(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】P2024086525
(43)【公開日】2024-06-27
(54)【発明の名称】積層型電子部品
(51)【国際特許分類】
H01G 4/30 20060101AFI20240620BHJP
【FI】
H01G4/30 201D
H01G4/30 201C
H01G4/30 513
H01G4/30 516
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023056350
(22)【出願日】2023-03-30
(31)【優先権主張番号】10-2022-0175641
(32)【優先日】2022-12-15
(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】ナ、ウォン ジュン
(72)【発明者】
【氏名】カン、ユン スン
(72)【発明者】
【氏名】キム、スン フワ
(72)【発明者】
【氏名】パク、ビェオン ギュ
(72)【発明者】
【氏名】ジュン、ホエ チュル
【テーマコード(参考)】
5E001
5E082
【Fターム(参考)】
5E001AB03
5E001AC09
5E001AE01
5E001AE02
5E001AE03
5E001AF06
5E082AA01
5E082AB03
5E082EE04
5E082EE05
5E082EE23
5E082EE35
5E082EE37
5E082FF05
5E082FG04
5E082FG26
5E082GG10
5E082GG11
5E082GG12
5E082JJ03
5E082JJ12
5E082PP09
(57)【要約】
【課題】内部電極を薄層化すると同時に、内部電極の連結性を確保し、厚さのばらつきを減らすことにより、積層型電子部品の絶縁抵抗特性及び耐電圧特性を向上させることができる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、上記内部電極はニッケル(Ni)及びイットリウム(Y)を含み、上記内部電極の平均厚さは50nm以上250nm以下である。
【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、
前記内部電極はニッケル(Ni)及びイットリウム(Y)を含み、
前記内部電極の平均厚さは50nm以上250nm以下である、積層型電子部品。
【請求項2】
前記内部電極は、複数の結晶粒及び前記複数の結晶粒の間に配置される結晶粒界を含む、請求項1に記載の積層型電子部品。
【請求項3】
前記イットリウム(Y)は前記結晶粒界に配置される、請求項2に記載の積層型電子部品。
【請求項4】
前記結晶粒及び結晶粒界はイットリウム(Y)を含み、
前記結晶粒に含まれるイットリウム(Y)の含有量に対する、前記結晶粒界に含まれるイットリウム(Y)の含有量は2倍以上である、請求項2に記載の積層型電子部品。
【請求項5】
前記イットリウム(Y)は、3つの結晶粒が接して配置される三重点に含まれる、請求項2に記載の積層型電子部品。
【請求項6】
前記内部電極は、イットリウム(Y)を含む酸化物及びニッケル(Ni)-イットリウム(Y)合金の一つ以上を含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の積層型電子部品。
【請求項7】
前記内部電極は、前記イットリウム(Y)を前記ニッケル(Ni)の含有量に対して0.5wt%以上20wt%以下で含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の積層型電子部品。
【請求項8】
前記誘電体層はイットリウム(Y)を実質的に含まない、請求項1から5のいずれか一項に記載の積層型電子部品。
【請求項9】
前記誘電体層はイットリウム(Y)を含み、
前記内部電極に含まれるイットリウム(Y)の含有量は、前記誘電体層に含まれるイットリウム(Y)の含有量より多い、請求項1から5のいずれか一項に記載の積層型電子部品。
【請求項10】
前記内部電極に含まれるイットリウム(Y)の含有量は、前記誘電体層に含まれるイットリウム(Y)の含有量に対して2倍から3倍以上である、請求項9に記載の積層型電子部品。
【請求項11】
前記内部電極の厚さのばらつきは15%以下である、請求項1から5のいずれか一項に記載の積層型電子部品。
【請求項12】
前記内部電極は、導電性物質が含まれた電極領域を2以上含み、前記電極領域間の離隔した空間である切れ領域を含み、前記内部電極の全長に対する前記電極領域の長さの和の割合を電極連結性とするとき、
前記電極連結性は90%以上である、請求項1から5のいずれか一項に記載の積層型電子部品。
【請求項13】
前記内部電極の平均厚さは前記誘電体層の平均厚さより小さい、請求項1から5のいずれか一項に記載の積層型電子部品。
【請求項14】
前記内部電極は、前記ニッケル(Ni)及び前記イットリウム(Y)が同時に蒸着されて形成される、請求項1から5のいずれか一項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: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プリント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】
積層セラミックキャパシタを小型化及び高容量化するための方案の一つとして、内部電極を薄層化する方法がある。しかし、導電性ペーストを印刷又は塗布する方法で内部電極を形成する場合、内部電極の厚さの均一性を確保することが困難であり、位置別に厚さが異なるという問題が発生する可能性がある。また、導電性ペーストを印刷又は塗布する方法で内部電極を形成した後、積層、圧着及び焼成を経る過程で内部電極に切れ領域を形成することがあり、このような切れ領域は、内部電極の積層度が増加するにつれて段差を生じさせる原因となる可能性がある。
【0004】
