JP2023105797A - 積層型電子部品 - Google Patents

Abstract

【課題】積層型電子部材を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態による積層型電子部品は、複数の誘電体層及び上記誘電体層を間に挟んで互いに対向するように配置される内部電極を含む本体と、上記内部電極と連結され、且つ上記本体の外側に配置される外部電極と、を含み、上記誘電体層はＢａＴｉＯ３系母材主成分及び副成分を含み、上記副成分はジスプロシウム（Ｄｙ）及びテルビウム（Ｔｂ）を含み、上記テルビウム（Ｔｂ）の含量は上記母材主成分１００モルに対して０．２モル以上１．０モル未満であり、上記誘電体層は、粒度分布計による累積粒度分布において体積累計５０％となる地点（Ｄ５０）の粒子サイズが６０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下である複数の誘電体結晶粒を含むことができる。【選択図】図４

Description

本発明は、積層型電子部品に関するものである。

積層型電子部品の一つである積層セラミックキャパシタ（ＭＬＣＣ：Ｍｕｌｔｉ‐Ｌａｙｅｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｃａｐａｃｉｔｏｒ）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、電気を充電又は放電させる役割を果たすチップ型のキャパシタである。また、キャパシタの適用範囲が益々広がるにつれて、小型化、高容量化及び高信頼性に対する要求が次第に拡大している。

一方、高容量化及び高信頼性を達成するためにセラミック系誘電体組成物に添加剤元素を含ませて信頼性を向上させようとする試みがあったが、一定のサイズ以下に誘電体組成物を製造する場合、目標とする高信頼性レベルを達成しにくく焼成安定性が低いため、新たな機種の開発に困難があった。

特開２０２０－１３６２９８号公報

本発明が解決しようとするいくつかの課題の一つは、セラミック系誘電体組成物に添加剤元素を添加して積層型電子部品の信頼性を向上させることである。

ただし、本発明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することができる。

本発明の一実施形態による積層型電子部品は、複数の誘電体層及び上記誘電体層を間に挟んで互いに対向するように配置される内部電極を含む本体と、上記内部電極と連結され、且つ上記本体の外側に配置される外部電極と、を含み、上記誘電体層はＢａＴｉＯ_３系母材主成分及び副成分を含み、且つ上記副成分はジスプロシウム（Ｄｙ）及びテルビウム（Ｔｂ）を含み、上記テルビウム（Ｔｂ）の含量は上記母材主成分１００モルに対して０．２モル以上１．０モル未満であり、上記誘電体層は、粒度分布計による累積粒度分布において体積累計５０％となる地点（Ｄ５０）の粒子サイズが６０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下である複数の誘電体結晶粒を含むことができる。

本発明のいくつかの効果の一つは、セラミック系誘電体組成物に添加剤元素を添加して誘電体層を形成する場合、積層型電子部品の信頼性を向上させることができる。

ただし、本発明の多様かつ有益な利点及び効果は、上述した内容に限定されず、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することができる。

本発明の一実施形態による積層型電子部品の斜視図を概略的に示すものである。 図１のＩ－Ｉ’線に沿った断面図である。 本発明の一実施例及び比較例によるＴＥＭ画像である。 本発明の一実施例及び比較例による過酷信頼性の評価結果グラフである。

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されることができ、本発明の範囲が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、図面に示された各構成の大きさ及び厚さは説明の便宜上、任意に示しているため、本発明は必ずしも図示されたものに限定されない。なお、同一思想の範囲内での機能が同一である構成要素については、同一の参照符号を用いて説明する。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、特に反対の記載がない限り、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、第１方向は積層方向又は厚さＴ方向、第２方向は長さＬ方向、第３方向は幅Ｗ方向と定義することができる。

積層型電子部品
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すものであり、図２は、図１のＩ－Ｉ’線に沿った断面図である。以下では、図１及び図２を参照して、本発明の一実施形態による積層型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型電子部品は、複数の誘電体層及び上記誘電体層を間に挟んで互いに対向するように配置される内部電極を含む本体と、上記内部電極と連結され、且つ上記本体の外側に配置される外部電極と、を含み、上記誘電体層はＢａＴｉＯ_３系母材主成分と副成分を含み、且つ上記副成分はジスプロシウム（Ｄｙ）及びテルビウム（Ｔｂ）を含み、上記テルビウム（Ｔｂ）の含量は上記母材主成分１００モルに対して０．２モル以上１．０モル未満であり、上記誘電体層は、粒度分布計による累積粒度分布において体積累計５０％となる地点（Ｄ５０）の粒子サイズが６０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下である複数の誘電体結晶粒を含むことができる。

