特開 2024-72233 積層型電子部品

(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】P2024072233

(43)【公開日】2024-05-27

(54)【発明の名称】積層型電子部品

(51)【国際特許分類】

   H01G 4/30 20060101AFI20240520BHJP

【ＦＩ】

H01G4/30 201D

H01G4/30 516

H01G4/30 513

H01G4/30 201C

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023051133

(22)【出願日】2023-03-28

(31)【優先権主張番号】10-2022-0152271

(32)【優先日】2022-11-15

(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】フワン、ヒュン ジュン

(72)【発明者】

【氏名】パク、ジン キュン

(72)【発明者】

【氏名】ジェオン、スン イル

(72)【発明者】

【氏名】リー、ギル ヨン

(72)【発明者】

【氏名】カン、ス ジ

(72)【発明者】

【氏名】ジェオン、ムン セオン

(72)【発明者】

【氏名】ジャン、ウォン セオク

(72)【発明者】

【氏名】キム、ジュン ミン

【テーマコード（参考）】

5E001

5E082

【Ｆターム（参考）】

5E001AB03

5E001AC04

5E001AD04

5E001AE01

5E001AE02

5E001AE03

5E001AE04

5E001AJ01

5E082AB03

5E082EE04

5E082EE05

5E082EE22

5E082FF05

5E082FG03

5E082FG04

5E082FG26

5E082PP10

(57)【要約】      （修正有）

【課題】内部電極の連結性を向上させる積層型電子部品を提供する。
【解決手段】積層セラミックキャパシター（ＭＬＣＣ：Ｍｕｌｔｉ－Ｌａｙｅｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｃａｐａｃｉｔｏｒ）は、誘電体層１１１及び内部電極１２１、１２２を含む本体と、本体の外側に配置され、内部電極と連結される外部電極１３１、１３２と、を含む。内部電極は、ハフニウム（Ｈｆ）を含み、内部電極の中央部の平均Ｈｆ含量（ａｔ％）をＨｆｃ、内部電極のうち内部電極の中央部から誘電体層と接する界面までの平均Ｈｆ含量（ａｔ％）をＨｆｓと定義したときに、１．５≦Ｈｆｓ／Ｈｆｃ≦５．０を満たすことができる。
【選択図】図３

【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、
前記本体の外側に配置され、前記内部電極と連結される外部電極と、を含み、
前記内部電極はＨｆを含み、前記内部電極の中央部の平均Ｈｆ含量（ａｔ％）をＨｆｃ、前記内部電極のうち前記内部電極の中央部から前記誘電体層と接する界面までの平均Ｈｆ含量（ａｔ％）をＨｆｓと定義したときに、１．５≦Ｈｆｓ／Ｈｆｃ≦５．０を満たす、積層型電子部品。

【請求項2】

前記内部電極に含まれている平均Ｈｆ含量（ａｔ％）は、前記内部電極の中央部から前記誘電体層と接する界面の方向に次第に増加する、請求項１に記載の積層型電子部品。

【請求項3】

前記内部電極のうち前記誘電体層と接する界面から前記内部電極の中央部の方向に１００ｎｍ以内の領域の平均Ｈｆ含量（ａｔ％）をＨｆｓ１と定義したときに、１．５≦Ｈｆｓ１／Ｈｆｃ≦５．０を満たす、請求項１に記載の積層型電子部品。

【請求項4】

前記内部電極に含まれている平均Ｈｆ含量が０．０１ａｔ％以上２０．０ａｔ％以下である、請求項１に記載の積層型電子部品。

【請求項5】

前記内部電極に含まれている平均Ｈｆ含量が５．０ａｔ％以上２０．０ａｔ％以下である、請求項４に記載の積層型電子部品。

【請求項6】

前記Ｈｆは酸化物である、請求項５に記載の積層型電子部品。

【請求項7】

前記内部電極の面積に対する、前記内部電極に含まれているＨｆ酸化物の面積が０．００１％以上１．０％以下である、請求項６に記載の積層型電子部品。

【請求項8】

前記内部電極に含まれている平均Ｈｆ含量が０．０２５ｗｔ％以上５０．０ｗｔ％以下である、請求項１に記載の積層型電子部品。

【請求項9】

前記内部電極の平均厚さが０．６μｍ以下である、請求項１に記載の積層型電子部品。

【請求項10】

前記誘電体層の平均厚さが０．６μｍ以下である、請求項１に記載の積層型電子部品。

【請求項11】

前記本体は、第１方向に互いに向かい合う第１及び第２面、前記第１及び第２面と連結されて第２方向に互いに向かい合う第３及び第４面、前記第１～第４面と連結されて第３方向に互いに向かい合う第５及び第６面を有し、前記誘電体層と前記第１方向に交互に配置される内部電極を含んで容量を形成するアクティブ部と、前記アクティブ部の前記第１方向の両端面に配置されるカバー部と、を含む、請求項１に記載の積層型電子部品。