従って、薄層化が容易でありながらも連結性及び均一性を確保することができる、内部電極の構造の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】
【0005】
本発明の様々な目的の一つは、内部電極を薄層化する場合、内部電極の連結性又は厚さの均一性が確保し難いという問題を解決することである。
【0006】
本発明の様々な目的の一つは、内部電極を薄層化すると同時に、内部電極の連結性を確保し、厚さのばらつきを減らすことにより、積層型電子部品の絶縁抵抗特性及び耐電圧特性を向上させることである。
【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することができる。
【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、上記内部電極はニッケル(Ni)及びイットリウム(Y)を含み、上記内部電極の平均厚さは50nm以上250nm以下である。
【発明の効果】
【0009】
本発明の様々な効果の一つとして、内部電極を薄層化しても内部電極の連結性又は厚さの均一性を確保することができる。
【0010】
本発明の様々な効果の一つとして、内部電極を薄層化すると同時に、内部電極の連結性を確保し、厚さのばらつきを減らすことにより、積層型電子部品の絶縁抵抗特性及び耐電圧特性を向上させることができる。
【0011】
但し、本発明の多様且つ有益な利点と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】
【0012】
【
図1】本発明の一実施形態による積層型電子部品を示した斜視図である。
【
図3】
図1のII-II'線に沿った断面図である。
【
図4】本発明の一実施例による積層型電子部品の本体を分解して示した分解斜視図である。
【
図5】本発明の一実施形態による内部電極に含まれる結晶粒及び結晶粒界の形態を簡略に示した模式図である。
【
図6】本発明の一実施形態による積層型電子部品の第1及び第3方向の断面において、容量形成部の一部を拡大した様子を示した拡大図である。
【
図7】本発明の一実施例による積層型電子部品の第1及び第3方向の断面において、容量形成部の一部を拡大した様子を示した拡大図である。
【
図8】比較例(a)と実施例(b)による内部電極の形状を示す走査電子顕微鏡(SEM)イメージである。
【発明を実施するための形態】
【0013】
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。従って、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)がされることがあり、図面上の同一符号で示される要素は同一要素である。
【0014】
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のない部分は省略し、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るものではない。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。
【0015】
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)方向と定義されることができる。
【0016】
図1は、本発明の一実施形態による積層型電子部品を示した斜視図であり、
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、本発明の一実施例による積層型電子部品の本体を分解して示した分解斜視図であり、
図5は、本発明の一実施形態による内部電極に含まれる結晶粒及び結晶粒界の形態を簡略に示した模式図であり、
図6は、本発明の一実施形態による積層型電子部品の第1及び第3方向の断面において、容量形成部の一部を拡大した様子を示した拡大図であり、
図7は、本発明の一実施例による積層型電子部品の第1及び第3方向の断面において、容量形成部の一部を拡大した様子を示した拡大図である。
【0017】
以下では、
図1~
図7を参照して、本発明の一実施形態及び様々な実施例による積層型電子部品100及び様々な実施例について説明する。
【0018】
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及び誘電体層111と交互に配置される内部電極121、122を含む本体110と本体110上に配置される外部電極131、132と、を含み、内部電極121、122はニッケル(Ni)及びイットリウム(Y)を含み、内部電極121、122の平均厚さteは50nm以上250nm以下である。
【0019】
本体110は、誘電体層111及び内部電極121、122が交互に配置されている。
【0020】
本体110の具体的な形状に特に制限はないが、図示されているように、本体110は六面体形状や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は完全な直線を有した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。
【0021】
本体110は、第1方向に対向する第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方向に対向する第5及び第6面5、6を有することができる。
【0022】
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)を用いずには確認し難い程度に一体化されることができる。
【0023】
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、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、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)などが一部固溶した(Ba1-xCax)TiO3(0<x<1)、Ba(Ti1-yCay)O3(0<y<1)、(Ba1-xCax)(Ti1-yZry)O3(0<x<1、0<y<1)、又はBa(Ti1-yZry)O3(0<y<1)などが挙げられる。
