特開 2022-112473 セラミック電子部品

(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】P2022112473

(43)【公開日】2022-08-02

(54)【発明の名称】セラミック電子部品

(51)【国際特許分類】

   H01G 4/30 20060101AFI20220726BHJP

【ＦＩ】

H01G4/30 515

H01G4/30 201L

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021173125

(22)【出願日】2021-10-22

(31)【優先権主張番号】10-2021-0008811

(32)【優先日】2021-01-21

(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】ホン、ジ ス

(72)【発明者】

【氏名】ベイク、スン イン

(72)【発明者】

【氏名】ジャン、エウン ハ

(72)【発明者】

【氏名】チュン、ヒー スン

(72)【発明者】

【氏名】パク、ジェ スン

【テーマコード（参考）】

5E001

5E082

【Ｆターム（参考）】

5E001AB03

5E001AE02

5E001AE03

5E001AE04

5E082AA01

5E082AB03

5E082FF05

5E082FG26

(57)【要約】

【課題】セラミック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セラミック電子部品は、誘電体層及び内部電極を含む本体と、上記本体に配置され、上記内部電極と連結される外部電極と、を含むセラミック電子部品であって、上記誘電体層は、複数の結晶粒と、隣接した結晶粒の間に配置された結晶粒界と、を含み、上記結晶粒のＳｉの含量をＧ１、上記結晶粒界のＳｉの含量をＧＢ１としたときに、ＧＢ１／Ｇ１は質量比で５以上である。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

誘電体層及び内部電極を含む本体と、
前記本体に配置され、前記内部電極と連結される外部電極と、を含むセラミック電子部品であって、
前記誘電体層は、複数の結晶粒と、隣接した結晶粒の間に配置された結晶粒界と、を含み、
前記結晶粒のＳｉの含量をＧ１、前記結晶粒界のＳｉの含量をＧＢ１としたときに、ＧＢ１／Ｇ１は質量比で５以上である、セラミック電子部品。

【請求項2】

前記誘電体層は、ＢａＴｉＯ_３を主成分として含み、副成分としてＤｙ、Ｍｎ、Ｓｉを含む、請求項１に記載のセラミック電子部品。

【請求項3】

前記結晶粒界の平均厚さが１．１ｎｍ以上である、請求項２に記載のセラミック電子部品。

【請求項4】

前記結晶粒界の平均厚さが３．０ｎｍ未満である、請求項３に記載のセラミック電子部品。

【請求項5】

前記ＧＢ１／Ｇ１は質量比で５以上６．５未満である、請求項３に記載のセラミック電子部品。

【請求項6】

前記Ｇ１は０．４ｗｔ％以下であり、前記ＧＢ１は１．６ｗｔ％以上である、請求項３に記載のセラミック電子部品。

【請求項7】

前記結晶粒界のＤｙの含量をＧＢ２としたときに、ＧＢ２／ＧＢ１は質量比で２．３以下である、請求項２から６の何れか一項に記載のセラミック電子部品。

【請求項8】

前記ＧＢ２／ＧＢ１は質量比で１．５以上２．３以下である、請求項７に記載のセラミック電子部品。

【請求項9】

前記結晶粒界のＭｎの含量をＧＢ３としたときに、ＧＢ３／ＧＢ１は質量比で０．５以下である、請求項２から６の何れか一項に記載のセラミック電子部品。

【請求項10】

前記ＧＢ３／ＧＢ１は質量比で０．２以上０．５以下である、請求項９に記載のセラミック電子部品。

【請求項11】

前記結晶粒界のＤｙの含量をＧＢ２としたときに、ＧＢ２／ＧＢ１は質量比で２．３以下である、請求項９に記載のセラミック電子部品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、セラミック電子部品に関する。

【背景技術】

【0002】

セラミック電子部品の１つである積層セラミックキャパシター（ＭＬＣＣ：Ｍｕｌｔｉ－Ｌａｙｅｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｃａｐａｃｉｔｏｒ）は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）及びプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）などの映像機器、コンピューター、スマートフォン、及び携帯電話などの種々の電子製品のプリント回路基板に取り付けられ、電気を充電または放電させる役割を果たすチップ形態のコンデンサーである。

