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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】P2024083212
(43)【公開日】2024-06-20
(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 20060101AFI20240613BHJP
【ＦＩ】
H01G4/30 201G
H01G4/30 516
【審査請求】未請求
【請求項の数】16
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023086447
(22)【出願日】2023-05-25
(31)【優先権主張番号】10-2022-0171355
(32)【優先日】2022-12-09
(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、ジェオン ピル
(72)【発明者】
【氏名】ソン、スー フワン
(72)【発明者】
【氏名】アン、ヨウン ギュ
【テーマコード（参考）】
5E001
5E082
【Ｆターム（参考）】
5E001AB03
5E001AC04
5E001AC09
5E001AC10
5E001AD04
5E001AE01
5E001AE02
5E001AE03
5E001AE04
5E001AH01
5E001AH05
5E001AH07
5E001AH09
5E001AJ01
5E082AB03
5E082EE04
5E082EE05
5E082EE23
5E082EE35
5E082FF05
5E082FG03
5E082FG04
5E082FG26
5E082GG10
5E082GG11
(57)【要約】 （修正有）
【課題】放射線の影響を最小限に抑えることができるセラミック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、上記本体上に配置され、ボロンを含む外部電極１３１、１３２と、を含み、上記ボロン中の同位元素１０Ｂの比率が２０％以上である。外部電極に含まれたボロン中の同位元素１０Ｂの比率を制御することで、セラミック電子部品の放射線に対する耐久性を向上させる。
【選択図】図２
【解決手段】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１１１及び内部電極１２１、１２２を含む本体と、上記本体上に配置され、ボロンを含む外部電極１３１、１３２と、を含み、上記ボロン中の同位元素１０Ｂの比率が２０％以上である。外部電極に含まれたボロン中の同位元素１０Ｂの比率を制御することで、セラミック電子部品の放射線に対する耐久性を向上させる。
【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を含む本体と、
前記本体上に配置され、ボロンを含む外部電極と、を含み、
前記ボロン中の同位元素１０Ｂの比率が２０％以上である、セラミック電子部品。
前記本体上に配置され、ボロンを含む外部電極と、を含み、
前記ボロン中の同位元素１０Ｂの比率が２０％以上である、セラミック電子部品。
【請求項2】
前記外部電極はガラスを含み、前記ボロンは前記ガラスに含まれた、請求項１に記載のセラミック電子部品。
【請求項3】
前記外部電極は前記内部電極と連結され、ガラス及び導電性金属が含まれた電極層を含み、
前記ボロンは前記ガラスに含まれた、請求項１に記載のセラミック電子部品。
前記ボロンは前記ガラスに含まれた、請求項１に記載のセラミック電子部品。
【請求項4】
前記ボロンはＢ２Ｏ３形態で含まれている、請求項３に記載のセラミック電子部品。
【請求項5】
前記ボロン中の同位元素１０Ｂの比率が２５％以上８５％以下である、請求項３に記載のセラミック電子部品。
【請求項6】
前記外部電極は導電性金属及び樹脂が含まれた導電性樹脂層を含み、
前記ボロンは前記導電性樹脂層に含まれた、請求項１に記載のセラミック電子部品。
前記ボロンは前記導電性樹脂層に含まれた、請求項１に記載のセラミック電子部品。
【請求項7】
前記外部電極はめっき層を含み、
前記ボロンは前記めっき層に含まれた、請求項１に記載のセラミック電子部品。
前記ボロンは前記めっき層に含まれた、請求項１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内部電極と連結される電極層及び前記電極層上に配置されるカバー層を含み、
前記ボロンは前記カバー層に含まれる、請求項１から７のいずれか一項に記載のセラミック電子部品。
前記ボロンは前記カバー層に含まれる、請求項１から７のいずれか一項に記載のセラミック電子部品。
【請求項9】
前記カバー層は導電性金属を含み、
前記電極層を全てカバーするように配置される、請求項８に記載のセラミック電子部品。
前記電極層を全てカバーするように配置される、請求項８に記載のセラミック電子部品。
【請求項10】
前記カバー層は導電性金属を含まず、
前記電極層の少なくとも一部をカバーしないように配置される、請求項８に記載のセラミック電子部品。
前記電極層の少なくとも一部をカバーしないように配置される、請求項８に記載のセラミック電子部品。
【請求項11】
前記ボロン中の同位元素１０Ｂの比率が９０％以上である、請求項８に記載のセラミック電子部品。
【請求項12】
前記カバー層はガラスを含み、
前記ボロンは前記ガラスに含まれた、請求項８に記載のセラミック電子部品。
前記ボロンは前記ガラスに含まれた、請求項８に記載のセラミック電子部品。
