JP5632046B2 - 積層セラミックキャパシタ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、積層セラミックキャパシタ及びその製造方法に関し、より詳細には、信頼性に優れた高容量積層セラミックキャパシタ及びその製造方法に関する。

一般に、キャパシタ、インダクター、圧電体素子、バリスター又はサーミスターなどのセラミック材料を用いる電子部品は、セラミック材料からなるセラミック本体、本体の内部に形成された内部電極、及び上記内部電極と接続されるようにセラミック本体の表面に設置された外部電極を備える。

セラミック電子部品のうち積層セラミックキャパシタは、積層された複数の誘電体層、一つの誘電体層を介して対向配置される内部電極、上記内部電極に電気的に接続された外部電極を含む。

積層セラミックキャパシタは、小型であり且つ高容量が保障され実装が容易であるという長所によって、コンピューター、ＰＤＡ、携帯電話などの移動通信装置の部品として広く用いられている。

最近では、電子製品の小型化及び多機能化につれ、チップ部品も小型化及び高機能化されているため、積層セラミックキャパシタに対してもサイズが小さくて容量が大きい高容量製品が求められている。

積層セラミックキャパシタの容量を高めるために、誘電体層を薄膜化する方法、薄膜化された誘電体層を高積層化する方法、内部電極のカバレッジを向上させる方法などが考えられている。また、容量を形成する内部電極の重なり面積を向上させる方法が考えられている。

一般に、積層セラミックキャパシタは、下記のように製造されることができる。まず、セラミックグリーンシートを製造し、セラミックグリーンシート上に導電性ペーストを印刷して内部電極を形成する。内部電極が形成されたセラミックグリーンシートを数十層から数百層積み重ねてグリーンセラミック積層体を製造する。その後、グリーンセラミック積層体を高温及び高圧で圧着して硬いグリーンセラミック積層体を製造し、切断工程を経てグリーンチップを製造する。次いで、グリーンチップをか焼及び焼成した後、外部電極を形成して積層セラミックキャパシタを完成する。

上記のような製造方法により積層セラミックキャパシタを形成する場合、内部電極が形成されない誘電体層のマージン部領域を最小化するのが困難であるため、内部電極の重なり面積を増やすのに限界がある。また、積層セラミックキャパシタのコーナー部のマージン部が他の領域のマージン部よりも厚く形成されて、か焼及び焼成時に炭素の除去が容易ではないという問題がある。

上記の問題を解決するために内部電極が形成されないマージン部領域を既製作されたセラミック積層体に形成する方法が考えられているが、セラミック積層体のカバー領域と上記マージン部の境界面に生じる気孔により衝撃に弱いという問題がある。

下記の特許文献１は、セラミック積層体のカバー領域の気孔率を調節しているが、上記の問題を解決してはいない。

日本特開２００５−１５９０５６号公報

本発明は、信頼性に優れた高容量積層セラミックキャパシタ及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態は、対向する第１の側面及び第２の側面、上記第１の側面及び第２の側面を連結する第３の端面及び第４の端面を有するセラミック本体と、上記セラミック本体の内部に形成され、上記第３の端面又は第４の端面に一端が露出する複数の内部電極と、上記第１の側面及び第２の側面から上記内部電極の端部までの平均厚さが１８μｍ以下で形成された第１のサイドマージン部及び第２のサイドマージン部と、を含み、上記セラミック本体の内部のカバー層と上記サイドマージン部の境界面を厚さ方向に二つの領域に区分したとき、上記内部電極に隣接する領域をＳ１、上記Ｓ１の気孔率をＰ１とすると、１≦Ｐ１≦２０を満たす積層セラミックキャパシタを提供する。

上記第１のサイドマージン部及び第２のサイドマージン部は、セラミックスラリーで形成されることができる。

上記内部電極は、一端が上記第３の端面に露出し、他端が上記第４の端面から所定の間隔をおいて形成される第１の内部電極、及び一端が第４の端面に露出し、他端が上記第３の端面から所定の間隔をおいて形成される第２の内部電極で構成されることができる。