本体１１０は、複数の誘電体層１１１及び上記誘電体層１１１を間に挟んで互いに対向するように配置される内部電極１２１、１２２を含むことができる。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、第１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、第２方向に互いに対向する第３面３及び第４面４、第１面～第４面と連結され、第３方向に互いに対向する第５面５及び第６面６を含むことができる。

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の間の境界は走査型電子顕微鏡（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。

一方、誘電体層１１１の厚さ（ｔｄ）は特に限定する必要はない。ただし、積層型電子部品１００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（ｔｄ）は０．４μｍ以下であってもよい。ここで、誘電体層１１１の厚さ（ｔｄ）は、誘電体層１１１の平均厚さを意味することができる。このとき、上記誘電体層１１１は、積層型電子部品の小型化及び高容量化のために４００層以下であってもよく、常温比誘電率が３０００以上であってもよい。

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）の断面を倍率１万倍の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で画像をスキャンして測定することができる。より具体的には、スキャンされた画像において１つの誘電体層１１１を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。上記等間隔の３０個の地点は、活性部Ａｃで指定することができる。また、このような平均値の測定を１０個の誘電体層１１１に拡張して平均値を測定すれば、誘電体層１１１の平均厚さをさらに一般化することができる。

また、上記誘電体層は、ＢａＴｉＯ_３系母材主成分と副成分とを含むことができる。より具体的に、誘電体層１１１を形成する上記ＢａＴｉＯ_３系母材主成分は、ＢａＴｉＯ_３、ＢａＴｉＯ_３にＣａ（カルシウム）、Ｚｒ（ジルコニウム）等が一部固溶した（Ｂａ_１－ｘＣａ_ｘ）ＴｉＯ_３、Ｂａ（Ｔｉ_１－ｙＣａ_ｙ）Ｏ_３、（Ｂａ_１－ｘＣａ_ｘ）（Ｔｉ_１－ｙＺｒ_ｙ）Ｏ_３又はＢａ（Ｔｉ_１－ｙＺｒ_ｙ）Ｏ_３などを含むことができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。

上記副成分はジスプロシウム（Ｄｙ）及びテルビウム（Ｔｂ）を含み、上記テルビウム（Ｔｂ）の含量は上記母材主成分１００モルに対して０．２モル以上１．０モル未満であってもよい。一般的に、積層型電子部品の内部における誘電体の信頼性を確保するために希土類系元素が副成分として多く添加されている。このような希土類系元素のうち、ジスプロシウム（Ｄｙ）は、母材主成分であるチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）に添加時、Ｂａサイトを置換しながら酸素空孔の濃度を減らすことにより、信頼性の改善に効果があることが知られている。

一方、ジスプロシウム（Ｄｙ）よりイオン半径が大きい希土類元素、例えば、ランタン（Ｌａ）、サマリウム（Ｓｍ）などを使用する場合、Ｂａサイトをより効果的に置換することができるため、酸素空孔欠陥濃度の減少にはさらに効果的であるが、過度な半導体化により絶縁抵抗が急激に低下するという問題があるため、実際には適用されていない。

したがって、信頼性を改善するために酸素空孔欠陥濃度を最小化させながらも、絶縁抵抗の確保のため半導体化も抑制するためには、ジスプロシウム（Ｄｙ）よりイオン半径はより大きいながらも、ジスプロシウム（Ｄｙ）とのサイズ差が大きくない希土類元素を適用する必要があった。

