(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック本体と、
前記セラミック本体の外部面に形成された外部電極と、
前記セラミック本体内にセラミック層を挟んで積層配置された内部電極と
を含み、
前記セラミック本体は、最上内部電極から最下内部電極までのアクティブ領域と、前記アクティブ領域の上部又は下部に形成された、前記最上内部電極又は前記最下内部電極に接するカバー領域とを含み、
前記カバー領域内のセラミックグレインの平均直径Ｄｃは、前記アクティブ領域内のセラミックグレインの平均直径Ｄａより小さく、１．１≦Ｄａ／Ｄｃ≦４．４であり、
前記カバー領域の前記内部電極の積層方向の厚さをＴｃとするとき、９μｍ≦Ｔｃ≦２５μｍであり、Ｔｃ／Ｄｃ≧５５である、積層セラミック電子部品。
【請求項２】
前記カバー領域内のセラミックグレインの平均直径Ｄｃは、前記積層方向の平均直径である、請求項１に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項３】
複数の内部電極が積層された内部電極積層部を含むセラミック本体と、
前記セラミック本体の外部に形成された外部電極と
を含み、
前記セラミック本体において前記内部電極積層部よりも前記セラミック本体の外部側における、前記内部電極積層部の最上内部電極又は最下内部電極に接する外部領域の、前記内部電極の積層方向の厚さＴｃは９〜２５μｍであり、前記外部領域のセラミックグレインの平均直径Ｄｃは前記内部電極積層部の内部領域のセラミックグレインの平均直径Ｄａより小さく、１．１≦Ｄａ／Ｄｃ≦４．４であり、Ｔｃ／Ｄｃ≧５５である、積層セラミック電子部品。
【請求項４】
前記内部電極積層部は、隣り合う内部電極が互いに反対方向に引き出される、請求項３に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項５】
前記外部領域は、前記内部電極積層部の前記積層方向における前記セラミック本体の外部側に配置される、請求項３または４に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項６】
前記外部領域のセラミックグレインの平均直径Ｄｃは、前記積層方向の平均直径である、請求項３から５の何れか１項に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項７】
前記セラミック本体は、誘電材料を含む、請求項１から６の何れか１項に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項８】
前記誘電材料は、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７に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項９】
前記内部電極の積層数は、２５０以上である、請求項１から８の何れか１項に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項１０】
前記内部電極は、ニッケル、パラジウム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から９の何れか１項に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項１１】
前記外部電極は、ニッケル、ニッケル合金及びパラジウムからなる群から選択された一つ以上を含む、請求項１から１０の何れか１項に記載の積層セラミック電子部品。
【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及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子製品、ＩＴ及びＡ／Ｖ等の製品の小型化及び高機能化の要求に従い、電子部品の小型化及び高機能化も要求されており、これにより、積層セラミック電子部品への需要が増大している。積層セラミック電子部品は、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長所によってコンピュータ、携帯電話等の部品として広く用いられている。
【０００３】
積層セラミック電子部品にはキャパシタ、インダクター、バリスター等があり、一般に最も広く用いられる受動型素子である積層型セラミックキャパシタにおいても小型化、高容量化及び高信頼性の製品が要求されている。
【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セラミックシート及び内部電極の薄膜化及び高積層化が必要であり、薄膜化及び高積層化するほど積層セラミックキャパシタの内部電極の体積率は増加しカバー層の厚さは減少する。
