▶ 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．の特許一覧
(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】P2023099412
(43)【公開日】2023-07-13
(54)【発明の名称】積層型電子部品
(51)【国際特許分類】
H01G 4/30 20060101AFI20230706BHJP
【ＦＩ】
H01G4/30 201G
H01G4/30 201F
H01G4/30 516
H01G4/30 513
【審査請求】未請求
【請求項の数】16
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022063596
(22)【出願日】2022-04-06
(31)【優先権主張番号】10-2021-0194081
(32)【優先日】2021-12-31
(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】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】キム、ヒェ ウォン
(72)【発明者】
【氏名】オー、ウォン クエン
(72)【発明者】
【氏名】リー、チェ ドン
(72)【発明者】
【氏名】キム、オグ スーン
(72)【発明者】
【氏名】パク、ジュン ウォン
【テーマコード（参考）】
5E001
5E082
【Ｆターム（参考）】
5E001AB03
5E001AC09
5E001AE01
5E001AE02
5E001AE03
5E001AF03
5E001AH07
5E082AA01
5E082AB03
5E082BC35
5E082EE04
5E082EE23
5E082EE35
5E082FF05
5E082FG04
5E082FG26
5E082FG46
5E082GG10
5E082GG11
5E082GG28
5E082JJ03
5E082JJ12
5E082JJ23
(57)【要約】 （修正有）
【課題】メッキ過程で発生する水素ガスがチップ内に浸透することを防ぎ、誘電体層の絶縁抵抗劣化を防止する。
【解決手段】積層型電子部品１００は、誘電体層１１１及び内部電極１２１、１２２を含む本体１１０と、本体１１０上に配置され、内部電極１２１，１２２と連結される外部電極１３１、１３２と、を含む。外部電極１３１、１３２は、本体１１０上に配置され、Ｃｕ及びガラスを含む第１電極層１３１ａ、１３２ａ、第１電極層１３１ａ、１３２ａ上に配置され、Ｎｉ及びＣｕを含む第２電極層１３１ｂ、１３２ｂ及び第２電極層１３１ｂ、１３２ｂ上に配置され、Ｎｉ及びガラスを含む第３電極層１３１ｃ、１３２ｃを含む。
【選択図】図２
【解決手段】積層型電子部品１００は、誘電体層１１１及び内部電極１２１、１２２を含む本体１１０と、本体１１０上に配置され、内部電極１２１，１２２と連結される外部電極１３１、１３２と、を含む。外部電極１３１、１３２は、本体１１０上に配置され、Ｃｕ及びガラスを含む第１電極層１３１ａ、１３２ａ、第１電極層１３１ａ、１３２ａ上に配置され、Ｎｉ及びＣｕを含む第２電極層１３１ｂ、１３２ｂ及び第２電極層１３１ｂ、１３２ｂ上に配置され、Ｎｉ及びガラスを含む第３電極層１３１ｃ、１３２ｃを含む。
【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、
前記外部電極は、
前記本体上に配置され、Ｃｕ及びガラスを含む第１電極層、
前記第１電極層上に配置され、Ｎｉ及びＣｕを含む第２電極層、及び
前記第２電極層上に配置され、Ｎｉ及びガラスを含む第３電極層を含む、
積層型電子部品。
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、
前記外部電極は、
前記本体上に配置され、Ｃｕ及びガラスを含む第１電極層、
前記第１電極層上に配置され、Ｎｉ及びＣｕを含む第２電極層、及び
前記第２電極層上に配置され、Ｎｉ及びガラスを含む第３電極層を含む、
積層型電子部品。
【請求項2】
前記第２電極層の平均厚さは、１μｍ以上１０μｍ以下である、請求項１に記載の積層型電子部品。
【請求項3】
前記第２電極層をなす原子の総モル数に対するＮｉ原子及びＣｕ原子のモル数の和は、０．９５以上である、請求項１に記載の積層型電子部品。
【請求項4】
前記第２電極層は、Ｃｕ－Ｎｉ合金を含む、請求項１に記載の積層型電子部品。
【請求項5】
前記Ｃｕ－Ｎｉ合金は、Ｃｕ０．３Ｎｉ０．７、Ｃｕ０．５Ｎｉ０．５、Ｃｕ０．７Ｎｉ０．３及びＣｕ０．９Ｎｉ０．１のうち一つ以上である、請求項４に記載の積層型電子部品。
【請求項6】
前記第２電極層は、ＸＲＤで分析する時に、最大ピークがＣｕの最大ピークとＮｉの最大ピークとの間に存在する、請求項４に記載の積層型電子部品。
【請求項7】
前記第２電極層は、実質的にＣｕ－Ｎｉ合金からなる、請求項１に記載の積層型電子部品。
【請求項8】