【0024】
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様々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てもよい。
【0025】
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以下であることができる。
【0026】
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。
【0027】
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、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の30箇所でその厚さを測定して平均値を測定することができる。上記等間隔の30箇所は容量形成部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。
【0028】
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るカバー部112、113を含むことができる。
【0029】
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。
【0030】
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を配置することができ、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を含むことができる。
【0031】
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、基本として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。
【0032】
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。
【0033】
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(BaTiO3)系セラミック材料を含むことができる。
【0034】
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以下であることができる。
【0035】
カバー部112、113の平均厚さは、第1方向の大きさ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箇所で測定したカバー部112、113の第1方向の大きさを平均した値であることができる。
【0036】
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。
【0037】
マージン部114、115は、本体110の第5面5に配置されるマージン部114と、第6面6に配置されるマージン部115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)に配置されることができる。
【0038】
マージン部114、115は、
図3に示されているように、上記本体110を幅-厚さW-T方向に切断した断面(cross-section)において、第1及び第2内部電極121、122の両端と本体110の境界面の間の領域を意味することができる。
【0039】
マージン部114、115は、基本として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。
【0040】
マージン部114、115は、セラミックグリーンシート上でマージン部が形成される部分を除いて、導電性ペーストを塗布して内部電極を形成することで形成されるものであることができる。
【0041】
また、内部電極121、122による段差を抑制するために、積層後、内部電極が本体の第5及び第6面5、6へ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。
【0042】
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。
【0043】
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箇所で測定したマージン部114、115の第3方向の大きさを平均した値であることができる。
【0044】
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。
【0045】
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、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。
【0046】
第1内部電極121は第4面4と離隔して第3面3を通じて露出され、第2内部電極122は第3面3と離隔して第4面4を通じて露出されることができる。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。
【0047】
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。従って、第1内部電極121は、第4面4から一定距離だけ離隔して形成され、第2内部電極122は、第3面3から一定距離だけ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ることができる。
【0048】
