JP2024132898A - 積層型電子部品 - Google Patents

Abstract

【課題】サイドマージン部内の正孔をトラップして水和を防止することにより、絶縁抵抗の可逆的劣化を防止する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、誘電体層及び誘電体層と交互に配置される内部電極を含み、第１方向に対向する第１面１及び第２面２、第１面及び第２面と連結され、第２方向に対向する第３面３及び第４面４並びに上記第１面～第４面と連結され、第３方向に対向する第５面５及び第６面６を含む本体１１０と、本体の第５面及び第６面上に配置されるサイドマージン部１１４、１１５と、第３面及び第４面上に配置される外部電極１３１、１３２と、を含む。サイドマージン部は、Ｓｎ及び遷移金属を含み、Ｓｎの含量に対す遷移金属の含量の割合は１０以上である。
【選択図】図１

Description

本発明は、積層型電子部品に関する。

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。

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。

特に、静電容量を向上させるために、本体の側面に別途のサイドマージン部を形成する構造の場合、サイドマージン部を介した水分浸透の確率が高くなり、水分浸透による絶縁抵抗劣化を防止するための構造的改善が必要となる実情である。

本発明のいくつかの目的の一つは、本体の側面に別途のサイドマージン部を形成する場合、サイドマージン部を介した水分浸透によって絶縁抵抗が劣化する現象を抑制することである。

ただし、本発明の目的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することができる。

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み、第１方向に対向する第１面及び第２面、上記第１面及び第２面と連結され、第２方向に対向する第３面及び第４面、並びに上記第１面～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、上記第５面及び第６面上に配置されるサイドマージン部と、上記第３面及び第４面上に配置される外部電極と、を含み、上記サイドマージン部はＳｎ及び遷移金属を含み、上記サイドマージン部において、上記Ｓｎの含量に対する上記遷移金属の含量の割合は１０以上である。

本発明のいくつかの効果の一つは、サイドマージン部に含まれるＳｎの含量に対する遷移金属の含量の割合を１０以上に調節し、サイドマージン部内の正孔をトラップして水和を防止することにより、絶縁抵抗の可逆的劣化を防止することである。

ただし、本発明の多様かつ有益な利点及び効果は、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することができる。

本発明の一実施形態による積層型電子部品を示す斜視図である。 一実施例による本体を概略的に示す斜視図である。 図１のＩ－Ｉ'線に沿った断面図である。 図１のＩＩ－ＩＩ'線に沿った断面図である。 図４のＰ領域の拡大図である。 本発明の一実施形態による積層型電子部品を製造する方法の一例を示す図である。 本発明の一実施形態による積層型電子部品を製造する方法の一例を示す図である。 本発明の一実施形態による積層型電子部品を製造する方法の一例を示す図である。

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。

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。

図１は、本発明の一実施形態による積層型電子部品を示す斜視図であり、図２は、一実施例による本体を概略的に示す斜視図であり、図３は、図１のＩ－Ｉ'線に沿った断面図であり、図４は、図１のＩＩ－ＩＩ'線に沿った断面図であり、図５は、図４のＰ領域の拡大図であり、図６～図８は、本発明の一実施形態による積層型電子部品を製造する方法の一例を示す図である。

以下、図１～図８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。

図において、第１方向は、誘電体層を挟んで第１内部電極及び第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。

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を含み、第１方向に対向する第１面１及び第２面２、上記第１面及び第２面と連結され、第２方向に対向する第３面３及び第４面４、並びに第１面～第４面と連結され、第３方向に対向する第５面５及び第６面６を含む本体１１０と、上記第５面及び第６面上に配置されるサイドマージン部１１４、１１５と、上記第３面及び第４面上に配置される外部電極１３１、１３２と、を含み、上記サイドマージン部はＳｎ及び遷移金属を含み、上記サイドマージン部において、上記Ｓｎの含量に対する上記遷移金属の含量の割合は１０以上である。

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第１内部電極１２１及び第２内部電極１２２を含む。

本体１１０の具体的な形状に特に限定はないが、図２に示すように本体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。

