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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】P2024114614
(43)【公開日】2024-08-23
(54)【発明の名称】積層型電子部品
(51)【国際特許分類】
   H01G 4/30 20060101AFI20240816BHJP
【FI】
H01G4/30 516
H01G4/30 201G
【審査請求】有
【請求項の数】15
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023221511
(22)【出願日】2023-12-27
(31)【優先権主張番号】10-2023-0018108
(32)【優先日】2023-02-10
(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】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(72)【発明者】
【氏名】景 山
(72)【発明者】
【氏名】李 昊烈
(72)【発明者】
【氏名】金 成珍
(72)【発明者】
【氏名】具 根會
(72)【発明者】
【氏名】李 洪範
(72)【発明者】
【氏名】姜 範錫
(72)【発明者】
【氏名】李 ▲キュン▼烈
(72)【発明者】
【氏名】丁 海碩
【テーマコード(参考)】
5E001
5E082
【Fターム(参考)】
5E001AF06
5E082AA01
5E082AB03
5E082EE01
5E082FF05
5E082FG26
5E082GG10
5E082GG11
5E082GG12
(57)【要約】
【課題】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、誘電体層及び上記誘電体層と交互に配置される内部電極を含む本体と、上記本体上に配置される外部電極と、を含み、上記外部電極は、上記本体上に配置されて内部電極と連結され、Cu及びガラスを含む電極層、上記電極層上に配置されるめっき層を含み、上記Cuの少なくとも一部と上記ガラスの少なくとも一部は、上記めっき層に隣接して配置され、上記めっき層に隣接して配置されるCuの少なくとも一部及びガラスの少なくとも一部上にCuを含む酸化物が配置される。
【選択図】図5
【特許請求の範囲】
【請求項1】
誘電体層及び前記誘電体層と交互に配置される内部電極を含む本体と、
前記本体上に配置される外部電極と、を含み、
前記外部電極は、前記本体上に配置されて内部電極と連結され、Cu及びガラスを含む電極層、並びに前記電極層上に配置されるめっき層を含み、
前記Cuの少なくとも一部と前記ガラスの少なくとも一部は、前記めっき層に隣接して配置され、
前記めっき層に隣接して配置されるCuの少なくとも一部及びガラスの少なくとも一部上にCuを含む酸化物が配置される、積層型電子部品。
【請求項2】
前記Cuを含む酸化物は、粒子の形態で配置される、請求項1に記載の積層型電子部品。
【請求項3】
前記Cuを含む酸化物のCu元素に対するO元素の含量の割合は、30at%以上40at%以下である、請求項1に記載の積層型電子部品。
【請求項4】
前記Cuを含む酸化物の最大フェレット径の平均値は、100nm以上2000nm以下である、請求項1に記載の積層型電子部品。
【請求項5】
前記電極層は、Feを含む酸化物をさらに含む、請求項1に記載の積層型電子部品。
【請求項6】
前記電極層は、Mgをさらに含む、請求項1に記載の積層型電子部品。
【請求項7】
誘電体層及び前記誘電体層と交互に配置される内部電極を含む本体と、
前記本体上に配置される外部電極と、を含み、
前記外部電極は、前記本体上に配置されて前記内部電極と連結され、Cu及びガラスを含む電極層、並びに前記電極層上に配置される導電性樹脂層を含み、
前記Cuの少なくとも一部と前記ガラスの少なくとも一部は、前記導電性樹脂層に隣接して配置され、
前記導電性樹脂層に隣接して配置されるCuの少なくとも一部及びガラスの少なくとも一部上にCuを含む酸化物が配置される、積層型電子部品。
【請求項8】
前記Cuを含む酸化物は、粒子の形態で配置される、請求項7に記載の積層型電子部品。
【請求項9】
前記Cuを含む粒子のCu元素に対するO元素の含量は、30at%以上40at%以下である、請求項7に記載の積層型電子部品。
【請求項10】
前記Cuを含む粒子の最大フェレット径の平均値は、100nm以上2000nm以下である、請求項7に記載の積層型電子部品。
【請求項11】
前記電極層は、Feを含む酸化物をさらに含む、請求項7に記載の積層型電子部品。
【請求項12】
前記電極層は、Mgをさらに含む、請求項7に記載の積層型電子部品。
【請求項13】
前記外部電極は、前記導電性樹脂層上に配置されるめっき層をさらに含む、請求項7に記載の積層型電子部品。
【請求項14】
前記導電性樹脂層は、導電性金属及び熱硬化性樹脂を含む、請求項7に記載の積層型電子部品。
【請求項15】
