特開 2022-104550 積層型キャパシタ及びその実装基板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022104550

(43)【公開日】2022-07-08

(54)【発明の名称】積層型キャパシタ及びその実装基板

(51)【国際特許分類】

   H01G 4/30 20060101AFI20220701BHJP

【ＦＩ】

H01G4/30 201C

H01G4/30 513

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021187424

(22)【出願日】2021-11-17

(31)【優先権主張番号】10-2020-0184165

(32)【優先日】2020-12-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(31)【優先権主張番号】10-2021-0067719

(32)【優先日】2021-05-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(71)【出願人】

【識別番号】594023722

【氏名又は名称】サムソン エレクトロ－メカニックス カンパニーリミテッド．

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】セオ、ユ クワン

(72)【発明者】

【氏名】チャ、バーム ハ

(72)【発明者】

【氏名】リー、カン ヒュン

(72)【発明者】

【氏名】リー、ジョン ファ

(72)【発明者】

【氏名】キム、ジョン ハン

【テーマコード（参考）】

5E001

5E082

【Ｆターム（参考）】

5E001AB03

5E001AC03

5E001AH09

5E082AA01

5E082AB03

5E082BC19

5E082EE04

5E082EE23

5E082EE35

5E082FF05

5E082FG04

5E082FG26

5E082FG46

5E082FG54

5E082GG10

5E082PP06

(57)【要約】

【課題】向上された耐湿信頼性を有する積層型キャパシタ及びその実装基板を提供する。
【解決手段】
本発明は、複数の誘電体層と、上記誘電体層を間に挟んで交互に配置される複数の内部電極を含むキャパシタ本体と、上記キャパシタ本体上に上記内部電極と連結されるように配置される外部電極と、を含み、上記キャパシタ本体の幅方向のマージン及び上記内部電極の界面における上記内部電極の端部の気孔率が５０％未満である積層型キャパシタ及びその実装基板を提供する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の誘電体層と、前記誘電体層を間に挟んで交互に配置される複数の内部電極を含むキャパシタ本体と、
前記キャパシタ本体上に前記内部電極と連結されるように配置される外部電極と、を含み、
前記キャパシタ本体の幅方向のマージン及び前記内部電極の界面における前記内部電極の端部の気孔率が５０％未満である、積層型キャパシタ。

【請求項2】

前記キャパシタ本体の幅方向のマージン及び前記内部電極の界面における前記内部電極の端部の気孔率が２４％以上である、請求項１に記載の積層型キャパシタ。

【請求項3】

前記キャパシタ本体は、第１方向に互いに対向する第１面及び第２面、前記第１方向と垂直な第２方向に互いに対向する第３面及び第４面を含み、
前記内部電極が前記第１方向に交互に配置される第１内部電極及び第２内部電極を含み、
前記外部電極が前記キャパシタ本体の第３面及び第４面に配置され、前記第１内部電極及び第２内部電極とそれぞれ接続される第１外部電極及び第２外部電極を含む、請求項１または２に記載の積層型キャパシタ。

【請求項4】

前記キャパシタ本体は、前記第１方向に前記第１内部電極及び前記第２内部電極が互いに重なる活性領域と、前記活性領域の上下面にそれぞれ配置される上部カバー及び下部カバーを含む、請求項３に記載の積層型キャパシタ。

【請求項5】

前記外部電極上に形成されるめっき層をさらに含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の積層型キャパシタ。

【請求項6】

前記キャパシタ本体は、焼結時に６００℃から９００℃まで３０００℃／ｍｉｎ以上の速度で昇温して焼成される、請求項１から５のいずれか一項に記載の積層型キャパシタ。

【請求項7】

一面に複数の電極パッドを有する基板と、
前記電極パッドに外部電極が接続されて実装される積層型キャパシタと、を含み、
前記積層型キャパシタは、複数の誘電体層と、前記誘電体層を間に挟んで交互に配置される複数の内部電極を含むキャパシタ本体と、前記キャパシタ本体上に前記内部電極と連結されるように配置される外部電極と、を含み、前記キャパシタ本体の幅方向のマージン及び前記内部電極の界面における前記内部電極の端部の気孔率が５０％未満である、積層型キャパシタの実装基板。

