(57)【要約】【課題】本発明は、誘電層内に形成された内部金属電極層を含み、前記内部金属電極層の間に導電層を含む積層セラミックコンデンサとその製造方法に関する。【解決手段】本発明によると、１０ｎｍ以下の非常に薄い導電層を内部金属電極層の間に形成することで、ＭＬＣＣ内部金属層の間の接触を防止してショート発生による製作損失を減らし、熱安定性を向上させることができる。従って、高機能で小型軽量の高容量積層セラミックコンデンサ（ＭＬＣＣ）を要求する市場の需要に対して優れた信頼性を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電層内部に内部金属電極層を含み、
前記内部金属電極層の間に導電層を含む積層セラミックコンデンサ。
【請求項２】
前記導電層は１０ｎｍ以下の厚さで含まれる請求項１に記載の積層セラミックコンデンサ。
【請求項３】
前記導電層は、前記内部金属電極層の少なくとも一方の面上に配置される請求項１または２に記載の積層セラミックコンデンサ。
【請求項４】
前記導電層は、９００〜１，１００℃の焼結温度で焼結された場合に分解されることなく状態を維持することができる材料からなる請求項１から３の何れか１項に記載の積層セラミックコンデンサ。
【請求項５】
前記材料は、グラフェンである請求項４に記載の積層セラミックコンデンサ。
【請求項６】
誘電層内に内部金属電極層を形成する段階と、
前記内部金属電極層の間に導電層を形成する段階と
を含む積層セラミックコンデンサの製造方法。
【請求項７】
前記導電層は、１０ｎｍ以下の厚さからなる請求項６に記載の積層セラミックコンデンサの製造方法。
【請求項８】
前記導電層は、フィルム転写法、ディッピング法及びスピンコーティング法から選ばれるいずれか一つの方法により形成される請求項６または７に記載の積層セラミックコンデンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層セラミックコンデンサ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子製品の高機能化及び小型軽量化による高容量積層セラミックコンデンサ（ＭＬＣＣ）に対する需要の増加に伴い、ＭＬＣＣに対する研究も活発に行われてきた。しかし、より大きい静電容量のＭＬＣＣを必要とする市場の期待に応えるためには新たな技術を用いて誘電体セラミックと内部金属電極層との間の構造をより効率的にデザインしなければならない。
【０００３】
従来、内部電極と誘電体との界面の面積を最大限に増加させるとともに内部電極間の間隔を減少させようとする努力が続けられている。しかし、内部電極間の間隔が縮められることで、工程過程において内部電極の間で短絡（ｓｈｏｒｔ  ｃｉｒｃｕｉｔ）が生じて製品の不良が頻繁に発生されており、これに対する対策が求められている。
【０００４】
図１では、通常のＭＬＣＣの構造と相違したＭＬＣＣの断面を電界走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）で測定した写真を示している。これを参照すると、通常のＭＬＣＣは、誘電体セラミック（誘電層）１０の間に複数の内部金属電極層２０が積層された構造からなっている。図１の（ａ）は、誘電層１０が０．６μｍ、内部金属電極層２０が０．５μｍの厚さからなるＭＬＣＣの構造を示すものであり、図１の（ｂ）は、誘電層１０と内部金属電極層２０が両方とも０．６μｍの厚さからなるＭＬＣＣの構造を示すものである。
【０００５】
前記のような構造のＭＬＣＣは、図２のように、電極間の間隔が縮められることで、工程過程において内部電極の間で短絡（ｓｈｏｒｔ  ｃｉｒｃｕｉｔ）が生じる不良問題（サークル部分）が発生している。前記図２のサークル部分を拡大した図３の写真を見ると、内部電極層が互いに連結されていることが確認できる。
【０００６】
従来、ＭＬＣＣのショート（ｓｈｏｒｔ）不良を防止するために様々な努力が続けられており、主に内部金属電極層と誘電層薄膜フィルムの表面粗さ（ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）を減少させる方法が用いられている。
【０００７】