また、一般的な希土類元素の原子価は固定原子価（Ｆｉｘｅｄ‐ｖａｌｅｎｃｅ）が＋３価であるため、Ｂａ（＋２）を置換する場合、単一正電荷（ｓｉｎｇｌｅ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｃｈａｒｇｅ、Ｄ^・ _Ｂａ）を有するが、テルビウム（Ｔｂ）のように＋４の可変原子価（Ｍｕｌｔｉ‐ｖａｌｅｎｃｅ）を有することができる場合、二重正電荷（ｄｏｕｂｌｅ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｃｈａｒｇｅ、Ｄ^・・ _Ｂａ）を有することができるため、酸素空孔欠陥濃度の減少効果が２倍となることができる。

逆に、イッテルビウム（Ｙｂ）のように＋２の可変原子価を有する場合、Ｂａ（＋２）の置換時に、電荷的に中性であるため、酸素空孔欠陥濃度の減少に効果的でなく、このような理由によりイッテルビウム（Ｙｂ）の添加時にむしろ信頼性がさらに劣化することが知られている。

結果として、ジスプロシウム（Ｄｙ）よりイオン半径は大きいが、絶縁抵抗を減少させる程度に半導体化がなされず、多重原子価を有するテルビウム（Ｔｂ）元素が酸素空孔欠陥濃度の減少に最も効果的であり、積層型電子部品誘電体の信頼性を大幅に改善させることができ、ジスプロシウム（Ｄｙ）とテルビウム（Ｔｂ）とを同時に適用した誘電体磁器組成物を添加することが重要であると言える。

従来は、誘電体磁器組成物に希土類元素として、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ガドリニウム（Ｇｄ）及びテルビウム（Ｔｂ）のうち１つ以上を添加する試みがあったが、テルビウム（Ｔｂ）の上述の効果に対する認識なしに単に希土類元素として列挙するか、又は少量添加された程度に過ぎず、信頼性の向上のために添加されるテルビウム（Ｔｂ）の含量に対する具体的な研究はほとんどなかったと考えられる。

一方、上記テルビウム（Ｔｂ）が上記母材主成分１００モルに対して０．２モル未満の場合、テルビウム（Ｔｂ）の添加による信頼性改善効果が不足する可能性があり、１．０モル以上の場合、信頼性の面では有利であるが、キュリー温度であるＴｃ（Ｃｕｒｉｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）が常温に移動しながら、容量温度係数（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ、ＴＣＣ）などの温度特性が大きく低下する可能性があり、半導体化による絶縁抵抗の低下が発生する可能性がある。

なお、誘電体層は、粒度分布計による累積粒度分布において体積累計５０％となる地点（Ｄ５０）の粒子サイズが６０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下である複数の誘電体結晶粒を含むことができる。ここで、Ｄ５０は、粒度分布計による累積粒度分布において体積累計５０％となる地点の粒子サイズを意味することができる。例えば、Ｄ５０＝１００ｎｍというのは、体積累積１００ｎｍ以下のサイズである粒子が５０体積％を占めるという意味である。

より具体的に、５０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下のＤ５０サイズを有する固相微粒母材に副成分を添加して結晶粒成長を誘導して、誘電体結晶粒のＤ５０サイズが６０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下であることができる。

固相微粒母材がＤ５０＝５０ｎｍである場合、副成分の添加による結晶粒成長はＤ５０を基準にして６０ｎｍ以上１００ｎｍ以下となることができ、固相微粒母材がＤ５０＝１５０ｎｍである場合、副成分の添加による結晶粒成長はＤ５０を基準にして１７０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下であることができる。

一方、誘電体結晶粒のＤ５０サイズが５０ｎｍ未満の場合には、誘電率の低下及び粒成長率の低下に伴う添加元素の固溶不足現象により期待効果の実現が不十分となる問題点が発生するおそれがあり、２５０ｎｍを超える場合には、温度特性及びＤＣ電圧による容量変化率が増加するおそれがあり、誘電体層当たりの誘電体結晶粒個数の減少又は誘電体内の気孔（ｐｏｒｅ）が発生することによって積層型電子部品の信頼性が低下するおそれがある。

本発明の一実施形態において、上記ジスプロシウム（Ｄｙ）の含量は、上記母材主成分１００モルに対して０．２モル以上１．２モル未満であってもよい。上記ジスプロシウム（Ｄｙ）が上記母材主成分１００モルに対して０．２モル未満の場合、ジスプロシウム（Ｄｙ）の添加による信頼性改善効果が不足する可能性があり、１．２モル以上の場合、信頼性の面では有利であるが、Ｔｃ（Ｃｕｒｉｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）が常温に移動しながら容量温度係数（ＴＣＣ）などの温度特性が大きく低下する可能性があり、半導体化による絶縁抵抗の低下が発生する可能性がある。

