하 문제를 줄이기 위한 새로운 설계 기술을 개발했다. 내부 전극의 변형과 보호층의 균열·습기 침투 위험을 낮춰 제품 신뢰성을 높이는 기술로 고부가 MLCC의 기술 경쟁력을 강화하려는 움직임으로 해석된다.
23일 특허정보검색서비스 키프리스(KIPRIS)에 따르면 삼성전기가 최근 공개한 '적층형 전자 부품' 특허에는 MLCC 내부 전극의 변형과 보호층 균열 위험을 줄이는 기술이 담겼다. 내부 전극을 적층체 측면까지 연장하고 적층체를 하나의 유전체 시트로 감싸 구조적 신뢰성을 높이는 설계다.
MLCC는 내부 전극과 유전체층을 번갈아 쌓아 전기를 저장하는 부품이다. 용량을 높이려면 층을 얇게 만들고 적층 수를 늘려야 한다. 하지만 전극이나 유전체층의 평균 두께가 0.35㎛(마이크로미터) 이하로 줄어들면 기계적 강도와 습기에 견디는 성능이 떨어질 수 있다. 특히 기존 구조에서는 유전체층을 전극보다 넓게 형성하면서 생기는 단차로 전극이 휘고 별도 부착한 보호 시트 접합면에 응력이 집중돼 균열과 습기 침투가 발생할 우려가 있었다.
삼성전기는 이번 특허에서 전극 끝을 적층체 측면까지 이어 단차를 줄였다. 또 하나의 유전체 시트로 적층체 네 면을 감싸 응력을 분산하도록 설계한 것이다. 보호층의 얇은 영역은 최대 두께의 90% 이하로 두되 일부 형태에서는 80~90% 범위로 조정했다. 지나치게 얇아지면 제품 대칭성이 떨어져 품질 균일성이 저하될 수 있다는 점을 고려했다는 것이 삼성전기 측 설명이다.
소재 특성도 구분했다. 내부 유전체층에는 상대적으로 큰 결정립을 적용해 유전율을 확보하고 외부 보호층에는 작은 결정립을 적용해 기계적 강도를 높였다. 삼성전기는 실제 시험에서 보호층 구조 변경에 따른 습기 침투 감소 효과를 확인했다. 다만 현재 확인된 개선 효과는 내습성에 집중돼 있으며 내부 균열 감소 등 추가 효과는 향후 검토가 필요한 단계로 전해졌다.
이 같은 설계는 삼성전기가 확대하는 고부가 MLCC 사업과 연결된다. AI(인공지능) 서버용 MLCC는 고온·고전압 환경에서 장시간 작동해야 해 용량뿐 아니라 절연 성능과 내습 신뢰성이 중요하다. 삼성전기는 이달 글로벌 대형 기업과 2856억 원 규모의 AI 서버용 MLCC 공급계약을 체결했다.
다만 이번 기술의 구체적인 양산 계획이나 적용 시점은 정해지지 않은 것으로 파악됐다. 특허에 제시된 제조 방식을 실제 생산에 적용하려면 기존 라인의 공정 변경과 추가 비용이 수반되는 만큼, 투자 부담 대비 품질 개선 효과 등 상용화 경제성을 검토하는 과정이 필요하다.
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업계 관계자는 "이번 특허는 기술적 제약으로 꼽히던 내습성과 구조적 결함을 구조 설계 단계에서 극복하려는 시도라는 점에서 의미가 있다"며 "향후 상용화까지는 수율 검증과 경제성 평가가 핵심 변수가 될 것"이라고 말했다.
