(57)【要約】【課題】本発明は積層セラミックキャパシタに関する。【解決手段】本発明による積層セラミックキャパシタは、内部電極及び誘電体層が交互に積層されて形成された有効層と、上記有効層の上面及び下面に誘電体層が積層されて形成された保護層とを含み、上記保護層の厚さは上記有効層内の内部電極の平均厚さと誘電体層の平均厚さの和の１０．０から３０．０倍である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部電極及び誘電体層が交互に積層されて形成された有効層と、
前記有効層の上面及び下面に誘電体層が積層されて形成された保護層とを含み、
前記保護層の厚さは前記有効層内の内部電極の平均厚さと前記有効層内の誘電体層の平均厚さの和の１０．０から３０．０倍である積層セラミックキャパシタ。
【請求項２】
前記内部電極は導電性物質が連続して形成された複数の連続区間と、隣り合った連続区間の間に気孔またはセラミックが埋められた断絶区間とを含み、
前記連続区間及び断絶区間を含む内部電極の全長をＡとし、前記連続区間の長さの総和をＢとすると、下記条件式１を満たすことを特徴とする請求項１に記載の積層セラミックキャパシタ。
［条件式１］０．９２≦Ｂ／Ａ＜１
【請求項３】
前記有効層内の誘電体層の厚さは５μｍ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の積層セラミックキャパシタ。
【請求項４】
前記有効層内の誘電体層の積層数は１００以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の積層セラミックキャパシタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は積層セラミックキャパシタに関するもので、より詳細には安定的に静電容量を確保しながら、熱衝撃によるクラック及び絶縁破壊を防止することができる積層セラミックキャパシタに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に多層セラミックキャパシタは複数のセラミック誘電体シートと該複数のセラミック誘電体シートとの間に挿入された内部電極を含む。このような多層セラミックキャパシタは小型でありながらも高い静電容量を具現することができ、基板上に容易に実装することができるため、多様な電子装置の容量性部品として広く使用されている。
【０００３】
最近、電子製品が小型化され、多機能化されるに伴ってチップ部品も小型化及び高機能化される傾向にあり、多層セラミックキャパシタもそのサイズが小さいながらも容量の大きい、高容量の製品が求められている。従って、最近は誘電体層の厚さが２μｍ以下で、且つ積層数が５００層以上の積層セラミックキャパシタが製造されている。
【０００４】
しかし、このようなセラミック誘電体層の薄膜化と高積層化により内部電極層が占める体積の割合が増加し、焼成及びリフロー半田付け等による回路基板への実装工程等で加わる熱衝撃によりセラミック積層体にクラック（ｃｒａｃｋ）または絶縁破壊が発生するという問題がある。
【０００５】
具体的に、クラックはセラミック層と内部電極層を形成する材料の熱膨張係数の差による応力がセラミック積層体に作用し発生するものであり、特に積層セラミックキャパシタの上部及び下部の両端に多く発生する。
【０００６】
また、熱変化により誘電体の最上部と最下部に応力が発生するが、このとき、電圧が印加されると誘電層の絶縁破壊が発生することがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、静電容量を安定的に確保しながら熱衝撃によるセラミック積層体のクラック及び絶縁破壊を効果的に防止することができる積層セラミックキャパシタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施例による積層セラミックキャパシタは、内部電極及び誘電体層が交互に積層されて形成された有効層と、上記有効層の上面及び下面に誘電体層が積層されて形成された保護層とを含み、上記保護層の厚さは上記有効層内の内部電極の平均厚さと誘電体層の平均厚さの和の１０．０から３０．０倍であることができる。
【０００９】
本発明の他の実施例による積層セラミックキャパシタの内部電極は、導電性物質が連続して形成された複数の連続区間と、隣り合った連続区間の間に気孔またはセラミックが埋められた断絶区間とを含み、上記連続区間及び断絶区間を含む内部電極の全長をＡとし、上記連続区間の長さの総和をＢとすると、下記条件式１を満たすことができる。