【０００５】
カバー層の厚さが減少するにつれ外部から水分等が浸透して積層セラミックキャパシタの耐湿特性が低下する可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、耐湿特性に優れた積層セラミック電子部品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】
【０００７】
本発明の一実施形態による積層セラミック電子部品は、セラミック本体と、上記セラミック本体の外部面に形成された外部電極と、上記セラミック本体内にセラミック層を挟んで積層配置された内部電極と、を含み、上記セラミック本体は最上内部電極から最下内部電極までのアクティブ領域と上記アクティブ領域の上下に接するカバー領域とを含み、上記カバー領域内のセラミックグレインの平均直径Ｄｃは上記アクティブ領域内のセラミックグレインの平均直径Ｄａより小さく、上記カバー領域の厚さをＴｃとするとき、９μｍ≦Ｔｃ≦２５μｍであり、Ｔｃ／Ｄｃ≧５５であることができる。
【０００８】
上記カバー領域内のセラミックグレインの平均直径Ｄｃは、厚さ方向の平均直径であることができる。
【０００９】
１．１≦Ｄａ／Ｄｃ≦４．４であることができる。
【００１０】
上記セラミック本体は誘電材料を含み、上記誘電材料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。
【００１１】
上記内部電極の積層数は、２５０以上であることができる。
【００１２】
上記内部電極は、ニッケル、パラジウム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。
【００１３】
上記外部電極は、ニッケル、ニッケル合金及びパラジウム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。
【００１４】
本実施形態の他の側面による積層セラミック電子部品は、複数の内部電極が積層された内部電極積層部を含むセラミック本体と、上記セラミック本体の外部に形成された外部電極と、を含み、上記セラミック本体において上記内部電極積層部の外部である上部及び下部カバー領域のそれぞれの厚さＴｃは９〜２５μｍであり、上記内部電極積層部の外部領域のセラミックグレインの平均直径Ｄｃは上記内部電極積層部の内部領域のセラミックグレインの平均直径Ｄａより小さく、Ｔｃ／Ｄｃ≧５５であることができる。
【００１５】
上記内部電極積層部は、隣り合う内部電極が互いに反対方向に引き出されることができる。
【００１６】
上記外部領域は、上記内部電極積層部の内部電極の積層方向に配置されることができる。
【００１７】
上記外部領域のセラミックグレインの平均直径Ｄｃは、厚さ方向の平均直径であることができる。
【００１８】
１．１≦Ｄａ／Ｄｃ≦４．４であることができる。
【００１９】
上記セラミック本体は誘電材料を含み、上記誘電材料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。
【００２０】
上記内部電極の積層数は、２５０以上であることができる。
【００２１】
上記内部電極は、ニッケル、パラジウム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】
上記外部電極は、ニッケル、ニッケル合金及びパラジウム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。
【００２３】
本発明の他の実施形態による積層セラミック電子部品の製造方法は、第１のセラミック粉末及び上記第１のセラミック粉末の平均粒度の１．１〜４．４倍の平均粒度を有する第２のセラミック粉末を製造する段階と、上記第１及び第２のセラミック粉末を用いてそれぞれ第１及び第２のセラミックグリーンシートを製造する段階と、上記第２のセラミックグリーンシート上に内部電極を形成する段階と、上記第１のセラミックグリーンシートを積層して厚さが１１〜２８μｍの上部カバー及び下部カバーを形成する段階と、内部電極が形成された第２のセラミックグリーンシートを所望の層数だけ積層して第２のセラミックグリーン積層体を形成する段階と、上記下部カバー、上記第２のセラミックグリーン積層体及び上記上部カバーを積層する段階と、を含むことができる。
【００２４】
上記第１及び第２のセラミック粉末を製造する段階において、上記第１及び第２のセラミック粉末は、チタン酸バリウム粉末を含むことができる。
【００２５】
上記内部電極を形成する段階において、上記内部電極は、導電性ペーストを印刷して形成されることができる。
【００２６】
