(57)【要約】【課題】本発明は、積層セラミック電子部品に関する。【解決手段】本発明による積層セラミック電子部品は、内部に内部電極が形成されたセラミック本体、上記セラミック本体の外部に形成され上記内部電極と接続された外部電極、及び上記セラミック本体の外部面のうち上記内部電極と上記外部電極が接続される接続面から上記セラミック本体の内部側へ形成されたバッファー層を含み、上記内部電極の厚さをＴｅ、上記内部電極の積層数をＮ、上記バッファー層の厚さをｔ、上記セラミック本体の長さ方向のマージンをＬとしたとき、Ｔｅ≦０．６μｍ、Ｎ＞２００、３μｍ≦ｔ＜Ｌであることができる。本発明によれば、放射クラックの発生を防止して信頼性に優れた積層セラミック電子部品を具現することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に内部電極が形成されたセラミック本体と、
前記セラミック本体の外部に形成され前記内部電極と接続された外部電極と、
前記セラミック本体の外部面のうち前記内部電極と前記外部電極が接続される接続面から前記セラミック本体の内部側へ形成されたバッファー層と、
を含み、
前記内部電極の厚さをＴｅ、前記内部電極の積層数をＮ、前記バッファー層の厚さをｔ、前記セラミック本体の長さ方向のマージンをＬとしたとき、Ｔｅ≦０．６μｍ、Ｎ＞２００、３μｍ≦ｔ＜Ｌである、積層セラミック電子部品。
【請求項２】
前記外部電極の厚さをＴとしたとき、ｔ／Ｔ＜１／３である、請求項１に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項３】
前記バッファー層はホウ素の含量が５０％以上である、請求項１に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項４】
前記セラミック本体は直六面体である、請求項１に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項５】
前記内部電極は長方形である、請求項１に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項６】
前記外部電極は前記セラミック本体の端面に形成される、請求項１に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項７】
前記外部電極は前記セラミック本体の上下面及び側面の一部に伸びる、請求項１に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項８】
前記セラミック本体はチタン酸バリウム又はチタン酸ストロンチウムを含む、請求項１に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項９】
前記外部電極はガラスを含む、請求項１に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項１０】
前記外部電極に含有された導電性金属の拡散速度は前記内部電極に含有された導電性金属の拡散速度よりも大きい、請求項１に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項１１】
前記内部電極は金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、白金及びこれらの合金からなる群から選択された一つ以上を含む、請求項１に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項１２】
前記外部電極は金、銀、パラジウム、銅、ニッケル及びこれらの合金からなる群から選択された一つ以上を含む、請求項１に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項１３】
セラミック本体の対向する端面に形成された第１及び第２の外部電極を含む外部電極と、
前記セラミック本体の内部に離隔されて積層配置され、前記第１及び第２の外部電極にそれぞれ接続された第１及び第２の内部電極を含む内部電極と、
前記セラミック本体の端面から前記セラミック本体の内部側へ形成されたバッファー層と、
を含み、
前記内部電極の厚さをＴｅ、前記内部電極の積層数をＮ、前記バッファー層の厚さをｔ、前記セラミック本体の長さ方向のマージンをＬとしたとき、Ｔｅ≦０．６μｍ、Ｎ＞２００、３μｍ≦ｔ＜Ｌである、積層セラミック電子部品。
【請求項１４】
前記外部電極の厚さをＴとしたとき、ｔ／Ｔ＜１／３である、請求項１３に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項１５】
前記バッファー層はホウ素の含量が５０％以上である、請求項１３に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項１６】
前記セラミック本体は直六面体である、請求項１３に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項１７】
前記内部電極は長方形である、請求項１３に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項１８】
前記外部電極は前記セラミック本体の上下面及び側面の一部に伸びる、請求項１３に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項１９】
前記セラミック本体はチタン酸バリウム又はチタン酸ストロンチウムを含む、請求項１３に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項２０】
