特開 2023-106281 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】P2023106281

(43)【公開日】2023-08-01

(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 20060101AFI20230725BHJP

【ＦＩ】

H01G4/30 201K

H01G4/30 201C

H01G4/30 201F

H01G4/30 201G

H01G4/30 201L

H01G4/30 512

H01G4/30 513

H01G4/30 516

H01G4/30 515

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022081777

(22)【出願日】2022-05-18

(31)【優先権主張番号】10-2022-0008650

(32)【優先日】2022-01-20

(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】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ジュン、ハン ソン

(72)【発明者】

【氏名】アン、ガ ヨン

【テーマコード（参考）】

5E001

5E082

【Ｆターム（参考）】

5E001AB03

5E001AC10

5E001AH01

5E001AH05

5E001AH07

5E001AH09

5E001AJ01

5E001AJ03

5E082BC39

5E082BC40

5E082EE04

5E082EE23

5E082EE26

5E082EE35

5E082FG04

5E082FG26

5E082FG54

5E082GG10

5E082GG26

5E082GG28

5E082LL02

5E082MM24

(57)【要約】      （修正有）

【課題】信頼性に優れ、単位体積当たりの容量が向上したセラミック電子部品を提供する。
【解決手段】セラミック電子部品は、誘電体層１１１及び内部電極１２１、１２２を含む本体と、本体上に配置され、内部電極と連結される外部電極と、を含む。誘電体層は、複数の誘電体結晶粒Ｇを含み、誘電体層の単位厚さ１μｍ当たり誘電体結晶粒の個数は６以上であり、誘電体層の平均厚さをｔｄとする時、ｔｄは２．０μｍ以下である。
【選択図】図５

【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、
前記本体上に配置され、前記内部電極と連結される外部電極とを含み、
前記誘電体層は、複数の誘電体結晶粒を含み、前記誘電体層の単位厚さ１μｍ当たり誘電体結晶粒の個数は６以上であり、
前記誘電体層の平均厚さをｔｄとする時、前記ｔｄは２．０μｍ以下である、セラミック電子部品。

【請求項2】

前記内部電極の平均厚さをｔｅとする時、前記ｔｄ及びｔｅはｔｄ／ｔｅ≦３．０を満たす、請求項１に記載のセラミック電子部品。

【請求項3】

前記本体は、前記誘電体層及び内部電極が第１方向に交互に配置され、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～第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、
前記外部電極は、前記第３及び第４面上に配置され、
前記セラミック電子部品の第２方向の最大大きさは１．８０ｍｍ以上であり、第３方向の最大大きさは１．０８ｍｍ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】

前記外部電極は、前記本体上に配置され、導電性金属及びガラスを含む第１電極層、及び前記第１電極層上に配置され、導電性金属及び樹脂を含む第２電極層を含む、請求項３に記載のセラミック電子部品。

【請求項5】

前記セラミック電子部品は、単位体積当たりの容量に定格電圧を掛けた値が１００μＦ・Ｖ／ｍｍ^３以上である、請求項４に記載のセラミック電子部品。

【請求項6】

前記内部電極の平均厚さをｔｅとする時、前記ｔｄ及びｔｅは１．０＜ｔｄ／ｔｅ≦３．０を満たす、請求項５に記載のセラミック電子部品。

【請求項7】

前記誘電体結晶粒の平均粒径は、１６６ｎｍ以下である、請求項１から６のいずれか一項に記載のセラミック電子部品。

【請求項8】

前記外部電極は、前記本体上に配置され、導電性金属及びガラスを含む第１電極層、及び前記第１電極層上に配置され、導電性金属及び樹脂を含む第２電極層を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載のセラミック電子部品。

【請求項9】

前記内部電極の平均厚さをｔｅとする時、前記ｔｄ及びｔｅは１．０＜ｔｄ／ｔｅ≦３．０を満たす、請求項１から６のいずれか一項に記載のセラミック電子部品。

【請求項10】

前記複数の誘電体結晶粒の粒径の累積分布において、１％の値をＤ１、５０％の値をＤ５０、及び９９％の値をＤ９９とする時、２≦Ｄ９９／Ｄ５０≦３及び２≦Ｄ５０／Ｄ１≦３を満たす、請求項１から６のいずれか一項に記載のセラミック電子部品。