前記導電性金属は、Cu、Ag、Sn及びこれらの合金のうち一つ以上を含み、前記熱硬化性樹脂はエポキシ樹脂である、請求項14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。
【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:Multilayer 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、電気を充電又は放電させる役割を果たすチップ型のコンデンサである。
【0003】
電子製品の小型化、スリム化、多機能化に伴い、チップ部品に対しても小型化が求められており、電子部品の実装も高集積化している。このような傾向に応じて実装される電子部品間の空間が最小化している。
【0004】
積層型電子部品の外部電極は、内部電極の端と接し、Cuのような導電性金属及びガラスを含む電極層を下地電極として、積層型電子部品の機械的強度、電気伝導性、密閉性及び実装性などの特性を確保するために、導電性樹脂層又はめっき層がさらに形成された多層構造を有することができる。
【0005】
このとき、下地電極層として使用される内部電極の端と接し、Cuのような導電性金属及びガラスを含む電極層の表面には、導電性金属の一部とガラスの一部が同時に露出することができる。このような電極層上にめっき層を形成する場合、不導体の特性を有するガラスの表面にはめっき層が十分に形成されないおそれがあり、電極層上に導電性樹脂層を形成する場合、密着力を十分に確保することが難しい可能性がある。これにより、多層構造を有する外部電極の層間密着力が低下することがあり、これは積層型電子部品の耐湿信頼性、ESR特性及び熱的安定性に大きな影響を及ぼす可能性がある。
【0006】
したがって、導電性金属及びガラスを含む電極層を下地電極層とする多層構造の外部電極において、層間密着力を向上させるための構造的改善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】
【0007】
本発明のいくつかの目的の一つは、Cu及びガラスを含む電極層を下地電極層とする積層型電子部品において、外部電極間の層間密着力が低下するという問題を解決することである。
【0008】
本発明のいくつかの目的の一つは、Cu及びガラスを含む電極層を下地電極層とする積層型電子部品において、電極層上にめっき層が形成される場合、電極層の表面に隣接するガラスの表面にめっき層が十分に形成されないという問題点を解決することである。
【0009】
本発明のいくつかの目的の一つは、Cu及びガラスを含む電極層を下地電極層とする積層型電子部品において、電極層上に導電性樹脂層が形成される場合、電極層と導電性樹脂層との間の密着力を確保し難いという問題を解決することである。
【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することができる。
【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、誘電体層及び上記誘電体層と交互に配置される内部電極を含む本体と、上記本体上に配置される外部電極と、を含み、上記外部電極は、上記本体上に配置されて内部電極と連結され、Cu及びガラスを含む電極層、並びに上記電極層上に配置されるめっき層を含み、上記Cuの少なくとも一部と上記ガラスの少なくとも一部は、上記めっき層に隣接して配置され、上記めっき層に隣接して配置されるCuの少なくとも一部及びガラスの少なくとも一部上にCuを含む酸化物が配置される。
【0012】
本発明のさらに他の一実施形態による積層型電子部品は、誘電体層及び上記誘電体層と交互に配置される内部電極を含む本体と、上記本体上に配置される外部電極と、を含み、上記外部電極は、上記本体上に配置されて上記内部電極と連結され、Cu及びガラスを含む電極層、上記電極層上に配置される導電性樹脂層を含み、上記Cuの少なくとも一部と上記ガラスの少なくとも一部は、上記導電性樹脂層に隣接して配置され、上記導電性樹脂層に隣接して配置されるCuの少なくとも一部及びガラスの少なくとも一部上にCuを含む酸化物が配置される。
【発明の効果】
【0013】
本発明のいくつかの効果の一つは、Cu及びガラスを含む電極層を下地電極層とする積層型電子部品の外部電極構造において、導電性樹脂層に隣接して配置されるCuの少なくとも一部及びガラスの少なくとも一部上にCuを含む酸化物を配置することにより、外部電極の層間密着力を向上させることである。
【0014】
本発明のいくつかの効果の一つは、Cu及びガラスを含む電極層上にめっき層を形成する場合、めっき層に隣接して配置されるCuの少なくとも一部及びガラスの少なくとも一部上にCuを含む酸化物を配置することにより、めっき性を向上させることである。
【0015】
但し、本発明の多様かつ有益な利点及び効果は、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することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
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】一実施例による本体を分解して示す分解斜視図である。
