JP2022097372A - 積層型電子部品及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】積層型電子部品を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態による積層型電子部品は、誘電体層及び内部電極を含む本体、及び上記本体に配置される外部電極を含む電子部品本体と、上記電子部品本体の外表面に配置され、シリコン（Ｓｉ）及びフッ素（Ｆ）のうち１つ以上を含み、平均厚さが５ｎｍ以上１５ｎｍ以下であるコーティング層と、を含む。【選択図】図３
Description
本発明は、積層型電子部品及びその製造方法に関する。
積層型電子部品の１つである積層セラミックキャパシター（ＭＬＣＣ：Ｍｕｌｔｉ－Ｌａｙｅｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｃａｐａｃｉｔｏｒ）は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）及びプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）などの映像機器、コンピューター、スマートフォン、及び携帯電話などの種々の電子製品のプリント回路基板に取り付けられ、電気を充電または放電させる役割を果たすチップ形態のコンデンサーである。
かかる積層セラミックキャパシターは、小型でありながらも高容量が保障され、且つ実装が容易であるという利点を有するため、種々の電子装置の部品として用いられることができる。コンピューター、モバイル機器などの各種電子機器の小型化、高出力化に伴い、積層セラミックキャパシターに対する小型化及び高容量化の要求が増大している。
また、近年、自動車用電装部品に対する業界の関心が高くなっており、積層セラミックキャパシターにおいても、自動車もしくはインフォテインメントシステムに用いられるために、高信頼性特性が求められている。
積層セラミックキャパシターは、カバー部またはマージン部と内部電極の境界、本体の空隙、外部電極と本体の界面などを介して水分が浸透することにより、信頼性が低下する恐れがある。
特に、高温、高湿、及び／または高電圧の環境下では、水分の浸透により信頼性が低下する可能性が高くなる。また、積層セラミックキャパシターの小型化及び高容量化の要求に応えるべく、外部電極、カバー部、マージン部の厚さが益々薄層化するにつれ、物理的欠陥の制御が難しくなってきており、信頼性が低下する可能性が高くなっている。
本発明の様々な目的の１つは、信頼性が向上した積層型電子部品を提供することにある。
本発明の様々な目的の１つは、実装特性に優れた積層型電子部品を提供することにある。
但し、本発明の目的は上述の内容に限定されず、本発明の具体的な実施形態を説明する過程でより容易に理解されることができる。
本発明の一実施形態による積層型電子部品は、誘電体層及び内部電極を含む本体、上記本体に配置される外部電極を含む電子部品本体と、上記電子部品本体の外表面に配置され、シリコン（Ｓｉ）及びフッ素（Ｆ）のうち１つ以上を含むコーティング層と、を含む。
本発明の他の実施形態による積層型電子部品の製造方法は、誘電体層及び内部電極を含む本体、及び上記本体に配置される外部電極を含む電子部品本体を、シラン系及びフッ素系のうち１つ以上を含む溶液に浸漬する段階と、上記浸漬した電子部品本体を水洗する段階と、上記水洗した電子部品本体を乾燥及び硬化する段階と、を含む。
本発明の様々な効果の１つは、電子部品本体の外表面に、シリコン（Ｓｉ）及びフッ素（Ｆ）のうち１つ以上を含むコーティング層を配置することで、耐湿信頼性を向上させたことである。
本発明の様々な効果の１つは、電子部品本体の外表面における、シリコン（Ｓｉ）及びフッ素（Ｆ）のうち１つ以上を含むコーティング層の厚さを薄くすることで、実装性を確保したことである。
但し、本発明の多様で且つ有益な利点と効果は上述の内容に限定されず、本発明の具体的な実施形態を説明する過程でより容易に理解されることができる。
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。
なお、本発明を明確に説明すべく、図面において説明と関係ない部分は省略し、図面に示された各構成の大きさ及び厚さは説明の便宜のために任意で示したものであり、本発明が必ずしも図示されたものに限定されない。また、同一思想の範囲内において機能が同一である構成要素に対しては同一の参照符号を用いて説明する。さらに、明細書全体において、ある構成要素を「含む」というのは、特に異なる趣旨の説明がされていない限り、他の構成要素を除外する趣旨ではなく、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。
図面において、第１方向は、積層方向または厚さ（Ｔ）方向、第２方向は、長さ（Ｌ）方向、第３方向は、幅（Ｗ）方向と定義されることができる。