本体１１０は、第１方向に互いに対向する第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方向に互いに対向する第３面３及び第４面４、第１面１及び第２面２と連結され、第３面３及び第４面４と連結され、第３方向に互いに対向する第５面５及び第６面６を含むことができる。

本体１１０を形成する方法は特に限定されない。例えば、図６～図８に示すように、複数個の平行な第１内部電極パターン２２１が印刷された第１セラミックグリーンシート２１１ａと、複数個の平行な第２内部電極パターン２２２が印刷された第２セラミックグリーンシート２１１ｂとを互いに交互に積層し、上記セラミックグリーンシート積層体２２０を複数個のストライプ状の第１内部電極パターン２２１及びストライプ状の第２内部電極パターン２２２を横切るように互いに直交するＣ１－Ｃ１及びＣ２－Ｃ２の切断線に沿って個別のサイズに切断し、積層本体２１０を形成した後、焼成を経て本体１１０を形成するか、又は後述するサイドマージン部１１４、１１５を積層本体２１０の側面に付着した後に併せて焼成して本体１１０を形成することができるが、これに限定されるものではない。

このとき、図２に示すように、積層型電子部品１００の単位体積当たりの静電容量を最大化し、内部電極１２１、１２２の端と誘電体層１１１との段差を最小化するために、内部電極１２１、１２２の第３方向の両端は、本体１１０の第５面５及び第６面６とそれぞれ接することができる。

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。

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_３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、ＢａＴｉＯ_３、ＢａＴｉＯ_３にＣａ（カルシウム）、Ｚｒ（ジルコニウム）等が一部固溶した（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）又はＢａ（Ｔｉ_１－ｙＺｒ_ｙ）Ｏ_３（０＜ｙ＜１）等が挙げられる。

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_３）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。よって、本発明の一実施形態によれば、誘電体層１１１はＢａ及びＴｉを含む。

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。

ただし、一般的に誘電体層１１１を０．６μｍ未満の厚さに薄く形成する場合、特に誘電体層１１１の平均厚さｔｄが０．３５μｍ以下の場合には信頼性が低下するおそれがある。

本発明の一実施形態によれば、サイドマージン部１１４、１１５において、Ｓｎ含量に対する遷移金属の含量の割合を１０以上に調節し、湿潤環境下でもＢａ及びＴｉを含む誘電体層の絶縁抵抗劣化を抑制することにより耐湿信頼性を向上させることができるため、誘電体層１１１の平均厚さｔｅが０．３５μｍ以下である場合にも、積層型電子部品１００の優れた耐湿信頼性を確保することができる。

したがって、誘電体層１１１の平均厚さｔｄが０．３５μｍ以下の場合に、本発明による効果がより顕著となり、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ことができる。

上記誘電体層１１１の平均厚さｔｄは、上記第１内部電極１２１及び第２内部電極１２２の間に配置される誘電体層１１１の第１方向の平均サイズを意味することができる。一方、本体１１０が複数の誘電体層１１１を含む場合、誘電体層１１１の平均厚さｔｄは、複数の誘電体層１１１のうち少なくとも一つの平均厚さを意味することができる。

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である３０個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。

図２～図４を参照すると、本体１１０は、本体１１０の内部に配置され、第１内部電極１２１及び第２内部電極１２２が第１方向に重なる領域である容量形成部Ａｃを含むことができる。

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することができる。

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。

上記上部カバー部及び下部カバー部は、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。

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。

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_３）系セラミック材料を含むことができる。

一方、カバー部１１２、１１３の平均厚さｔｃは特に限定する必要はない。ただし、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。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ことができる。

カバー部１１２、１１３の平均厚さｔｃ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。

内部電極１２１、１２２は誘電体層１１１と交互に配置される。このとき、上記内部電極及び誘電体層は第１方向に交互に配置される。

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面と連結され、第２内部電極１２２の一端は第４面と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。

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。

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。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内部電極１２１及び第２内部電極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。

