(57)【要約】【課題】内部電極の先端部に集中される電界を緩和することで、絶縁破壊を防止して信頼性を向上させることができる積層セラミックキャパシタ、及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態は、互いに対向する第１面及び第２面、上記第１面と第２面を連結する第３面及び第４面を含むセラミック本体と、上記セラミック本体の内部に配置され、上記第１及び第２面に露出し、且つ上記第３面または第４面に一端が露出する複数の内部電極と、上記第１面及び第２面に露出した上記内部電極の端部上に配置された第１サイドマージン部及び第２サイドマージン部と、を含む積層セラミックキャパシタであって、上記第１及び第２サイドマージン部に含まれる誘電体組成と、セラミック本体に含まれる誘電体組成とが互いに異なり、上記第１及び第２サイドマージン部の誘電率が、上記セラミック本体の誘電率より低い、積層セラミックキャパシタを提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する第１面及び第２面、前記第１面と第２面を連結する第３面及び第４面を含むセラミック本体と、
前記セラミック本体の内部に配置され、前記第１面及び第２面に露出し、且つ前記第３面または第４面に一端が露出する複数の内部電極と、
前記第１面及び第２面に露出した前記内部電極の端部上に配置された第１サイドマージン部及び第２サイドマージン部と、を含む積層セラミックキャパシタであって、
前記第１サイドマージン部及び第２サイドマージン部とセラミック本体は、Ｂａ及びＴｉを含む母材主成分と副成分を含み、
前記第１サイドマージン部及び第２サイドマージン部に含まれる誘電体組成と、セラミック本体に含まれる誘電体組成とが互いに異なり、前記第１サイドマージン部及び第２サイドマージン部の誘電率が、前記セラミック本体の誘電率より低い、積層セラミックキャパシタ。
【請求項２】
前記第１サイドマージン部及び第２サイドマージン部とセラミック本体は、副成分として、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、及びＺｎの少なくとも１つ以上を含む第１副成分を含む、請求項１に記載の積層セラミックキャパシタ。
【請求項３】
前記第１サイドマージン部及び第２サイドマージン部内に含まれるマンガン（Ｍｎ）の含量が、前記セラミック本体内に含まれるマンガン（Ｍｎ）の含量より高い、請求項２に記載の積層セラミックキャパシタ。
【請求項４】
前記第１サイドマージン部及び第２サイドマージン部とセラミック本体は、副成分として、Ｂａ及びＣａの少なくとも１つを含む第２副成分を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の積層セラミックキャパシタ。
【請求項５】
前記第１サイドマージン部及び第２サイドマージン部とセラミック本体は、副成分として、Ｓｉを含む酸化物または炭酸塩、もしくはＳｉを含むガラス（Ｇｌａｓｓ）化合物を含む第３副成分を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の積層セラミックキャパシタ。
【請求項６】
前記第１サイドマージン部及び第２サイドマージン部内に含まれるケイ素（Ｓｉ）の含量が、前記セラミック本体内に含まれるケイ素（Ｓｉ）の含量より高い、請求項５に記載の積層セラミックキャパシタ。
【請求項７】
前記第１サイドマージン部及び第２サイドマージン部とセラミック本体は、副成分として、Ｙ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｇｄ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｌａ、Ｔｂ、Ｙｂ、及びＰｒの少なくとも１つを含む第４副成分、及びＭｇまたはＡｌを含む第５副成分を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の積層セラミックキャパシタ。
【請求項８】
前記第１サイドマージン部及び第２サイドマージン部は、副成分として、Ｎａ及びＬｉの少なくとも１つ以上をさらに含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の積層セラミックキャパシタ。
【請求項９】
前記第１サイドマージン部及び第２サイドマージン部内に含まれるＮａ及びＬｉの少なくとも１つ以上の含量が、前記セラミック本体内に含まれるＮａ及びＬｉの少なくとも１つ以上の含量より高い、請求項８に記載の積層セラミックキャパシタ。
【請求項１０】
互いに対向する第１面及び第２面、前記第１面と第２面を連結する第３面及び第４面を含むセラミック本体と、
前記セラミック本体の内部に配置され、前記第１面及び第２面に露出し、且つ前記第３面または第４面に一端が露出する複数の内部電極と、
前記第１面及び第２面に露出した前記内部電極の端部上に配置された第１サイドマージン部及び第２サイドマージン部と、を含む積層セラミックキャパシタであって、
前記第１サイドマージン部及び第２サイドマージン部とセラミック本体は、Ｂａ及びＴｉを含む母材主成分と副成分を含み、
前記第１サイドマージン部及び第２サイドマージン部とセラミック本体は、副成分として、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、及びＺｎの少なくとも１つ以上を含む第１副成分を含み、前記第１サイドマージン部及び第２サイドマージン部内に含まれるマンガン（Ｍｎ）の含量が、前記セラミック本体内に含まれるマンガン（Ｍｎ）の含量より高い、積層セラミックキャパシタ。
【請求項１１】
前記第１サイドマージン部及び第２サイドマージン部とセラミック本体は、副成分として、Ｂａ及びＣａの少なくとも１つを含む第２副成分、Ｓｉを含む酸化物または炭酸塩、もしくはＳｉを含むガラス（Ｇｌａｓｓ）化合物を含む第３副成分、Ｙ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｇｄ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｌａ、Ｔｂ、Ｙｂ、及びＰｒの少なくとも１つを含む第４副成分、及びＭｇまたはＡｌを含む第５副成分を含む、請求項１０に記載の積層セラミックキャパシタ。
