特開 2023-71576 キャパシタ部品

(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】P2023071576

(43)【公開日】2023-05-23

(54)【発明の名称】キャパシタ部品

(51)【国際特許分類】

   H01G 4/30 20060101AFI20230516BHJP

【ＦＩ】

H01G4/30 515

H01G4/30 201L

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022043490

(22)【出願日】2022-03-18

(31)【優先権主張番号】10-2021-0154820

(32)【優先日】2021-11-11

(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】キム、ミン スー

(72)【発明者】

【氏名】アン、ジュン ヒュン

(72)【発明者】

【氏名】キム、ユン

(72)【発明者】

【氏名】リー、スン ヨン

(72)【発明者】

【氏名】セオ、ドン チャン

(72)【発明者】

【氏名】シン、ユ ラ

(72)【発明者】

【氏名】シン、ジン ボク

(72)【発明者】

【氏名】ジェオン、チョーン セオプ

(72)【発明者】

【氏名】チャ、ユン ジョン

【テーマコード（参考）】

5E001

5E082

【Ｆターム（参考）】

5E001AB03

5E001AE02

5E001AE03

5E082AA01

5E082AB03

5E082EE01

5E082FF05

5E082FG26

(57)【要約】      （修正有）

【課題】信頼性を向上させるキャパシタ部品を提供する。
【解決手段】キャパシタ部品１００は、誘電体層及１１び内部電極層１２１、１２２を含む本体１１０と、本体に配置され、内部電極層と連結された外部電極１３０、１４０と、を含む。誘電体層は、誘電体結晶粒（Ｇｒａｉｎ）を含み、誘電体結晶粒のうち少なくとも一部は、コア（ｃｏｒｅ）－シェル（ｓｈｅｌｌ）構造を有する。シェルには、平均濃度０．５ａｔ％超の希土類元素が含まれている。
【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層を含む本体と、
前記本体に配置され、前記内部電極層と連結された外部電極と、を含み、
前記誘電体層は誘電体結晶粒（Ｇｒａｉｎ）を含み、
前記誘電体結晶粒のうち少なくとも一部は、コア（ｃｏｒｅ）－シェル（ｓｈｅｌｌ）構造を有し、
前記シェルには、平均濃度０．５ａｔ％超の希土類元素が含まれている、キャパシタ部品。

【請求項2】

前記シェルに含まれた前記希土類元素の平均濃度は０．７ａｔ％以上である、請求項１に記載のキャパシタ部品。

【請求項3】

前記希土類元素は、ランタン（Ｌａ）、イットリウム（Ｙ）、アクチニウム（Ａｃ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、及びルテニウム（Ｌｕ）のうち一つ以上である、請求項１または２に記載のキャパシタ部品。

【請求項4】

前記誘電体層は、ＢａＴｉＯ_３、（Ｂａ，Ｃａ）（Ｔｉ，Ｃａ）Ｏ_３、（Ｂａ，Ｃａ）（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ_３、Ｂａ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ_３及び（Ｂａ，Ｃａ）（Ｔｉ，Ｓｎ）Ｏ_３のうち一つ以上を主成分として含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のキャパシタ部品。

【請求項5】

前記シェルは、前記コアの表面の少なくとも一部を囲む、請求項１から４のいずれか一項に記載のキャパシタ部品。

【請求項6】

前記シェルは、前記コアの表面の９０面積％以上を覆う、請求項５に記載のキャパシタ部品。

【請求項7】

前記誘電体層の平均厚さは４００ｎｍ以下である、請求項１から６のいずれか一項に記載のキャパシタ部品。

【請求項8】

前記内部電極層の平均厚さは４００ｎｍ以下である、請求項７に記載のキャパシタ部品。

【請求項9】

前記外部電極は、
前記本体に配置された第１電極層、及び前記第１電極層に配置された第２電極層を含む、請求項１から８のいずれか一項に記載のキャパシタ部品。

【請求項10】

前記第２電極層は、ニッケル（Ｎｉ）及びスズ（Ｓｎ）のうち少なくとも一つを含む、請求項９に記載のキャパシタ部品。

【請求項11】

誘電体層及び内部電極層を含む本体と、
前記本体に配置され、前記内部電極層と連結された外部電極と、を含み、
前記誘電体層は誘電体結晶粒（Ｇｒａｉｎ）を含み、
前記誘電体結晶粒のうち少なくとも一部は、平均濃度０．５ａｔ％超のジスプロシウム（Ｄｙ）を含む壁に囲まれた、キャパシタ部品。