【００１０】
［条件式１］０．９２≦Ｂ／Ａ＜１
【００１１】
本発明のさらに他の実施例による積層セラミックキャパシタの有効層内の誘電体層の厚さは５μｍ以下であることができる。
【００１２】
本発明のさらに他の実施例による積層セラミックキャパシタの有効層内の誘電体層の積層数は１００以上であることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明による積層セラミックキャパシタは保護層の厚さを有効層の誘電体層及び内部電極の平均厚さの和の１０から３０倍となるように形成することで、内部電極の連結性が高くても熱衝撃によるクラックを効果的に防止することができる。
【００１４】
従って、内部電極の連結性を高く形成して安定的な静電容量を確保し、絶縁破壊電圧を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例による積層セラミックキャパシタの斜視図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ'に沿って切断した断面図である。
【図３】内部電極の連結性による静電容量及び絶縁破壊電圧の変化を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付の図面を参照して本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できるように好ましい実施例を詳細に説明する。但し、本発明の好ましい実施例を詳細に説明するにおいて、関る公知の機能または構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不必要に不明確にすると判断される場合はその詳細な説明を省略する。
【００１７】
また、類似する機能及び作用をする部分に対しては図面全体において同じ符号を使用する。
【００１８】
尚、明細書において、ある部分が他の部分と'連結'されているとは、'直接的に連結'されている場合のみではなく、その間に他の素子を介して'間接的に連結'されている場合も含む。また、ある構成要素を'含む'とは、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。
【００１９】
図１は本発明の一実施例による積層セラミックキャパシタの斜視図である。
【００２０】
図１を参照すると、本発明の一実施例による積層セラミックキャパシタは、キャパシタ本体１及び外部電極２を含むことができる。
【００２１】
上記キャパシタ本体１は、その内部に複数の誘電体層が積層され、上記複数の誘電体層の間に内部電極が挿入されることができる。このとき、誘電体層はチタン酸バリウム（Ｂａ２ＴｉＯ３）を利用して形成することができ、内部電極はニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）またはコバルト（Ｃｏ）等を利用して形成することができる。
【００２２】
上記外部電極２は上記キャパシタ本体１の両側面に形成されることができる。上記外部電極２は上記キャパシタ本体１の外表面に露出された内部電極と電気的に連結されるように形成することで、外部端子の役割をすることができる。このとき、上記外部電極２は銅（Ｃｕ）を利用して形成することができる。
【００２３】
図２は、図１のＩ−Ｉ'に沿って切断した断面図である。
【００２４】
積層セラミックキャパシタにおいて、容量を高めるためには有効層１０内の誘電体層１４の厚さは薄い程、誘電体層１４の積層数は多い程よい。しかし、誘電体層１４の厚さが薄くなり、誘電体層１４の積層数が増加するにつれ、クラックが発生し、熱衝撃に弱くなるという問題が生じる。従って、誘電体層１４の厚さ及び誘電体層１４の積層数はこのような問題を起こさない水準で設計されるべきである。例えば、誘電体層１４の厚さは５μｍ以下、特に１μｍ以下であることが好ましく、誘電体層１４の積層数は少なくとも１００層以上であることが好ましい。
【００２５】
図２を参照すると、本発明の一実施例による積層セラミックキャパシタは、内部電極１２及び誘電体層１４が交互に積層されて形成された有効層１０と、上記有効層１０の上面及び下面に複数の誘電体層が積層されて形成された保護層２０とを含むことができる。
【００２６】
先ず、図２を参照して内部電極の連結性に対して定義すると下記の通りである。
【００２７】
積層セラミックキャパシタの内部に形成される内部電極１２は一般的に中間に切れた領域がないように完全に連結されていない。内部電極１２を形成する工程はセラミックグリーンシートの一面にニッケル（Ｎｉ）等の金属粉末が含まれた導電性ペーストを利用して印刷する方法により行われるため、内部に多少の空間が残る。