上記導電性ペーストは導電性金属を含み、上記導電性金属はニッケル、パラジウム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。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によると、耐湿特性に優れた積層セラミック電子部品及びその製造方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【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の斜視図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ'線に沿う断面図である。
【図３】図２のＹ部分の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。
【００３０】
本発明の実施形態は多様な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲が後述する実施形態に限定されるものではない。
【００３１】
また、本発明の実施形態は、当業界における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。
【００３２】
図面における要素の形状及びサイズ等はより明確な説明のために誇張されることがあり、図面上の同一符号で表示される要素は同一の要素である。
【００３３】
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り、図３は図２のＹ部分の拡大図である。
【００３４】
図１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と、セラミック本体の外部に形成された外部電極２１、２２と、セラミック本体の内部に積層配置された内部電極３１、３２と、を含むことができる。
【００３５】
セラミック本体１０は直方体であり、Ｌ方向を「長さ方向」、Ｗ方向を「幅方向」、Ｔ方向を「厚さ方向」と定義することができる。内部電極３１，３２の積層方向は、厚さ方向である。セラミック本体１０は、長さ方向の両断面Ｓ１、Ｓ４と、幅方向の両側面Ｓ２、Ｓ５と、厚さ方向の上下面Ｓ３、Ｓ６と、を有することができる。
【００３６】
セラミック本体１０は、セラミックからなり、上記セラミックは、高誘電率を有する誘電材料であり、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。
【００３７】
外部電極２１、２２は、セラミック本体の外部Ｓ１、Ｓ４に対向して形成されることができる。外部電極は隣り合う他面Ｓ２、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ６の一部に伸びて形成されることができ、セラミック本体に対する外部電極の固着力が向上することができる。
【００３８】
外部電極上には、実装の容易性のためにメッキ層が形成されることができる。外部電極２１、２２は、導電性金属で形成され、これに制限されず、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、銀、パラジウム等からなることができ、メッキ液の浸透等を防止するためにガラスを含むことができる。
【００３９】
外部電極２１、２２は、セラミック本体の長さ方向の両側面Ｓ１、Ｓ４に形成されることができる。この際、上記外部電極２１、２２は、上記セラミック本体１０の一面に露出されるように形成された内部電極３１、３２と電気的に接続されるように形成されることができる。
【００４０】
内部電極３１、３２は、セラミック本体１０の内部にセラミック層１１を挟んで積層されて形成されることができる。内部電極３１、３２は、ニッケル等の導電性金属を含み、低温焼成を行うことができる。導電性金属は、金、銀、銅、ニッケル、白金、パラジウム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。
【００４１】
また、内部電極にチタン酸バリウム等の焼結温度の高いセラミック共材を添加して焼結開始温度を高めることもできる。これは、内部電極の焼結温度がセラミックより低くて内部電極がセラミックより先に焼結され内部電極のカバレッジが減少して容量を具現することが困難な場合を抑制するためである。
【００４２】
内部電極の積層数は、２５０以上であることができる。これは、電子部品の高容量化の傾向に伴い内部電極の積層数が増加しており内部電極の積層数が２５０未満の場合は高容量を具現することが困難なことがあるためである。なお、高容量化のために内部電極の厚さも薄くなる。
【００４３】