【0003】

かかる積層セラミックキャパシターは、小型でありながらも高容量が保障され、且つ実装が容易であるという利点を有するため、種々の電子装置の部品として用いられることができる。コンピューター、モバイル機器などの各種電子機器の小型化、高出力化に伴い、積層セラミックキャパシターに対する小型化及び高容量化の要求が増大している。

【0004】

積層セラミックキャパシターの小型化及び高容量化を達成するためには、誘電体層及び内部電極の厚さを薄くし、積層数を増加させる必要がある。現在、誘電体層の厚さは、約０．６μｍレベルまで達している状態であり、薄層化が進みつつある。しかし、誘電体層の厚さが薄くなるほど、信頼性が低下し、絶縁抵抗、破壊電圧などの特性が低下するという問題がある。

【0005】

特に、多量のデータを処理するためのＡＰ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）の高性能化により、積層セラミックキャパシターの温度安定性に対する要求が高まっている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の様々な目的の１つは、信頼性に優れたセラミック電子部品を提供することにある。

【0007】

本発明の様々な目的の１つは、高温信頼性に優れたセラミック電子部品を提供することにある。

【0008】

但し、本発明の目的は上述の内容に限定されず、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】

【0009】

本発明の一実施形態によるセラミック電子部品は、誘電体層及び内部電極を含む本体と、上記本体に配置され、上記内部電極と連結される外部電極と、を含むセラミック電子部品であって、上記誘電体層は、複数の結晶粒と、隣接した結晶粒の間に配置された結晶粒界と、を含み、上記結晶粒のＳｉの含量をＧ１、上記結晶粒界のＳｉの含量をＧＢ１としたときに、ＧＢ１／Ｇ１は質量比で５以上である。

【発明の効果】

【0010】

本発明の様々な効果の一効果として、誘電体組成物及びそれを含むセラミック電子部品の信頼性を向上させることができる。

【0011】

但し、本発明の多様で且つ有益な利点と効果は上述の内容に限定されず、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】

【0012】

【図1】本発明の一実施形態によるセラミック電子部品の斜視図を概略的に示したものである。

【図2】図１のＩ－Ｉ'線に沿った断面図を概略的に示したものである。

【図3】図１のＩＩ－ＩＩ'線に沿った断面図を概略的に示したものである。

【図4】本発明の一実施形態によるセラミック電子部品の本体を分解して概略的に示した分解斜視図である。

【図5】図２のＰ領域を拡大した図である。

【図6】試験番号３の誘電体層を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によりスキャンした画像、Ｄｙ、Ｓｉ、及びＭｎに対してマッピング（ｍａｐｐｉｎｇ）した画像である。

【図7】図６の矢印に沿ってライン分析を行った結果である。

【図8】試験番号１の誘電体層を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によりスキャンした画像、Ｄｙ、Ｓｉ、及びＭｎに対してマッピング（ｍａｐｐｉｎｇ）した画像である。

【図9】図８の矢印に沿ってライン分析を行った結果である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

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様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。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（または強調表示や簡略化表示）がされることがある。

【0014】

なお、本発明を明確に説明すべく、図面において説明と関係ない部分は省略し、図面に示され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り、本発明が必ずしも図示されたものに限定されない。また、同一思想の範囲内において機能が同一である構成要素に対しては同一の参照符号を用いて説明する。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、特に異なる趣旨の説明がされていない限り、他の構成要素を除外する趣旨ではなく、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。

【0015】

図面において、第１方向は、積層方向または厚さ（Ｔ）方向、第２方向は、長さ（Ｌ）方向、第３方向は、幅（Ｗ）方向と定義されることができる。

【0016】

セラミック電子部品
図１は、本発明の一実施形態によるセラミック電子部品の斜視図を概略的に示したものであり、図２は図１のＩ－Ｉ'線に沿った断面図を概略的に示したものであり、図３は図１のＩＩ－ＩＩ'線に沿った断面図を概略的に示したものであり、図４は本発明の一実施形態によるセラミック電子部品の本体を分解して概略的に示した分解斜視図であり、図５は図２のＰ領域を拡大した図である。

