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(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】P2022105266
(43)【公開日】2022-07-13
(54)【発明の名称】積層型電子部品
(51)【国際特許分類】
   H01G 4/30 20060101AFI20220706BHJP
【FI】
H01G4/30 201M
H01G4/30 201K
H01G4/30 512
【審査請求】未請求
【請求項の数】16
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021174275
(22)【出願日】2021-10-26
(31)【優先権主張番号】10-2020-0189099
(32)【優先日】2020-12-31
(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】シン、ジン ボク
(72)【発明者】
【氏名】シン、ユ ラ
(72)【発明者】
【氏名】リー、スン ヨン
(72)【発明者】
【氏名】アン、ジュン ヒュン
(72)【発明者】
【氏名】リー、ヨン ファ
(72)【発明者】
【氏名】ゴ、ダ ヒョン
(72)【発明者】
【氏名】ジェオン、チョーン セオプ
(72)【発明者】
【氏名】キム、ミン スー
【テーマコード(参考)】
5E001
5E082
【Fターム(参考)】
5E001AB03
5E001AD02
5E082AA01
5E082AB03
5E082BC19
5E082EE02
5E082FF05
5E082FG26
5E082GG10
(57)【要約】
【課題】積層型電子部品のクラック発生を抑制するとともに耐湿信頼性を向上させる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よる積層型電子部品は、誘電体層、及び内部電極が第1方向に交互に配置される容量形成部、上記容量形成部の上記第1方向の上部及び下部に配置されたカバー部を含む本体と、上記本体に配置される外部電極と、を含み、上記カバー部は、複数の誘電体結晶粒及び複数の気孔を含み、上記カバー部に含まれた誘電体結晶粒及び気孔の個数をそれぞれGn及びPnとするとき、Gn/Pnは10超過30未満である。
【選択図】図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
誘電体層及び内部電極が第1方向に交互に配置される容量形成部、前記容量形成部の前記第1方向の上部及び下部に配置されたカバー部を含む本体と、
前記本体に配置される外部電極と、を含み、
前記カバー部は、複数の誘電体結晶粒及び複数の気孔を含み、
前記カバー部に含まれた誘電体結晶粒及び気孔の個数をそれぞれGn及びPnとするとき、Gn/Pnは10よりも大きく、30よりも小さい、積層型電子部品。
【請求項2】
前記Gn/Pnは、12以上29以下である、請求項1に記載の積層型電子部品。
【請求項3】
前記カバー部に含まれた誘電体結晶粒の平均大きさをGs、前記気孔の平均大きさをPsとするとき、Ps/Gsは3未満である、請求項1または2に記載の積層型電子部品。
【請求項4】
前記Gn/Pnは、12以上29以下であり、前記Ps/Gsは、2.1以上2.9以下である、請求項3に記載の積層型電子部品。
【請求項5】
前記本体は、前記第1方向に対向する第1及び第2面、前記第1及び第2面と連結され、第2方向に対向する第3及び第4面、前記第1~4面と連結され、第3方向に対向する第5及び第6面を含み、
前記本体の第5及び第6面には、サイドマージン部が配置され、
前記サイドマージン部に含まれた誘電体結晶粒及び気孔の個数をそれぞれGn1及びPn1とするとき、Gn1/Pn1は10よりも大きく、30よりも小さい、請求項3または4に記載の積層型電子部品。
【請求項6】
前記サイドマージン部に含まれた誘電体結晶粒及び気孔の平均大きさをそれぞれGs1及びPs1とするとき、Ps1/Gs1は3未満である、請求項5に記載の積層型電子部品。
【請求項7】
前記カバー部に含まれた誘電体結晶粒の平均大きさをGs、前記気孔の平均大きさをPsとするとき、
前記Gn/Pn及びGn1/Pn1は、12以上29以下であり、前記Ps/Gs及びPs1/Gs1は、2.1以上2.9以下である、請求項6に記載の積層型電子部品。
【請求項8】
前記外部電極は、前記第3面に配置される第1外部電極及び前記第4面に配置される第2外部電極を含み、前記内部電極は、前記第1外部電極と接触する第1内部電極及び前記第2外部電極と接触する第2内部電極を含み、
前記第1及び第2内部電極の前記第3方向の両端部は、前記サイドマージン部と接触する、請求項5から7のいずれか一項に記載の積層型電子部品。
【請求項9】
前記Gsは、150nm以上390nm以下である、請求項3から8のいずれか一項に記載の積層型電子部品。
【請求項10】
前記Psは、110nm以上310nm以下である、請求項3から9のいずれか一項に記載の積層型電子部品。
【請求項11】
前記カバー部は、前記容量形成部の第1方向の上部に配置される上部カバー部及び前記容量形成部の第1方向の下部に配置される下部カバー部を含み、
前記上部及び下部カバー部それぞれの厚さは、15μm以上30μm以下である、請求項1から10のいずれか一項に記載の積層型電子部品。