前記外部電極はガラスを含む、請求項１３に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項２１】
前記外部電極に含有された導電性金属の拡散速度は前記内部電極に含有された導電性金属の拡散速度よりも大きい、請求項１３に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項２２】
前記内部電極は金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、白金及びこれらの合金からなる群から選択された一つ以上を含む、請求項１３に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項２３】
前記外部電極は金、銀、パラジウム、銅、ニッケル及びこれらの合金からなる群から選択された一つ以上を含む、請求項１３に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項２４】
ガラスを含む外部電極用ペーストを製造する段階と、
内部電極が積層された焼結チップに前記外部電極用ペーストで外部電極を形成する段階と、
前記ガラスの軟化点以上で昇温速度を調節してバッファー層の厚さを調節する外部電極焼結段階と、
を含む、積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項２５】
前記外部電極に含有された導電性金属の拡散速度は前記内部電極に含有された導電性金属の拡散速度よりも大きい、請求項２４に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項２６】
前記昇温速度を高めて前記バッファー層の厚さを減少させる、請求項２４に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項２７】
前記昇温速度を低めて前記バッファー層の厚さを増加させる、請求項２４に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項２８】
ガラスを含む外部電極用ペーストを製造する段階と、
内部電極が積層された焼結チップに前記外部電極用ペーストで外部電極を形成する段階と、
前記外部電極を焼結する焼結段階と、
を含み、
前記外部電極用ペーストを製造する段階において、前記ガラスに含まれるアルカリ金属、バナジウム族酸化物の含量を調節してバッファー層の厚さを調節する、積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項２９】
前記外部電極に含有された導電性金属の拡散速度は前記内部電極に含有された導電性金属の拡散速度よりも大きい、請求項２８に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項３０】
前記アルカリ金属、バナジウム族は、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、セシウム（Ｃｓ）及びバナジウム（Ｖ）からなる群から選択された一つ以上である、請求項２８に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項３１】
前記アルカリ金属、バナジウム族酸化物の含量を増加させて前記バッファー層の厚さを増加させる、請求項２８に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項３２】
前記アルカリ金属、バナジウム族酸化物の含量を減少させて前記バッファー層の厚さを減少させる、請求項２８に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項３３】
前記焼結段階において、前記ガラスの軟化点以上での昇温速度を調節して前記バッファー層の厚さを調節する、請求項２８に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項３４】
前記昇温速度を高めて前記バッファー層の厚さを減少させる、請求項３３に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項３５】
前記昇温速度を低めて前記バッファー層の厚さを増加させる、請求項３３に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層セラミック電子部品に関し、信頼性に優れた積層セラミック電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子製品の小型化、高性能化などの傾向に伴い、電子部品の小型化及び高容量化なども求められている。このような小型化及び高容量化などの要求に応じて積層セラミック電子部品が脚光を浴びており、その需要が大きくなっている。
【０００３】
積層セラミックキャパシタの小型化及び高容量化を具現するために、内部電極の高積層及び内部電極の薄層化が求められている。
【０００４】
一般に、外部電極にはガラス成分が含まれ、ガラス成分が焼結過程を経ながらセラミック本体の内部に拡散して浸透することがある。
【０００５】
ガラス成分のセラミック本体の内部に拡散する駆動力は内部電極が多く存在するほど大きくなるが、内部電極の高積層化及び薄層化の傾向に伴い、上記駆動力はより増加する。
【０００６】
外部電極内に存在するガラス成分が内部電極に拡散して移動する場合、応力が発生し、結局は、放射クラックなどの内部欠陥をもたらす可能性がある。
【０００７】
特許文献１にはセラミック本体の全面を取り囲んで拡散層が形成された場合が開示されており、特許文献２には外部電極とセラミック積層体の密着性向上のために最も外側のセラミック層に外部電極の導体と同種の導体を含ませる事項が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】日本特開２００９−１６４５号公報
