JP2023098600A - 積層セラミック電子部品 - Google Patents

Abstract

【課題】電極の切れ現象と電極の凝集現象を抑制し、信頼性の高い小型、高容量の積層セラミック電子部品を提供する。【解決手段】積層セラミック電子部品は、誘電体層１１１及び誘電体層１１１と第１方向Ｘに交互に配置される内部電極（第１内部電極１２１、第２内部電極１２２）を含む本体と、本体に配置されて内部電極と連結される外部電極と、を含む。内部電極は、複数のＮｉ結晶粒１２１ａ、１２２ａを含み、Ｎｉ結晶粒の粒界にはＮｉ及びＩｎを含む複合層１２１ｂ、１２２ｂが備えられる。【選択図】図４

Description

本発明は、積層セラミック電子部品に関するものである。

積層セラミック電子部品の一つである積層型キャパシタは、液晶表示装置（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）及びプラズマ表示装置パネル（ＰＤＰ：Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）などの映像機器、コンピュータ、スマートフォン及び携帯電話など、様々な電子製品の印刷回路基板に装着されて電気を充電又は放電させる役割を果たすチップ型のコンデンサである。

このような積層型キャパシタは、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利点により、様々な電子機器の部品として使用されることができる。近年、電子装置の部品が小型化するにつれて、積層型キャパシタの小型化及び高容量化に対する要求が増加している。

積層型キャパシタの小型化及び高容量化のためには、内部電極及び誘電体層の厚さを薄く形成することができる技術が必要である。一般に、内部電極を薄く作製するためには、既存より微粒のメタルパウダーを使用しなければならない。なぜならば、薄く印刷された内部電極の厚さ方向に５～６個の微粒メタルパウダーが存在する場合にのみ収縮進行時の切れ現象を抑制することができるためである。

しかし、既存よりも微粒のメタルパウダーを使用する必要がある場合、収縮開始温度が低温に移動するため、内部電極とセラミック層との収縮挙動の差が大きくなり、むしろ収縮過程で内部電極の凝集現象及び内部電極の切れ現象が激しくなるという問題点があった。

本発明の目的の一つは、電極の切れ現象と電極の凝集現象を抑制し、信頼性の高い小型、高容量の積層セラミック電子部品を提供することである。

本発明の一実施形態は、誘電体層及び上記誘電体層と第１方向に交互に配置される内部電極を含む本体と、上記本体に配置されて上記内部電極と連結される外部電極と、を含み、上記内部電極は複数のＮｉ結晶粒を含み、上記Ｎｉ結晶粒の粒界（Ｇｒａｉｎ Ｂｏｕｎｄａｒｙ）にはＮｉ及びＩｎを含む複合層が備えられる、積層セラミック電子部品を提供する。

本発明によると、内部電極が複数のＮｉ結晶粒を含み、上記Ｎｉ結晶粒の粒界にＮｉ及びＩｎを含む複合層が備えられることにより、内部電極の凝集現象及び内部電極の切れ現象を抑制することができる効果がある。

本発明の一実施形態による積層セラミック電子部品を概略的に示す斜視図である。 図１のＩ－Ｉ線に沿った断面を示す図である。 本発明の一実施形態による積層セラミック電子部品を製造するためのセラミックグリーンシートを示す図である。 図２のＡ領域を拡大して概略的に示す模式図である。 本発明の一実現例による積層セラミック電子部品の内部電極を撮影した写真及びＮｉ結晶粒の粒界における成分分析を示すものである。 本発明の一実現例による積層セラミック電子部品の内部電極を撮影した写真及びＮｉ結晶粒の粒界における成分分析を示すものである。 本発明の一実現例による積層セラミック電子部品の内部電極を撮影した写真及びＮｉ結晶粒の粒界における成分分析を示すものである。 本発明の一実現例による積層セラミック電子部品の内部電極を撮影した写真及びＮｉ結晶粒の粒界における成分分析を示すものである。 積層セラミック電子部品の焼成条件を決定するＥｌｌｉｎｇｈａｍダイヤグラムを示すものである。 図２のＰ１領域を拡大して示す図である。

以下、具体的な実施形態及び添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形することができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されるものではない。また、本発明の実施形態は、通常の技術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誇張することができ、図面上の同じ符号で示される要素は同じ要素である。