図１は本発明の一実施形態による積層型電子部品の斜視図を概略的に示したものであり、図２は図１においてコーティング層を除いて、電子部品本体の斜視図を概略的に示したものであり、図３は図１のＩ－Ｉ'線に沿った断面図であり、図４は図１のＩＩ－ＩＩ'線に沿った断面図であり、図５は図４のＰ領域を拡大した図である。
以下、図１から図５を参照して、本発明の一実施形態による積層型電子部品１０００について説明する。
本発明の一実施形態による積層型電子部品１０００は、誘電体層１１１及び内部電極１２１、１２２を含む本体１１０、及び上記本体に配置される外部電極１３１、１３２を含む電子部品本体１００と、上記電子部品本体の外表面に配置されており、シリコン（Ｓｉ）及びフッ素（Ｆ）のうち１つ以上を含み、平均厚さが５ｎｍ以上１５ｎｍ以下であるコーティング層１４０と、を含む。
本体１１０は、誘電体層１１１及び内部電極１２１、１２２が交互に積層されている。
本体１１０の具体的な形状は特に制限されないが、図示されたように、本体１１０は、六面体形状またはそれに類似の形状からなることができる。焼成過程における、本体１１０に含まれているセラミック粉末の収縮により、本体１１０は、完全な直線を有する六面体形状ではないが、実質的に六面体形状を有することができる。
本体１１０は、第１方向に互いに対向する第１及び第２面１、２と、上記第１及び第２面１、２と連結されて第２方向に互いに対向する第３及び第４面３、４と、第１及び第２面１、２と連結され、且つ第３及び第４面３、４と連結されて第３方向に互いに対向する第５及び第６面５、６と、を有することができる。
本体１１０を成す複数の誘電体層１１１は焼成された状態であって、隣接する誘電体層１１１の間の境界は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いずには確認が困難な程度に一体化されていることができる。
本発明の一実施形態によると、上記誘電体層１１１を形成する原料は、十分な静電容量を得ることができれば特に制限されない。例えば、チタン酸バリウム系材料、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系材料などが使用できる。上記チタン酸バリウム系材料は、ＢａＴｉＯ３系セラミック粉末を含むことができ、上記セラミック粉末の例として、ＢａＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３にＣａ（カルシウム）、Ｚｒ（ジルコニウム）などが一部固溶された（Ｂａ１－ｘＣａｘ）ＴｉＯ３、Ｂａ（Ｔｉ１－ｙＣａｙ）Ｏ３、（Ｂａ１－ｘＣａｘ）（Ｔｉ１－ｙＺｒｙ）Ｏ３、またはＢａ（Ｔｉ１－ｙＺｒｙ）Ｏ３などが挙げられる。
また、上記誘電体層１１１を形成する材料は、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）などの粉末に、本発明の目的に応じて、種々のセラミック添加剤、有機溶剤、結合剤、分散剤などが添加されることができる。
一方、誘電体層１１１の厚さｔｄは、特に限定する必要はない。
但し、一般に、誘電体層１１１を０．６μｍ未満の厚さで薄く形成する場合、特に、誘電体層１１１の厚さｔｄが０．５μｍ以下である場合には、信頼性が低下する恐れがある。
後述のように、本発明の一実施形態によると、電子部品本体１００の外表面にコーティング層１４０を配置することにより、耐湿信頼性を向上させることができるため、誘電体層１１１の厚さｔｄが０．５μｍ以下である場合にも十分な信頼性を確保することができる。
したがって、誘電体層１１１の厚さｔｄが０．５μｍ以下である場合に、本発明による信頼性の向上効果がより顕著になることができる。
上記誘電体層１１１の厚さｔｄは、上記第１内部電極１２１と第２内部電極１２２との間に配置される誘電体層１１１の平均厚さを意味し得る。
上記誘電体層１１１の平均厚さは、本体１１０の長さ及び厚さ方向（Ｌ－Ｔ）の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）でイメージスキャンして測定することができる。
例えば、本体１１０の第３方向（幅方向）の中央部で切断した第１及び第２方向（長さ及び厚さ方向）の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）によりスキャンした画像から抽出された任意の誘電体層において、長さ方向に等間隔である３０個の地点でその厚さを測定し、平均値を測定することができる。
上記等間隔である３０個の地点で測定した厚さは、第１及び第２内部電極１２１、１２２が互いに重なる領域を意味する容量形成部Ａｃで測定されることができる。
