JP2022081390A - 積層型電子部品 - Google Patents
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Abstract
【課題】内部電極の信頼性、高温負荷信頼性、及び耐湿信頼性を向上させ、信頼性の高い小型、高容量の積層型電子部品を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態に係る積層型電子部品は、誘電体層、及び上記誘電体層を間に挟んで交互に積層される内部電極を含む本体と、上記本体に配置されて上記内部電極と連結される外部電極と、を含み、上記内部電極はＣｕ及びＮｉを含み、上記内部電極は、上記誘電体層との界面から５ｎｍの深さ領域でのＣｕ／Ｎｉ（重量比）のＣＶ値（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）が２５．０％以下である。【選択図】図２
Description
本発明は、積層型電子部品に関するものである。
積層型電子部品のうちの一つである積層型セラミックキャパシタ（ＭＬＣＣ：Ｍｕｌｔｉ－Ｌａｙｅｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｃａｐａｃｉｔｏｒ）は、液晶表示装置（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）及びプラズマ表示装置パネル（ＰＤＰ：Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）などの映像機器、コンピュータ、スマートフォン、及び携帯電話などの様々な電子製品のプリント回路基板に装着されて電気を充電又は放電させる役割を果たすチップ形態のコンデンサである。
かかる積層型セラミックキャパシタは、小型でありながら高容量が保障され、実装が容易であるという利点により、様々な電子装置の部品として用いられることができる。最近、電子装置の部品が小型化するにつれて、積層型セラミックキャパシタの小型化及び高容量化に対する要求が増加しつつある。
積層型セラミックキャパシタの小型化及び高容量化のためには、内部電極及び誘電体層の厚さを薄く形成することができる技術が必要である。
しかし、内部電極及び誘電体層の薄層化に伴い、高温負荷信頼性、耐湿信頼性などが劣化するという問題点がある。したがって、内部電極及び誘電体層が薄層化しながらも、高温負荷信頼性、耐湿信頼性などを優秀に確保することができる方案が必要である。
本発明のいくつかの目的のうちの一つは、内部電極の信頼性を向上させることである。
本発明のいくつかの目的のうちの一つは、内部電極の高温負荷信頼性を向上させることである。
本発明のいくつかの目的のうちの一つは、内部電極の耐湿信頼性を向上させることである。
本発明のいくつかの目的のうちの一つは、信頼性の高い小型、高容量の積層型電子部品を提供することである。
但し、本発明の目的は、上述した内容に限定されず、本発明の具体的な実施形態を説明する過程でより容易に理解されることができる。
本発明の一実施形態に係る積層型電子部品は、誘電体層、及び上記誘電体層を間に挟んで交互に積層される内部電極を含む本体と、上記本体に配置されて上記内部電極と連結される外部電極と、を含み、上記内部電極は、上記誘電体層との界面から５ｎｍの深さ領域でのＣｕ／Ｎｉ（重量比）のＣＶ値（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）が２５．０％以下である。
本発明のいくつかの効果のうちの一つは、積層型電子部品の信頼性を向上させることができる。
但し、本発明の多様でありながらも有意義な利点及び効果は、上述した内容に限定されず、本発明の具体的な実施形態を説明する過程でより容易に理解されることができる。
以下、具体的な実施形態及び添付された図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。しかし、本発明の実施形態は、いくつかの他の形態に変形することができ、本発明の範囲が以下説明する実施形態に限定されるものではない。また、本発明の実施形態は、通常の技術者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために拡大縮小表示（又は強調表示や簡略化表示）がされることがあり、図面上の同一の符号で示される要素は同一の要素である。