【請求項12】

前記本体の前記第３方向の両端面に配置されるマージン部を含む、請求項１１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】

しかしながら、積層セラミックキャパシターを小型化した際にも容量は維持される必要があるため、誘電体層及び内部電極の薄層化、多層化がともに進められる必要がある。容量は、誘電体層の比誘電率と内部電極の有効面積に比例し、誘電体層の厚さに反比例する。この時、誘電体層の比誘電率を高めるよりも、誘電体層及び内部電極の薄層化、多層化により大容量化を達成するか、内部電極の連結性を高めて有効電極面積を増大させる方がが容易であるため、これに関する研究が活発に行われている。

【0005】

薄層化を実現するためには、誘電体層及び内部電極材料の微粒化技術の開発が先行される必要があり、材料が微粒化してナノサイズになると融点が低下するようになるが、これは、熱収縮開始温度の低下をもたらす。金属材料は、サイズの減少による熱収縮開始温度の低下がセラミック材料よりもさらに高く、誘電体層と内部電極の熱収縮温度において差が生じる。誘電体層と内部電極の熱収縮温度差が大きいほど、焼成過程中における内部電極の連結性の低下が大きくなり、電気的容量と信頼性劣化の問題が発生する恐れがある。

【0006】

現在、誘電体層と内部電極との熱収縮温度差を減少させるために、内部電極にナノサイズのチタン酸バリウム（ＢａｔｉＯ_３）を共材として添加する方式が用いられているが、内部電極の薄層化を達成するために多量のチタン酸バリウム共材を添加することにより、内部電極の膜密度が減少し、共材が誘電体層に吸収されて誘電体層の厚さが厚くなって、容量が減少するようになる副効果が発生する。よって、チタン酸バリウムより熱安定性の高い新しい共材の開発が求められている状況である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１３－１３５０９５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明が解決しようとする様々な課題の一つは、内部電極の連結性を向上させることにある。

【0009】

但し、本発明が解決しようとする様々な課題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】

【0010】

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、上記本体の外側に配置され、上記内部電極と連結される外部電極と、を含み、上記内部電極はＨｆを含み、上記内部電極の中央部の平均Ｈｆ含量（ａｔ％）をＨｆｃ、上記内部電極のうち上記内部電極の中央部から上記誘電体層と接する界面までの平均Ｈｆ含量（ａｔ％）をＨｆｓと定義したときに、１．５≦Ｈｆｓ／Ｈｆｃ≦５．０を満たすことができる。

【発明の効果】

【0011】

本発明の様々な効果の一つは、内部電極の共材としてＨｆを添加することで、内部電極の連結性を向上させることである。

【0012】

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】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態であ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2】図１の内部電極の積層構造を示した分離斜視図を概略的に示したものである。

【図3】図１のＩ－Ｉ'に沿った断面図を概略的に示したものである。

【図4】図１のＩＩ－ＩＩ'に沿った断面図を概略的に示したものである。

【図5】図４のＰ領域を拡大した図を概略的に示したものである。

【図6】本発明の一実施形態をＳＥＭ－ＥＤＳにより測定した位置及び結果グラフである。

【図7】本発明の一実施形態のＨｆ含量による熱収縮開始温度を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

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。

【0015】

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、様々な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、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。

【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（Ｗ）方向と定義されることができる。

【0017】

積層型電子部品
図１は本発明の一実施形態である積層型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の内部電極の積層構造を示した分離斜視図を概略的に示したものであり、図３は図１のＩ－Ｉ'に沿った断面図を概略的に示したものであり、図４は図１のＩＩ－ＩＩ'に沿った断面図を概略的に示したものであり、図５は図４のＰ領域を拡大した図を概略的に示したものであり、図６は本発明の一実施形態をＳＥＭ－ＥＤＳにより測定した位置及び結果グラフであり、図７は本発明の一実施形態のＨｆ含量による熱収縮開始温度を示すグラフである。