本体１１０は、本体１１０の内部に配置され、誘電体層１１１を挟んで互いに対向するように配置される第１内部電極１２１及び第２内部電極１２２を含み、容量が形成される容量形成部Ａｃと、上記容量形成部Ａｃの第１方向の上部及び下部に形成されたカバー部１１２、１１３と、を含むことができる。
また、上記容量形成部Ａｃは、キャパシターの容量形成に寄与する部分であり、誘電体層１１１を挟んで複数の第１及び第２内部電極１２１、１２２を繰り返し積層することで形成されることができる。
カバー部１１２、１１３は、上記容量形成部Ａｃの第１方向の上部に配置される上部カバー部１１２と、上記容量形成部Ａｃの第１方向の下部に配置される下部カバー部１１３と、を含むことができる。
上記上部カバー部１１２及び下部カバー部１１３は、単一の誘電体層または２つ以上の誘電体層を容量形成部Ａｃの上下面にそれぞれ厚さ方向に積層することで形成されることができ、基本的に、物理的または化学的ストレスによる内部電極の損傷を防止する役割を果たすことができる。
上記上部カバー部１１２及び下部カバー部１１３は、内部電極を含まず、誘電体層１１１と同一の材料を含むことができる。
すなわち、上記上部カバー部１１２及び下部カバー部１１３はセラミック材料を含むことができ、例えば、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）系セラミック材料を含むことができる。
一方、カバー部１１２、１１３の厚さは、特に限定する必要はない。但し、積層型電子部品の小型化及び高容量化をより容易に達成するために、カバー部１１２、１１３の厚さｔｐは２０μｍ以下であることができる。
また、上記容量形成部Ａｃの側面にはマージン部１１４、１１５が配置されることができる。
マージン部１１４、１１５は、本体１１０の第５面５に配置されたマージン部１１４と、第６面６に配置されたマージン部１１５と、を含むことができる。すなわち、マージン部１１４、１１５は、上記セラミック本体１１０の幅方向の両端面（ｅｎｄ ｓｕｒｆａｃｅｓ）に配置されることができる。
マージン部１１４、１１５は、図３に示されたように、上記本体１１０を幅－厚さ（Ｗ－Ｔ）方向に切断した断面（ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎ）において、第１及び第２内部電極１２１、１２２の両端と本体１１０の境界面の間の領域を意味し得る。
マージン部１１４、１１５は、基本的に、物理的または化学的ストレスによる内部電極の損傷を防止する役割を果たすことができる。
マージン部１１４、１１５は、セラミックグリーンシート上に、マージン部が形成されるべき箇所を除いて導電性ペーストを塗布して内部電極を形成することにより形成されたものであることができる。
また、内部電極１２１、１２２による段差を抑えるために、積層後に内部電極が本体の第５及び第６面５、６に露出するように切断した後、単一の誘電体層または２つ以上の誘電体層を容量形成部Ａｃの両側面に第３方向（幅方向）に積層することでマージン部１１４、１１５が形成されてもよい。
内部電極１２１、１２２は、誘電体層１１１と交互に積層される。
内部電極１２１、１２２は第１及び第２内部電極１２１、１２２を含むことができる。第１及び第２内部電極１２１、１２２は、本体１１０を構成する誘電体層１１１を挟んで互いに対向するように交互に配置され、本体１１０の第３及び第４面３、４にそれぞれ露出することができる。
図２を参照すると、第１内部電極１２１は第４面４から離隔して第３面３を介して露出し、第２内部電極１２２は、第３面３から離隔して第４面４を介して露出することができる。本体の第３面３には第１外部電極１３１が配置されて第１内部電極１２１と連結され、本体の第４面４には第２外部電極１３２が配置されて第２内部電極１２２と連結されることができる。
すなわち、第１内部電極１２１は、第２外部電極１３２とは連結されず、第１外部電極１３１と連結され、第２内部電極１２２は、第１外部電極１３１とは連結されず、第２外部電極１３２と連結される。したがって、第１内部電極１２１は第４面４から一定距離離隔して形成され、第２内部電極１２２は第３面３から一定距離離隔して形成されることができる。
この際、第１及び第２内部電極１２１、１２２は、その間に配置された誘電体層１１１により互いに電気的に分離されることができる。
本体１１０は、第１内部電極１２１が印刷されたセラミックグリーンシートと、第２内部電極１２２が印刷されたセラミックグリーンシートとを交互に積層した後、焼成することで形成されることができる。
内部電極１２１、１２２を形成する材料は特に制限されず、電気伝導性に優れた材料を用いることができる。例えば、内部電極１２１、１２２は、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、スズ（Ｓｎ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、及びこれらの合金のうち１つ以上を含むことができる。