また、上述したように、積層型電子部品１００の単位体積当たりの静電容量を最大化し、内部電極１２１、１２２の端と誘電体層１１１との段差を最小化するために、内部電極１２１、１２２の第３方向の両端は、本体１１０の第５面５及び第６面６とそれぞれ接することができる。

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。

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。

一方、内部電極１２１、１２２の平均厚さｔｅは特に限定する必要はない。

ただし、一般的に内部電極１２１、１２２を０．６μｍ未満の厚さに薄く形成する場合、特に内部電極１２１、１２２の平均厚さｔｅが０．３５μｍ以下の場合には、信頼性が低下するおそれがある。

本発明の一実施形態によれば、サイドマージン部１１４、１１５において、Ｓｎ含量に対する遷移金属の含量の割合を１０以上に調節し、湿潤環境下でもＢａ及びＴｉを含む誘電体層の絶縁抵抗劣化を抑制することにより、耐湿信頼性を向上させることができるため、内部電極１２１、１２２の平均厚さｔｅが０．３５μｍ以下である場合にも、積層型電子部品１００の優れた耐湿信頼性を確保することができる。

したがって、内部電極１２１、１２２の平均厚さｔｅが０．３５μｍ以下の場合に、本発明による効果がより顕著となり、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ことができる。

上記内部電極１２１、１２２の平均厚さｔｅは、内部電極１２１、１２２の第１方向の平均サイズを意味することができる。一方、本体１１０が複数の内部電極１２１、１２２を含む場合、内部電極１２１、１２２の平均厚さｔｄは、複数の内部電極１２１、１２２のうち少なくとも一つの平均厚さを意味することができる。

内部電極１２１、１２２の平均厚さｔｅ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、一つの内部電極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個の内部電極に拡張して平均値を測定すると、内部電極の平均厚さをさらに一般化することができる。

図１及び図４を参照すると、本体１１０の第５面及び第６面５、６上にはサイドマージン部１１４、１１５が配置されることができる。

サイドマージン部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。

サイドマージン部１１４、１１５を形成する方法は特に限定されない。例えば、積層本体２１０の側面にサイドマージン部形成用セラミックスラリーを塗布した後に焼成するか、又はサイドマージン部形成用セラミックグリーンシートを加圧密着した後に焼成して形成することができる。サイドマージン部１１４、１１５を形成する材料は特に限定する必要はなく、誘電体層１１１と同じ材料で形成されてもよいが、これに限定されず、誘電体層１１１と異なる材料で形成された場合には
、異なる組成を有することができる。

一方、マージン部１１４、１１５の幅は特に限定する必要はない。ただし、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。また、本発明の一実施形態によれば、サイドマージン部１１４、１１５において、Ｓｎ含量に対する遷移金属の含量の割合を１０以上に調節し、湿潤環境下でもＢａ及びＴｉを含む誘電体層の絶縁抵抗劣化を抑制することで耐湿信頼性を向上させることができるため、マージン部１１４、１１５の平均幅が１５μｍ以下である場合にも、優れた信頼性を確保することができる。サイドマージン部１１４、１１５の平均幅は、サイドマージン部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の側面で等間隔の５個の地点で測定したサイドマージン部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。

本発明の一実施形態によれば、サイドマージン部１１４、１１５はＳｎ及び遷移金属を含むことができる。

従来の場合、サイドマージン部の誘電体グレインのグレインサイズを小さくして高靭性を実現するために、サイドマージン部にＳｎを含ませる試みがあった。

しかし、サイドマージン部が外部からの衝撃により損傷する場合、損傷部位に水分が浸透し、容量形成部Ａｃに含まれる誘電体層１１１に影響を及ぼすため、湿潤環境下で誘電体層１１１における絶縁抵抗劣化の根本的な遮断を行うには限界がある実情である。

そこで、本発明の一実施形態によるサイドマージン部１１４、１１５は、Ｓｎ以外にも遷移金属をさらに含むことで、湿潤環境下でも誘電体層１１１の絶縁抵抗劣化を抑制して積層型電子部品１００の耐湿信頼性を向上させることができる。