そして、図面において本発明を明確に説明するために説明と関係のない部分は省略し、複数の層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示しており、同一の思想の範囲内の機能が同一である構成要素については同一の参照符号を使用して説明する。さらに、明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」と言うとき、これは、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。

図面において、Ｘ方向は第１方向、Ｌ方向又は長さ方向と定義することができ、Ｙ方向は第２方向、Ｗ方向又は幅方向と定義することができ、Ｚ方向は第３方向、Ｔ方向又は厚さ方向と定義することができる。

積層セラミック電子部品
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を概略的に示す斜視図であり、図２は、図１のＩ－Ｉ線に沿った断面を示す図であり、図３は、本発明の一実施形態による積層セラミック電子部品を製造するためのセラミックグリーンシートを示す図であり、図４は、図２のＡ領域を拡大して示す図であり、図５ａから図５ｄ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内部電極及び誘電体層を撮影した写真である。

以下では、図１～図５ｄを参照して、本発明の一側面による積層セラミック電子部品について詳細に説明する。本発明の一実施形態による積層セラミック電子部品１００は、図１及び図２に示すように、誘電体層１１１と交互に配置された内部電極１２１、１２２を含む本体１１０と、本体１１０に配置されて上記内部電極１２１、１２２と連結される外部電極１３１、１３２と、を含む。また、上記内部電極１２１、１２２は、図４に示すように、複数のＮｉ結晶粒１２１ａを含み、上記Ｎｉ結晶粒の粒界（Ｇｒａｉｎ Ｂｏｕｎｄａｒｙ）にはＮｉ及びＩｎを含む複合層１２１ｂが備えられる。

上記本体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の具体的な形状に特に限定はないが、図示のように本体１１０は六面体形状又はこれと類似の形状からなることができる。焼成過程で本体１１０に含まれた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、厚さ方向（Ｚ方向）に互いに対向する第１面１及び第２面２、上記第１面１及び第２面２と連結され、長さ方向（Ｘ方向）に互いに対向する第３面３及び第４面４、第１面１及び第２面２と連結され、第３面３及び第４面４と連結され、幅方向（Ｙ方向）に互いに対向する第５面５及び第６面６を有することができる。

本体１１０を形成する複数の誘電体層１１１は焼成された状態であって、隣接する誘電体層１１１の間の境界は走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を利用せずには確認しにくいほど一体化することができる。

誘電体層１１１を形成する原料は、十分な静電容量が得られる限り特に限定されず、例えば、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）粉末であってもよい。誘電体層１１１を形成する材料は、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）などのパウダーに、本発明の目的に応じて様々なセラミック添加剤、有機溶剤、可塑剤、結合剤、分散剤などを添加することができる。

本体１１０の上部及び下部、すなわち、厚さ方向（Ｚ方向）の両端部には、それぞれ内部電極が形成されていない誘電体層を積層して形成されるカバー層１１２を含むことができる。カバー層１１２は、外部衝撃に対してキャパシタの信頼性を保持する役割を果たすことができる。カバー層１１２の厚さは特に限定する必要はない。ただし、キャパシタ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、カバー層１１２の厚さは２０μｍ以下であってもよい。

誘電体層１１１の厚さは特に限定する必要はない。ただし、本発明によると、誘電体層及び内部電極が極めて薄い場合でも効果的に電極の切れ及び凝集の増加を抑制することができるため、キャパシタ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、誘電体層１１１の厚さは０．４μｍ以下であってもよい。このとき、上記誘電体層１１１の厚さは、上記第１内部電極１２１及び第２内部電極１２２の間に配置される誘電体層１１１の平均厚さを意味することができる。

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の断面（Ｌ－Ｔ断面；図２参照）を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）で画像をスキャンして測定することができる。

例えば、本体１１０の幅方向（Ｙ方向）の中央部で切断した長さ及び厚さ方向（Ｌ－Ｔ）の断面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）でスキャンした画像から抽出された任意の誘電体層について、長さ方向に等間隔の３０個の地点でその厚さを測定して平均値を測定することができる。上記等間隔の３０個の地点は、第１内部電極１２１及び第２内部電極１２２が互いに重なる領域を意味する容量形成部で測定することができる。