図２を参照すると、セラミック本体１０は、厚さ方向にアクティブ領域Ａ及びカバー領域Ｃに区分されることができる。カバー領域Ｃは、アクティブ領域Ａの上下に接して形成されることができる。すなわち、カバー領域Ｃは、内部電極の積層方向においてアクティブ領域Ａよりもセラミック本体１０の外部側に、アクティブ領域Ａと接して形成されることができる。
【００４４】
アクティブ領域Ａは、内部電極が積層された領域であって、最上内部電極３１ａから最下内部電極３２ａまでの領域を意味することができる。アクティブ領域は、静電容量の具現に寄与することができる。最上内部電極３１ａは、積層配置された複数の内部電極からなる内部電極群の、内部電極の積層方向における一方の端部に配された内部電極であり、最下内部電極３２ａは、上記内部電極群の、上記積層方向における他方の端部に配された内部電極である。
【００４５】
カバー領域Ｃは、最上内部電極３１ａからセラミック本体の上面Ｓ３までの領域を意味することができる。カバー領域は、容量の具現に寄与しない。
【００４６】
カバー領域Ｃはアクティブ領域Ａの上下に形成されることができ、これをそれぞれ上部カバー領域及び下部カバー領域という。上部及び下部領域は対称であることができる。高容量化の傾向に伴い、カバー領域の厚さＴｃは減少する傾向にある。
【００４７】
本実施形態において、カバー領域の厚さＴｃは、焼成後９〜２５μｍであることができる。
【００４８】
高容量化の傾向に伴いカバー領域の厚さＴｃが次第に減少することがある。本発明は、カバー領域の厚さＴｃが２５μｍ以下の場合、カバー領域Ｃ及びアクティブ領域Ａのグレインのサイズを調節して耐湿特性の低下を防止し信頼性を確保するためのものである。
【００４９】
しかしながら、カバー領域の厚さＴｃが９μｍより小さい場合はカバー領域の厚さＴｃが薄すぎるため、カバー領域Ｃ及びアクティブ領域Ａのグレインのサイズに関係なく耐湿特性が低下する可能性がある。
【００５０】
本実施形態において、カバー領域Ｃ内のセラミックグレインの平均直径Ｄｃは、アクティブ領域Ａ内のセラミックグレインの平均直径Ｄａより小さいことができる。
【００５１】
カバー領域のグレインの直径Ｄｃをアクティブ領域のグレインの直径Ｄａより小さくした理由は次の通りである。
【００５２】
セラミック粉末は、表面積が大きいほど、より低い温度で焼結が起こる。これは、セラミック粉末の表面積が大きいほど表面エネルギーが高くて全体的に見たときエネルギー的に不安定な状態にあり、表面エネルギーを低くすることにより、より安定的な状態で移動し、このような点が焼結の駆動力（ｄｒｉｖｉｎｇ  ｆｏｒｃｅ）として作用するためである。
【００５３】
アクティブ領域Ａのセラミック粉末とカバー領域Ｃのセラミック粉末のサイズが同一の場合、アクティブ領域Ａの内部電極３１、３２、アクティブ領域Ａのセラミック層１１及びマージン部１２、カバー領域Ｃの順に焼結が起こることができる。上記焼結進行順序は絶対的なものではなく概念的に区分したものに過ぎず、実際には焼結が同時に起こることもできる。
【００５４】
内部電極がまず最初に焼結される理由は、内部電極に用いられた導電性金属の焼結温度がセラミック粉末に比べて低いためである。
【００５５】
次に、アクティブ領域のセラミック層１１及びマージン部が焼結される。これは、内部電極の焼結過程で内部電極の収縮によって内部電極の間のセラミック層に圧縮応力が作用し、これが焼結の駆動力として作用するためである。
【００５６】
最後に、カバー領域Ｃが焼結される。
【００５７】
上記のように位置によって焼結温度が異なるため、セラミック本体の内部には応力が不均一に分布し、これにより、デラミネーション及びクラック等の欠陥が直接に誘発される可能性がある。
【００５８】
また、以後の工程を経ながら外部的衝撃（熱衝撃）等によって欠陥を発生させる潜在的な危険因子として作用する可能性がある。超高容量製品の場合、内部電極の体積率に対するカバー領域の厚さの比が減少するため、上記問題はさらに深化する可能性がある。
【００５９】
カバー領域Ｃのセラミック粉末の粒子のサイズを小さくしてカバー領域の焼結温度を低くすることによりアクティブ領域の焼結温度の差異を減少させることができ、これにより、セラミック本体内の不均一な応力分布を緩和させることができる。
【００６０】
結局、カバー領域のグレインのサイズをアクティブ領域のグレインのサイズより小さくすることによりデラミネーション及びクラックの発生を抑制することができ、以後に熱衝撃を受けても欠陥を発生させる潜在的な危険因子を緩和させることにより耐湿特性を向上させることができる。
【００６１】
具体的には、カバー領域のグレインの直径Ｄｃに対するアクティブ領域のグレインの直径Ｄａの比（Ｄａ／Ｄｃ）は１．１〜４．４であることができる。
【００６２】