【請求項１２】
前記第１サイドマージン部及び第２サイドマージン部内に含まれるケイ素（Ｓｉ）の含量が、前記セラミック本体内に含まれるケイ素（Ｓｉ）の含量より高い、請求項１１に記載の積層セラミックキャパシタ。
【請求項１３】
前記第１サイドマージン部及び第２サイドマージン部は、副成分として、Ｎａ及びＬｉの少なくとも１つ以上をさらに含む、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の積層セラミックキャパシタ。
【請求項１４】
前記第１サイドマージン部及び第２サイドマージン部内に含まれるＮａ及びＬｉの少なくとも１つ以上の含量が、前記セラミック本体内に含まれるＮａ及びＬｉの少なくとも１つ以上の含量より高い、請求項１３に記載の積層セラミックキャパシタ。
【請求項１５】
前記第１サイドマージン部及び第２サイドマージン部は、平均厚さが１８μｍ以下である、請求項１３または１４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及びその製造方法に関し、より詳細には、内部電極の先端部に集中される電界を緩和することで、絶縁破壊を防止して信頼性を向上させることができる積層セラミックキャパシタ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、キャパシタ、インダクタ、圧電体素子、バリスタ、またはサーミスタなどのセラミック材料を用いる電子部品は、セラミック材料からなるセラミック本体と、本体の内部に形成された内部電極と、上記内部電極と接続されるようにセラミック本体の表面に設けられた外部電極と、を備える。
【０００３】
近年、電子製品の小型化及び多機能化に伴い、チップ部品も小型化及び高機能化する傾向にあるため、積層セラミックキャパシタにも、小型でありながらも、容量が大きい高容量の製品が求められている。
【０００４】
積層セラミックキャパシタの小型化及び高容量化のためには、電極有効面積の最大化（容量の実現に必要な有効体積分率の増加）が求められる。
【０００５】
上記のように小型及び高容量の積層セラミックキャパシタを実現するために、積層セラミックキャパシタを製造するにあたり、内部電極が本体の幅方向に露出するようにすることで、マージンのない設計によって内部電極の幅方向の面積を最大化するとともに、かかるチップの製作後に、焼成前の段階で、チップの幅方向の電極露出面にマージン部を別に付着して完成する方法が適用されている。
【０００６】
しかしながら、上記のように積層セラミックキャパシタを製作する際に、従来は、サイドマージン部を形成するための誘電体組成を、セラミック本体の誘電体組成と差別化せず、セラミック本体の誘電体組成物をそのまま用いていた。
【０００７】
積層セラミックキャパシタの主な不良の１つである絶縁破壊は、内部電極の先端部に集中される電界によって発生している。
【０００８】
上記積層セラミックキャパシタの主な不良の１つである絶縁破壊を防止するためには、内部電極の先端部に集中される電界を緩和しなければならない。
【０００９】
したがって、内部電極の先端部に集中される電界を緩和することのできる研究が必要な状況である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】韓国公開特許第２０１０−０１３６９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、内部電極の先端部に集中される電界を緩和することで、絶縁破壊を防止して信頼性を向上させることができる積層セラミックキャパシタ、及びその製造方法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】
【００１２】
本発明の一実施形態は、互いに対向する第１面及び第２面、上記第１面と第２面を連結する第３面及び第４面を含むセラミック本体と、上記セラミック本体の内部に配置され、上記第１及び第２面に露出し、且つ上記第３面または第４面に一端が露出する複数の内部電極と、上記第１面及び第２面に露出した上記内部電極の端部上に配置された第１サイドマージン部及び第２サイドマージン部と、を含む積層セラミックキャパシタであって、上記第１及び第２サイドマージン部に含まれる誘電体組成と、セラミック本体に含まれる誘電体組成とは互いに異なり、上記第１及び第２サイドマージン部の誘電率が、上記セラミック本体の誘電率より低い、積層セラミックキャパシタを提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の一実施形態によると、内部電極が、誘電体層の幅方向において全体的に形成され、且つセラミック本体の幅方向の側面に露出し、その上に第１及び第２サイドマージン部が別に付着されることにより、内部電極の重なり面積を最大化して高容量の積層セラミックキャパシタを実現することができる。また、第１及び第２サイドマージン部の誘電率を、上記セラミック本体の誘電率より低く形成することで、内部電極の先端部に集中される電界を緩和させ、絶縁破壊を防止して信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態による積層セラミックキャパシタを示す概略的な斜視図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ'線に沿った断面図である。
【図３】図１のＩＩ−ＩＩ'線に沿った断面図である。
【図４】図１に示された積層セラミックキャパシタを構成する一誘電体層を示す上部平面図である。
【図５ａ】本発明の他の実施形態による積層セラミックキャパシタの製造方法を概略的に示す断面図である。
【図５ｂ】本発明の他の実施形態による積層セラミックキャパシタの製造方法を概略的に示す断面図である。
【図５ｃ】本発明の他の実施形態による積層セラミックキャパシタの製造方法を概略的に示す断面図である。
【図５ｄ】本発明の他の実施形態による積層セラミックキャパシタの製造方法を概略的に示す斜視図である。
【図５ｅ】本発明の他の実施形態による積層セラミックキャパシタの製造方法を概略的に示す斜視図である。