【請求項13】
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、ボロンを含む外部電極と、を含み、
前記ボロン中の同位元素１０Ｂの比率が２０％以上８５％以下である、セラミック電子部品。
前記本体上に配置され、ボロンを含む外部電極と、を含み、
前記ボロン中の同位元素１０Ｂの比率が２０％以上８５％以下である、セラミック電子部品。
【請求項14】
前記外部電極はガラスを含み、前記ボロンは前記ガラスに含まれた、請求項１３に記載のセラミック電子部品。
【請求項15】
前記ボロンはＢ２Ｏ３形態で含まれている、請求項１３に記載のセラミック電子部品。
【請求項16】
前記外部電極は導電性金属及び樹脂が含まれた導電性樹脂層を含み、
前記ボロンは前記導電性樹脂層に含まれた、請求項１３から１５のいずれか一項に記載のセラミック電子部品。
前記ボロンは前記導電性樹脂層に含まれた、請求項１３から１５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。
【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多様な電子製品の印刷回路基板に装着されて電気を充電又は放電させる役割を果たすチップ形態のコンデンサである。
【0003】
積層セラミックキャパシタは、小型でありながら高容量が保障され、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。また、ＭＬＣＣ製品は特殊な環境でも使用されている。例えば、原子力発電所内の核燃料の近く、又は、宇宙放射線の影響下にあるスペースシャトルや人工衛星などで用いられる電子部品にＭＬＣＣが使用されている。
【0004】
近年、宇宙に対する関心が高まる中、宇宙発射体の内部には宇宙環境でも正常な駆動が可能な特殊電子素子を用いた電子機器が多く搭載されている。
【0005】
これに伴い、宇宙放射線の影響を最小限に抑えることができる電子素子に対する研究開発が要求され、宇宙放射線の影響を最小限に抑えることができる積層セラミックキャパシタに対する研究開発も必要な状況となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の様々な目的の一つは、放射線の影響を最小限に抑えることができるセラミック電子部品を提供することである。
【0007】
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】
【0008】
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、ボロンを含む外部電極と、を含み、上記ボロン中の同位元素１０Ｂの比率が２０％以上であることができる。
【発明の効果】
【0009】
本発明の様々な効果の一つとして、外部電極に含まれたボロン中の同位元素１０Ｂの比率を制御することで、セラミック電子部品の放射線に対する耐久性を向上させることができる。
【0010】
本発明の様々な効果の一つとして、放射線による容量電荷を抑制することができる。
【0011】
本発明の様々な効果の一つとして、放射線によるセラミック電子部品の内部に誘導される電流を抑制することができる。
【0012】
但し、本発明の多様且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図面である。
【図4】本体を分解して概略的に示した図面である。
【図5】Ｋ領域を拡大した図面である。
【図6】本発明の他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図面である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
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様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲が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、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】
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、図面で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に示したため、本発明が必ずしも図示されたものに限定されるのではない。また、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、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除外するものではなく、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方向は積層方向又は厚さ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。
【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図面である。
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図面である。
【0018】
【0019】
【0020】
図４は、本体を分解して概略的に示した図面である。