前記第１電極層と前記内部電極が接する領域にＣｕ及びＮｉを含む合金が配置される、請求項１に記載の積層型電子部品。
【請求項9】
前記積層型電子部品の第２及び第３方向断面において、
前記第１電極層と第２電極層との境界で第１電極層の全体長さをＥ１、第２電極層の全体長さをＥ２とするとき、Ｅ２／Ｅ１の平均値は０．９以上である、請求項１に記載の積層型電子部品。
前記第１電極層と第２電極層との境界で第１電極層の全体長さをＥ１、第２電極層の全体長さをＥ２とするとき、Ｅ２／Ｅ１の平均値は０．９以上である、請求項１に記載の積層型電子部品。
【請求項10】
前記第３電極層上に配置されるメッキ層をさらに含む、請求項１に記載の積層型電子部品。
【請求項11】
前記メッキ層は、Ｓｎメッキ層である、請求項１０に記載の積層型電子部品。
【請求項12】
前記メッキ層は、前記第３電極層上に配置されるＮｉメッキ層及び前記Ｎｉメッキ層上に配置されるＳｎメッキ層を含む、請求項１０に記載の積層型電子部品。
【請求項13】
前記第３電極層の平均厚さは、前記第１電極層の平均厚さより厚い、請求項１に記載の積層型電子部品。
【請求項14】
前記第３電極層の平均厚さは、前記第１電極層の平均厚さの１．１倍以上１．５倍以下である、請求項１３に記載の積層型電子部品。
【請求項15】
前記内部電極の平均厚さは、０．３５μｍ以下である、請求項１に記載の積層型電子部品。
【請求項16】
前記誘電体層の平均厚さは、０．３５μｍ以下である、請求項１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印刷回路基板に装着されて電気を充電または放電させる役割をするチップ形態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。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に対する小型化及び高容量化の要求が増大している。
【0004】
また、最近、自動車用電装部品に対する業界の関心が高まることで、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されるために高信頼性特性が要求されている。
【0005】
外部電極の観点から、Ｈｅｒｍｅｔｉｃ ｓｅａｌｉｎｇを保証する薄膜化の実現と、チップ内部への異物、水分及びガスの浸透を防止する耐湿特性の改善は非常に重要な課題である。
【0006】
耐湿特性が充分に確保できない場合、内部電極と誘電体層間の結合力が低下し、ショート率の増加、クラックの発生、絶縁抵抗（ＩＲ：Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）の劣化などの問題点が発生し得る。
【0007】
耐湿特性を劣化させる主要原因の一つとして、メッキ過程で発生する水素ガスがチップ内に浸透する場合、電圧印加時に誘電体層の絶縁抵抗が劣化するおそれがある。
【0008】
従って、チップ内部に水素が流入することを防ぐための方案が必要な実情である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明のいくつかの目的の一つは、信頼性が向上された積層型電子部品を提供することである。
【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できるであろう。
【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、上記外部電極は、上記本体上に配置され、Ｃｕ及びガラスを含む第１電極層、上記第１電極層上に配置され、Ｎｉ及びＣｕを含む第２電極層、及び上記第２電極層上に配置され、Ｎｉ及びガラスを含む第３電極層を含む。
【発明の効果】
【0012】
本発明のいくつかの効果の一つとして、外部電極が第１電極層、第２電極層及び第３電極層を有し、第２電極層がＣｕ及びＮｉを含むことにより積層型電子部品の信頼性を向上させることができる。
【0013】
但し、本発明の多様でかつ有益な長所及び効果は、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できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の一実施形態による積層型電子部品の斜視図を概略的に示したものである。
【図5】Ｍｉｃｒｏ Ｘ－ｒａｙ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎを利用してＣｕ、Ｎｉ及びそれらの合金のピークを観察したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、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、図面上に同一符号で示される要素は同一要素である。
【0016】