【請求項12】
前記カバー部は、硝酸バリウム又はポリマーブレンドを含む気孔形成用セラミックグリーンシートを利用して形成されたものである、請求項1から11のいずれか一項に記載の積層型電子部品。
【請求項13】
前記容量形成部に含まれた誘電体層の気孔率は、1%以下である、請求項1から12のいずれか一項に記載の積層型電子部品。
【請求項14】
誘電体層及び内部電極が第1方向に交互に配置される容量形成部、前記容量形成部の前記第1方向の上部及び下部に配置されたカバー部を含む本体と、
前記本体に配置される外部電極と、を含み、
前記カバー部は、複数の誘電体結晶粒及び複数の気孔を含み、前記カバー部に含まれた誘電体結晶粒の平均大きさをGs、気孔の平均大きさをPsとするとき、Ps/Gsは3未満である、積層型電子部品。
【請求項15】
前記Ps/Gsは、2.1以上2.9以下である、請求項14に記載の積層型電子部品。
【請求項16】
前記カバー部に含まれた誘電体結晶粒及び気孔の個数をそれぞれGn及びPnとするとき、Gn/Pnは10よりも大きく、30よりも小さい、請求項15に記載の積層型電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、積層型電子部品に関するものである。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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、様々な電子機器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。
【0004】
一般的に、積層セラミックキャパシタの製造方法は、セラミックグリーンシートを製造し、セラミックグリーンシート上に導電性ペーストを印刷して内部電極膜を形成する。内部電極膜が形成されたセラミックグリーンシートを数十~数百層まで積み重ねてグリーンセラミック積層体を作成する。この後、グリーンセラミック積層体を高温及び高圧で圧着して硬いグリーンセラミック積層体を作成し、切断工程を経てグリーンチップを製造する。その後グリーンチップを仮焼、焼成、研磨し、外部電極を形成して積層セラミックキャパシタを完成する。
【0005】
一般的に、金属からなる内部電極は、セラミック物質に比べて収縮及び膨張しやすく、このような熱膨張係数の差異による応力は、セラミック積層体に作用してクラックが発生することがある。
【0006】
積層セラミックキャパシタは、配線基板に実装された状態で使用されるが、配線基板に形成された導電ランドと半田付け(soldering)により積層セラミックキャパシタの外部電極が電気的に接続される。積層セラミックキャパシタを配線基板に半田付けにより実装したり、積層セラミックキャパシタが実装された配線基板を切断したりすると、積層セラミックキャパシタに熱衝撃、せん断応力が加えられる。かかる熱衝撃及びせん断応力によって積層型チップキャパシタにはクラックが発生することがある。
【0007】
最近、積層セラミックキャパシタの小型化及び大容量化に伴い、セラミック積層体の薄膜化及び多層化が試みられている。かかる薄膜化及び多層化に伴い、クラック発生の頻度が増加しており、これらの改善の必要性が増加しつつある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明のいくつかの目的のうちの一つは、積層型電子部品のクラック発生を抑制することである。
【0009】
本発明のいくつかの目的のうちの一つは、積層型電子部品の耐湿信頼性を向上させることである。
【0010】
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。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の一実施形態による積層型電子部品は、誘電体層及び内部電極が第1方向に交互に配置される容量形成部と、上記容量形成部の上記第1方向の上部及び下部に配置されたカバー部を含む本体と、上記本体に配置される外部電極と、を含み、上記カバー部は、複数の誘電体結晶粒及び複数の気孔を含み、上記カバー部に含まれた誘電体結晶粒及び気孔の個数をそれぞれGn及びPnとするとき、Gn/Pnは、10超過30未満である。
【発明の効果】
【0012】
本発明のいくつかの効果のうちの一つは、カバー部の誘電体結晶粒及び気孔の個数の割合を制御することで、積層型電子部品のクラックを抑制したものである。
【0013】
本発明のいくつかの効果のうちの一つは、耐湿信頼性を向上させたものである。
【0014】
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。
【図面の簡単な説明】
【0015】
図1】本発明の一実施形態による積層型電子部品を概略的に示す斜視図である。
図2図1のI-I'線に沿った断面図である。
図3図1のII-II'線に沿った断面図である。
図4図2のK領域を拡大した図である。
図5図1のII-II'線に沿った断面図に対応する本発明の変形例による図である。
図6】気孔形成用セラミックグリーンシートの材料を作製することを説明するための図である。
図7】気孔形成用セラミックグリーンシートに仮焼及び焼結工程を行うことによって気孔が形成されることを説明するための図である。
