JP2024096037A - 積層型電子部品 - Google Patents

Abstract

【課題】積層型電子部品の信頼性を向上させ、外部電極のバンド部の端部で本体とめっき層との間の界面が広がり、水分などの浸透経路が生成されることを抑制する。
【解決手段】本発明の一実施形態に係る積層型電子部品は、誘電体層及び内部電極を含む本体と、上記本体上に配置された電極層及び上記電極層上に配置されためっき層を含む外部電極と、を含み、上記めっき層は、上記本体上に延びて本体と接するように配置された延長部を含み、上記延長部は、延長部が接する本体の表面と結晶粒の長軸がなす角度が７０度以上１１０度以下である結晶粒を１つ以上含むことができる。
【選択図】図５

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－Ｌａｙｅｒ 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の様々な電子製品のプリント回路基板に装着されて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である。

かかる積層セラミックキャパシタは、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、様々な電子装置の部品として用いられることができる。最近、コンピュータ、モバイル機器など、各種電子機器が小型化、高出力化され、積層セラミックキャパシタの小型化及び高容量化に対する要求も増大している。また、積層セラミックキャパシタの使用環境が多様化するにつれて高い信頼性が求められている。

積層セラミックキャパシタは、湿気環境下で絶縁抵抗が劣化する可能性がある。特に、外部電極のバンド部の端部で本体とめっき層との間の界面が広がる場合、水分、水素などの浸透経路が生成されて耐湿信頼性が低下する可能性がある。

したがって、外部電極のバンド部の端部で本体とめっき層との間の界面が広がり、水分などの浸透経路が生成されることを抑制することができる方案が必要である。

本発明の様々な目的の一つは、積層型電子部品の信頼性を向上させることである。

本発明の様々な目的の一つは、外部電極のバンド部の端部で本体とめっき層との間の界面が広がり、水分などの浸透経路が生成されることを抑制することである。

但し、本発明の目的は、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係る積層型電子部品は、誘電体層及び内部電極を含む本体と、上記本体上に配置された電極層及び上記電極層上に配置されためっき層を含む外部電極と、を含み、上記めっき層は、上記本体上に延びて本体と接するように配置された延長部を含み、上記延長部は、延長部が接する本体の表面と結晶粒の長軸がなす角度が７０度以上１１０度以下である結晶粒を一つ以上含むことができる。

本発明の一実施形態に係る積層型電子部品は、誘電体層及び内部電極を含む本体と、上記本体上に配置された電極層及び上記電極層上に配置されためっき層を含む外部電極と、を含み、上記めっき層は、上記本体上に延びて本体と接するように配置された延長部を含み、上記延長部は、結晶粒の成長方向が上記延長部と接する本体の表面と実質的に垂直な方向であることができる。

本発明の様々な効果の一つは、めっき層の延長部が本体の表面と結晶粒の長軸がなす角度が７０度以上１１０度以下の結晶粒を１つ以上含むことにより本体とめっき層との間の結合力を向上させることである。

本発明の様々な効果の一つは、本体とめっき層との間の界面の広がりを防止することにより、水分などが本体の内部に浸透することを抑制することである。

但し、本発明の多様でありながらも有意義な利点及び効果は、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係る積層型電子部品を示した斜視図である。 図１のＩ－Ｉ’線に沿った断面図である。 図１のＩＩ－ＩＩ’線に沿った断面図である。 本発明の一実施形態に係る積層型電子部品の本体を分解して示した分解斜視図である。 図２のＰ領域を拡大した図面である。 発明例のバンド部の端部のめっき層を走査電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＳＥＭ）を用いてスキャンして得たイメージである。 比較例のバンド部の端部のめっき層を概略的に示した図面である。 比較例のバンド部の端部のめっき層を走査電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＳＥＭ）を用いてスキャンして得たイメージである。 第２結晶粒の長軸Lxおよび第２結晶粒の長軸が延長部に接する本体の表面と成す角度θ２に関する図面である。 第２結晶粒の長軸Lxおよび第２結晶粒の長軸が延長部に接する本体の表面と成す角度θ２に関する図面である。

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、いくつかの他の形態に変形することができ、本発明の範囲が以下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）がされることがあり、図面上に同一符号で示される要素は同一要素である。

尚、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ない部分は省略し、図示し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るため、本発明は必ずしも図示により限定されない。また、同一の思想の範囲内の機能が同一である構成要素は、同一の参照符号を用いて説明することができる。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」というのは、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、第１方向は厚さ（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。

図１は、本発明の一実施形態に係る積層型電子部品を示した斜視図であり、図２は、図１のＩ－Ｉ’線に沿った断面図であり、図３は、図１のＩＩ－ＩＩ’線に沿った断面図であり、図４は、本発明の一実施形態に係る積層型電子部品の本体を分解して示した分解斜視図であり、図５は、図２のＰ領域を拡大した図面である。