本発明の一実施形態において、上記誘電体結晶粒の全個数（Ａ）に対して上記誘電体結晶粒の内部に気孔（ｐｏｒｅ）が存在する誘電体結晶粒の個数（ｂ）は、ｂ／Ａ＜０．０１を満たすことができる。また、上記誘電体結晶粒の内部に気孔（ｐｏｒｅ）が存在せず、結晶粒界の三重点に気孔（ｐｏｒｅ）が配置されることができる。より具体的には、母材主成分に希土類元素が添加されることによって結晶粒成長が起こり得るが、このとき、結晶粒の内部に気孔（ｐｏｒｅ）が残存して積層型電子部品の信頼性が低下する可能性がある。

これを防止するために、５０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下のサイズを有する固相微粒母材にジスプロシウム（Ｄｙ）又はテルビウム（Ｔｂ）を添加し、且つジスプロシウム（Ｄｙ）の含量が母材主成分１００モルに対して０．２モル以上１．２モル未満となるように調節する場合又はテルビウム（Ｔｂ）の含量が母材主成分１００モルに対して０．２モル以上１．０モル未満となるように調節する場合、信頼性が向上しつつ結晶粒の内部に気孔（ｐｏｒｅ）が存在しないか、又はほとんど存在しないように製造することができる。

図３は、誘電体層の誘電体結晶粒のＴＥＭ画像である。これを参照すると、従来の水熱合成法等により作製した２００ｎｍ未満のサイズのＢａＴｉＯ_３系微粒母材にジスプロシウム（Ｄｙ）添加剤を添加したとき、１８０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の結晶粒サイズを有し、結晶粒の内部に気孔（ｐｏｒｅ）が形成されていることを図３の（ａ）から確認することができる。これに対し、本発明の一実施例である２００ｎｍ未満のサイズのＢａＴｉＯ_３固相微粒母材にジスプロシウム（Ｄｙ）及びテルビウム（Ｔｂ）を含む添加剤を添加したとき、結晶粒の内部に気孔（ｐｏｒｅ）がほとんど形成されず、三重点に気孔（ｐｏｒｅ）が形成されたことを図３の（ｂ）から確認することができる。

一方、内部電極１２１、１２２は、第１内部電極１２１及び第２内部電極１２２を含んで容量を形成する活性部Ａｃを含むことができる。すなわち、本体１１０は、第１内部電極１２１が印刷された誘電体層１１１と第２内部電極１２２が印刷された誘電体層１１１とを第１方向に交互に積層した後、焼成して形成することができる。

第１内部電極１２１は第４面４と離隔し、第３面３を介して露出し、第２内部電極１２２は第３面３と離隔し、第４面４を介して露出することができる。また、第１内部電極１２１は、第３面３、第５面５及び第６面６を介して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、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。

上記のような構成によって、第１外部電極１３１及び第２外部電極１３２に所定の電圧を印加すると、第１内部電極１２１と第２内部電極１２２との間に電荷が蓄積される。このとき、積層型電子部品１００の静電容量は、上記活性部Ａｃにおいて第１方向に沿って互いに重なる第１内部電極１２１及び第２内部電極１２２の重なり面積と比例するようになる。

内部電極１２１、１２２を形成する材料は特に限定されず、例えば、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、導電性ペーストを使用して内部電極１２１、１２２を形成することができる。

一方、内部電極１２１、１２２の厚さ（ｔｅ）は特に限定する必要はない。ただし、積層型電子部品１００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（ｔｅ）は０．４μｍ以下であってもよい。ここで、内部電極１２１、１２２の厚さ（ｔｅ）は、内部電極１２１、１２２の平均厚さを意味することができる。

内部電極１２１、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１万倍率の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で画像をスキャンして測定することができる。より具体的に、スキャンされた画像において１つの内部電極１２１、１２２を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。上記等間隔の３０個の地点は活性部Ａｃで指定することができる。また、このような平均値の測定を１０個の内部電極層１２１、１２２に拡張して平均値を測定すれば、内部電極１２１、１２２の平均厚さをさらに一般化することができる。