【0018】

以下、図１から図７を参照して、本発明の一実施形態による積層型電子部品について詳細に説明する。

【0019】

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１１０の外側に配置され、上記内部電極１２１、１２２と連結される外部電極１３１、１３２と、を含み、上記内部電極１２１、１２２はＨｆを含み、上記内部電極の中央部の平均Ｈｆ含量（ａｔ％）をＨｆｃ、上記内部電極１２１、１２２のうち上記内部電極の中央部から上記誘電体層１１１と接する界面までの平均Ｈｆ含量（ａｔ％）をＨｆｓと定義したときに、１．５≦Ｈｆｓ／Ｈｆｃを満たすことができる。

【0020】

本体１１０は、誘電体層１１１及び内部電極１２１、１２２が交互に積層されている。

【0021】

より具体的に、本体１１０は、本体１１０の内部に配置され、誘電体層１１１を挟んで互いに向かい合うように交互に配置される第１内部電極１２１及び第２内部電極１２２を含んで容量を形成するアクティブ部Ａｃを含むことができる。

【0022】

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。焼成過程における、本体１１０に含まれている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。

【0023】

本体１１０は、第１方向に互いに向かい合う第１及び第２面１、２と、第１及び第２面１、２と連結されて第２方向に互いに向かい合う第３及び第４面３、４と、第１～第４面１、２、３、４と連結されて第３方向に互いに向かい合う第５及び第６面５、６と、を有することができる。

【0024】

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の間の境界は、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ていることができる。

【0025】

誘電体層１１１を形成する原料は、十分な静電容量を得ることができれば制限されない。一般に、ペロブスカイト（ＡＢＯ_３）系材料を用いることができ、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が使用できる。チタン酸バリウム系材料は、ＢａＴｉＯ_３系セラミック粉末を含むことができ、セラミック粉末の例として、ＢａＴｉＯ_３、ＢａＴｉＯ_３にＣａ（カルシウム）、Ｚｒ（ジルコニウム）などが一部固溶された（Ｂａ_１－ｘＣａ_ｘ）ＴｉＯ_３（０＜ｘ＜１）、Ｂａ（Ｔｉ_１－ｙＣａ_ｙ）Ｏ_３（０＜ｙ＜１）、（Ｂａ_１－ｘＣａ_ｘ）（Ｔｉ_１－ｙＺｒ_ｙ）Ｏ_３（０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１）、またはＢａ（Ｔｉ_１－ｙＺｒ_ｙ）Ｏ_３（０＜ｙ＜１）などが挙げられる。

【0026】

また、誘電体層１１１を形成する原料は、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）などの粉末に、本発明の目的に応じて、種々のセラミック添加剤、有機溶剤、結合剤、分散剤などが添加されることができる。

【0027】

誘電体層１１１の厚さｔｄは、特に限定する必要はない。

【0028】

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、誘電体層１１１の厚さは０．６μｍ以下であることができ、より好ましくは０．４μｍ以下であることができる。

【0029】

ここで、誘電体層１１１の厚さｔｄは、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の厚さｔｄを意味し得る。

【0030】

一方、誘電体層１１１の厚さｔｄは、誘電体層１１１の第１方向のサイズを意味し得る。また、誘電体層１１１の厚さｔｄは、誘電体層１１１の平均厚さｔｄを意味し、誘電体層１１１の第１方向の平均サイズを意味し得る。

【0031】

誘電体層１１１の第１方向の平均サイズは、本体１１０の第１及び第２方向の断面を１万倍率の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）でイメージスキャンして測定することができる。より具体的に、スキャンされた画像での１つの誘電体層１１１において、第２方向に等間隔である３０個の地点で第１方向のサイズを測定した平均値であることができる。上記等間隔である３０個の地点は、アクティブ部Ａｃで指定されることができる。また、このような平均値の測定を１０個の誘電体層１１１に拡張して行うと、誘電体層１１１の第１方向の平均サイズをさらに一般化することができる。

【0032】

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。

【0033】

内部電極１２１、１２２は、第１内部電極１２１及び第２内部電極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を挟んで互いに向かい合う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。

【0034】

より具体的に、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。本体１１０の第３面３には第１外部電極１３１が配置されて第１内部電極１２１と連結され、本体１１０の第４面４には第２外部電極１３２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。

【0035】

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と連結されることができる。この時、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。

【0036】

一方、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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