また、内部電極１２１、１２２は、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、スズ（Ｓｎ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、及びこれらの合金のうち１つ以上を含む内部電極用導電性ペーストをセラミックグリーンシートに印刷することで形成されることができる。上記内部電極用導電性ペーストの印刷方法としては、スクリーン印刷法またはグラビア印刷法などを用いることができるが、本発明がこれに限定されるものではない。
一方、内部電極１２１、１２２の厚さｔｅは、特に限定する必要はない。
但し、一般に、内部電極１２１、１２２を０．６μｍ未満の厚さで薄く形成する場合、特に、内部電極１２１、１２２の厚さｔｅが０．５μｍ以下である場合には、信頼性が低下する恐れがある。
後述のように、本発明の一実施形態によると、電子部品本体１００の外表面にコーティング層１４０を配置することで、耐湿信頼性を向上させることができるため、内部電極１２１、１２２の厚さｔｅが０．５μｍ以下である場合にも十分な信頼性を確保することができる。
したがって、内部電極１２１、１２２の厚さｔｅが０．５μｍ以下である場合に、本発明による効果がより顕著になることができ、キャパシター部品の小型化及び高容量化をより容易に達成することができる。
外部電極１３１、１３２は、本体１１０の第３面３及び第４面４に配置されることができる。
外部電極１３１、１３２は、本体１１０の第３及び第４面３、４にそれぞれ配置され、第１及び第２内部電極１２１、１２２とそれぞれ連結された第１及び第２外部電極１３１、１３２を含むことができる。
本実施形態では、積層型電子部品１０００が２個の外部電極１３１、１３２を有する構造を説明しているが、外部電極１３１、１３２の個数や形状などは、内部電極１２１、１２２の形態やその他の目的によって変わり得る。
一方、外部電極１３１、１３２は、金属などのように電気伝導性を有するものであれば如何なる物質を用いて形成されてもよく、電気的特性、構造的安定性などを考慮して具体的な物質が決定されることができ、さらには、多層構造を有することができる。
例えば、外部電極１３１、１３２は、本体１１０に配置される電極層１３１ａ、１３２ａと、電極層１３１ａ、１３２ａ上に形成されためっき層１３１ｂ、１３２ｂと、を含むことができる。
電極層１３１ａ、１３２ａのより具体的な例としては、電極層１３１ａ、１３２ａは、導電性金属及びガラスを含む焼成（ｆｉｒｉｎｇ）電極であってもよく、導電性金属及び樹脂を含む樹脂系電極であってもよい。
また、電極層１３１ａ、１３２ａは、本体上に焼成電極及び樹脂系電極が順に形成された形態であることができる。また、電極層１３１ａ、１３２ａは、本体上に導電性金属を含むシートを転写する方式により形成されてもよく、焼成電極上に導電性金属を含むシートを転写する方式により形成されてもよい。
電極層１３１ａ、１３２ａに含まれる導電性金属として、電気伝導性に優れた材料を用いることができるが、特に限定されない。例えば、導電性金属は、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、及びこれらの合金のうち１つ以上であることができる。
めっき層１３１ｂ、１３２ｂは、実装特性を向上させる役割を果たす。めっき層１３１ｂ、１３２ｂの種類は特に限定されず、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｄ、及びこれらの合金のうち１つ以上を含むめっき層であることができ、複数の層で形成されることができる。
めっき層１３１ｂ、１３２ｂのより具体的な例としては、めっき層１３１ｂ、１３２ｂは、Ｎｉめっき層またはＳｎめっき層であることができ、電極層１３１ａ、１３２ａ上にＮｉめっき層及びＳｎめっき層が順に形成された形態であることができる。また、Ｓｎめっき層、Ｎｉめっき層、及びＳｎめっき層が順に形成された形態であることができる。また、めっき層１３１ｂ、１３２ｂは、複数のＮｉめっき層及び／または複数のＳｎめっき層を含んでもよい。
コーティング層１４０は、電子部品本体の外表面に配置されるものであり、シリコン（Ｓｉ）及びフッ素（Ｆ）のうち１つ以上を含み、平均厚さが５ｎｍ以上１５ｎｍ以下であることができる。
積層セラミックキャパシターは、カバー部またはマージン部と内部電極の境界、本体の空隙、外部電極と本体の界面などを介して水分が浸透することにより信頼性が低下する恐れがある。特に、高温、高湿、
及び／または高電圧の環境下では、水分の浸透により信頼性が低下する可能性が高くなる。また、積層セラミックキャパシターの小型化及び高容量化の要求に応えるべく、外部電極、カバー部、マージン部の厚さが益々薄層化するにつれ、物理的欠陥の制御が難しくなってきており、信頼性が低下する可能性が高くなっている。