図8a】比較例のカバー部の断面を走査電子顕微鏡(SEM:Scanning Electron Microscope)で撮影した写真である。
図8b】比較例の誘電体結晶粒及び気孔を測定する方法を説明するための図である。
図8c】比較例の誘電体結晶粒及び気孔を測定する方法を説明するための図である。
図9a】発明例のカバー部の断面を走査電子顕微鏡(SEM:Scanning Electron Microscope)で撮影した写真である。
図9b】発明例の誘電体結晶粒及び気孔を測定する方法を説明するための図である。
図9c】発明例の誘電体結晶粒及び気孔を測定する方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
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、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。
【0017】
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、図示した各構成の大きさ及び厚さは、説明の便宜のために任意で示したものであるため、本発明は必ずしも図示により限定されない。また、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。
【0018】
図面において、第1方向は、積層方向又は厚さ(T)方向、第2方向は、長さ(L)方向、第3方向は、幅(W)方向と定義することができる。
【0019】
積層型電子部品
図1は本発明の一実施形態による積層型電子部品を概略的に示す斜視図であり、図2図1のI-I'線に沿った断面図であり、図3図1のII-II'線に沿った断面図であり、図4図2のK領域を拡大した図であり、図5図1のII-II'線に沿った断面図に対応する本発明の変形例による図である。
【0020】
以下、図1図5を参照して、本発明の一実施形態による積層型電子部品について詳細に説明する。
【0021】
本発明の一実施形態による積層型電子部品100は、誘電体層111、及び内部電極121、122が第1方向に交互に配置される容量形成部A、上記容量形成部の上記第1方向の上部及び下部に配置されたカバー部112、113を含む本体110と、上記本体に配置される外部電極131、132と、を含み、上記カバー部は、複数の誘電体結晶粒G及び複数の気孔Pを含み、上記カバー部に含まれた誘電体結晶粒及び気孔の個数をそれぞれGn及びPnとするとき、Gn/Pnは、10超過30未満である。
【0022】
本体110は、誘電体層111と内部電極121、122が交互に積層されて形成されることができる。
【0023】
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、六面体状やこれと類似した形状からなることができる。また、本体110は、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、完全な直線を有する六面体状ではないが、実質的に六面体状を有することができる。
【0024】
本体110は、第1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、第2方向に互いに対向する第3及び第4面3、4、及び第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、且つ第3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。
【0025】
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。
【0026】
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又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、BaTiO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、BaTiO、BaTiO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-xCa)TiO、Ba(Ti1-yCa)O、(Ba1-xCa)(Ti1-yZr)O又はBa(Ti1-yZr)Oなどが挙げられることができる。
【0027】
上記誘電体層111を形成する材料は、チタン酸バリウム(BaTiO)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、結合剤、分散剤などが添加されることができる。
【0028】
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の第1方向の上部及び下部に形成されるカバー部112、113と、を含むことができる。
【0029】
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。
【0030】
一方、容量形成部Aの誘電体層111は、気孔を含むことができ、気孔率が1%以下であることが容量確保の側面で好ましい。ここで、気孔率は、サンプルチップの第3方向の中央から第1及び第2方向に切断した断面において、第1及び第2方向の中央に位置する誘電体層をSEMで観察して測定したものであることができる。
【0031】