以下、図１～図５を参照して、本発明の一実施形態に係る積層型電子部品１００について説明する。

本発明の一実施形態に係る積層型電子部品１００は、誘電体層１１１及び内部電極１２１、１２２を含む本体１１０と、上記本体上に配置された電極層１３１ａ、１３２ａ及び上記電極層上に配置されためっき層１３１ｂ、１３２ｂを含む外部電極１３１、１３２と、を含み、上記めっき層１３１ｂ、１３２ｂは、上記本体上に延びて本体と接するように配置された延長部１３１ｂ２、１３２ｂ２を含み、上記延長部は、延長部が接する本体の表面と結晶粒の長軸Ｌｘがなす角度が７０度以上１１０度以下の結晶粒を一つ以上含むことができる。

従来の一般的なめっき層の場合、外部電極のバンド部の端部で本体とめっき層との間の界面が広がり、水分などの浸透経路が生成されやすくなった。めっき層は一般的に金属からなり、本体との結合力が低いためである。

また、本発明者らが研究した結果、従来の一般的なめっき層の場合、電極層から電荷を受けて成長した結晶粒から構成されるため、バンド部の端部でめっき層の結晶粒の成長方向が横方向を有して、本体との結合力が低いことを明らかにすることができた。

本発明の一実施形態により、めっき層の延長部１３１ｂ２、１３２ｂ２に延長部が接する本体の表面ＢＳと結晶粒の長軸Ｌｘがなす角度が７０度以上１１０度以下の結晶粒を含ませる場合、本体１１０とめっき層１３１ｂ、１３２ｂとの間の結合力を向上させることができ、これにより積層型電子部品の耐湿信頼性を向上させることができる。

以下、本発明の一実施形態に係る積層型電子部品１００に含まれる各構成について説明する。

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制限はないが、図示のように本体１１０は六面体状やこれと類似した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状ではなく、実質的に六面体状を有することができる。

本体１１０は、第１方向に互いに向かい合う第１及び第２面１、２、上記第１及び第２面１、２と連結され、第２方向に互いに向かい合う第３及び第４面３、４、第１及び第２面１、２と連結され、第３及び第４面３、４と連結され、第３方向に互いに向かい合う第５及び第６面５、６を有することができる。

一実施形態において、本体１１０は、第１面と第３面を連結する第１－３コーナー、上記第１面と第４面を連結する第１－４コーナー、上記第２面と第３面を連結する第２－３コーナー、上記第２面と第４面を連結する第２－４コーナーを含み、上記第１－３コーナー及び第２－３コーナーは、上記第３面に近づくほど、上記本体の第１方向の中央に収縮された形態を有し、上記第１－４コーナー及び第２－４コーナーは、上記第４面に近づくほど、上記本体の第１方向の中央に収縮された形態を有することができる。

誘電体層１１１上に内部電極１２１、１２２が配置されていないマージン領域が重なることによって、内部電極１２１、１２２の厚さによる段差が発生して、第１面と第３～第５面を連結するコーナー及び／または第２面と第３～第５面を連結するコーナーは、第１面または第２面を基準として見るとき、本体１１０の第１方向の中央側に収縮された形態を有することができる。または、本体の焼結過程での収縮挙動によって、第１面１と第３～第６面３、４、５、６を連結するコーナー及び／または第２面２と第３～第６面３、４、５、６を連結するコーナーは、第１面または第２面を基準として見るとき、本体１１０の第１方向の中央側に収縮された形態を有することができる。または、チッピング不良などを防止するために本体１１０の各面を連結する角を別途の工程を行ってラウンド処理することによって第１面と第３～第６面を連結するコーナー及び／または第２面と第３～第６面を連結するコーナーは、ラウンド形態を有することができる。

上記コーナーは、第１面と第３面を連結する第１－３コーナー、第１面と第４面を連結する第１－４コーナー、第２面と第３面を連結する第２－３コーナー、第２面と第４面を連結する第２－４コーナーを含むことができる。また、コーナーは、第１面と第５面を連結する第１－５コーナー、第１面と第６面を連結する第１－６コーナー、第２面と第５面を連結する第２－５コーナー、第２面と第６面を連結する第２－６コーナーを含むことができる。本体１１０の第１～第６面は、大体に平坦な面であることができ、平坦でない領域をコーナーとして見ることができる。以下、各面の延長線とは、各面の平坦な部分を基準として延びた線を意味することができる。

このとき、外部電極１３１、１３２のうち本体１１０のコーナー上に配置された領域をコーナー部、本体１１０の第３及び第４面上に配置された領域を接続部、本体の第１及び第２面上に配置された領域をバンド部とすることができる。

