特開 2024-91226 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】P2024091226

(43)【公開日】2024-07-04

(54)【発明の名称】積層型電子部品

(51)【国際特許分類】

   H01G 4/30 20060101AFI20240627BHJP

【ＦＩ】

H01G4/30 201N

H01G4/30 201L

H01G4/30 515

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023076769

(22)【出願日】2023-05-08

(31)【優先権主張番号】10-2022-0182444

(32)【優先日】2022-12-23

(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】金 慶植

(72)【発明者】

【氏名】白 承仁

(72)【発明者】

【氏名】李 鐘煥

(72)【発明者】

【氏名】崔 民英

【テーマコード（参考）】

5E001

5E082

【Ｆターム（参考）】

5E001AB03

5E001AE02

5E001AE03

5E001AE04

5E082AA01

5E082AB03

5E082EE01

5E082FF05

5E082FG26

5E082GG10

(57)【要約】      （修正有）

【課題】信頼性を向上させ、積層型電子部品のＤＦ（Ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ Ｆａｃｔｏｒ）及び有効容量変化率を下げた積層型電子部品を提供する。
【解決手段】積層型電子部品１００は、誘電体層を挟んで第１方向に交互に配置される第１、第２内部電極を含み、第１方向に対向する第１、第２面、前記面と連結され、第２方向に対向する第３、第４面、第３方向に対向する第５、第６面を含む本体１１０、第５、第６面に配置されるサイドマージン部１４１、１４２及び第３、第４面に配置される外部電極１３１、１３２を含む。サイドマージン部は、ＢａＴｉＯ_３とＺｎ及びＺｒを含み、サイドマージン部のＺｎ及びＺｒの含有量は、夫々サイドマージン部が含むＴｉ１００モルに対して０．５モル以上１．０モル以下であり、サイドマージン部のＺｎ含有量と誘電体層のＺｎ含有量は互いに異なり、サイドマージン部のＺｒ含有量と誘電体層のＺｒ含有量は互いに異なる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

誘電体層、及び前記誘電体層を挟んで第１方向に交互に配置される第１内部電極及び第２内部電極を含み、前記第１方向に対向する第１面及び第２面、前記第１面及び前記第２面と連結され、第２方向に対向する第３面及び第４面、前記第１面から前記第４面と連結され、第３方向に対向する第５面及び第６面を含む本体と、
前記第５面及び前記第６面に配置されるサイドマージン部と、
前記第３面及び前記第４面に配置される外部電極と、を含み、
前記サイドマージン部は、ＢａＴｉＯ_３とＺｎ及びＺｒを含み、
前記サイドマージン部のＺｎ及びＺｒの含有量は、それぞれ前記サイドマージン部が含むＴｉ１００モルに対して０．５モル以上１．０モル以下であり、
前記サイドマージン部のＺｎ含有量と前記誘電体層のＺｎ含有量は互いに異なり、前記サイドマージン部のＺｒ含有量と前記誘電体層のＺｒ含有量は互いに異なる、積層型電子部品。

【請求項2】

前記誘電体層はＺｎを含まないか、前記サイドマージン部よりも小さい含有量のＺｎを含む、請求項１に記載の積層型電子部品。

【請求項3】

前記誘電体層はＺｒを含まないか、前記サイドマージン部よりも小さい含有量のＺｒを含む、請求項１に記載の積層型電子部品。

【請求項4】

前記サイドマージン部は、複数の誘電体結晶粒及び隣接した誘電体結晶粒の間に配置された結晶粒界を含み、
前記サイドマージン部のうち、前記結晶粒界におけるＺｎ含有量は、前記誘電体結晶粒におけるＺｎ含有量よりも大きく、
前記サイドマージン部のうち、前記結晶粒界におけるＺｒ含有量は、前記誘電体結晶粒におけるＺｒ含有量よりも大きい、請求項１に記載の積層型電子部品。

【請求項5】

前記サイドマージン部に含まれた誘電体結晶粒の平均大きさをＡ１とするとき、
１０４ｎｍ≦Ａ１≦１９２ｎｍを満たす、請求項１に記載の積層型電子部品。

【請求項6】

前記サイドマージン部に含まれた誘電体結晶粒の平均大きさをＡ１、前記誘電体層に含まれた誘電体結晶粒の平均大きさをＡ２とするとき、
０．３４≦Ａ１／Ａ２≦０．６５を満たす、請求項１に記載の積層型電子部品。

【請求項7】

前記サイドマージン部はＤｙを含み、
前記サイドマージン部のＤｙ含有量は、前記サイドマージン部が含むＴｉ１００モルに対して０．５モル以上２．０モル以下である、請求項１に記載の積層型電子部品。

【請求項8】

前記サイドマージン部はＴｂを含み、
前記サイドマージン部のＴｂ含有量は、前記サイドマージン部が含むＴｉ１００モルに対して０．１モル以上０．５モル以下である、請求項１に記載の積層型電子部品。

【請求項9】

前記サイドマージン部はＳｉを含み、
前記サイドマージン部のＳｉ含有量は、前記サイドマージン部が含むＴｉ１００モルに対して２．０モル以上５．０モル以下である、請求項１に記載の積層型電子部品。