【図５ｆ】本発明の他の実施形態による積層セラミックキャパシタの製造方法を概略的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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）がされることがある。
【００１６】
図１は本発明の一実施形態による積層セラミックキャパシタを示す概略的な斜視図である。
【００１７】
図２は図１のＩ−Ｉ'線に沿った断面図である。
【００１８】
図３は図１のＩＩ−ＩＩ'線に沿った断面図であり、図４は図１に示された積層セラミックキャパシタを構成する一誘電体層を示す上部平面図である。
【００１９】
図１から図４を参照すると、本実施形態による積層セラミックキャパシタは、セラミック本体１１０と、上記セラミック本体１１０の内部に形成される複数の内部電極１２１、１２２と、上記セラミック本体１１０の外表面に形成される外部電極１３１、１３２と、を含む。
【００２０】
上記セラミック本体１１０は、互いに対向する第１面１及び第２面２と、上記第１面と第２面を連結する第３面３及び第４面４と、上面及び下面である第５面５及び第６面６と、を有することができる。
【００２１】
上記第１面１及び第２面２はセラミック本体１１０の幅方向において対向する面、上記第３面３及び第４面４は長さ方向において対向する面、上記第５面５及び第６面６は厚さ方向において対向する面と定義することができる。
【００２２】
上記セラミック本体１１０の形状は特に制限されないが、図面に示すように、直方体形状であることができる。
【００２３】
上記セラミック本体１１０の内部に形成された複数の内部電極１２１、１２２は、セラミック本体の第３面３または第４面４に一端が露出する。
【００２４】
上記内部電極１２１、１２２は、互いに異なる極性を有する第１内部電極１２１及び第２内部電極１２２を一対とすることができる。
【００２５】
第１内部電極１２１の一端は第３面３に露出し、第２内部電極１２２の一端は第４面４に露出することができる。
【００２６】
上記第１内部電極１２１及び第２内部電極１２２の他端は、第３面３または第４面４から所定の間隔を置いて形成される。これについてのより具体的な事項は後述する。
【００２７】
上記セラミック本体の第３面３及び第４面４には第１及び第２外部電極１３１、１３２が形成され、上記内部電極とそれぞれ電気的に接続されることができる。
【００２８】
本発明の一実施形態による積層セラミックキャパシタは、上記セラミック本体１１０の内部に配置され、上記第１及び第２面１、２に露出し、且つ上記第３面３または第４面４に一端が露出する複数の内部電極１２１、１２２と、上記第１面１及び第２面２に露出した上記内部電極１２１、１２２の端部上に配置された第１サイドマージン部１１３及び第２サイドマージン部１１４と、を含む。
【００２９】
上記セラミック本体１１０の内部には複数の内部電極１２１、１２２が形成される。上記複数の内部電極１２１、１２２の各末端は、上記セラミック本体１１０の幅方向の面である第１面１及び第２面２に露出し、露出した端部上に第１サイドマージン部１１３及び第２サイドマージン部１１４が配置される。
【００３０】
第１サイドマージン部１１３及び第２サイドマージン部１１４の厚さｄ１は、１８μｍ以下であることができる。
【００３１】
本発明の一実施形態によると、上記セラミック本体１１０は、複数の誘電体層１１２が積層された積層体１１１と、上記積層体の両側面に形成される第１サイドマージン部１１３及び第２サイドマージン部１１４とで構成されることができる。
【００３２】
上記積層体１１１を構成する複数の誘電体層１１２は焼結された状態であって、隣接する誘電体層同士の境界は、確認が不可能な程度に一体化されることができる。
【００３３】
上記積層体１１１の長さは上記セラミック本体１１０の長さに相当し、上記セラミック本体１１０の長さは、セラミック本体の第３面３から第４面４までの距離に相当する。すなわち、セラミック本体１１０の第３及び第４面は、積層体１１１の第３面及び第４面と理解されることができる。
【００３４】
上記積層体１１１は複数の誘電体層１１２の積層により形成されるものであって、上記誘電体層１１２の長さは、セラミック本体の第３面３と第４面４との間の距離を形成する。
【００３５】
これに制限されるものではないが、本発明の一実施形態によると、セラミック本体の長さは４００〜１４００μｍであることができる。より具体的には、セラミック本体の長さは４００〜８００μｍ、または、６００〜１４００μｍであることができる。
【００３６】
上記誘電体層上に内部電極１２１、１２２が形成されることができ、内部電極１２１、１２２は、焼結により、一誘電体層を間に挟んで上記セラミック本体の内部に形成されることができる。
【００３７】
図４を参照すると、誘電体層１１２に第１内部電極１２１が形成される。上記第１内部電極１２１は、誘電体層の長さ方向においては全体的に形成されない。すなわち、第１内部電極１２１の一端は、セラミック本体の第４面４から所定の間隔を置いて形成されることができ、第１内部電極１２１の他端は、第３面３まで形成されて第３面３に露出することができる。
【００３８】
積層体の第３面３に露出した第１内部電極の他端は第１外部電極１３１と接続される。
【００３９】
第１内部電極とは反対に、第２内部電極１２２の一端は、第３面３から所定の間隔を置いて形成され、第２内部電極１２２の他端は、第４面４に露出して第２外部電極１３２と接続される。
【００４０】
上記誘電体層１１２は第１内部電極１２１の幅と同一の幅を有することができる。すなわち、上記第１内部電極１２１は、誘電体層１１２の幅方向においては全体的に形成されることができる。
【００４１】
これに制限されるものではないが、本発明の一実施形態によると、誘電体層の幅及び内部電極の幅は１００〜９００μｍであることができる。より具体的には、誘電体層の幅及び内部電極の幅は１００〜５００μｍ、または、１００〜９００μｍであることができる。
【００４２】
セラミック本体が小型化するにつれ、サイドマージン部の厚さが積層セラミックキャパシタの電気的特性に影響し得る。本発明の一実施形態によると、サイドマージン部の厚さが１８μｍ以下に形成され、小型化した積層セラミックキャパシタの特性を向上させることができる。
【００４３】