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である構成要素は、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。
【0017】
図面において、第１方向は厚さ（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。
【0018】
図１は、本発明の一実施形態による積層型電子部品の斜視図を概略的に示したものである。
【0019】
【0020】
【0021】
【0022】
【0023】
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を含む本体１１０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１３１、１３２とを含み、上記外部電極は、上記本体上に配置され、Ｃｕ及びガラスを含む第１電極層１３１ａ、１３２ａ、上記第１電極層上に配置され、Ｎｉ及びＣｕを含む第２電極層１３１ｂ、１３２ｂ、及び上記第２電極層上に配置され、Ｎｉ及びガラスを含む第３電極層１３１ｃ、１３２ｃを含むことができる。
【0024】
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。
【0025】
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は六面体形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。
【0026】
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。
【0027】
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、走査型電子顕微鏡（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。
【0028】
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、十分な静電容量が得られる限り、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またはチタン酸ストロンチウム系材料などを使用することができる。上記チタン酸バリウム系材料は、ＢａＴｉＯ３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の例示として、ＢａＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３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－ｘＣａｘ）ＴｉＯ３（０＜ｘ＜１）、Ｂａ（Ｔｉ１－ｙＣａｙ）Ｏ３（０＜ｙ＜１）、（Ｂａ１－ｘＣａｘ）（Ｔｉ１－ｙＺｒｙ）Ｏ３（０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１）またはＢａ（Ｔｉ１－ｙＺｒｙ）Ｏ３（０＜ｙ＜１）などが挙げられる。
【0029】
また、上記誘電体層１１１を形成する原料は、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）などのパウダーに、本発明の目的に応じて多様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。
【0030】
一方、誘電体層１１１の平均厚さ（ｔｄ）は、特に限定する必要はない。
【0031】
但し、一般的に誘電体層を０．６μｍ未満の厚さで薄く形成する場合、特に誘電体層の厚さが０．３５μｍ以下の場合は信頼性が低下するおそれがあった。
【0032】
本発明の一実施形態によると、第２電極層１３１ｂ、１３２ｂがＮｉ及びＣｕを含むことにより、メッキ液、水分、水素などが本体１１０の内部に浸透することを抑制して信頼性を向上させることができるため、誘電体層１１１の平均厚さが０．３５μｍ以下の場合も優れた信頼性を確保することができる。
【0033】
したがって、誘電体層１１１の平均厚さが０．３５μｍ以下の場合に、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。
【0034】
上記誘電体層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。
【0035】
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）断面を１万倍率の走査型電子顕微鏡（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である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。上記等間隔である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個の誘電体層に拡張して平均値を測定すれば、誘電体層の平均厚さをさらに一般化することができる。