尚、図面において本発明を明確に説明するために説明と関係ない部分は省略し、複数の層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示しており、同一の思想の範囲内の機能が同一の構成要素は、同一の参照符号を用いて説明することができる。さらに、明細書全体において、ある構成要素を「含む」というのは、特に反対される記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
図面において、Ｘ方向は第２方向、Ｌ方向又は長さ方向、Ｙ方向は第３方向、Ｗ方向又は幅方向、Ｚ方向は第１方向、積層方向、Ｔ方向又は厚さ方向と定義することができる。
［積層型電子部品］
図１は、本発明の一実施形態に係る積層型電子部品の斜視図を概略的に示すものであり、図２は、図１のＩ－Ｉ'線に沿った断面図を概略的に示すものであり、図３は、図１のＩＩ－ＩＩ'線に沿った断面図を概略的に示すものであり、図４は、本発明の一実施形態に係る誘電体層及び内部電極が積層された本体を分解して概略的に示す分解斜視図であり、図５は、図２のＫ領域を拡大して示す図面である。
図１は、本発明の一実施形態に係る積層型電子部品の斜視図を概略的に示すものであり、図２は、図１のＩ－Ｉ'線に沿った断面図を概略的に示すものであり、図３は、図１のＩＩ－ＩＩ'線に沿った断面図を概略的に示すものであり、図４は、本発明の一実施形態に係る誘電体層及び内部電極が積層された本体を分解して概略的に示す分解斜視図であり、図５は、図２のＫ領域を拡大して示す図面である。
以下、図１～図５を参照して、本発明の一実施形態に係る積層型電子部品について詳細に説明する。
本発明の一実施形態に係る積層型電子部品１００は、誘電体層１１１、及び上記誘電体層と交互に配置される内部電極１２１、１２２を含む本体１１０と、上記本体に配置されて上記内部電極と連結される外部電極１３１、１３２と、を含み、上記内部電極は、上記誘電体層との界面から５ｎｍの深さ領域でのＣｕ／Ｎｉ（重量比）のＣＶ値（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）が２５．０％以下である。
本体１１０は、誘電体層１１１及び内部電極１２１、１２２が交互に積層されている。
本体１１０の具体的な形状に特に制限はないが、図面に示すように、本体１１０は、六面体形状やこれと類似した形状からなることができる。焼成過程で本体１１０に含まれるセラミック粉末の収縮により、本体１１０は、完全な直線を有する六面体形状ではないが、実質的に六面体形状を有することができる。
本体１１０は、厚さ方向（Ｚ方向）に互いに対向する第１及び第２面１、２、上記第１及び第２面１、２と連結され、幅方向（Ｙ方向）に互いに対向する第３及び第４面３、４、第１及び第２面１、２と連結され、第３及び第４面３、４と連結され、且つ長さ方向（Ｘ方向）に互いに対向する第５及び第６面５、６を有することができる。
本体１１０を形成する複数の誘電体層１１１は、焼成された状態であって、隣接する誘電体層１１１間の境界は、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を利用せずには確認しにくいほど一体化することができる。
本発明の一実施形態によると、上記誘電体層１１１を形成する原料は、十分な静電容量を得ることができる限り特に制限されない。例えば、チタン酸バリウム系材料、鉛複合ペロブスカイト系材料またはチタン酸ストロンチウム系材料などを用いることができる。上記チタン酸バリウム系材料は、ＢａＴｉＯ３系セラミック粉末を含むことができ、上記セラミック粉末は、一例として、ＢａＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３にＣａ（カルシウム）、Ｚｒ（ジルコニウム）などが一部固溶された（Ｂａ１－ｘＣａｘ）ＴｉＯ３、Ｂａ（Ｔｉ１－ｙＣａｙ）Ｏ３、（Ｂａ１－ｘＣａｘ）（Ｔｉ１－ｙＺｒｙ）Ｏ３またはＢａ（Ｔｉ１－ｙＺｒｙ）Ｏ３などが挙げられることができる。
上記誘電体層１１１を形成する材料は、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）などの粉末に、本発明の目的に応じて、様々なセラミック添加剤、有機溶剤、可塑剤、結合剤、分散剤などが添加されることができる。
一方、誘電体層１１１の厚さｔｄは、特に限定する必要はない。
但し、一般的に誘電体層を厚さ０．６μｍ未満に薄く形成する場合、特に誘電体層の厚さが０．４１μｍ以下の場合には、耐湿信頼性が低下するおそれがある。
後述するように、本発明の一実施形態によって誘電体層と内部電極の界面でＣｕが均一に分布されていると、誘電体層及び内部電極が非常に薄い場合にも、効果的に信頼性を向上させることができるため、誘電体層の厚さが０．４１μｍ以下の場合にも、十分な信頼性を確保することができる。