一方、近年の積層型電子部品は、小型化及び高容量化をともに達成することが主要課題の一つであるといえる。しかしながら、積層型電子部品を小型化した際にも容量は維持される必要があるため、誘電体層及び内部電極の薄層化、多層化がともに進行される必要がある。薄層化を実現するためには、誘電体層及び内部電極材料の微粒化技術の開発が先行される必要があり、材料が微粒化してナノサイズになると融点が減少するようになるが、これは、熱収縮開始温度の減少をもたらす。金属材料は、サイズの減少による熱収縮開始温度の低下がセラミック材料よりも高く、誘電体層と内部電極の熱収縮温度において差が生じる。誘電体層と内部電極の熱収縮温度差が大きいほど、焼成過程中における内部電極の連結性の低下が大きくなり、電気的容量と信頼性劣化の問題が発生する恐れがある。

【0040】

現在、誘電体層と内部電極との熱収縮温度差を減少させるために、内部電極にナノサイズのチタン酸バリウム（ＢａｔｉＯ_３）を共材として添加する方式が用いられているが、内部電極の薄層化を達成するために多量のチタン酸バリウム（ＢａｔｉＯ_３）共材を添加することにより、内部電極の膜密度が減少し、共材が誘電体層に吸収されて誘電体層の厚さが厚くなって、容量が減少するようになる副効果が発生する恐れがある。

【0041】

チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）より融点が高い酸化物は非常に多様であるが、高温焼成時に誘電体層１１１に吸収されることがなく、吸収されるとしても誘電率に影響を与えない必要があるため、適用可能な酸化物は非常に制限的である。ハフニウム酸化物（ＨｆＯ_２）は、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）に比べて融点が約１１００℃程度高いため、内部電極１２１、１２２の共材１４１として添加する場合、内部電極１２１、１２２の熱収縮を遅延させる効果がチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）に比べて著しく高いことができる。

【0042】

酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）も融点がチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）より高いが、Ｔｉより原子半径が小さく、誘電体物質と二次相を形成して誘電率を減少させるという問題がある。ハフニウム（Ｈｆ）は、原子半径がＴｉより大きいため、高温焼成時に誘電体層１１１へ拡散されず、誘電率に影響を与えない効果がある。

【0043】

本発明の一実施形態において、内部電極１２１、１２２はハフニウム（Ｈｆ）を含むことができ、内部電極１２１、１２２の中央部の平均Ｈｆ含量（ａｔ％）をＨｆｃ、内部電極１２１、１２２のうち内部電極の中央部から誘電体層１１１と接する界面までの領域を第１領域と定義し、第１領域の平均Ｈｆ含量（ａｔ％）をＨｆｓと定義したときに、１．５≦Ｈｆｓ／Ｈｆｃ≦５．０を満たすことができる。

【0044】

これは、焼成過程で内部電極の共材１４１の一種類であるＨｆが焼結遅延効果を発生させ、内部電極の外側方向である誘電体層との界面方向にＨｆが移動することにより誘電体層１１１との熱収縮差を減少させることができ、これにより、内部電極の連結性が向上することができる。内部電極に共材１４１が分布する形状は、熱処理温度、焼成雰囲気などの条件によって適宜制御することができる。

【0045】

ここで、内部電極の中央部は、内部電極１２１、１２２の第１方向の中央を繋いだ線を意味し、内部電極１２１、１２２と誘電体層１１１が接する界面は、内部電極１２１、１２２と誘電体層１１１が当接する領域を繋いだ線を意味し得る。

【0046】

この時、内部電極１２１、１２２の中央部の平均Ｈｆ含量（Ｈｆｃ ａｔ％）、及び内部電極１２１、１２２のうち内部電極の中央部から誘電体層１１１と接する界面までの平均Ｈｆ含量（Ｈｆｓ ａｔ％）が１．５≦Ｈｆｓ／Ｈｆｃ≦５．０を満たす場合、内部電極の連結性、誘電容量、ＢＤＶ（Ｂｒｅａｋ Ｄｏｗｎ Ｖｏｌｔａｇｅ）、及びＭＴＴＦ（Ｍｅａｎ Ｔｉｍｅ ｔｏ Ｆａｉｌｕｒｅ）が向上する効果を奏することができる。