【請求項10】

前記サイドマージン部はＡｌを含み、
前記サイドマージン部のＡｌ含有量は、前記サイドマージン部が含むＴｉ１００モルに対して０．６モル以下である、請求項１に記載の積層型電子部品。

【請求項11】

前記サイドマージン部はＭｇを含み、
前記サイドマージン部のＭｇ含有量は、前記サイドマージン部が含むＴｉ１００モルに対して１．０モル以下である、請求項１に記載の積層型電子部品。

【請求項12】

前記第１内部電極は、前記第３面、前記第５面及び前記第６面と連結され、
前記第２内部電極は、前記第４面、前記第５面及び前記第６面と連結される、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プリント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果たす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、小型でありながらも高容量が保障され、実装が容易であるという利点により、様々な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、モバイル機器など、各種電子機器が小型化、高出力化され、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】

積層セラミックキャパシタは、一般的に、誘電体層、及び内部電極が交互に配置される本体と、本体の側面に配置されて本体を保護するサイドマージン部を含むことができる。

【0005】

一方、最近、積層セラミックキャパシタの小型化及び高容量化を達成するために、誘電体層及び内部電極の薄層化が進められており、誘電体層の厚さが薄くなるほど、誘電体層は絶縁抵抗の劣化に弱くなり、これにより積層セラミックキャパシタの耐電圧破壊が発生する可能性がある。

【0006】

このような耐電圧破壊はサイドマージン部の端部で発生する傾向にあるため、積層セラミックキャパシタの誘電体層に対してサイドマージン部に添加される材料や構造を変更して積層セラミックキャパシタの信頼性を確保することができる新たな方法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】

本発明の様々な目的の一つは、積層型電子部品の信頼性を向上させることである。

【0008】

本発明の様々な目的の一つは、積層型電子部品のＤＦ（Ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ Ｆａｃｔｏｒ）及び有効容量変化率を下げることである。

【0009】

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】

【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、及び前記誘電体層を挟んで第１方向に交互に配置される第１内部電極及び第２内部電極を含み、前記第１方向に対向する第１面及び第２面、前記第１面及び前記第２面と連結され、第２方向に対向する第３面及び第４面、前記第１面から第４面と連結され、第３方向に対向する第５面及び第６面を含む本体、前記第５面及び前記第６面に配置されるサイドマージン部及び前記第３面及び前記第４面に配置される外部電極を含み、前記サイドマージン部は、ＢａＴｉＯ_３とＺｎ及びＺｒを含み、前記サイドマージン部のＺｎ及びＺｒの含有量は、それぞれ前記サイドマージン部が含むＴｉ１００モルに対して０．５モル以上１．０モル以下であり、前記サイドマージン部のＺｎ含有量と前記誘電体層のＺｎ含有量は互いに異なり、前記サイドマージン部のＺｒ含有量と前記誘電体層のＺｒ含有量は互いに異なる場合がある。

【発明の効果】

【0011】

本発明の様々な効果の一つとして、積層型電子部品の信頼性を向上させることができる。

【0012】

本発明の様々な効果の一つとして、積層型電子部品のＤＦ（Ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ Ｆａｃｔｏｒ）及び有効容量変化率を低くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態による積層型電子部品を概略的に示した斜視図である。

【図2】図１の本体及びサイドマージン部を分解して概略的に示した分解斜視図である。

【図3】図１のＩ－Ｉ’線に沿った切断断面を概略的に示した断面図である。

【図4】図１のＩＩ－ＩＩ’線に沿った切断断面を概略的に示した断面図である。

【図5】図４のＫ１領域拡大図である。

【図6】図４のＫ２領域拡大図である。

【図7】各試験番号のサイドマージン部を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて撮影したイメージである。

【図8】各試験番号のサイドマージン部を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて撮影したイメージである。

【図9】各試験番号のサイドマージン部を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて撮影したイメージである。

【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、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（または強調表示や簡略化表示）がされることがあり、図面上に同一符号で示される要素は同一要素である。

【0015】

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。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。

【0016】

図面において、第１方向は厚さ（Ｔ）方向、第２方向は長さ（Ｔ）方向、第３方向は幅（Ｗ）方向と定義することができる。

【0017】

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した斜視図であり、図２は、図１の本体及びサイドマージン部を分解して概略的に示した分解斜視図であり、図３は、図１のＩ－Ｉ’線に沿った切断断面を概略的に示した断面図であり、図４は、図１のＩＩ－ＩＩ’線に沿った切断断面を概略的に示した断面図であり、図５は、図４のＫ１領域拡大図であり、図６は、図４のＫ２領域拡大図である。