すなわち、誘電体層１１１の厚さが０．４１μｍ以下の場合に、本発明に係る信頼性向上の効果がより顕著になることができる。
上記誘電体層１１１の厚さｔｄは、上記第１及び第２内部電極１２１、１２２の間に配置される誘電体層１１１の平均厚さを意味することができる。
上記誘電体層１１１の平均厚さは、本体１１０の長さ及び厚さ方向（Ｌ－Ｔ）の断面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）でイメージをスキャンして測定することができる。
例えば、本体１１０の幅方向の中央部で切断した長さ及び厚さ方向（Ｌ－Ｔ）の断面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）でスキャンしたイメージから抽出された任意の誘電体層に対して長さ方向に等間隔である３０個の地点でその厚さを測定して平均値を測定することができる。
上記等間隔である３０個の地点で測定した厚さは、第１及び第２内部電極１２１、１２２が互いに重なる領域を意味する容量形成部Ａで測定することができる。
本体１１０は、本体１１０の内部に配置され、誘電体層１１１を間に挟んで互いに対向するように配置される第１内部電極１２１及び第２内部電極１２２を含んで容量が形成される容量形成部Ａと、上記容量形成部Ａの上部及び下部に形成されたカバー部１１２、１１３と、を含むことができる。
また、上記容量形成部Ａは、キャパシタの容量形成に寄与する部分であって、誘電体層１１１を間に挟んで複数の第１及び第２内部電極１２１、１２２を繰り返し積層することで形成することができる。
上記上部カバー部１１２及び下部カバー部１１３は、単一の誘電体層または２つ以上の誘電体層を容量形成部Ａの上下面にそれぞれ厚さ方向に積層して形成することができ、基本的に物理的または化学的ストレスによる内部電極の損傷を防止する役割を果たすことができる。
上記上部カバー部１１２及び下部カバー部１１３は、内部電極を含まず、誘電体層１１１と同一の材料を含むことができる。
すなわち、上記上部カバー部１１２及び下部カバー部１１３は、セラミック材料を含むことができ、例えば、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）系セラミック材料を含むことができる。
一方、カバー部１１２、１１３の厚さは、特に限定する必要はない。但し、積層型電子部品の小型化及び高容量化をより容易に達成するためにカバー部１１２、１１３の厚さｔｐは２０μｍ以下であることができる。
また、上記容量形成部Ａの側面には、マージン部１１４、１１５が配置されることができる。
マージン部１１４、１１５は、本体１１０の第６面６に配置されたマージン部１１４と第５面５に配置されたマージン部１１５を含むことができる。すなわち、マージン部１１４、１１５は、上記セラミック本体１１０の幅方向の両側面に配置されることができる。
マージン部１１４、１１５は、図３に示すように、上記本体１１０を幅－厚さ（Ｗ－Ｔ）方向に切断した断面において、第１及び第２内部電極１２１、１２２の両先端と本体１１０の境界面の間の領域を意味することができる。
マージン部１１４、１１５は、基本的に物理的または化学的ストレスによる内部電極の損傷を防止する役割を果たすことができる。
マージン部１１４、１１５は、セラミックグリーンシート上にマージン部が形成されるところを除いて導電性ペーストを塗布し、内部電極を形成することで形成されたものであることができる。
また、内部電極１２１、１２２による段差を抑制するために、積層後の内部電極が本体の第５及び第６面５、６に露出するように切断した後、単一の誘電体層または２つ以上の誘電体層を容量形成部Ａの両側面に幅方向に積層してマージン部１１４、１１５を形成することもできる。
内部電極１２１、１２２は、誘電体層１１１と交互に積層される。
内部電極１２１、１２２は、第１及び第２内部電極１２１、１２２を含むことができる。第１及び第２内部電極１２１、１２２は、本体１１０を構成する誘電体層１１１を間に挟んで互いに対向するように交互に配置され、本体１１０の第３及び第４面３、４にそれぞれ露出することができる。
図２を参照すると、第１内部電極１２１は、第４面４と離隔され、第３面３を介して露出し、第２内部電極１２２は、第３面３と離隔され、第４面４を介して露出することができる。
このとき、第１及び第２内部電極１２１、１２２は、中間に配置された誘電体層１１１によって互いに電気的に分離されることができる。