本発明の一実施形態によると、内部電極121、122の平均厚さteは50nm以上250nm以下である。これにより、内部電極を薄層化し、積層型電子部品100の小型化及び高容量化を容易に達成することができる。内部電極121、122の平均厚さteを50nm以上250nm以下に調節する方法は特に制限されない。但し、内部電極121、122を、導電性ペーストを印刷又は塗布し焼成して形成する場合、内部電極121、122の連結性及び厚さの均一性が確保し難いという問題が発生する可能性がある。一実施例においては、内部電極121、122をスパッタリング法、真空蒸着法、及び化学気相蒸着法といった薄膜蒸着法で形成することにより、内部電極121、122の連結性及び厚さの均一性を向上させることができる。
【0049】
一方、本体110上に導電性ペーストを塗布又は印刷するか、薄膜蒸着法で内部電極121、122を形成する場合、誘電体層111とともに焼成する過程を経ることができる。誘電体層111と内部電極121、122を同時に焼成すべく、1100℃以上の温度で焼成を施す場合、内部電極121、122に含まれるニッケル(Ni)は、誘電体層111に含まれるチタン酸バリウム系材料の焼成温度よりも低い1000℃で先に焼成が行われるため、局部的に凝集及び切れが生じる可能性がある。従来は、内部電極121、122のニッケル(Ni)の過焼成を抑制するために、チタン酸バリウムを含むセラミック粒子を共材として添加し、ニッケル(Ni)粒子間の物理的な接触を制限する方法を用いていたが、焼成過程が進むにつれてチタン酸バリウムが誘電体層111へ容易に拡散し、内部電極121、122の焼成を遅延させる効果が焼成初期に制限されるという問題が発生する可能性がある。
【0050】
本発明の一実施形態によると、内部電極121、122はニッケル(Ni)及びイットリウム(Y)を含む。イットリウム(Y)は、ニッケル(Ni)とともに内部電極121、122に含まれてニッケル(Ni)粒子の焼成を遅延させる役割を果たすことができる。また、内部電極に含まれたイットリウム(Y)は、焼成過程で誘電体層111へ拡散又は転移されず、誘電体層111に含まれるチタン酸バリウム系材料よりも融点が高いため、焼成工程が完了するまで内部電極121、122に存在し、ニッケル(Ni)に対する焼成遅延効果が持続することができる。
【0051】
従って、本発明の一実施形態のように、内部電極121、122がニッケル(Ni)及びイットリウム(Y)を含み、内部電極の平均厚さtdが50nm以上250nm以下である場合、内部電極121、122を薄層化すると同時に、内部電極121、122に含まれたイットリウム(Y)は、焼成工程が完了するまでニッケル(Ni)粒子の焼成を遅延させることで、内部電極121、122の連結性を向上させ、厚さのばらつきを減少させることができる。これにより、積層型電子部品100の耐電圧及び絶縁抵抗特性が向上することができる。
【0052】
一実施例において、内部電極121、122は、イットリウム(Y)を含む酸化物及びニッケル(Ni)-イットリウム(Y)合金の一つ以上を含むことができる。これにより、内部電極121、122に含まれるイットリウム(Y)が誘電体層111へ拡散又は転移する現象をさらに抑制することができるため、ニッケル(Ni)の焼成を遅延させる効果はさらに向上することができる。
【0053】
一方、内部電極に含まれるイットリウム(Y)の含有量は特に制限されない。但し、ニッケル(Ni)の焼成を十分遅延させるために、内部電極121、122は、イットリウム(Y)をニッケル(Ni)の含有量に対して0.5wt%以上20wt%以下で含むことができる。
【0054】
一実施例において、内部電極121、122はニッケル(Ni)及びイットリウム(Y)が同時に蒸着されて形成されるものであってよい。これにより、内部電極に含まれるイットリウム(Y)の含有量を容易に調節することができる上、内部電極の焼成前にイットリウム(Y)が内部電極中に均一に分布するように調節しやすいため、内部電極全体に含まれたニッケル(Ni)粒子の粒成長を効率的に制御することができる。
【0055】
上述したように、内部電極121、122に含まれたイットリウム(Y)が焼成過程で誘電体層111へ拡散又は転移する場合、内部電極121、122に含まれたニッケル(Ni)粒子の焼成を焼成工程が完了するまで維持し難いという問題が発生する可能性があり、そのため、ニッケル(Ni)粒子の過焼成を十分抑制し難い恐れがある。一実施例においては、誘電体層111がイットリウム(Y)を実質的に含まないように調節することで、ニッケル(Ni)粒子の過焼成を抑制する効果がさらに顕著になる。
【0056】
このとき、「イットリウム(Y)を実質的に含まない」とは、誘電体層111の主成分又は全成分の含有量に対して、イットリウム(Y)を0.05at%以下で含むことを意味する。すなわち、SEM-EDS、TEM-EDSなどの元素分析法で誘電体層111の構成元素を測定したとき、ノイズレベルに測定される程度を意味することができる。
【0057】
一方、誘電体層111は極少量のイットリウム(Y)を含むことができ、内部電極に含まれるイットリウム(Y)の含有量は、上記誘電体層に含まれるイットリウム(Y)の含有量より多く、好ましくは、内部電極に含まれるイットリウム(Y)の含有量は、上記誘電体層に含まれるイットリウム(Y)の含有量に対して2倍から3倍以上であることができる。
【0058】
一方、誘電体層111又は内部電極121、122に含まれる元素の種類と含有量を測定する方法は特に制限されない。一例として、SEM-EDS(Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-ray Spectroscopy)を用い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、積層型電子部品を第2方向の中央部まで研磨して第1及び第3方向の断面を露出させた後、容量形成部Acを第1方向に5等分した領域のうち中央に配置された領域を、SEM-EDSを用いて誘電体層111及び内部電極121、122に含まれる各元素の種類と含有量(wt%、at%、mol%)を測定することができる。