【特許文献２】日本特開平６−１５１２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、信頼性に優れた積層セラミック電子部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一形態は、内部に内部電極が形成されたセラミック本体と、上記セラミック本体の外部に形成され上記内部電極と接続された外部電極と、上記セラミック本体の外部面のうち上記内部電極と上記外部電極が接続される接続面から上記セラミック本体の内部側へ形成されたバッファー層と、を含み、上記内部電極の厚さをＴｅ、上記内部電極の積層数をＮ、上記バッファー層の厚さをｔ、上記セラミック本体の長さ方向のマージンをＬとしたとき、Ｔｅ≦０．６μｍ、Ｎ＞２００、３μｍ≦ｔ＜Ｌである積層セラミック電子部品を提供することができる。
【００１１】
本発明の一実施例によれば、上記外部電極の厚さをＴとしたとき、ｔ／Ｔ＜１／３であることができる。
【００１２】
本発明の一実施例によれば、上記バッファー層はホウ素の含量が５０％以上であることができる。
【００１３】
本発明の一実施例によれば、上記セラミック本体は直六面体であることができる。
【００１４】
本発明の一実施例によれば、上記内部電極は長方形であることができる。
【００１５】
本発明の一実施例によれば、上記外部電極は上記セラミック本体の端面に形成されることができる。
【００１６】
本発明の一実施例によれば、上記外部電極は上記セラミック本体の上下面及び側面の一部に伸びることができる。
【００１７】
本発明の一実施例によれば、上記セラミック本体はチタン酸バリウム又はチタン酸ストロンチウムを含むことができる。
【００１８】
本発明の一実施例によれば、上記外部電極はガラスを含むことができる。
【００１９】
本発明の一実施例によれば、上記外部電極に含有された導電性金属の拡散速度は上記内部電極に含有された導電性金属の拡散速度よりも大きい。
【００２０】
本発明の一実施例によれば、上記内部電極は金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、白金及びこれらの合金からなる群から選択された一つ以上を含むことができる。
【００２１】
本発明の一実施例によれば、上記外部電極は金、銀、パラジウム、銅、ニッケル及びこれらの合金からなる群から選択された一つ以上を含むことができる。
【００２２】
本実施形態の他の面は、セラミック本体の対向する端面に形成された第１及び第２の外部電極を含む外部電極と、上記セラミック本体の内部に離隔されて積層配置され、上記第１及び第２の外部電極にそれぞれ接続された第１及び第２の内部電極を含む内部電極と、上記セラミック本体の端面から上記セラミック本体の内部側へ形成されたバッファー層と、を含み、上記内部電極の厚さをＴｅ、上記内部電極の積層数をＮ、上記バッファー層の厚さをｔ、上記セラミック本体の長さ方向のマージンをＬとしたとき、Ｔｅ≦０．６μｍ、Ｎ＞２００、３μｍ≦ｔ＜Ｌである積層セラミック電子部品を提供することができる。
【００２３】
本発明の一実施例によれば、上記外部電極の厚さをＴとしたとき、ｔ／Ｔ＜１／３であることができる。
【００２４】
本発明の一実施例によれば、上記バッファー層はホウ素の含量が５０％以上であることができる。
【００２５】
本発明の一実施例によれば、上記セラミック本体は直六面体であることができる。
【００２６】
本発明の一実施例によれば、上記内部電極は長方形であることができる。
【００２７】
本発明の一実施例によれば、上記外部電極は上記セラミック本体の上下面及び側面の一部に伸びることができる。
【００２８】
本発明の一実施例によれば、上記セラミック本体はチタン酸バリウム又はチタン酸ストロンチウムを含むことができる。
【００２９】
本発明の一実施例によれば、上記外部電極はガラスを含むことができる。
【００３０】
本発明の一実施例によれば、上記外部電極に含有された導電性金属の拡散速度は上記内部電極に含有された導電性金属の拡散速度よりも大きい。
【００３１】
本発明の一実施例によれば、上記内部電極は金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、白金及びこれらの合金からなる群から選択された一つ以上を含むことができる。
【００３２】
本発明の一実施例によれば、上記外部電極は金、銀、パラジウム、銅、ニッケル及びこれらの合金からなる群から選択された一つ以上を含むことができる。
【００３３】
本発明の他の形態は、ガラスを含む外部電極用ペーストを製造する段階と、内部電極が積層された焼結チップに上記外部電極用ペーストで外部電極を形成する段階と、上記ガラスの軟化点以上で昇温速度を調節してバッファー層の厚さを調節する外部電極焼結段階と、を含む積層セラミック電子部品の製造方法を提供することができる。
【００３４】
本発明の一実施例によれば、上記外部電極に含有された導電性金属の拡散速度は上記内部電極に含有された導電性金属の拡散速度よりも大きい。
【００３５】
本発明の一実施例によれば、上記昇温速度を高めて上記バッファー層の厚さを減少させることができる。
【００３６】
本発明の一実施例によれば、上記昇温速度を低めて上記バッファー層の厚さを増加させることができる。
【００３７】
本発明のさらに他の形態は、ガラスを含む外部電極用ペーストを製造する段階と、内部電極が積層された焼結チップに上記外部電極用ペーストで外部電極を形成する段階と、上記外部電極を焼結する焼結段階と、を含み、上記外部電極用ペーストを製造する段階において、上記ガラスに含まれるアルカリ金属、バナジウム族酸化物の含量を調節してバッファー層の厚さを調節する積層セラミック電子部品の製造方法を提供することができる。