図４を参照すると、本体１１０は、第１内部電極１２１が印刷されたセラミックグリーンシートと第２内部電極１２２が印刷されたセラミックグリーンシートを交互に積層した後、焼成して形成することができる。
本発明の内部電極１２１、１２２は、誘電体層との界面から５ｎｍの深さ領域でのＣｕ／Ｎｉ（重量比）のＣＶ値（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）が２５．０％以下であってもよい。
Ｎｉの仕事関数（ｗｏｒｋ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）は、約５．０４～５．３５であり、Ｃｕの仕事関数（ｗｏｒｋ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）は、約４．５３～５．１０である。したがって、Ｎｉ－Ｃｕ合金（ａｌｌｏｙ）でＣｕ含有量が増加するにつれて仕事関数が低くなる傾向にある。
内部電極及び誘電体層の界面でＣｕ含有量が不均一に分布される場合、仕事関数が不均一になるにつれて、信頼性が低下するおそれがある。これは、Ｃｕ含有量が比較的に高い位置からの仕事関数（ｗｏｒｋ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）が低くなり、電流が流れる可能性が高くなるためである。Ｃｕが内部電極内に均一に分布されるほど信頼性が向上することができ、特に誘電体層と内部電極の界面でＣｕが均一に分布されている時に信頼性が向上する。
本発明の一実施形態によると、誘電体層１１１との界面から５ｎｍの深さ領域でのＣｕ／Ｎｉ（重量比）のＣＶ値（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）を２５．０％以下に制御することで、内部電極１２１、１２２と誘電体層１１１の界面でＣｕ含有量を均一に分布させることができ、これによって信頼性を向上させることができる。
誘電体層１１１との界面から５ｎｍの深さ領域でのＣｕ／Ｎｉ（重量比）のＣＶ値（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）が２５．０％を超える場合には、高温負荷信頼性及び耐湿信頼性が劣位になることがある。
したがって、内部電極１２１、１２２は、誘電体層１１１との界面から５ｎｍの深さ領域でのＣｕ／Ｎｉ（重量比）のＣＶ値（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）が２５．０％以下であることが好ましい。
但し、耐湿信頼性をより向上させるために、内部電極１２１、１２２は、誘電体層との界面から５ｎｍの深さ領域でのＣｕ／Ｎｉ（重量比）のＣＶ値（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）が９．２％以下であってもよい。
ＣＶ値（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ、変動係数）とは、標準偏差を平均値に対する百分率で表したものを意味する。
内部電極１２１、１２２における誘電体層との界面から５ｎｍの深さ領域でのＣｕ／Ｎｉ（重量比）の平均値をｘ１、内部電極１２１、１２２における誘電体層との界面から５ｎｍの深さ領域でのＣｕ／Ｎｉ（重量比）の標準偏差をｓ１とすると、Ｃｕ／Ｎｉ（重量比）のＣＶ値はｓ１／ｘ１＊１００（％）である。
図２及び図５を参照すると、本体１１０の幅方向の中央部で切断した長さ及び厚さ方向（Ｌ－Ｔ）の断面において、長さ及び厚さ方向の中央に位置した一つの内部電極に対し、内部電極及び誘電体層の上下界面の領域から内部電極側に５ｎｍ入った１０個のポイント（ｐ１～ｐ１０）の定量分析をＥＤＳ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ－ｒａｙ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）を用いて実施し、それぞれのＣｕ／Ｎｉ（重量比）値を求める。その後、上記１０個のＣｕ／Ｎｉ（重量比）値に対する平均ｘ１及び標準偏差ｓ１を求めてＣｕ／Ｎｉ（重量比）のＣＶ値を求めることができる。
一方、Ｃｕ／Ｎｉ（重量比）のＣＶ値を制御する方法は、特に制限する必要はない。例えば、内部電極用の導電性ペーストに含まれた導電性粉末の粒径、焼成条件などを調節して制御することができる。
具体的な例を挙げると、内部電極用の導電性ペーストに含まれたＣｕ粉末の平均サイズを１２０ｎｍ以下に制御することで、Ｃｕ／Ｎｉ（重量比）のＣＶ値（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）を２５．０％以下に制御することができる。