【0018】

図１～図６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、誘電体層１１１及び誘電体層を挟んで第１方向に交互に配置される第１及び第２内部電極１２１、１２２を含み、第１方向に対向する第１及び第２面１、２、第１及び第２面と連結され、第２方向に対向する第３及び第４面３、４、第１面から第４面と連結され、第３方向に対向する第５及び第６面５、６を含む本体１１０、第５及び第６面に配置されるサイドマージン部１４１、１４２と、第３及び第４面に配置される外部電極１３１、１３２を含み、サイドマージン部１４１、１４２は、ＢａＴｉＯ_３とＺｎ及びＺｒを含み、サイドマージン部１４１、１４２のＺｎ及びＺｒの含有量は、それぞれサイドマージン部が含むＴｉ１００モルに対して０．５モル以上１．０モル以下であり、サイドマージン部のＺｎ含有量と誘電体層のＺｎ含有量は互いに異なり、サイドマージン部のＺｒ含有量と誘電体層のＺｒ含有量は互いに異なることができる。

【0019】

本発明の一実施形態によると、サイドマージン部１４１、１４２のＺｎ及びＺｒの含有量がそれぞれサイドマージン部が含むＴｉ１００モルに対して０．５モル以上１．０モル以下を満たすことでサイドマージン部１４１、１４２の誘電体結晶粒の粒成長を抑制し、緻密化を誘導して積層型電子部品の信頼性を向上させることができ、誘電損失（ＤＦ：Ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ Ｆａｃｔｏｒ）及びＤＣ電界下の有効容量変化率を減少させることができる。

【0020】

以下、本発明の一実施形態による積層型電子部品１００に含まれる各構成についてより詳細に説明する。

【0021】

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や角部の研磨により、本体１１０は完全な直線を有する六面体状ではなく、実質的に六面体状を有することができる。

【0022】

本体１１０は、第１方向に対向する第１及び第２面１、２、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面～第４面１、２、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。

【0023】

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ことができる。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。

【0024】

誘電体層１１１は、複数の誘電体結晶粒１１１ａ及び隣接する誘電体結晶粒間に配置された結晶粒界１１１ｂを含むことができる。誘電体層１１１をなす物質は、十分な静電容量が得られる限り特に制限されず、例えばチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）を含むことができる。

【0025】

誘電体層１１１は、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）などのセラミック粉末、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、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、セラミックグリーンシートを焼成することで形成することができる。

【0026】

誘電体層１１１の平均厚さｔｄは特に限定する必要はない。但し、一般的に誘電体層１１１の厚さが薄くなるほど積層型電子部品の耐湿信頼性及び高温信頼性が低下するという問題点がある。一方、本発明の一実施形態による積層型電子部品の場合、サイドマージン部１４１、１４２のＺｎ及びＺｒの含有量がそれぞれサイドマージン部が含むＴｉ１００モルに対して０．５モル以上１．０モル以下を満たすことで誘電体層１１１の平均厚さｔｄが０．４μｍ以下である場合にも積層型電子部品の信頼性を確保することができる。

【0027】

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方向の大きさを意味する。誘電体層１１１の平均厚さは、本体１１０の第１方向及び第２方向の断面を１万倍率の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて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方向に等間隔の３０つ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。上記等間隔の３０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、このような平均値測定を１０の誘電体層１１１に拡張して平均値を測定すると、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。

【0028】

内部電極１２１、１２２は誘電体層１１１と交互に配置されることができ、例えば、互いに異なる極性を有する一対の電極である第１内部電極１２１と第２内部電極１２２が誘電体層１１１を挟んで互いに対向するように配置されることができる。第１内部電極１２１及び第２内部電極１２２は、その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。

【0029】

第１内部電極１２１は第３、第５及び第６面と連結され、第２内部電極１２２は第４、第５及び第６面と連結されることができる。また、第１内部電極１２１は第４面と離隔して配置されることができ、第２内部電極１２２は第３面と離隔して配置されることができる。

【0030】

内部電極１２１、１２２に含まれる導電性金属は、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であることができ、本発明はこれに限定されるものではない。

【0031】

内部電極１２１、１２２は、セラミックグリーンシート上に所定の厚さで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用いることができ、本発明はこれに限定されるものではない。

【0032】

内部電極１２１、１２２の平均厚さｔｅは特に限定する必要はない。但し、本発明の一実施形態による積層型電子部品の場合、サイドマージン部１４１、１４２のＺｎ及びＺｒの含有量がそれぞれサイドマージン部が含むＴｉ１００モルに対して０．５モル以上１．０モル以下を満たすことで、内部電極１２１、１２２の平均厚さｔｅが０．４μｍ以下である場合にも積層型電子部品の信頼性を確保することができる。

【0033】

内部電極１２１、１２２の平均厚さｔｅは、内部電極１２１、１２２の第１方向の大きさを意味する。ここで、内部電極１２１、１２２の平均厚さは、本体１１０の第１方向及び第２方向の断面を１万倍率の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて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方向に等間隔の３０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。上記等間隔の３０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、このような平均値測定を１０の内部電極１２１、１２２に拡張して平均値を測定すると、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。

【0034】

本体１１０は、本体１１０の内部に配置され、誘電体層１１１を挟んで互いに交互に配置される第１及び第２内部電極１２１、１２２を含んで容量が形成される容量形成部Ａｃと容量形成部Ａｃの第１方向に向かい合う両面上にそれぞれ配置される第１カバー部１１２及び第２カバー部１１３を含むことができる。カバー部１１２、１１３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果たすことができる。カバー部１１２、１１３は、内部電極を含まないことを除いては、誘電体層１１１と同じ構成を有することができる。