即ち、より平坦（ｓｍｏｏｔｈ）で均一な（ｕｎｉｆｏｒｍ）フィルムを形成することで二つの金属層の接触を防止するものであり、このために各層の原材料として使用されるセラミックまたは金属粉末の大きさがより小さくて均一にならなければならない。そのため、均一な薄膜を形成するコーティング方法が研究されてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００８−００１４６９６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、従来のＭＬＣＣの内部金属電極層間のショート（ｓｈｏｒｔ）不良を解決するためのものであって、本発明の一実施形態によると、新規構造の積層セラミックコンデンサを提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、前記新規構造の積層セラミックコンデンサの製造方法を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の課題を解決するために、本発明による積層セラミックコンデンは、誘電層内部の内部金属電極層の間に導電層を含み、内部金属電極層の間のショート不良を解決できる構造を有することが好ましい。
【００１２】
前記導電層は、１０ｎｍ以下の微細な厚さからなることが好ましい。
【００１３】
前記導電層は、前記内部金属電極層の上部、下部、又は、上部及び下部の全てに配置されることができる。
【００１４】
前記導電層は、９００〜１，１００℃の焼結温度で焼結された場合に分解されることなく状態を維持することができる材料からなることが好ましい。
【００１５】
前記材料としてはグラフェンを使用することが好ましい。
【００１６】
また、本発明の他の課題を解決するために、誘電層内に内部金属電極層を形成する段階と、前記内部金属電極層の間に導電層を形成する段階と、を含む積層セラミックコンデンサの製造方法を提供することができる。
【００１７】
前記導電層は、１０ｎｍ以下の微細な厚さからなることが好ましい。
【００１８】
前記導電層はフィルム転写法、ディッピング法及びスピンコーティング法により形成することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、１０ｎｍ以下の非常に薄い導電層を内部金属電極層の間に形成することで、ＭＬＣＣ内部金属層の間の接触を防止してショート発生による製作損失を減らすことができる。従って、高機能で小型軽量の高容量積層セラミックコンデンサ（ＭＬＣＣ）を要求する市場の需要に対して優れた信頼性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】通常のＭＬＣＣの構造と相違したＭＬＣＣの断面を電界走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）で測定した写真であり、（ａ）は、誘電層１０が０．６μｍ、内部金属電極層２０が０．５μｍの厚さからなるＭＬＣＣの構造を示すものであり、（ｂ）は、誘電層１０と内部金属電極層２０両方とも０．６μｍの厚さからなるＭＬＣＣの構造を示すものである。
【図２】従来の内部電極の間の連結不良を示す電界走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）写真である。
【図３】従来の内部電極の間の連結不良を示す電界走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）写真である。
【図４】本発明の一実施形態による導電層を含むＭＬＣＣ構造である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明をより詳細に説明すると次のとおりである。
【００２２】
本明細書で用いられる用語は、特定の実施例を説明するために用いられ、本発明を限定しようとするものではない。本明細書で用いられたように、単数型は文脈上異なる場合を明白に指摘するものでない限り、複数型を含むことができる。また、本明細書で用いられる「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」及び／または「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は言及された形状、数字、段階、動作、部材、要素、及び／またはこれらの組み合わせが存在することを特定するものであり、一つ以上の他の形状、数字、動作、部材、要素、及び／またはこれらの組み合わせの存在または付加を排除するものではない。
【００２３】
本発明は、内部金属電極層間のショート不良を除去できる新規構造の積層型セラミックコンデンサとその製造方法に関する。
【００２４】
本発明は、既存のＭＬＣＣに使用された接近方法とは異なり、内部金属電極層の間に数ｎｍの厚さの非常に薄い導電層（ｕｌｔｒａ  ｔｈｉｎ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ  ｌａｙｅｒ）を形成して内部金属電極層の間の接触を防止することを特徴とする。
【００２５】