【0017】

以下、図１から図６を参照して、本発明の一実施形態によるセラミック電子部品１００について詳細に説明する。また、セラミック電子部品の一例として積層セラミックキャパシターについて説明するが、本発明がこれに限定されるものではなく、セラミック材料を用いる様々なセラミック電子部品、例えば、インダクター、圧電体素子、バリスター、またはサーミスターなどにも適用可能である。

【0018】

本発明の一実施形態によるセラミック電子部品１００は、誘電体層１１１及び内部電極１２１、１２２を含む本体１１０と、上記本体に配置され、上記内部電極と連結される外部電極１３１、１３２と、を含むセラミック電子部品であって、上記誘電体層１１１は、複数の結晶粒１１１ａと、隣接した結晶粒の間に配置された結晶粒界１１１ｂと、を含み、上記結晶粒のＳｉの含量をＧ１、上記結晶粒界のＳｉの含量をＧＢ１としたときに、ＧＢ１／Ｇ１は質量比で５以上である。

【0019】

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ことができる。

【0020】

本体１１０の具体的な形状は特に制限されないが、図示されたように、本体１１０は、六面体形状またはそれに類似の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。

【0021】

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と、上記第１及び第２面１、２と連結されて第２方向に互いに対向する第３及び第４面３、４と、第１及び第２面１、２と連結され、且つ第３及び第４面３、４と連結されて第３方向に互いに対向する第５及び第６面５、６と、を有することができる。

【0022】

本体１１０を成す複数の誘電体層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、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いずには確認が困難な程度に一体化されることができる。

【0023】

誘電体層１１１は、複数の結晶粒１１１ａと、隣接した結晶粒の間に配置された結晶粒界１１１ｂと、を含み、上記結晶粒のＳｉの含量をＧ１、上記結晶粒界のＳｉの含量をＧＢ１としたときに、ＧＢ１／Ｇ１は質量比で５以上である。

【0024】

セラミック電子部品の１つである積層型キャパシター（ＭＬＣＣ：ｍｕｌｔｉ－ｌａｙｅｒ ｃｅｒａｍｉｃ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）は高容量化及び薄層化する傾向にある。誘電体層の薄層化を実現するためには、基本的に、誘電体結晶粒を小さくし、誘電体結晶粒の粒界抵抗を高めることで、基本的な電荷移動を抑制する技術が必要である。

【0025】

本発明の一実施形態によると、高い仕事関数（ｗｏｒｋ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を有するＳｉ元素の結晶粒１１１ａ及び結晶粒界１１１ｂでの分布を制御することで、信頼性を向上させることができる。具体的に、結晶粒に含まれたＳｉの含量に対する結晶粒界に含まれたＳｉの含量の割合（ＧＢ１／Ｇ１）を質量比で５以上に制御することにより、結晶粒界のエネルギー準位を高めて信頼性を向上させることができる。

【0026】

この際、ＧＢ１／Ｇ１の上限は特に限定する必要はなく、例えば、ＧＢ１／Ｇ１は６．５未満であることができる。

【0027】

一方、ＧＢ１／Ｇ１を制御する方法は特に限定されず、例えば、焼結時における還元雰囲気を調節することで、結晶粒界の元素分布及び結晶粒界の厚さなどを制御することができる。

【0028】

誘電体層１１１は、ＢａＴｉＯ_３を主成分として含み、副成分としてＤｙ、Ｍｎ、Ｓｉを含むことができる。

【0029】

ジスプロシウム（Ｄｙ）は、主成分であるチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）に添加した時に、Ｂａ－サイトを置換してドナー（ｄｏｎｏｒ）の役割を果たすことで、酸素空孔の濃度を減らし、信頼性を改善する役割を果たすことができる。

【0030】

Ｍｎは可変電子価（ｍｕｌｔｉ－ｖａｌｅｎｃｅ）を有する元素である。Ｍｎは、焼成温度を減少させ、高温耐電圧特性を向上させる役割を果たすことができる。また、Ｍｎは、主成分であるチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）に添加した時に、Ｔｉ－サイトを置換することができる。