【0035】

カバー部１１２、１１３の平均厚さｔｃ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のために、カバー部１１２、１１３の平均厚さｔｃは２０μｍ以下であることができる。上述したように、本発明の一実施形態による積層型電子部品の場合、サイドマージン部１４１、１４２のＺｎ及びＺｒの含有量がそれぞれサイドマージン部が含むＴｉ１００モルに対して０．５モル以上１．０モル以下を満たすことで、カバー部１１２、１１３の平均厚さが２０μｍ以下である場合にも、積層型電子部品の信頼性を確保することができる。

【0036】

ここで、カバー部１１２、１１３の平均厚さは、第１カバー部１１２及び第２カバー部１１３のそれぞれの平均厚さを意味する。また、カバー部１１２、１１３の平均厚さは、カバー部１１２、１１３の第１方向への平均大きさを意味することができ、本体１１０の第１方向及び第２方向の断面で等間隔の５つの地点で測定した第１方向の大きさを平均した値であることができる。

【0037】

本発明の一実施形態によると、第５及び第６面に配置されるサイドマージン部１４１、１４２を含むことができる。具体的には、第５面に配置される第１サイドマージン部１４１及び第６面に配置される第２サイドマージン部１４２を含むことができる。サイドマージン部１４１、１４２は、複数の誘電体結晶粒１４１ａ及び隣接した誘電体結晶粒間に配置された結晶粒界１４１ｂを含むことができ、サイドマージン部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。

【0038】

一方、サイドマージン部１４１、１４２は、ＢａＴｉＯ_３とＺｎ及びＺｒを含むことができる。サイドマージン部１４１、１４２は、ＢａＴｉＯ_３を主成分として含むことができ、ＺｎはＺｎの酸化物形態であるＺｎＯとして存在することができ、ＺｒはＺｒの酸化物形態であるＺｒＯ_２で存在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。

【0039】

ＢａＴｉＯ_３は、ＡＢＯ_３で表される構造を有する代表的なペロブスカイト酸化物である。一方、Ｚｎイオンは＋２価の原子価を有するため、＋２価原子価を有するＢａ位、すなわちＡサイトに置換されることを考慮することができるが、イオンの大きさが大きいＢａとＺｎとの間のサイズミスマッチ（ｓｉｚｅ ｍｉｓｍａｔｃｈ）が大きいため、固溶限界が非常に低い。また、Ｚｎイオンはその大きさが小さくて、上記ＡＢＯ_３構造のうちＢサイト内に置換されることを考慮することもできるが、Ｚｎは原子価（Ｖａｌｅｎｃｅ）がＴｉに比べて低く、実際にＢサイト内に固溶され難い。したがって、ほとんどのＺｎはサイドマージン部の誘電体結晶粒１４１ａ内に固溶されることなく、サイドマージン部の結晶粒界１４１ｂに偏析されることができる。このように結晶粒界に偏析されたＺｎは、誘電体結晶粒の粒成長時に結晶粒界の移動を妨げるドラッグ効果（Ｄｒａｇ Ｅｆｆｅｃｔ）を誘導し、これによりサイドマージン部に含まれた誘電体結晶粒の粒成長を抑制する役割を果たすことができる。また、Ｚｎ酸化物は融点が低くて、代表的な低温焼結助剤として知られている。このようなＺｎ酸化物は、焼成時にサイドマージン部１４１、１４２の液相焼結を誘導してサイドマージン部の緻密度を向上させることができる。

【0040】

また、ＺｒイオンはＴｉと同様に＋４価イオンを有しているが、イオンサイズの差が大きくて、上記Ｂサイト内に固溶され難い。したがって、ほとんどのＺｒはサイドマージン部の誘電体結晶粒１４１ａ内に固溶されることなく、サイドマージン部の結晶粒界１４１ｂに偏析されることができ、結晶粒界に偏析されたＺｒはサイドマージン部に含まれた誘電体結晶粒の粒成長を抑制し、サイドマージン部の緻密度を向上させることができる。

【0041】

このとき、サイドマージン部１４１、１４２に含まれた誘電体結晶粒の粒成長抑制及び緻密化効果によってサイドマージン部１４１、１４２の端部で耐電圧破壊が発生することを防止し、積層型電子部品の信頼性を向上させることができる。

【0042】

また、低温で焼成してもサイドマージン部１４１、１４２の緻密度を向上させることができ、このような低温焼成効果によって容量形成部Ａｃとサイドマージン部１４１、１４２との境界領域の緻密度を向上させて積層型電子部品のＤＦ及び有効容量変化率を下げることができる。