【００３８】
本発明の一実施例によれば、上記外部電極に含有された導電性金属の拡散速度は上記内部電極に含有された導電性金属の拡散速度よりも大きい。
【００３９】
本発明の一実施例によれば、上記アルカリ金属、バナジウム族は、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、セシウム（Ｃｓ）及びバナジウム（Ｖ）からなる群から選択された一つ以上であることができる。
【００４０】
本発明の一実施例によれば、上記アルカリ金属、バナジウム族酸化物の含量を増加させて上記バッファー層の厚さを増加させることができる。
【００４１】
本発明の一実施例によれば、上記アルカリ金属、バナジウム族酸化物の含量を減少させて上記バッファー層の厚さを減少させることができる。
【００４２】
本発明の一実施例によれば、上記焼結段階において、上記ガラスの軟化点以上での昇温速度を調節して上記バッファー層の厚さを調節することができる。
【００４３】
本発明の一実施例によれば、上記昇温速度を高めて上記バッファー層の厚さを減少させることができる。
【００４４】
本発明の一実施例によれば、上記昇温速度を低めて上記バッファー層の厚さを増加させることができる。
【発明の効果】
【００４５】
本発明によれば、放射クラックを防止することにより信頼性に優れた積層セラミック電子部品を具現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態による積層セラミック電子部品に対する斜視図である。
【図２】図１のＸ-Ｘ’線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
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誇張されることがある。
【００４８】
図１は本発明の一実施形態による積層セラミック電子部品の斜視図であり、図２は図１のＸ-Ｘ’線に沿う断面図である。
【００４９】
図１及び２を参照すると、本発明の一実施形態による積層セラミック電子部品は、セラミック本体１０、セラミック本体の内部に形成された内部電極３０、セラミック本体１０の外部に形成された外部電極２０、及びセラミック本体の内部に形成されたバッファー層４１、４２を含むことができる。
【００５０】
セラミック本体１０は直六面体形状であることができる。本明細書では、「Ｌ方向」を「長さ方向」、「Ｗ方向」を「幅方向」、「Ｔ方向」を「厚さ方向」とすることができる。ここで、厚さ方向とは、内部電極３０が積層された方向を意味することもできる。セラミック本体１０の長さは幅よりも大きくても良く、幅は厚さと同一であっても良い。セラミック本体１０は、上面Ｓ１、下面Ｓ４、側面Ｓ３、Ｓ６、端面Ｓ２、Ｓ５を有することができる。
【００５１】
セラミック本体１０は、誘電率の高い誘電材料を含み、具体的には、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウムを含むことができるが、これに制限されるものではない。
【００５２】
誘電材料は、電気双極子（ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｄｉｐｏｌｅ）を含んでいるため、より多くの量の電荷を蓄積させることができる。
【００５３】
外部電極２０は、セラミック本体１０の外部に形成され、具体的には、長さ方向（Ｌ方向）の端面（ｅｎｄ  ｓｕｒｆａｃｅ）Ｓ２、Ｓ５に形成されることができる。外部電極２０は、セラミック本体１０の上下面Ｓ１、Ｓ４及び側面Ｓ３、Ｓ６の一部に伸びて形成されることができる。
【００５４】
外部電極２０は第１及び第２の外部電極２１、２２を有し、第１及び第２の外部電極２１、２２には互いに反対の極性の電気が印加されることができる。
【００５５】
外部電極２０は、導電性金属及びガラスを含むことができる。導電性金属は、金、銀、パラジウム、銅、ニッケル及びこれらの合金からなる群から選択された一つ以上を含むことができる。
【００５６】
ガラスは、外部電極２０に形成されるポア（ｐｏｒｅ）を埋めるために添加され、これにより、外部電極２０の緻密度を向上させることができる。外部電極２０にポアがそのまま存在する場合は、ポアを通してメッキ液などが浸透する可能性があるため、電子部品の信頼性を低下させる可能性がある。
【００５７】
内部電極３０は、セラミック本体１０の内部に積層配置され、長方形であることができるが、これに限定されるものではない。内部電極３０は第１及び第２の内部電極３１、３２を有し、第１及び第２の内部電極３１、３２は互いに反対の方向に引き出されて第１及び第２の外部電極２１、２２にそれぞれ接続されて反対の極性に帯電されることができる。
【００５８】
内部電極３０は、金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、白金及びこれらの合金からなる群から選択された一つ以上を含むことができる。しかしながら、これに制限されず、内部電極３０に十分な導電性を付与できるものであればいずれでも良い。
【００５９】
バッファー層４１、４２は、第１及び第２の内部電極３１、３２と第１及び第２の外部電極２１、２２の接続面５１、５２からセラミック本体１０の内部側へ形成されることができる。接続面とは、セラミック本体１０の外部面のうち内部電極３０と外部電極２０が接続される面をいう。
【００６０】
外部電極２０に含有されているガラス成分は、セラミック本体１０のグレインバウンダリーを介してセラミック本体１０に浸透することがある。セラミック本体１０に浸透したガラスは、セラミック本体１０を構成する酸化物を溶かし、これにより、ガラス相（ｇｌａｓｓｙ  ｐｈａｓｅ）のバッファー層４１、４２が形成される。