【0031】

Ｓｉは高い仕事関数（ｗｏｒｋ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を有するため、結晶粒界に分布時に、結晶粒界のエネルギー準位を高め、信頼性を向上させることができる。また、Ｓｉは、主成分であるチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）に添加した時に、Ｔｉ－サイトを置換することができる。

【0032】

一方、上記副成分として、Ｎｉをさらに含むことができる。

【0033】

一実施形態において、結晶粒界１１１ｂの平均厚さは１．１ｎｍ以上であることができる。

【0034】

結晶粒界１１１ｂの平均厚さが１．１ｎｍ未満である場合には、ＧＢ１／Ｇ１の制御による信頼性の向上効果が不十分になる恐れがある。

【0035】

この際、結晶粒界１１１ｂの平均厚さの上限は特に限定する必要はなく、例えば、結晶粒界の平均厚さは３．０ｎｍ未満であることができる。

【0036】

一実施形態において、結晶粒に含まれたＳｉの含量（Ｇ１）は０．４ｗｔ％以下であり、結晶粒界に含まれたＳｉの含量（ＧＢ１）は１．６ｗｔ％以上であることができる。ここで、Ｇ１は結晶粒を基準とした値であり、ＧＢ１は結晶粒界を基準とした値である。すなわち、結晶粒におけるＳｉの質量の割合が０．４ｗｔ％以下であり、結晶粒界におけるＳｉの質量の割合が１．６ｗｔ％以上である。

【0037】

Ｇ１が０．４ｗｔ％未満であるか、ＧＢ１が１．６ｗｔ％未満である場合には、結晶粒と結晶粒界とのエネルギー準位差が小さいため、信頼性の向上効果が不十分になる恐れがある。

【0038】

一実施形態において、上記結晶粒界のＤｙの含量をＧＢ２としたときに、ＧＢ２／ＧＢ１は、質量比で２．３以下であることができる。

【0039】

ＧＢ２／ＧＢ１が２．３を超える場合には、粒界の電荷密度（ｃｈａｒｇｅ ｄｅｎｓｉｔｙ）が増加し、信頼性が低下する恐れがある。

【0040】

この際、ＧＢ２／ＧＢ１の下限は特に限定する必要はなく、例えば、ＧＢ２／ＧＢ１は１．５以上であることができる。

【0041】

一実施形態において、上記結晶粒界のＭｎの含量をＧＢ３としたときに、ＧＢ３／ＧＢ１は質量比で０．５以下であることができる。

【0042】

ＧＢ３／ＧＢ１が０．５を超える場合には、粒界の電荷密度（ｃｈａｒｇｅ ｄｅｎｓｉｔｙ）が増加し、信頼性が低下する恐れがある。

【0043】

この際、ＧＢ３／ＧＢ１の下限は特に限定する必要はなく、例えば、ＧＢ３／ＧＢ１は０．２以上であることができる。

【0044】

本発明によると、ＧＢ１／Ｇ１を制御することで、結晶粒界でのＳｉの分布を高めて結晶粒界のエネルギー準位を高め、ＧＢ２／ＧＢ１及び／またはＧＢ３／ＧＢ１を制御することで、結晶粒界でのドナー（ｄｏｎｏｒ）及びアクセプター（ａｃｃｅｐｔｏｒ）の分布を減少させることにより、結晶粒界の耐電圧特性を向上させ、高温信頼特性を向上させることができる。

【0045】

一方、誘電体層１１１の厚さｔｄは、特に限定する必要はない。

【0046】

但し、一般に、誘電体層を０．６μｍ未満の厚さに薄く形成する場合、特に、誘電体層の厚さが０．４５μｍ以下である場合には、信頼性が低下する恐れがある。

【0047】

上述のように、本発明の一実施形態によると、結晶粒に含まれたＳｉの含量に対する結晶粒界に含まれたＳｉの含量の割合（ＧＢ１／Ｇ１）を質量比で５以上に制御することで、結晶粒界のエネルギー準位を高め、信頼性を向上させることができるため、誘電体層１１１の厚さが０．５μｍ以下である場合にも優れた信頼性を確保することができる。