【請求項8】

前記キャパシタ本体の幅方向のマージン及び前記内部電極の界面における前記内部電極の端部の気孔率が２４％以上である、請求項７に記載の積層型キャパシタの実装基板。

【請求項9】

前記キャパシタ本体は、焼結時に６００℃から９００℃まで３０００℃／ｍｉｎ以上の速度で昇温して焼成される、請求項７または８に記載の積層型キャパシタの実装基板。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、積層型キャパシタ及びその実装基板に関するものである。

【背景技術】

【0002】

積層型キャパシタ（ＭＬＣＣ：Ｍｕｌｔｉ－Ｌａｙｅｒ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｃａｐａｃｉｔｏｒ）は、受動素子部品の一つとして、回路上で電気的信号を制御する役割を果たす。

【0003】

最近では、電子機器の小型化及び軽量化に伴い、これに用いられる積層型キャパシタも高容量化及び小型化される方向で開発が求められている。

【0004】

小型且つ高容量の積層型キャパシタを開発するためには、誘電体層の薄層化が必須であるが、誘電体層が薄くなる場合、同一駆動電圧で誘電体の単位厚さ当たり印加される電界が強くなり、これにより、絶縁抵抗の低下が発生し易くて電子機器の駆動に困難性を伴うことがある。

【0005】

特に、高温高湿負荷環境下では、内部電極と誘電体層の剥離現象が発生し易く、これにより、積層型キャパシタの絶縁抵抗の低下もより容易に起こることがあり、このような絶縁抵抗の低下は、積層型キャパシタの耐湿信頼性を低下させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】韓国登録特許第１０－１１９７９２１号

【特許文献2】日本公開特許第２０１２－１２９５０８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の目的は、向上された耐湿信頼性を有する積層型キャパシタ及びその実装基板を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一側面は、複数の誘電体層と、上記誘電体層を間に挟んで交互に配置される複数の内部電極を含むキャパシタ本体と、上記キャパシタ本体上に上記内部電極と連結されるように配置される外部電極と、を含み、上記キャパシタ本体の幅方向のマージン及び上記内部電極の界面における上記内部電極の端部の気孔率が５０％未満である積層型キャパシタを提供する。

【0009】

本発明の一実施形態において、上記キャパシタ本体は、第１方向に互いに対向する第１及び第２面、上記第１方向と垂直な第２方向に互いに対向する第３及び第４面を含み、上記内部電極が上記第１方向に交互に配置される第１及び第２内部電極を含み、上記外部電極が上記キャパシタ本体の第３及び第４面に配置され、上記第１及び第２内部電極とそれぞれ接続される第１及び第２外部電極を含むことができる。

【0010】

本発明の一実施形態において、上記キャパシタ本体は、上記第１方向に上記第１及び第２内部電極が互いに重なる活性領域と、上記活性領域の上下面にそれぞれ配置される上部及び下部カバーを含むことができる。

【0011】

本発明の一実施形態において、上記外部電極上に形成されるめっき層をさらに含むことができる。

【0012】

本発明の一実施形態において、上記キャパシタ本体は、焼結時に６００℃から９００℃まで３０００℃／ｍｉｎ以上の速度で昇温して焼成されることができる。

【0013】

本発明の他の側面は、一面に複数の電極パッドを有する基板と、上記電極パッドに外部電極が接続されて実装される積層型キャパシタと、を含む積層型キャパシタの実装基板を提供する。

【発明の効果】

【0014】

本発明の実施形態によると、キャパシタ本体の幅方向のマージン及び内部電極の界面における内部電極の端部の気孔率が５０％未満になるようにし、積層型キャパシタの耐湿信頼性を向上させることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態に係る積層型キャパシタの一部を切開して概略的に示した斜視図である。