【００６１】
バッファー層４１、４２は、ガラスを構成する元素の含量がセラミック本体１０よりも高い。ガラスを構成する元素としては、主にガラスの網目構造（ｎｅｔｗｏｒｋ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を形成する珪素（Ｓｉ）、ホウ素（Ｂ）などがある。
【００６２】
他の観点では、バッファー層４１、４２は、バリウム（Ｂａ）の含量がセラミック本体１０よりも低い。セラミック本体１０は、主にチタン酸バリウムで構成され、外部電極２０からガラスが浸透することにより、バリウム（Ｂａ）の含量が相対的に低くなる。
【００６３】
バッファー層４１、４２は、ガラスを構成する成分のうちセラミック母材にはないホウ素（Ｂ）の含量が検出される領域と定義することができる。放射クラック防止に関連したバッファー層４１、４２の厚さを決めるために、ホウ素の成分が検出される領域をバッファー層４１、４２と定義することが好ましい。
【００６４】
バッファー層４１、４２の厚さｔは、セラミック本体１０の端面（ｅｎｄ  ｓｕｒｆａｃｅ）Ｓ２、Ｓ５から測定されたバッファー層４１、４２の長さ方向の寸法であることができる。
【００６５】
バッファー層４１、４２の厚さｔは、セラミック本体１０の端面（ｅｎｄ  ｓｕｒｆａｃｅ）Ｓ２、Ｓ５から長さ方向にＥＰＭＡ、ＥＤＸなどを用いてスキャンして測定することができる。即ち、セラミック本体１０の端面からホウ素が検出される地点までの距離をバッファー層４１、４２の厚さｔとすることができる。
【００６６】
バッファー層４１、４２の厚さｔは平均値であることができる。セラミック本体１０の長さ方向及び厚さ方向がなす断面（Ｌ-Ｔ断面）を走査電子顕微鏡を用いて観察し、等間隔で１０個の地点を測定してその平均値をバッファー層４１、４２の厚さｔとすることができる。
【００６７】
本実施形態において、内部電極３０の厚さＴｅは０．６μｍより小さいか同じであり、内部電極３０の積層数（Ｎ）は２００より大きい。即ち、Ｔｅ≦０．６μｍ以下であり、Ｎ＞２００であることができる。
【００６８】
内部電極３０が薄くなるほど、また、内部電極３０の積層数が多いほど、放射クラックが発生する可能性がある。本発明は、内部電極３０の厚さＴｅが０．６μｍより小さいか同じであり、内部電極３０の積層数（Ｎ）が２００より大きい場合に放射クラックが発生する問題を解決するためのものである。
【００６９】
内部電極３０が薄くなるほど、また、内部電極３０の積層数が多いほど、放射クラックが発生する可能性がある。これについては後述する。
【００７０】
外部電極２０に含有された導電性金属の拡散速度は、内部電極３０に含有された導電性金属の拡散速度より大きい。より詳細には、外部電極２０に銅が含有され内部電極３０にニッケルが含有されている場合、銅の拡散速度がニッケルの拡散速度よりも大きい。
【００７１】
焼結過程で外部電極２０の銅は内部電極３０に拡散され内部電極３０のニッケルは外部電極２０に拡散されて銅−ニッケル合金が形成され、銅の拡散速度がニッケルの拡散速度より速いため、内部電極３０の体積がさらに膨張する。このような体積の差により、セラミック本体１０には応力が発生する可能性があり、この応力が臨界値を超える場合、セラミック本体１０に放射クラックが発生する可能性がある。
【００７２】
結局、外部電極２０の金属原子の拡散速度がより大きい場合、内部電極３０と外部電極２０間の金属原子の相互拡散による体積の差により、セラミック本体１０内に応力が発生する可能性がある。
【００７３】
内部電極３０が薄くて多く積層されているほど、内部電極３０と外部電極２０間の金属原子の相互拡散による体積の差が大きくなり、セラミック本体１０内に発生する応力が大きくなり、放射クラックの発生も増加する。
【００７４】
内部電極３０の厚さＴｅは平均値であることができる。セラミック本体１０の中心部において長さ方向（Ｌ方向）及び厚さ方向（Ｔ方向）がなす断面を走査電子顕微鏡でスキャンし、等間隔で１０個の地点を測定してその平均値を内部電極３０の厚さＴｅとすることができる。
【００７５】
セラミック本体１０の中心部は、中心から幅方向（Ｗ方向）の両側へセラミック本体１０の幅の４５％以内の領域であることができる。上記の範囲内で内部電極３０の厚さＴｅが安定した値を示すことができる。
【００７６】
本実施形態において、バッファー層４１、４２の厚さｔは、３μｍより大きいか同じであり、セラミック本体１０の長さＬより小さい。即ち、３μｍ≦ｔ＜Ｌであることができる。
【００７７】
バッファー層４１、４２は、内部電極３０及び外部電極２０間の金属原子の相互拡散によって発生する応力を緩和させる機能をする。これについては後述する。
【００７８】
内部電極３０及び外部電極２０間の金属原子の相互拡散による体積の差により、セラミック本体１０に応力が発生する可能性がある。また、外部電極２０のガラス成分も共にセラミック本体１０のグレインバウンダリーに浸透してセラミック本体１０を構成する酸化物を溶かす。
【００７９】
たとえ、内部電極３０及び外部電極２０間の金属原子の相互拡散によってセラミック本体１０に応力が発生しても、それと共に、セラミック本体１０の一部が溶けて液状となるため、液状となったセラミック本体１０部分で応力を緩和させることができる。
【００８０】
結局、ｔ＜３μｍの場合は、バッファー層４１、４２が内部電極３０及び外部電極２０間のニッケル及び銅の相互拡散によって発生する応力を緩和させることができないため、セラミック本体１０に放射クラックが発生する可能性がある。
【００８１】
ｔ≧Ｌの場合は、絶縁抵抗が減少して信頼性不良が発生する可能性がある。
【００８２】