本発明の一実施形態において、上記内部電極の平均厚さ（ｔｅ）に対する上記誘電体層の平均厚さ（ｔｄ）は、ｔｄ／ｔｅ＞２を満たすことができる。上記内部電極の平均厚さ（ｔｅ）に対する上記誘電体層の平均厚さ（ｔｄ）がｔｄ／ｔｅ＞２を満たすことにより、積層型電子部品の十分な誘電率を確保することができ、同時に小型化及び高容量化を達成することができる。

外部電極１３１、１３２は本体１１０の外部に配置され、内部電極１２１、１２２と連結され、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、第１内部電極１２１及び第２内部電極１２２とそれぞれ連結された第１外部電極１３１及び第２外部電極１３２を含むことができる。より具体的に、外部電極は、本体１１０の第３面３に配置される第１外部電極１３１及び本体１１０の第４面４に配置される第２外部電極１３２を含むことができる。このとき、第２外部電極１３２は第１外部電極１３１とは異なる電位に連結されてもよい。

本明細書では、積層型電子部品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。

より具体的には、外部電極１３１、１３２は、本体１１０に配置される電極層１３１ａ、１３２ａを含むことができる。上記電極層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、導電性金属及びベース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１１０上に焼成電極及び樹脂系電極が順次に形成された形態であってもよい。また、電極層１３１ａ、１３２ａは、本体１１０上に導電性金属を含むシートを転写する方式で形成されるか、又は焼成電極上に導電性金属を含むシートを転写する方法で形成されたものであってもよい。

すなわち、上記電極層１３１ａ、１３２ａは、第１導電性金属及びガラスを含む第１電極層と、上記第１電極層上に配置され、第２導電性金属及び樹脂を含む第２電極層とを含み、上記第１及び第２導電性物質は、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）及びこれらの合金からなる群から選択された１つ以上を含むことができる。

外部電極１３１、１３２は、金属などのように電気伝導性を有する物質であれば、如何なるもの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。

本発明の一実施形態において、上記外部電極１３１、１３２は、上記電極層１３１ａ、１３２ａ上に配置されるめっき層１３１ｂ、１３２ｂをさらに含むことができる。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は、スパッタ又は電解めっきによって形成されてもよく、複数の層で形成されてもよいが、特にこれに限定されるものではない。例えば、めっき層は、電極層１３１ａ、１３２ａ上に第１めっき層及び第２めっき層が順次に形成された形態であってもよく、上記第１めっき層及び第２めっき層は銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、スズ（Ｓｎ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、鉛（Ｐｂ）及びこれらの合金からなる群から選択された１つ以上を含んでもよいが、めっき層の種類は特に限定されない。

めっき層に対するより具体的な例を挙げると、めっき層はＮｉ又はＳｎめっき層であってもよく、電極層１３１ａ、１３２ａ上にＮｉめっき層が第１めっき層、Ｓｎめっき層が第２めっき層として順次に形成された形態であってもよく、Ｓｎめっき層、Ｎｉめっき層及びＰｄめっき層が順次に形成された形態であってもよい。また、めっき層は、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。めっき層を含むことにより、基板との実装性、構造的信頼性、外部に対する耐久度、耐熱性及び／又は等価直列抵抗値（Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｓｅｒｉｅｓ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ、ＥＳＲ）を改善することができる。

上記ガラスは、外部電極１３１、１３２の接合性及び耐湿性を向上させる役割を果たすことができる。すなわち、ガラス成分によって外部電極の電極層１３１ａ、１３２ａと本体１１０の誘電体層１１１との間に接着を維持されることができる。上記ガラスは酸化物が混合された組成であってもよく、特に限定されるものではないが、ケイ素酸化物、ホウ素酸化物、アルミニウム酸化物、遷移金属酸化物、アルカリ金属酸化物及びアルカリ土類金属酸化物からなる群から選択された１つ以上であってもよい。