【図2】（ａ）及び（ｂ）は、図１の第１及び第２内部電極を示した平面図である。

【図3】図１のＩ－Ｉ'線に沿った断面図である。

【図4】キャパシタ本体への水分浸透経路を概略的に示した断面図である。

【図5】内部電極の端部の気孔率に応じた耐湿信頼性を示したグラフである。

【図6】内部電極の端部の気孔率に応じた耐湿信頼性を示したグラフである。

【図7】内部電極の端部の気孔率に応じた耐湿信頼性を示したグラフである。

【図8】内部電極の端部の気孔率に応じた耐湿信頼性を示したグラフである。

【図9】昇温速度に応じた内部電極の端部を示したＳＥＭ写真である。

【図10】昇温速度に応じた内部電極の端部を示したＳＥＭ写真である。

【図11】昇温速度に応じた内部電極の端部を示したＳＥＭ写真である。

【図12】昇温速度に応じた内部電極の端部を示したＳＥＭ写真である。

【図13】本発明の一実施形態の積層型キャパシタ及び基板の実装構造を概略的に示した斜視図である。

【図14】内部電極の端部の気孔率に応じた耐湿信頼性を示したグラフである。

【図15】内部電極の端部の気孔率に応じた耐湿信頼性を示したグラフである。

【図16】内部電極の端部の気孔率に応じた耐湿信頼性を示したグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下では、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。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、当該技術分野で平均的な知識を有する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）がされることがある。

【0017】

また、各実施形態の図面に示された同一思想の範囲内の機能が同一である構成要素は、同一の参照符号を付与して説明する。

【0018】

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。

【0019】

以下、本発明の実施形態を明確に説明するために、キャパシタ本体の方向を定義すると、図面に示されているＸ、Ｙ、及びＺはそれぞれ、キャパシタ本体の長さ方向、幅方向、及び厚さ方向を示す。

【0020】

また、本実施形態において、Ｚ方向は誘電体層が積層される積層方向と同一の概念として用いられる。

【0021】

図１は、本発明の一実施形態に係る積層型キャパシタの一部を切開して概略的に示した斜視図であり、図２の（ａ）及び（ｂ）は、図１の第１及び第２内部電極を示した平面図であり、図３は、図１のＩ－Ｉ'線に沿った断面図である。

【0022】

図１～図３を参照すると、本実施形態に係る積層型キャパシタ１００は、キャパシタ本体１１０と第１及び第２外部電極１３１、１３２を含む。

【0023】

キャパシタ本体１１０は、複数の誘電体層１１１と、誘電体層１１１を間に挟んでＺ方向に交互に配置される複数の第１内部電極１２１及び第２内部電極１２２を含む。

【0024】

キャパシタ本体１１０は、複数の誘電体層１１１をＺ方向に積層した後、焼成したものであって、キャパシタ本体１１０の互いに隣接する誘電体層１１１との境界は、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を利用せずに確認しにくいほど一体化することができる。

【0025】

このとき、キャパシタ本体１１０は、おおよそ六面体形状であることができるが、本発明がこれに限定されるものではない。また、キャパシタ本体１１０の形状、寸法、及び誘電体層１１１の積層数が、本実施形態の図面に示されたものに限定されるものではない。

【0026】

本実施形態においては、説明の便宜のために、キャパシタ本体１１０のＺ方向に互いに対向する両面を第１及び第２面１、２と、第１及び第２面１、２と連結され、Ｘ方向に互いに対向する両面を第３及び第４面３、４と、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、Ｙ方向に互いに対向する両面を第５及び第６面５、６と定義する。

【0027】

また、本実施形態において、積層型キャパシタ１００の実装面は、キャパシタ本体１１０の第１面１であることができる。

【0028】

誘電体層１１１は、高誘電率の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（ＢａＴｉＯ_３）系またはチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ_３）系セラミック粉末などを含むことができ、十分な静電容量が得られる限り、本発明がこれに限定されるものではない。