次に、内部電極１２１、１２２は誘電体層１１１と交互に積層され、上記本体１１０は内部電極１２１、１２２と誘電体層１１１とを含む。第１内部電極１２１及び第２内部電極１２２は、本体１１０を構成する誘電体層１１１を間に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面３及び第４面４にそれぞれ露出することができる。このとき、第１内部電極１２１及び第２内部電極１２２は、中間に配置された誘電体層１１１によって互いに電気的に分離されてもよい。

図３を参照すると、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ａ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ｂとを交互に積層した後、焼成して形成することができる。

図４を参照すると、内部電極１２１、１２２は複数のＮｉ結晶粒１２１ａ、１２２ａを含み、上記Ｎｉ結晶粒の粒界（Ｇｒａｉｎ Ｂｏｕｎｄａｒｙ）にはＮｉ及びＩｎを含む複合層１２１ｂ、１２２ｂが配置される。

積層セラミック電子部品の超小型化に伴い、単位面積当たりの容量を増加させるために内部の誘電材料及び電極材料の薄層化がさらに求められている。誘電材料と内部電極材料が薄くなると、切れ現象が現れるが、特に内部電極の材料に主に現れる。これは、内部電極材料が誘電材料に比べて相対的に焼成温度が低いため現れる現象であって、薄い内部電極を作るために微粒のメタルパウダーを使用すればするほどその問題が深化する。

ところで、一般に内部電極を薄く作製するためには、既存より微粒のメタルパウダーの使用が必要であるが、既存より微粒のメタルパウダーを使用する場合、収縮開始温度が低温に移動するため、内部電極と誘電体層との収縮挙動の差が大きくなり、むしろ収縮過程で内部電極の凝集現象及び内部電極の切れ現象が激しくなるという問題がある。

このような問題点を解決するために、従来はＳｎを内部電極材料として使用する技術が研究されてきた。しかし、Ｓｎを内部電極材料として使用する場合には、確保可能な信頼性のレベルに限界があり、本発明者らはさらに高いレベルの信頼性を確保すべくＮｉ結晶粒の粒界にＩｎを含ませる研究を重ねた。

一般に積層セラミック電子部品の焼成時には、Ｎｉの酸化を防止するために、図６に示すＥｌｌｉｎｇｈａｍ Ｄｉａｇｒａｍｓ上の２Ｎｉ（ｓ）＋Ｏ^２（ｇ）＝２ＮｉＯ（ｓ）の基準よりやや高い程度の還元性雰囲気で（例えば、図６中、酸素分圧は８．６５×１０^－９ａｔｍ及び温度１１５０℃レベルの条件）行われる。

しかし、本発明では、図６に示すＥｌｌｉｎｇｈａｍ Ｄｉａｇｒａｍｓ上のＳｎ（ｓ）＋Ｏ_２（ｇ）＝ＳｎＯ_２（ｓ）と、４／３Ｉｎ（ｓ）＋Ｏ_２（ｇ）＝２／３Ｉｎ_２Ｏ_３（ｇ）との間の酸素分圧１．７５×１０^－１１ａｔｍ～２．９５×１０^－１２ａｔｍを満たす強い還元性雰囲気で数十分間焼成を行う。これにより、還元されにくい物質であるＩｎが酸化物の形態で誘電体層と内部電極の界面やＮｉ結晶粒の粒界に存在するようになる。

このとき、Ｎｉ結晶粒１２１ａ、１２２ａはＮｉ原子が規則的に配列して作られた多面体であることができ、Ｎｉ及びＩｎを含む複合層１２１ｂ、１２２ｂはＮｉ結晶粒１２１ａ、１２２ａを取り囲んでいる。すなわち、Ｎｉ及びＩｎを含む複合層１２１ｂ、１２２ｂが少なくとも一つの上記Ｎｉ結晶粒を完全に取り囲んでいる形態であることができる。

上記Ｎｉ及びＩｎを含む複合層１２１ｂ、１２２ｂは、Ｎｉ結晶粒１２１ａ、１２２ａが外部に成長することを抑制し、焼結温度の増加に伴うニッケルの表面積減少（球状化）を抑制して内部電極の切れ現像及び内部電極の凝集現象を改善する役割を果たすことができる。