一方、内部電極１２１、１２２による段差を抑制するために、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）に積層してマージン部１１４、１１５を形成する場合には、第１面と第５及び第６面を連結する部分及び第２面と第５及び第６面を連結する部分が収縮された形態を有さないことができる。

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り、隣接する誘電体層１１１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。

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、十分な静電容量が得られる限り特に制限されない。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を用いることができる。上記チタン酸バリウム系材料は、ＢａＴｉＯ_３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示として、ＢａＴｉＯ_３、ＢａＴｉＯ_３にＣａ（カルシウム）、Ｚｒ（ジルコニウム）などが一部固溶された（Ｂａ_１－ｘＣａ_ｘ）ＴｉＯ_３（０＜ｘ＜１）、Ｂａ（Ｔｉ_１－ｙＣａ_ｙ）Ｏ_３（０＜ｙ＜１）、（Ｂａ_１－ｘＣａ_ｘ）（Ｔｉ_１－ｙＺｒ_ｙ）Ｏ_３（０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１）またはＢａ（Ｔｉ_１－ｙＺｒ_ｙ）Ｏ_３（０＜ｙ＜１）などが挙げられる。

また、上記誘電体層１１１を形成する原料は、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、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の平均厚さｔｄは特に限定する必要はない。例えば、誘電体層１１１の平均厚さｔｄは、０．２μｍ以上２μｍ以下であることができる。但し、一般的に誘電体層を０．６μｍ未満の厚さで薄く形成する場合、特に誘電体層の厚さが０．３５μｍ以下の場合には積層型電子部品１００の信頼性がさらに低下することがある。

本発明の一実施形態によると、めっき層の延長部１３１ｂ２、１３２ｂ２の結晶粒を制御することで、誘電体層１１１の平均厚さｔｄが０．３５μｍ以下である場合にも積層型電子部品１００の信頼性を確保することができる。すなわち、誘電体層１１１の平均厚さｔｄが０．３５μｍ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。

誘電体層１１１の平均厚さｔｄは、上記第１及び第２内部電極１２１、１２２の間に配置される誘電体層１１１の平均厚さｔｄを意味することができる。

誘電体層１１１の平均厚さｔｄは、本体１１０の長さ及び厚さ方向（Ｌ－Ｔ）の断面を１万倍率の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いてイメージをスキャンして測定することができる。より具体的には、スキャンされたイメージにおいて１つの誘電体層を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個の地点は容量形成部Ａｃで指定されることができる。また、このような平均値測定を１０個の誘電体層に拡張して平均値を測定すると、誘電体層の平均厚さをさらに一般化することができる。

本体１１０は、本体１１０の内部に配置され、誘電体層１１１を挟んで互いに向かい合うように配置される第１内部電極１２１及び第２内部電極１２２を含んで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を繰り返し積層して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及び上記容量形成部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して形成することができ、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と同じ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（ＢａＴｉＯ_３）系セラミック材料を含むことができる。

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に配置された第１マージン部１１４と、第６面６に配置された第２マージン部１１５を含むことができる。すなわち、マージン部１１４、１１５は、上記本体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に示したように、上記本体１１０を幅－厚さ（Ｗ－Ｔ）方向に切断した断面（ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎ）で第１及び第２内部電極１２１、１２２の両端部と本体１１０の境界面との間の領域を意味することができる。

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ところ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で形成されたものであることができる。

また、内部電極１２１、１２２による段差を抑制するために、積層後の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）に積層してマージン部１１４、１１５を形成することもできる。

内部電極１２１、１２２は誘電体層１１１と交互に配置されることができる。

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。本体の第３面３には第１電極層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電極層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電極層１３１とは連結されず、第１電極層１３１と連結され、第２内部電極１２２は第１電極層１３１とは連結されず、第２電極層１３１と連結される。したがって、第１内部電極１２１は第４面４で一定距離離隔して形成され、第２内部電極１２２は第３面３で一定距離離隔して形成されることができる。

このとき、第１及び第２内部電極１２１、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を交互に積層した後、焼成して形成することができる。

内部電極１２１、１２２を形成する材料は特に制限されず、電気導電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一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一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して形成することができる。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、本発明はこれに限定されるものではない。

なお、内部電極１２１、１２２の平均厚さｔｅは特に限定する必要はない。例えば、内部電極１２１、１２２の平均厚さｔｅは、０．２μｍ以上２μｍ以下であることができる。

但し、一般的に、内部電極を０．６μｍ未満の厚さで薄く形成する場合、特に内部電極の厚さが０．３５μｍ以下である場合には、積層型電子部品１００の信頼性がさらに問題となることがある。

本発明の一実施形態によると、めっき層の延長部１３１ｂ２、１３２ｂ２の結晶粒を制御することで、内部電極１２１、１２２の平均厚さｔｅが０．３５μｍ以下である場合にも信頼性を向上させることができる。