及び／または高電圧の環境下では、水分の浸透により信頼性が低下する可能性が高くなる。また、積層セラミックキャパシターの小型化及び高容量化の要求に応えるべく、外部電極、カバー部、マージン部の厚さが益々薄層化するにつれ、物理的欠陥の制御が難しくなってきており、信頼性が低下する可能性が高くなっている。
これを解決するために、誘電体の組成を制御することで、高温、高湿、及び／または高電圧の環境下で信頼性を向上させる方法が提案されているが、かかる方法では、積層型電子部品の欠陥部に水分が浸透し、信頼性が低下することを防止できないという欠点がある。そこで、本体の表面に撥水性を有する撥水コーティング層を配置することで水分の浸透を遮断する方法が提案されているが、本体の外表面だけでなく外部電極もコーティングされるため、外部電極の電気的連結性が低下するという問題が発生した。また、Ｓｎを用いて印刷回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ、ＰＣＢ）にリフロー半田付け（ｒｅｆｌｏｗ ｓｏｌｄｅｒｉｎｇ）する工程中に、滑りや未実装のような不良が発生することがあった。
したがって、従来は、コーティングする前に、外部電極の表面がコーティングされないようにコーティング防止部を配置し、コーティングの完了後にコーティング防止部を除去する方法が用いられていた。または、本体及び外部電極に全体的にコーティングをした後、外部電極にコーティングされた部分を別途、除去する方法が用いられていた。これにより、生産性が低下したり、製造コストが増加するという問題があった。
本発明の一実施形態によると、コーティング層１４０が電子部品本体１００の外表面に配置されており、シリコン（Ｓｉ）及びフッ素（Ｆ）のうち１つ以上を含み、コーティング層１４０の平均厚さが５ｎｍ以上１５ｎｍ以下を満たすため、耐湿信頼性を向上させるとともに、実装性も確保することができる。
したがって、外部電極１３１、１３２上にコーティング層１４０が配置されることを防止したり、外部電極１３１、１３２上に形成されたコーティング層１４０を除去する工程が不要となるため、電子部品１０００の生産性を向上させ、製造コストを低減することができる。
また、外部電極１３１、１３２の外表面にもコーティング層１４０が配置されることにより、外部電極１３１、１３２を介した水分浸透経路も遮断することができ、外部電極１３１、１３２の端部から本体１１０の界面を介した水分浸透経路も遮断することができるため、耐湿信頼性をより向上させることができる。
コーティング層１４０は、基本的に、本体１１０の微細な気孔やクラックをシールすることで、水分が本体の外表面を介して本体の内部に浸透することを防止する役割を果たすことができる。また、外部電極１３１、１３２の外表面にもコーティング層１４０が配置されることにより、外部電極１３１、１３２を介した水分浸透経路も遮断することができ、外部電極１３１、１３２の端部から本体１１０の界面を介した水分浸透経路も遮断することができるため、耐湿信頼性をより向上させることができる。この際、コーティング層１４０は、外部電極１３１、１３２の外表面と接するように配置され、本体１１０の外表面のうち外部電極１３１、１３２が配置されていない領域と接するように配置されることができる。
コーティング層１４０はシリコン（Ｓｉ）及びフッ素（Ｆ）のうち１つ以上を含み、これにより、コーティング層１４０が撥水特性を有することができる。より詳細に、コーティング層１４０は、シリコン系炭化水素化合物及びフッ素系炭化水素化合物のうち１つ以上を含むことができる。
コーティング層１４０の平均厚さは５ｎｍ以上１５ｎｍ以下であることができる。コーティング層１４０の平均厚さが５ｎｍ未満である場合には、十分な撥水特性を確保することができない恐れがあり、１５ｎｍを超える場合には、実装性が低下する恐れがある。また、コーティング層１４０の平均厚さが１μｍ以上と厚い場合には、異物として認識されて外観不良が発生することがある。
一実施形態において、本体１１０は、上記誘電体層１１１及び内部電極１２１、１２２が交互に配置された容量形成部Ａｃと、上記容量形成部Ａｃの上下部に配置されるカバー部１１２、１１３と、上記容量形成部Ａｃの両側面に配置されるマージン部１１４、１１５と、を含み、上記カバー部及びマージン部のうち１つ以上は、上記本体１１０の外表面から上記容量形成部Ａｃを連結する欠陥部Ｄ１、Ｄ２を含み、上記コーティング層１４０は上記欠陥部Ｄ１、Ｄ２に延びて配置されることができる。
図５は図４のＰ領域を拡大した図である。図６は、コーティング層が含まれていない、比較例の図４のＰ領域に対応する領域を拡大した図である。
図６を参照すると、コーティング層がない場合、本体１１０の欠陥部Ｄ１、Ｄ２に沿って水分Ｗ１が浸透する可能性があり、浸透した水分Ｗ１が水膜（ｗａｔｅｒ ｌａｙｅｒ）Ｗ２を形成し、第１内部電極１２１と第２内部電極１２２が互いに連結されることにより電気的短絡を起こし得る。