【0036】
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を含んで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を含むことができる。
【0037】
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を繰り返し積層して形成されることができる。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
即ち、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（ＢａＴｉＯ３）系セラミック材料を含むことができる。
【0042】
一方、カバー部１１２、１１３の平均厚さは特に限定する必要はない。但し、積層型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の平均厚さ（ｔｐ）は１５μｍ以下であることができる。また、本発明の一実施形態によると、第２電極層１３１ｂ、１３２ｂがＮｉ及びＣｕを含むことにより、メッキ液、水分、水素などが本体１１０の内部に浸透することを抑制して信頼性を向上させることができるため、カバー部１１２、１１３の平均厚さ（ｔｐ）が１５μｍ以下の場合も優れた信頼性を確保することができる。
【0043】
カバー部１１２、１１３の平均厚さ（ｔｐ）は、第１方向大きさを意味することができ、容量形成部Ａｃの上部または下部において等間隔の５個の地点において測定したカバー部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。
【0044】
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。
【0045】
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を含むことができる。即ち、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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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ることができる。
【0049】
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で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。
【0050】
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、積層型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、マージン部１１４、１１５の平均幅は１５μｍ以下であることができる。また、本発明の一実施形態によると、第２電極層１３１ｂ、１３２ｂがＮｉ及びＣｕを含むことにより、メッキ液、水分、水素などが本体１１０の内部に浸透することを抑制して信頼性を向上させることができるため、マージン部１１４、１１５の平均幅が１５μｍ以下の場合も優れた信頼性を確保することができる。
【0051】
マージン部１１４、１１５の平均幅はマージン部１１４、１１５の第３方向平均大きさ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個の地点において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。
【0052】
内部電極１２１、１２２は、誘電体層１１１と交互に積層されることができる。
【0053】
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。
【0054】
第１内部電極１２１は、第４面４と離隔し第３面３を通じて露出し、第２内部電極１２２は、第３面３と離隔し第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。
【0055】
即ち、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。よって、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。
【0056】
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。
【0057】
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。
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