図5図2のA領域の拡大図である。
図6】(a)は比較例による積層型電子部品において、電極層の表面を走査電子顕微鏡(SEM)で撮影したイメージであり、(b)は実施例による積層型電子部品において、電極層の表面を走査電子顕微鏡(SEM)で撮影したイメージである。
図7】本発明のさらに他の一実施形態において、図1のI-I’線に沿った断面図に対応する断面図である。
図8図7のB領域の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
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することができ、本発明の範囲が以下に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等は、より明確な説明のために誇張されることがあり、図面上の同じ符号で示される要素は同じ要素である。
【0018】
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、図面に示した各構成の大きさ及び厚さは説明の便宜上、任意に示しているため、本発明は必ずしも図示したものに限定されない。なお、同一思想の範囲内の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、ある部分がある構成要素を「含む」と言うとき、これは特に反対の記載がない限り、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み得ることを意味する。
【0019】
図面において、第1方向は、誘電体層を挟んで第1及び第2内部電極が交互に配置される方向又は厚さT方向、上記第1方向と垂直な方向である第2方向及び第3方向のうち、上記第2方向は長さL方向、上記第3方向は幅W方向と定義することができる。
【0020】
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は、図1のI-I’線に沿った断面図であり、図3は、図1のII-II’線に沿った断面図であり、図4は、一実施例による本体を分解して示す分解斜視図であり、図5は、図2のA領域の拡大図である。
【0021】
以下では、図1図6を参照して本発明の一実施形態による積層型電子部品100について詳細に説明する。
【0022】
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及び上記誘電体層と交互に配置される内部電極121、122を含む本体と、上記本体上に配置される外部電極130、140と、を含み、上記外部電極は、上記本体上に配置されて内部電極と連結され、Cu及びガラスを含む電極層131、上記電極層上に配置されるめっき層132、133を含み、上記Cuの少なくとも一部と上記ガラスの少なくとも一部は、上記めっき層に隣接して配置され、上記めっき層に隣接して配置されるCuの少なくとも一部m及びガラスの少なくとも一部g上にCuを含む酸化物pが配置される。
【0023】
本体110は、誘電体層111及び誘電体層111と交互に配置される内部電極121、122を含む。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
本発明の一実施形態によれば、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限定されない。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使用することができる。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の例示として、BaTiO、BaTiOにCa(カルシウム)、Zr(ジルコニウム)等が一部固溶した(Ba1-xCa)TiO(0<x<1)、Ba(Ti1-yCa)O(0<y<1)、(Ba1-xCa)(Ti1-yZr)O(0<x<1、0<y<1)又はBa(Ti1-yZr)O(0<y<1)等が挙げられる。
【0028】
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(BaTiO)などのパウダーに、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、分散剤などを添加することができる。
【0029】
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。例えば、誘電体層111の平均厚さtdは0.2μm以上2μm以下であってもよく、積層型電子部品100の高容量化及び小型化をより容易に達成するために誘電体層111の平均厚さtdは0.35μm以下であってもよい。
【0030】
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tdを意味することができる。
【0031】