【００２８】
従って、積層セラミックキャパシタを一定の方向に切った断面から見て、内部電極１２は完全に連結されておらず、所々気孔１６が存在する。
【００２９】
図２を参照して、気孔を含んだ内部電極１２の長さをＡとし、気孔１６を除いた内部電極の部分の長さの和をＢとすると、内部電極の連結性はＢ／Ａと定義することができる。
【００３０】
内部電極の連結性による静電容量、絶縁破壊電圧及び熱衝撃によるクラックの発生の可能性の関係は下記の通りである。
【００３１】
内部電極の連結性が高い場合、中に切れた部分が殆どなく内部電極が形成されたものであるため、連結性が低い場合より大きい静電容量を確保することができる。また、内部電極の間の誘電体層の厚さが均一になるため、絶縁破壊電圧が高くなる。しかし、内部電極を形成する物質（例えば、ニッケル（Ｎｉ）等の金属物質であることができる。）とセラミックの熱膨張係数の差により発生する段差のため、熱衝撃を受けると、クラックが発生しやすい。
【００３２】
一方、内部電極の連結性が低い場合、静電容量が減少し、内部電極の間の誘電体層の厚さが均一でないため、絶縁破壊電圧が低くなるという問題点はある。しかし、内部電極を形成する物質とセラミックの熱膨張係数の差により発生する段差を緩和するという効果があり、熱衝撃によるクラックを防止することができる。
【００３３】
図３は内部電極の連結性による静電容量及び絶縁破壊電圧の変化を示したグラフである。
【００３４】
図３を参照すると、内部電極の連結性が増加するほど、静電容量及び絶縁破壊電圧が増加することを確認することができる。特に、内部電極の連結性が０．９２以上になると、静電容量及び絶縁破壊電圧は最大値の９０％以上となり、安定的である。
【００３５】
但し、このように内部電極の連結性を高く形成すると、熱衝撃によるクラックが発生するという問題点があり、これを解決する必要がある。このような問題点を解決するために、本発明では上記保護層２０の厚さｔ１に対する有効層の誘電体層１４の平均厚さｔ２と内部電極１２の平均厚さｔ３の和の比を調節する。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
表１は内部電極の連結性は０．９８と一定にし、上記保護層２０の厚さｔ１に対する有効層内の誘電体層１４の平均厚さｔ２と内部電極１２の平均厚さｔ３の和の比（ｔ１／（ｔ２＋ｔ３））を変えながら静電容量及び熱衝撃によるクラックの発生個数を測定した結果を示す表である。
【００３８】
このとき、内部電極１２を形成するための導電性ペーストとしてニッケル（Ｎｉ）粉末は粒子のサイズが０．１〜０．２μｍのものを使用し、ニッケル粉末の含量は４０〜５０％で作製した。また、熱衝撃試験は３２０℃の鉛槽に２秒間浸潰させる方式で行われた。
【００３９】
表１を参照すると、誘電体層の厚さ比（ｔ１／（ｔ２＋ｔ３））が１０から３０の実施例で他の実施例に比べて熱衝撃によるクラックの発生個数が著しく減ることが確認できる。
【００４０】
表１の実施例は全て内部電極の連結性が０．９８の場合であるため、誘電体層の厚さ比（ｔ１／（ｔ２＋ｔ３））を１０から３０に調節すると、内部電極の連結性が高くても熱衝撃によるクラックの発生を効果的に防止できることが分かる。
【００４１】
従って、本発明の一実施例による積層セラミックキャパシタは、保護層２０の厚さｔ１を有効層内の誘電体層１４の平均厚さｔ２と内部電極１２の平均厚さｔ３の和の１０から３０倍になるように形成することで熱衝撃によるクラックの発生を効果的に防止することができる。
【００４２】
また、本発明の他の実施例による積層セラミックキャパシタは、内部電極の連結性を０．９２以上になるように形成することで、安定的に静電容量を確保し、高い絶縁破壊電圧を得ることができる。
【００４３】
本発明は上述の実施例及び添付の図面により限定されるものではない。本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が本発明の技術的思想から外れない範囲内で本発明による構成要素を置換、変形及び変更できることは明白である。
【符号の説明】
【００４４】
１  キャパシタ本体
２  外部電極
１０  有効層
１２  内部電極
１４  誘電体層
１６  気孔
２０  保護層
【図１】
2011129863.tif 000004
【図２】
2011129863.tif 000005
【図３】
2011129863.tif 000006