Ｄａ／Ｄｃが１．１より小さいと、アクティブ領域及びカバー領域に用いられたセラミック粉末の粒子のサイズが類似するため、アクティブ領域とカバー領域間の応力分布の不均一性が存在し続けてデラミネーション及びクラックが発生する可能性があり、耐湿特性向上の効果が低い。
【００６３】
Ｄａ／Ｄｃが４．４より大きいと、アクティブ領域に用いられたセラミック粉末の粒子のサイズがカバー領域に用いられたセラミック粉末の粒子のサイズより大きすぎるため、却ってカバー領域とアクティブ領域間の応力の不均衡が深化する可能性がある。これは、アクティブ領域よりカバー領域が速く焼結されるためである。
【００６４】
セラミックグレインの平均直径Ｄｃ、Ｄａは、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で抽出されたカバー領域Ｃ又はアクティブ領域Ａの断面写真を分析して測定することができる。例えば、ＡＳＴＭ（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）Ｅ１１２で規定するグレインの平均サイズ標準測定方法を支援するグレインサイズ測定ソフトウエアを用いてセラミックグレインの平均直径Ｄｃ、Ｄａを測定することができる。
【００６５】
カバー領域及びアクティブ領域の中でグレインを３０個以上含む領域をサンプリングし、上記方法を用いてグレインの平均直径を測定することができる。具体的には、セラミック本体１０の幅方向（Ｗ方向）を３等分したときの中央部における長さ及び厚さ方向断面（Ｌ−Ｔ断面）を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）でスキャンしたイメージから上記サンプリングを行うことができる。
【００６６】
カバー領域のグレインの厚さ方向の平均直径Ｄｃに対するカバー領域の厚さＴｃの比は５５以上であることができる（Ｔｃ／Ｄｃ≧５５）。即ち、カバー領域において厚さ方向に配列されたグレインの数は５５個以上であることができる。
【００６７】
カバー領域のグレインの厚さ方向の平均直径Ｄｃは、カバー領域においてグレインの厚さ方向の直径を測定して合わせた値をグレインの数で割った値で定義することができる。具体的には、セラミック本体１０の幅方向（Ｗ方向）を３等分したときの中央部における長さ及び厚さ方向断面（Ｌ−Ｔ断面）を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）でスキャンしたイメージにおいて、長さ方向を３等分したときの中央部を等間隔に１０等分した各地点で測定することができる。
【００６８】
カバー領域の厚さＴｃは平均値であることができる。具体的には、セラミック本体１０の幅方向（Ｗ方向）を３等分したときの中央部における長さ及び厚さ方向断面（Ｌ−Ｔ断面）を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）でスキャンしたイメージにおいて、長さ方向を３等分したときの中央部を等間隔に１０等分した各地点で測定したカバー領域の厚さの平均値をカバー領域の厚さＴｃとすることができる。
【００６９】
上記カバー領域の厚さＴｃをグレインの厚さ方向の直径Ｄｃで割った値（Ｔｃ／Ｄｃ）をカバー領域の厚さ方向のグレインの数と定義することができる。
【００７０】
カバー領域に厚さ方向のグレインの数が多いほど、優れた耐湿特性を有することができる。外部からセラミック本体の内部への水分浸透は、グレインの内部よりは粒界（ｇｒａｉｎ  ｂｏｕｎｄａｒｙ）を介してなされる。これは、グレインの数が多いほど、浸透経路が長くなるためである。
【００７１】
本実施形態の他の側面による積層セラミック電子部品は、複数の内部電極が積層された内部電極積層部Ａを含むセラミック本体１０と、上記セラミック本体１０の外部に形成された外部電極２１、２２と、を含み、上記セラミック本体１０において上記内部電極積層部Ａの外部領域Ｃの厚さＴｃは９〜２５μｍであり、上記内部電極積層部Ａの外部領域Ｃのセラミックグレインの平均直径Ｄｃは上記内部電極積層部Ａの内部領域のセラミックグレインの平均直径Ｄａより小さく、Ｔｃ／Ｄｃ≧５５であることができる。
【００７２】
セラミック本体１０は、内部電極積層部Ａとセラミック本体１０の厚さ方向の上下に形成された外部領域Ｃとに区分されることができる。内部電極積層部Ａは、セラミック本体１０の中で内部電極３１、３２が積層された領域を意味することができる。内部電極積層部Ａ内の隣り合う内部電極３１、３２は互いに反対方向に引き出され、互いに反対極性の電気が印加されることができる。
【００７３】
内部電極積層部Ａの上下に外部領域Ｃが形成されることができる。即ち、外部領域Ｃは、内部電極積層部Ａの内部電極の積層方向におけるセラミック本体１０の外部側に配置されることができる。
【００７４】
上記外部領域のセラミックグレインの平均直径Ｄｃは、積層方向の平均直径であることができる。