図５ａ～図５ｄは、本発明の一実現例による積層セラミック電子部品について、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ；Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）及びエネルギー分散分光法（ＥＤＳ；Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｘ－Ｒａｙ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）を用いて、内部電極を撮影した写真及びＮｉ結晶粒の粒界（Ｇｒａｉｎ Ｂｏｕｎｄａｒｙ）における成分分析を示したものである。

図５ａ～図５ｄによると、本発明による積層セラミック電子部品の内部電極は、複数のＮｉ結晶粒１２１ａ、１２２ａを含み、上記Ｎｉ結晶粒の粒界にはＮｉ及びＩｎを含む複合層１２１ｂ、１２２ｂが備えられることが確認できる。

内部電極１２１、１２２の全長さに対する実際に内部電極が形成された部分の長さの比を内部電極の連結性Ｃと定義するとき、前述した粒界にＮｉ及びＩｎを含む複合層１２１ｂ、１２２ｂはＮｉ結晶粒１２１ａ、１２２ａが外部に成長することを抑制し、焼結温度の増加に伴うニッケルの表面積減少（球状化）を抑制することにより、内部電極１２１が８５％≦Ｃを満たすことができる。

本発明の一実現例によると、上記複合層１２１ｂ、１２２ｂは平均厚さが１～５ｎｍであってもよい。上記複合層１２１ｂ、１２２ｂの平均厚さが１ｎｍ未満の場合には、Ｎｉ結晶粒１２１ａ、１２２ａが外部に成長すること及び焼結温度の増加に伴うニッケルの表面積減少（球状化）を十分に抑制することができない。これに対し、上記複合層１２１ｂ、１２２ｂの平均厚さが５ｎｍ超である場合には、複合層１２１ｂ、１２２ｂの厚さが均一でなく、Ｎｉ結晶粒１２１ａ、１２２ａが外部に成長すること及び焼結温度の増加に伴うニッケルの表面積減少（球状化）を抑制する効果が低下する可能性がある。

上記複合層の平均厚さは、本体１１０の長さ及び厚さ方向（Ｌ－Ｔ）の断面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で画像をスキャンして測定することができる。例えば、本体１１０の幅Ｗ方向の中央部で切断した長さ及び厚さ方向（Ｌ－Ｔ）の断面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）でスキャンした画像から抽出された任意の第１内部電極１２１及び第２内部電極１２２について、長さ方向に等間隔の３０個の地点で各複合層の厚さを測定することができる。

本発明の一実現例によると、複合層１２１ｂ、１２２ｂは、Ｎｉに対するＩｎの含量が０．１ｗｔ％以上（あるいは、０．１～２．５ｗｔ％）であってもよい。複合層１２１ｂ、１２２ｂ中のＮｉに対するＩｎの含量が０．１ｗｔ％未満であると、焼結温度の増加に伴うニッケルの表面積減少の抑制効果が不足し、電極の切れ現象及び内部電極の凝集現象を改善する効果が僅かである可能性がある。一方、Ｎｉ結晶粒の粒界にＩｎ成分が含まれることにより、前述した効果が発現するものであるため、その上限については別途に限定しなくてもよい。ただし、上記複合層１２１ｂ、１２２ｂ中にＮｉに対するＩｎの含量が過剰であると、むしろ信頼性が低下することもあるため、その上限を２．５ｗｔ％とすることができる。

本発明の一実現例によると、上記Ｎｉ結晶粒の粒界に含まれたＩｎの含量は、上記Ｎｉ結晶粒内に含まれたＩｎの含量より高くてもよい。前述したように、セラミック積層電子部品の製造過程中に、適切な還元性雰囲気で焼成することにより、Ｎｉ結晶粒の内部よりＮｉ結晶粒の粒界にＩｎがより高い含量で存在するようになる。このように、Ｎｉ結晶粒の粒界にＩｎがより多く存在することで、焼結温度の増加に伴うニッケルの表面積減少の機能をより効果的に発現できるようになる。

または、本発明の一実現例によると、上記誘電体層と上記内部電極の界面から内部電極側の厚さ方向に３ｎｍ以内の領域及び上記Ｎｉ結晶粒の外郭線から３ｎｍ以内の領域におけるＮｉに対するＩｎの含量が０．１～２．５ｗｔ％であってもよい。あるいは、本発明の一実現例によると、上記複合層は、全含量を基準にして、Ｉｎの含量が０．３～０．７％であり、Ｎｉの含量が４３．７～６６．９％であってもよい。また、上記複合層は、Ｓｎ、Ｂａ、Ｔｉ及びＯからなる群から選択された１種以上の成分をさらに含んでもよい。