【請求項11】

前記誘電体層は、複数の誘電体粉末を用いて形成され、前記複数の誘電体粉末の粒子大きさの累積分布において、１０％の値をＤ１０ａ、５０％の値をＤ５０ａ、及び９０％の値をＤ９０ａとする時、２＜Ｄ９０ａ／Ｄ５０ａ＜３及び２＜Ｄ５０ａ／Ｄ１０ａ＜３を満たす、請求項１から６のいずれか一項に記載のセラミック電子部品。

【請求項12】

前記本体は、前記誘電体層及び内部電極が第１方向に交互に配置され、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～第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、
前記外部電極は前記第３及び第４面上に配置され、
前記セラミック電子部品の第２方向の最大大きさは１．８０ｍｍ以上であり、第３方向の最大大きさは１．０８ｍｍ以上である、請求項１から６のいずれか一項に記載のセラミック電子部品。

【請求項13】

前記本体は、前記誘電体層及び内部電極が第１方向に交互に配置され、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～第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、
前記内部電極は、前記第４、５及び６面と離隔され、前記第３面と連結される第１内部電極、及び前記第３、５及び６面と離隔され、前記第４面と連結される第２内部電極を含み、
前記外部電極は、前記第３面上に配置され、前記第１内部電極と連結される第１外部電極、及び前記第４面上に配置され、前記第２内部電極と連結される第２外部電極を含む、請求項１から６のいずれか一項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ものである。

【背景技術】

【0002】

セラミック電子部品の一つである積層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、電気を充填または放電させる役割をするチップ状のコンデンサである。

【0003】

かかる積層セラミックキャパシタは、小型でかつ高容量が保障され、実装が容易であるという長所により、多様な電子装置の部品として使用されることができる。最近、コンピュータ、モバイル機器などの各種の電子機器が小型化、高出力化されることにより、積層セラミックキャパシタの小型化及び高容量化への要求も増大している。

【0004】

また、最近、自動車用電装部品に対する業界の関心が高くなり、積層セラミックキャパシタも自動車あるいはインフォテインメントシステムに使用するために高信頼性特性が要求されている。

【0005】

積層セラミックキャパシタの高容量化を達成するためには、誘電体層の厚さを薄くして積層数を増加させる必要がある。しかし、誘電体層の厚さが薄くなるほど同一の作動電圧で誘電体に印加される電界が大きくなるため、誘電体の信頼性を確保することが必須である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明のいくつかの目的の一つは、信頼性に優れたセラミック電子部品を提供することである。

【0007】

本発明のいくつかの目的の一つは、単位体積当たりの容量が向上したセラミック電子部品を提供することである。

【0008】

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】

【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、上記本体上に配置され、上記内部電極と連結される外部電極とを含み、上記誘電体層は、複数の誘電体結晶粒を含み、上記誘電体層の単位厚さ１μｍ当たり誘電体結晶粒の個数は６以上であり、上記誘電体層の平均厚さをｔｄとする時、上記ｔｄは２．０μｍ以下である。

【発明の効果】

【0010】

本発明のいくつかの効果の一つとして、誘電体層の平均厚さ及び誘電体層の単位厚さ１μｍ当たり誘電体結晶粒の個数を制御することで、セラミック電子部品の信頼性を向上させることがある。

【0011】

本発明のいくつかの効果の一つとして、誘電体層の平均厚さ及び誘電体層の単位厚さ１μｍ当たり誘電体結晶粒の個数を制御することで、セラミック電子部品の単位体積当たりの容量を向上させることがある。

【0012】

但し、本発明の多様でかつ有益な長所と効果は、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】

【0013】

【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領域を拡大した図面である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下では、具体的な実施形態及び添付の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。

【0015】

そして、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のない部分は省略し、図面において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ため、本発明が必ずしも図示によって限定されるものではない。また、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。さらに、明細書全体において、ある部分がある構成要素を「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。

【0016】

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方向は幅方向（Ｗ）と定義することができる。

【0017】

＜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領域を拡大した図面である。

【0018】

以下、図１～図５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について詳しく説明する。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（Ｍｕｌｔｉ－ｌａｙｅｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｃａｐａｃｉｔｏｒ、以下、「ＭＬＣＣ」という）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、セラミック材料を使用する多様なセラミック電子部品、例えば、インダクタ、圧電体素子、バリスタ、またはサーミスタなどにも適用されることができる。