【００７５】
１．１≦Ｄａ／Ｄｃ≦４．４であることができる。
【００７６】
上記セラミック本体は、誘電材料を含むことができる。
【００７７】
上記誘電材料は、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。
【００７８】
上記内部電極の積層数は、２５０以上であることができる。
【００７９】
上記内部電極は、ニッケル、パラジウム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。
【００８０】
上記外部電極は、ニッケル、ニッケル合金及びパラジウム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。
【００８１】
その他のセラミック本体、内部電極、外部電極等に関する事項は前述したのと同様である。
【００８２】
本発明の他の実施形態による積層セラミック電子部品の製造方法は、第１のセラミック粉末及び上記第１のセラミック粉末の平均粒度の１．１〜４．４倍の平均粒度を有する第２のセラミック粉末を製造する段階と、上記第１及び第２のセラミック粉末を用いてそれぞれ第１及び第２のセラミックグリーンシートを製造する段階と、上記第２のセラミックグリーンシート上に内部電極を形成する段階と、上記第１のセラミックグリーンシートを積層して厚さが１１〜２８μｍの上部カバー及び下部カバーを形成する段階と、内部電極が形成された第２のセラミックグリーンシートを所望の層数だけ積層して第２のセラミックグリーン積層体を形成する段階と、上記下部カバー、上記第２のセラミックグリーン積層体及び上記上部カバーを積層する段階と、を含むことができる。
【００８３】
第１のセラミック粉末粒子は、第２のセラミック粉末粒子よりサイズが小さいことができる。具体的には、第２のセラミック粉末粒子の平均粒径は、第１のセラミック粉末粒子の平均粒径の１．１〜４．４倍であることが好ましい。
【００８４】
焼結後のカバー領域のグレインの直径に対するアクティブ領域のグレインの直径の比も１．１〜４．４の範囲に調節することができる。焼結を経た第１及び第２のセラミックグレインの直径はそれぞれ焼結前の第１及び第２のセラミック粉末粒子より大きくなることもあるが、第１及び第２のセラミック粉末粒子が一緒に焼結されるため、その比は大きく変わらない。
【００８５】
第１のセラミック粉末はカバー領域用セラミックシートを製造するのに用いられ、第２のセラミック粉末はアクティブ領域用セラミックシートを製造するのに用いられることができる。
【００８６】
第１のセラミック粉末に有機溶媒、バインダー等を混合した後、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、ドクターブレード等の方法を用いて第１のセラミックグリーンシートを製造することができる。
【００８７】
上記と同様の方法を用いて第２のセラミック粉末で第２のセラミックグリーンシートを製造することができる。
【００８８】
第１及び第２のセラミック粉末は、チタン酸バリウム粉末を含むことができる。チタン酸バリウムは、高い誘電率を有し、電荷を蓄積するように誘導して高容量のキャパシタを具現することができる。
【００８９】
第２のセラミックグリーンシート上には導電性ペーストを印刷して内部電極を形成することができる。これに対し、第１のセラミックグリーンシート上には内部電極を形成しなくても良い。
【００９０】
導電性ペーストは導電性金属を含み、具体的には、導電性金属はニッケル、パラジウム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。
【００９１】
金、銀、白金、パラジウム等は、高コストであるが、安定的であるため、大気中で焼結が可能である。これに対し、ニッケル、銅等は、低コストであるが、焼結時に酸化される可能性があるため、還元雰囲気における焼結を必要とすることもある。
【００９２】
導電性金属は、内部電極に導電性を与えることができるものであれば良く、上記の例に限定されるものではない。
【００９３】
第１のセラミックグリーンシートを積層して上部カバー及び下部カバーを形成することができる。焼結収縮を考慮すると、上部カバー及び下部カバーの厚さは１１〜２８μｍであることが好ましい。これにより、焼結後にカバー領域の厚さは９〜２５μｍとなることができる。
【００９４】
内部電極が形成された第２のセラミックグリーンシートを積層して第２のセラミックグリーン積層体を形成することができる。内部電極の積層数を２５０以上とすることにより高容量を具現することができる。第２のセラミックグリーン積層体は、以後にアクティブ領域を形成することができる。
【００９５】