カバー部112、113は、上記容量形成部Aの第1方向の上部に配置される上部カバー部112と、上記容量形成部Aの第1方向の下部に配置される下部カバー部113と、を含むことができる。
【0032】
上記上部カバー部112及び下部カバー部113は、単一の誘電体層又は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、基本的には物理的又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。
【0033】
また、本発明の一実施形態によると、カバー部112、113は、複数の誘電体結晶粒Gと、複数の気孔Pと、を含むことができる。複数の気孔Pが含まれることにより、外力によるクラック発生や伝播を抑制することができる。
【0034】
また、カバー部112、113に含まれる誘電体結晶粒G及び気孔P個数をそれぞれGn及びPnとするとき、Gn/Pnは、10超過30未満であることができる。
【0035】
Gn/Pnが10以下の場合には、気孔Pの割合が高すぎるため、水分の浸透経路として作用し、耐湿信頼性が低下するおそれがある。したがって、Gn/Pnは、10超過であることが好ましく、12以上であることがより好ましい。
【0036】
一方、Gn/Pnが30以上の場合には、気孔Pの割合が小さすぎるため、気孔Pによるクラック発生や伝播の抑制効果が不十分である可能性がある。したがって、Gn/Pnは30未満であることが好ましく、29以下であることがより好ましい。
【0037】
一実施形態では、誘電体結晶粒Gの平均大きさをGs、気孔Pの平均大きさをPsとするとき、Ps/Gsは3未満であることができる。
【0038】
Ps/Gsが3以上の場合には、気孔Pの大きさが大きくなりすぎるため、水分の浸透が容易になり、耐湿信頼性が低下するおそれがある。したがって、Ps/Gsは3未満であることが好ましく、2.9以下であることがより好ましい。
【0039】
Ps/Gsの下限は特に限定する必要がない。但し、気孔Pによるクラック発生や伝播の抑制効果をより向上させるためには、2.1以上であってもよい。
【0040】
本発明において示したGn/Pn及びPs/Gsの数値範囲を満たすことにより、クラック発生及び伝播を抑制することができ、耐湿信頼性を向上させることができる。したがって、上記上部及び下部カバー部113、114のそれぞれの厚さは、特に限定される必要がない。但し、カバー部113,114が薄すぎる場合には、クラック伝播の抑制効果が不十分である可能性があり、厚すぎる場合には、単位体積当たりの容量が低下するおそれがある。したがって、上記上部及び下部カバー部のそれぞれの厚さは、15μm以上30μm以下であってもよい。
【0041】
また、誘電体結晶粒の平均大きさGs及び気孔の平均大きさPsのそれぞれを特に限定する必要がない。
【0042】
但し、制限されない一例として、誘電体結晶粒の平均大きさGsは、150nm以上390nm以下であってもよい。また、気孔の平均大きさPsは、110nm以上310nm以下であってもよい。
【0043】
カバー部112、113は、内部電極を含まなくてもよく、セラミック材料を含んでもよい。例えば、チタン酸バリウム(BaTiO)系セラミック材料を含むことができる。
【0044】
一方、カバー部112、113の誘電体結晶粒と気孔の個数及び大きさを制御する方法は、特に限定する必要がない。好ましい一例としては、揮発性物質を含む気孔形成用セラミックグリーンシートを用いてカバー部112、113を形成することができる。
【0045】
図6は気孔形成用セラミックグリーンシートの材料を作製することを説明するための図である。図7は気孔形成用セラミックグリーンシートに仮焼及び焼結工程を行うことによって気孔が形成されることを説明するための図である。
【0046】
図6及び図7を参照して、より具体的に説明すると、気孔形成用セラミックグリーンシートの材料は、BaTiO11を混合した後、硝酸金属塩(Metal Nitrate)12を投入し、BaTiO11を混合することができる。これにより、硝酸金属塩(Metal Nitrate)12がBaTiO11を囲む形で存在することができる。その後、バリウムソース(Barium source)13を投入して混合することができる。バリウムソース(Barium source)13は、硝酸金属塩(Metal Nitrate)12と反応して硝酸バリウム(Barium Nitrate)14を形成することができる。硝酸金属塩(Metal Nitrate)12及びバリウムソース(Barium source)13の量を調節して焼成した後、気孔の個数及び大きさを調節することができる。
【0047】
このとき、硝酸金属塩(Metal Nitrate)12は、Mg、Mn、Al、Dy、Tb、V、Zr、及びYのうちいずれか1つ以上を含むことができ、バリウムソース(Barium source)13は、Ba(OH)、BaCO、及びBaClのうちいずれか1つ以上を含むことができる。
【0048】
気孔形成用セラミックグリーンシートが仮焼(Burn-out)工程を経ると、硝酸金属塩(Metal Nitrate)12の成分は揮発され、硝酸バリウム(Barium Nitrate)14及びBaTiO11が残るようになる。その後、焼結(Sintering)工程を経ると、BaTiO11は、焼結されて誘電体結晶粒Gを形成するようになり、硝酸バリウム(Barium Nitrate)14は、揮発されることによって気孔Pを形成するようになる。