【0019】

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とを含み、上記誘電体層１１１は、複数の誘電体結晶粒Ｇを含み、上記誘電体層１１１の単位厚さ１μｍ当たり誘電体結晶粒の個数は６以上であり、上記誘電体層の平均厚さをｔｄとする時、上記ｔｄは２．０μｍ以下である。

【0020】

本体１１０は、誘電体層１１１及び内部電極１２１、１２２が交互に積層されることができる。

【0021】

本体１１０の具体的な形状に特に制限はないが、図示のように、本体１１０は六面体状であるか、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に含まれた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状ではないが実質的に六面体状を有することができる。

【0022】

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、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、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。

【0023】

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り、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難い程度に一体化されることができる。誘電体層の積層数は特に制限する必要はなく、セラミック電子部品のサイズを考慮して決定することができる。例えば、誘電体層を３００層以上積層して本体を形成することができる。

【0024】

誘電体層１１１は複数の誘電体結晶粒Ｇを含み、上記誘電体層１１１の単位厚さ１μｍ当たり誘電体結晶粒の個数は６以上であり、上記誘電体層の平均厚さをｔｄとする時、上記ｔｄは２．０μｍ以下であることができる。

【0025】

セラミック電子部品の一つである積層型キャパシタ（ＭＬＣＣ：ｍｕｌｔｉ－ｌａｙｅｒ ｃｅｒａｍｉｃ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）は、高容量化及び薄層化の傾向にある。誘電体層の厚さが薄くなるほど同一の作動電圧で誘電体に印加される電界（Ｖ／μｍ）が大きくなるため、誘電体の信頼性を確保することが必須である。また、自動車用電装部品に使用される積層型キャパシタの場合、より高い水準の信頼性を要求するため、単純に誘電体層の厚さを薄くする方向では高信頼性を確保し難いおそれがある。

【0026】

同一定格電圧で容量を増加させるためには、誘電体層当たり結晶粒の個数を同一にしつつも、誘電体層の厚さは薄くする必要があるため、誘電体層の単位厚さ当たり誘電体結晶粒の個数は増加しなければならない。本発明によると、誘電体層１１１の平均厚さを２．０μｍ以下と薄くし、誘電体層１１１の単位厚さ１μｍ当たり誘電体結晶粒の個数を６以上に制御することで、単位体積当たりの容量を向上させて高容量化を実現すると同時に、優れた信頼性を確保することができる。

【0027】

誘電体層１１１の平均厚さが２．０μｍを超えるか、誘電体層１１１の単位厚さ１μｍ当たり誘電体結晶粒の個数が６未満の場合は、信頼性が低下するか単位体積当たりの容量が低下するおそれがある。

【0028】

誘電体層１１１の平均厚さ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。

【0029】

誘電体層１１１の平均厚さｔｄは、本体１１０の長さ及び厚さ方向（Ｌ－Ｔ）断面を１万倍率の走査電子顕微鏡（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。より具体的に、スキャンされたイメージにおいて、一つの誘電体層を長さ方向に等間隔の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。上記等間隔の３０個の地点は、容量形成部Ａｃで指定されることができる。また、かかる平均値の測定を１０個の誘電体層に拡張して行うと、誘電体層の平均厚さをさらに一般化することができる。

【0030】

誘電体層１１１の単位厚さ１μｍ当たり誘電体結晶粒Ｇの個数は、誘電体層１μｍ厚さ当たり配置された誘電体結晶粒Ｇの個数を意味する。すなわち、１μｍを誘電体結晶粒Ｇの平均粒径で分けた値を意味することができる。これにより、本発明による誘電体結晶粒Ｇの平均粒径は１６６ｎｍ以下であることができる。誘電体結晶粒Ｇの平均粒径が１６６ｎｍ以下である場合、誘電体層１１１の単位厚さ１μｍ当たり誘電体結晶粒の個数は６以上であるといえる。

【0031】

誘電体結晶粒Ｇの粒径（Ｇｒａｉｎ ｓｉｚｅ）は、誘電体結晶粒の結晶粒界の一地点から他の地点に直線を引いた時、最大の値を有する線を長軸、上記長軸に直交する直線のうち最大の値を有するものを短軸とし、上記長軸と短軸の平均値が誘電体結晶粒の粒径であることができる。５００個以上の誘電体結晶粒の粒径を平均した値が誘電体結晶粒の平均粒径であることができる。