図４は、本発明の好ましい一実施形態によるＭＬＣＣ構造であって、誘電層１１０を介して内部金属電極層１２０が互いに積層されており、特に、前記積層された内部金属電極層１２０の間に微細な厚さの導電層１３０を含む。
【００２６】
通常、前記ＭＬＣＣ構造に別途の層を含むなどによりＭＬＣＣの厚さが厚くなると、その容量（誘電率）が減る可能性がある。従って、本発明では前記導電層１３０を約１０ｎｍ以下の微細な厚さに形成し、厚さの増加による容量低下率が誤差範囲内に含まれるようにした。
【００２７】
本発明の前記導電層１３０は、誘電層１１０の内部に積層され、隣接する前記内部金属電極層１２０の間の絶縁のために形成されるものである。従って、前記導電層１３０は、内部金属電極層１２０の上部、下部及び両方ともに含まれることができ、その位置は特に限定されないが、内部金属電極層の間を絶縁させることができ、容量を減少させない範囲内で適切に選択することができる。
【００２８】
本発明のＭＬＣＣが約９００℃以上の高温で焼結される点を勘案して、本発明による導電層１３０は９００℃以上、好ましくは９００〜１，１００℃の焼結温度で焼結された場合に分解されることなく状態を維持することができる材料することができる材料を使用することが好ましい。
【００２９】
このような材料の例としては、グラフェンが最も好ましい。
【００３０】
前記グラフェンは、ダイヤモンドと同様な横強さ（ｌａｔｅｒａｌ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ）を有しているため、グラフェンが内部金属電極層と誘電体との間に位置する場合、内部金属電極層として使用されるニッケルナノ粒子はグラフェンを貫通して突出することができない。従って、内部金属電極層が互いに接合することで生じるショート不良を防止することができる。
【００３１】
即ち、内部金属電極層として使用されるニッケル（Ｎｉ）ナノ粒子ペーストが誘電層セラミック層、特に、セラミック粒子の間の空隙に突出されることを前記グラフェンからなった導電層を形成して防止することができる。
【００３２】
また、グラフェンを導入することにより、ＭＬＣＣの絶縁抵抗（ＩＲ）の劣化を防止することができる。現在、ＭＬＣＣの内部金属電極層と誘電層との間の界面には内部金属電極層の粒子が不規則に突出されている。そのため、ＭＬＣＣ素子内部の電界がこのような部分に集中して劣化を起こしＩＲ減少をもたらす。
【００３３】
しかし、本発明のようにグラフェンを用いた導電層を導入する場合、これらの界面の間がより均一で平坦に制御されることができ、劣化集中を防止できるようになり、熱的安全性が向上する。
【００３４】
従って、本発明のようにグラフェンを用いた導電層を含む積層セラミックコンデンサは、内部金属電極層が互いに侵透することができないため、内部金属層の間の接触によるショート不良問題を解決することができ、高温における特性が優れた効果を有する。
【００３５】
本発明によるＭＬＣＣ製造方法を説明すると次のとおりである。先ず、誘電層内に内部金属電極層を形成する。
【００３６】
本発明による誘電層は、ＮｉＺｎＣｕフェライト（ＮｉＺｎＣｕ  ｆｅｒｒｉｔｅ）に様々な添加剤を混合してなるものであり、その具体的な組成は特に限定されるものではない。
【００３７】
前記誘電層の内部に形成される内部金属電極層は、Ａｇ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｕ、及びこれらの合金からなる群から選択される１種以上の金属を用いており、このうちでもＡｇまたはＣｕを使用することが好ましい。
【００３８】
次の段階では、前記内部金属電極層の間に導電層を形成する。前記導電層は、１０ｎｍ以下の微細な厚さからなることが好ましい。
【００３９】
本発明の導電層は、グラフェンを使用し、前記グラフェン１枚の厚さは０．５ｎｍに過ぎず、微細な厚さの導電層を形成することができる。
【００４０】
前記微細な厚さの導電層は、フィルム転写法、スピンコーティング法、及びディッピング法で形成することができ、このうちフィルム転写法がより好ましいが、特に限定されるものではない。
【００４１】
本発明のように誘電層内に形成された内部金属電極層の間に導電層を含むことにより、ＭＬＣＣの圧縮工程や焼結過程において発生しやすい内部金属電極層の間の接触を防止することでショートにより発生する不良率を減少できる効果を有する。
【符号の説明】
【００４２】
１０、１１０  誘電層
２０、１２０  内部金属電極層
１３０  導電層
【図４】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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