【0048】

したがって、誘電体層１１１の厚さが０．４５μｍ以下である場合に、本発明による信頼性の向上効果がより顕著になることができる。

【0049】

上記誘電体層１１１の厚さｔｄは、上記第１内部電極１２１と第２内部電極１２２と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。

【0050】

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）の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）でイメージスキャンして測定することができる。

【0051】

例えば、本体１１０の第３方向（幅方向）の中央部で切断した第１及び第２方向（長さ及び厚さ方向）の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）によりスキャンした画像から抽出された任意の誘電体層において、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、平均値を測定することができる。

【0052】

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Ａｃで測定されることができる。

【0053】

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を含み、容量が形成される容量形成部Ａｃと、上記容量形成部Ａｃの第１方向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。

【0054】

また、上記容量形成部Ａｃは、キャパシターの容量形成に寄与する部分であり、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されることができる。

【0055】

カバー部１１２、１１３は、上記容量形成部Ａｃ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Ａｃ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。

【0056】

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Ａｃの上下面にそれぞれ厚さ方向に積層することで形成されることができ、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。

【0057】

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。

【0058】

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（ＢａＴｉＯ_３）系セラミック材料を含むことができる。

【0059】

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、セラミック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。

【0060】

また、上記容量形成部Ａｃの側面にはマージン部１１４、１１５が配置されることができる。

【0061】

マージン部１１４、１１５は、本体１１０の第５面５に配置されたマージン部１１４と、第６面６に配置されたマージン部１１５と、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。

【0062】

マージン部１１４、１１５は、図３に示されたように、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。

【0063】

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。

【0064】

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箇所を除いて導電性ペーストを塗布して内部電極を形成することにより形成されたものであることができる。

【0065】

また、内部電極１２１、１２２による段差を抑えるために、積層後に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Ａｃの両側面に幅方向に積層することでマージン部１１４、１１５が形成されてもよい。

【0066】

内部電極１２１、１２２は、誘電体層１１１と交互に積層される。

【0067】

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。

【0068】

図２を参照すると、第１内部電極１２１は、第４面４から離隔して第３面３を介して露出し、第２内部電極１２２は、第３面３から離隔して第４面４を介して露出することができる。

【0069】

この際、第１及び第２内部電極１２１、１２２は、その間に配置された誘電体層１１１により互いに電気的に分離されることができる。

【0070】

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とを交互に積層した後、焼成することで形成されることができる。

【0071】

内部電極１２１、１２２を形成する材料は特に制限されず、電気伝導性に優れた材料を用いることができる。例えば、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１つ以上を含むことができる。

【0072】

また、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１つ以上を含む内部電極用導電性ペーストをセラミックグリーンシートに印刷することで形成されることができる。上記内部電極用導電性ペーストの印刷方法としては、スクリーン印刷法また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。

【0073】

一方、内部電極１２１、１２２の厚さｔｅは、特に限定する必要はない。

【0074】

但し、一般に、内部電極を０．６μｍ未満の厚さに薄く形成する場合、特に、内部電極の厚さが０．５μｍ以下である場合には、信頼性が低下する恐れがあった。

【0075】

上述のように、本発明の一実施形態によると、結晶粒に含まれたＳｉの含量に対する結晶粒界に含まれたＳｉの含量の割合（ＧＢ１／Ｇ１）を質量比で５以上に制御することで、結晶粒界のエネルギー準位を高め、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０．５０μｍ以下である場合にも優れた信頼性を確保することができる。

【0076】

したがって、内部電極１２１、１２２の厚さが０．５０μｍ以下である場合に、本発明による効果がより顕著になることができ、セラミック電子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。

【0077】

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。

【0078】

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）の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）でイメージスキャンして測定することができる。

【0079】

例えば、本体１１０の第３方向（幅方向）の中央部で切断した第１及び第２方向（長さ及び厚さ方向）の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）によりスキャンした画像から抽出された任意の第１及び第２内部電極１２１、１２２において、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、平均値を測定することができる。