また、内部電極用の導電性ペーストに含まれたＣｕ粉末の平均サイズを５０ｎｍ以下に制御することで、Ｃｕ／Ｎｉ（重量比）のＣＶ値（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）を９．２％以下に制御することができる。
一方、内部電極に含まれたＣｕ含有量は、特に制限はないが、０．４～６．０ｗｔ％であることが好ましい。
Ｃｕ含有量が０．４ｗｔ％未満の場合には、信頼性向上の効果が不十分である可能性があり、６．０ｗｔ％を超える場合には、Ｃｕを内部電極内に均一に分布させても信頼性が低下するおそれがある。
本発明の一実施形態によると、内部電極１２１、１２２に含まれたＮｉ及びＣｕは、Ｎｉ－Ｃｕ合金の形で含まれることができる。
Ｎｉ及びＣｕがＮｉ－Ｃｕ合金の形で含まれることによって、Ｃｕ添加による効果を向上させることができ、内部電極に含まれたＣｕを内部電極内に均一に分布させることができる。
一方、内部電極１２１、１２２の厚さｔｅは、特に限定する必要はない。
但し、一般的に内部電極１２１、１２２を厚さ０．６μｍ未満に薄く形成する場合、特に内部電極１２１、１２２の厚さが０．４１μｍ以下の場合には、耐湿信頼性が低下するおそれがある。
上述のとおり、本発明の一実施形態によって誘電体層と内部電極の界面でＣｕが均一に分布されていると、誘電体層及び内部電極が非常に薄い場合にも、効果的に信頼性を向上させることができるため、内部電極１２１、１２２の厚さが０．４１μｍ以下の場合にも、十分な耐湿信頼性を確保することができる。
したがって、内部電極１２１、１２２の厚さが０．４１μｍ以下の場合に、本発明に係る信頼性向上の効果がより顕著になることができ、キャパシタ部品の小型化及び高容量化をより容易に達成することができる。
上記内部電極１２１、１２２の厚さｔｅは、内部電極１２１、１２２の平均厚さを意味することができる。
上記内部電極１２１、１２２の平均厚さは、本体１１０の長さ及び厚さ方向（Ｌ－Ｔ）の断面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）でイメージをスキャンして測定することができる。
例えば、本体１１０の幅（Ｗ）方向の中央部で切断した長さ及び厚さ方向（Ｌ－Ｔ）の断面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）でスキャンしたイメージから抽出された任意の第１及び第２内部電極１２１、１２２に対して長さ方向に等間隔である３０個の地点でその厚さを測定して平均値を測定することができる。
外部電極１３１、１３２は本体１１０に配置されて内部電極１２１、１２２と連結される。
図２に示された形態のように、本体１１０の第３及び第４面３、４にそれぞれ配置され、第１及び第２内部電極１２１、１２２と、それぞれ連結された第１及び第２外部電極１３１、１３２を含むことができる。
本実施形態では、積層型電子部品１００が２つの外部電極１３１、１３２を有する構造を説明しているが、外部電極１３１、１３２の個数や形状などは、内部電極１２１、１２２の形や他の目的によって変わることができる。
一方、外部電極１３１、１３２は、金属などのように電気導電性を有するものであればいかなる物質を用いて形成されてもよく、電気的特性や構造的安定性などを考慮して具体的な物質が決定されることができ、さらに多層構造を有することができる。
例えば、外部電極１３１、１３２は、本体１１０に配置される電極層１３１ａ、１３２ａ及び電極層１３１ａ、１３２ａ上に形成されためっき層１３１ｂ、１３２ｂを含むことができる。
電極層１３１ａ、１３２ａについての具体的な例を挙げると、電極層１３１ａ、１３２ａは、導電性金属及びガラスを含む焼成電極であるか、導電性金属及び樹脂を含む樹脂系電極であることができる。
また、電極層１３１ａ、１３２ａは、本体上に焼成電極及び樹脂系電極が順次形成された形態であることができる。また、電極層１３１ａ、１３２ａは、本体上に導電性金属を含むシートを転写する方式で形成されるか、焼成電極上に導電性金属を含むシートを転写する方式で形成されたものであることができる。
電極層１３１ａ、１３２ａに含まれる導電性金属としては電気導電性に優れた材料を用いることができるが、特に限定しない。例えば、導電性金属は、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、及びこれらの合金のうちの１つ以上であることができる。