【0043】

本発明の一実施形態によると、サイドマージン部１４１、１４２のＺｎ及びＺｒの含有量は、それぞれサイドマージン部１４１、１４２が含むＴｉ１００モルに対して０．５モル以上１．０モル以下であることができる。サイドマージン部１４１、１４２に含まれたＺｎ及びＺｒの含有量がそれぞれサイドマージン部１４１、１４２が含むＴｉ１００モルに対して０．５モル未満である場合、Ｚｎ及びＺｒによるサイドマージン部の誘電体結晶粒１４１ａの粒成長抑制効果が低下して、積層型電子部品の信頼性向上効果が僅かであることがある。また、サイドマージン部１４１、１４２に含まれたＺｎ及びＺｒの含有量がそれぞれサイドマージン部１４１、１４２が含むＴｉ１００モルに対して１．０モル超過である場合、サイドマージン部の誘電体結晶粒１４１ａの粒成長が過度に抑制されてサイドマージン部の緻密度が低下し、サイドマージン部に形成されたポア（ｐｏｒｅ）を介して外部水分が浸透して積層型電子部品の信頼性が低下することがある。

【0044】

サイドマージン部１４１、１４２は、例えば、本体の第５及び第６面にＢａＴｉＯ_３、ＺｎＯ及びＺｒＯ_２を含む誘電体シートを積層した後、焼成することで形成されることができる。また、サイドマージン部に含まれたＺｎ及びＺｒの含有量は、誘電体シートに添加されるＺｎＯ及びＺｒＯ_２の含有量を調節することで決定することができる。

【0045】

本発明の一実施形態によると、サイドマージン部１４１、１４２のＺｎ含有量は誘電体層１１１のＺｎ含有量と互いに異なり、サイドマージン部１４１、１４２のＺｒ含有量は誘電体層１１１のＺｒ含有量と互いに異なることがある。

【0046】

すなわち、サイドマージン部１４１、１４２に含まれるＺｎ及びＺｒは、例えばサイドマージン部１４１、１４２の端部で発生する耐電圧破壊を防止するために添加されるものであり、誘電体層１１１に同一の含有量のＺｎ及びＺｒが添加される必要はない。また、本発明の一実施形態によると、サイドマージン部１４１、１４２は、本体の第５及び第６面に別途の誘電体シートを積層後に焼成して形成されるものであるため、別途工程なしにサイドマージン部１４１、１４２に含まれたＺｎ及びＺｒの含有量と誘電体層１１１に含まれたＺｎ及びＺｒの含有量を互いに異なるように調節することができる。

【0047】

例えば、誘電体層１１１はＺｎを含まないか、サイドマージン部１４１、１４２よりも少ない含有量のＺｎを含むことができる。また、誘電体層１１１は、Ｚｒを含まないか、サイドマージン部１４１、１４２よりも少ない含有量のＺｒを含むことができる。上述したように、Ｚｎ及びＺｒは誘電体結晶粒の粒成長を抑制する役割を果たし、誘電体層の誘電体結晶粒径が小さくなるほど積層型電子部品の有効容量が低下するという問題点が発生することがあるため、誘電体層１１１は、Ｚｎ及びＺｒを含まないか、サイドマージン部１４１、１４２よりも少ない含有量のＺｎ及びＺｒを含むことで積層型電子部品の有効容量が低下することを防止しながらも、サイドマージン部１４１、１４２のＺｎ及びＺｒの含有量は、それぞれサイドマージン部１４１、１４２が含むＴｉ１００モルに対して０．５モル以上１．０モル以下を満たすことで積層型電子部品の信頼性をより向上させることができる。

【0048】

一実施形態において、サイドマージン部のうち結晶粒界１４１ｂにおけるＺｎ含有量は誘電体結晶粒１４１ａにおけるＺｎ含有量よりも大きく、サイドマージン部のうち結晶粒界１４１ｂにおけるＺｒ含有量は誘電体結晶粒１４１ａにおけるＺｒ含有量よりも大きいことができる。上述したように、サイドマージン部に含まれたＺｎ及びＺｒのほとんどはサイドマージン部の誘電体結晶粒１４１ａ内に固溶されることなく、サイドマージン部の結晶粒界１４１ｂに偏析されて粒成長抑制及び緻密化を誘導することができる。これによって、サイドマージン部の結晶粒界１４１ｂにおけるＺｎ及びＺｒの含有量は、誘電体結晶粒１４１ａにおけるＺｎ及びＺｒの含有量よりも大きいことができる。

【0049】

一実施形態において、サイドマージン部１４１、１４２に含まれた誘電体結晶粒１４１ａの平均大きさをＡ１とするとき、１０４ｎｍ≦Ａ１≦１９２ｎｍを満たすことができる。また、誘電体層１１１に含まれた誘電体結晶粒１１１ａの平均大きさをＡ２とするとき、０．３４≦Ａ１／Ａ２≦０．６５を満たすことができる。

【0050】

上記Ａ１及びＡ２は、例えば、サイドマージン部及び誘電体層にそれぞれ含まれたＺｎ及びＺｒの含有量によって調節されることができる。このとき、Ａ１及びＡ１／Ａ２が上記条件を満たすと、サイドマージン部の粒成長抑制による積層型電子部品の信頼性向上効果がより顕著になることがある。

【0051】

上記Ａ１は、積層型電子部品の第２方向の中央で切断した第１及び第３方向の断面において、サイドマージン部１４１、１４２の中央領域（例えば、図４のＫ１領域）を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて５０，０００倍拡大したイメージを得た後、イメージをイメージ分析プログラム、例えば、Ｚｏｏｔｏｓ社のＺｏｏｔｏｓ Ｐｒｏｇｒａｍを用いて分析して得た誘電体結晶粒径の平均値を意味することができる。