一方、内部電極１２１、１２２の厚さは特に限定する必要はない。ただし、本発明によると、誘電体層及び内部電極が極めて薄い場合でも効果的に電極の切れ及び凝集の増加を抑制することができるため、キャパシタ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内部電極１２１、１２２の厚さは０．４μｍ以下であってもよい。このとき、上記内部電極１２１、１２２の厚さは、第１内部電極１２１及び第２内部電極１２２の平均厚さを意味することができる。上記第１内部電極１２１及び第２内部電極１２２の平均厚さは、本体１１０の長さ及び厚さ方向（Ｌ－Ｔ）の断面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で画像をスキャンして測定することができる。

例えば、本体１１０の幅Ｗ方向の中央部で切断した長さ及び厚さ方向（Ｌ－Ｔ）の断面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）でスキャンした画像から抽出された任意の第１内部電極１２１及び第２内部電極１２２について、長さ方向に等間隔の３０個の地点で各内部電極の厚さを測定して平均値を求めることにより、上記内部電極１２１、１２２の厚さを測定することができる。このとき、上記等間隔の３０個の地点は、第１内部電極１２１及び第２内部電極１２２が互いに重なる領域を意味する容量形成部で測定することができる。

本発明の一実現例によると、上記内部電極は、Ｉｎを含むコーティング層が表面に形成されたＮｉ粉末又はＩｎを合金の形態で含むＮｉ粉末を含む内部電極用ペーストによって形成することができる。このとき、上記Ｎｉ粉末に対するＩｎの含量は０．１ｗｔ％以上であってもよい。このように、Ｉｎを含むコーティング層が表面に形成されたＮｉ粉末又はＩｎを合金の形態で含むＮｉ粉末を用いることにより、分散性とは関係なく焼結を遅延させることができる。

外部電極１３１、１３２は本体１１０に配置され、内部電極１２１、１２２と連結される。図２に示すように、第１内部電極１２１及び第２内部電極１２２とそれぞれ接続された第１外部電極１３１及び第２外部電極１３２を含むことができる。本実施形態では、キャパシタ部品１００が２つの外部電極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応じて変更することができる。

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、如何なる物質を使用し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てもよく、さらに、多層構造を有してもよい。

例えば、外部電極１３１、１３２は、本体１１０に配置される電極層１３１ａ、１３２ａ及び電極層１３１ａ、１３２ａ上に形成されためっき層１３１ｂ、１３２ｂを含むことができる。電極層１３１ａ、１３２ａに対するより具体的な例を挙げると、電極層１３１ａ、１３２ａは、導電性金属及びガラスを含む焼成電極であってもよく、導電性金属はＣｕであってもよい。また、電極層１３１ａ、１３２ａは、複数の金属粒子及び導電性樹脂を含む樹脂系電極であってもよい。

めっき層１３１ｂ、１３２ｂに対するより具体的な例を挙げると、めっき層１３１ｂ、１３２ｂは、Ｎｉめっき層又はＳｎめっき層であってもよく、電極層１３１ａ、１３２ａ上にＮｉめっき層及びＳｎめっき層が順次に形成された形態であってもよく、複数のＮｉめっき層及び／又は複数のＳｎめっき層を含んでもよい。

積層セラミック電子部品のサイズは特に限定する必要はない。ただし、小型化及び高容量化を同時に達成するためには、誘電体層及び内部電極の厚さを薄くして積層数を増加させなければならないため、０４０２（０．４ｍｍ×０．２ｍｍ）サイズ以下の積層セラミック電子部品であるとき、本発明による電極の切れ及び凝集の増加を抑制する効果がより顕著になることができる。したがって、積層セラミック電子部品の長さは０．４ｍｍ以下であり、厚さは０．２ｍｍ以下であることができる。

以下では、実施形態によって本発明をより具体的に説明する。ただし、下記の実施形態は、例示を通じて本発明を説明するためのものであり、本発明の権利範囲を限定するためのものではないことに留意する必要がある。本発明の権利範囲は、特許請求の範囲に記載された事項及びこれにより合理的に類推される事項によって決定されるものであるためである。