【請求項12】

前記壁においてジスプロシウム（Ｄｙ）の平均濃度は０．７ａｔ％を超える、請求項１１に記載のキャパシタ部品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、キャパシタ部品に関するものである。

【背景技術】

【0002】

キャパシタ部品の一つであるＭＬＣＣは、小型でありながらも高容量が保障され、実装が容易であるという利点により、通信、コンピュータ、家電、自動車などの産業に使用される重要なチップ部品であり、特に、携帯電話、コンピュータ、デジタルＴＶなど、各種電気、電子、情報通信機器に使用される核心受動素子である。

【0003】

近年、電子機器の小型化及び高性能化に伴い、ＭＬＣＣも小型化及び高容量化する傾向であり、このような流れに伴ってキャパシタ部品の高信頼性を確保することに対する重要度が高まっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】韓国公開特許第２０２１－００７１４９６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的の一つは、信頼性を向上させることができるキャパシタ部品を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一側面は、誘電体層及び内部電極層を含む本体を含む本体と、上記本体に配置され、上記内部電極層と連結された外部電極と、を含み、上記誘電体層は誘電体結晶粒（Ｇｒａｉｎ）を含み、上記誘電体結晶粒のうち少なくとも一部は、コア（ｃｏｒｅ）－シェル（ｓｈｅｌｌ）構造を有し、上記シェルには、平均濃度０．５ａｔ％超の希土類元素が含まれているキャパシタ部品を提供する。

【発明の効果】

【0007】

本発明の一実施形態によると、キャパシタ部品の信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施形態によるキャパシタ部品を概略的に示す図である。

【図2】図１のＩ－Ｉ'線に沿った断面を概略的に示す図である。

【図3】図２のＡ領域に対するＴＥＭ－ＥＤＳマッピング画像である。

【図4】図２のＡ領域に対するジスプロシウム（Ｄｙ）の濃度（ａｔ％）を示すＴＥＭ－ＥＤＳマッピング画像である。

【図5】誘電体層の微細構造を概略的に示す図である。

【図6】比較例１、比較例２、実験例の破壊電圧（Ｂｒｅａｋ Ｄｏｗｎ Ｖｏｌｔａｇｅ、ＢＤＶ）を示すグラフである。

【図7a】比較例１のＳｔｅｐ－ＩＲ評価結果を示すグラフである。

【図7b】比較例２のＳｔｅｐ－ＩＲ評価結果を示すグラフである。

【図7c】実験例のＳｔｅｐ－ＩＲ評価結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

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を説明する。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るものではない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野において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。

【0010】

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誇張されることができる。なお、各実施形態の図面に示す同一思想の範囲内の機能が同一である構成要素については、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。

【0011】

また、明細書全体において、「上に」形成されるというのは、直接的に接触して形成されることを意味するだけでなく、その間に他の構成要素がさらに含まれてもよいことを意味し得るものとして文脈に応じて適切に解釈すべきである。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、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、明細書全体にわたって類似の部分に対しては類似の図面符号を付する。

【0012】

図１は本発明の一実施形態によるキャパシタ部品を概略的に示す図であり、図２は図１のＩ－Ｉ'線に沿った断面を概略的に示す図であり、図３は図２のＡ領域に対するＴＥＭ－ＥＤＳマッピング画像であり、図４は図２のＡ領域に対するジスプロシウム（Ｄｙ）の濃度（ａｔ％）を示すＴＥＭ－ＥＤＳマッピング画像であり、図５は誘電体層の微細構造を概略的に示す図である。