本発明の一実施形態において、内部電極と誘電体層は同時に切断されて形成されるものであって、内部電極の幅と誘電体層の幅は同一に形成されることができる。これについてのより具体的な事項は後述する。
【００４４】
本実施形態において、誘電体層の幅は内部電極の幅と同一に形成される。これにより、セラミック本体１１０の幅方向の第１及び第２面に内部電極１２１、１２２の末端が露出することができる。
【００４５】
上記内部電極１２１、１２２の末端が露出したセラミック本体１１０の幅方向の両側面には、第１サイドマージン部１１３及び第２サイドマージン部１１４が形成されることができる。
【００４６】
上記第１サイドマージン部１１３及び第２サイドマージン部１１４の厚さは１８μｍ以下であることができる。上記第１サイドマージン部１１３及び第２サイドマージン部１１４の厚さが小さいほど、セラミック本体内に形成される内部電極の重なり面積が相対的に広くなることができる。
【００４７】
上記第１サイドマージン部１１３及び第２サイドマージン部１１４の厚さは、積層体１１１の側面に露出する内部電極のショートを防止することができる厚さであれば特に制限されないが、例えば、第１サイドマージン部１１３及び第２サイドマージン部１１４の厚さは２μｍ以上であることができる。
【００４８】
上記第１及び第２サイドマージン部の厚さが２μｍ未満である場合には、外部衝撃に対する機械的強度が低下する恐れがあり、上記第１及び第２サイドマージン部の厚さが１８μｍを超える場合には、内部電極の重なり面積が相対的に減少し、積層セラミックキャパシタの高容量の確保が困難であり得る。
【００４９】
積層セラミックキャパシタの容量を最大化するために、誘電体層を薄膜化する方法、薄膜化した誘電体層を高積層化する方法、内部電極のカバレッジを向上させる方法などが考えられている。
【００５０】
また、容量を形成する内部電極の重なり面積を増加させる方法が考えられている。
【００５１】
内部電極の重なり面積を増加させるためには、内部電極が形成されていないマージン部の領域を最小化させる必要がある。
【００５２】
特に、積層セラミックキャパシタが小型化するほど、内部電極の重なり領域を増加させるためには、マージン部の領域を最小化させる必要がある。
【００５３】
本実施形態によると、誘電体層の幅方向の全体に内部電極が形成され、サイドマージン部の厚さが１８μｍ以下に設定されるため、内部電極の重なり面積が広いという特徴を有する。
【００５４】
通常、誘電体層が高積層化するほど、誘電体層及び内部電極の厚さは薄くなる。したがって、内部電極のショート現象が頻繁に発生し得る。また、誘電体層の一部にのみ内部電極が形成される場合、内部電極による段差が生じて、絶縁抵抗の加速寿命や信頼性が低下し得る。
【００５５】
しかし、本実施形態によると、薄膜の内部電極及び誘電体層を形成しても、内部電極が誘電体層の幅方向において全体的に形成されるため、内部電極の重なり面積が大きくなり、積層セラミックキャパシタの容量を大きくすることができる。
【００５６】
また、内部電極による段差を減少させることで、絶縁抵抗の加速寿命を向上させるため、優れた容量特性及び信頼性を有する積層セラミックキャパシタを提供することができる。
【００５７】
一方、積層セラミックキャパシタの主な不良の１つである絶縁破壊は、内部電極の先端部に集中される電界によって発生している。
【００５８】
上記積層セラミックキャパシタの主な不良の１つである絶縁破壊を防止するためには、内部電極の先端部に集中される電界を緩和しなければならない。
【００５９】
本発明の一実施形態によると、上記第１及び第２サイドマージン部１１３、１１４に含まれる誘電体組成と、セラミック本体１１０に含まれる誘電体組成とが互いに異なる。
【００６０】
また、上記第１及び第２サイドマージン部１１３、１１４の誘電率が、上記セラミック本体１１０の誘電率より低いことを特徴とする。
【００６１】
上記第１及び第２サイドマージン部１１３、１１４の誘電率を上記セラミック本体１１０の誘電率より低く調節することで、内部電極の先端部に集中される電界を緩和することができ、積層セラミックキャパシタの主な不良の１つである絶縁破壊を防止して積層セラミックキャパシタの信頼性を向上させることができる。
【００６２】
上記のように、通常の積層セラミックキャパシタの主な不良の１つである絶縁破壊は、内部電極の先端部に集中される電界によって発生する。内部電極の先端部に集中される電界を緩和する方法としては、本発明の一実施形態によると、上記第１及び第２サイドマージン部１１３、１１４の誘電率を、上記セラミック本体１１０の誘電率より低く制御することにより緩和が可能である。
【００６３】
すなわち、上記第１及び第２サイドマージン部１１３、１１４の誘電率が上記セラミック本体１１０の誘電率より低い場合、内部電極の先端部に集中される電界が分散されながら緩和されるという効果がある。
【００６４】
本発明の一実施形態において、上記セラミック本体１１０は、第１内部電極１２１と第２内部電極１２２が重なる領域である活性領域と、上記活性領域に対応する上部及び下部カバー部領域までを含む部分を意味する。
【００６５】
通常の積層セラミックキャパシタの場合、内部電極が互いに重なって容量を形成する活性領域と、内部電極が重ならないか、内部電極が形成されていない領域であるマージン部と、を含むセラミック本体を製作する際に、同一の誘電体組成を有するセラミックグリーンシートを積層して形成するため、活性領域の誘電体組成と、マージン部の誘電体組成が同一であることが一般的である。
【００６６】
かかる従来の積層セラミックキャパシタは、同一の誘電体組成を有するセラミックグリーンシートを積層することで、活性領域とマージン部を含むセラミック本体を製作する。したがって、両領域の誘電体組成を異ならせて適用することが不可能な構造である。
【００６７】
一方、本発明の一実施形態のように、小型及び高容量の積層セラミックキャパシタを実現するために、積層セラミックキャパシタを製造するにあたり、内部電極が本体の幅方向に露出するようにすることで、マージンのない設計によって内部電極の幅方向の面積を最大化するとともに、かかるチップの製作後に、焼成前の段階で、チップの幅方向の電極露出面にマージン部を別に付着して完成する方法が適用されている。
【００６８】