【0047】

内部電極の中央部の平均Ｈｆ含量（Ｈｆｃ ａｔ％）に対する、内部電極の中央部から誘電体層と接する界面までの平均Ｈｆ含量（Ｈｆｓ ａｔ％）の割合（Ｈｆｓ／Ｈｆｃ）が１．５未満である場合、内部電極の連結性が低下し、内部電極の有効面積が十分に確保できないという問題が発生する恐れがある。内部電極の中央部の平均Ｈｆ含量（Ｈｆｃ）に対する、内部電極の中央部から誘電体層と接する界面までの平均Ｈｆ含量（Ｈｆｓ）の割合（Ｈｆｓ／Ｈｆｃ）が５．０を超える場合、内部電極の連結性には優れるが、内部電極と誘電体層との界面にＨｆが過量分布し、誘電体層が厚くなる結果によって容量の低下が発生する恐れがあり、ＢＤＶ及びＭＴＴＦも低下する恐れがある。

【0048】

本発明の一実施形態において、内部電極１２１、１２２に含まれている平均Ｈｆ含量（ａｔ％）は、内部電極の中央部から、誘電体層１１１と接する界面方向に進むにつれて次第に増加することができる。

【0049】

本発明の一実施形態において、内部電極のうち、誘電体層と接する界面から内部電極の中央部の方向に１００ｎｍ以内の領域を第２領域と定義し、第２領域の平均Ｈｆ含量（ａｔ％）をＨｆｓ１と定義したときに、１．５≦Ｈｆｓ１／Ｈｆｃ≦５．０を満たすことができる。

【0050】

一方、内部電極１２１、１２２に含まれている平均Ｈｆ含量は、２０．０ａｔ％以下が好ましい。

【0051】

内部電極にＨｆ共材を少量添加しても内部電極の連結性は向上することができるため、下限は特に制限しないが、内部電極１２１、１２２に含まれている平均Ｈｆ含量は、０．０１ａｔ％以上が好ましい。

【0052】

内部電極１２１、１２２に含まれている平均Ｈｆ含量が２０．０ａｔ％を超える場合、内部電極の連結性には優れるが、有効容量、ＢＤＶ、及びＭＴＴＦが低下する恐れがある。

【0053】

図７を参照すると、５％の熱収縮が発生した時の温度を熱収縮開始温度と評価したときに、Ｈｆ共材を添加しなかった比較例の熱収縮開始温度は４０８℃であるのに対し、Ｈｆを０．１ａｔ％添加した場合には熱収縮開始温度が４１５℃であって、比較例より約７℃増加したことが確認できる。Ｈｆを１０．０ａｔ％添加した場合には熱収縮開始温度が４９６℃であり、比較例よりも約８８℃増加したことが確認できる。

【0054】

このような熱収縮開始温度の上昇により、内部電極と誘電体層の熱収縮開始温度差を減少させることで、内部電極の連結性を向上させ、内部電極のアイランド（ｉｓｌａｎｄ）化を抑制することができる。

【0055】

内部電極に含まれている平均Ｈｆ含量を重量百分率（ｗｔ％）を基準として添加する場合、０．０２５ｗｔ％以上、５０．０ｗｔ％以下が好ましい。

【0056】

本発明の一実施形態において、内部電極に共材として含まれているハフニウム（Ｈｆ）は、５．０ａｔ％以上存在する時に、酸化物（ＨｆＯ_２）の形態で存在し、ＳＥＭ－ＥＤＳにより測定時に容易に検出されることができる。

【0057】

この時、検出されるＨｆＯ_２の面積は、内部電極の面積に対して０．００１％以上、１．０％以下が好ましい。

【0058】

内部電極１２１、１２２に含まれるハフニウム（Ｈｆ）の含量は、ＳＥＭ－ＥＤＳ（ＳＥＭ－Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ－ｒａｙ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）装置を用いて測定することができる。

【0059】

より具体的に、図６を参照すると、積層型電子部品の第１及び第２方向の断面を第３方向に１／２程度の深さまで研磨し、アクティブ部Ａｃの中央部の断面（ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎ）を測定して内部電極を観察することができる。この時、測定条件として、加速電圧５－１０ｋＶ、作動距離（ＷＤ）６．５ｍｍの条件で測定することができる。この時、内部電極が３個の層が見えるように測定位置を調節し、図面に示されているように、内部電極の第１方向の中央部で、第２方向に５００ｎｍの間隔で撮った５ポイント（１～５）、及び内部電極と誘電体層の界面から内部電極の中央部の方向に５０ｎｍ離隔した地点で、第２方向に５００ｎｍの間隔で撮った５ポイント（１～５）の高配率画像で測定した後、ＨｆＯ_２がトラップ（ｔｒａｐ）された地点に対してＰｏｉｎｔ－ＥＤＳ分析を行うことで、Ｈｆ元素の含量（ａｔ％）を確認することができる。Ｐｏｉｎｔ－ＥＤＳ分析は、内部電極に含まれているＨｆＯ_２が存在する地点で、加速電圧５ｋＶ、ＷＤ５－８ｍｍの条件で測定することであることができる。このような方式により、内部電極の中央部、及び内部電極の中央部から誘電体層の界面までの領域である第１領域に含まれているＨｆの含量を測定することができ、測定したＨｆ含量の平均値を計算して平均Ｈｆ含量（ａｔ％）を求めることができ、ハフニウム酸化物（ＨｆＯ_２）がトラップ（ｔｒａｐ）された面積を求めることができる。かかるＨｆ含量の測定方法は、第２領域でも同様に適用することができる。