【0013】

本発明の一実施形態によるキャパシタ部品１００は、誘電体層１１１及び内部電極層１２１、１２２を含む本体１１０を含む本体と、上記本体１１０に配置され、上記内部電極層１２１、１２２と連結される外部電極１３０、１４０と、を含み、上記誘電体層１１１は誘電体結晶粒１１、１１'を含み、誘電体結晶粒１１、１１'のうち少なくとも一部１１'はコア（ｃｏｒｅ）１１ｂ'－シェル（ｓｈｅｌｌ）１１ａ'構造を有し、上記シェル１１ａ'には、平均濃度０．５ａｔ％超の希土類元素が含まれている。

【0014】

本体１１０は、誘電体層１１１及び内部電極層１２１、１２２が交互に積層されていてよい。本体１１０の具体的な形状に特に限定はないが、図示のように、本体１１０は六面体形状又はこれと類似の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。

【0015】

本体１１０は、第１方向（Ｔ方向）に互いに対向する第１面１及び第２面２、上記第１面１及び第２面２と連結され、第２方向（Ｌ方向）に互いに対向する第３面３及び第４面４、第１面１及び第２面２と連結され、第３面３及び第４面４と連結され、第３方向（Ｗ方向）に互いに対向する第５面５及び第６面６を有することができる。

【0016】

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の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。

【0017】

一方、誘電体層１１１は、ＡＢＯ_３で表されるペロブスカイト構造を有する物質を主成分として含むことができる。例えば、誘電体層１１１は、ＢａＴｉＯ_３、（Ｂａ，Ｃａ）（Ｔｉ，Ｃａ）Ｏ_３、（Ｂａ，Ｃａ）（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ_３、Ｂａ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ_３及び（Ｂａ，Ｃａ）（Ｔｉ，Ｓｎ）Ｏ_３のうち一つ以上を主成分として含むことができる。

【0018】

より具体的な例を挙げると、誘電体層１１１は、ＢａＴｉＯ_３、（Ｂａ_１－ｘＣａ_ｘ）（Ｔｉ_１－ｙＣａ_ｙ）Ｏ_３（ここで、ｘは０≦ｘ≦０．３、ｙは０≦ｙ≦０．１）、（Ｂａ_１－ｘＣａ_ｘ）（Ｔｉ_１－ｙＺｒ_ｙ）Ｏ_３（ここで、ｘは０≦ｘ≦０．３、ｙは０≦ｙ≦０．５）、Ｂａ（Ｔｉ_１－ｙＺｒ_ｙ）Ｏ_３（ここで、０＜ｙ≦０．５）及び（Ｂａ_１－ｘＣａ_ｘ）（Ｔｉ_１－ｙＳｎ_ｙ）Ｏ_３（ここで、ｘは０≦ｘ≦０．３、ｙは０≦ｙ≦０．１）からなる群から選択される一つ以上を主成分として含むことができる。

【0019】

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内部電極層１２１及び第２内部電極層１２２を含んで容量が形成される容量形成部と、上記容量形成部の上部及び下部に形成されたカバー部１１３とを含むことができる。

【0020】

容量形成部は、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内部電極層１２１及び第２内部電極層１２２を反復的に積層して形成することができる。

【0021】

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、基本的に物理的又は化学的ストレスによる内部電極層の損傷を防止する役割を果たすことができる。

【0022】

カバー部１１３は内部電極層を含まず、誘電体層１１１と同じ材料を含むことができる。すなわち、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。

【0023】

また、上記容量形成部の側面にはマージン部が配置されることができる。マージン部は、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。マージン部は、基本的に物理的又は化学的ストレスによる内部電極層の損傷を防止する役割を果たすことができる。

【0024】

マージン部は、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き、導電性ペーストを塗布して内部電極層を形成することにより形成されたものであってよい。また、内部電極層１２１、１２２による段差を抑制するために、積層後に内部電極層が本体の第５面５及び第６面６に露出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の両側面に幅方向に積層してマージン部を形成することもできる。

【0025】

内部電極層１２１、１２２は誘電体層１１１と交互に積層される。内部電極層１２１、１２２は、第１内部電極層１２１及び第２内部電極層１２２を含むことができる。第１内部電極層１２１及び第２内部電極層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面３及び第４面４にそれぞれ露出することができる。