【0049】
誘電体結晶粒と気孔の個数及び大きさを制御する他の方法としては、BaTiO11とポリマーブレンド(Polymer Blend)を混合した材料を含む気孔形成用セラミックグリーンシートを利用する方法が挙げられる。このとき、ポリマーブレンド(Polymer Blend)は、異種の有機物が混合されたことを意味する。ポリマーブレンド(Polymer Blend)の量及び混合割合を調整して、焼成後の気孔の個数及び大きさを調節することができる。
【0050】
また、ポリマーブレンド(Polymer Blend)は、PVB(Poly vinyl butyral)及びPoly acrylate系列の有機物を含むことができる。
【0051】
一実施形態において、本体110の第5及び第6面にはサイドマージン部114、115が配置されることができる。
【0052】
積層型電子部品の小型化及び高容量化のためには、内部電極の有効面積の最大化(容量の実現に必要な有効体積分率を増加)が求められる。これを実現するために、内部電極121、122は容量形成部Aの第3方向の両端面と接触するようにして、マージンのない設計により、内部電極の幅方向の面積を最大化し、第5及び第6面にサイドマージン部114、115を配置して単位体積当たりの容量を向上させることができ、内部電極による幅方向の段差を抑制することができる。サイドマージン部114、115は、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121、122が容量形成部Aの第3方向の両端面と接触するように切断した後、単一の誘電体層又は2つ以上の誘電体層を容量形成部Aの第3方向の両端面(end surfaces)に第3方向に積層して形成することができる。
【0053】
サイドマージン部114、115は、本体110の第5面5に配置された第1サイドマージン部114と第5面5に配置された第2サイドマージン部115を含むことができる。つまり、マージン部114、115は、容量形成部Aの第3方向の両端面(end surfaces)に配置されることができる。
【0054】
サイドマージン部114、115は、基本的に物理的又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。
【0055】
内部電極121、122は、容量形成部Aの第3方向の両端面及び第3面と接触する第1内部電極121と、容量形成部Aの第3方向の両端面及び第4面と接触する第2内部電極122と、を含むことができる。
【0056】
このとき、サイドマージン部114、115に含まれる誘電体結晶粒及び気孔の個数をそれぞれGn1とPn1とするとき、Gn1/Pn1は10超過30未満であってもよい。
【0057】
Gn1/Pn1が10以下の場合には、気孔の割合が高すぎるため、水分の浸透経路として作用し、耐湿信頼性が低下するおそれがある。したがって、Gn1/Pn1は10超過であることが好ましく、12以上であることがより好ましい。
【0058】
一方、Gn1/Pn1が30以上の場合には、気孔の割合が小さすぎるため、気孔Pによるクラック発生及び伝播の抑制効果が不十分である可能性がある。したがって、Gn1/Pn1は30未満であることが好ましく、29以下であることがより好ましい。
【0059】
また、サイドマージン部114、115に含まれる誘電体結晶粒及び気孔の平均大きさをそれぞれGs1とPs1とするとき、Ps1/Gs1は3未満であってもよい。
【0060】
Ps1/Gs1が3以上の場合には、気孔の大きさが大きくなりすぎるため、水分の浸透が容易となり、耐湿信頼性が低下するおそれがある。したがって、Ps1/Gs1は3未満であることが好ましく、2.9以下であることがより好ましい。
【0061】
Ps1/Gs1の下限は特に限定する必要がない。但し、気孔によるクラック発生及び伝播の抑制効果をより向上させるためには、2.1以上であることができる。
【0062】
内部電極121、122は、誘電体層111と交互に配置することができる。
【0063】
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と、それぞれ接触することができる。
【0064】
図3を参照すると、第1内部電極121は、第4面4と離隔されて第3面3と接触し、第2内部電極122は、第3面3と離隔されて第4面4と接触することができる。また、第1内部電極121は、第3、第5、及び第6面3、5、6と接触することができ、第2内部電極122は、第4、第5、及び第6面4、5、6と接触することができる。
【0065】
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。
【0066】
内部電極121、122は、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、金(Au)、白金(Pt)、スズ(Sn)、タングステン(W)、チタン(Ti)、及びこれらの合金のうちいずれか1つ以上を含むことができる。
【0067】
外部電極131、132は、本体110の第3面3と第4面4に配置される。
【0068】