一方、内部電極１２１、１２２の平均厚さ（ｔｅ）は特に限定する必要はない。
【0061】
但し、一般的に内部電極を０．６μｍ未満の厚さで薄く形成する場合、特に内部電極の厚さが０．３５μｍ以下の場合は、信頼性が低下するおそれがあった。
【0062】
本発明の一実施形態によると、第２電極層１３１ｂ、１３２ｂがＮｉ及びＣｕを含むことにより、メッキ液、水分、水素などが本体１１０の内部に浸透することを抑制して信頼性を向上させることができるため、内部電極１２１、１２２の平均厚さが０．３５μｍ以下の場合も優れた信頼性を確保することができる。
【0063】
したがって、内部電極１２１、１２２の厚さが平均０．３５μｍ以下の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。
【0064】
上記内部電極１２１、１２２の平均厚さ（ｔｅ）は、内部電極１２１、１２２の平均厚さを意味することができる。
【0065】
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）断面を１万倍率の走査型電子顕微鏡（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である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。上記等間隔である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０個の内部電極に拡張して平均値を測定すれば、内部電極の平均厚さをさらに一般化することができる。
【0066】
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。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。
【0067】
本実施形態では、積層型電子部品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。
【0068】
外部電極１３１、１３２は、本体１１０上に配置され、Ｃｕ及びガラスを含む第１電極層１３１ａ、１３２ａ、上記第１電極層上に配置され、Ｎｉ及びＣｕを含む第２電極層１３１ｂ、１３２ｂ、及び上記第２電極層上に配置され、Ｎｉ及びガラスを含む第３電極層１３１ｃ、１３２ｃを含むことができる。
【0069】
従来は、外部電極をＣｕ及びガラスを含む焼成電極として、内部電極と外部電極が接する領域で外部電極のＣｕが焼成過程で内部電極のＮｉに拡散してＣｕ－Ｎｉ合金を形成することで電気的連結性を確保し、メッキ液、水素浸透などを抑制して耐湿信頼性を確保していた。
【0070】
しかし、内部電極と外部電極が接する領域外にはＣｕ－Ｎｉ合金が形成され難く、水素浸透を抑制する効果が不十分なことがあり、外部電極のＣｕが内部電極に過度に拡散する場合、二つの金属間の拡散係数差及びＣｕ拡散による応力増加により放射クラックなどの問題が発生するおそれがあった。
【0071】
本発明によると、第１電極層１３１ａ、１３２ａ上に配置された第２電極層１３１ｂ、１３２ｂがＮｉ及びＣｕを含むことにより、メッキ液、水分、水素などが本体１１０の内部に浸透することをより確実に抑制することができ、従来のように放射クラックなどが発生する問題点も抑制することができる。
【0072】
第１電極層１３１ａ、１３２ａにはＣｕが含まれ、第３電極層にはＮｉが含まれることにより、外部電極を形成する焼成過程で第１電極層１３１ａ、１３２ａのＣｕが第３電極層１３１ｃ、１３２ｃに拡散して、Ｃｕ及びＮｉを含む第２電極層１３１ｂ、１３２ｂを形成することができる。本発明の外部電極１３１、１３２の構造を実現する方法は特に制限する必要はない。具体的な例を挙げると、本体１１０上にＣｕ及びガラスを含むペーストを塗布した後、Ｎｉ及びガラスを含むペーストを塗布し焼成することにより、本発明の外部電極１３１、１３２の構造を実現することができる。この時、焼成条件は特に限定する必要はないが、好ましい一例として、７００℃以上の温度で１時間以上熱処理することで第２電極層１３１ｂ、１３２ｂを形成することができる。
【0073】
第１電極層１３１ａ、１３２ａにＣｕが含まれ、第３電極層１３１ｃ、１３２ｃにＮｉが含まれた場合が、第１電極層１３１ａ、１３２ａにＮｉが含まれ、第３電極層１３１ｃ、１３２ｃにＣｕが含まれた場合より第２電極層１３１ｂ、１３２ｂを形成することが容易であることができる。Ｃｕ及びＮｉは異なる反応速度を有し、合金形成時に一般的にＣｕからＮｉ方向に拡散が起こり合金を形成するからである。
【0074】
第２電極層１３１ｂ、１３２ｂは、メッキ液、水分、水素などの浸透を防ぐバリアーの役割をすることができる。特に、絶縁抵抗（ＩＲ）劣化の原因となる水素が第１電極層１３１ｃ、１３２ｃの外部に浸透することを基本的に遮断することができ、そのため、高温絶縁抵抗を顕著に向上させることができる。また、外部電極１３１、１３２上に一部メッキされていないところが発生しても、半田が第１電極層１３１ａ、１３２ａに浸透することを防止することができ、外部の熱的、化学的衝撃から本体１１０及び第１電極層１３１ａ、１３２ａを保護する保護膜の効果を確保することができる。