（実施例）
内部電極用ペーストにＮｉ粉末に対するＩｎの含量を異ならせて、上記Ｎｉ結晶粒の粒界（Ｇｒａｉｎ Ｂｏｕｎｄａｒｙ）におけるＮｉに対するＩｎの含量が下記表１を満たす内部電極が含まれたサンプルチップを作製した。一方、上記サンプルチップの作製時には、１０^－９～１０^－１０程度に酸素分圧の条件を精密に制御しながら、１０分間焼成した。

試験片Ｎｏ．１は内部電極用ペーストにＩｎを添加しなかった場合を示す。このとき、上記Ｎｉ結晶粒の粒界（Ｇｒａｉｎ Ｂｏｕｎｄａｒｙ）におけるＮｉに対するＩｎの含量は、Ｎｉ結晶粒の粒界に該当する位置について、ＴＥＭ及びＥＤＳを用いて成分分析した結果を示した。

各サンプルチップの容量、ＭＴＴＦ及び電極連結性を測定し、且つ内部電極にＩｎが含まれていない試験片Ｎｏ．１の容量、ＭＴＴＦ及び電極連結性を基準値として他の試験番号は相対値を下記表１に記載した。容量はＬＣＲ ｍｅｔｅｒを用いて１ｋＨＺ、ＡＣ０．５Ｖの条件で測定した。試験片Ｎｏ．１の容量を基準値１として他の試験片の相対値を記載した。

ＭＴＴＦは、各試験番号当たり４００個のサンプルについて１２５℃、８Ｖの条件で高温負荷試験を実施して測定した。このとき、絶縁抵抗が１０ＫΩ以下となった時間を故障時間とし、試験片Ｎｏ．１のＭＴＴＦを基準値１として他の試験片の相対値を記載した。

電極連結性は、内部電極の全長さに対する実際に内部電極が形成された部分の長さの比と定義することができる。各実験例によるサンプルチップの本体を幅Ｗ方向の中央部で切断して、その長さ及び厚さ方向の断面（Ｌ－Ｔ断面）の画像をＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）でスキャンし、全ての内部電極について、全長さに対する実際に内部電極が形成された部分の長さを測定して導出される電極連結性の平均値を記載したものである。

一方、図２の「Ｐ１」領域を拡大した拡大図を図７に示した。図７は、内部電極の連結性の定義を示す図であって、図７を参照して本実施形態における内部電極の連結性に関して説明する。

図７を参照すると、内部電極のある一地点で測定された全体電極の長さをｂ、及び実際に電極が形成された部分の長さをそれぞれｅ１、ｅ２、ｅ３、ｅ４と規定するとき、実際に電極が形成された部分の長さの和（ｅ＝ｅ１＋ｅ２＋ｅ３＋ｅ４）を全体電極の長さｂで除した値であるｅ／ｂで上記内部電極の連結性を表すことができる。

前述の方法により、試験片Ｎｏ．１の電極連結性を基準値１として他の試験片の相対値を記載した。各試験片について、下記のような基準で判断し、表１に記載した。
Ｏ．Ｋ：Ｎｏ．１のＭＴＴＦ基準値に対して相対値が大きい場合
Ｎ．Ｇ：Ｎｏ．１のＭＴＴＦ基準値に対して相対値が小さい場合

Ｘ＊：Ｎｉ及びＩｎを含む複合層のＮｉに対するＩｎの含量［ｗｔ％］

上記表１の実験結果から分かるように、試験片Ｎｏ．１は、Ｎｉ結晶粒の粒界（Ｇｒａｉｎ Ｂｏｕｎｄａｒｙ）にＮｉ及びＩｎを含む複合層が形成されていない場合を示す（すなわち、粒界にＩｎが存在しない）。試験片Ｎｏ．１の場合、Ｎｉ結晶粒の粒界にＮｉ及びＩｎを含む複合層が形成されず、他の試験片Ｎｏ．２～８に比べて容量、ＭＴＦＦ及び電極連結性が劣っていることを確認した。