サイドマージン部１１４、１１５におけるＳｎに対する遷移金属のモル比が１０未満である場合、後述する誘電体層１１１のセラミック内の正孔をトラップして誘電体層１１１の絶縁抵抗を抑制する効果が十分でない可能性がある。したがって、本発明の一実施形態のように、サイドマージン部１１４、１１５におけるＳｎに対する遷移金属のモル比は１０以上であることが好ましく、これにより積層型電子部品１００の耐湿信頼性を著しく向上させることができる。

一方、サイドマージン部１１４、１１５におけるＳｎに対する遷移金属のモル比の上限値は特に限定されないが、過度な遷移金属の添加は酸素空孔の生成による誘電体層における信頼性の劣化を招く可能性があるため、２５以下であることが好ましい。

サイドマージン部１１４、１１５に含まれる遷移金属の種類は特に限定されない。例えば、上記遷移金属は、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｖ、Ｎｉ、Ｆｅ及びこれらの合金のうち一つ以上であってもよい。

一方、サイドマージン部１１４、１１５の強度及び靭性を向上させるために、サイドマージン部１１４、１１５に含まれるＳｎの含量を調節することができる。この場合、サイドマージン部１１４、１１５は、Ｂａ及びＴｉをさらに含むことができ、サイドマージン部１１４、１１５におけるＳｎの含量は、Ｂａ１００モルに対して０．１モル以上３．０モル以下であることが好ましい。サイドマージン部１１４、１１５におけるＳｎの含量がＢａ１００モルに対して０．１モル未満の場合、Ｓｎの添加による実質的な効果が現れにくく、サイドマージン部１１４、１１５におけるＳｎの含量がＢａ１００モルに対して３．０モルを超える場合、Ｓｎ間のネットワーク形成及び過度な誘電体層の粒成長抑制により耐衝撃性の劣化が問題となる可能性がある。

一方、サイドマージン部１１４、１１５は、コア－シェル構造を有する誘電体グレインを一つ以上含むことができる。このとき、コア－シェル構造のシェル部は、Ｔｉの一部がＳｎで置換されることができ、置換されたＳｎによってサイドマージン部１１４、１１５の誘電体グレインの粒成長を抑制することができる。これにより、サイドマージン部１１４、１１５の緻密性が向上できる。

また、サイドマージン部に含まれるＳｎに対する遷移金属のモル比を測定する方法は特に限定されない。例えば、積層型電子部品１００の第２方向の中心部まで研磨して第１方向及び第３方向の断面を露出させた後、サイドマージン部１１４、１１５の第１方向に離隔した任意の５個以上の５μｍ×５μｍの領域でＳＥＭ－ＥＤＸ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ Ｅｎｅｒｇｙ－Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ－ｒａｙ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）分析によりＳｎ含量の平均値及び遷移金属の含量の平均値を測定した後、Ｓｎに対する遷移金属のモル比の平均値を算出することができる。このとき、各元素の含量はａｔ％又はｍｏｌ％で測定されることができる。

上述したように、誘電体層１１１はＢａＴｉＯ_３系セラミック材料で形成されることができるため、誘電体層１１１はＢａ及びＴｉを含むことができる。このとき、外部からの水分が誘電体層１１１に浸透する場合、誘電体層１１１は水和状態で絶縁抵抗が可逆的に劣化することがある。

Ｂａ及びＴｉを含む誘電体層１１１の誘電体セラミックの水和は、下記のように正孔（ｈｏｌｅ、下記の化学式１の
）が消耗されて可逆的に行われるため、誘電体セラミックがｎ－ｔｙｐｅの性質を有する場合、湿潤環境下で絶縁抵抗が劣化するのに対し、ｐ－ｔｙｐｅの性質を有する場合は、湿潤環境下で絶縁抵抗が増加する可能性がある。