【0080】

上記等間隔である３０個の地点は、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Ａｃで測定されることができる。

【0081】

外部電極１３１、１３２は、本体１１０の第３面３及び第４面４に配置される。

【0082】

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。

【0083】

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。

【0084】

本実施形態では、セラミック電子部品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の形態やその他の目的によって変わり得る。

【0085】

一方、外部電極１３１、１３２は、金属などのように電気伝導性を有するものであれば如何なる物質を用いて形成されてもよく、電気的特性、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、さらには、多層構造を有することができる。

【0086】

例えば、外部電極１３１、１３２は、本体１１０に配置される電極層１３１ａ、１３２ａと、電極層１３１ａ、１３２ａ上に形成されためっき層１３１ｂ、１３２ｂと、を含むことができる。

【0087】

電極層１３１ａ、１３２ａのより具体的な例としては、電極層１３１ａ、１３２ａは、導電性金属及びガラスを含む焼成（ｆｉｒｉｎｇ）電極であってもよく、導電性金属及び樹脂を含む樹脂系電極であってもよい。

【0088】

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に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により形成されてもよく、焼成電極上に導電性金属を含むシートを転写する方式により形成されてもよい。

【0089】

電極層１３１ａ、１３２ａに含まれる導電性金属として、電気伝導性に優れた材料を用いることができるが、特に限定されない。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。

【0090】

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の種類は特に限定されず、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｄ、及びこれらの合金のうち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。

【0091】

めっき層１３１ｂ、１３２ｂのより具体的な例としては、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めっき層が順に形成された形態であってもよく、Ｓｎめっき層、Ｎｉめっき層、及びＳｎめっき層が順に形成された形態であってもよい。また、めっき層１３１ｂ、１３２ｂは、複数のＮｉめっき層及び／または複数のＳｎめっき層を含んでもよい。

【0092】

セラミック電子部品１００のサイズは特に限定する必要はない。

【0093】

但し、小型化及び高容量化をとも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、積層数を増加させる必要があるため、１００５（長さ×幅、１．０ｍｍ×０．５ｍｍ）以下のサイズを有するセラミック電子部品１００において、本発明による信頼性及び絶縁抵抗の向上効果がより顕著になることができる。

【0094】

したがって、製造誤差、外部電極のサイズなどを考慮すると、セラミック電子部品１００の長さが１．１ｍｍ以下、幅が０．５５ｍｍ以下である場合、本発明による信頼性の向上効果がより顕著になることができる。ここで、セラミック電子部品１００の長さは、セラミック電子部品１００の第２方向のサイズを意味し、セラミック電子部品１００の幅は、セラミック電子部品１００の第３方向のサイズを意味することができる。

【0095】

（実施例）
本発明の実施例は、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）を主成分として含み、Ｄｙ、Ｓｉ、及びＭｎを副成分として含む誘電体組成物を準備した後、上記誘電体組成物を含むセラミックグリーンシートを用いて、焼成時における還元雰囲気を調節することで結晶粒界を制御して誘電体層を形成したプロトタイプの積層セラミックキャパシター（Ｐｒｏｔｏ－ｔｙｐｅ ＭＬＣＣ）を用意した。

【0096】

上記のように完成したプロトタイプの積層セラミックキャパシター（Ｐｒｏｔｏ－ｔｙｐｅ ＭＬＣＣ）の試験片である試験番号１～３に対して、結晶粒界の厚さ、結晶粒及び結晶粒界の元素含量を測定して下記表１に記載し、高温ＩＲ劣化を測定して下記表１に記載した。

【0097】

結晶粒界の厚さは、結晶粒間の境界を垂直に通る１０ｎｍの範囲をラインプロファイル（ｌｉｎｅ ｐｒｏｆｉｌｅ）し、Ｓｉの含量の半値幅（ＦＷＨＭ、ｆｕｌｌ ｗｉｄｔｈ ａｔ ｈａｌｆ ｍａｘｉｍｕｍ）から測定した。ここで、半値幅とは、山型からなる分布を示す曲線において、最大値の１／２に対応する分布の幅を意味する。