【0021】
図５は、Ｋ領域を拡大した図面である。
【0022】
以下、図１から図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について詳細に説明する。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、又はサーミスタなどにも適用されることができる。
【0023】
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、上記本体上に配置され、ボロンを含む外部電極１３１、１３２と、を含み、上記ボロン中の同位元素１０Ｂの比率が２０％以上であることができる。
【0024】
セラミック電子部品１００は、セラミックが主材料であり、一般的に放射線に対して優れた耐久性を有することが知られている。しかしながら、高エネルギーを有する重イオン（Ａｇ７＋イオンなど）放射線によって結晶性が非晶形に変化して特性が毀損されたり、その他の低エネルギー準位のイオン化放射線によってもＲＩＣ（放射線誘導電流）が発生してノイズが生じたり、キャパシタンス容量が低下することができるという報告がある。中性子放射線もイオン化放射線の一つとして、原子力発電所核燃料の近く、宇宙及び人工衛星の内部などにも存在する。また、宇宙放射線（ＧＣＲ）と太陽エネルギー粒子（ＳＥＰ）の作用によっても中性子放射線が生成することができる。
【0025】
本発明の一実施形態によって、外部電極にボロンが含まれ、上記ボロン中の同位元素１０Ｂの比率が２０％以上であることによって、セラミック電子部品の中性子放射線に対する耐久度を高めることができる。また、集積回路基板上に実装される場合、周辺電子素子を中性子放射線から保護する役割を果たすことができる。
【0026】
自然状態のボロンは、２つの安定した同位元素を有し、上記２つの安定した同位元素は１０Ｂ及び１１Ｂであり、１０Ｂは１９．８％、１１Ｂは８０．２％の比率で存在する。
【0027】
１０Ｂは、周期律表に記載された元素のうち、最大の吸収断面積（ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎ）を有する元素の一つである。ここで、吸収断面積は、中性子吸収に対する断面積を意味し、吸収断面積が大きいほど中性子を吸収する可能性が高くなる。１０Ｂの吸収断面積は３８３５ｂａｒｎ（１ｂａｒｎ＝１０－２４ｃｍ２）であり、１１Ｂの吸収断面積は０．００５５ｂａｒｎであって、１１Ｂに比べて１０Ｂは非常に大きい吸収断面積を有する。
【0028】
セラミックが主材料である本体１１０の場合は中性子に対する耐久性が高いが、外部電極１３１、１３２及び内部電極１２１、１２２はセラミックではない金属が主材料となるため、本体１１０に比べて中性子に対する耐久性が相対的に低い。内部電極１２１、１２２は中性子に対する耐久性が低いことがあるが、誘電体層１１１及び外部電極１３１、１３２によって保護されることができる。
【0029】
そのため、本発明の一実施形態によると、本体１１０に比べて中性子に対する耐久性が相対的に低い外部電極１３１、１３２にボロンを含ませ、ボロン中の１０Ｂの比率を自然状態より高く制御することで、セラミック電子部品１００の中性子吸収効率を大きく増加させることができる。
【0030】
以下、本発明の一実施形態によるセラミック電子部品１００に含まれるそれぞれの構成について説明する。
【0031】
本体１１０は、誘電体層１１１及び内部電極１２１、１２２が相互に積層されていてよい。
【0032】
本体１１０の具体的な形状に特に制限はないが、図示されたように、本体１１０は六面体状や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。
【0033】
本体１１０は、第１方向に対向する第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と連結され且つ第３面３及び第４面４と連結され、第３方向に対向する第５面５及び第６面６を有することができる。
【0034】
誘電体層１１１上に内部電極１２１、１２２が配置されていないマージン領域が重なることで内部電極１２１、１２２の厚さによる段差が発生し、第１面と第３面から第５面を連結するコーナー及び／又は第２面と第３面から第５面を連結するコーナーは、第１面又は第２面を基準に見た場合、本体１１０の第１方向中央側に収縮した形態を有することができる。或いは、本体の焼結過程での収縮挙動によって第１面１と第３面から第６面（３、４、５、６）を連結するコーナー及び／又は第２面２と第３面から第６面（３、４、５、６）を連結するコーナーは、第１面又は第２面を基準に見た場合、本体１１０の第１方向中央側に収縮した形態を有することができる。若しくは、チッピング不良などを防止するために本体１１０の各面を連結する角部を別途の工程を行ってラウンド処理することで、第１面と第３面から第６面を連結するコーナー及び／又は第２面と第３面から第６面を連結するコーナーはラウンド形状を有することができる。
【0035】
一方、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を形成する場合には、第１面と第５面及び第６面を連結する部分及び第２面と第５面及び第６面を連結する部分が収縮した形態を有しなくてもよい。
【0036】
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にくいほど一体化することができる。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、４００層以上の誘電体層を積層して本体を形成することができる。