［化学式１］

一実施例において、誘電体層１１１は、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｔｂ、Ｌａ、Ｙｂ及びＥｒのうち一つ以上をさらに含むことができる。これにより、誘電体層１１１に含まれる誘電体グレインの平均グレインサイズを小さくして誘電率を向上させることができ、高温信頼性も向上することができる。ところが、誘電体層１１１がＤｙ、Ｈｏ、Ｔｂ、Ｌａ、Ｙｂ及びＥｒのうち一つ以上のような添加剤をさらに含んでｎ－ｔｙｐｅの性質を有する場合、上述のように誘電体層１１１における誘電体セラミックの水和により絶縁抵抗が劣化することがある。しかし、本発明の一実施形態によれば、サイドマージン部１１４、１１５はＳｎ及び遷移金属を含み、サイドマージン部１１４、１１５において、Ｓｎに対する遷移金属のモル比が１０以上であるため、誘電体層１１１がＤｙ、Ｈｏ、Ｔｂ、Ｌａ、Ｙｂ及びＥｒのうち一つ以上を含んでいても、水和状態で絶縁抵抗が劣化する現象を防止することができる。

具体的に、容量形成部Ａｃに水分が浸透する場合、誘電体層１１１の第３方向の端では誘電体セラミック内の正孔が消耗されて水和が行われ、絶縁抵抗が劣化することがあるが、本発明の一実施形態のように、サイドマージン部１１４、１１５が本体１１０の第５面及び第６面５、６上に配置される場合、サイドマージン部１１４、１１５に含まれる遷移金属が誘電体層１１１の誘電体セラミック内の正孔をトラップして水和反応を防止することができる。これにより、積層型電子部品１００の耐湿信頼性を著しく向上させることができる。

一実施例において、誘電体層１１１は遷移金属を含むことができる。このとき、誘電体層１１１に含まれる遷移金属は、サイドマージン部１１４、１１５に含まれる遷移金属元素が誘電体層１１１の第３方向の両端に拡散して形成されたものであってもよい。これにより、水分浸透に脆弱な部分である誘電体層１１１の第３方向の両端に遷移金属が含まれることで、誘電体層１１１の絶縁抵抗劣化を抑制することができる。

このとき、図５を参照すると、一実施例では、誘電体層１１１の第３方向の両端に拡散した遷移金属により、誘電体層１１１は第５面及び第６面に隣接する領域である第１領域１１１ａ、及び第１領域１１１ａの間に配置された第２領域１１１ｂに区分されることができ、第１領域１１１ａに含まれたＢａに対する遷移金属のモル比が第２領域１１１ｂに含まれたＢａに対する遷移金属のモル比よりも高いことができる。これにより、誘電体層１１１の全領域に酸素空孔が発生して信頼性が劣化する現象を防止するとともに、水分浸透に脆弱な第１領域１１１ａの正孔をトラップすることにより、積層型電子部品１００全体の耐湿信頼性を向上させることができる。

一方、Ｂａ及びＴｉを含む誘電体層１１１に遷移金属の含量が過度になる場合、酸素空孔の濃度が増加して信頼性が劣化することがある。したがって、誘電体層１１１の全領域で遷移金属の含量を調節するよりは、誘電体層１１１の第３方向の両端に隣接する領域でのみ遷移金属の含量を高く形成することが、耐湿信頼性を維持しながらも誘電体層１１１全体の酸素空孔の濃度を減少させる上で有利であり得る。すなわち、誘電体層の第１領域１１１ａの形成度合いを適宜調節することが好ましく、好ましくは、第１領域１１１ａの第３方向の平均サイズは５０μｍ以下であってもよい。

第１領域１１１ａと第２領域１１１ｂとを区分する方法は特に限定されない。例えば、積層型電子部品１００の第２方向の中心部まで研磨した第１方向及び第３方向の断面において、任意の誘電体層の第３方向の端から第３方向の中心部までＳＥＭ－ＥＤＸ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ Ｅｎｅｒｇｙ－Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ－ｒａｙ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）分析により遷移金属の含量を測定し、遷移金属の含量が高い領域を第１領域１１１ａ、低い領域を第２領域１１１ｂに区分することができる。このとき、誘電体層１１１がＳｎをさらに含む場合、誘電体層１１１の第３方向の両端にＳｎに対する遷移金属のモル比が１０以上である領域を第１領域１１１ａに、その他の領域を第２領域１１１ｂに区分することができる。このとき、誘電体層１１１の第３方向の両端からＳｎに対する遷移金属のモル比が１０未満に減少する地点までの第３方向のサイズを測定し、このような測定を任意の５個以上の誘電体層１１１で繰り返して平均値をとることにより、第１領域１１１ａの第３方向の平均サイズを測定することができる。