【0026】

図２を参照すると、第１内部電極層１２１は第４面４と離隔し、第３面３を介して露出し、第２内部電極層１２２は第３面３と離隔し、第４面４を介して露出することができる。このとき、第１内部電極層１２１及び第２内部電極層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てよい。

【0027】

本体１１０は、第１内部電極層１２１が印刷されたセラミックグリーンシートと第２内部電極層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。

【0028】

内部電極層１２１、１２２を形成する材料は特に限定されず、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、内部電極層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層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。上記内部電極層用導電性ペーストの印刷方法としては、スクリーン印刷法又はグラビア印刷法などを使用することができるが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0029】

一方、積層セラミックキャパシタ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層の厚さを薄くして積層数を増加させなければならず、誘電体層及び内部電極層の厚さが薄くなるほど信頼性が低下し、絶縁抵抗、破壊電圧等の特性が低下する可能性がある。したがって、誘電体層及び内部電極層の厚さが薄くなるほど、本発明による信頼性向上効果が増加することができる。

【0030】

特に、内部電極層１２１、１２２の平均厚さ及び誘電体層１１１の平均厚さが４００ｎｍ以下の場合に、本発明による高温寿命特性及びＴＣＣ特性の向上効果が顕著になることができる。

【0031】

内部電極層１２１、１２２の平均厚さは、本体１１０の幅方向Ｗの中央部からとった長さ方向－厚さ方向の断面（ＬＴ断面）を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）で画像をスキャンして測定することができる。例えば、内部電極層１２１、１２２の平均厚さは、上記画像から抽出された内部電極層のうち、本体の長さ方向の中央線と厚さ方向の中央線とが接する地点の内部電極層１層を基準にして上部への２層及び下部への２層の合計５層の内部電極層に対して、上記本体の長さ方向の中央線と厚さ方向の中央線とが接する地点を基準にして、上記１個の基準点を中心に左側に２個及び右側に２個の合計５個の地点を等間隔で定めた後、各地点の数値（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）を測定し、これらを算術平均することで求めることができる。すなわち、内部電極層１２１、１２２の平均厚さは、上記５層の内部電極層に対して、上記本体の長さ方向の中央線と厚さ方向の中央線とが接する地点の内部電極層の１個の地点と、上記１個の基準点を中心に左側及び右側方向に等間隔（各５００ｎｍ）の各２個の地点の数値（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）を測定するため、合計２５個の地点の数値（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）の平均値から決定することができる。

【0032】

誘電体層１１１の平均厚さは、上記第１内部電極層１２１及び第２内部電極層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。

【0033】

内部電極層の平均厚さと同様に、誘電体層１１１の平均厚さも本体１１０の長さ方向－厚さ方向の断面（ＬＴ断面）を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）で画像をスキャンして測定することができる。例えば、誘電体層１１１の平均厚さは、上記画像から抽出された誘電体層のうち、本体の長さ方向の中央線と厚さ方向の中央線とが接する地点の誘電体層１層を基準にして上部への２層及び下部への２層の合計５層の誘電体層に対して、上記本体の長さ方向の中央線と厚さ方向の中央線とが接する地点を基準にして、上記１個の基準点を中心に左側に２個及び右側に２個の合計５個の地点を等間隔で定めた後、各地点の数値（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）を測定し、これを算術平均することで求めることができる。すなわち、誘電体層１１１の平均厚さは、上記５層の誘電体層に対して、上記本体の長さ方向の中央線と厚さ方向の中央線とが接する地点の誘電体層の１個の地点と、上記１個の基準点を中心に左側及び右側方向に等間隔（各５００ｎｍ）である各２個の地点の厚さを測定するため、合計２５個の地点の数値（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）の平均値から決定することができる。

【0034】

図５を参照すると、誘電体層１１１は複数の誘電体結晶粒１１、１１'を含み、上記誘電体結晶粒１１、１１'の粒界（Ｇｒａｉｎ Ｂｏｕｎｄａｒｙ）１１ｃが配置される。上記複数の誘電体結晶粒のうち少なくとも一つ以上は、コア－シェル構造を有する誘電体結晶粒１１'である。コア－シェル構造を有する誘電体結晶粒１１'は、コア１１ｂ'の少なくとも一部を囲むシェル１１ａ'を含む。