【0032】

誘電体結晶粒Ｇの粒径（Ｇｒａｉｎ ｓｉｚｅ）は、本体１１０の長さ及び厚さ方向（Ｌ－Ｔ）断面のうち中央部を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）でスキャンして得た画像イメージで測定することができる。この時、倍率は、誘電体層の厚さ及び誘電体結晶粒の粒径によって異ならせてよく、５００個以上の誘電体結晶粒の粒径が測定可能に倍率を調節してよい。但し、一つの画像イメージに５００個以上の誘電体結晶粒が含まれるように倍率を調節して測定する必要はなく、複数の画像イメージに含まれた誘電体結晶粒の総個数が５００個以上となるように倍率を調節して複数の画像イメージで測定することができる。

【0033】

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。

【0034】

但し、本発明の一実施形態によると、本体１１０は、上記誘電体層及び内部電極が第１方向に交互に配置され、上記第１方向に対向する第１及び第２面、上記第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、上記第１～第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、上記外部電極は、上記第３及び第４面上に配置され、上記セラミック電子部品の第２方向の最大大きさは１．８ｍｍ以上であり、第３方向の最大大きさは１．０８ｍｍ以上であることができる。

【0035】

本発明によると、高信頼性を維持すると同時に高容量化を達成することができ、一般的にこのような高信頼性が実現可能なサイズである２０１２（長さ×幅、２．０ｍｍ×１．２ｍｍ）以上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単位体積当たりの容量向上効果がより顕著になることができる。具体的に、誘電体層及び誘電体層の単位厚さ当たり誘電体結晶粒の個数を制御しない従来の一般的な２０１２（長さ×幅、２．０ｍｍ×１．２ｍｍ）以上のサイズを有するセラミック電子部品では、単位体積当たりの容量に定格電圧を掛けた値を１００μＦ・Ｖ／ｍｍ^３以上に確保し難いという問題点があった。しかし、本発明により誘電体層１１１の平均厚さを２．０μｍ以下と薄くし、誘電体層１１１の単位厚さ１μｍ当たり誘電体結晶粒の個数を６以上に制御する場合、２０１２（長さ×幅、２．０ｍｍ×１．２ｍｍ）以上のサイズを有するセラミック電子部品でも単位体積当たりの容量に定格電圧を掛けた値を１００μＦ・Ｖ／ｍｍ^３以上で確保すると同時に優れた信頼性を確保することができる。ここで、定格電圧とは、セラミック電子部品が、信頼性が低下することなく１０００時間以上作動可能な電圧を意味することができる。

【0036】

製造誤差、外部電極の大きさなどを考慮すると、セラミック電子部品１００の長さが１．８０ｍｍ以上であり、幅が１．０８ｍｍ以上の場合、本発明による信頼性及び単位体積当たりの容量向上の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方向の最大大きさを意味し、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方向の最大大きさを意味することができる。

【0037】

一実施形態において、内部電極１２１、１２２の平均厚さをｔｅとする時、上記ｔｄ及びｔｅはｔｄ／ｔｅ≦３．０を満たすことができる．ｔｄ／ｔｅが３．０超の場合は、単位体積当たりの容量が低下するか、信頼性が低下するおそれがある。

【0038】

ｔｄ／ｔｅの下限は、特に限定する必要はないが、高信頼性を確保するためには１超であることができる。

【0039】

したがって、ｔｄ／ｔｅ≦３．０を満たすことが好ましく、１＜ｔｄ／ｔｅ≦３．０を満たすことが高信頼性を確保する側面でより好ましいことができる。

【0040】

一実施形態において、内部電極１２１、１２２の平均厚さｔｅは特に限定する必要はない。例えば、内部電極１２１、１２２の平均厚さｔｅは、０．６μｍ以上２．０μｍ未満であることができる。

【0041】

内部電極１２１、１２２の平均厚さｔｅは、本体１１０の長さ及び厚さ方向（Ｌ－Ｔ）断面を１万倍率の走査電子顕微鏡（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。より具体的に、スキャンされたイメージにおいて、一つの内部電極を長さ方向に等間隔の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。上記等間隔の３０個の地点は、容量形成部Ａｃで指定されることができる。また、かかる平均値測定を１０個の内部電極に拡張して平均値を測定すると、内部電極の平均厚さをさらに一般化することができる。