【0029】

また、誘電体層１１１には、上記セラミック粉末とともに、セラミック添加剤、有機溶剤、可塑剤、結合剤、及び分散剤などがさらに添加されることができる。

【0030】

上記セラミック添加剤は、例えば、遷移金属酸化物又は遷移金属炭化物、希土類元素、マグネシウム（Ｍｇ）又はアルミニウム（Ａｌ）などが用いられることができる。

【0031】

このようなキャパシタ本体１１０は、キャパシタの容量形成に寄与する部分としての活性領域と、上下マージン部としてＺ方向に上記活性領域の上下部にそれぞれ形成される上部及び下部カバー１１２、１１３を含むことができる。

【0032】

上部及び下部カバー１１２、１１３は、内部電極を含まないことを除いては、誘電体層１１１と同一の材質及び構成を有することができる。

【0033】

このような上部及び下部カバー１１２、１１３は、単一の誘電体層または２つ以上の誘電体層を、上記活性領域の上下面にそれぞれＺ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第１及び第２内部電極１２１、１２２の損傷を防止する役割を果たすことができる。

【0034】

第１及び第２内部電極１２１、１２２は、互いに異なる極性が印加される電極であり、誘電体層１１１を間に挟んでＺ方向に沿って交互に配置され、一端がキャパシタ本体１１０の第３及び第４面３、４を介してそれぞれ露出することができる。

【0035】

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により互いに電気的に絶縁されることができる。

【0036】

このようにキャパシタ本体１１０の第３及び第４面３、４を介して交互に露出する第１及び第２内部電極１２１、１２２の端部は、後述するキャパシタ本体１１０の第３及び第４面３、４に配置される第１及び第２外部電極１３１、１３２とそれぞれ接続されて電気的に連結されることができる。

【0037】

また、キャパシタ本体１１０のＹ－Ｚ方向の断面において、キャパシタ本体１１０のＹ方向のマージンと内部電極の界面における内部電極の端部の気孔率が５０％未満であることができる。

【0038】

すなわち、Ｙ方向にキャパシタ本体１１０のＹ方向のマージン及び第１及び第２内部電極の界面における端部に気孔を有する第１及び第２内部電極が第１及び第２内部電極全体のうち５０％未満になることができる。

【0039】

上記のような構成により、第１及び第２外部電極１３１、１３２に所定の電圧を印加すると、第１及び第２内部電極１２１、１２２の間に電荷が蓄積される。

【0040】

このとき、積層型キャパシタ１００の静電容量は、キャパシタ本体１１０の上記活性領域でＺ方向に沿って互いに重なる第１及び第２内部電極１２１、１２２の重なり面積と比例するようになる。

【0041】

また、第１及び第２内部電極１２１、１２２を形成する材料は、特に制限されず、例えば、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、パラジウム－銀（Ｐｄ－Ａｇ）合金などの貴金属材料、及びニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）のうち１つ以上の物質からなる導電性ペーストを用いて形成することができる。

【0042】

このとき、上記導電性ペーストの印刷方法は、スクリーン印刷法又はグラビア印刷法などを用いることができるが、本発明がこれに限定されるものではない。

【0043】

第１及び第２外部電極１３１、１３２は、互いに異なる極性の電圧が提供され、キャパシタ本体１１０のＸ方向の両端部に配置され、第１及び第２内部電極１２１、１２２の露出する部分とそれぞれ接続されて電気的に連結されることができる。

【0044】

この時、第１及び第２外部電極１３１、１３２は、キャパシタ本体１１０上に形成される導電層と上記導電層上に形成されるめっき層を含むことができる。

【0045】

上記めっき層は、上記導電層上に形成されるニッケル（Ｎｉ）めっき層と、上記ニッケル（Ｎｉ）めっき層上に形成されるスズ（Ｓｎ）めっき層を含むことができる。

【0046】

第１外部電極１３１は、第１接続部１３１ａ及び第１バンド部１３１ｂを含むことができる。

【0047】

第１接続部１３１ａは、キャパシタ本体１１０の第３面３に形成されて第１内部電極１２１の露出する部分と接続される部分であり、第１バンド部１３１ｂは、第１接続部１３１ａからキャパシタ本体１１０の第１面１の一部まで延長される部分である。