本発明の他の実施形態は、対向する第１の側面及び第２の側面、上記第１の側面及び第２の側面を連結する第３の端面及び第４の端面を有するセラミック本体と、上記セラミック本体の内部に形成され、上記第３の端面又は第４の端面に一端が露出する複数の内部電極と、上記第１の側面及び第２の側面から上記内部電極の端部までの平均厚さが１８μｍ以下で形成された第１のサイドマージン部及び第２のサイドマージン部と、を含み、上記セラミック本体の内部のカバー層と上記サイドマージン部の境界面を厚さ方向に二つの領域に区分したとき、上記内部電極に隣接する領域をＳ１、上記セラミック本体の上面又は下面に隣接する領域をＳ２、上記Ｓ１の気孔率をＰ１、上記Ｓ２の気孔率をＰ２とすると、Ｐ１／Ｐ２＞２を満たす積層セラミックキャパシタを提供する。

上記第１のサイドマージン部及び第２のサイドマージン部は、セラミックスラリーで形成されることができる。

上記内部電極は、一端が上記第３の端面に露出し、他端が上記第４の端面から所定の間隔をおいて形成される第１の内部電極、及び一端が第４の端面に露出し、他端が上記第３の端面から所定の間隔をおいて形成される第２の内部電極で構成されることができる。

本発明の他の実施形態は、複数のストライプ形の第１の内部電極パターンが所定の間隔をおいて形成された第１のセラミックグリーンシート及び複数のストライプ形の第２の内部電極パターンが所定の間隔をおいて形成された第２のセラミックグリーンシートを製造する段階と、上記ストライプ形の第１の内部電極パターンと上記ストライプ形の第２の内部電極パターンが交差するように上記第１のセラミックグリーンシートと上記第２のセラミックグリーンシートを積層してセラミックグリーンシート積層体を形成し、且つ上記積層体の上面及び下面のうち少なくとも一面に複数のセラミックグリーンシートを積層してカバー層を形成する段階と、上記ストライプ形の第１の内部電極パターン及び第２の内部電極パターンを横切って第１の内部電極及び第２の内部電極が一定幅を有し、上記幅方向に上記第１の内部電極及び第２の内部電極の末端が露出した側面を有するように上記セラミックグリーンシート積層体を切断する段階と、上記第１の内部電極及び第２の内部電極の末端が露出した側面にセラミックスラリーで第１のサイドマージン部及び第２のサイドマージン部を形成する段階と、を含み、上記第１のサイドマージン部及び第２のサイドマージン部は上記第１の側面及び第２の側面から上記内部電極の端部までの平均厚さが１８μｍ以下で形成され、上記積層体の内部のカバー層と上記サイドマージン部の境界面を厚さ方向に二つの領域に区分したとき、上記内部電極に隣接する領域をＳ１、上記Ｓ１の気孔率をＰ１とすると、１≦Ｐ１≦２０を満たす積層セラミックキャパシタの製造方法を提供する。

上記セラミックグリーンシート積層体を形成する段階は、上記ストライプ形の第１の内部電極パターンの中心部と上記ストライプ形の第２の内部電極パターンの間の所定の間隔が重なるように積層されることができる。

上記セラミックグリーンシート積層体を切断する段階は、上記セラミックグリーンシート積層体が上記第１の内部電極及び第２の内部電極の末端が露出した側面を有する棒形の積層体となるように行われ、上記第１及び第２のサイドマージン部を形成する段階の後に、上記第１の内部電極の中心部及び第２の内部電極の間の所定の間隔を同一切断線で切断して第１の内部電極又は第２の内部電極の一端がそれぞれ露出した第３の端面又は第４の端面を有する積層体に切断する段階が行われることができる。

上記セラミックグリーンシート積層体を切断する段階は、上記セラミックグリーンシートを上記第１の内部電極及び第２の内部電極の末端が露出した側面を有する棒形の積層体に切断する段階、及び上記棒形の積層体を上記第１の内部電極の中心部及び上記第２の内部電極の間の所定の間隔を同一切断線で切断して第１の内部電極又は第２の内部電極の一端がそれぞれ露出した第３の端面又は第４の端面を有する積層体に切断する段階で行われ、上記第１及び第２のサイドマージン部を形成する段階は、上記積層体に対して行われることができる。

上記第１のサイドマージン部及び第２のサイドマージン部を形成する段階は、上記第１の内部電極及び第２の内部電極の末端が露出した側面にセラミックスラリーを塗布して行われることができる。

上記第１のサイドマージン部及び第２のサイドマージン部を形成する段階は、上記第１の内部電極及び第２の内部電極の末端が露出した側面をセラミックスラリーにディッピングして行われることができる。

上記セラミックグリーンシート積層体の内部のカバー層と上記サイドマージン部の境界面を厚さ方向に二つの領域に区分したとき、上記セラミックグリーンシート積層体の上面又は下面に隣接する領域をＳ２、上記Ｓ２の気孔率をＰ２とすると、Ｐ１／Ｐ２＞２を満たすことができる。