めっき層１３１ｂ、１３２ｂは、実装特性を向上させる役割を果たす。めっき層１３１ｂ、１３２ｂの種類は特に限定せず、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｄ、及びこれらの合金のうちの１つ以上を含むめっき層であることができ、複数の層で形成されることができる。
めっき層１３１ｂ、１３２ｂについての具体的な例を挙げると、めっき層１３１ｂ、１３２ｂは、Ｎｉめっき層またはＳｎめっき層であることができ、電極層１３１ａ、１３２ａ上にＮｉめっき層及びＳｎめっき層が順次形成された形態であることができ、Ｓｎめっき層、Ｎｉめっき層及びＳｎめっき層が順次形成された形態であることができる。また、めっき層１３１ｂ、１３２ｂは、複数のＮｉめっき層及び／または複数のＳｎめっき層を含むこともできる。また、めっき層１３１ｂ、１３２ｂは、電極層１３１ａ、１３２ａ上にＮｉめっき層及びＰｄめっき層が順次形成された形態であることができる。
積層型電子部品１００のサイズは、特に限定する必要はない。
但し、小型化及び高容量化を同時に達成するためには、誘電体層及び内部電極の厚さを薄くして積層数を増加させる必要があるため、０４０２（長さ×幅、０．４ｍｍ×０．２ｍｍ）以下のサイズを有する積層型電子部品において、本発明に係る信頼性向上の効果がより顕著になることができる。
したがって、製造誤差、外部電極サイズなどを考慮すると、積層型電子部品の長さが０．４４ｍｍ以下であり、幅が０．２２ｍｍ以下である場合、本発明に係る信頼性向上の効果がより顕著になることができる。
以下、本発明の一実施形態に係る積層型電子部品１００の製造方法を説明する。
まず、複数のセラミックグリーンシートを用意する。
上記セラミックグリーンシートは、本体１１０の誘電体層１１１を形成するためのものであって、セラミック粉末、ポリマー、及び溶剤を混合してスラリーを製造し、上記スラリーをドクターブレードなどの工法によって所定の厚さを有するシート（ｓｈｅｅｔ）状に製作することができる。
以後、上記それぞれのセラミックグリーンシートの少なくとも一面に所定の厚さで内部電極用の導電性ペーストを印刷して内部電極を形成する。
上記内部電極用の導電性ペーストは、Ｎｉ粉末及びＣｕ粉末を含む。
このとき、上記Ｃｕ粉末の平均サイズは１２０ｎｍ以下であってもよい。Ｃｕ粉末の平均サイズを１２０ｎｍ以下に制御することで、内部電極における誘電体層との界面から５ｎｍの深さ領域でのＣｕ／Ｎｉ（重量比）のＣＶ値（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）を２５．０％以下に制御することができる。
また、上記Ｃｕ粉末の平均サイズは、５０ｎｍ以下であってもよい。Ｃｕ粉末の平均サイズを５０ｎｍ以下に制御することで、内部電極における誘電体層との界面から５ｎｍの深さ領域でのＣｕ／Ｎｉ（重量比）のＣＶ値（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）を９．２％以下に制御することができる。
内部電極用の導電性ペーストの印刷方法は、スクリーン印刷法またはグラビア印刷法などを使用することができる。
図４を参照すると、第１内部電極１２１が印刷されたセラミックグリーンシートと第２内部電極１２２が印刷されたセラミックグリーンシートを交互に積層し、積層方向から加圧して積層された複数のセラミックグリーンシートとセラミックグリーンシート上に形成された内部電極を互いに圧着させて積層体を構成することができる。
また、積層体の上下には、少なくとも１つ以上のセラミックグリーンシートを積層してカバー部１１２、１１３を形成することができる。
カバー部１１２、１１３は、積層体の内部に位置した誘電体層１１１と同一組成からなることができ、内部電極を含まないという点で、誘電体層１１１との差異を有する。
以後、上記積層体を１つのキャパシタに対応する領域ごとに切断してチップ化した後、高温で焼成して本体１１０を完成する。
この後、本体１１０の両側面に露出した第１及び第２内部電極の露出部分を覆って第１及び第２内部電極と電気的に連結できるように、第１及び第２外部電極１３１、１３２を形成することができる。
このとき、第１及び第２外部電極１３１、１３２の表面には、必要に応じてニッケルまたはスズなどでめっき処理を行うことができる。
［実施例］
Ｎｉ粉末１００ｗｔ％を基準に、下記表１の平均サイズを有するＣｕ粉末を６．０ｗｔ％添加した内部電極用の導電性ペーストを用いて、内部電極を形成したサンプルチップを用意した。
Ｎｉ粉末１００ｗｔ％を基準に、下記表１の平均サイズを有するＣｕ粉末を６．０ｗｔ％添加した内部電極用の導電性ペーストを用いて、内部電極を形成したサンプルチップを用意した。