【0048】

このとき、第１バンド部１３１ｂは、固着強度の向上などのためにキャパシタ本体１１０の第５及び第６面５、６の一部及び第２面２の一部までさらに延長されることができる。

【0049】

第２外部電極１３２は、第２接続部１３２ａ及び第２バンド部１３２ｂを含むことができる。

【0050】

第２接続部１３２ａは、キャパシタ本体１１０の第４面４に形成されて第２内部電極１２２の露出する部分と接続される部分であり、第２バンド部１３２ｂは、第２接続部１３２ａからキャパシタ本体１１０の第１面１の一部まで延長される部分である。

【0051】

このとき、第２バンド部１３２ｂは、固着強度の向上などのためにキャパシタ本体１１０の第５及び第６面５、６の一部及び第２面２の一部までさらに延長されることができる。

【0052】

図４は、キャパシタ本体への水分浸透経路を概略的に示した断面図である。

【0053】

図４を参照すると、高温高湿下における積層型キャパシタは、外部またはめっき液から供給される水分がキャパシタ本体と外部電極との間の界面、外部電極と内部電極との間の界面、内部電極と誘電体マージンとの間の界面、内部電極と誘電体層との間の界面の経路を順に沿って、キャパシタ本体の内部に浸透するようになり、これに電離剥離を起こして、積層型キャパシタの耐湿信頼性を低下させる。

【0054】

一般的に、キャパシタ本体は、６００℃から焼結が開始される内部電極と、９００℃以上で焼結が開始される誘電体で構成される。

【0055】

積層型キャパシタの電気的特性を実現させるためには、９００℃以上の焼結工程を経て誘電体を緻密化させる過程が必要であり、このとき、焼結開始温度が比較的低い内部電極が先に収縮し、誘電体を焼結させるために、追加的な熱を加える過程で内部電極の過収縮が発生して内部電極に気孔が発生するようになる。

【0056】

内部電極と誘電体層との間の界面では、このような内部電極の端部にある気孔を介してキャパシタ本体に水分が速く浸透するようになり、このような水分浸透によって、誘電体層と内部電極との間の剥離が発生して絶縁抵抗の低下を誘発するようになり、このような絶縁抵抗の低下が直ちに積層型キャパシタの耐湿信頼性の低下に繋がる。

【0057】

したがって、耐湿信頼性の低下を防止するためには、外部からキャパシタ本体内部への水分浸透経路を遮断する方法が重要であり、従来には外部電極の組成及び積層型キャパシタの構造設計を介して、このような浸透経路を遮断する方法が開示されている。

【0058】

しかし、積層型キャパシタが小型化されることによって、外部電極も薄層化される傾向にあり、限られた構造設計及び薄層化された外部電極では、水分浸透経路の遮断に限界がある。

【0059】

本実施形態においては、内部電極の焼結開始時点から誘電体の焼結が開始される時点までの急速昇温を介して、誘電体と内部電極が同時に焼結されるようにして内部電極の過収縮を抑制させる。

【0060】

このような作用により、Ｙ方向にキャパシタ本体のマージン及び内部電極が接する界面における内部電極の端部に気孔がないようにするか、誘電体で満たされるようにするか、または誘電体や内部電極から誘導される成分の反応によって形成されるガラス状によって満たされるようにして、内部電極の端部の気孔率が５０％未満になるようにすることができる。

【0061】

このように、内部電極及び誘電体の同時焼結によってＹ方向にキャパシタ本体のマージン及び内部電極の界面における内部電極の端部の気孔率が５０％未満になるようにすることにより、耐湿浸透経路中の内部電極と誘電体マージンとの間の界面に該当する部分での水分伝達経路を最大限に遮断することができ、積層型キャパシタの絶縁抵抗の低下を防止することができる。

【0062】

これにより、材料的な変化や他の微細構造的な変化がなくても積層型キャパシタの耐湿信頼性を向上させることができ、高温高湿環境での信頼性が向上された高信頼性、高容量の積層型キャパシタを提供することができる。