【0052】

また、Ａ２は、積層型電子部品の第２方向の中央で切断した第１及び第３方向の断面において、容量形成部Ａｃの中央領域（例えば、図４のＫ２領域）に配置された誘電体層１１１を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて５０，０００倍拡大したイメージを得た後、イメージをイメージ分析プログラム、例えば、Ｚｏｏｔｏｓ社のＺｏｏｔｏｓ Ｐｒｏｇｒａｍを用いて分析して得た誘電体結晶粒径の平均値を意味することができる。

【0053】

一実施形態において、サイドマージン部１４１、１４２はＤｙを含み、サイドマージン部のＤｙ含有量はサイドマージン部が含むＴｉ１００モルに対して０．５モル以上２．０モル以下であることができる。Ｄｙはサイドマージン部１４１、１４２内でＤｙの酸化物または炭酸塩の形態で存在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。Ｄｙは、積層型電子部品の信頼性を向上させる役割を果たすことができる。

【0054】

サイドマージン部のＤｙの含有量がサイドマージン部が含むＴｉ１００モルに対して０．５モル未満である場合、上述した信頼性向上効果が僅かであることがある。また、サイドマージン部のＤｙの含有量がサイドマージン部が含むＴｉ１００モルに対して２．０モル超過である場合、積層型電子部品の高温耐電圧特性が低下することがある。

【0055】

一実施形態において、サイドマージン部１４１、１４２はＴｂを含み、サイドマージン部のＴｂ含有量は、サイドマージン部が含むＴｉ１００モルに対して０．１モル以上０．５モル以下であることができる。Ｔｂはサイドマージン部１４１、１４２内でＴｂの酸化物または炭酸塩の形態で存在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。Ｔｂは、サイドマージン部１４１、１４２と内部電極１２１、１２２との間に発生するポア（ｐｏｒｅ）を満たして積層型電子部品の信頼性を向上させる役割を果たすことができる。

【0056】

サイドマージン部のＴｂ含有量がサイドマージン部が含むＴｉ１００モルに対して０．１モル未満である場合、上述した信頼性向上効果が僅かであることがある。また、サイドマージン部のＴｂ含有量がサイドマージン部が含むＴｉ１００モルに対して０．５モル超過である場合、誘電体層１１１の絶縁抵抗低下の現象が発生する可能性がある。

【0057】

一実施形態において、サイドマージン部１４１、１４２はＳｉを含み、サイドマージン部のＳｉ含有量は、サイドマージン部が含むＴｉ１００モルに対して２．０モル以上５．０モル以下であることができる。Ｓｉは、サイドマージン部１４１、１４２内でガラスやＳｉ酸化物または炭酸塩の形態で存在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。Ｓｉは、積層型電子部品の高温耐電圧特性を向上させる役割を果たすことができる。

【0058】

サイドマージン部のＳｉ含有量がサイドマージン部が含むＴｉ１００モルに対して２．０モル未満である場合、上述した高温耐電圧特性の改善効果が僅かであることがある。また、サイドマージン部のＳｉ含有量がサイドマージン部が含むＴｉ１００モルに対して５．０モル超過である場合、サイドマージン部の焼結性及び緻密度を低下及び２次相生成などの問題点が発生することがある。

【0059】

一実施形態において、サイドマージン部１４１、１４２はＡｌを含み、サイドマージン部のＡｌ含有量はサイドマージン部が含むＴｉ１００モルに対して０．６モル以下であることができる。Ａｌは、サイドマージン部１４１、１４２内でガラスやＡｌ酸化物または炭酸塩の形態で存在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。Ａｌは積層型電子部品の高温耐電圧特性を向上させる役割を果たすことができ、アクセプタ（ａｃｃｅｐｔｏｒ）として作用して電子濃度を減らして信頼性を改善する役割も果たすことができる。

【0060】

サイドマージン部のＡｌ含有量がサイドマージン部が含むＴｉ１００モルに対して０．６モル超過である場合、サイドマージン部の焼結性及び緻密度の低下及び２次相生成などの問題点が発生することがある。サイドマージン部のＡｌ含有量の下限は特に限定する必要はなく、例えば０モル超過であることができる。

【0061】

一実施形態において、サイドマージン部１４１、１４２はＭｇを含み、サイドマージン部のＭｇ含有量はサイドマージン部が含むＴｉ１００モルに対して１．０モル以下であることができる。Ｍｇは、サイドマージン部１４１、１４２内でＭｇ酸化物または炭酸塩の形態で存在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。Ｍｇは、原子価固定アクセプタ（ａｃｃｅｐｔｏｒ）元素であり、電子濃度を減らしてｎ－ｔｙｐｅ化による積層型電子部品の信頼性を改善することができる。

【0062】

サイドマージン部のＭｇ含有量がサイドマージン部が含むＴｉ１００モルに対して１．０モル超過である場合、絶縁破壊電圧（ＢＤＶ）が低くなるという問題点が発生する可能性がある。サイドマージン部のＭｇ含有量の下限は特に限定する必要はなく、例えば０モル超過であることができる。