【0035】

キャパシタ部品の一つである積層型キャパシタ（ＭＬＣＣ：ｍｕｌｔｉ－ｌａｙｅｒ ｃｅｒａｍｉｃ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）は、高容量化及び超薄層化する傾向にある。高容量化及び薄層化に伴い、積層セラミックキャパシタにおいて誘電体層の耐電圧特性の確保が主要な問題となっており、併せて誘電体の絶縁抵抗の劣化による不良率の増加が問題点となっている。

【0036】

このような問題点を解消するために、希土類（ｒａｒｅ ｅａｒｔｈ）元素、例えば、Ｄｙ、Ｙ及びＨｏなどを添加して酸素空孔の発生抑制及び酸素空孔の移動度を低下させ、遷移元素（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｍｅｔａｌ）の添加により発生する電子を抑制する方案が提案された。

【0037】

添加剤元素を誘電体に添加する方法として、数十～数百ｎｍサイズの金属酸化物粒子を解砕－分散する方式（金属酸化物粒子分散法）、及び添加剤元素を含むゾル（ｓｏｌ）を分散する方式（ゾル分散法）がある。しかし、金属酸化物粒子分散法及びゾル分散法はいずれも技術的に１０ｎｍ以下の安定的な分散状態を有するスラリーを作製することに限界を有している。この結果、従来のコア（ｃｏｒｅ）－シェル（ｓｈｅｌｌ）構造を有する誘電体グレインにおいて、シェル内で希土類元素の平均濃度を０．５ａｔ％以上に実現することに技術的な問題があった。

【0038】

そこで、本発明では、複数の誘電体結晶粒のうち少なくとも一つ以上がコア－シェル構造を有し、上記シェルに含有された希土類元素の平均濃度を０．５ａｔ％超に実現する。希土類元素は基本的にＡＢＯ_３で表されるペロブスカイト構造のＡサイトを置換して酸素空乏空孔の濃度を減らすことにより、シェル領域を構成し、このようなシェル領域は誘電体グレインの粒界において電子の流れを防ぐ障壁として働き、漏れ電流を防ぐ役割を果たすことができる。その結果、シェル領域において希土類元素の濃度を増加させることができ、前述した効果を向上させることができる。

【0039】

シェル１１ａ'は、平均濃度０．５ａｔ％超の希土類元素を含む。好ましくは、シェル１１ａ'は、平均濃度０．７ａｔ％以上の希土類元素を含む。シェル１１ａ'に含有された希土類元素の平均濃度が０．５ａｔ％以下である場合には、本発明による信頼性向上効果が十分でない可能性がある。このとき、希土類元素は、ランタン（Ｌａ）、イットリウム（Ｙ）、アクチニウム（Ａｃ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、及びルテニウム（Ｌｕ）からなる群から選択された１種以上の元素を含むことができる。限定されない例として、シェル１１ａ'はジスプロシウム（Ｄｙ）を含むことができるが、本発明の範囲はこれに限定されるものではない。

【0040】

コア１１ｂ'には希土類元素が存在しないか、存在したとしても微量のみが存在する。コア１１ｂ'とシェル１１ａ'の境界で希土類元素の濃度が急激に変化するため、コア１１ｂ'及びシェル１１ａ'を容易に区分することができ、ＴＥＭ－ＥＤＳ分析によって確認することができる。

【0041】

シェル１１ａ'において希土類元素の平均濃度は、例えば、コア－シェルを有する結晶粒に対して電子顕微鏡（ＴＥＭ、Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）に設置されたＥＤＳ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｘ－Ｒａｙ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）ライン分析を行って取得することができる。ここで、ＴＥＭ－ＥＤＳライン分析は、例えば、図５に示すように、シェル１１ａ'の互いに離隔した少なくとも４本以上のラインに対して行うことができ、シェル１１ａ'における希土類元素の平均濃度は、前述した複数のラインのそれぞれに対する分析数値をラインの本数で除した算術平均値を意味することができる。