【0037】
誘電体層１１１は、セラミック粉末、有機溶剤及びバインダーを含むセラミックスラリーを製造し、上記スラリーをキャリアフィルム（ｃａｒｒｉｅｒ ｆｉｌｍ）上に塗布及び乾燥してセラミックグリーンシートを設けた後、上記セラミックグリーンシートの焼成することで形成することができる。セラミック粉末は、十分な静電容量が得られる限り特に制限されないが、例えば、セラミック粉末としてチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）系粉末を使用することができる。より具体的な例を挙げると、セラミック粉末は、ＢａＴｉＯ３、（Ｂａ１－ｘＣａｘ）ＴｉＯ３（０＜ｘ＜１）、Ｂａ（Ｔｉ１－ｙＣａｙ）Ｏ３（０＜ｙ＜１）、（Ｂａ１－ｘＣａｘ）（Ｔｉ１－ｙＺｒｙ）Ｏ３（０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１）、及びＢａ（Ｔｉ１－ｙＺｒｙ）Ｏ３（０＜ｙ＜１）のうち一つ以上であることができる。
【0038】
誘電体層１１１の平均厚さｔｄは特に限定する必要はないが、例えば、１０μｍ以下であることができる。また、誘電体層１１１の平均厚さｔｄは希望の特性や用途に応じて任意に設定することができる。また、セラミック電子部品の小型化及び高容量化をさらに容易に達成するためには誘電体層１１１の平均厚さｔｄが０．４μｍ以下であることができる。
【0039】
ここで、誘電体層１１１の平均厚さｔｄは、内部電極１２１、１２２の間に配置される誘電体層１１１の第１方向サイズを意味する。誘電体層１１１の平均厚さは、本体１１０の第１方向及び第２方向断面を１万倍率の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）でスキャンして測定することができる。より具体的には、一つの誘電体層１１１の多数の地点、例えば、第２方向に等間隔である３０個の地点において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、後述する容量形成部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に拡張して求めると、誘電体層１１１の平均厚さをさらに一般化することができる。
【0040】
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と、を含むことができる。
【0041】
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を間に挟んで複数の第１内部電極１２１及び第２内部電極１２２を繰り返し積層して形成されることができる。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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、セラミック電子部品の小型化及び高容量化をさらに容易に達成するためには、カバー部１１２、１１３の厚さｔｃが１５μｍ以下であることができる。
【0047】
カバー部１１２、１１３の平均厚さｔｃは、第１方向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個地点で測定したカバー部１１２、１１３の第１方向サイズを平均した値であることができる。
【0048】
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。
【0049】
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。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。
【0050】
マージン部１１４、１１５は、図３に図示されたように、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内部電極１２及び第２内部電極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。
【0051】
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。
【0052】
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いて、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なるものであることができる。
【0053】
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を形成してもよい。
【0054】
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、セラミック電子部品の小型化及び高容量化をさらに容易に達成するためには、マージン部１１４、１１５の平均幅が１５μｍ以下であることができる。
【0055】
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方向平均サイズＭＷ１、及び内部電極が第６面と離隔した領域の第３方向平均サイズ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個地点で測定したマージン部１１４、１１５の第３方向サイズを平均した値であることができる。