下部カバー、第２のセラミックグリーン積層体及び上部カバーを積層して最終のグリーン積層体を形成することができる。
【００９６】
上記グリーン積層体を切断、か焼、焼結する工程を経て焼結チップを製造し、上記焼結チップの外部に導電性ペーストでディッピング方式により外部電極を形成し、これをベーキングすることにより、積層セラミック電子部品を製造することができる。
【００９７】
以下、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。
【００９８】
実施例による積層セラミックキャパシタは、次のように製造した。
【００９９】
まず、アクティブ領域のグレインのサイズを多様にするために、チタン酸バリウム粉末としては平均粒度０．０５〜３μｍの範囲内で適切なものを選択して用いた。
【０１００】
上記チタン酸バリウム粉末に、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た後、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、これを用いてアクティブ領域用セラミックグリーンシートを製造した。
【０１０１】
また、カバー領域のグレインのサイズを多様にするために、チタン酸バリウム粉末として平均粒度０．０５〜３μｍの範囲内で適切なものを選択してカバー領域用セラミックグリーンシートを製造した。
【０１０２】
次に、アクティブ領域用セラミックシートには、ニッケル金属を含む導電性ペーストを用いて内部電極を印刷した。
【０１０３】
次いで、上部カバー領域用セラミックシートを３〜８枚、アクティブ領域用セラミックシートを２５０枚、下部カバー領域用セラミックシートを３〜８枚順次積層して形成されたグリーン積層体を８５℃で１０００ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力で等圧圧縮成形（ｉｓｏｓｔａｔｉｃ  ｐｒｅｓｓｉｎｇ）した。
【０１０４】
圧着されたセラミック積層体を個別チップの形態に切断し、切断されたチップを大気雰囲気で２３０℃、６０時間維持して脱バインダーを行った。以後、９５０〜１２００℃で内部電極が酸化されないようにＮｉ／ＮｉＯ平衡酸素分圧より低い１０−１１〜１０−１０ａｔｍの酸素分圧下で焼成した。
【０１０５】
焼成チップの外部面を研磨した後、焼成チップを外部電極用導電性ペーストにディッピングしベーキングして外部電極を形成した。外部電極用導電性ペーストは、銅粉末にガラス及びバインダー等を添加して製造した。外部電極の表面には、電気メッキによって錫メッキ層を形成した。
【０１０６】
比較例の積層セラミック電子部品は、実施例の場合と同一の方法により製造し、但し、カバー領域の厚さＴｃ、カバー領域及びアクティブ領域に用いられたチタン酸バリウム粉末の平均粒度を異ならせた。
【０１０７】
上記の方法で製造されたセラミックキャパシタに対して耐湿負荷試験を行い、耐湿負荷試験の前後に絶縁抵抗（ＩＲ）を測定して信頼性を評価した。
【０１０８】
耐湿負荷試験では、温度４０±２℃、湿度９０〜９５％ＲＨの状態で定格電圧１．５Ｖｒを５００（＋１２／−０）ｈｒ印加し、充／放電電流は５０ｍＡ以下とした。
【０１０９】
絶縁抵抗（ＩＲ、Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）は、耐湿負荷試験の前後に１５０℃（＋０／−１０）℃で１時間熱処理し２４（±２）時間常温で放置した後に測定した。
【０１１０】
製品の規格を考慮して、耐湿負荷試験前の絶縁抵抗が５０ＭΩ以上、耐湿負荷試験後の絶縁抵抗が３．５ＭΩ以上のものを良好と判定した。
【０１１１】
耐湿負荷試験を済ませた試料をモールディングした後、これをポリッシングした断面に対してＳＥＭ写真を撮影し、これを基にカバー領域の厚さＴｃ、カバー領域及びアクティブ領域のセラミックグレインの直径Ｄｃ、Ｄａを測定した。
【０１１２】
表１〜５には、カバー領域の厚さＴｃがそれぞれ６μｍ、９μｍ、１５μｍ、２５μｍ、３５μｍの場合を示した。
【０１１３】
【表１】
0005773445.tif 000002
【０１１４】
【表２】
0005773445.tif 000003
【０１１５】
【表３】
0005773445.tif 000004
【０１１６】
【表４】
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【０１１７】
【表５】
0005773445.tif 000006
【０１１８】
表１は、カバー領域の厚さＴｃが６μｍの積層セラミックキャパシタに対する信頼性評価結果を示すものである。
【０１１９】
表１を参照すると、比較例１〜３はいずれもＴｃ／Ｄｃ、Ｄａ／Ｄｃの値に関係なく絶縁抵抗値が規格値に達しておらず、不良であることを示している。これは、カバー領域の厚さが薄すぎるためである。