本発明の一実施形態において、上記積層型電子部品のＭＴＴＦ（Ｍｅａｎ Ｔｉｍｅ Ｔｏ Ｆａｉｌｕｒｅ、平均故障時間）は１４５時間以上であってもよい。ここで、ＭＴＴＦ（Ｍｅａｎ Ｔｉｍｅ Ｔｏ Ｆａｉｌｕｒｅ）とは、修理しない製品等の使用開始から故障するまでの平均時間を意味することができ、ＭＴＴＦは（総稼働時間／故障した製品数）によって計算することができる。すなわち、修理できない装置の寿命期間を予想できる数値の一つであり、ＭＴＴＦ時間が長いほど製品の信頼性が良いと評価することができる。これに対する具体的な基準については後述する実施例で説明する。

本明細書で説明する積層型電子部品１００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１１１及び内部電極１２１、１２２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（長さ×幅、０．４ｍｍ×０．２ｍｍ）以下のサイズを有する積層型電子部品１００であるとき、本発明による信頼性向上効果がより顕著になることができる。

以下では、実施例を通じて本発明をさらに詳細に説明するが、これは、本発明の具体的な理解を助けるためのものであり、本発明の範囲が実施例によって限定されるものではない。

（実施例）
本発明の一実施例１は、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）を含む誘電体組成物にジスプロシウム（Ｄｙ）及びテルビウム（Ｔｂ）を含む副成分を添加して結晶粒のＤ５０サイズが１２０ｎｍ以上２４０ｎｍ以下である誘電体結晶粒を含む誘電体層を形成した。このとき、添加される副成分のうち、ジスプロシウム（Ｄｙ）はＢａＴｉＯ_３１００モルに対して０．９モル、テルビウム（Ｔｂ）はＢａＴｉＯ_３１００モルに対して０．５モル添加する。

比較例１は、カルシウム（Ｃａ）を含むチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）であるＢＣＴ系誘電体組成物にジスプロシウム（Ｄｙ）を含む副成分を添加して誘電体結晶粒が形成された誘電体層を含む。このとき、添加される副成分のうちジスプロシウム（Ｄｙ）はＢＣＴ１００モルに対して１．５モル含まれる。

比較例２は、カルシウム（Ｃａ）を含むチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）であるＢＣＴ系誘電体組成物にジスプロシウム（Ｄｙ）を含む副成分を添加して誘電体結晶粒が形成された誘電体層を含む。このとき、添加される副成分のうち、ジスプロシウム（Ｄｙ）はＢＣＴ１００モルに対して１．６モル含まれる。

上記のような組成の誘電体層を含むサンプルチップに対して温度特性及び過酷信頼性（ＨＡＬＴ）テストを行い、不良率を評価した。上記温度特性は容量温度係数（ＴＣＣ）を測定し、Ｘ７Ｓ温度特性の基準は２５℃容量基準に－５５℃以上１２５℃の範囲で静電容量±２２％を満たさなければならない。バイアスＴＣＣの場合、２５℃における容量を基準としたとき、上記の温度範囲内で容量変化率（％）の最大値を意味する。

図４を参照すると、上記過酷信頼性（ＨＡＬＴ）テストは、各比較例及び実施例別にサンプルチップ４０個を基板上に実装し、温度１５０℃、電圧４８Ｖを１５０時間印加して測定した。

上記表１及び図４を参照すると、テルビウム（Ｔｂ）が添加されていない比較例１の場合、温度特性（Ｘ７Ｓ）を満たすことができず、過酷信頼性テスト（図４－（ａ））においても信頼性が改善されていない結果値を示している。同様に、テルビウム（Ｔｂ）が添加されていない比較例２の場合、積層数が高いにもかかわらず誘電率が相対的に低く、温度特性（Ｘ７Ｓ）は良好であるものの、過酷信頼性テスト（図４－（ｂ））において信頼性が改善されていない結果値を示している。これに対し、テルビウムＴｂが添加された実施例１の場合、温度特性（Ｘ７Ｓ）も満たしており、過酷信頼性テスト（図４－（ｃ））においても信頼性が改善された結果値を示している。