【0056】
したがって、一実施形態において、内部電極１２１、１２２が第５面及び第６面と離隔した領域の第３方向平均サイズＭＷ１、ＭＷ２は、それぞれ、１５μｍ以下であることができる。
【0057】
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内部電極１２１及び第２内部電極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。
【0058】
第１内部電極１２１は、第４面４と離隔して第３面３に露出し、第２内部電極１２２は第３面３と離隔して第４面４に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。
【0059】
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。したがって、第１内部電極１２１は第４面４から一定距離離隔して形成され、第２内部電極１２２は第３面３から一定距離離隔して形成されることができる。また、第１内部電極１２１及び第２内部電極１２２は本体１１０の第５面及び第６面と離隔して配置されることができる。
【0060】
内部電極１２１、１２２に含まれる導電性金属は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｔｉ、及びこれらの合金のうち一つであることができ、本発明がこれに限定されるものではない。
【0061】
内部電極１２１、１２２を形成する方法は特に制限しない。例えば、内部電極１２１、１２２は、セラミックグリーンシート上に導電性金属を含む内部電極用導電性ペーストを塗布して焼成することで形成されることができる。内部電極用導電性ペーストの塗布方法としては、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、本発明がこれに限定されるものではない。
【0062】
他の例として、内部電極１２１、１２２は、スパッタリング工法、真空蒸着法及び／又は化学気相蒸着法を用いて形成してもよい。
【0063】
内部電極の平均厚さｔｅは特に限定する必要はない。このとき、内部電極１２１、１２２の厚さは内部電極１２１、１２２の第１方向サイズを意味することができる。例えば、セラミック電子部品の小型化及び高容量化をさらに容易に達成するためには、内部電極１２１、１２２の平均厚さｔｅが０．４μｍ以下であることができる。
【0064】
ここで、内部電極の平均厚さｔｅは、本体１１０の第１方向及び第２方向断面を１万倍率の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）でスキャンして測定することができる。より具体的には、一つの内部電極１２１、１２２の多数の地点、例えば、第２方向に等間隔である３０個の地点において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、このような平均値の測定を１０個の内部電極１２１、１２２に拡張して求めると、内部電極１２１、１２２の平均厚さをさらに一般化することができる。
【0065】
外部電極１３１、１３２はボロンを含み、上記ボロン中の１０Ｂの比率は２０％以上である。
【0066】
上述したように、セラミックが主材料である本体１１０の場合は中性子に対する耐久性が高いが、外部電極１３１、１３２及び内部電極１２１、１２２はセラミックではない金属が主材料となるため、本体１１０に比べて中性子に対する耐久性が相対的に低い。内部電極１２１、１２２は中性子に対する耐久性が低いことがあるが、誘電体層１１１及び外部電極１３１、１３２によって保護されることができる。
【0067】
そのため、本発明の一実施形態によると、本体１１０に比べて中性子に対する耐久性が相対的に低い外部電極１３１、１３２にボロンを含ませ、ボロン中の１０Ｂの比率を２０％以上に制御することで、セラミック電子部品１００の中性子吸収力を効率的に増加させることができる。
【0068】
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。
【0069】
外部電極１３１、１３２は、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１２１及び第２内部電極１２２とそれぞれ連結された第１外部電極１３１及び第２外部電極１３２を含むことができる。
【0070】
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。
【0071】
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を有する構造について説明しているが、外部電極１３１、１３２の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。
【0072】
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、さらに多層構造を有することができる。
【0073】
例えば、外部電極１３１、１３２は、本体１１０に配置される電極層１３１ａ、１３２ａ、及び電極層１３１ａ、１３２ａ上に形成されためっき層１３１ｂ、１３２ｂを含むことができる。
【0074】
電極層１３１ａ、１３２ａに対してより具体的な例を挙げると、電極層１３１ａ、１３２ａは、導電性金属及びガラスを含む焼成（ｆｉｒｉｎｇ）電極であるか、又は、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。