しかし、上記のように積層セラミックキャパシタを製作する場合、従来は、サイドマージン部を形成するための誘電体組成を、セラミック本体の誘電体組成と差別化せず、セラミック本体の誘電体組成物をそのまま用いていた。
【００６９】
このように、従来は、サイドマージン部を形成するための誘電体組成を、セラミック本体の誘電体組成と差別化せず、セラミック本体の誘電体組成物をそのまま用いていたため、両領域の誘電体組成が同一であり、異ならせて適用していなかった。
【００７０】
しかし、本発明の一実施形態によると、上記第１及び第２サイドマージン部１１３、１１４に含まれる誘電体組成と、セラミック本体１１０に含まれる誘電体組成は互いに異なり、上記第１及び第２サイドマージン部１１３、１１４の誘電率が、上記セラミック本体１１０の誘電率より低いことを特徴とする。
【００７１】
上記第１及び第２サイドマージン部１１３、１１４の誘電率を上記セラミック本体１１０の誘電率より低く制御する方法としては、本発明の一実施形態によると、誘電体に含まれる副成分の含量を調節することにより制御が可能である。
【００７２】
特に、本発明の一実施形態によると、上記第１及び第２サイドマージン部１１３、１１４に含まれる誘電体組成と、セラミック本体１１０に含まれる誘電体組成において、副成分の含量が互いに異なるように調節するため、サイドマージン部の全体に含まれる副成分の含量と、セラミック本体内に含まれる同一の副成分の含量は互いに異なる。
【００７３】
通常、セラミック本体内に含まれる副成分が拡散によってサイドマージン部内に移動することにより、サイドマージン部の一部領域で副成分の含量がより高くなる現象が発生し得る。
【００７４】
しかし、本発明の一実施形態によると、内部電極が本体の幅方向に露出するようにすることで、マージンのない設計によってチップの製作後、焼成前の段階で、チップの幅方向の電極露出面にマージン部を別に付着して完成する方法を用いる。この際、サイドマージン部を形成するための誘電体組成を、セラミック本体の誘電体組成と異なるようにするため、サイドマージン部全体の副成分の含量とセラミック本体内に含まれる同一の副成分の含量とに差が生じる。
【００７５】
上記第１及び第２サイドマージン部１１３、１１４と上記セラミック本体１１０に含まれる誘電体磁気組成物は、Ｂａ及びＴｉを含む母材主成分を含むことができる。
【００７６】
上記母材主成分は、ＢａＴｉＯ３またはＣａ、Ｚｒ、Ｓｎなどが一部固溶した（Ｂａ，Ｃａ）（Ｔｉ，Ｃａ）Ｏ３、（Ｂａ，Ｃａ）（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ３、Ｂａ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ３、（Ｂａ，Ｃａ）（Ｔｉ，Ｓｎ）Ｏ３で表される主成分を含む。上記母材主成分は、粉末の形態で含まれることができる。
【００７７】
上記第１及び第２サイドマージン部１１３、１１４と上記セラミック本体１１０に含まれる誘電体磁気組成物は、副成分として、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、及びＺｎの少なくとも１つ以上を含む第１副成分を含むことができる。
【００７８】
また、Ｂａ及びＣａの少なくとも１つを含む第２副成分、Ｓｉを含む酸化物または炭酸塩、もしくはＳｉを含むガラス（Ｇｌａｓｓ）化合物を含む第３副成分、Ｙ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｇｄ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｌａ、Ｔｂ、Ｙｂ、及びＰｒの少なくとも１つを含む第４副成分、及びＭｇまたはＡｌを含む第５副成分をさらに含むことができる。
【００７９】
本発明の一実施形態によると、上記第１及び第２サイドマージン部１１３、１１４とセラミック本体１１０内に含まれる副成分として、マンガン（Ｍｎ）とケイ素（Ｓｉ）の含量を制御することで、誘電率が互いに異なるようにすることができる。
【００８０】
具体的には、上記セラミック本体１１０に比べて、上記第１及び第２サイドマージン部１１３、１１４内に含まれるマンガン（Ｍｎ）とケイ素（Ｓｉ）の含量がより高い。
【００８１】
上記セラミック本体１１０に比べて、上記第１及び第２サイドマージン部１１３、１１４内に含まれるマンガン（Ｍｎ）とケイ素（Ｓｉ）の含量をより高く調節することで、上記第１及び第２サイドマージン部１１３、１１４の誘電率を、上記セラミック本体１１０の誘電率より低く制御することができる。
【００８２】
上記セラミック本体１１０及び上記第１及び第２サイドマージン部１１３、１１４内に含まれるマンガン（Ｍｎ）とケイ素（Ｓｉ）の含量において、上記第１及び第２サイドマージン部１１３、１１４の全体に含まれるマンガン（Ｍｎ）とケイ素（Ｓｉ）の含量は、上記セラミック本体１１０内に含まれるマンガン（Ｍｎ）とケイ素（Ｓｉ）の含量より高い。
【００８３】
すなわち、上記第１及び第２サイドマージン部内の一部領域、例えば、セラミック本体と接する隣接領域内でのみ上記マンガン（Ｍｎ）とケイ素（Ｓｉ）の含量差が生じるのではなく、上記第１及び第２サイドマージン部１１３、１１４の全体においても、マンガン（Ｍｎ）とケイ素（Ｓｉ）の含量差が生じる。
【００８４】
このような特徴は、従来と異なって、積層セラミックキャパシタの製作過程で、セラミック本体を形成するための誘電体組成と、第１及び第２サイドマージン部を形成するための誘電体組成とを互いに異ならせることによって可能である。
【００８５】
これにより、内部電極の先端部に集中される電界を緩和することができ、積層セラミックキャパシタの主な不良の１つである絶縁破壊を防止して積層セラミックキャパシタの信頼性を向上させることができる。
【００８６】
一方、上記第１及び第２サイドマージン部１１３、１１４の誘電率を上記セラミック本体１１０の誘電率より低く制御する方法としては、本発明の一実施形態によると、誘電体に含まれる副成分のうち希土類酸化物の含量を調節することにより制御が可能である。
【００８７】
具体的には、上記第１及び第２サイドマージン部１１３、１１４内に含まれる希土類酸化物の含量は、上記セラミック本体１１０内に含まれる含量より低くすることができる。但し、これに制限されるものではなく、上記第１及び第２サイドマージン部１１３、１１４内に含まれる希土類酸化物の含量は、上記セラミック本体１１０内に含まれる含量と同一であってもよい。