【0075】
一実施形態において、第２電極層１３１ｂ、１３２ｂの平均厚さは、１μｍ以上１０μｍ以下であることができる。
【0076】
第２電極層１３１ｂ、１３２ｂの平均厚さが１μｍ未満の場合は、第２電極層が切られることが発生し、第１電極層１３１ａ、１３２ａに対するカバレッジが低くなることがあり、メッキ液、水分、水素などの浸透を抑制する効果が不十分になるおそれがある。
【0077】
一方、第２電極層１３１ｂ、１３２ｂの平均厚さが１０μｍ超過の場合は、外部電極の厚さが厚くなり過ぎて単位体積当たり容量が低下することがあり、チップにかかる応力が増加して曲げ強度が低下し得て、等価直列抵抗（ＥＳＲ）が増加するおそれがある。
【0078】
第２電極層１３１ｂ、１３２ｂの平均厚さは、第３方向中央から第１及び第２方向に切断した断面を観察して測定することができ、第２方向に容量形成部Ａｃ上に配置された等間隔の５個の地点において測定した第２電極層１３１ｂ、１３２ｂの厚さを平均した値であることができる。
【0079】
一実施形態において、第２電極層１３１ｂ、１３２ｂをなす原子の総モル数に対するＮｉ原子及びＣｕ原子のモル数の和は、０．９５以上であることができる。すなわち、第２電極層１３１ｂ、１３２ｂは、不純物として検出される元素を除くと、実質的にＣｕ及びＮｉからなることができる。
【0080】
この時、第２電極層１３１ｂ、１３２ｂの成分は、ＳＥＭ－ＥＤＳ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ－Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ－ｒａｙ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を利用して観察した画像から算出したものであることができる。具体的に、積層型電子部品を幅方向（第３方向）の中央の位置まで研磨して長さ方向及び厚さ方向断面（Ｌ－Ｔ断面）を露出させた後、第２電極層を厚さ方向に５等分した領域のうち中央に配置された領域をＥＤＳを利用して第２電極層に含まれた各元素のモル数を測定することができる。
【0081】
一実施形態において、第２電極層１３１ｂ、１３２ｂは、Ｃｕ－Ｎｉ合金を含むことができる。すなわち、第２電極層に含まれたＣｕ及びＮｉは、Ｃｕ－Ｎｉ合金形態で含まれることができる。
【0082】
Ｃｕ－Ｎｉ合金は、メッキ液に対する耐食性を有するだけでなく、水素が透過し難い特性を有するため、本発明によるメッキ液、水素浸透などを抑制する効果をより向上させることができる。
【0083】
この時、第２電極層１３１ｂ、１３２ｂに含まれたＣｕ－Ｎｉ合金は、Ｃｕ０．３Ｎｉ０．７、Ｃｕ０．５Ｎｉ０．５、Ｃｕ０．７Ｎｉ０．３及びＣｕ０．９Ｎｉ０．１のうち一つ以上であることができる。
【0084】
図５は、Ｍｉｃｒｏ Ｘ－ｒａｙ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎを利用してＣｕ、Ｎｉ及びそれらの合金のピークを観察したグラフである。図５を参照すると、Ｃｕ０．３Ｎｉ０．７、Ｃｕ０．５Ｎｉ０．５、Ｃｕ０．７Ｎｉ０．３及びＣｕ０．９Ｎｉ０．１の最大ピークは、Ｃｕの最大ピーク（Ｌ１）とＮｉの最大ピーク（Ｌ２）との間で表れることを確認することができる。
【0085】
したがって、第２電極層１３１ｂ、１３２ｂがＣｕ０．３Ｎｉ０．７、Ｃｕ０．５Ｎｉ０．５、Ｃｕ０．７Ｎｉ０．３及びＣｕ０．９Ｎｉ０．１のうち一つ以上を含むことにより、ＸＲＤで分析する時に、第２電極層１３１ｂ、１３２ｂの最大ピークがＣｕの最大ピークとＮｉの最大ピークとの間に存在することができる。
【0086】
一実施形態において、第１電極層１３１ａ、１３２ａと上記内部電極１２１、１２２が接する領域にＣｕ及びＮｉを含む合金が配置されることができる。第１電極層１３１ａ、１３２ａに含まれたＣｕが内部電極に拡散して内部電極と接する領域にＣｕ及びＮｉを含む合金を形成することができ、これにより信頼性をより向上させることができる。
【0087】
一実施形態において、積層型電子部品１００の第２及び第３方向の断面で観察する時、第１電極層１３１ａ、１３２ａと第２電極層１３１ｂ、１３２ｂとの境界における第１電極層の全体長さをＥ１、第２電極層の全体長さをＥ２とするとき、Ｅ２／Ｅ１の平均値は０．９以上であることができる。Ｅ１とＥ２が同一の値を有する場合、第２電極層が第１電極層を完全にカバーしたものとみることができ、Ｅ２がＥ１より小さい値を有する場合、第２電極層が第１電極層を一部カバーできないものとみることができる。Ｅ２／Ｅ１の平均値が０．９未満の場合は、第２電極層によるメッキ液、水分、水素などの浸透を抑制する効果が不十分になるおそれがある。
【0088】