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)の断面を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。より具体的には、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、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で指定することができる。また、このような平均値の測定を10個の誘電体層に拡張して平均値を測定すると、誘電体層の平均厚さをさらに一般化することができる。
【0032】
図2を参照すると、本体110は本体110の内部に配置され、誘電体層111を挟んで交互に配置される第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。
【0033】
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って、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することができる。
【0034】
一実施例において、上記容量形成部Acの第1方向の一面には上部カバー部112が配置されることができ、上記容量形成部Acの第1方向の他面には下部カバー部113が配置されることができる。
【0035】
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。
【0036】
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と同じ材料を含むことができる。
【0037】
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)系セラミック材料を含むことができる。
【0038】
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tcは15μm以下であってもよい。
【0039】
カバー部112、113の平均厚さは第1方向のサイズを意味することができ、容量形成部Acの上部又は下部において等間隔の5個の地点で測定したカバー部112、113の第1方向のサイズを平均した値であることができる。
【0040】
一実施例において、上記容量形成部Acの第3方向の一面及び他面にはマージン部114、115が配置されることができる。
【0041】
図3を参照すると、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、上記本体110の第3方向(幅方向)の両端面(end surfaces)に配置されてもよい。
【0042】
マージン部114、115は、図3に示すように、第1及び第2内部電極121、122の両端と本体110の境界面との間の領域を意味することができる。
【0043】
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。
【0044】
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き、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ってもよい。
【0045】
また、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、単一の誘電体層又は2つ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。
【0046】
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以下であってもよい。
【0047】
マージン部114、115の平均幅は、マージン部114、115の第3方向の平均サイズ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方向のサイズを平均した値であることができる。
【0048】
内部電極121、122は、誘電体層111と第1方向に交互に配置される。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にそれぞれ連結されることができる。具体的には、第1内部電極121の一端は第3面に連結され、第2内部電極122の一端は第4面に連結されることができる。すなわち、一実施例において、内部電極121、122は、第3面3又は第4面4と接することができる。
【0049】
図2に示すように、第1内部電極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。本体の第3面3には第1外部電極130が配置されて第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140が配置されて第2内部電極122と連結されることができる。
【0050】