誘電体層１１１に含まれる遷移金属は、誘電体層１１１の誘電体セラミックに固溶して格子内部にホール（ｈｏｌｅ）を生成することができ、トラップエネルギーを上昇させることにより積層型電子部品１００の信頼性向上を可能にすることができる。ただし、誘電体層１１１に遷移金属が過剰に含まれる場合、酸素空孔の濃度が増加して信頼性が劣化することがある。したがって、一実施例では、誘電体層１１１に含まれる遷移金属の含量のみを調節するよりは、サイドマージン部１１４、１１５におけるＳｎに対する遷移金属のモル比を、誘電体層１１１におけるＳｎに対する遷移金属のモル比よりも高くなるように調節することで、静電容量の形成に寄与しないサイドマージン部１１４、１１５と誘電体層１１１の第３方向の両端に遷移金属が集中分布するようにして誘電体層１１１の絶縁抵抗劣化を抑制しながらも、積層型電子部品１００の高温信頼性を向上させることができる。

一実施例において、誘電体層１１１及びサイドマージン部１１４、１１５は誘電体グレインを含み、サイドマージン部１１４、１１５における誘電体グレインの平均グレインサイズは誘電体層１１１における上記誘電体グレインの平均グレインサイズより小さくてもよい。これにより、サイドマージン部１１４、１１５は、誘電体層１１１よりも高い耐湿特性及び靭性を有することができる。したがって、積層型電子部品１００の耐湿信頼性を向上させることができ、クラックの発生を抑制することができる。

外部電極１３１、１３２は、本体１１０の第３面又は第４面に配置されることができる。具体的に、第１外部電極１３１は第３面３上に配置されて第１内部電極１２１と連結され、第２外部電極１３２は第４面４上に配置されて第２内部電極１２２と連結される。

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を有する構造について説明しているが、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することができる。

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てもよく、さらに多層構造を有してもよい。

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。

電極層１３１ａ、１３２ａに対するより具体的な例として、電極層は、導電性金属及びガラスを含む焼成電極であってもよく、導電性金属及び樹脂を含む樹脂系電極であってもよい。

また、電極層１３１ａ、１３２ａは、本体１１０上に焼成電極及び樹脂系電極が順次に形成された形態であってもよい。また、電極層１３１ａ、１３２ａは、本体１１０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で形成されたものであってもよい。

電極層１３１ａ、１３２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るが、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うち一つ以上であってもよい。

めっき層１３１ｂ、１３２ｂは、積層型電子部品１００の密閉性又は実装特性を向上させる役割を果たすことができる。めっき層１３１ｂ、１３２ｂ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。

めっき層１３１ｂ、１３２ｂに対するより具体的な例として、めっき層１３１ｂ、１３２ｂは、Ｎｉを含むめっき層又はＳｎを含むめっき層であってもよく、電極層１３１ａ、１３２ａ上にＮｉを含むめっき層及びＳｎを含むめっき層が順次に形成された形態であってもよく、Ｓｎを含むめっき層、Ｎｉを含むめっき層及びＳｎを含む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。

（実施例）
本実施例では、サイドマージン部に含まれるＳｎに対する遷移金属のモル比が１．０倍、５．０倍、１０．０倍となるようにサンプルを作製した。

具体的に、積層本体２１０の側面にサイドマージン部形成用セラミックグリーンシートを付着した後、５０℃～１２０℃の温度で熱圧着し、水素雰囲気下で焼結を行った。その後、Ｃｕを含む外部電極を焼成し、Ｎｉを含むめっき層及びＳｎを含むめっき層を順に形成した。