この時、Ｅ２／Ｅ１の平均値は、本体１１０を第３方向に等間隔を有する５個の地点において第１及び第２方向に切断した断面（Ｌ－Ｔ断面）で測定したＥ２／Ｅ１値を平均した値であることができる。
【0089】
一実施形態において、第３電極層１３１ｃ、１３２ｃの平均厚さは第１電極層１３１ａ、１３２ａの平均厚さより厚いことができる。第１電極層１３１ａ、１３２ａに含まれたＣｕの拡散係数が第３電極層１３１ｃ、１３２ｃに含まれたＮｉの拡散係数より大きいため、第３電極層１３１ｃ、１３２ｃが第１電極層１３１ａ、１３２ａより厚い場合、より容易に第２電極層１３１ｂ、１３２ｂを実現することができる。より好ましくは、第３電極層１３１ｃ、１３２ｃの平均厚さは、上記第１電極層１３１ａ、１３２ａの平均厚さの１．１倍以上１．５倍以下であることができる。第３電極層１３１ｃ、１３２ｃの平均厚さが第１電極層１３１ａ、１３２ａの平均厚さの １．１倍未満の場合、第２電極層１３１ｂ、１３２ｂを容易に形成する効果が不十分なことがあり、１．５倍超過の場合、単位体積当たり容量が低下するかＥＳＲが増加するおそれがある。
【0090】
具体的な例を挙げると、第１電極層１３１ａ、１３２ａの平均厚さは６～１０μｍであることができ、第３電極層１３１ｃ、１３２ｃは、第１電極層１３１ａ、１３２ａの平均厚さの１．１倍以上１．５倍以下の範囲内で決定されることができる。
【0091】
第１電極層１３１ａ、１３２ａの平均厚さ及び第３電極層１３１ｃ、１３２ｃの平均厚さは、第３方向の中央から第１及び第２方向に切断した断面を観察して測定することができ、第２方向に容量形成部Ａｃ上に配置された等間隔の５個に地点において測定した第１電極層１３１ａ、１３２ａの厚さ及び第３電極層１３１ｃ、１３２ｃの厚さをそれぞれ平均した値であることができる。
【0092】
図６は、図１の変形例による積層型電子部品のＩ－Ｉ'線に沿った断面図を概略的に示したものである。図６を参照すると、第３電極層１３１ｃ、１３２ｃ上に配置されるメッキ層１３１ｄ、１３２ｄをさらに含むことができる。
【0093】
メッキ層１３１ｄ、１３２ｄは、実装特性を向上させる役割をする。メッキ層１３１ｄ、１３２ｄ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一つ以上を含むメッキ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】
具体的な例を挙げると、メッキ層１３１ｄ、１３２ｄはＳｎメッキ層であることができる。メッキ層は、Ｎｉメッキ層上にＳｎメッキ層が配置された２層構造形態を有することが従来の一般的なメッキ層の構造である。本発明によると、第３電極層がＮｉを含むことによりＳｎメッキ層のみを配置しても十分な実装性を確保することができ、第２電極層がバリアーの役割をすることができるため、半田が第１電極層に浸透することを防止することができる。
【0095】
但し、Ｓｎメッキ層のみが配置された構造に限定する必要はなく、図７に示すように、メッキ層は、第３電極層上に配置されるＮｉメッキ層１３１ｄ１、１３２ｄ１及び上記Ｎｉメッキ層上に配置されるＳｎメッキ層１３１ｄ２、１３２ｄ２を含むこともできる。
【0096】
積層型電子部品１００のサイズは特に限定する必要はない。
【0097】
但し、小型化及び高容量化を同時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て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積層型電子部品１００で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。
【0098】
したがって、製造誤差、外部電極の大きさなどを考慮すると、積層型電子部品１００の長さが１．１ｍｍ以下であり、幅が０．５５ｍｍ以下の場合、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、積層型電子部品１００の長さは、積層型電子部品１００の第２方向の最大大きさを意味し、積層型電子部品１００の幅は、積層型電子部品１００の第３方向の最大大きさを意味することができる。
【0099】
（実験例１）
下記の表１は、第２電極層の厚さを変化させながら、絶縁抵抗特性、はんだ槽テスト、ＥＳＲを測定及び評価して示したものである。
下記の表１は、第２電極層の厚さを変化させながら、絶縁抵抗特性、はんだ槽テスト、ＥＳＲを測定及び評価して示したものである。
【0100】
第２電極層の平均厚さは、上述したように、第３方向の中央から第１及び第２方向に切断した断面を観察して測定し、第２方向に容量形成部Ａｃ上に配置された等間隔の５個の地点において測定した第２電極層の厚さを平均した値である。また、ＸＲＤで分析する時、第２電極層の最大ピークがＣｕの最大ピークとＮｉの最大ピークとの間で表れることを確認して、第２電極層がＣｕ－Ｎｉ合金を含むことを確認した。
【0101】