すなわち、第1内部電極121は第2外部電極140とは連結されず、第1外部電極130と連結され、第2内部電極122は第1外部電極130とは連結されず、第2外部電極140と連結される。したがって、第1内部電極121は第4面4において一定距離離隔して形成され、第2内部電極122は第3面3において一定距離離隔して形成されることができる。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てもよい。
【0051】
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、焼成して形成することができる。
【0052】
内部電極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121、122は、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、金(Au)、白金(Pt)、錫(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。
【0053】
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)、錫(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。
【0054】
図1及び図2を参照すると、本体110上には外部電極130、140が配置されることができる。外部電極130、140は、本体110の第3面3上に配置される第1外部電極130、及び本体110の第4面4上に配置される第2外部電極140を含むことができる。本発明では、積層型電子部品100が2つの外部電極130、140を有する構造について説明しているが、外部電極130、150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更することができる。
【0055】
以下では、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100の外部電極130、140の構造について詳細に説明する。図5では、第1外部電極130の構造を示しているが、第1外部電極130の構造は、第2外部電極140においても同様に適用することができる。
【0056】
本発明の一実施形態による積層型電子部品100は、本体110上に配置される外部電極130、140を含み、上記外部電極は、上記本体上に配置されて内部電極と連結され、Cu及びガラスを含む電極層131、上記電極層上に配置されるめっき層132、133を含み、上記Cuの少なくとも一部と上記ガラスの少なくとも一部は、上記めっき層に隣接して配置され、上記めっき層に隣接して配置されるCuの少なくとも一部m及びガラスの少なくとも一部g上にCuを含む酸化物pが配置される。
【0057】
図5を参照すると、外部電極130は、本体110上に配置され、内部電極121、122と連結される電極層131を含むことができる。
【0058】
電極層131は、導電性金属及びガラスを含むことができる。電極層131に含まれる導電性金属の種類は特に限定されないが、本発明の一実施形態では、電極層131は導電性金属として銅(Cu)を含む。一方、電極層131に含まれるガラスは、導電性ペーストに含まれる導電性粉末粒子の焼結性を向上させ、焼成過程で電極層131に発生する空隙を埋めて電極層131の緻密度を向上させる役割を果たすことができる。また、セラミック材料を主な成分とする本体110との接着力を向上させる役割を果たすことができる。
【0059】
Cu及びガラスを含む電極層131を形成する方法は特に限定されない。例えば、Cu粉末のような導電性金属粉末、ガラス及び添加剤などを含む導電性ペーストを本体110の内部電極121、122の露出断面に塗布し、焼成することによって形成することができる。
【0060】
図5を参照すると、電極層131上にはめっき層132、133が形成されることができる。めっき層132、133は、順次にNiを含むめっき層132、Snを含むめっき層133であってもよい。めっき層132、133は、積層型電子部品100の密閉性又は実装性を向上させる役割を果たすことができる。電極層131上にめっき層132、133を形成する方法は特に限定されないが、主に電解めっき法(Electroplating)を使用することができる。
【0061】
Cu及びガラスを含む電極層131を、導電性粉末及びガラスを含む導電性ペーストを焼成して形成した場合、Cuの少なくとも一部m及びガラスの少なくとも一部gは電極層131の外表面に露出することができる。電極層131の外表面に露出したガラスの少なくとも一部gは不導体の性質を有し、電極層131の外表面に露出したCuの少なくとも一部mは導体の性質を有するため、電極層131上にめっき層132を電解めっき法により形成する場合、電極層131の外表面に露出したガラスの少なくとも一部gには、めっき層が十分に形成されないおそれがある。これにより、めっき層132が局所的な部分で途切れるおそれがあり、積層型電子部品100の密閉性及び耐湿信頼性を低下させる可能性がある。
【0062】
本発明の一実施形態では、めっき層132に隣接して配置されるCuの少なくとも一部m及びガラスの少なくとも一部g上に、Cuを含む酸化物pを配置することにより、めっき層の不完全な形成を防止し、積層型電子部品100の密閉性及び耐湿信頼性を向上させることができる。