【0042】

一実施形態において、セラミック電子部品１００は、単位体積当たりの容量に定格電圧を掛けた値が１００μＦ・Ｖ／ｍｍ^３以上であることができる。本発明により誘電体層１１１の平均厚さを２．０μｍ以下と薄くし、誘電体層１１１の単位厚さ１μｍ当たり誘電体結晶粒の個数を６以上に制御する場合、単位体積当たりの容量に定格電圧を掛けた値を１００μＦ・Ｖ／ｍｍ^３以上に確保すると同時に優れた信頼性を確保することができる。

【0043】

一実施形態において、複数の誘電体結晶粒の粒径の累積分布において、１％の値をＤ１、５０％の値をＤ５０、及び９９％の値をＤ９９とする時、２≦Ｄ９９／Ｄ５０≦３及び２≦Ｄ５０／Ｄ１≦３を満たすことができる。２≦Ｄ９９／Ｄ５０≦３及び２≦Ｄ５０／Ｄ１≦３の関係を満たすように誘電体結晶粒の粒径を調節することで、誘電率の低下を防ぎ高容量を実現することができ、誘電体層の粗度を低減して耐電圧特性を向上させることができる。

【0044】

上記Ｄ９９／Ｄ５０及びＤ５０／Ｄ１の値が２未満の場合は、デラミネーション（Ｄｅｌａｍｉｎａｔｉｏｎ）不良の問題及び容量の実現が難しいという問題が発生し得て、Ｄ９９／Ｄ５０及びＤ５０／Ｄ１の値が３を超える場合は、上記誘電体層の粗度が増加して耐電圧特性が低下するおそれがある。

【0045】

一実施形態において、誘電体層１１１は、複数の誘電体粉末を用いて形成され、上記複数の誘電体粉末の粒子大きさの累積分布において、１０％の値を Ｄ１０ａ、５０％の値をＤ５０ａ、及び９０％の値をＤ９０ａとする時、２＜Ｄ９０ａ／Ｄ５０ａ＜３及び２＜Ｄ５０ａ／Ｄ１０ａ＜３を満たすことができる。

【0046】

上記Ｄ９０ａ／Ｄ５０ａ及びＤ５０ａ／Ｄ１０ａの値が２以下であるか３以上の場合は、粒度散布が不均一であり、誘電体結晶粒の粒径を均一に確保し難いおそれがある。

【0047】

本体１１０は、本体１１０の内部に配置され、誘電体層１１１を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。

【0048】

また、上記容量形成部Ａｃは、キャパシタの容量形成に寄与する部分であり、誘電体層１１１を挟んで複数の第１及び第２内部電極１２１、１２２を繰り返して積層して形成されることができる。

【0049】

カバー部１１２、１１３は、上記容量形成部Ａｃの第１方向上部に配置される上部カバー部１１２及び上記容量形成部Ａｃの第１方向下部に配置される下部カバー部１１３を含むことができる。

【0050】

上記上部カバー部１１２及び下部カバー部１１３は、単一誘電体層または２個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することができる。

【0051】

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。

【0052】

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。

【0053】

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、２０１２（長さ×幅、２．０ｍｍ×１．２ｍｍ）以上のサイズを有するセラミック電子部品において、一般的にカバー部１１２、１１３の厚さｔｃは２００μｍ以上であることができる。

【0054】

カバー部１１２、１１３の平均厚さｔｃは、第１方向大きさを意味することができ、容量形成部Ａｃの上部または下部で等間隔の５個の地点で測定したカバー部１１２、１１３の第１方向大きさを平均した値であることができる。

【0055】

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。

【0056】

マージン部１１４、１１５は、本体１１０の第５面５に配置された第１マージン部１１４と、第６面６に配置された第２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の幅方向両端面（ｅｎｄ ｓｕｒｆａｃｅｓ）に配置されることができる。

【0057】

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）方向に切った断面（ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎ）において、第１及び第２内部電極１２１、１２２の両末端と本体１１０の境界面間の領域を意味することができる。

【0058】

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することができる。

【0059】

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所を除き、導電性ペーストを塗布して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。

【0060】

また、内部電極１２１、１２２による段差を抑制するために、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、単一誘電体層または２個以上の誘電体層を容量形成部Ａｃの両側面に第３方向（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。

【0061】

一方、マージン部１１４、１１５の幅は特に限定する必要はない。但し、２０１２（長さ×幅、２．０ｍｍ×１．２ｍｍ）以上のサイズを有するセラミック電子部品において、一般的にマージン部１１４、１１５の平均幅は２００μｍ以上であることができる。