【００８８】
上記希土類元素は、特に制限されないが、例えば、Ｙ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、及びＹｂの何れか１つ以上の元素であることができる。
【００８９】
また、上記第１及び第２サイドマージン部１１３、１１４の誘電率を上記セラミック本体１１０の誘電率より低く制御する方法としては、本発明の一実施形態によると、上記第１及び第２サイドマージン部１１３、１１４はナトリウム（Ｎａ）とリチウム（Ｌｉ）を含むことができる。
【００９０】
上記第１及び第２サイドマージン部１１３、１１４がナトリウム（Ｎａ）とリチウム（Ｌｉ）をさらに含むことで、上記第１及び第２サイドマージン部１１３、１１４の誘電率が、上記セラミック本体１１０の誘電率より低くなる。これにより、内部電極の先端部に集中される電界を緩和することができ、絶縁破壊を防止して積層セラミックキャパシタの信頼性を向上させることができる。
【００９１】
セラミック本体１１０内にも、ナトリウム（Ｎａ）とリチウム（Ｌｉ）が選択的に含まれることができるが、本発明の一実施形態によると、第１及び第２サイドマージン部１１３、１１４の誘電率を上記セラミック本体１１０の誘電率より低く制御するために、第１及び第２サイドマージン部１１３、１１４内にはナトリウム（Ｎａ）とリチウム（Ｌｉ）が必須的に添加され、その含量も、セラミック本体１１０内に少量添加された含量に比べてより高く含まれることができる。
【００９２】
また、上記セラミック本体１１０及び上記第１及び第２サイドマージン部１１３、１１４内に含まれるナトリウム（Ｎａ）とリチウム（Ｌｉ）の含量において、上記第１及び第２サイドマージン部１１３、１１４の全体に含まれるナトリウム（Ｎａ）とリチウム（Ｌｉ）の含量は、上記セラミック本体１１０内に含まれるナトリウム（Ｎａ）とリチウム（Ｌｉ）の含量より高い。
【００９３】
以下、本発明の他の実施形態による積層セラミックキャパシタの製造方法を説明する。
【００９４】
図５ａから図５ｆは、本発明の他の実施形態による積層セラミックキャパシタの製造方法を概略的に示す断面図及び斜視図である。
【００９５】
図５ａに示すように、セラミックグリーンシート２１２ａ上に、所定の間隔ｄ４を置いて複数のストライプ状の第１内部電極パターン２２１ａを形成する。上記複数のストライプ状の第１内部電極パターン２２１ａは、互いに平行に形成されることができる。
【００９６】
上記所定の間隔ｄ４は、内部電極を互いに異なる極性を有する外部電極と絶縁させるための距離であって、図４に示されたｄ２×２の距離と理解されることができる。
【００９７】
上記セラミックグリーンシート２１２ａは、セラミック粉末、有機溶剤、及び有機バインダーを含むセラミックペーストで形成されることができる。
【００９８】
上記セラミック粉末は高い誘電率を有する物質であって、これに制限されるものではないが、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）系材料、鉛複合ペロブスカイト系材料、またはチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）系材料などを用いることができ、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末を用いることが好ましい。上記セラミックグリーンシート２１２ａが焼成されると、セラミック本体を構成する誘電体層１１２となる。
【００９９】
ストライプ状の第１内部電極パターン２２１ａは、導電性金属を含む内部電極ペーストによって形成されることができる。上記導電性金属は、これに制限されるものではないが、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、またはこれらの合金であることができる。
【０１００】
上記セラミックグリーンシート２１２ａ上にストライプ状の第１内部電極パターン２２１ａを形成する方法は特に制限されないが、例えば、スクリーン印刷法またはグラビア印刷法などの印刷法により形成することができる。
【０１０１】
また、図示していないが、さらに他のセラミックグリーンシート２１２ａ上に、所定の間隔を置いて複数のストライプ状の第２内部電極パターン２２２ａを形成することができる。
【０１０２】
以下、第１内部電極パターン２２１ａが形成されたセラミックグリーンシートを第１セラミックグリーンシートと称し、第２内部電極パターン２２２ａが形成されたセラミックグリーンシートを第２セラミックグリーンシートと称する。
【０１０３】
次に、図５ｂに示すように、ストライプ状の第１内部電極パターン２２１ａとストライプ状の第２内部電極パターン２２２ａとが交差積層されるように、第１及び第２セラミックグリーンシートを交互に積層することができる。
【０１０４】
その後、上記ストライプ状の第１内部電極パターン２２１ａによって第１内部電極１２１を形成することができ、ストライプ状の第２内部電極パターン２２２ａによって第２内部電極１２２を形成することができる。
【０１０５】
図５ｃは、本発明の一実施例によって第１及び第２セラミックグリーンシートが積層されたセラミックグリーンシート積層体２１０を示す断面図であり、図５ｄは、第１及び第２セラミックグリーンシートが積層されたセラミックグリーンシート積層体２１０を示す斜視図である。
【０１０６】
図５ｃ及び図５ｄを参照すると、複数の平行なストライプ状の第１内部電極パターン２２１ａが印刷された第１セラミックグリーンシートと、複数の平行なストライプ状の第２内部電極パターン２２２ａが印刷された第２セラミックグリーンシートは、互いに交互に積層される。
【０１０７】
より具体的には、第１セラミックグリーンシートに印刷されたストライプ状の第１内部電極パターン２２１ａの中央部と、第２セラミックグリーンシートに印刷されたストライプ状の第２内部電極パターン２２２ａ間の間隔ｄ４とが重なるように積層されることができる。
【０１０８】