さらに、比較例２及び実施例１について過酷信頼性テスト（ＨＡＬＴ）を追加進行した結果を下記表２に記載した。このときの過酷信頼性テスト（ＨＡＬＴ）は、比較例２及び実施例１それぞれのサンプルチップ４０個を基板上に実装し、温度１５０℃、電圧７５Ｖを１２５時間印加して測定した。

上記表２を参照すると、テルビウム（Ｔｂ）が添加されていない比較例２の場合、温度１５０℃、７５Ｖを印加したとき、最初故障時間が２．３５時間であり、平均寿命が７．１２時間であって、信頼性において良くない結果を示した。これに対し、テルビウム（Ｔｂ）が添加された実施例１の場合、同一条件において最初故障時間が３９．０２時間であり、平均寿命が１４５．６５時間であって、信頼性が向上した結果を示した。

したがって、実験例からテルビウム（Ｔｂ）及びジスプロシウム（Ｄｙ）が添加されることにより、積層型電子部品の信頼性が向上し得ることを判断することができる。

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い。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該技術分野における通常の知識を有する者によって様々な形態の置換、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：積層型電子部品
１１０：本体
１１１：誘電体層
１２１、１２２：内部電極
１３１、１３２：外部電極
１３１ａ、１３２ａ：電極層
１３１ｂ、１３２ｂ：めっき層

Claims (12)

1. 複数の誘電体層及び前記誘電体層を間に挟んで互いに対向するように配置される内部電極を含む本体と、
   前記内部電極と連結され、且つ前記本体の外側に配置される外部電極と、を含み、
   前記誘電体層はＢａＴｉＯ_３系母材主成分及び副成分を含み、且つ前記副成分はジスプロシウム（Ｄｙ）及びテルビウム（Ｔｂ）を含み、
   前記テルビウム（Ｔｂ）の含量は、前記母材主成分１００モルに対して０．２モル以上１．０モル未満であり、
   前記誘電体層は、粒度分布計による累積粒度分布において体積累計５０％となる地点（Ｄ５０）の粒子サイズが６０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下である複数の誘電体結晶粒を含む、積層型電子部品。
2. 前記ジスプロシウム（Ｄｙ）の含量は、前記母材主成分１００モルに対して０．２モル以上１．２モル未満である、請求項１に記載の積層型電子部品。
3. 前記母材主成分はＢａＴｉＯ_３である、請求項１に記載の積層型電子部品。
4. 前記誘電体結晶粒の全個数（Ａ）に対する前記誘電体結晶粒の内部に気孔が存在する誘電体結晶粒の個数（ｂ）は、ｂ／Ａ＜０．０１を満たす、請求項１に記載の積層型電子部品。
5. 前記誘電体結晶粒の内部には気孔が存在せず、結晶粒界の三重点に気孔が位置する、請求項１に記載の積層型電子部品。
6. 前記誘電体層の平均厚さ（ｔｄ）は０．４μｍ以下である、請求項１に記載の積層型電子部品。
7. 前記内部電極の平均厚さ（ｔｅ）は０．４μｍ以下である、請求項１に記載の積層型電子部品。
8. 前記内部電極の平均厚さ（ｔｅ）に対する前記誘電体層の平均厚さ（ｔｄ）はｔｄ／ｔｅ＞２を満たす、請求項１に記載の積層型電子部品。
9. 前記外部電極は前記本体に配置され、前記内部電極と連結される電極層を含み、
   前記電極層は、
   第１導電性金属及びガラスを含む第１電極層と、
   前記第１電極層上に配置され、第２導電性金属及び樹脂を含む第２電極層と、を含み、
   前記第１及び第２導電性金属は、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）及びこれらの合金からなる群から選択された１つ以上を含む、請求項１に記載の積層型電子部品。
10. 前記外部電極は、
    前記本体に配置され、前記内部電極と連結される電極層と、
    前記電極層上に配置されるめっき層と、を含み、
    前記めっき層は、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、スズ（Ｓｎ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、鉛（Ｐｂ）及びこれらの合金からなる群から選択された１つ以上を含む、請求項１に記載の積層型電子部品。
11. 前記誘電体層の常温比誘電率が３０００以上である、請求項１に記載の積層型電子部品。
12. 前記積層型電子部品のＭＴＴＦ（平均故障時間）は１４５時間以上である、請求項１に記載の積層型電子部品。