【0060】

一方、内部電極１２１、１２２の厚さｔｅは、特に限定する必要はない。

【0061】

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、内部電極１２１、１２２の厚さは０．６μｍ以下であることができ、より好ましくは、０．４μｍ以下であることができる。

【0062】

ここで、内部電極１２１、１２２の厚さｔｅは、内部電極１２１、１２２の第１方向のサイズを意味し得る。また、内部電極１２１、１２２の厚さｔｅは、内部電極１２１、１２２の平均厚さｔｅを意味し、内部電極１２１、１２２の第１方向の平均サイズを意味し得る。

【0063】

内部電極１２１、１２２の第１方向の平均サイズは、本体１１０の第１及び第２方向の断面を１万倍率の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）でイメージスキャンして測定することができる。より具体的に、スキャンされた画像での１つの内部電極１２１、１２２において、第２方向に等間隔である３０個の地点で第１方向のサイズを測定した平均値であることができる。上記等間隔である３０個の地点は、アクティブ部Ａｃで指定されることができる。また、このような平均値の測定を１０個の内部電極１２１、１２２に拡張して行うと、内部電極１２１、１２２の第１方向の平均サイズをさらに一般化することができる。

【0064】

一方、本体１１０は、アクティブ部Ａｃの第１方向の両端面上に配置されたカバー部１１２、１１３を含むことができる。

【0065】

より具体的に、アクティブ部Ａｃの第１方向の上部に配置される上部カバー部１１２と、アクティブ部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。

【0066】

上部カバー部１１２及び下部カバー部１１３は、単一の誘電体層１１１または２つ以上の誘電体層１１１をアクティブ部Ａｃの上下面にそれぞれ第１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１２１、１２２の損傷を防止する役割を果たすことができる。

【0067】

上部カバー部１１２及び下部カバー部１１３は、内部電極１２１、１２２を含まず、誘電体層１１１と同一の材料を含むことができる。すなわち、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。

【0068】

一方、カバー部１１２、１１３の厚さｔｃは、特に限定する必要はない。

【0069】

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の厚さｔｃは、１００μｍ以下であることができ、好ましくは３０μｍ以下であることができ、超小型製品では、より好ましく２０μｍ以下であることができる。

【0070】

ここで、カバー部１１２、１１３の厚さｔｃは、カバー部１１２、１１３の第１方向のサイズを意味し得る。また、カバー部１１２、１１３の厚さｔｃは、カバー部１１２、１１３の平均厚さｔｃを意味し、カバー部１１２、１１３の第１方向の平均サイズを意味し得る。

【0071】

カバー部１１２、１１３の第１方向の平均サイズは、本体１１０の第１及び第２方向の断面を１万倍率の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）でイメージスキャンして測定することができる。より具体的に、スキャンされた画像での１つのカバー部１１２、１１３において、第２方向に等間隔である３０個の地点で第１方向のサイズを測定した平均値であることができる。上記等間隔である３０個の地点は、上部カバー部１１２で指定されることができる。また、このような平均値の測定を下部カバー部１１３に拡張して行うと、カバー部１１２、１１３の第１方向の平均サイズをさらに一般化することができる。

【0072】

一方、本体１１０の第３方向の両端面（ｅｎｄ－ｓｕｒｆａｃｅ）上にはマージン部１１４、１１５が配置されることができる。

【0073】

より具体的に、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、本体１１０の第３方向の両端面に配置されることができる。

【0074】

マージン部１１４、１１５は、図示されているように、本体１１０の第２及び第３方向に切断した断面を基準として、第１及び第２内部電極１２１、１２２の第３方向の両端と本体１１０の境界面との間の領域を意味し得る。

【0075】

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１２１、１２２の損傷を防止する役割を果たすことができる。