次に、図５ｄに示すように、上記セラミックグリーンシート積層体２１０は、複数のストライプ状の第１内部電極パターン２２１ａ及びストライプ状の第２内部電極パターン２２２ａを横切るように切断されることができる。すなわち、上記セラミックグリーンシート積層体２１０は、Ｃ１−Ｃ１の切断線に沿って棒状積層体２２０に切断されることができる。
【０１０９】
より具体的には、ストライプ状の第１内部電極パターン２２１ａ及びストライプ状の第２内部電極パターン２２２ａは長さ方向に切断され、一定の幅を有する複数の内部電極に分割されることができる。この際、積層されたセラミックグリーンシートも内部電極パターンとともに切断される。これにより、誘電体層は、内部電極の幅と同一の幅を有するように形成されることができる。
【０１１０】
上記棒状積層体２２０の切断面に、第１及び第２内部電極の末端が露出することができる。上記棒状積層体の切断面はそれぞれ、棒状積層体の第１側面及び第２側面と称することができる。
【０１１１】
上記セラミックグリーンシート積層体を焼成した後に、棒状積層体となるように切断することができる。また、上記セラミックグリーンシートを棒状積層体に切断した後に、焼成を行ってもよい。これに制限されるものではないが、上記焼成は１１００℃〜１３００℃のＮ２−Ｈ２雰囲気で行うことができる。
【０１１２】
次に、図５ｅに示すように、上記棒状積層体２２０の第１及び第２側面のそれぞれに、第１サイドマージン部２１３ａ及び第２サイドマージン部２１４ａを形成することができる。第２サイドマージン部２１４ａは明確に示さず、点線でその輪郭を示した。
【０１１３】
上記第１及び第２サイドマージン部２１３ａ、２１４ａは、棒状積層体２２０に、セラミック粉末を含むセラミックスラリーを用いて形成することができる。
【０１１４】
上記セラミックスラリーは、セラミック粉末、有機バインダー、及び有機溶剤を含むものであって、第１及び第２サイドマージン部２１３ａ、２１４ａが所望の厚さを有するように、セラミックスラリーの量を調節することができる。
【０１１５】
本発明の一実施形態によると、上記第１及び第２サイドマージン部２１３ａ、２１４ａを形成するためのセラミックスラリー内の組成は、上記棒状積層体２２０を形成するためのセラミックペースト内の組成と互いに異なる。
【０１１６】
すなわち、上記第１及び第２サイドマージン部２１３ａ、２１４ａを形成するためのセラミックスラリー内の組成は、上記第１及び第２サイドマージン部の誘電率が、セラミック本体に相当する上記棒状積層体２２０の誘電率より低く形成されるように、上記棒状積層体２２０を形成するためのセラミックペースト内の組成と異なる。
【０１１７】
具体的な組成は、上述の本発明の一実施形態による第１及び第２サイドマージン部及びセラミック本体の組成で説明したとおりである。
【０１１８】
上記棒状積層体２２０の第１及び第２側面にセラミックスラリーを塗布して第１及び第２サイドマージン部２１３ａ、２１４ａを形成することができる。上記セラミックスラリーの塗布方法は特に制限されず、例えば、スプレー方式により噴射、または、ローラーを用いて塗布することができる。
【０１１９】
また、上記棒状積層体をセラミックスラリーにディッピング（ｄｉｐｐｉｎｇ）することで、棒状積層体の第１及び第２側面に第１及び第２サイドマージン部２１３ａ、２１４ａを形成することができる。
【０１２０】
上述のように、上記第１及び第２サイドマージン部の厚さは１８μｍ以下に形成されることができる。
【０１２１】
次に、図５ｅ及び図５ｆに示すように、第１及び第２サイドマージン部２１３ａ、２１４ａが形成された上記棒状積層体２２０を、Ｃ２−Ｃ２の切断線に沿って、個別のチップサイズに応じて切断することができる。
【０１２２】
棒状積層体２２０をチップサイズに切断することで、積層本体２１１と、積層本体の両側面に形成された第１及び第２サイドマージン部２１３、２１４と、を有するセラミック本体が形成されることができる。
【０１２３】
上記棒状積層体２２０をＣ２−Ｃ２の切断線に沿って切断することで、重なっている第１内部電極の中央部と第２内部電極の間に形成された所定の間隔ｄ４が同一の切断線によって切断されることができる。他の観点では、第２内部電極の中央部と第１内部電極の間に形成された所定の間隔が同一の切断線によって切断されることができる。
【０１２４】
これにより、第１内部電極及び第２内部電極の一端が、Ｃ２−Ｃ２の切断線に沿った切断面に相互に露出することができる。上記第１内部電極が露出した面は、図４に示す積層体の第３面３と理解されることができ、上記第２内部電極が露出した面は、図４に示す積層体の第４面４と理解されることができる。
【０１２５】
上記棒状積層体２２０をＣ２−Ｃ２の切断線に沿って切断することで、ストライプ状の第１内部電極パターン２２１ａ間の所定の間隔ｄ４が半分に切断され、第１内部電極１２１の一端が、第４面から所定の間隔ｄ２を置いて形成されることになる。また、第２内部電極１２２の一端が、第３面から所定の間隔を置いて形成されることになる。
【０１２６】
その後、上記第１及び第２内部電極の一端と接続されるように、上記第３面及び第４面のそれぞれに外部電極を形成することができる。
【０１２７】
本実施形態のように、棒状積層体２２０に第１及び第２サイドマージン部を形成し、チップサイズに切断した場合、一回の工程により複数の積層本体２１１にサイドマージン部を形成することができる。
【０１２８】
また、図示していないが、第１サイドマージン部及び第２サイドマージン部を形成する前に、棒状積層体をチップサイズに切断して複数の積層体を形成することができる。
【０１２９】
すなわち、棒状積層体を、重なっている第１内部電極の中央部と、第２内部電極の間に形成され、所定の間隔が同一である切断線によって切断されるように切断することができる。これにより、第１内部電極及び第２内部電極の一端は、切断面において交互に露出することができる。
【０１３０】
次に、上記積層本体の第１及び第２面に第１サイドマージン部及び第２サイドマージン部を形成することができる。第１及び第２サイドマージン部の形成方法は上述のとおりである。
【０１３１】
また、上記第１内部電極が露出した積層本体の第３面と、上記第２内部電極が露出した積層本体の第４面に、それぞれ外部電極を形成することができる。
【０１３２】