バッファー層４１、４２の厚さｔがセラミック本体１０の長さ方向のマージンＬより大きいか同じ場合とは、図２を参照すると、第１の外部電極２１側に形成された第１のバッファー層４１が第２の内部電極３２と連結される場合、又は第２のバッファー層４２が第１の内部電極３１と連結される場合を意味する。
【００８３】
バッファー層４１、４２は、外部電極２０のガラス成分がセラミック本体１０内に浸透した領域であるため、チタン酸バリウムからなるセラミック本体１０よりは絶縁抵抗特性が低い可能性がある。即ち、ガラス成分によって絶縁抵抗特性が低下する可能性がある。
【００８４】
したがって、長時間使用時、絶縁特性の低下によって劣化が速くなるため、信頼性を確保することができない。
【００８５】
本実施形態において、外部電極２０の厚さＴに対するバッファー層４１、４２の厚さｔの比（ｔ／Ｔ）は１／３より小さい。
【００８６】
外部電極２０の厚さＴに対するバッファー層４１、４２の厚さｔの比（ｔ／Ｔ）が１／３以上の場合は、信頼性不良が発生する可能性がある。
【００８７】
外部電極２０の厚さＴに対するバッファー層４１、４２の厚さｔの比（ｔ／Ｔ）が１／３以上の場合とは、外部電極２０に含有されたガラスのうち多量のガラスがセラミック本体１０の方に浸透又は拡散されてバッファー層４１、４２が相対的に厚く形成された場合を意味する。
【００８８】
外部電極２０に含有されたガラスがセラミック本体１０の方に浸透又は拡散することにより、外部電極２０はガラスの含量が減少してポアが多く発生して緻密度が低下する可能性がある。
【００８９】
外部電極２０の緻密度が低下する場合は、外部電極２０へメッキ液などが浸透する可能性があるため、信頼性が減少することがある。
【００９０】
このような現象は外部電極２０の厚さＴが薄いほど深化する可能性があり、外部電極２０が厚い場合はガラスの含量も増加するため、外部電極２０の厚さＴを基準としたバッファー層４１、４２の相対的比率をパラメータとした。
【００９１】
これは、外部電極２０の緻密度低下を防止するために外部電極２０に必要なガラスの含量の基準を示すことができる。即ち、外部電極２０のガラスがさらに抜け出てバッファー層４１、４２の厚さｔが増加する場合は外部電極２０の緻密度低下による信頼性低下が発生する可能性があることを意味する。
【００９２】
外部電極２０の厚さＴは、セラミック本体１０の端面Ｓ２、Ｓ５上に形成された外部電極２０においてセラミック本体１０の端面Ｓ２、Ｓ５からの長さ方向（Ｌ方向）の寸法を意味する。
【００９３】
外部電極２０の厚さＴは平均値であることができる。セラミック本体１０の幅方向の中心部において長さ方向（Ｌ方向）及び厚さ方向（Ｔ方向）がなす断面（Ｌ-Ｔ断面）を走査電子顕微鏡でスキャンし、セラミック本体１０の厚さ方向の中心部における任意の１０個の地点で外部電極２０の厚さを測定してその平均値を外部電極２０の厚さＴとすることができる。
【００９４】
幅方向の中心部は、セラミック本体１０の中心から幅方向の両側へセラミック本体１０の幅の３０％以内の領域を意味する。上記の範囲内で外部電極２０の厚さＴが安定した値を有することができる。
【００９５】
厚さ方向の中心部は、セラミック本体１０の中心から厚さ方向の両側へそれぞれ５番目の内部電極３０以内の領域を意味する。
【００９６】
以下では、バッファー層４１、４２の厚さｔの調節について工程条件及びガラス組成の面で説明する。
【００９７】
第一に、工程条件の面では、外部電極２０の焼結過程においてガラスの軟化点（ｓｏｆｔｅｎｉｎｇ  ｐｏｉｎｔ）以上でとどまる時間を調節することにより、バッファー層４１、４２の厚さｔを調節することができる。具体的には、軟化点以上での昇温速度を調節することにより、バッファー層４１、４２の厚さｔを調節することができる。
【００９８】
ガラスは、ガラスの軟化点以下では流動性を有しないため、セラミック本体１０の内部に浸透又は拡散することができない。軟化点以上では流動性を有するため、セラミック本体１０の内部に浸透又は拡散する。
【００９９】
ガラスの軟化点以下では昇温速度を小さくして長時間とどまるようにし、軟化点以上では急速昇温してとどまる時間を短くすると、バッファー層４１、４２の厚さｔを小さくすることができる。逆に、軟化点以上で昇温速度を緩慢にしてとどまる時間を長くすると、バッファー層４１、４２の厚さｔを大きくすることができる。
【０１００】
第二に、ガラス組成の面では、アルカリ金属、バナジウム族酸化物の含量を調節してバッファー層４１、４２の厚さｔを調節することができる。
【０１０１】
アルカリ金属、バナジウム族酸化物の含量の多いガラスを用いると、バッファー層４１、４２の厚さｔがより増加する。これは、アルカリ金属、バナジウム族酸化物の含量が多いほどガラスの軟化点が低くなりガラスの流動性が大きくなってガラスの浸透又は拡散がより活発になるためである。
【０１０２】
逆に、アルカリ金属、バナジウム族酸化物の含量の少ないガラスを用いると、ガラスの流動性が低くてガラスの浸透又は拡散が困難となるため、バッファー層４１、４２の厚さｔが減少する。
【０１０３】
本発明の他の実施形態は、ガラスを含む外部電極２０用ペーストを製造する段階と、内部電極３０が積層された焼結チップに上記外部電極２０用ペーストで外部電極２０を形成する段階と、上記ガラスの軟化点以上で昇温速度を調節してバッファー層４１、４２の厚さｔを調節する外部電極２０焼結段階と、を含む積層セラミック電子部品の製造方法を提供することができる。
【０１０４】
まず、外部電極２０に導電性を付与するための導電性金属粉末、外部電極２０の緻密化のためのガラス粉末、有機溶媒としてエタノール、及びバインダーとしてポリビニルブチラールなどを混合した後、これをボールミリングして外部電極２０用ペーストを製造することができる。
【０１０５】