【0075】
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。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って形成されるか、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によって形成されたものであることができる。
【0076】
電極層１３１ａ、１３２ａに含まれる導電性金属としては、電気伝導性に優れた材料を使用することができるが、特に限定しない。例えば、導電性金属は、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、及びこれらの合金のうち一つであることができる。
【0077】
一実施形態において、外部電極１３１、１３２はガラスＧを含み、ボロンは上記ガラスＧに含まれることができる。より好ましくは、図５を参照すると、外部電極１３１、１３２は、内部電極１２１、１２２と連結され、ガラスＧ及び導電性金属Ｍが含まれた電極層１３１ａ、１３２ａを含み、ボロンは上記ガラスＧに含まれることができる。
【0078】
外部電極１３１、１３２は、内部電極１２１、１２２との電気的連結性が十分に確保されなければならず、本体と物理的に十分な強度を持って接合されなければならない。このために、一般的に、外部電極は導電性金属及びガラスを含むペーストを塗布して焼成することで形成されることができる。ガラスＧは、本体１１０及び外部電極１３１、１３２間の結合力を向上させる役割を果たし、導電性金属Ｍは、外部電極１３１、１３２と内部電極１２１、１２２を電気的に連結させる役割を果たすことができる。
【0079】
また、外部電極に含まれるガラスＧは、ガラス相の安定性のために、一般的にボロンを含む。したがって、ガラスＧに１０Ｂの比率が２０％以上であるボロンを含ませる場合、別途の組成設計の変更が必要ではないため、セラミック電子部品の中性子に対する耐久性をより効率的に向上させることができる。
【0080】
ガラスＧに含まれるボロンは、酸化物形態で含まれることができ、具体的には、Ｂ２Ｏ３形態で含まれることができる。ガラスに含まれるボロンの含量は、特に限定する必要はなく、該当製品の他の特性のために設定した含量で含まれることができる。例えば、ガラスは、外部電極ペーストと対比して１ｗｔ％以上８ｗｔ％添加されることができ、ボロンはガラスと対比して５ｍｏｌ％以上５０ｍｏｌ％以下含まれることができる。
【0081】
但し、ボロンが必ずしもガラスに含まれたり、Ｂ２Ｏ３形態で含まれる必要はないことに留意すべきである。例えば、ボロンは、Ｂ２Ｏ３形態以外にも、ボロンカーバイド、ボロンナイトライドなどの形態としても外部電極１３１、１３２に含まれることができる。また、ボロンは、導電性金属及び樹脂が含まれた導電性樹脂層に含まれるか又はめっき層１３１ｂ、１３２ｂに含まれてもよい。
【0082】
一方、ボロン中の同位元素１０Ｂの比率を制御する方法は特に制限しない。例えば、同位元素である１０Ｂの比率を制御する方法としては、ハロゲン化ホウ素中の１０Ｂ同位体の比率を公知の化学交換法によって高める方法を挙げることができる。ＢＦ３とアニソール（Ｃ６Ｈ５ＯＣＨ３）のエーテル錯体を形成させて、これとＢＦ３の化学交換反応（１０ＢＦ３＋１１ＢＦ３・Ｃ６Ｈ５ＯＣＨ３⇔１１ＢＦ３＋１０ＢＦ３・Ｃ６Ｈ５ＯＣＨ３）と蒸留を組み合わせた反応蒸留塔によって１０Ｂの比率を調整することができる。このように１０Ｂの比率を調整してから、希望の形態で化合物を形成した後、外部電極１３１、１３２に含ませることができる。
【0083】
また、ボロン中の同位元素１０Ｂの比率を確認する方法は、公知の方法を使用することができるが、特に制限しない。例えば、ボロンがガラスＧに含まれた場合、外部電極をポリッシングしてガラスからボロン化合物を別に分離した後、ボロン化合物において１０Ｂと１１Ｂを区分して１１Ｂと１０Ｂの比率を求めることができる。１０Ｂと１１Ｂを区分する公知の方法としては、質量差をプラズマで測定するＩＣＰ－ＯＥＳ方法とＩＣＰ－ＭＳ方法、磁気力で測定するＰＴＩＭＳとＮＴＩＭＳ、並びに、非質量測定法としては、Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｒｙと中性子分析法などが存在する。最も広く使用されるＩＣＰ－ＭＳ（或いは、ＭＣ－ＩＣＰ－ＭＳ方法）は、プラズマでイオン化されたボロンのｍａｓｓ－ｔｏ－ｃｈａｒｇｅ ｒａｔｉｏ（ｍ／ｚ）の差を分析してミリグラム単位の少量のサンプルによってもナノグラム単位で元素を分析することができ、正確度が高い。一般的に、ボロンを１対１００に希釈された硝酸溶液に溶かした後、サンプルサイズ１ｍＬで５回測定を行い、１ｍＬ溶液には最小０．０１ナノグラム以上のボロンを含有させるが、測定方法はこのような方法に限定されない。
【0084】
一実施形態において、ボロン中の同位元素１０Ｂの比率が２５％以上８５％以下であることができる。
【0085】
外部電極１３１、１３２に含まれるガラスＧ及びガラスに含まれたボロンの一般的な含量を考慮すると、内部電極方向に直線移動する中性子が外部から外部電極１３１、１３２を介して本体１１０に到達するまで４個以上のボロン結晶に遭遇することができる。よって、ボロン中の同位元素１０Ｂの比率が２５％以上である場合、安定的に中性子を捕捉することができ、中性子に対する耐久性をさらに向上させることができる。
【0086】