【0063】
Cuを含む酸化物pが、電極層131の外表面に露出したガラスの少なくとも一部g及びCuの少なくとも一部m上に配置されることにより、不導体の性質を有するガラスの少なくとも一部gを覆うようになり、電極層131上にめっき層132を形成する場合、めっき層の途切れ現象を抑制することができ、積層型電子部品100の密閉性及び耐湿信頼性を向上させることができる。図5に示すように、電極層131の外表面に露出したガラスの少なくとも一部gとCuの少なくとも一部m上に、Cuを含む酸化物pが配置された構造は、めっき層132の形成後、Cuの少なくとも一部とガラスの少なくとも一部はめっき層132に隣接して配置され、めっき層132に隣接して配置されるCuの少なくとも一部m及びガラスの少なくとも一部g上にCuを含む酸化物pが配置される構造として形成されることができる。
【0064】
一方、本発明の一実施形態のように、めっき層132に隣接して配置されるCuの少なくとも一部m及びガラスの少なくとも一部g上にCuを含む酸化物pが配置される場合、Cuを含む酸化物が半導体と類似の性質を有するため、外部電極130の電気的連結性を確保する上で全く問題とはならない。
【0065】
めっき層132に隣接して配置されるCuの少なくとも一部m及びガラスの少なくとも一部g上にCuを含む酸化物pが配置された構造を確認する方法は特に限定されない。積層型電子部品100の第3方向の中心部まで研磨して第1方向及び第2方向の断面を露出させた後、第3面又は第4面に形成された外部電極の第1方向の中心部の5μm×5μmの領域でSEM-EDS(Scanning Electron Microscope-Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy)を用いて成分を分析して確認することができる。具体的には、Cu元素に対するO元素の含量が30at%以上検出される領域を、Cuを含む酸化物が形成された領域と見なすことができる。
【0066】
めっき層132、133は実装特性を向上させる役割を果たす。めっき層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めっき層であってもよく、複数の層で形成されてもよい。
【0067】
めっき層に対するより具体的な例として、めっき層は、Niめっき層又はSnめっき層であってもよく、電極層131上にNiめっき層132及びSnめっき層133が順次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めっき層が順次に形成された形態であってもよい。また、めっき層は、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。
【0068】
一実施例において、Cuを含む酸化物pは粒子の形態で配置されることができる。これにより、電極層131とめっき層132とが接する面積を向上させることにより、外部電極130の層間密着力を向上させることができる。Cuを含む酸化物pは、めっき層132に隣接して配置されるCuの少なくとも一部m及びガラスの少なくとも一部g上に様々な形態で配置されることができる。Cuを含む酸化物pは、球状、フレーク状、又は球状とフレーク状が混合された粒子で配置されることができる。
【0069】
めっき層132のめっき性を確保するために、Cuを含む酸化物において、Cu元素に対するO元素の含量を適切に設定する必要がある。一実施例において、Cuを含む酸化物pのCu元素に対するO元素の含量の割合は、30at%以上40at%以下であってもよい。
【0070】
一実施例において、Cuを含む酸化物pの最大フェレット径の平均値は、100nm以上2000nm以下であってもよい。これにより、電極層131とめっき層132との間の接触面積を増加させて電極層131とめっき層132との密着力を向上させることができる。
【0071】
Cuを含む酸化物pの最大フェレット(Feret)径は、積層型電子部品100の第3方向の中心部まで研磨して第1方向及び第2方向の断面を露出させた後、第3面又は第4面に形成された外部電極の第1方向の中心部の5μm×5μmの領域でSEM-EDS(Scanning Electron Microscope-Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy)を用いて特定することができる。最大フェレット(Feret)径は、粒子の反対側に位置する平行な2つの接線間の距離のうち最大値を意味することができる。このような最大フェレット径の測定を任意の5個以上のCuを含む酸化物pに対して行って平均値をとることができる。このような最大フェレット径の平均値の測定は、第3面又は第4面に形成された外部電極を第1方向に3等分した3つの領域で繰り返し行うことによりさらに一般化することができる。
【0072】