内部電極における誘電体層との界面から５ｎｍの深さ領域でのＣｕ／Ｎｉ（重量比）のＣＶ値を測定し、高温負荷信頼性及び耐湿信頼性を評価した。
ＣＶ値は本体１１０の幅方向の中央部で切断した長さ及び厚さ方向（Ｌ－Ｔ）の断面において、長さ及び厚さ方向の中央に位置した一つの内部電極に対し、内部電極及び誘電体層の上下界面の領域から内部電極側に５ｎｍ入った１０個のポイント（ｐ１～ｐ１０）の定量分析をＥＤＳ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ－ｒａｙ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）を用いて実施し、それぞれのＣｕ／Ｎｉ（重量比）値を求め、上記１０個のＣｕ／Ｎｉ（重量比）値に対する平均ｘ１及び標準偏差ｓ１を求めてＣｕ／Ｎｉ（重量比）のＣＶ値（＝ｓ１／ｘ１＊１００（％））を計算した。
高温負荷信頼性は、各試験番号当たり４００個のサンプルに対して１２５℃、８Ｖの条件で高温負荷試験を実施し、ＭＴＴＦ（平均故障時間、Ｍｅａｎ Ｔｉｍｅ Ｔｏ Ｆａｉｌｕｒｅ）を測定した。このとき、絶縁抵抗が１０ＫΩ以下となった時間を故障時間とした。
耐湿信頼性は、各試験番号当たり４００個のサンプルについて、温度８５℃、相対湿度８５％で８Ｖの電圧を６０時間印加したとき、４００個のサンプルのうち絶縁抵抗値が初期の数値に対して１／１０以下に低下したサンプルを不良と評価し、不良サンプルの個数の百分率を記載した。
ＣＶ値が２５．０％超過の試験番号７～９の場合、ＭＴＴＦが短く、耐湿不良率も高いことが確認できる。
一方、ＣＶ値が２５．０％以下の試験番号１～６の場合、高温信頼性及び耐湿信頼性に優れていることが確認できる。
また、ＣＶ値は９．２％以下の試験番号１～３の場合、耐湿不良が非常に低く、耐湿信頼性が非常に優れていることが確認できる。
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、上述の実施形態及び添付の図面によって限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲によって限定される。したがって、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で、当技術分野における通常の知識を有する者によって多様な形態の置換、変形、及び変更が可能であり、これも本発明の範囲に属するといえる。
１００ 積層型電子部品
１１０ 本体
１１１ 誘電体層
１１２、１１３ カバー部
１１４、１１５ マージン部
１２１、１２２ 内部電極
１３１、１３２ 外部電極
１３１ａ 電極層
１３２ｂ めっき層
１１０ 本体
１１１ 誘電体層
１１２、１１３ カバー部
１１４、１１５ マージン部
１２１、１２２ 内部電極
１３１、１３２ 外部電極
１３１ａ 電極層
１３２ｂ めっき層
Claims (9)
- 誘電体層、及び前記誘電体層を間に挟んで交互に積層される内部電極を含む本体と、
前記本体に配置されて前記内部電極と連結される外部電極と、を備え、
前記内部電極はＣｕ及びＮｉを含み、
前記内部電極は、前記誘電体層との界面から５ｎｍの深さ領域でのＣｕ／Ｎｉ（重量比）のＣＶ値（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）が２５．０％以下である、積層型電子部品。 - 前記ＣＶ値が９．２％以下である、請求項１に記載の積層型電子部品。
- 前記内部電極は、Ｎｉ粉末及びＣｕ粉末を含む内部電極用の導電性ペーストを用いて形成され、
前記Ｃｕ粉末の平均サイズが１２０ｎｍ以下である、請求項１または２に記載の積層型電子部品。 - 前記Ｃｕ粉末の平均サイズが５０ｎｍ以下である、請求項３に記載の積層型電子部品。
- 前記内部電極のＣｕ含有量は０．４～６．０ｗｔ％である、請求項１から４のいずれか一項に記載の積層型電子部品。
- 前記Ｎｉ及び前記Ｃｕは、Ｎｉ－Ｃｕ合金の形で含まれる、請求項１から５のいずれか一項に記載の積層型電子部品。
- 前記内部電極の平均厚さは０．４１μｍ以下である、請求項１から６のいずれか一項に記載の積層型電子部品。
- 前記誘電体層の平均厚さは０．４１μｍ以下である、請求項１から７のいずれか一項に記載の積層型電子部品。
- 前記積層型電子部品の長さは０．４４ｍｍ以下であり、幅は０．２２ｍｍ以下である、請求項１から８のいずれか一項に記載の積層型電子部品。
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