【0062】

マージン部１１４、１１５の平均幅は、内部電極が第５面と離隔した領域の第３方向の平均大きさＭＷ１及び内部電極が第６面と離隔した領域の第３方向の平均大きさＭＷ２を意味することができ、容量形成部Ａｃの側面において等間隔の５個の地点で測定したマージン部１１４、１１５の第３方向大きさを平均した値であることができる。

【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。

【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、第３面３を通じて露出し、第２内部電極１２２は、第３面３と離隔され、第４面４を通じて露出することができる。本体の第３面３には、第１外部電極１３１が配置され第１内部電極１２１と連結され、本体の第４面４には、第２外部電極１３２が配置され第２内部電極１２２と連結されることができる。

【0065】

すなわち、第１内部電極１２１は、第２外部電極１３２とは連結されず第１外部電極１３１と連結され、第２内部電極１２２は、第１外部電極１３１とは連結されず第２外部電極１３２と連結される。したがって、第１内部電極１２１は、第４面４で一定距離離隔して形成され、第２内部電極１２２は、第３面３で一定距離離隔して形成されることができる。また、第１及び第２内部電極１２１、１２２は、本体１１０の第５及び第６面と離隔して配置されることができる。

【0066】

この時、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することができる。

【0067】

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、焼成して形成することができる。

【0068】

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使用することができる。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一つ以上を含むことができる。

【0069】

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一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して形成することができる。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、本発明がこれに限定されるものではない。

【0070】

第１内部電極１２１が本体１１０の第４面と離隔した領域の第２方向の平均大きさ（ＭＬ２）及び第２内部電極１２２が本体１１０の第３面と離隔した領域の第２方向の平均大きさＭＬ１は、特に限定する必要はない。但し、２０１２（長さ×幅、２．０ｍｍ×１．２ｍｍ）以上のサイズを有するセラミック電子部品において、一般的にＭＬ１及びＭＬ２は２００μｍ以上であることができる。

【0071】

上記ＭＬ１及びＭＬ２は、本体１１０を第３方向中央で第１及び第２方向に切断した断面において、第１方向中央部に位置した任意の５個の第２内部電極１２２に対して測定した第３面まで離隔した第２方向大きさを平均した値はＭＬ１とし、第１方向中央部に位置した任意の５個の第１内部電極１２１に対して測定した第４面まで離隔した領域の第２方向大きさを平均した値をＭＬ２とすることができる。

【0072】

さらに、本体１１０を第３方向に等間隔を有する５個の地点で第１及び第２方向に切断した断面（Ｌ－Ｔ断面）においてＭＬ１及びＭＬ２を求め、それらを平均した値をＭＬ１及びＭＬ２として、さらに一般化することができる。

【0073】

外部電極１３１、１３２は、本体１１０の第３面３及び第４面４に配置されることができる。

【0074】

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。

【0075】

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方向両端面を覆うように配置されることができる。

【0076】

本実施形態では、セラミック電子部品１００が２個の外部電極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応じて変わることができる。

【0077】

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使用して形成されることができ、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、多層構造を有することができる。

【0078】

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

【0079】

電極層１３１ａ、１３２ａ、１３１ｂ、１３２ｂに対するより具体的な例を挙げると、電極層は、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。

【0080】

また、電極層１３１ａ、１３２ａ、１３１ｂ、１３２ｂ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ることができる。

【0081】

電極層１３１ａ、１３２ａ、１３１ｂ、１３２ｂ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使用することができ、特に限定しない。例えば、導電性金属は、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）及びこれらの合金からなる群から選択された一つ以上を含むことができる。

【0082】

一実施形態において、電極層１３１ａ、１３２ａ、１３１ｂ、１３２ｂは、第１電極層１３１ａ、１３２ａ及び第２電極層１３１ｂ、１３２ｂを含む２層の構造を有することができ、これにより、外部電極１３１、１３２は、導電性金属及びガラスを含む第１電極層１３１ａ、１３２ａ、及び上記第１電極層上に配置され、導電性金属及び樹脂を含む第２電極層１３１ｂ、１３２ｂを含むことができる。

【0083】

第１電極層１３１ａ、１３２ａは、ガラスを含むことにより本体との結合力を向上させる役割をし、第２電極層１３１ｂ、１３２ｂは、樹脂を含むことにより曲げ強度を向上させる役割をすることができる。