【0098】

結晶粒界のＳｉ、Ｄｙ、及びＭｎの含量（ＧＢ１、ＧＢ２、ＧＢ３）は、上記ラインプロファイルにおいて結晶粒界に含まれたＳｉ、Ｄｙ、及びＭｎの平均値を測定したものであり、結晶粒のＳｉ、Ｄｙ、及びＭｎの含量（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３）は、上記ラインプロファイルにおいて結晶粒界に含まれたＳｉ、Ｄｙ、及びＭｎの平均値を測定したものである。

【0099】

高温ＩＲ劣化は、各試験番号当たり４０個のサンプルチップを準備し、１０５℃で７２時間、定格電圧の１．５倍に該当する電圧を印加した後、絶縁抵抗が１ｋΩ未満に低下したサンプルチップを不良と判断し、不良と判定されたチップの百分率を記載した。

【0100】

【表1】

【0101】

試験番号１及び２は、ＧＢ１／Ｇ１が５未満と、高温信頼性に劣っていた。これに対し、試験番号３は、ＧＢ１／Ｇ１が５以上と、高温信頼性に優れることが確認できる。

【0102】

また、試験番号１及び２は、高温ＩＲ劣化の評価後における絶縁抵抗が、初期値と比べて約１／１００００程度に低下し、試験番号３は、高温ＩＲ劣化の評価後における絶縁抵抗が、初期値と比べて約１／１０００程度に低下したことから、試験番号３が高温信頼性に優れることが確認できる。

【0103】

また、ＧＢ１／Ｇ１値が増加するにつれて、結晶粒界の厚さが増加することが確認でき、試験番号３の結晶粒界の厚さは１．１ｎｍ以上であることが確認できる。

【0104】

また、ＧＢ１／Ｇ１値が増加するにつれて、結晶粒界でのＤｙ／Ｓｉの含量比（ＧＢ２／ＧＢ１）と結晶粒界でのＭｎ／Ｓｉの含量比（ＧＢ３／ＧＢ１）が減少することが確認でき、試験番号３のＧＢ２／ＧＢ１は２．３以下であり、ＧＢ３／ＧＢ１は０．５以下であることが確認できる。

【0105】

図６は、試験番号３の誘電体層を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によりスキャンした画像、Ｄｙ、Ｓｉ、及びＭｎに対してマッピング（ｍａｐｐｉｎｇ）した画像である。図７は、図６の矢印に沿ってライン分析を行った結果である。図７の（ｂ）は、図７の（ａ）で０ｗｔ％～２．０ｗｔ％の部分を拡大したものである。

【0106】

図８は、試験番号１の誘電体層を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によりスキャンした画像、Ｄｙ、Ｓｉ、及びＭｎに対してマッピング（ｍａｐｐｉｎｇ）した画像である。図９は、図８の矢印に沿ってライン分析を行った結果である。図９の（ｂ）は、図９の（ａ）で０ｗｔ％～２．０ｗｔ％の部分を拡大したものである。

【0107】

試験番号１は、結晶粒界の厚さが薄く、結晶粒界に主にＤｙが分布しており、Ｍｎ、Ｓｉなどは非常に少量のみ分布している。かかる構造では、結晶粒界のエネルギー準位を高く確保できないため、優れた信頼性を確保することが困難である。

【0108】

試験番号３は、結晶粒界の厚さが１．２３ｎｍと十分に厚く、結晶粒界でのＳｉの分布が高くて結晶粒界のエネルギー準位が高く、ＧＢ２／ＧＢ１及びＧＢ３／ＧＢ１は低く、結晶粒界でのドナー（ｄｏｎｏｒ）及びアクセプター（ａｃｃｅｐｔｏｒ）の分布が少ないため、優れた高温信頼特性を確保することができる。

【0109】

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図面により限定されず、添付の特許請求の範囲により限定しようとする。よって、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、当技術分野の通常の知識を有する者による多様な形態の置換、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】

【0110】

１００ セラミック電子部品
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、１３２ａ 電極層
１３１ｂ、１３２ｂ めっき層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】