【0076】

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１１４、１１５が形成されるべき箇所を除いて導電性ペーストを塗布して内部電極１２１、１２２を形成し、内部電極１２１、１２２による段差を抑えるために、積層後の内部電極１２１、１２２が本体１１０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１１１または２つ以上の誘電体層１１１をアクティブ部Ａｃの第３方向の両端面に第３方向に積層することで形成されてもよい。

【0077】

一方、第１及び第２マージン部１１４、１１５の幅ｗｍは、特に限定する必要はない。

【0078】

但し、積層型電子部品１００の小型化及び高容量化をより容易に達成するために、第１及び第２マージン部１１４、１１５の幅ｗｍは、１００μｍ以下であることができ、好ましくは３０μｍ以下であることができ、超小型製品では、より好ましく２０μｍ以下であることができる。

【0079】

ここで、マージン部１１４、１１５の幅ｗｍは、マージン部１１４、１１５の第３方向のサイズを意味し得る。また、マージン部１１４、１１５の幅ｗｍは、マージン部１１４、１１５の平均幅ｗｍを意味し、マージン部１１４、１１５の第３方向の平均サイズを意味し得る。

【0080】

マージン部１１４、１１５の第３方向の平均サイズは、本体１１０の第１及び第３方向の断面を１万倍率の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）でイメージスキャンして測定することができる。より具体的に、スキャンされた画像での１つのマージン部１１４、１１５において、第１方向に等間隔である３０個の地点で第３方向のサイズを測定した平均値であることができる。上記等間隔である３０個の地点は、第１マージン部１１４で指定されることができる。また、このような平均値の測定を第２マージン部１１５に拡張して行うと、マージン部１１４、１１５の第３方向の平均サイズをさらに一般化することができる。

【0081】

本発明の一実施形態では、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。

【0082】

外部電極１３１、１３２は本体１１０上に配置され、内部電極１２１、１２２と連結されることができる。

【0083】

より具体的に、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る第１及び第２外部電極１３１、１３２を含むことができる。すなわち、第１外部電極１３１は、本体の第３面３に配置されて第１内部電極１２１と連結されることができ、第２外部電極１３２は、本体の第４面４に配置されて第２内部電極１２２と連結されることができる。

【0084】

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。

【0085】

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上に配置されるめっき層１３１ｂ、１３２ｂと、を含むことができる。

【0086】

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。

【0087】

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。

【0088】

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に用いられる導電性金属は、静電容量を形成するために上記内部電極１２１、１２２と電気的に連結されることができる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る１つ以上を含むことができる。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準備さ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。

【0090】

めっき層１３１ｂ、１３２ｂは、実装特性を向上させる役割を果たす。

【0091】

めっき層１３１ｂ、１３２ｂの種類は特に限定されず、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１つ以上を含む単一層のめっき層１３１ｂ、１３２ｂであってもよく、複数の層で形成されてもよい。

【0092】

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。

【0093】

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、当技術分野の通常の知識を有する者によって様々な形態の置換、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いえる。

【0094】

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、これは発明の具体的な理解のためのものであって、本発明の範囲が実施例により限定されるものではない。

【0095】

（実施例）
下記表１は、内部電極に含まれているハフニウム（Ｈｆ）のトラップ面積及び含量による内部電極の連結性、有効容量、ＢＤＶ、及びＭＴＴＦを測定したデータに該当する。

【0096】

サンプル１は、内部電極の共材であるＨｆを添加しなかった比較例であり、内部電極の連結性、有効容量、ＢＤＶ、及びＭＴＴＦの基準値として評価したものであって、相対的な値で数値を比較するために、１と設定した。

【0097】

内部電極の連結性は、任意の一つの内部電極内で長さ方向（第２方向）に仮想の線を引いた後、内部電極の全長に対する、内部電極が切れていない長さの割合を示した。電極連結性は、ＭＩＡ ｔｏｏｌｋｉｔ ｖ２．１を用いて測定し、同じ条件で４個のサンプルチップの第１及び第３方向の断面（ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎ）の中央部を分析した。前処理時には、チップの第１及び第３方向の断面（ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎ）を第２方向に１／２まで研磨した後、２００倍率の光学で測定した画像を使用した。内部電極の連結性は、前述のように、各サンプル毎にスキャンした画像で観察される内部電極の第２方向の全直線のうち、内部電極が切れていない長さを測定して割合で示した。