【0084】

第１電極層１３１ａ、１３２ａに使用される導電性金属は、静電容量を形成するために上記内部電極と電気的に連結可能な材質であれば特に制限されず、例えば、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）及びこれらの合金からなる群から選択された一つ以上を含むことができる。第１電極層１３１ａ、１３２ａは、上記導電性金属粉末にガラスフリットを添加して設けられた導電性ペーストを塗布した後、焼成することで形成されることができる。

【0085】

第２電極層１３１ｂ、１３２ｂに含まれる導電性金属は、第１電極層１３１ａ、１３２ａと電気的に連結されるようにする役割をする。

【0086】

第２電極層１３１ｂ、１３２ｂに含まれる導電性金属は、電極層１３１ａ、１３２ａと電気的に連結可能な材質であれば特に制限されず、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）及びこれらの合金からなる群から選択された一つ以上を含むことができる。

【0087】

第２電極層１３１ｂ、１３２ｂに含まれる導電性金属は、球状粉末及びフレーク状粉末のうち１以上を含むことができる。すなわち、導電性金属は、フレーク状粉末のみからなるか、球状粉末のみからなってよく、フレーク状粉末と球状粉末が混合された形態であってもよい。ここで、球状粉末は、完全な球状ではない形態も含むことができ、例えば、長軸と短軸の長さ割合（長軸／短軸）が１．４５以下の形態を含むことができる。フレーク状粉末は、平たく長い形態を有する粉末を意味し、特に制限されるものではないが、例えば、長軸と短軸の長さ割合（長軸／短軸）が１．９５以上であることができる。上記球状粉末及びフレーク状粉末の長軸と短軸の長さは、セラミック電子部品の第３方向の中央部で切断した第１及び第２方向断面（Ｌ－Ｔ断面）を走査電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＳＥＭ）でスキャンして得たイメージから測定することができる。

【0088】

第２電極層１３１ｂ、１３２ｂに含まれる樹脂は、接合性の確保及び衝撃吸収の役割をする。第２電極層１３１ｂ、１３２ｂに含まれる樹脂は、接合性及び衝撃吸収性を有し、導電性金属粉末と混合してペーストを作ることができるものであれば特に制限されず、例えばエポキシ系樹脂を含むことができる。

【0089】

また、第２電極層１３１ｂ、１３２ｂは、複数の金属粒子、金属間化合物及び樹脂を含むことができる。上記金属間化合物を含むことにより、第１電極層１３１ａ、１３２ａとの電気的連結性をより向上させることができる。上記金属間化合物は、複数の金属粒子を連結して電気的連結性を向上させる役割をし、複数の金属粒子を取り囲み互いに連結する役割をすることができる。

【0090】

この時、上記金属間化合物は、樹脂の硬化温度より低い融点を有する金属を含むことができる。すなわち、上記金属間化合物が樹脂の硬化温度より低い融点を有する金属を含むため、樹脂の硬化温度より低い融点を有する金属が乾燥及び硬化工程を経る過程で溶融され、金属粒子の一部と金属間化合物を形成して金属粒子を取り囲むようになる。この時、金属間化合物は、好ましく３００℃以下の低融点金属を含むことができる。

【0091】

例えば、２１３～２２０℃の融点を有するＳｎを含むことができる。乾燥及び硬化工程を経る過程でＳｎが溶融され、溶融されたＳｎがＡｇ、ＮｉまたはＣｕのような高融点の金属粒子を毛細管現象により濡らすようになり、Ａｇ、ＮｉまたはＣｕ金属粒子の一部と反応してＡｇ_３Ｓｎ、Ｎｉ_３Ｓｎ_４、Ｃｕ_６Ｓｎ_５、Ｃｕ_３Ｓｎなどの金属間化合物を形成するようになる。反応に参加しないＡｇ、ＮｉまたはＣｕは、金属粒子の形態で残るようになる。

【0092】

したがって、上記複数の金属粒子は、Ａｇ、Ｎｉ及びＣｕのうち一つ以上を含み、上記金属間化合物は、Ａｇ_３Ｓｎ、Ｎｉ_３Ｓｎ_４、Ｃｕ_６Ｓｎ_５及びＣｕ_３Ｓｎのうち一つ以上を含むことができる。

【0093】

めっき層１３１ｃ、１３２ｃは実装特性を向上させる役割をする。めっき層１３１ｃ、１３２ｃの種類は特に限定せず、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｄ及びこれらの合金のうち一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。