次に、外部電極２０用ペーストでディッピング方式又は印刷方式などにより焼結チップに外部電極２０を形成することができる。
【０１０６】
焼結チップは、下記のように製造されることができる。即ち、チタン酸バリウムなどの高誘電率セラミック粉末が含まれたセラミックスラリーを用いてセラミックグリーンシートを用意することができる。ニッケルなどの導電性金属を含む内部電極３０用ペーストでセラミックグリーンシート上に内部電極３０を印刷し、内部電極３０が印刷されたセラミックグリーンシートを積層してグリーンシート積層体を製造することができる。グリーンシート積層体を切断してグリーンチップを製造し、これを焼結して内部電極３０が積層された焼結チップを製造することができる。
【０１０７】
外部電極２０に含有された導電性金属の拡散速度は、内部電極３０に含有された導電性金属の拡散速度よりも大きい。
【０１０８】
内部電極３０及び外部電極２０間の金属原子の相互拡散による体積の差が発生し、これにより、放射クラックが発生する可能性がある。本発明は、このような問題を解決するためのものである。
【０１０９】
次に、外部電極２０の焼結過程でガラスの軟化点以上に昇温速度を調節してバッファー層４１、４２の厚さｔを調節することができる。
【０１１０】
ガラスは、ガラスの軟化点以下では流動性を有しないため、セラミック本体１０の内部に浸透又は拡散することができない。軟化点以上では流動性を有するため、セラミック本体１０の内部に浸透又は拡散する。
【０１１１】
ガラスの軟化点以下では昇温速度を小さくして長時間とどまるようにし、軟化点以上では急速昇温してとどまる時間を短くすると、バッファー層４１、４２の厚さｔを小さくすることができる。逆に、軟化点以上で昇温速度を緩慢にしてとどまる時間を長くすると、バッファー層４１、４２の厚さｔを大きくすることができる。
【０１１２】
その他、セラミック粉末、外部電極２０、内部電極３０及びバッファー層４１、４２などに関する事項は、前述した実施形態と同じである。
【０１１３】
本発明のさらに他の実施形態は、ガラスを含む外部電極２０用ペーストを製造する段階と、内部電極３０が積層された焼結チップに外部電極２０用ペーストで外部電極２０を形成する段階と、外部電極２０を焼結する焼結段階と、を含み、外部電極２０用ペーストを製造する段階において、ガラスに含まれるアルカリ金属、バナジウム族酸化物の含量を調節してバッファー層４１、４２の厚さｔを調節する積層セラミック電子部品の製造方法を提供することができる。
【０１１４】
まず、外部電極２０に導電性を付与するための導電性金属粉末、外部電極２０の緻密化のためのガラス粉末、有機溶媒としてエタノール、及びバインダーとしてポリビニルブチラールなどを混合した後、これをボールミリングして外部電極２０用ペーストを製造することができる。
【０１１５】
次に、外部電極２０用ペーストでディッピング方式又は印刷方式などにより焼結チップに外部電極２０を形成することができる。
【０１１６】
これに関する事項は、前述した実施形態と同じである。
【０１１７】
次に、外部電極２０を焼結してセラミック本体１０内にバッファー層４１、４２を形成することができる。外部電極２０の焼結過程で外部電極２０のガラスがセラミック本体１０内に拡散又は浸透してバッファー層４１、４２が形成されることができる。
【０１１８】
外部電極２０用ペーストを製造する過程で、ガラスに含有されたアルカリ金属、バナジウム族酸化物の含量を調節してバッファー層４１、４２の厚さｔを調節することができる。
【０１１９】
アルカリ金属、バナジウム族酸化物の含量の多いガラスを用いると、バッファー層４１、４２の厚さｔがより増加する。アルカリ金属、バナジウム族酸化物の含量が多いほどガラスの軟化点が低くなりガラスの流動性が大きくなってガラスの浸透又は拡散がより活発になるためである。
【０１２０】
逆に、アルカリ金属、バナジウム族酸化物の含量の少ないガラスを用いると、ガラスの流動性が低くてガラスの浸透又は拡散が困難となるため、バッファー層４１、４２の厚さｔが減少する
【０１２１】
具体的には、アルカリ金属、バナジウム族は、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、セシウム（Ｃｓ）及びバナジウム（Ｖ）からなる群から選択された一つ以上であることができる。
【０１２２】
外部電極２０に含有された導電性金属の拡散速度は、内部電極３０に含有された導電性金属の拡散速度よりも大きい。これに関する事項は、前述した実施形態と同じである。
【０１２３】
また、焼結段階において、ガラスの軟化点以上での昇温速度を調節してバッファー層４１、４２の厚さｔを調節することができる。
【０１２４】
これに関する事項は、前述した実施形態と同じである。
【０１２５】
その他、外部電極２０、内部電極３０及びバッファー層４１、４２などに関する事項は、前述した実施形態と同じである。
【０１２６】
以下では、実施例及び比較例を参照して本発明について詳細に説明する。
【０１２７】
実施例及び比較例による積層セラミックキャパシタは、下記のような方法により製造された。
【０１２８】
チタン酸バリウム粉末、有機溶媒としてエタノール、バインダーとしてポリビニルブチラールを混合し、これをボールミリングしてセラミックスラリーを製造し、これを用いてセラミックグリーンシートを製造した。
【０１２９】
セラミックグリーンシート上にニッケルを含有する内部電極３０用導電性ペーストを印刷して内部電極３０を形成し、これを積層したグリーン積層体を８５℃、１，０００ｋｇｆ／cm2の圧力で等圧圧縮成形（ｉｓｏｓｔａｔｉｃ  ｐｒｅｓｓｉｎｇ）した。
【０１３０】