【0059】
図5を参照すると、一実施例において、内部電極121、122は、複数の結晶粒G及び複数の結晶粒の間に配置される結晶粒界GBを含むことができる。
【0060】
一実施例において、内部電極121、122に含まれるイットリウム(Y)は結晶粒界GBに配置されることができる。しかし、上記イットリウム(Y)が結晶粒界GBに配置されるとは、イットリウム(Y)が結晶粒Gにも含まれ得ることを排除する意味ではない。
【0061】
すなわち、一実施例において、結晶粒及び結晶粒界はイットリウム(Y)を含むことができる。このとき、結晶粒に含まれるイットリウム(Y)の含有量に対する、上記結晶粒界に含まれるイットリウム(Y)の含有量は2倍以上であることができる。これにより、結晶粒Gの粒成長を抑制する効果がさらに向上することができる。一実施例において、上記イットリウム(Y)は、3つの結晶粒が接して配置される三重点TPに含まれることができる。これにより、結晶粒Gの粒成長を抑制する効果がさらに向上することができる。
【0062】
本体110上には外部電極131、132が配置される。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。
【0063】
本実施形態では、積層型電子部品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応じて変更されてもよい。
【0064】
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を決定することができ、さらに多層構造を有することもできる。
【0065】
例えば、外部電極131、132は、本体110上に配置される電極層及び電極層上に配置されるめっき層131b、132bを含むことができる。
【0066】
電極層についてより具体的な例を挙げると、電極層は、導電性金属及びガラスを含む焼成電極であるか、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。
【0067】
尚、電極層は、本体上に焼成電極及び樹脂系電極が順次形成された形態であることができる。また、電極層は、本体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るものであることができる。
【0068】
電極層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、特に限定されない。例えば、導電性金属は、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、及びそれらの合金の1つ以上であることができ、好ましくは、本体との接着力を向上させるために銅(Cu)であることができる。
【0069】
めっき層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、ニッケル(Ni)、スズ(Sn)、パラジウム(Pd)、及びこれらの合金の1つ以上を含むめっき層であることができ、複数の層から形成されることができる。
【0070】
めっき層についてより具体的な例を挙げると、めっき層はNiめっき層又はSnめっき層であることができ、電極層上にNiめっき層及びSnめっき層が順次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めっき層が順次形成された形態であることができる。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。
【0071】
以下では、
図6を参照して、本発明における内部電極の平均厚さ、誘電体層の平均厚さ、内部電極の厚さのばらつき、誘電体層の厚さのばらつきの意味及び測定方法の一例について説明する。
【0072】
図6は、積層型電子部品100の第1及び第3方向の断面において、容量形成部の一部を拡大した拡大図であり、より具体的には、積層型電子部品100の第2方向の中央部で切断した第1及び第3方向の断面において、容量形成部Acを第1方向に5等分して中央に位置する領域に含まれる任意の内部電極121、122及び誘電体層111の一部を拡大したものである。
【0073】
内部電極の平均厚さteは、
図6の領域において、第3方向に等間隔の5つ以上の地点(A線)で測定した第1内部電極121の第3方向の大きさte1、te2、te3、te4、te5・・・を平均した値に該当する。このような平均値の測定を10個以上の内部電極に拡張するか、又は第2内部電極122まで含むように拡張する場合、内部電極の平均厚さteをさらに一般化することができる。
【0074】
誘電体層の平均厚さtdは、
図6の領域において、第3方向に等間隔の5つ以上の地点(A線)で測定した誘電体層111の第3方向の大きさtd1、td2、td3、td4、td5・・・を平均した値に該当する。このような平均値の測定を10個以上の誘電体層に拡張する場合、誘電体層の平均厚さtdをさらに一般化することができる。
【0075】
内部電極の厚さのばらつきは、第3方向に等間隔の5つ以上の地点(A線)で測定した第1内部電極121の第3方向の大きさte1、te2、te3、te4、te5・・・と、上述の方法で測定した内部電極の平均厚さteの差を二乗した値を合算して、測定した位置の個数で割ったのち、平方根をとって標準偏差を求めた後、標準偏差値を内部電極の平均厚さteで割った変動係数(CV、Coefficient of Variation)を意味することができる。
【0076】
誘電体層の厚さのばらつきは、第3方向に等間隔の5つ以上の地点(A線)で測定した誘電体層111の第3方向の大きさtd1、td2、td3、td4、td5・・・と、上述の方法で測定した誘電体層の平均厚さteの差を二乗した値を合算して、測定した位置の個数で割ったのち、平方根をとって標準偏差を求めた後、標準偏差値を誘電体層の平均厚さtdで割った変動係数(CV、Coefficient of Variation)を意味することができる。