【0094】

めっき層１３１ｃ、１３２ｃに対するより具体的な例を挙げると、めっき層１３１ｃ、１３２ｃ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、１３１ｂ、１３２ｂ上にＮｉめっき層及びＳｎめっき層が順次に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めっき層が順次に形成された形態であることができる。また、めっき層１３１ｃ、１３２ｃ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。

【0095】

（実験例）
誘電体粉末の粒径、セラミックグリーンシートの厚さ及び内部電極用導電性ペーストの塗布厚さを調節することで、誘電体結晶粒の平均大きさ、誘電体層の平均厚さ及び内部電極の平均厚さが異なるサンプルチップを準備した。この時、容量形成部Ａｃの体積が同一であるように積層数を調節し、サンプルチップのサイズは２０１２（長さ×幅、２．０ｍｍ×１．２ｍｍ）で作製し、サンプルチップの厚さは１．２ｍｍで作製した。

【0096】

各サンプルチップの誘電体層の平均厚さｔｄ、内部電極の平均厚さｔｅ、誘電体結晶粒の平均粒径、誘電体層当たり結晶粒個数、単位厚さ１μｍ当たり結晶粒個数、ｔｄ／ｔｅ、単位体積当たりの容量及び信頼性を測定及び評価して、下記の表１に記載した。

【0097】

単位体積当たりの容量は、ＬＣＲ ｍｅｔｅｒを用いて各試験番号のサンプルチップの容量を測定し、測定された容量をサンプルチップの体積である２．８８ｍｍ^３で分けた値で計算した。また、全てのサンプルチップの定格電圧は５０Ｖと同一にして、各試験番号のサンプルチップの単位体積当たりの容量に定格電圧を掛けた値を下記の表１に記載した。

【0098】

信頼性は高温加速寿命試験（ＨＡＬＴ：Ｈｉｇｈｌｙ ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ Ｌｉｆｅ Ｔｉｍｅ）で評価し、各試験番号当たり４０個のサンプルチップを準備した後、１５０℃で４８時間の間７５Ｖの電圧を印加した後、絶縁抵抗が初期値の１／１０以下に低下したサンプルチップを不良と判断し、４０個のうち不良として判定されたチップの個数を記載し、不良として判定されたチップの個数が０個である場合はＯＫ、１個以上の場合はＮＧと表示した。

【0099】

【表1】

【0100】

試験番号１、３、６及び８は、誘電体層の平均厚さが２．０μｍ以下であり、単位厚さ当たり結晶粒個数が６以上で単位体積当たりの容量に定格電圧を掛けた値が１００μＦ・Ｖ／ｍｍ^３以上であり、信頼性にも優れることを確認することができる。

【0101】

一方、誘電体層の平均厚さが２．０μｍ超であるか、単位厚さ当たり結晶粒個数が６未満の試験番号２、４、５及び７は、単位体積当たりの容量に定格電圧を掛けた値が１００μＦ・Ｖ／ｍｍ^３未満であるか、信頼性を確保できなかったことを確認することができる。

【0102】

誘電体層の平均厚さが２．０μｍ超の試験番号４及び５は、単位体積当たりの容量に定格電圧を掛けた値が１００μＦ・Ｖ／ｍｍ^３未満であるか、信頼性を確保することができなかった。

【0103】

また、誘電体層の平均厚さが２．０μｍであっても単位厚さ当たり結晶粒個数が６未満の試験番号２及び７は、信頼性を確保することができなかった。

【0104】

したがって、単位体積当たりの容量に定格電圧を掛けた値を高く確保しつつも信頼性を確保するためには、誘電体層の平均厚さが２．０μｍ以下の条件と単位厚さ当たり結晶粒個数が６以上の条件をいずれも満たす必要があることを確認することができる。

【0105】

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。

【0106】

また、本発明で使用された「一実施形態」という表現は、互いに同一の実施形態を意味せず、それぞれ互いに異なる固有な特徴を強調して説明するために提供されたものである。しかし、上記提示された一実施形態は、他の一実施形態の特徴と結合されて実現されることを排除しない。例えば、特定の一実施形態で説明された事項が他の一実施形態で説明されていないとしても、他の一実施形態でその事項と反対するか矛盾する説明がない限り、他の一実施形態に係わる説明として理解されることができる。

【0107】

本発明で使用された用語は、単に一実施形態を説明するために使用されたもので、本発明を限定しようとする意図ではない。この時、単数の表現は文脈上明らかに異なって意味しない限り、複数の表現を含む。

【符号の説明】

【0108】

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：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】