【0098】

容量特性は、Ｋｅｓｉｇｈｔ社製のＥ４９８０Ａモデルで測定し、１ｋＨｚ、０．５Ｖ（ＡＣ）の条件下で測定した。この時、５０個のサンプルのキャパシタンス値を測定し、その値の平均値を算出した。測定サンプルを準備するために、サンプルを１５０℃で熱処理した後、常温で２時間エージング後に測定を行った。

【0099】

ＢＤＶ特性は、５０個のサンプルに対して測定を行い、その平均値を算出した。ＢＤＶの測定時に、１００Ｖ／ｓの昇圧条件で測定し、測定絶縁抵抗（ＩＲ）値が基準絶縁抵抗に対して１０^４Ω以下に下がった時に不良と判断した。

【0100】

ＭＴＴＦ（Ｍｅａｎ Ｔｉｍｅ ｔｏ Ｆａｉｌｕｒｅ）評価は、温度条件１２５℃、電圧条件１．２Ｖの高温負荷試験を実施し、測定時に、絶縁抵抗値が初期絶縁抵抗に対して１０^５Ω以下に減少した時の時間を故障時間と測定し、サンプルの平均故障時間（ＭＴＴＦ）を算出した。測定サンプル数は１０個とし、その平均値を算出した。

【0101】

【表1】

【0102】

上記表１を参照すると、共材であるＨｆを少量添加しても、内部電極の連結性及び電気的特性が向上したことが確認でき、サンプル２～５を参照すると、Ｈｆの含量が２０．０ａｔ％までは、内部電極の連結性、容量、ＢＤＶ、及びＭＴＴＦがサンプル１に比べて優れることが確認できる。しかし、サンプル６を参照すると、Ｈｆの含量が３０．０ａｔ％である場合、内部電極の連結性は優れるが、有効容量が低下していることが確認できる。これは、過量のＨｆ共材の添加により、誘電体層の厚さが厚くなって有効容量が減少したことであると解釈することができる。

【0103】

下記表２は、内部電極の中央部のＨｆ含量（ａｔ％）に対する、内部電極のうち誘電体層との界面でのＨｆ含量（ａｔ％）の割合（Ｈｆｓ／Ｈｆｃ）による、サンプルチップの電気的特性（有効容量、ＢＤＶ特性）及び信頼性（ＭＴＴＦ）評価データであり、各評価基準は、Ｈｆｓ／Ｈｆｃ=１．５である時を基準値として評価して計算した。

【0104】

この時、各サンプルは、内部電極の中央部のＨｆ含量が１０．０ａｔ％である時を基準として評価した。

【0105】

【表2】

【0106】

内部電極の中央部のＨｆ含量に対する、界面のＨｆ含量の割合（Ｈｆｓ／Ｈｆｃ）によるＭＬＣＣの有効容量及び信頼性は、上記表のとおりである。サンプル７のように、Ｈｆｓ／Ｈｆｃの割合が１．０である時に、内部電極の連結性がサンプル８に比べて小幅減少し、ＢＤＶとＭＴＴＦが低くなることが確認できる。これは、内部電極の連結性が低下し、内部電極の有効面積を十分に確保することができなかった結果であると解釈することができる。

【0107】

サンプル８～サンプル１０のように、Ｈｆｓ／Ｈｆｃの割合が１．５以上５．０以下である場合、内部電極と誘電体層の熱収縮挙動の差を減らすことができ、これにより、内部電極の連結性が増加し、さらには、容量及びＢＤＶとＭＴＴＦが増加した。

【0108】

しかし、サンプル１１のように、Ｈｆｓ／Ｈｆｃの割合が７．０である場合、内部電極の連結性には優れるが、内部電極と誘電体層との界面に過量のＨｆが分布し、誘電体層が厚くなった結果によって容量の低下が発生し、ＭＴＴＦも低下することが確認できる。

【0109】

本発明で用いられた一実施例という表現は、互いに同一の実施例を意味せず、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るものである。しかし、上記提示された一実施例は、他の実施例の特徴と結合して実施される場合を排除しない。例えば、特定の一実施例で説明された事項が他の実施例で説明されていなくても、他の実施例でその事項と反対の説明がされているかその事項と矛盾する説明がされていない限り、他の実施例に関連する説明であると解釈することもできる。

【0110】

また、本発明で用いられた用語は、一例を説明するために説明されたものであるだけで、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確に異なる意味でない限り、複数を含む。

【符号の説明】

【0111】

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
１３１、１３２ 外部電極
１３１ａ、１３２ａ 電極層
１３１ｂ、１３２ｂ めっき層
１４１ 共材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】