Abstract
With the miniaturization and digitalization of electronics industry, demand for Multi-Layer Ceramic Capacitor(MLCC) has increased steadily because of its various applications such as DC Blocking, Decoupling and Filtering etc. The modeling techniques of MLCC has been studied for a long time but most of these modeling method can only be applied after measurement and this has some losses of material, time in both production stage and measurement stage. This paper proposes the modeling method which can predict the frequency characteristics of MLCC from structure data and material data in design stage. The impedance of N-Layer Capacitor can be expressed in differential mathematical form based on coupled transmission line equations. By using this formula, we can predict the impedance of MLCC. As a result, proposed modeling is correspond with simulation, and it takes much less time to obtain the result than the simulation.
전자 산업에서의 소형화와 디지털화에 따라 적층 세라믹 커패시터(Multi-Layer Ceramic Capacitors: MLCC) 또한 DC Blocking, 디커플링, 필터링 등의 기능이 이에 부응하여 그 수요가 꾸준히 증가해왔다. 이에 따라 MLCC의 등가회로를 모델링하는 기법이 많이 연구되었는데, 지금까지의 연구를 살펴보면 대부분이 소자의 주파수 특성을 측정한 후, 그 결과를 바탕으로 소자를 모델링하므로 제작 과정과 측정 과정에서 물질적, 시간적 손실을 수반한다. 이를 해결하기 위한 방법으로 본 논문에서는 구조 정보와 물질 정보로부터 설계단계에서 MLCC의 임피던스 특성을 예측할 수 있는 모델링 방법을 제시한다. 미분 방정식으로 표현되는 결합 전송선로 방정식으로부터 임의의 N개 층을 가지는 다층 평판 커패시터(N-Layer Capacitor)의 임피던스를 구조 정보와 물질 정보의 수식으로 표현할 수 있음을 보였다. 이렇게 정의된 임피던스 수식으로부터 임의의 구조 정보와 물질 정보를 가지는 MLCC의 임피던스를 예측하였으며, EM 시뮬레이션 결과와 비교하였다. 그 결과, 제시한 임피던스 예측 모델링 결과와 측정 결과가 잘 일치하였고, EM 시뮬레이션보다 훨씬 빠르게 예측 결과를 얻을 수 있음을 보였다.