外部電極131、132は、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とそれぞれ接続された第1及び第2外部電極131、132を含むことができる。内部電極121、122は、第1外部電極131と接触する第1内部電極121及び第2外部電極132と接触する第2内部電極122を含み、第1及び第2内部電極121、122の第3方向の両端部は、サイドマージン部114、115と接触することができる。
【0069】
図1を参照すると、外部電極131、132は、サイドマージン部114、115の第2方向の両端面を覆うように配置されることができる。
【0070】
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の形態や他の目的に応じて変更することができる。
【0071】
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もできる。さらに、多層構造を有することができる。
【0072】
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。
【0073】
電極層131a、132aについてのより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(firing)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。
【0074】
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法により形成したり、焼成電極上に導電性金属を含むシートを転写したりする方法により形成することもできる。
【0075】
電極層131a、132aに含まれる導電性金属として電気導電性に優れる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1つ以上であることができる。
【0076】
めっき層131b、132bは、実装の特性を向上させる役割を果たす。めっき層131b、132bの種類は特に限定されず、Ni、Sn、Pd、及びこれらの合金のうちいずれか1つ以上を含むめっき層であってもよく、複数の層で形成することもできる。
【0077】
めっき層131b、132bについてのより具体的な例を挙げると、めっき層131b、132bは、Niめっき層又はSnめっき層であってもよく、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であってもよく、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であってもよい。また、めっき層131b、132bは、複数のNiめっき層及び/又は複数のSnめっき層を含むこともできる。
【0078】
(実施形態)
カバー部の気孔の個数に対する誘電体結晶粒の個数の割合(Gn/Pn)と、カバー部の誘電体結晶粒の平均大きさに対する気孔の平均大きさの割合(Ps/Gs)と、が下記表1を満たすサンプルチップを用意した。
【0079】
上記サンプルチップのクラック抑制効果及び耐湿信頼性を評価し、表1に記載した。
【0080】
クラックの評価は、焼成が終わったサンプルチップをエポキシモールドに内蔵した後、研磨(polishing)処理しながら光学顕微鏡で観察して、アクティブ、カバー界面及び周辺部で発生したクラックがあった場合をNGと判定した。
【0081】
耐湿信頼性の判定の場合は、サンプルチップを85℃、相対湿度85%において、保証電圧比1.5 Vrの電界を12時間印加した後、初期の絶縁抵抗から4 order以上低下した場合をNGと判断した。
【0082】
カバー部の気孔と結晶粒の個数及び大きさは、サンプルチップの第3方向の中央から第1及び第2方向に切断した断面において、カバー部をZEISS社のSEMを利用して、50k倍率でスキャンしたイメージを分析して測定した。上記スキャンしたイメージを粒径測定ソフトウェアであるZootosを利用して、気孔及び結晶粒のペレット径(Feret diameter)を測定し、気孔及び結晶粒の大きさとした。
【0083】
図8aは試験番号3のカバー部の断面をSEMで撮影した写真であり、図8b及び8cはそれぞれ誘電体結晶粒及び気孔をZootosによって分析した写真である。図9aは試験番号7のカバー部の断面をSEMで撮影した写真であり、図9b及び9cはそれぞれ誘電体結晶粒及び気孔をZootosによって分析した写真である。
【0084】
【表1】
【0085】
試験番号1~4の場合には、Gn/Pnが32以上であり、クラック抑制効果が不十分であった。
【0086】
試験番号5~7の場合には、Gn/Pnが本発明で提示した10超過30未満を満たしてクラック抑制効果に優れており、耐湿信頼性も優れていることが分かる。
【0087】
試験番号8の場合には、クラック抑制効果に優れているが、Gn/Pnが10以下であり、耐湿信頼性が劣っていた。
【0088】
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。
【符号の説明】
【0089】
100 積層型電子部品
110 本体
111 誘電体層
112、113 カバー部
114、115 サイドマージン部
121、122 内部電極
131、132 外部電極
131a 電極層
132b めっき層
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8a
図8b
図8c
図9a
図9b
図9c