絶縁抵抗特性は、各試験番号当たり２０個のサンプルチップを準備した後、温度８５℃、相対湿度８５％で、４Ｖの電圧を１２時間の間印加して絶縁抵抗値が初期数値に対して１／１０以下に低くなったサンプルをＮＧと判断し、［ＮＧと判断したサンプルの個数／総サンプルの個数］を記載したものである。
【0102】
はんだ槽テストは、各試験番号当たり２００個のサンプルチップを準備した後、耐熱Ｔａｐｅが付いている基板に移して付けた後、ｆｌｕｘに浸漬して洗浄した。以後、基板をＳｏｌｄｅｒ ｂａｔｈに完全に浸して鉛を濡らした後、電極部の頭面のＤｅ－ｗｅｔｔｉｎｇ面積が下記のｉ）、ｉｉ）及びｉｉｉ）のいずれか一つに該当する場合はＮＧと判断し、［ＮＧと判断したサンプルの個数／総サンプルの個数］を記載したものである。
ｉ）Ｄｅ－Ｗｅｔｔｉｎｇ面積が外部電極の頭面の全体面積の２０％超過の場合
ｉｉ）Ｄｅ－ｗｅｔｔｉｎｇ部がセラミック或いはＣｕ露出が全体面積の１０％以上の場合
ｉｉｉ）Ｄｅ－ｗｅｔｔｉｎｇ部がＥｄｇｅ部分であればＤｅ－ｗｅｔ面積の１／２（５０％）以上の場合
ｉ）Ｄｅ－Ｗｅｔｔｉｎｇ面積が外部電極の頭面の全体面積の２０％超過の場合
ｉｉ）Ｄｅ－ｗｅｔｔｉｎｇ部がセラミック或いはＣｕ露出が全体面積の１０％以上の場合
ｉｉｉ）Ｄｅ－ｗｅｔｔｉｎｇ部がＥｄｇｅ部分であればＤｅ－ｗｅｔ面積の１／２（５０％）以上の場合
【0103】
曲げ強度は、各試験番号当たり３０個のサンプルチップを準備した後、チップを曲げ強度試験用基板に実装して強度試験装備（Ｔｉｒａ）を利用して加えられる力によりＰＣＢの曲げ変化量を６ｍｍまで０．５ｍｍ／ｓの速度で加圧した時、チップが破壊されるサンプルをＮＧと判断し、［ＮＧと判断したサンプルの個数／総サンプルの個数］を記載したものである。
【0104】
ＥＳＲは、各試験番号当たり４００個のサンプルチップを準備した後、ＥＳＲ基板に実装し、２６０度のＲｅｆｌｏｗを進行、自動化設備を利用してチップ設計に合うＥＳＲ周波数を入力後、測定してチップ容量によるＳＰＥＣ（ｍΩ）を満さないサンプルをＮＧと判断し、［ＮＧと判断したサンプルの個数／総サンプルの個数］を記載したものである。
【0105】
【表1】
【0106】
試験番号１の場合、第２電極層の平均厚さが１μｍ未満と薄いため、絶縁抵抗特性及びはんだ槽テストの評価結果が劣っていることを確認することができる。
【0107】
試験番号５の場合、第２電極層の平均厚さが１０μｍ超過で厚いため、曲げ強度及びＥＳＲ評価結果が劣っていることを確認することができる。
【0108】
一方、第２電極層の平均厚さが１μｍ以上１０μｍ以下の試験番号２～４の場合、絶縁抵抗特性、はんだ槽テスト、曲げ強度及びＥＳＲの評価結果がいずれも優れることを確認することができる。
【0109】
（実験例２）
外部電極がＣｕ及びガラスを含む焼成電極だけで構成された従来例と、本発明による外部電極の構造を有する発明例の水素浸透防止効果を比較するための実験を進行した。
外部電極がＣｕ及びガラスを含む焼成電極だけで構成された従来例と、本発明による外部電極の構造を有する発明例の水素浸透防止効果を比較するための実験を進行した。
【0110】
Ｈｏｒｉｂａ社のＨｙｄｒｏｇｅｎ ａｎａｌｙｚｅｒ装備を利用し、測定条件は、Ｗａｉｔ Ｔｉｍｅは５ｓ、Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ Ｔｉｍｅは７５ｓ、Ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ Ｌｅｖｅｌは０．１％、Ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ Ｗａｉｔ Ｔｉｍｅは４０ｓとした。
【0111】
Ｈｙｄｒｏｇｅｎ ａｎａｌｙｚｅｒ装備に総重量が１ｇとなるように個数を合わせて従来例のサンプルチップをローディングし、２０００℃以上に急昇温させて検出される水素の定量分析を進行し、発明例の場合も、同一条件で検出される水素の定量分析を進行して下記の表２に記載した。
【0112】
【表2】
【0113】
発明例の場合、検出される水素の総量が２．８９ｐｐｍと、従来例に比べて顕著に低下した。これは、発明例の場合、合金層による水素浸透防止効果によりメッキチップ内の残留水素量が従来例に比べて顕著に少なくなったことを意味し、発明例の水素浸透防止効果を確認することができる。
【0114】
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】
【0115】
１００：積層型電子部品
１１０：本体
１２１、１２２：内部電極
１１１：誘電体層
１１２、１１３：カバー部
１３１、１３２：外部電極
１３１ａ、１３２ａ：第１電極層
１３１ｂ、１３２ｂ：第２電極層
１３１ｃ、１３２ｃ：第３電極層
１１０：本体
１２１、１２２：内部電極
１１１：誘電体層
１１２、１１３：カバー部
１３１、１３２：外部電極
１３１ａ、１３２ａ：第１電極層
１３１ｂ、１３２ｂ：第２電極層
１３１ｃ、１３２ｃ：第３電極層
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