一実施例において、電極層131は、Feを含む酸化物をさらに含むことができる。Feを含む酸化物は、電極層131のガラスに含まれることができ、焼成前のガラスフリットに添加されてCuを酸化させて本発明のCuを含む酸化物pの生成を促進することができ、電極層131内のCuとガラスの濡れ性(wettability)を向上させることにより、積層型電子部品の耐湿信頼性を向上させることができる。
【0073】
一実施例において、電極層131はMgをさらに含むことができる。Mgは、電極層131の形成時に分散剤の形態で添加されることができ、焼成後の電極層131において均一に分散することができる。電極層131に含まれるMg元素は、ガラスの物性に影響を与えず、電極層131の焼成を遅延させる役割を果たすことができる。これにより、電極層131とめっき層132との密着力を向上させることができる。
【0074】
図7は、本発明のさらに他の一実施形態において、図1のI-I’線に沿った断面図に対応する断面図であり、図8は、図7のB領域の拡大図である。
【0075】
以下では、図7及び図8を参照して本発明のさらに他の一実施形態による積層型電子部品100’について詳細に説明するが、本発明の一実施形態による積層型電子部品100と重複する説明は省略する。
【0076】
図7及び図8を参照すると、本発明の一実施形態による積層型電子部品100’は、本体110上に配置される外部電極130’、140’を含み、上記外部電極は、上記本体上に配置されて内部電極121、122と連結され、Cu及びガラスを含む電極層131及び上記電極層上に配置される導電性樹脂層134を含み、上記Cuの少なくとも一部と上記ガラスの少なくとも一部は、上記導電性樹脂層に隣接して配置され、上記導電性樹脂層に隣接して配置されるCuの少なくとも一部m及びガラスの少なくとも一部g上にCuを含む酸化物pが配置される。
【0077】
本発明のさらに他の一実施形態において、外部電極130’は、本体110上に配置されて内部電極121、122と連結され、Cu及びガラスを含む電極層131及び上記電極層上に配置される導電性樹脂層134を含む。
【0078】
導電性樹脂層134は、導電性金属及び熱硬化性樹脂を含むことができ、ガラスを含む電極層131との密着力を向上させ、積層型電子部品100’の曲げ強度、ESR特性及び熱的安定性を向上させる役割を果たすことができる。
【0079】
従来は、電極層131と導電性樹脂層134との間の密着力を向上させるために、樹脂の界面密着力を向上させるカップリング剤タイプの添加剤を添加する試みがあったが、外部電極を半田耐熱処理等を行う場合、カップリング剤である添加剤が熱分解されるという問題が発生する可能性がある。また、他の方法としては、電極層131の表面を粗面化する方法があるが、選択的に電極層131の表面にのみ粗さを付与することが困難であるため、本体110にも損傷が加わるという問題が発生する可能性がある。また、電極層131を形成する導電性金属粉末の粒子を大きくする方法があるが、焼結温度が向上するか、又は焼結度合いが低下するという問題が生じる可能性がある。
【0080】
そこで、本発明のさらに他の一実施形態では、Cu及びガラスを含む電極層131上に導電性樹脂層134が配置される外部電極130’構造において、導電性樹脂層134に隣接して配置されるCuの少なくとも一部m及びガラスの少なくとも一部g上にCuを含む酸化物pを配置することにより、電極層131と導電性樹脂層134との密着力を向上させることができる。これにより、導電性樹脂層134を適用して積層型電子部品100’の耐湿信頼性、曲げ強度特性、ESR特性及び熱的安定性を著しく向上させることができる。
【0081】
一方、本発明のさらに他の一実施形態のように、導電性樹脂層134に隣接して配置されるCuの少なくとも一部m及びガラスの少なくとも一部g上にCuを含む酸化物pが配置される場合、Cuを含む酸化物が半導体と類似の性質を有するため、外部電極130の電気的連結性を確保する上で全く問題とはならず、導電性樹脂層134がエポキシ樹脂を含む場合、エポキシ樹脂とCuを含む酸化物の化学的結合により、外部電極130の層間密着力をさらに向上させることができる。したがって、導電性樹脂層134は、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を含むことが好ましい。
【0082】
本発明のさらに他の一実施形態による積層型電子部品100’にも、本発明の一実施形態による積層型電子部品100の様々な実施例を適用することができる。
【0083】
具体的に、一実施例において、Cuを含む酸化物pのCu元素に対するO元素の含量の割合は、30at%以上40at%以下であってもよい。
【0084】
一実施例において、Cuを含む酸化物pの最大フェレット径の平均値は、100nm以上2000nm以下であってもよい。
【0085】
一実施例において、電極層131は、Feを含む酸化物をさらに含むことができる。一実施例において、電極層131はMgをさらに含むことができる。
【0086】
一方、本発明のさらに他の一実施形態による積層型電子部品100’に適用できる一実施例として、外部電極130’は、導電性樹脂層134上に配置されるめっき層132、133をさらに含むことができる。
【0087】