【0063】

以下、キャパシタ本体のＹ方向のマージン及び内部電極の界面における内部電極の端部の気孔率と耐湿信頼性の相関関係を調べるための試験を実施する。

【0064】

下記表１は、耐湿信頼性が劣化したチップと正常なチップにおける内部電極端部の気孔率を分析した結果である。

【0065】

この時、ＩＲ測定条件は、温度８５℃、湿度８５％、静圧４Ｖ、時間３０時間で、それぞれ４０個のサンプルをテストした。

【0066】

【表1】

【0067】

図５～図８は、内部電極の端部の気孔率に応じた耐湿信頼性を示したグラフである。

【0068】

ここで、気孔率は、積層型キャパシタ３つを用意し、ＹＺ面をＸ方向に１／２程度の深さまで研磨してＹＺ断面を露出し、Ｚ方向の中央位置で内部電極とＹ方向に接触している誘電体マージンとの間の界面にある気孔数をＳＥＭを用いて３０Ｋの倍率で内部電極層数５０層以上１００層以下が見えるように撮り、５０層以上１００層以下を測定し、該当領域内で測定した内部電極層数に対する端部に気孔がある内部電極の個数をパーセントで計算した後、３つの気孔率の平均値を端部の気孔率として算定した。

【0069】

図５は、＃１に対するＩＲ変化を示したものであり、図６は、＃２に対するＩＲ変化を示したものであり、図７は、＃３に対するＩＲ変化を示したものであり、図８は、＃４に対するＩＲ変化を示したものである。

【0070】

表１及び図５～図８を参照すると、比較例において、＃１の場合、ＩＲ劣化率は４０個のうち７個が不良で１８％の劣化率を示し、＃２の場合、ＩＲ劣化率は４０個のうち７個が不良で１８％の劣化率を示した。実施例の場合、＃３及び＃４で不良が一つも現れなかった。

【0071】

また、耐湿信頼性が劣化されたチップ（＃１、２）の場合、内部電極の端部からの気孔率がすべて５０％以上であり、気孔形成が抑制されて耐湿信頼性が劣化されなかったチップ（＃３、４）の場合、内部電極の端部からの気孔率がすべて５０％未満であることが分かる。

【0072】

したがって、本発明のように、キャパシタ本体のＹ方向のマージン及び内部電極の界面における内部電極の端部の気孔率を５０％未満にすると、耐湿信頼性を向上させることができるといえる。

【0073】

図１４～図１６は、内部電極の端部の気孔率に応じた耐湿信頼性を示したグラフである。

【0074】

ここで、気孔率は、上述した方法と同様の方法で算定するため、これに対する説明は省略する。そして、積層型キャパシタは０６０３サイズのＸ５Ｒの温度特性、公称容量４μＦ以上を有するものを用い、ＩＲ測定条件は、温度８５℃、湿度８５％、静圧９.４５Ｖ、時間は２４時間で、それぞれ４０個のサンプルをテストした。

【0075】

【表2】

【0076】

図１４は、＃９に対するＩＲ変化を示したものであり、図１５は、＃１０に対するＩＲ変化を示したものであり、図１６は、＃１１に対するＩＲ変化を示したものである。

【0077】

表２及び図１４～図１６を参照すると、比較例において、＃９の場合、ＩＲ劣化率は４０個のうち７個が不良で１８％の劣化率を示し、気孔率が２４％である＃１０の場合、ＩＲ劣化率は４０個のうち０個と不良がなく、気孔率が２７％である＃１１の場合にも、ＩＲ劣化率は４０個のうち０個と不良が一つも現れなかった。

【0078】

また、耐湿信頼性が劣化したチップ（＃９）の場合、内部電極の端部からの気孔率が５０％以上であり、耐湿信頼性が正常だったチップ（＃１０、１１）の場合、内部電極の端部からの気孔率がそれぞれ２４％、２７％で、いずれも５０％未満であることが分かる。

【0079】

一方、キャパシタ本体のＹ方向のマージン及び内部電極の界面における内部電極の端部の気孔率が小さいほど積層型キャパシタの不良発生確率が減少すると予測することができるが、実験によって確認された結果、気孔率を２４％未満に減少させることはできなかった。