【0077】
上記内部電極の平均厚さte、誘電体層の平均厚さtd、内部電極の厚さのばらつき、誘電体層の厚さのばらつきは、走査電子顕微鏡(SEM、Scanning Electron Microscope)にて1万倍以上の倍率で観察したイメージから測定することができる。
【0078】
一実施例において、内部電極の平均厚さteは誘電体層の平均厚さtdより小さくてもよい。これにより、内部電極の平均厚さteを薄層化し、積層型電子部品100の小型化及び高容量化を容易に達成することができ、誘電体層を十分厚く形成することで、絶縁抵抗特性及び耐電圧特性をさらに向上させることができる。特に、本発明の一実施形態では、内部電極121、122がニッケル(Ni)及びイットリウム(Y)を含むことから、内部電極121、122をさらに薄層化することができるため、絶縁抵抗特性及び耐電圧特性の向上効果はさらに顕著になる。
【0079】
図7は、本発明の一実施例による積層型電子部品の第1及び第3方向の断面において、容量形成部の一部を拡大した様子を示した拡大図である。
【0080】
本発明の一実施形態によると、内部電極121、122がニッケル(Ni)及びイットリウム(Y)を含む場合、内部電極121、122の平均厚さteが250nm以下であっても、内部電極121、122の連結性を向上させることができる。一実施例において、内部電極121、122は、導電性物質が含まれた電極領域121a、122aを2以上含み、電極領域121a、122a間の離隔した空間である切れ領域121b、122bを含み、内部電極121、122の全長Lに対する電極領域の長さの和L1+L2+L3+L4・・・の割合を電極連結性とするとき、電極連結性は90%以上であることが好ましい。内部電極の全長Lは、内部電極121、122の任意の層において、電極領域121a、122a及び切れ領域121b、122bを含む第3方向の大きさを意味することができ、電極領域の長さL1、L2、L3、L4・・・は、切れ領域121b、122bを除いた電極領域121a、122aの第3方向の大きさを意味することができる。上記電極連結性は10個以上の内部電極121、122に拡張することでさらに一般化することができる。電極領域121a、122aと切れ領域121b、122bは、走査電子顕微鏡(SEM、Scanning Electron Microscope)にて1万倍以上の倍率で観察したイメージから明暗の差で区分することができ、イメージプログラムを通じて、このような明暗の差をさらに明確にすることができる。
【0081】
積層型電子部品100のサイズは特に限定する必要はない。
【0082】
但し、小型化及び高容量化を同時に達成するには、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なければならないため、0603(長さ×幅、0.6mm×0.3mm)以下のサイズを有する積層型電子部品100に本発明を適用することができる。
【0083】
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方向の最大の大きさを意味することができ、積層型電子部品100の幅は、積層型電子部品100の第3方向の最大の大きさを意味することができる。
【0084】
(実施例)
比較例の場合、イットリウム(Y)を添加せず、ニッケル(Ni)を含む導電性ペーストを塗布したこと以外は、実施例と同一の条件で積層型電子部品のサンプルを作製した。
【0085】
実施例の場合、1.0μmの厚さの誘電体シート上に、NiとYの同時蒸着により、2.57wt.%のYが含まれたNi内部電極を150nmの厚さで蒸着した。蒸着された印刷シートを積層してサンプルバーを作製し、作製したサンプルバーに対する切断、仮焼/焼成工程を通じて積層型電子部品のサンプルを作製した。焼成温度としては0.11%水素雰囲気で1190℃、1200℃、1210℃で行った。
【0086】
図8は、比較例(a)及び実施例(b)による内部電極の形状を示す走査電子顕微鏡(SEM)イメージである。
【0087】
図8によるイメージを、イメージプログラムと上述した内部電極の平均厚さ及び内部電極の連結性の測定方法によって測定した結果、比較例(a)は、焼成後の内部電極の平均厚さが450±65nm、内部電極の連結性が86%であり、実施例(b)は、焼成後の内部電極の平均厚さが256±73nm、内部電極の連結性が96%であることを確認することができる。
【0088】
以上、本発明の実施形態について詳しく説明したが、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ものである。従って、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、当該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。
【0089】
また、本発明で使用されている「一実施例」という表現は、互いに同一の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組み合わされ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ている事項が他の一実施例では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した説明として理解することができる。
【0090】
本発明で使用されている用語は、単に一実施例を説明するためのものであって、本発明を限定する意図ではない。このとき、単数の表現は、文脈上明らかに異なる意味でない限り、複数の表現を含むものである。
【符号の説明】
【0091】
100 積層型電子部品
110 本体
111 誘電体層
121、122 内部電極
131、132 外部電極
112、113 カバー部
114、115 マージン部