【0063】

誘電体層１１１及びサイドマージン部１４１、１４２において、各元素の含有量を測定する方法の例を説明する。非破壊工法の場合、ＴＥＭ－ＥＤＳ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ－Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ－ｒａｙ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用いて誘電体層１１１及びサイドマージン部１４１、１４２の誘電体結晶粒の内部の成分を分析することができる。例えば、積層型電子部品の第２方向の中央で切断した第１及び第３方向の断面において、集束イオンビーム（ＦＩＢ）装置を用いて薄片化された分析試料を用意する。そして、薄片化された試料をＡｒイオンミリングを用いて表面のダメージ層を除去し、この後、ＳＴＥＭ－ＥＤＸを用いて得られたイメージで各成分のマッピング及び定量分析を行う。この場合、各成分の定量分析グラフは、各元素の質量分率で得ることができ、これをモル分率で換算して表すことができる。また、破壊工法の場合、積層型電子部品を粉砕して内部電極を除去した後、サイドマージン部及び誘電体層を選別し、このように選別されたサイドマージン部及び誘電体層を誘導結合プラズマ分光分析器（ＩＣＰ－ＯＥＳ）、誘導結合プラズマ質量分析器（ＩＣＰ－ＭＳ）などの装置を用いて誘電体層及びサイドマージン部の成分を分析することができる。但し、本発明がこれに限定されるものではなく、誘電体層１１１及びサイドマージン部１４１、１４２における各元素の含有量は、蛍光Ｘ線分析法（ＸＲＦ）など様々な分析法によって測定されることができる。

【0064】

一実施形態において、サイドマージン部１４１、１４２の平均厚さは２μｍ～１０μｍであることができる。サイドマージン部１４１、１４２の平均厚さが２μｍ未満の場合、積層型電子部品の信頼性が低下することがあり、サイドマージン部１４１、１４２の平均厚さが１０μｍ超過である場合、積層型電子部品の単位体積当たりの容量が低下することがある。

【0065】

ここで、サイドマージン部１４１、１４２の平均厚さは、第１サイドマージン部１４１及び第２サイドマージン部１４２のそれぞれの平均厚さを意味する。また、サイドマージン部１４１、１４２の平均厚さは、サイドマージン部１４１、１４２の第３方向の平均大きさを意味することができ、積層型電子部品の第１方向及び第３方向の断面で等間隔の５つの地点で測定した第３方向の大きさを平均した値であることができる。

【0066】

外部電極１３１、１３２は本体１１０の第３及び第４面３、４に配置されることができ、第１、第２、第５及び第６面の一部上に延長することができる。また、外部電極１３１、１３２は、複数の第１内部電極１２１と連結される第１外部電極１３１及び複数の第２内部電極１２２と連結される第２外部電極１３２を含むことができる。

【0067】

外部電極１３１、１３２は、本体１１０の第３及び第４面３、４を導電性金属及びガラスを含む外部電極用導電性ペーストにディッピング（ｄｉｐｐｉｎｇ）した後に焼成することで形成されることができ、導電性金属及びガラスを含むシートを転写する方式で形成されることもできる。

【0068】

外部電極１３１、１３２に含まれる導電性金属は銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、鉛（Ｐｂ）及び／またはこれらを含む合金などを含むことができるが、本発明がこれに限定されるものではない。

【0069】

なお、図示してはいないが、外部電極１３１、１３２上には実装特性を向上させるためのめっき層が配置されることができる。めっき層は、ニッケル（Ｎｉ）、スズ（Ｓｎ）、パラジウム（Ｐｄ）及び／またはこれらを含む合金など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もできる。また、めっき層は、ニッケル（Ｎｉ）めっき層またはスズ（Ｓｎ）めっき層であることができ、ニッケル（Ｎｉ）めっき層及びスズ（Ｓｎ）めっき層が順次形成された形態であることもできる。

【0070】

図面では、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、これに限定されるものではなく、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することができる。

【0071】

（実験例）
まず、誘電体層及び内部電極を含む本体を設けた後、ＢａＴｉＯ_３、ＺｎＯ、ＺｒＯ_２、添加剤、溶剤、分散剤などを含む別途の誘電体シートを製作し、本体の第５及び第６面に誘電体シートを積層した後に焼成してサイドマージン部を形成した。焼成後、本体の第３及び第４面をＣｕを含む外部電極用導電性ペーストにディッピングした後に焼成して外部電極を形成することでサンプルチップを調製した。一方、各サンプルチップの誘電体層には別途Ｚｎ及びＺｒを添加しなかった。

【0072】

このとき、各試験番号当たりの１０のサンプルについて、サイドマージン部に含まれたＴｉ１００モルに対するＺｎ含有量と、サイドマージン部に含まれたＴｉ１００モルに対するＺｒ含有量をそれぞれ測定した後、Ｚｎ含有量の平均値とＺｒ含有量の平均値を下記表１に記載した。