一方、下記式１を参照すると、１０Ｂが中性子１ｎを吸収する場合、１１Ｂになるか、アルファ線とＬｉ又はガンマ線とＬｉに変換されることができる。
【0087】
【数1】
【0088】
中性子と結合したボロンはリチウムに変換されることができ、１０Ｂの比率が８５％を超えた場合、過多な中性子が照射される状況では、ガラスに含まれたボロンが失われてガラス相の安定性が落ちるおそれがあり、これによって失透現象が発生することがある。ここで、失透現象とは、ガラスから結晶が析出する現象を意味する。
【0089】
したがって、ガラスに含まれたボロンの同位元素１０Ｂの比率を２５％以上８５％以下に制御すると、中性子に対する耐久性をさらに向上させることができ、ガラス相の安定性を維持することができる。
【0090】
めっき層１３１ｂ、１３２ｂは、実装特性を向上させる役割を果たす。めっき層１３１ｂ、１３２ｂの種類は特に限定しないが、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。
【0091】
めっき層１３１ｂ、１３２ｂに対してより具体的な例を挙げると、めっき層１３１ｂ、１３２ｂは、Ｎｉめっき層又は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めっき層が順に形成された形態であることができる。また、めっき層１３１ｂ、１３２ｂは、複数のＮｉめっき層及び／又は複数のＳｎめっき層を含んでもよい。
【0092】
図６は、本発明の他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図面である。
【0093】
【0094】
【0095】
本発明の他の一実施形態によるセラミック電子部品２００の外部電極２３１、２３２は、内部電極１２１、１２２と連結される電極層２３１ａ、２３２ａ及び上記電極層上に配置されるカバー層２３１ｂ、２３２ｂを含み、同位元素１０Ｂの比率が２０％以上のボロンがカバー層２３１ｂ、２３２ｂに含まれることができる。
【0096】
電極層２３１ａ、２３２ａが内部電極１２１、１２２との電気的連結性を確保し、カバー層２３１ｂ、２３２ｂは電極層２３１ａ、２３２ａ上に配置されて電極層２３１ａ、２３２ａを中性子から保護する役割を果たすことができる。
【0097】
カバー層２３１ｂ、２３２ｂは導電性金属を含んでもよく、この場合、電極層２３１ａ、２３２ａを全てカバーするように配置されることができる。
【0098】
但し、電極層２３１ａ、２３２ａが内部電極１２１、１２２との電気的連結性を確保することができることから、カバー層２３１ｂ、２３２ｂは導電性金属を含まなくてもよい。
【0099】
即ち、カバー層２３１ｂ、２３２ｂは、導電性金属を含まなくてもよく、この場合、図６及び７に図示したように、実装基板及び内部電極１２１、１２２間の電気的連結性を確保するために、電極層２３１ａ、２３２ａの少なくとも一部をカバーしないように配置されることができる。このとき、電極層２３１ａ、２３２ａ上にカバー層２３１ｂ、２３２ｂが配置されていない領域にはめっき層を配置することができる。
【0100】
また、カバー層２３１ｂ、２３２ｂはガラスを含み、ボロンは上記ガラスに含まれることができる。
【0101】
一実施形態において、ボロン中の同位元素１０Ｂの比率が９０％以上であることができる。
【0102】
電極層２３１ａ、２３２ａが内部電極１２１、１２２との電気的連結性を確保することができることから、カバー層２３１ｂ、２３２ｂに含まれた１０Ｂが中性子を吸収してＬｉに変換されてもセラミック電子部品の性能に及ぼす影響は制限的である。したがって、電極層２３１ａ、２３２ａに含まれたボロン中の１０Ｂの比率を９０％以上にすることで、中性子に対する耐久性をさらに向上させることができる。
【0103】
以上では、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された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逸脱しない範囲内で、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。
【0104】
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。しかしながら、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し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くても、他の一実施形態でその事項と反対であるか矛盾する説明がない限り、他の一実施形態に関連する説明であると理解されることができる。
【0105】
本発明で使用された用語は、一実施形態を説明するために使用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。この際、単数の表現は、文脈上明白に異なる意味を有しない限り、複数の表現を含む。
【符号の説明】
【0106】
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、２３１ａ、２３２ａ：電極層
１３１ｂ、１３２ｂ：めっき層
２３１ｂ、２３２ｂ：カバー層
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、２３１ａ、２３２ａ：電極層
１３１ｂ、１３２ｂ：めっき層
２３１ｂ、２３２ｂ：カバー層
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】