【0042】

シェル１１ａ'は、コア１１ｂ'の表面を全て覆うように配置されることができる。ただし、シェル１１ａ'がコア１１ｂ'の一部の表面を覆わない形態で配置されることができる。このとき、シェル１１ａ'は、コア表面の９０面積％以上を覆うように配置されることができる。シェル１１ａ'がコア表面の９０面積％未満を覆うように配置される場合には、本発明による信頼性向上効果が十分でない可能性があるためである。

【0043】

一方、図５を参照すると、誘電体層１１１は、コア－シェル構造を有する誘電体結晶粒１１'以外にコア－シェル構造を有さない誘電体結晶粒１１を含むことができる。

【0044】

このとき、複数の誘電体結晶粒１１、１１'のうち、上記コア－シェル構造を有する誘電体結晶粒１１'の個数は５０％以上であってよい。ここで、コア－シェル構造を有する誘電体結晶粒の個数割合は、誘電体層の断面を透過電子顕微鏡（ＴＥＭ、Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）でスキャンした画像から測定したものであってよい。

【0045】

複数の誘電体結晶粒のうち、上記コア－シェル構造を有する誘電体結晶粒の数が５０％未満の場合には、高温寿命特性及びＴＣＣ特性の向上効果が不十分である可能性がある。

【0046】

一方、誘電体結晶粒の大きさは特に限定する必要はない。例えば、誘電体結晶粒の平均結晶粒サイズ（Ｇｒａｉｎ ｓｉｚｅ）は５０ｎｍ以上４００ｎｍ以下であってよい。平均結晶粒サイズ（Ｇｒａｉｎ ｓｉｚｅ）が５０ｎｍ未満の場合には、誘電率の低下及び粒成長率の低下による添加元素の固溶不足現象による期待効果の実現が不十分となるという問題点が発生する恐れがあり、４００ｎｍを超える場合には、温度及びＤＣ電圧による容量変化率が増加する恐れがあり、誘電体層当たりの誘電体結晶粒の個数が減少するため信頼性が低下する恐れがある。

【0047】

外部電極１３０、１４０は本体１１０に配置され、内部電極層１２１、１２２と連結される。図２に示す形態のように、本体１１０の第３面３及び第４面４にそれぞれ配置され、第１内部電極層１２１及び第２内部電極層１２２とそれぞれ連結された第１外部電極１３０及び第２外部電極１４０を含むことができる。

【0048】

本実施形態では、キャパシタ部品１００が２つの外部電極１３０、１４０を有する構造を説明しているが、外部電極１３０、１４０の個数や形状などは内部電極層１２１、１２２の形態やその他の目的に応じて変更されることができる。

【0049】

外部電極１３０、１４０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てもよく、さらに多層構造を有してもよい。

【0050】

例えば、外部電極１３０、１４０は、本体１１０に配置される第１電極層１３１、１４１及び第１電極層１３１、１４１が形成された第２電極層１３２、１４２を含むことができる。

【0051】

第１電極層１３１、１４１に対するより具体的な例を挙げると、第１電極層１３１、１４１は、導電性金属及びガラスを含む焼成電極であってよく、又は導電性金属及び樹脂を含む樹脂系電極であってよい。また、第１電極層１３１、１４１は、本体１１０上に焼成電極及び樹脂系電極が順次に形成された形態であってよい。また、第１電極層１３１、１４１は、本体１１０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、又は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ってよい。

【0052】

第１電極層１３１、１４１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）、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であってよい。

【0053】

第２電極層１３２、１４２は、ニッケル（Ｎｉ）、スズ（Ｓｎ）、パラジウム（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ってよく、複数の層で形成されてよい。

【0054】

第２電極層１３２、１４２に対するより具体的な例を挙げると、第２電極層１３２、１４２はＮｉめっき層又はＳｎめっき層であってよく、第１電極層１３１、１４１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ってよく、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ってよい。また、第２電極層１３２、１４２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。