圧着されたグリーン積層体を切断してグリーンチップを製造し、切断されたグリーンチップを大気雰囲気下で２３０℃で６０時間維持する脱バインダー工程を経た後、グリーンチップを９５０℃で焼結して焼結チップを製造した。Ｎｉ／ＮｉＯ平衡酸素分圧より低い１０−１１〜１０−１０ａｔｍの還元雰囲気下で焼結を行って内部電極３０の酸化を防止した。
【０１３１】
焼結チップの外部に銅粉末及びガラス粉末を含む外部電極２０用ペーストを用いて外部電極を形成し、７８０℃で焼結し、外部電極２０上に電気メッキによりニッケルメッキ層及びスズメッキ層を形成した。
【０１３２】
まず、放射クラックが発生する内部電極３０の厚さＴｅ及び積層数（Ｎ）を確認するために、内部電極３０の厚さＴｅ及び積層数（Ｎ）を変化させながら０６０３サイズの積層セラミックキャパシタを製造した後、高倍率の顕微鏡を用いて断面を観察して放射クラック発生の有無を確認した。０６０３サイズは、積層セラミックキャパシタのサイズが０．６ｍｍ×０．３ｍｍ×０．３ｍｍの場合を示す。
【０１３３】
【表１】
2014160792.tif 000003
【０１３４】
表１を参照すると、内部電極３０の厚さＴｅが４μｍ及び５μｍの場合は、内部電極３０の積層数にかかわらず放射クラックが発生しなかった。
【０１３５】
内部電極３０の厚さＴｅが３μｍ以下及び内部電極３０積層数（Ｎ）が２００以上となってから放射クラックが発生することが確認できる。
【０１３６】
本発明は、内部電極３０の厚さＴｅが３μｍ以下及び内部電極３０の積層数（Ｎ）が２００以上の場合に発生する放射クラックを防止して信頼性を向上させるためのものである。
【０１３７】
次に、バッファー層４１、４２の厚さｔの適正性を確認するために、セラミック本体１０の長さ方向のマージンＬを６０μｍとし、昇温速度を調節してバッファー層４１、４２の厚さｔを変化させた。
【０１３８】
上記試片の断面を高倍率の顕微鏡で観察してクラック発生の有無を確認した。また、クラックが発生しなかった試片と同じ条件下で製造された他の試片に対して信頼性テストを行った。加速寿命の方法で信頼性テストを行い、絶縁抵抗が１Ｅ＋０７Ωｃｍ以上の場合を良好と判断した。クラック及び信頼性の結果を表２に示した。
【０１３９】
上記加速寿命の評価は、４０個のサンプルに対して１３０℃、２Ｖｒ及び４時間の条件下で行った。
【０１４０】
【表２】
2014160792.tif 000004
【０１４１】
表２を参照すると、比較例１及び２は、バッファー層４１、４２の厚さｔが１μｍ及び２μｍで、すべてクラックが発生した。これは、バッファー層４１、４２の厚さｔが小さすぎて内部電極３０と外部電極２０間の金属原子の相互拡散による応力を緩和させることができなかったためである。
【０１４２】
実施例１〜４は、バッファー層４１、４２の厚さｔがそれぞれ３μｍ、４μｍ、５μｍ、６μｍ及び７μｍで、すべてクラックが発生せず、信頼性テストの結果も良好であった。
【０１４３】
比較例３〜５は、バッファー層４１、４２の厚さｔがそれぞれ１０μｍ、１５μｍ及び２０μｍで、すべてクラックは発生しなかったが、信頼性テスト結果がすべて不良であった。これは、バッファー層４１、４２の厚さｔがセラミック本体１０の長さ方向のマージンＬと同じか大きいことから絶縁抵抗が減少したためである。
【０１４４】
上記表２の結果によると、バッファー層４１、４２の厚さｔが３μｍ以上でありセラミック本体１０の長さ方向のマージンＬより小さい場合にクラックが発生せず信頼性テストの結果も良好であった。
【０１４５】
次に、外部電極２０の厚さＴに対するバッファー層４１、４２の厚さｔの比（ｔ／Ｔ）の適正性を確認するために、バッファー層４１、４２の厚さｔを５μｍとし、外部電極２０の厚さＴを変化させた。これに対して信頼性テストを行い、その結果を表３に示した。信頼性テストの結果、絶縁抵抗がすべて１Ｅ＋０７Ωｃｍ以下に低下することがない場合を良好と判断した。上記加速寿命の評価は、４０個のサンプルに対して１３０℃、２Ｖｒ及び４時間の条件下で行った。
【０１４６】
【表３】
2014160792.tif 000005
【０１４７】
表３を参照すると、比較例６及び７は、ｔ／Ｔが１／２及び５／１２で、すべて信頼性が不良であった。これは、セラミック本体１０に拡散又は浸透したガラスの量が多すぎて外部電極２０内に存在するガラスの含量が減少しすぎ、これにより、外部電極２０の緻密度が低下したためである。即ち、外部電極２０のポアを通してメッキ液などが浸透して信頼性が低下した。
【０１４８】
実施例５〜７は、ｔ／Ｔがそれぞれ１／３、１／４及び１／５で、すべて信頼性が良好であった。これは、外部電極２０内に存在するガラスの含量が十分であるため、メッキ液などの浸透を防止できる程度に外部電極２０が緻密な状態を維持するためである。
【０１４９】
上記表３の結果によると、外部電極２０の厚さＴに対するバッファー層４１、４２の厚さｔの比（ｔ／Ｔ）が１／３以下の場合に外部電極２０の緻密度が低下せずにメッキ液などの浸透を防止することができることが確認できる。
【０１５０】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、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多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。
【符号の説明】
【０１５１】
１０  セラミック本体
２０  外部電極
２１、２２  第１及び第２の外部電極
３０  内部電極
３１、３２  第１及び第２の内部電極
４１、４２  第１及び第２のバッファー層
５１、５２  第１及び第２の接続面
ｔ  バッファー層の厚さ
Ｔｅ  内部電極の厚さ
Ｌ  セラミック本体の長さ方向のマージン
Ｔ  外部電極の厚さ
【図１】
2014160792.tif 000006
【図２】
2014160792.tif 000007