めっき層132、133は実装特性を向上させる役割を果たす。めっき層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めっき層であってもよく、複数の層で形成されてもよい。
【0088】
めっき層に対するより具体的な例として、めっき層は、Niめっき層又はSnめっき層であってもよく、電極層131上にNiめっき層132及びSnめっき層133が順次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めっき層が順次に形成された形態であってもよい。また、めっき層は、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。
【0089】
一実施例のように、外部電極130’が導電性樹脂層134に配置されるめっき層132、133をさらに含むことにより、積層型電子部品100’の耐湿信頼性、曲げ強度特性、ESR特性及び熱的安定性を著しく向上させるとともに、密閉性及び実装性を確保することができる。
【0090】
(実施例)
図6(a)は、比較例による積層型電子部品において、電極層の外表面を走査電子顕微鏡(SEM)で撮影したイメージであり、図6(b)は、実施例による積層型電子部品において、電極層の外表面を走査電子顕微鏡(SEM)で撮影したイメージである。
【0091】
比較例と実施例による積層型電子部品は、焼成された本体に電極層を形成するための導電性ペーストを塗布した。導電性ペーストは、ガラスフリットをCuパウダーに対して0.2未満の質量比で添加し、少量のバインダーを添加して作製した。焼成本体に上記導電性ペーストを塗布、乾燥した後、焼成を行った。比較例は、上記導電性ペーストを焼成した後であり、実施例の場合、上記ペーストの焼成後、摂氏80度以上、80%の相対湿度以上で5V以上の電圧を印加した場合である。
【0092】
図6(a)及び図6(b)を参照すると、比較例による積層型電子部品における電極層の外表面を走査電子顕微鏡(SEM)で撮影したイメージである図6(a)よりも、実施例による積層型電子部品における電極層の外表面を走査電子顕微鏡(SEM)で撮影したイメージである図6(b)での電極層の表面粗さが大きいことが確認できる。また、図6(a)とは異なり、図6(b)では、Cuを含む酸化物が電極層の外表面に露出したCuの少なくとも一部を覆うだけでなく、外表面に露出したガラスの少なくとも一部(明暗が暗くなっている部分)までも覆うように形成されることが確認できる。
【0093】
本発明の一実施形態の場合、図6(b)のように、Cuを含む酸化物が電極層の外表面に露出したCuの少なくとも一部を覆うだけでなく、外表面に露出したガラスの少なくとも一部(明暗が暗くなっている部分)までも覆うように形成されるため、Cu及びガラスを含む電極層131上にめっき層132を形成する場合に発生し得るめっき層132の不完全な形成を抑制することができ、積層型電子部品100の密閉性及び耐湿信頼性を向上させることができる。
【0094】
また、本発明の他の一実施形態のように、電極層131上に導電性樹脂層134を形成する場合、電極層131と導電性樹脂層134との接触面積を増加させることにより、外部電極130’の層間密着力を向上させて積層型電子部品100’の機械的強度を向上させることができ、外部電極130’の電気伝導性を向上させることにより、積層型電子部品100’のESR特性を向上させることができる。
【0095】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述した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するものとする。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逸脱しない範囲内で、当技術分野における通常の知識を有する者により様々な形態の置換、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言える。
【0096】
また、本発明で使用される「一実施例」という表現は、互いに同じ実施例を意味するものではなく、それぞれ互いに異なる固有の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例は、他の一実施例の特徴と結合して実現されることを排除しない。例えば、特定の一実施例で説明された事項が他の一実施例に説明されていなくても、他の一実施例においてその事項と反対又は矛盾する説明がない限り、他の一実施例に関連する説明として理解することができる。
【0097】
本発明で使用される用語は、単に一実施例を説明するために使用されたものであって、本発明を限定しようとする意図ではない。このとき、単数の表現は、文脈上明らかに異なる意味ではない限り、複数の表現を含む。
【符号の説明】
【0098】
100、100’:積層型電子部品
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
130、140、130’、140’:外部電極
131:電極層
132、133:めっき層
134:導電性樹脂層
図1
図2
図3
図4
図5
図6a
図6b
図7
図8