【0055】

（実験例）
誘電体層の少なくとも一部の誘電体グレインがコア－シェル構造を有するようにセラミック本体を作製した。このとき、シェルにおいてジスプロシウム（Ｄｙ）の平均濃度（ａｔ％）が０．４ａｔ％、０．５ａｔ％及び０．８５ａｔ％となるようにそれぞれ比較例１、比較例２及び実験例を用意した。

【0056】

比較例１、比較例２及び実験例はそれぞれ、酸化物添加剤法、硝酸塩液相添加剤合成法、及び酢酸塩法により母材粉末を製造した。具体的に、比較例１は、酸化物添加剤法によりシェルがジスプロシウム（Ｄｙ）を含んでいるコア－シェル誘電体グレインの母材粉末を製造した。比較例２は、エタノール溶媒にジスプロシウム酸化物と硝酸を添加して第１溶液を製造し、第１溶液にチタン酸バリウム粉末及び分散剤を加えて第２溶液を製造し、これを置換濃縮させることにより、母材粉末を製造した。実験例は、エタノール溶媒にジスプロシウムを含むメタルアセテート、分散剤及びチタン酸バリウム粉末を共に投入し、これを濃縮させ、母材粉末を製造した。

【0057】

このような母材粉末を用いて誘電体グリーンシートを製造し、誘電体グリーンシートに導電性ペーストを印刷した後、これを複数枚積層して積層体を製造し、これを焼結して焼結体を製造した。

【0058】

比較例１、２及び実験例は、前述した母材製造方法と、焼結本体のコア－シェル構造の誘電体グレインのシェル内でのジスプロシウムの平均濃度を除いては、残りの条件が全て同一である。

【0059】

図６は、比較例１（＃１）、比較例２（＃２）、実験例（＃３）の破壊電圧（Ｂｒｅａｋ Ｄｏｗｎ Ｖｏｌｔａｇｅ、ＢＤＶ）を示すグラフである。比較例１、２及び実験例のそれぞれについて、２０個ずつのサンプルを用意し、破壊電圧（Ｂｒｅａｋ Ｄｏｗｎ Ｖｏｌｔａｇｅ、ＢＤＶ）を評価した。ＢＤＶ評価は、１０ｍＡから１，１００Ｖまで電圧を増加させながら行った。図６を参照すると、比較例１（＃１）及び比較例２（＃２）のそれぞれより実験例（＃３）の平均ＢＤＶが増加することが分かる。

【0060】

図７ａ、図７ｂ及び図７ｃのそれぞれは、比較例１、比較例２及び実験例のＳｔｅｐ－ＩＲ評価結果を示すグラフである。比較例１、２及び実験例のそれぞれについて、４０個ずつのサンプルを用意し、Ｓｔｅｐ ＩＲ評価を行った。Ｓｔｅｐ ＩＲ評価は、温度１０５℃において、最初１２時間の間は１．５Ｖｒ（１５Ｖ、２０Ｖ）、次の１２時間の間は２．０Ｖｒ（２０Ｖ）、次の１２時間の間は２．５Ｖｒ（２５Ｖ）、次の１２時間の間は３．０Ｖｒ（３０Ｖ）を印加しながら、各サンプルごとに経時的な絶縁抵抗（ＩＲ）の変化を測定した。図７～図９を参照すると、比較例１及び２と比較したとき、実験例の場合、最初のＩＲが相対的に高いことが分かる。また、比較例１及び２と比較したとき、実験例の場合、最初の１２時間の間でＩＲが２ｏｒｄｅｒ以上減少する割合が減少することが分かる。

【0061】

以上のように、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るものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的事項から逸脱しない範囲内で様々な修正及び変形が可能であることは当該技術分野における通常の知識を有する者には自明なものである。

【符号の説明】

【0062】

１００：キャパシタ部品
１１０：本体
１１１：誘電体層
１２１：第１内部電極層
１２２：第２内部電極層
１３０：第１外部電極
１４０：第２外部電極
１３０、１４１：第１電極層
１４０、１４２：第２電極層
１００：キャパシタ部品

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7a】

【図7b】

【図7c】