本発明の他の実施形態によると、積層体の第１及び第２面を介して第１及び第２内部電極の末端が露出する。積層された複数の第１及び第２内部電極は同時に切断され、上記内部電極の末端は一直線上に位置することができる。その後、上記積層体の第１及び第２面に、第１及び第２サイドマージン部が一括して形成される。上記積層体及び上記第１及び第２サイドマージン部によってセラミック本体が形成される。すなわち、上記第１及び第２サイドマージン部は、セラミック本体の第１及び第２側面を形成するようになる。
【０１３３】
これにより、本実施形態によると、上記複数の内部電極の末端からセラミック本体の第１及び第２面までの距離は、一定に形成されることができる。また、上記第１及び第２サイドマージン部はセラミックペーストで形成されるものであって、厚さが薄く形成されることができる。
【０１３４】
以下、実験例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、これは発明の具体的な理解のためのものにすぎず、本発明の範囲が実験例によって限定されるものではない。
【０１３５】
実験例
本発明の一実施形態に従って、セラミック本体を形成するための誘電体組成と、第１及び第２サイドマージン部を形成するための誘電体組成とを互いに異ならせて準備した。
【０１３６】
母材主成分と、本発明の一実施形態による副成分含量差を有しない副成分は、上記セラミック本体を形成するための誘電体組成物と第１及び第２サイドマージン部を形成するための誘電体組成物において同様に適用した。
【０１３７】
具体的には、上記セラミック本体を形成するための誘電体組成物と第１及び第２サイドマージン部を形成するための誘電体組成物において、母材主成分は、５０ｎｍ級以下のＢａＴｉＯ３粉末を用いた。
【０１３８】
本発明の一実施形態に従って、実施例は、副成分として、マンガン（Ｍｎ）とケイ素（Ｓｉ）の含量が、セラミック本体に比べて第１及び第２サイドマージン部内でより高いように、各領域を形成するための誘電体組成物の含量を調節した。
【０１３９】
これに対し、比較例は、マンガン（Ｍｎ）とケイ素（Ｓｉ）の含量が、セラミック本体と第１及び第２サイドマージン部内で同一であるように製作した。
【０１４０】
スラリーの製作時に、母材主成分及び副成分の粉末に対して、ジルコニアボールを混合／分散媒介として用い、エタノール／トルエンと分散剤を混合した後、機械的ミル（ｍｉｌｌｉｎｇ）を行った。その後、誘電体シートの強度を実現するために、バインダー混合工程を追加した。
【０１４１】
製造されたスラリーを、ヘッド吐出方式のオン−ロール（ｏｎ  ｒｏｌｌ）成形コーター（ｃｏａｔｅｒ）を用いて、サイドマージン部を形成することができるように、厚さ１０〜２０μｍの成形シートを製造した。
【０１４２】
そして、幅方向に内部電極が露出し、マージンのないグリーンチップの電極露出部に上記成形シートを付着し、サイドマージン部を形成することができるように５ｃｍｘ５ｃｍのサイズに切断した。
【０１４３】
チップの変形を最小化する条件で一定の温度と圧力を加えながら、チップの両面に第１及び第２サイドマージン部を形成するための成形シートを付着することで、０６０３サイズ（横ｘ縦ｘ高さ：０．６ｍｍｘ０．３ｍｍｘ０．３ｍｍ）の積層セラミックキャパシタグリーンチップを製作した。
【０１４４】
このように製作が完了した積層セラミックキャパシタの試験片を、４００℃以下、窒素雰囲気でか焼工程を経て、焼成温度１２００℃以下、水素濃度０．５％Ｈ２以下の条件で焼成した後、高温耐電圧などの電気的特性を総合的に確認した。
【０１４５】
下記表１は、比較例と実施例によって製作された０６０３サイズ、実際の積層セラミックキャパシタ（ＭＬＣＣ）の電気的特性の結果をまとめて示したものである。
【０１４６】
【表１】
2019102798.tif 000003
【０１４７】
上記表１に示すように、比較例１は、従来の積層セラミックキャパシタのサンプルであり、本体を形成する誘電体組成と、サイドマージン部の誘電体組成とが同一である場合であり、高温耐電圧特性において問題があることが分かる。
【０１４８】
また、比較例６と７は、サイドマージン部に含まれる副成分であるＳｉＯ２の含量が、本体に含まれるＳｉＯ２の含量より少ない場合であり、高温耐電圧特性において問題があることが分かる。
【０１４９】
また、比較例１０は、サイドマージン部に含まれる副成分であるＮａＣＯ３の含量が、本体に含まれるＮａＣＯ３の含量より少ない場合であり、高温耐電圧特性において問題があることが分かる。
【０１５０】
また、比較例１３と１４は、サイドマージン部に含まれる副成分であるＬｉ２Ｏの含量が、本体に含まれるＬｉ２Ｏの含量より少ない場合であり、高温耐電圧特性において問題があることが分かる。
【０１５１】
しかし、上記表１において、実施例２〜５、８〜９、１１〜１２、及び１５は、サイドマージン部に含まれる副成分であるＭｎＯ２、ＳｉＯ２、ＮａＣＯ３、及びＬｉ２Ｏの含量が、本体に含まれる含量よりそれぞれ多い場合であり、高温耐電圧特性に優れていることが分かる。
【０１５２】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の範囲はこれに限定されず、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】
【０１５３】
１１０  セラミック本体
１１１  積層体
１１２  誘電体層
１１３、１１４  第１及び第２サイドマージン部
１２１、１２２  第１及び第２内部電極
１３１、１３２  第１及び第２外部電極
２１２ａ  セラミックグリーンシート
２２１ａ、２２２ａ  ストライプ状の第１及び第２内部電極パターン
２１０  セラミックグリーンシート積層体
２２０  棒状積層体
【図１】
2019102798.tif 000004
【図２】
2019102798.tif 000005
【図３】
2019102798.tif 000006
【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
2019102798.tif 000009
【図５ｃ】
2019102798.tif 000010
【図５ｄ】
2019102798.tif 000011
【図５ｅ】
2019102798.tif 000012
【図５ｆ】
2019102798.tif 000013