これに対し、本発明によると、コーティング層１４０が欠陥部Ｄ１、Ｄ２に延びて配置される。相対的に小さい欠陥部Ｄ２は、コーティング層１４０によりシールされており、相対的に大きい欠陥部Ｄ１は、コーティング層１４０の厚さが薄いため、本体１１０と欠陥部の境界に沿ってコーティング層１４０が延び、コーティング層１４０が欠陥部を囲む形態で配置されることができる。したがって、相対的に大きい欠陥部Ｄ１に沿って水分Ｗ１が浸透し得るが、水膜を形成することができず、電気的短絡を防止することができる。
図７は本発明の一実施形態による本体１１０の外表面に配置されたコーティング層１４０の断面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で撮影した写真である。本体１１０は結晶構造を有するが、コーティング層１４０は非晶質特性を有することが確認できる。
図８は本発明の一実施形態によるめっき層１３１ｂの外表面に配置されたコーティング層１４０の断面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で撮影した写真である。図９は図８に対応する領域に対して、ＴＥＭ－ＥＤＳによりＳｉ成分を分析した写真である。図８及び図９を参照すると、外部電極１３１、１３２上にもコーティング層１４０が配置されることが確認できる。
一方、図７～９において、集束イオンビーム用保護層１５０は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）の試験片の準備に必要な構成であり、積層型電子部品の構成ではない。
一実施形態において、コーティング層１４０の最大厚さは２０ｎｍ以下であることができる。コーティング層１４０の最大厚さが２０ｎｍを超える場合には、コーティング層が不均一に配置されることがあり、積層型電子部品を基板に実装する際にずれて実装される不良、リフロー（ｒｅｆｌｏｗ）熱処理後にずれてしまう不良などが発生する恐れがある。
一実施形態において、コーティング層１４０の水（ｗａｔｅｒ）に対する接触角は、１００度（ｄｅｇｒｅｅ）以上であることができる。コーティング層１４０の水（ｗａｔｅｒ）に対する接触角が１００度以下である場合には、撥水特性が不十分であって、耐湿信頼性が低下する恐れがある。
この際、コーティング層１４０の水（ｗａｔｅｒ）に対する接触角は、本体１１０の外表面に配置されたコーティング層１４０に対して測定したものであり、１．０ｃｍＸ１．０ｃｍの領域で接触角測定器にて測定したものであることができる。
積層型電子部品１０００のサイズが小さくなるほど、外部電極、カバー部、マージン部の厚さが益々薄層化するようになり、物理的欠陥の制御が難しくなるため、信頼性が低下する可能性が高くなる。したがって、積層型電子部品１０００のサイズが小さくなるほど、本発明のコーティング層１４０による耐湿信頼性の向上効果がより顕著になることができる。１００５（長さ×幅、１．０ｍｍ×０．５ｍｍ）以下のサイズを有する積層型電子部品１０００において、本発明による耐湿信頼性の向上効果が顕著になることができ、特に、０４０２（長さ×幅、０．４ｍｍ×０．２ｍｍ）以下のサイズを有する積層型電子部品１０００において、本発明による耐湿信頼性の向上効果がより顕著になることができる。
したがって、製造誤差、外部電極のサイズなどを考慮すると、積層型電子部品１０００は、上記第２方向のサイズが１．１ｍｍ以下、上記第３方向のサイズが０．５５ｍｍ以下であることができ、より好ましくは、上記第２方向のサイズが０．４４ｍｍ以下、上記第３方向のサイズが０．２２ｍｍ以下であることができる。この際、積層型電子部品の第２方向のサイズは、積層型電子部品の最大長さを意味し、積層型電子部品の第３方向のサイズは、積層型電子部品の最大幅を意味することができる。
積層型電子部品の製造方法
以下、本発明の他の実施形態による積層型電子部品の製造方法について詳細に説明する。但し、重複説明を避けるために、上記本発明の一実施形態による積層型電子部品で説明した内容と重複される内容は省略する。
以下、本発明の他の実施形態による積層型電子部品の製造方法について詳細に説明する。但し、重複説明を避けるために、上記本発明の一実施形態による積層型電子部品で説明した内容と重複される内容は省略する。
本発明の他の実施形態による積層型電子部品の製造方法は、誘電体層１１１及び内部電極１２１、１２２を含む本体１１０、及び上記本体に配置される外部電極１３１、１３２を含む電子部品本体１００を、シラン系及びフッ素系のうち１つ以上を含む溶液に浸漬する段階と、上記浸漬した電子部品本体１００を水洗する段階と、上記水洗した電子部品本体１００を乾燥及び硬化することで、上記電子部品本体１００の外表面にシリコン（Ｓｉ）及びフッ素（Ｆ）のうち１つ以上を含み、平均厚さが５ｎｍ以上１５ｎｍ以下であるコーティング層１４０を形成する段階と、を含む。