【０１２０】
表２は、カバー領域の厚さＴｃが９μｍの積層セラミックキャパシタに対する信頼性評価結果を示すものである。
【０１２１】
表２を参照すると、実施例１〜３は、Ｔｃが９μｍ、Ｔｃ／Ｄｃが１００、Ｄａ／Ｄｃが１．１、２．０、４．４の場合であり、信頼性が良好な結果を示している。結論として、Ｄａ／Ｄｃが１．１〜４．４の場合に耐湿特性が良好である。
【０１２２】
実施例４〜６の場合も、実施例１〜３と類似する結果を示している。
【０１２３】
比較例４は、Ｔｃが９μｍ、Ｔｃ／Ｄｃが１００、Ｄａ／Ｄｃが１．０の場合であり、信頼性不良を示している。これは、カバー領域のグレインのサイズＤｃとアクティブ領域のグレインのサイズＤａが類似することから、カバー領域とアクティブ領域との焼結温度の差異による不均一な応力分布を緩和する効果が低いためである。
【０１２４】
比較例６は、Ｔｃが９μｍ、Ｔｃ／Ｄｃが１６４、Ｄａ／Ｄｃが１．０の場合であり、比較例４の場合と同様である。
【０１２５】
比較例５は、Ｔｃが９μｍ、Ｔｃ／Ｄｃが１００、Ｄａ／Ｄｃが４．６の場合であり、信頼性不良を示している。これは、カバー領域のグレインのサイズがアクティブ領域のグレインのサイズより小さすぎることから、却ってカバー領域がより速く焼結され、これにより、内部応力分布が不均一になるためである。
【０１２６】
比較例７は、Ｔｃが９μｍ、Ｔｃ／Ｄｃが１６４、Ｄａ／Ｄｃが４．６の場合であり、比較例５の場合と同様である。
【０１２７】
比較例８〜１２は、Ｔｃが９μｍ、Ｔｃ／Ｄｃが５０、Ｄａ／Ｄｃが０．９〜４．６の場合であり、いずれも信頼性不良を示している。これは、Ｄａ／Ｄｃ値に関係なくＴｃ／Ｄｃが５０と小さいためである。即ち、Ｔｃ／Ｄｃはカバー領域に存在する厚さ方向のグレインの平均個数を意味し、グレインの数が５５個より少なくなって水分浸透の経路が短くなるためである。
【０１２８】
表３及び４は、それぞれカバー領域の厚さＴｃが１５μｍ及び２５μｍの積層セラミックキャパシタに対する信頼性評価結果を示すものである。表３及び４によると、表２の場合と類似する結果を示すことを確認することができる。
【０１２９】
表５は、カバー領域の厚さＴｃが３５μｍの積層セラミックキャパシタに対する信頼性評価結果を示すものである。
【０１３０】
表５を参照すると、比較例３１〜４０は、Ｔｃ／Ｄｃ、Ｄａ／Ｄｃの値に関係なくいずれも耐湿特性結果が良好であることを示している。これは、カバー領域の厚さＴｃが十分に厚いためである。
【０１３１】
上記の実験結果から下記のような結論が得られる。
【０１３２】
第一、カバー領域の厚さが２５μｍより厚いと、耐湿特性に優れる。
【０１３３】
第二、カバー領域の厚さが２５μｍ以下となると、カバー領域とアクティブ領域との焼結温度の差異による応力分布の不均一性によって耐湿特性が低下する問題が発生する可能性がある。
【０１３４】
しかしながら、カバー領域のグレインのサイズをアクティブ領域のグレインのサイズより小さくし（１．１≦Ｄａ／Ｄｃ≦４．４）、カバー領域の厚さ方向のグレインの数を調節（Ｔｃ／Ｄｃ≧５５）することにより、耐湿特性を向上させることができる。
【０１３５】
第三、カバー領域の厚さが９μｍより薄くなると、Ｄａ／Ｄｃ、Ｔｃ／Ｄｃの値を調節しても耐湿特性を向上させることができない。
【０１３６】
本発明で用いた用語は特定の実施例を説明するためのもので、本発明を限定しようとするものではない。単数の表現は、文脈上明白でない限り、複数の意味を含む。
【０１３７】
「含む」又は「有する」等の用語は、明細書に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素又はこれらを組み合わせたものが存在するということを意味するものであり、これを排除しようとするものではない。
【０１３８】
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ことなく、添付の特許請求の範囲によって限定される。
【０１３９】
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を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。
【符号の説明】
【０１４０】
１０  セラミック本体
１１  セラミック層
２１、２２  外部電極
３１、３２  内部電極
３１ａ  最上内部電極
３２ａ  最下内部電極
Ｔｃ  カバー領域の厚さ
Ｄｃ  カバー領域のグレインの平均直径
Ｄａ  アクティブ領域のグレインの平均直径
【図１】
0005773445.tif 000007
【図２】
0005773445.tif 000008
【図３】
0005773445.tif 000009