【0080】

したがって、表１及び表２に基づいて、キャパシタ本体のＹ方向のマージン及び内部電極の界面における内部電極の端部の気孔率が積層型キャパシタの耐湿信頼性の低下を防止するレベルは、２４％以上、５０％未満であるといえる。

【0081】

そして、昇温速度に応じた内部電極の端部の気孔率の差及び耐湿信頼性を調べるための試験を実施する。

【0082】

このため、Ｘ５Ｒの温度特性、公称容量２２μＦを有するように、通常の誘電体及び内部電極組成で設計された積層型キャパシタを用意した後、下記表３のように、内部電極の焼結開始温度から誘電体の焼結開始温度までの昇温速度を異ならせて内部電極の端部の気孔形成の程度を制御した４種の試料を用意した後、微細構造及びＩＲ変化を介して耐湿信頼性の差異を分析した。

【0083】

【表3】

【0084】

表３は、積層型キャパシタを製造する過程で、積層体を焼成する際に昇温速度に応じた内部電極の端部の気孔率及び耐湿信頼性を評価した結果である。

【0085】

図９～図１２は、それぞれ＃５～＃８の内部電極の端部を示したＳＥＭ写真である。

【0086】

表３を参照すると、＃５及び＃６は比較例として、＃５及び＃６のように、昇温速度を３，０００℃／ｍｉｎ未満にする場合、誘電体に比べて内部電極が先収縮された状態で、誘電体を緻密化させるのための追加的な熱によって内部電極の過収縮が発生し、これによって図９及び図１０に示したように内部電極の端部の気孔が５０％以上多量形成された。

【0087】

これに対し、＃７及び＃８のように３，０００℃／ｍｉｎ以上の急速昇温を行う場合、内部電極と誘電体の焼結を同時に進行させて、内部電極と誘電体の収縮率が類似するようになることで、図１１及び図１２に示したように、内部電極の端部に気孔が形成されないか、誘電体の緻密化によって内部電極の端部の気孔が満たされるか、または誘電体や内部電極から形成されるガラス状が内部電極の端部の気孔を満たすことで、内部電極の端部の気孔率が５０％未満に減少することがある。

【0088】

このような内容から見ると、積層体を焼成する際に、昇温速度は３０００℃／ｍ以上が好ましく、これより低い速度では、誘電体と内部電極の同時焼成の効果が減少して内部電極の端部の気孔が５０％以上形成されることができる。

【0089】

図１３は、本発明の一実施形態の積層型キャパシタ及び基板の実装構造を概略的に示した斜視図である。

【0090】

図１３を参照すると、本実施形態に係る積層型キャパシタの実装基板は、積層型キャパシタ１００が実装される基板２１０と、基板２１０の上面に互いに離隔されるように配置される第１及び第２電極パッド２２１、２２２を含む。

【0091】

積層型キャパシタ１００は、第１及び第２外部電極１３１、１３２が第１及び第２電極パッド２２１、２２２上にそれぞれ接触されるように位置した状態で接続されて基板２１０に実装される。

【0092】

このとき、第１外部電極１３１は、はんだ２３１により第１電極パッド２２１と接合されて電気的及び物理的に連結されることができ、第２外部電極１３２は、はんだ２３２により第２電極パッド２２２と接合されて電気的及び物理的に連結されることができる。

【0093】

ここで、積層型キャパシタ１００は、上述した本発明の一実施形態に係る積層型キャパシタであるため、以下における詳細な説明は、重複を避けるために省略する。

【0094】

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から逸脱しない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。

【符号の説明】

【0095】

１００ 積層型キャパシタ
１１０ キャパシタ本体
１１１ 誘電体層
１１２ 上部カバー
１１３ 下部カバー
１２１ 第１内部電極
１２２ 第２内部電極
１３１ 第１外部電極
１３２ 第２外部電極
１３１ａ 第１接続部
１３２ａ 第２接続部
１３１ｂ 第１バンド部
１３２ｂ 第２バンド部
２１０ 基板
２２１ 第１電極パッド
２２２ 第２電極パッド
２３１ はんだ
２３２ はんだ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】