電子部品本体をシラン系化合物及びフッ素系化合物のうち１つ以上を含む溶液に浸漬する方式を用いることにより、電子部品本体の外表面にコーティング層１４０を形成することができる。また、コーティング層１４０が外部電極１３１、１３２の外表面と接し、本体１１０の外表面のうち外部電極１３１、１３２が配置されていない領域と接するように配置することができる。
図１０はコーティング層４０が形成される過程を説明するための図である。
図１０を参照すると、基材１０上の－ＯＨ官能基とシラン系化合物の－ＯＨとが結合することによりＨ２Ｏが抜ける縮合反応により、シラン系化合物が基材１０の表面に吸着されるようになる。この際、シラン系化合物同士も縮合反応により連結され、基材１０の表面にコーティング層４０が形成されることができる。
一実施形態において、上記浸漬する段階の前に、上記電子部品本体１００の外表面に－ＯＨ官能基を形成する前処理段階をさらに含むことができる。
図１１は前処理段階を説明するための図である。図１１を参照すると、コーティング溶液に浸漬する前に、基材１０上にＯ２プラズマ発生器２０により基材１０の表面にＯ２プラズマを照射することで、－ＯＨ官能基をさらに付与することができる。これにより、コーティング層１４０をより密に形成することができ、カバレッジを向上させることができるため、耐湿信頼性をより向上させることができる。
一方、電子部品本体の外表面に－ＯＨ官能基を形成する方法は特に限定する必要はなく、Ｏ２プラズマ表面処理、－ＯＨ官能基を付与可能な湿式化学（ｗｅｔ－ｃｈｅｍｉｃａｌ）処理などを用いることができる。
（実施例１）
下記表１のサイズを有するサンプルチップを準備した後、コーティング層の有無による実装性及び耐湿信頼性を評価した。
下記表１のサイズを有するサンプルチップを準備した後、コーティング層の有無による実装性及び耐湿信頼性を評価した。
下記表１において、コーティング層を形成したサンプルチップは、サンプルチップをシラン系化合物が含まれた溶液に浸漬した後、水洗、乾燥、及び硬化を経てコーティング層を形成したものである。
下記表１のサイズにおいて、０６０３はサンプルチップの長さが０．６ｍｍ、幅が０．３ｍｍであることを意味し、１００５はサンプルチップの長さが１．０ｍｍ、幅が０．５ｍｍであることを意味し、２０１２はサンプルチップの長さが２．０ｍｍ、幅が１．２ｍｍであることを意味する。
実装性は、マウント不良及びリフロー不良から評価した。マウント不良は、各試験番号当たり、下記表１に記載の数のサンプルチップを準備した後、サンプルチップが基板への実装時にずれて実装されたり、実装が不可能であったサンプルチップの個数を記載した。リフロー不良は、試験番号当たり、下記表１に記載の数のサンプルチップを準備した後、サンプルチップを基板に実装し、リフロー（ｒｅｆｌｏｗ）熱処理した後、サンプルチップがずれて実装されたり、実装が不可能であったサンプルチップの個数を記載した。
耐湿信頼性は、各試験番号当たり、下記表１に記載の数のサンプルチップを準備した後、温度８５℃、相対湿度８５％で、基準電圧の０．７倍の電圧（０．７Ｖｒ）を２４時間以上印加し、絶縁抵抗値が初期数値に比べて１／１０以下に低くなったサンプルの個数を記載した。
試験番号２、４及び６は、コーティング層を形成したにもかかわらず、コーティング層を形成していない試験番号１、３及び５と同等な実装性を有することが確認できる。
試験番号３の耐湿信頼性の不良率は０．７％、試験番号４の耐湿信頼性の不良率は０．３６％と、不良率が著しく減少したことが確認できる。
一方、試験番号４のサンプルチップを第３方向の中央で第１及び第２方向に切断した断面をＨＲＴＥＭ（Ｈｉｇｈ－ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）により分析し、コーティング層の厚さを測定した。本体の外表面に配置されたコーティング層において、等間隔の５０個の地点の厚さを測定したところ、５０個の地点のうち最小値は４．０６５ｎｍ、最大値は１５．８５８ｎｍと２０ｎｍ以下の値を有し、コーティング層の平均厚さは９．２３ｎｍであった。
（実施例２）
長さが１．０ｍｍ、幅が０．５ｍｍのサンプルチップを準備した後、コーティング層の有無、前処理有無による耐湿信頼性を評価した。
長さが１．０ｍｍ、幅が０．５ｍｍのサンプルチップを準備した後、コーティング層の有無、前処理有無による耐湿信頼性を評価した。
コーティング層の厚さは、サンプルチップを第３方向の中央で第１及び第２方向に切断した断面をＨＲＴＥＭ（Ｈｉｇｈ－ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）により分析して求めた。具体的に、本体の外表面に配置されたコーティング層において、等間隔の５０個の地点の厚さを測定し、総５０個の地点の平均値を記載した。