下記表１では、各試験番号別に１２００個のサンプルで耐湿信頼性の評価を行った結果である。上記耐湿信頼性の評価は、８５℃、８５％の相対湿度の条件で１時間の間４Ｖの電圧を印加した後、絶縁抵抗値が最初の絶縁抵抗値の１０＾７倍以上減少する場合を不良と判断した。

上記表１の結果では、遷移金属としてＭｎを使用したが、Ｃｏ、Ｖ、Ｎｉ、Ｆｅの場合にも同様に適用することができる。

試験番号１～２を参照すると、サイドマージン部に含まれるＳｎに対する遷移金属のモル比が１０．０未満の場合、Ｓｎに対する遷移金属のモル比が増加するほど耐湿信頼性の改善効果は増加するが、十分ではないことが確認できる。

サイドマージン部に含まれるＳｎに対する遷移金属のモル比が１０．０である試験番号３の場合、耐湿不良率が０ｐｐｍであることが確認でき、耐湿信頼性の向上効果が顕著であることが確認できる。したがって、本発明の一実施形態のようにサイドマージン部に含まれるＳｎに対する遷移金属のモル比が１０．０以上である場合、積層型電子部品の耐湿信頼性を著しく向上させることができることが確認できる。

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。

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。

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。

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：サイドマージン部
２１０：積層本体
２２０：セラミックグリーンシート積層体
２１１：セラミックグリーンシート
２２１、２２２：内部電極パターン

Claims (13)

1. Ｂａ及びＴｉを含む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み、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、並びに前記第１面～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面上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面上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Ｓｎ及び遷移金属を含み、
   前記サイドマージン部において、Ｓｎに対する遷移金属のモル比は１０以上である、積層型電子部品。
2. 前記誘電体層は遷移金属をさらに含み、
   前記誘電体層において、前記第５面及び前記第６面に隣接する領域を第１領域、前記第１領域の間に配置された領域を第２領域とするとき、
   前記第１領域に含まれたＢａに対する遷移金属のモル比が、前記第２領域に含まれたＢａに対する遷移金属のモル比よりも高い、請求項１に記載の積層型電子部品。
3. 前記第１領域の第３方向の平均サイズは５０μｍ以下である、請求項２に記載の積層型電子部品。
4. 前記誘電体層は、Ｓｎ及び遷移金属をさらに含み、前記誘電体層の第３方向の両端に、Ｓｎに対する遷移金属のモル比が１０以上である領域を一つ以上含む、請求項１に記載の積層型電子部品。
5. 前記誘電体層は、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｔｂ、Ｌａ、Ｙｂ及びＥｒのうち一つ以上をさらに含む、請求項１に記載の積層型電子部品。
6. 前記遷移金属は、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｖ、Ｎｉ、Ｆｅ及びこれらの合金のうち一つ以上である、請求項１に記載の積層型電子部品。
7. 前記サイドマージン部はＢａ及びＴｉをさらに含み、
   前記サイドマージン部において、前記Ｓｎの含量は、前記Ｂａの１００モルに対して０．１モル以上３．０モル以下である、請求項１に記載の積層型電子部品。
8. 前記誘電体層はＳｎ及び遷移金属をさらに含み、
   前記サイドマージン部におけるＳｎに対する遷移金属のモル比は、前記誘電体層におけるＳｎに対する遷移金属のモル比よりも高い、請求項１に記載の積層型電子部品。
9. 前記誘電体層及びサイドマージン部は誘電体グレインを含み、
   前記サイドマージン部における前記誘電体グレインの平均グレインサイズは、前記誘電体層における前記誘電体グレインの平均グレインサイズよりも小さい、請求項１に記載の積層型電子部品。
10. 前記サイドマージン部は、コア－シェル構造を有する誘電体グレインを一つ以上含む、請求項１に記載の積層型電子部品。
11. 前記サイドマージン部の第３方向の平均サイズは２０μｍ以下である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の積層型電子部品。
12. 前記誘電体層の平均厚さは０．３５μｍ以下である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の積層型電子部品。
13. 前記内部電極の平均厚さは０．３５μｍ以下である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の積層型電子部品。