したがって、内部電極１２１、１２２の厚さが平均０．３５μｍ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、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ことができる。

ここで、内部電極１２１、１２２の平均厚さｔｅは、１つの内部電極の平均厚さｔｅを意味することができる。

内部電極１２１、１２２の平均厚さｔｅは、本体１１０の長さ及び厚さ方向（Ｌ－Ｔ）の断面を１万倍率の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いてイメージをスキャンして測定することができる。より具体的には、スキャンされたイメージにおいて１つの内部電極を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個の地点は容量形成部Ａｃで指定されることができる。また、このような平均値測定を１０個の内部電極に拡張して平均値を測定すると、内部電極の平均厚さをさらに一般化することができる。

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。このとき、外部電極１３１、１３２のうち本体１１０のコーナー上に配置された領域をコーナー部、本体１１０の第３及び第４面上に配置された領域を接続部、本体の第１及び第２面上に配置された領域をバンド部とすることができる。

本実施形態においては、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。

外部電極１３１、１３２は、電極層１３１ａ、１３２ａ及び電極層上に配置されためっき層１３１ｂ、１３２ｂを含むことができる。

電極層１３１ａ、１３２ａは、金属などのような電気導電性を有するものであれば如何なる物質を用いても形成されることができ、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、さらに多層構造を有することができる。

一実施形態において、電極層１３１ａ、１３２ａは、導電性金属及びガラスを含む焼成（ｆｉｒｉｎｇ）電極であることができる。

一実施形態において、電極層１３１ａ、１３２ａは、導電性金属及び樹脂を含む樹脂系電極であることができる。

一実施形態において、電極層１３１ａ、１３２ａは、金属元素を９５ａｔ％以上含むことができる。すなわち、電極層１３１ａ、１３２ａは実質的に金属からなることができる。

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次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で形成されるか、焼成電極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たものであることができる。

電極層１３１ａ、１３２ａに用いられる導電性金属は、静電容量形成のために上記内部電極と電気的に連結されることができる材質であれば特に制限されず、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。

めっき層１３１ｂ、１３２ｂは、本体１１０上に延びて本体と接するように配置された延長部１３１ｂ２、１３２ｂ２を含み、延長部１３１ｂ２、１３２ｂ２は、延長部が接する本体の表面ＢＳと、結晶粒の長軸Ｌｘがなす角度が７０度以上１１０度以下の結晶粒を一つ以上含むことができる。

めっき層１３１ｂ、１３２ｂは、基本的に電極層１３１ａ、１３２ａを保護する役割及び／または実装特性を向上させる役割を果たすことができる。

従来のめっき層構造である比較例に対する図７及び図８を参照すると、電極層３２ａとめっき層３２ｂとの界面とは異なり、本体１１０とめっき層３２ｂとの界面は結合力が低くて、めっき中に発生する応力やめっき後の外力によって広がるおそれがあった。また、広がった界面は水分浸透の経路となり、耐湿信頼性の劣化を引き起こすことがあった。一方、従来のめっき層３２ｂ上に追加めっき層３２ｃが配置されることがあった。

本発明者らが研究した結果、従来の一般的なめっき層３２ｂの場合、電極層３２ａから電荷を受けて成長された結晶粒で構成されるため、バンド部の端部でめっき層の結晶粒の成長方向が横方向を有して、本体との結合力が低いことを明らかにすることができた。

めっき層３２ｂの微細構造を検討すると、電極層３２ａに隣接した第１領域Ｚ１’に微細な結晶粒Ｇ１’が形成されており、第１領域Ｚ１’上の第２領域Ｚ２’に大きく成長されて形成された結晶粒Ｇ２’を確認することができる。このとき、結晶粒Ｇ２’の長軸Ｌｘ方向を結晶粒の成長方向と見なすことができる。結晶粒の成長方向から分かるように、めっき組織は電極層３２ａから成長した形状を有し、本体１１０と接する部分の結晶粒は本体の表面と平行な成長方向を有して、めっき層３２ｂが本体１１０と接合されていても大きな結合力を有することは困難である。

一方、本発明の一実施形態によって、めっき層の延長部１３１ｂ２、１３２ｂ２に延長部が接する本体の表面ＢＳと結晶粒の長軸Ｌｘがなす角度が７０度以上１１０度以下の結晶粒を含ませる場合、本体１１０とめっき層１３１ｂ、１３２ｂとの間の結合力を向上させることができ、これにより積層型電子部品の耐湿信頼性を向上させることができる。