一方、試験片Ｎｏ．２～８は、Ｎｉ結晶粒の粒界にＮｉ及びＩｎを含む複合層が形成された場合であって、上記複合層におけるＮｉに対するＩｎの含量が０．１～２．５ｗｔ％を満たすことにより、容量、ＭＴＦＦ及び電極連結性が向上し、顕著な効果があることを確認した。

特に、上記試験片Ｎｏ．２～８の場合、Ｎｉ及びＩｎを含む複合層の平均厚さは１～５ｎｍの範囲を満たした。このとき、上述した複合層の平均厚さの測定時には、試験片に対する長さ及び厚さ方向（Ｌ－Ｔ）の断面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で画像をスキャンした画像から抽出された任意の第１内部電極及び第２内部電極について、長さ方向に等間隔の３０個の地点における各複合層の厚さの平均値を測定した。

また、上記試験片Ｎｏ．２～８は、Ｎｉ結晶粒の粒界に含まれたＩｎの含量が上記Ｎｉ結晶粒内に含まれたＩｎの含量より高かった。また、誘電体層と内部電極の界面から内部電極側の厚さ方向に３ｎｍ以内の領域及び上記Ｎｉ結晶粒の外郭線から３ｎｍ以内の領域におけるＮｉに対するＩｎの含量が０．１～２．５ｗｔ％を満たした。

一方、試験片Ｎｏ．９は、Ｎｉ結晶粒の粒界に備えられたＮｉ及びＩｎを含む複合層におけるＮｉに対するＩｎの含量が２．５ｗｔ％を超える場合であって、電極連結性は多少向上するが、静電容量及びＭＴＦＦが試験片Ｎｏ．１より低く、劣っていることを確認した。

以上のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、上述した実施形態及び添付の図面によって限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲によって限定するものとする。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から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り様々な形態の置換、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と言える。

１００：積層セラミック電子部品
１１０：本体
１１１：誘電体層
１１２：カバー層
１２１：第１内部電極
１２２：第２内部電極
１２１ａ、１２２ａ：Ｎｉ結晶粒
１２１ｂ、１２２ｂ：Ｎｉ及びＩｎを含む複合層
１３１、１３２：外部電極
１３１ａ、１３２ａ：電極層
１３１ｂ、１３２ｂ：めっき層

Claims (9)

1. 誘電体層及び前記誘電体層と第１方向に交互に配置される内部電極を含む本体と、
   前記本体に配置されて前記内部電極と連結される外部電極と、を含み、
   前記内部電極は複数のＮｉ結晶粒を含み、前記Ｎｉ結晶粒の粒界にはＮｉ及びＩｎを含む複合層が備えられる、積層セラミック電子部品。
2. 前記複合層は平均厚さが１～５ｎｍである、請求項１に記載の積層セラミック電子部品。
3. 前記複合層は、少なくとも一つの前記Ｎｉ結晶粒を完全に取り囲んでいる形態である、請求項１に記載の積層セラミック電子部品。
4. 前記複合層は、Ｎｉに対するＩｎの含量が０．１ｗｔ％以上である、請求項１に記載の積層セラミック電子部品。
5. 前記Ｎｉ結晶粒の粒界に含まれたＩｎの含量は、前記Ｎｉ結晶粒内に含まれたＩｎの含量より高い、請求項１に記載の積層セラミック電子部品。
6. 前記複合層は、Ｎｉに対するＩｎの含量が０．１～２．５ｗｔ％である、請求項１に記載の積層セラミック電子部品。
7. 前記誘電体層と前記内部電極の界面から内部電極側の厚さ方向に３ｎｍ以内の領域及び前記Ｎｉ結晶粒の外郭線から３ｎｍ以内の領域におけるＮｉに対するＩｎの含量が０．１～２．５ｗｔ％である、請求項１に記載の積層セラミック電子部品。
8. 前記複合層は、全含量を基準として、Ｉｎの含量が０．３～０．７ｗｔ％であり、Ｎｉの含量が４３．７～６６．９ｗｔ％である、請求項１に記載の積層セラミック電子部品。
9. 前記内部電極は、Ｉｎを含むコーティング層が表面に形成されたＮｉ粉末又はＩｎを合金の形態で含むＮｉ粉末を含む内部電極用ペーストにより形成され、
   前記Ｎｉ粉末に対するＩｎの含量は０．１ｗｔ％以上である、請求項１から８のいずれか一項に記載の積層セラミック電子部品。

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