試験番号８は、サンプルチップをシラン系化合物が含まれた溶液に浸漬した後、水洗、乾燥、及び硬化を経てコーティング層を形成したものである。試験番号９は、サンプルチップの表面に、酸素プラズマにより－ＯＨ官能基をさらに付与する前処理を行った後、シラン系化合物が含まれた溶液に浸漬し、水洗、乾燥、及び硬化を経てコーティング層を形成したものである。
耐湿信頼性は、各試験番号当たり８００個のサンプルチップを準備した後、温度８５℃、相対湿度８５％で、基準電圧（１Ｖｒ）を２４時間印加し、絶縁抵抗値が初期数値と比べて１／１０以下に低くなったサンプルの個数を記載したものである。
試験番号８及び９は、コーティング層の形成により耐湿信頼性が向上したことが確認できる。特に、前処理を行った試験番号９は、前処理を行っていない試験番号８と比べてコーティング層の厚さが薄いか同等レベルである。すなわち、コーティング層の緻密度が向上し、耐湿信頼性が著しく向上した。
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態及び添付図面により限定されず、添付の特許請求の範囲により限定する。よって、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、当技術分野の通常の知識を有する者による多様な形態の置換、変形、及び変更が可能であり、これも本発明の範囲に属する。
１０００ 積層型電子部品
１００ 電子部品本体
１１０ 本体
１１１ 誘電体層
１１２、１１３ カバー部
１１４、１１５ マージン部
１２１、１２２ 内部電極
１３１、１３２ 外部電極
１４０：コーティング層
１００ 電子部品本体
１１０ 本体
１１１ 誘電体層
１１２、１１３ カバー部
１１４、１１５ マージン部
１２１、１２２ 内部電極
１３１、１３２ 外部電極
１４０：コーティング層
Claims (13)
- 誘電体層及び内部電極を含む本体、及び前記本体に配置される外部電極を含む電子部品本体と、
前記電子部品本体の外表面に配置され、シリコン（Ｓｉ）及びフッ素（Ｆ）のうち１つ以上を含み、平均厚さが５ｎｍ以上１５ｎｍ以下であるコーティング層と、を含む積層型電子部品。 - 前記コーティング層は、シリコン系炭化水素化合物及びフッ素系炭化水素化合物のうち１つ以上を含む、請求項１に記載の積層型電子部品。
- 前記コーティング層の最大厚さが２０ｎｍ以下である、請求項１または２に記載の積層型電子部品。
- 前記コーティング層の水（ｗａｔｅｒ）に対する接触角が１００度（ｄｅｇｒｅｅ）以上である、請求項１から３のいずれか一項に記載の積層型電子部品。
- 前記コーティング層は、前記外部電極の外表面と接するように配置され、前記本体の外表面のうち前記外部電極が配置されていない領域と接するように配置される、請求項１から４のいずれか一項に記載の積層型電子部品。
- 前記外部電極は、前記本体に配置される電極層と、前記電極層上に配置されるめっき層と、を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の積層型電子部品。
- 前記コーティング層は、前記めっき層の外表面と接するように配置され、前記本体の外表面のうち前記外部電極が配置されていない領域と接するように配置される、請求項６に記載の積層型電子部品。
- 前記本体は、前記誘電体層及び内部電極が交互に配置された容量形成部と、前記容量形成部の上下部に配置されるカバー部と、前記容量形成部の両側面に配置されるマージン部と、を含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の積層型電子部品。
- 前記カバー部及びマージン部のうち１つ以上は、前記本体の外表面から前記容量形成部を連結する欠陥部を含み、前記コーティング層は前記欠陥部に延びて配置される、請求項８に記載の積層型電子部品。
- 誘電体層及び内部電極を含む本体、及び前記本体に配置される外部電極を含む電子部品本体を、シラン系及びフッ素系のうち１つ以上を含む溶液に浸漬する段階と、
前記浸漬した電子部品本体を水洗する段階と、
前記水洗した電子部品本体を乾燥及び硬化することで、前記電子部品本体の外表面に、シリコン（Ｓｉ）及びフッ素（Ｆ）のうち１つ以上を含み、平均厚さが５ｎｍ以上１５ｎｍ以下であるコーティング層を形成する段階と、を含む積層型電子部品の製造方法。 - 前記浸漬する段階の前に、前記電子部品本体の外表面に－ＯＨ官能基を形成する前処理段階をさらに含む、請求項１０に記載の積層型電子部品の製造方法。
- 前記前処理段階は、Ｏ２プラズマを前記電子部品本体の外表面に照射して行われる、請求項１１に記載の積層型電子部品の製造方法。
- 前記コーティング層は、シリコン系炭化水素化合物及びフッ素系炭化水素化合物のうち１つ以上を含む、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の積層型電子部品の製造方法。
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