一実施形態において、図５及び図６を参照すると、延長部１３１ｂ２、１３２ｂ２は、本体と隣接した第１領域Ｚ１及び上記第１領域上に配置された第２領域Ｚ２を含み、上記第１領域に含まれた結晶粒を第１結晶粒Ｇ１、上記第２領域に含まれた結晶粒を第２結晶粒Ｇ２、上記第２結晶粒の長軸が上記延長部が接する本体の表面となす角度をθ２とするとき、上記第２結晶粒の少なくとも１つ以上はθ２が７０度以上１１０度以下を満たすことができる。

θ２が７０度以上１１０度以下を満たす場合、縦方向に成長された結晶粒と見なすことができ、延長部１３１ｂ２、１３２ｂ２が縦方向に成長された結晶粒を含まない場合、延長部１３１ｂ２、１３２ｂ２と本体との間の結合力が低下して、延長部が本体の界面から離れるおそれがある。

より好ましくは、第２結晶粒Ｇ２の少なくとも１つ以上は、θ２が８０度以上１００度以下を満たすことができる。また、さらに好ましくは、第２結晶粒のθ２平均値は７０度以上１１０度以下を満たすことができる。

一方、図１～図６では、延長部１３１ｂ２、１３２ｂ２が外部電極のバンド部に配置された構造を示しているが、これに限定されるものではなく、外部電極がバンド部を有さない場合、めっき層が本体と接する部分を延長部として見なすことができる。

下記表１は、図７及び図８のめっき層構造を有する比較例と、図５及び図６のめっき層構造を有する発明例について耐湿信頼性を測定して評価した結果である。

図７及び図８を参照すると、比較例はめっき層が本体と接する部分である延長部において、結晶粒の成長方向が延長部が接する本体の表面と７０度未満で横方向に成長したことを確認することができる。

一方、図５及び図６を参照すると、発明例は、めっき層の延長部１３１ｂ２、１３２ｂ２に延長部が接する本体の表面ＢＳと結晶粒の長軸Ｌｘがなす角度が７０度以上１１０度以下の結晶粒を含み、結晶粒の成長方向が縦方向に成長したことを確認することができる。

耐湿信頼性の評価は比較例及び発明例のそれぞれ４００個のサンプルを用意した後、温度８５℃湿度８５％の条件で３時間の間、評価機種の１Ｖｒ（＝定格電圧）を印加した後、絶縁抵抗が１０^７Ω以下に低下した場合を不良と判断して、不良であるサンプルの個数を記載した。

上記表１から確認することができるように、比較例の場合、４００個のサンプルのうち耐湿信頼性が不良であるサンプルの個数が８個であるのに対し、発明例の場合、４００個のサンプルのうち耐湿信頼性が不良であるサンプルの個数が１個であって、延長部の結晶粒形態によって耐湿信頼性に顕著な差異が発生することを確認することができる。

一実施形態において、延長部１３１ｂ２、１３２ｂ２は、結晶粒の成長方向が上記延長部と接する本体の表面ＢＳと実質的に垂直な方向であることができる。

ここで、延長部１３１ｂ２、１３２ｂ２は、結晶粒の成長方向が上記延長部と接する本体の表面ＢＳと実質的に垂直な方向であるということは、延長部１３１ｂ２、１３２ｂ２に延長部が接する本体の表面ＢＳと結晶粒の長軸Ｌｘがなす角度が７０度以上１１０度以下の結晶粒を含むことを意味することができる。

上述した延長部１３１ｂ２、１３２ｂ２の構造を確保するための方法は、特に制限する必要はない。例えば、めっき層１３１ｂ、１３２ｂを形成する前の表面処理によって、本体からめっきシード（ｓｅｅｄ）が成長されるようにすることができる。このとき、表面処理は電気化学反応、有機化学反応などを意味することができるが、これに制限されるものではない。

一実施形態において、第２結晶粒Ｇ２の長軸長さの平均値は１μｍ以上であることができる。第２結晶粒Ｇ２の長軸長さの平均値が１μｍ未満である場合には、結晶粒成長が十分でないため、延長部と本体との間の結合力の向上効果が不十分であるおそれがある。

一実施形態において、第２結晶粒Ｇ２の長軸Ｌｘ長さの平均値は、短軸長さの平均値の３倍以上であることができる。第２結晶粒Ｇ２の長軸Ｌｘ長さの平均値が短軸長さの平均値の３倍未満である場合には、結晶粒成長が十分ではないため、延長部と本体との間の結合力の向上効果が不十分であるおそれがある。ここで、第２結晶粒Ｇ２の短軸とは、第２結晶粒Ｇ２の長軸Ｌｘの中央で第２結晶粒Ｇ２の長軸Ｌｘと直交する線を意味することができる。

第２結晶粒の長軸Ｌｘ及び第２結晶粒の長軸が延長部が接する本体の表面となす角度θ２を測定する方法は特に制限しない。例えば、積層型電子部品１００の第３方向の中心部で切断した第１及び第２方向の断面において、ＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）分析を実施することで測定することができる。