【0073】

また、サンプルチップの第２方向の中央で切断した第１及び第３方向の断面において、サイドマージン部の中央領域を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて５０，０００倍拡大したイメージを得た後、イメージをＺｏｏｔｏｓ社のＺｏｏｔｏｓ Ｐｒｏｇｒａｍを用いて分析してサイドマージン部に含まれた誘電体結晶粒の平均大きさＡ１を求めた後に下記表１に記載した。

【0074】

同一断面において、容量形成部Ａｃの中央領域に配置された誘電体層を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて５０，０００倍拡大したイメージを得た後、イメージをＺｏｏｔｏｓ社のＺｏｏｔｏｓ Ｐｒｏｇｒａｍを用いて分析して誘電体層に含まれた誘電体結晶粒径の平均大きさＡ２を求めた後に下記表１に記載した。

【0075】

【表1】

【0076】

上記表１を参照すると、サイドマージン部に含まれたＺｎ及びＺｒの含有量が増加するほど、サイドマージン部の誘電体結晶粒の粒成長を抑制してＡ１が減少することを確認することができ、これによってＡ１／Ａ２値も一緒に減少することを確認することができる。

【0077】

図７～図９は、各試験番号のサイドマージン部を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて撮影したイメージである。より具体的には、図７の（ａ）は、試験番号１のサイドマージン部、図７の（ｂ）は、試験番号２のサイドマージン部、図８の（ａ）は、試験番号３のサイドマージン部、図８の（ｂ）は、試験番号４のサイドマージン部、図９は、試験番号５のサイドマージン部を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて撮影したイメージである。図７～９を参照すると、サイドマージン部に含まれたＺｎ及びＺｒの含有量が増加するほど、サイドマージン部の誘電体結晶粒の平均大きさが減少することが確認できる。

【0078】

次に、誘電損失（ＤＦ：Ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ Ｆａｃｔｏｒ）と１Ｖ ＤＣでの有効容量変化率を１００ｋｈｚ、０．０１Ｖｒｍｓ、１Ｖｄｃ、測定時間６０秒条件で測定して下記表２に記載した。また、各試験番号当たりの４０のサンプルチップに対して高温信頼性評価及び耐湿信頼性評価を行った。

【0079】

高温信頼性評価は各サンプルチップを実装し、温度１０５℃で１２．６Ｖの電圧を５０時間印加した後、絶縁抵抗値が６ｏｒｄｅｒ以下に落ちたサンプルの個数を下記表２に記載した。

【0080】

耐湿信頼性評価は各サンプルチップを実装し、温度８５℃、相対湿度８５％で１２．６Ｖの電圧を２４時間印加した後、絶縁抵抗が初期数値より１ｏｒｄｅｒ以上離れたサンプルの個数を下記表２に記載した。

【0081】

【表2】

【0082】

上記表２を参照すると、サイドマージン部に含まれたＺｎ及びＺｒの含有量が増加するほど、ＤＦ及び有効容量変化率が減少することが確認できる。これは、サイドマージン部に含まれたＺｎ及びＺｒによって容量形成部とサイドマージン部と境界領域の緻密度が向上することができ、これによりサンプルチップのＤＦ及び有効容量変化率が低くなったものと予想される。

【0083】

一方、試験番号１及び２は、高温信頼性評価及び／または耐湿信頼性評価で不良のサンプルが発生した。これはサイドマージン部に含まれたＺｎ及びＺｒの含有量が小さくて、Ｚｎ及びＺｒによる信頼性向上効果が僅かであったためであると予想される。また、試験番号５で高温信頼性評価及び耐湿信頼性評価時に不良のサンプルが発生した理由は、図９のように、粒成長が過度に抑制されることで発生したポア（ｐｏｒｅ）を介して外部水分が浸透したためであると予想される。

【0084】

一方、試験番号３及び４は、高温信頼性評価及び耐湿信頼性評価のいずれにも不良のサンプルが発生せず、これによりサイドマージン部のＺｎ及びＺｒの含有量は、それぞれサイドマージン部が含むＴｉ１００モルに対して０．５以上１．０モル以下のとき、積層型電子部品の信頼性向上効果が顕著になることを確認した。

【0085】

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、添付された特許請求の範囲によって限定する。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、当技術分野の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、これもまた本発明の範囲に属するといえる。

【0086】

また、「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組み合わせて実施されることを排除しない。例えば、特定の一実施形態において説明された事項が他の一実施形態に説明されていなくても、他の一実施形態においてその事項と反対または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として理解することができる。

【0087】

また、第１、第２などの表現は、ある構成要素と他の構成要素とを区分付けるために用いるものであり、該当構成要素の順序及び／または重要度などを限定しない。場合によっては、権利範囲を逸脱することなく、第１構成要素は第２構成要素と命名することもでき、同様に第２構成要素は第１構成要素と命名することもできる。

【符号の説明】

【0088】

１００ 積層型電子部品
１１０ 本体
１１１ 誘電体層
１１２、１１３ カバー部
１２１、１２２ 内部電極
１３１、１３２ 外部電極
１４１、１４２ サイドマージン部
１１１ａ、１４１ａ 誘電体結晶粒
１１１ｂ、１４１ｂ 結晶粒界

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】