図９の（ａ）を参照すると、第２結晶粒Ｇ２の長軸Ｌｘは、第２結晶粒の結晶粒界を構成する線分のうち延長部が接する本体の表面ＢＳと最も遠く離隔した線分の中点Ｍ１と最も隣接した線分の中点Ｍ２を連結した直線であることができる。

一方、図９の（ｂ）を参照すると、第２結晶粒Ｇ２は、粒成長条件に応じて最下端に位置する尖点（Ｓｈａｒｐ Ｐｏｉｎｔ）が存在することができる。この場合、第２結晶粒Ｇ２の長軸Ｌｘは、延長部が接する本体の表面ＢＳと最も遠く離隔した線分の中点Ｍ１と最も隣接した尖点ＳＰを連結した直線を意味することができる。

上述したように第２結晶粒Ｇ２の長軸Ｌｘを決定した後、本体の表面ＢＳとなす角度θ２を測定することができる。

第２結晶粒の長軸が延長部が接する本体の表面となす角度θ２、第２結晶粒Ｇ２の長軸及び短軸長さの平均値は、任意の第２結晶粒Ｇ２のうち５つ以上の結晶粒で測定した値の平均値を意味することができる。

一方、第１結晶粒Ｇ１、第３結晶粒Ｇ３及び第４結晶粒Ｇ４の数値も、第２結晶粒と類似に積層型電子部品１００の第３方向の中心部で切断した第１及び第２方向の断面において、ＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）分析を実施することで測定することができる。

第１結晶粒Ｇ１はめっきシード（ｓｅｅｄ）の役割を果たすことができ、これにより結晶粒の大きさが小さいことができる。一方、第２結晶粒Ｇ２は、第１結晶粒Ｇ１から成長した形態を有し、第１結晶粒Ｇ１よりも結晶粒の大きさが大きいことができる。

一実施形態において、第２結晶粒Ｇ２の平均大きさは、第１結晶粒Ｇ１の平均大きさの２倍以上であることができる。このとき、第１結晶粒Ｇ１の大きさとは、第１結晶粒Ｇ１の長軸長さ及び短軸長さの平均値を意味することができ、第２結晶粒Ｇ２の大きさとは、第２結晶粒Ｇ２の長軸長さ及び短軸長さの平均値を意味することができる。

第１及び第２結晶粒Ｇ１、Ｇ２の大きさは、特に限定する必要はない。例えば、第１結晶粒の平均大きさは０．５μｍ以下であることができる。また、第２結晶粒の平均大きさは１μｍ以上であることができる。

一実施形態において、めっき層１３１ｂ、１３２ｂのうち、電極層１３１ａ、１３２ａ上に配置された領域を電極カバー部１３１ｂ１、１３２ｂ１とするとき、電極カバー部１３１ｂ１、１３２ｂ１は上記電極層と隣接した第３領域Ｚ３及び上記第３領域上に配置された第４領域Ｚ４を含み、上記第３領域に含まれた結晶粒を第３結晶粒Ｇ３、上記第４領域に含まれた結晶粒を第４結晶粒Ｇ４、上記第４結晶粒の長軸が上記延長部が接する本体の表面となす角度をθ４とするとき、上記第４結晶粒の少なくとも１つ以上は、θ４が６０度以下または１３０度以上であることができる。

電極カバー部１３１ｂ１、１３２ｂ１の結晶粒はめっき時に電極層１３１ａ、１３２ａから電荷を受けて成長するため、電極層１３１ａ、１３２ａの表面と垂直な方向に結晶粒が成長するようになることができる。第３結晶粒Ｇ３はめっきシード（ｓｅｅｄ）の役割を果たすことができ、これによって結晶粒の大きさが小さいことができる。一方、第４結晶粒Ｇ４は、第３結晶粒Ｇ３から成長された形態を有し、第３結晶粒Ｇ３よりも結晶粒の大きさが大きいことができる。

一実施形態において、第４結晶粒Ｇ４の平均大きさは、第３結晶粒Ｇ３の平均大きさの２倍以上であることができる。このとき、第３結晶粒Ｇ３の大きさとは、第３結晶粒Ｇ３の長軸長さ及び短軸長さの平均値を意味することができ、第４結晶粒Ｇ４の大きさとは、第４結晶粒Ｇ４の長軸長さ及び短軸長さの平均値を意味することができる。

第３及び第４結晶粒Ｇ３、Ｇ４の大きさは特に限定する必要はない。例えば、第３結晶粒の平均大きさは０．５μｍ以下であることができる。また、第４結晶粒の平均大きさは１μｍ以上であることができる。

一方、電極層１３１ａ、１３２ａのバンド部の端部は徐々に薄くなる形態を有するため、バンド部の端部に近いほどθ４は６０度以下に徐々に減少して０度に収束することができ、または１３０度以上に徐々に増加して１８０度に収束することができる。

したがって、第４領域Ｚ４は、延長部１３１ｂ２、１３１ｂ２と隣接した領域に上記θ４が６０度以下または１３０度以上である第４結晶粒Ｇ４を含むことができる。

また、図５及び図６を参照すると、延長部１３１ｂ２、１３１ｂ２と電極カバー部１３１ｂ１、１３２ｂ１との境界を基準として結晶粒の成長方向が大きく変化することが確認でき、延長部１３１ｂ２、１３１ｂ２と電極カバー部１３１ｂ１、１３２ｂ１との境界でθ２とθ４との差異が最も大きくなることがある。

一実施形態において、電極カバー部１３１ｂ１、１３２ｂ１は、結晶粒の成長方向が上記電極カバー部と接する電極層１３１ａ、１３２ａの表面と実質的に垂直な方向であることができる。

一実施形態において、めっき層１３１ｂ、１３２ｂは、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｃｒ、及びこれらの合金のうち一つ以上を含むことができる。より好ましくは、めっき層１３１ｂ、１３２ｂは、Ｎｉ、Ｃｕ、及びこれらの合金のうち一つ以上を含むことができる。Ｎｉ、Ｃｕ及びこれらの合金は、電極層１３１ａ、１３２ａを外部環境からより容易に保護することができるからである。さらに好ましくは、めっき層１３１ｂ、１３２ｂはＮｉめっき層であることができる。

一方、めっき層１３１ｂ、１３２ｂは、金属元素の含有量が９５ａｔ％以上であることができる。すなわち、めっき層１３１ｂ、１３２ｂは実質的に金属からなることができる。

一実施形態において、外部電極１３１、１３２は、めっき層１３１ｂ、１３２ｂ上に配置される追加めっき層１３１ｃ、１３２ｃをさらに含むことができる。追加めっき層１３１ｃ、１３２ｃは、基本的に実装特性を向上させる役割を果たすことができる。

追加めっき層１３１ｃ、１３２ｃの種類は特に制限されず、実装方法に応じて選択することができる。例えば、積層型電子部品をはんだを用いて基板に実装する場合、追加めっき層１３１ｃ、１３２ｃはＳｎめっき層であることが好ましい。また、積層型電子部品を導電性接着剤を用いて基板に実装する場合、追加めっき層１３１ｃ、１３２ｃは、Ｐｄ、Ａｇ及びこれらの合金を含むことが好ましい。

本発明の一実施形態に係る積層型電子部品１００は、誘電体層１１１及び内部電極１２１、１２２を含む本体１１０と、上記本体上に配置された電極層１３１ａ、１３２ａ及び上記電極層上に配置されためっき層１３１ｂ、１３２ｂを含む外部電極１３１、１３２と、を含み、上記めっき層１３１ｂ、１３２ｂは、上記本体上に延びて本体と接するように配置された延長部１３１ｂ２、１３２ｂ２を含み、上記延長部１３１ｂ２、１３２ｂ２は、結晶粒の成長方向が上記延長部と接する本体の表面ＢＳと実質的に垂直な方向であることができる。

ここで、延長部１３１ｂ２、１３２ｂ２は、結晶粒の成長方向が上記延長部と接する本体の表面ＢＳと実質的に垂直な方向であるということは、延長部１３１ｂ２、１３２ｂ２に延長部が接する本体の表面ＢＳと結晶粒の長軸Ｌｘがなす角度が７０度以上１１０度以下の結晶粒を含むことを意味することができる。

一実施形態において、電極カバー部１３１ｂ１、１３２ｂ１は、結晶粒の成長方向が上記電極カバー部と接する電極層１３１ａ、１３２ａの表面と実質的に垂直な方向であることができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述した実施形態及び添付された図面によって限定されるものではなく、添付された特許請求の範囲によって限定する。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、当技術分野の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といえる。

また、本開示で用いられた「一実施形態」という表現は、互いに同一の実施形態を意味するものではなく、それぞれ互いに異なる固有の特徴を強調して説明するために提供されたものである。しかしながら、上記提示された一実施形態は、他の一実施形態の特徴と組み合わせて実現されることを排除しない。例えば、特定の一実施形態において説明された事項が他の一実施形態に説明されていなくても、他の一実施形態においてその事項と反対または矛盾する説明がない限り、他の一実施形態に関連する説明として理解することができる。

本開示で用いられた用語は、単に一実施形態を説明するために用いられたものであり、本開示を限定する意図ではない。このとき、単数の表現は、文脈上明らかに異なるものを意味しない限り、複数の表現を含む。

１００ 積層型電子部品
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
１３１ａ、１３２ａ 電極層
１３１ｂ、１３２ｂ めっき層
１３１ｂ１、１３２ｂ１ 電極カバー部
１３１ｂ２、１３２ｂ２ 延長部
１３１ｃ、１３２ｃ 追加めっき層
Ｚ１ 第１領域
Ｚ２ 第２領域
Ｚ３ 第３領域
Ｚ４ 第４領域
Ｇ１ 第１結晶粒
Ｇ２ 第２結晶粒
Ｇ３ 第３結晶粒
Ｇ４ 第４結晶粒

Claims (18)

1. 誘電体層及び内部電極を含む本体と、
   前記本体上に配置された電極層及び前記電極層上に配置されためっき層を含む外部電極と、を含み、
   前記めっき層は、前記本体上に延びて本体と接するように配置された延長部を含み、
   前記延長部は、延長部と接する本体の表面と結晶粒の長軸がなす角度が７０度以上１１０度以下の結晶粒を１つ以上含む、積層型電子部品。
2. 前記延長部は、本体と隣接した第１領域及び前記第１領域上に配置された第２領域を含み、
   前記第１領域に含まれた結晶粒を第１結晶粒、前記第２領域に含まれた結晶粒を第２結晶粒、前記第２結晶粒の長軸が前記延長部が接する本体の表面となす角度をθ２とするとき、
   前記第２結晶粒の少なくとも１つ以上は、θ２が７０度以上１１０度以下を満たす、請求項１に記載の積層型電子部品。
3. 前記第２結晶粒の少なくとも１つ以上は、θ２が８０度以上１００度以下を満たす、請求項２に記載の積層型電子部品。
4. 前記第２結晶粒のθ２平均値は７０度以上１１０度以下を満たす、請求項２に記載の積層型電子部品。
5. 前記第２結晶粒の長軸長さの平均値は１μｍ以上である、請求項２に記載の積層型電子部品。
6. 前記第２結晶粒の長軸長さの平均値は、短軸長さの平均値の３倍以上である、請求項２に記載の積層型電子部品。
7. 前記第２結晶粒の長軸は、前記第２結晶粒を構成する線分のうち、前記延長部が接する本体の表面から最も遠く離隔した線分の中点と最も隣接した線分の中点を連結した直線または前記延長部が接する本体の表面から最も遠く離隔した線分の中点と最も隣接した尖点を連結した直線である、請求項２に記載の積層型電子部品。
8. 前記第２結晶粒の平均大きさは、前記第１結晶粒の平均大きさの２倍以上である、請求項２に記載の積層型電子部品。
9. 前記第１結晶粒の平均大きさは０．５μｍ以下である、請求項２に記載の積層型電子部品。
10. 前記第２結晶粒の平均大きさは１μｍ以上である、請求項２に記載の積層型電子部品。
11. 前記めっき層のうち前記電極層上に配置された領域を電極カバー部とするとき、
    前記電極カバー部は、前記電極層と隣接した第３領域及び前記第３領域上に配置された第４領域を含み、
    前記第３領域に含まれた結晶粒を第３結晶粒、前記第４領域に含まれた結晶粒を第４結晶粒、前記第４結晶粒の長軸が前記延長部が接する本体の表面となす角度をθ４とするとき、
    前記第４結晶粒の少なくとも１つ以上は、θ４が６０度以下または１３０度以上である、請求項２に記載の積層型電子部品。
12. 前記第４領域は、前記延長部と隣接した領域に前記θ４が６０度以下または１３０度以上である第４結晶粒を含む、請求項１１に記載の積層型電子部品。
13. 前記第４結晶粒の平均大きさは、前記第３結晶粒の平均大きさの２倍以上である、請求項１１に記載の積層型電子部品。
14. 前記めっき層は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｃｒ及びこれらの合金のうち１つ以上を含む、請求項１に記載の積層型電子部品。
15. 前記外部電極は、前記めっき層上に配置される追加めっき層をさらに含む、請求項１に記載の積層型電子部品。
16. 前記めっき層はＮｉめっき層であり、前記追加めっき層はＳｎめっき層である、請求項１５に記載の積層型電子部品。
17. 誘電体層及び内部電極を含む本体と、
    前記本体上に配置された電極層及び前記電極層上に配置されためっき層を含む外部電極と、を含み、
    前記めっき層は、前記本体上に延びて本体と接するように配置された延長部を含み、
    前記延長部は、結晶粒の成長方向が前記延長部と接する本体の表面と実質的に垂直な方向である、積層型電子部品。
18. 前記めっき層のうち前記電極層上に配置された領域を電極カバー部とするとき、
    前記電極カバー部は、結晶粒の成長方向が前記電極カバー部と接する電極層の表面と実質的に垂直な方向である、請求項１７に記載の積層型電子部品。