本発明の一実施形態によれば、積層セラミックキャパシタにおいて、セラミック本体の内部のカバー層とサイドマージン部の境界面の気孔率を調節することにより、熱衝撃、電解衝撃などの外部衝撃を緩和することができるため、高信頼性・高容量の積層セラミックキャパシタを具現することができる。

また、積層セラミックキャパシタにおいて、内部電極の末端から第１の側面又は第２の側面までの距離は短く形成されることができる。これにより、セラミック本体内に形成される内部電極の重なり面積を相対的に広く形成することができる。

また、残留炭素の除去が相対的に困難なコーナー部である最外郭に配置される内部電極の末端から第１の側面又は第２の側面までの距離が非常に短く形成されるため、残留炭素の除去が容易に行われることができる。これにより、残留炭素の濃度のバラツキが小さくなって同一の微細構造を維持することができ、内部電極の連結性を向上させることができる。

また、最外郭に配置される内部電極の末端から上記第１の側面又は第２の側面までの最短距離を一定の厚さで確保することにより、耐湿特性を確保し、内部欠陥を減らすことができる。また、外部電極の形成時に放射クラックが発生する可能性を減らし、外部衝撃に対する機械的強度を確保することができる。

本発明の一実施例によれば、積層された複数の第１及び第２の内部電極とセラミックグリーンシートが同時に切断されて上記内部電極の末端が一直線上に並ぶことができる。その後、内部電極の末端が露出する面に第１及び第２のサイドマージン部が形成されることができる。上記サイドマージン部の厚さは、セラミックスラリーの量によって容易に調節されることができる。

上記内部電極が誘電体層の幅方向に対して全体的に形成されることができるため、内部電極間の重なり面積を形成するのが容易になり、内部電極による段差の発生を減らすことができる。

本発明の一実施形態による積層セラミックキャパシタを示す概略的な斜視図である。 図１に示されている積層セラミックキャパシタのセラミック本体を示す概略的な斜視図である。 図２のＱ領域の拡大図である。 図１のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。 図１のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。 図１に示されている積層セラミックキャパシタを構成する一つの誘電体層を示す上部平面図である。 本発明の他の実施形態による積層セラミックキャパシタの製造方法を概略的に示す断面図である。 本発明の他の実施形態による積層セラミックキャパシタの製造方法を概略的に示す断面図である。 本発明の他の実施形態による積層セラミックキャパシタの製造方法を概略的に示す断面図である。 本発明の他の実施形態による積層セラミックキャパシタの製造方法を概略的に示す斜視図である。 本発明の他の実施形態による積層セラミックキャパシタの製造方法を概略的に示す斜視図である。 本発明の他の実施形態による積層セラミックキャパシタの製造方法を概略的に示す斜視図である。

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誇張されることがある。

図１は本発明の一実施形態による積層セラミックキャパシタを示す概略的な斜視図であり、図２は図１に示されている積層セラミックキャパシタのセラミック本体を示す概略的な斜視図であり、図３は図２のＱ領域の拡大図であり、図４は図１のＡ−Ａ’線に沿う断面図であり、図５は図１のＢ−Ｂ’線に沿う断面図であり、図６は図１に示されている積層セラミックキャパシタを構成する一つの誘電体層を示す上部平面図である。

図１〜図６を参照すると、本実施形態による積層セラミックキャパシタは、セラミック本体１１０と、上記セラミック本体の内部に形成される複数の内部電極１２１、１２２と、上記セラミック本体の外表面に形成される外部電極１３１、１３２と、を含む。

上記セラミック本体１１０は、対向する第１の側面１及び第２の側面２と、上記第１の側面及び第２の側面を連結する第３の端面３及び第４の端面４と、を有することができる。

上記セラミック本体１１０は、その形状に特別な制限はなく、図示されているように直方体形状であることができる。

上記セラミック本体１１０の内部に形成された複数の内部電極１２１、１２２は、セラミック本体の第３の端面３又は第４の端面４に一端が露出する。

上記内部電極１２１、１２２は、相違する極性を有する第１の内部電極１２１及び第２の内部電極１２２を一対とすることができる。第１の内部電極１２１の一端は第３の端面３に露出し、第２の内部電極１２２の一端は第４の端面４に露出することができる。上記第１の内部電極１２１及び第２の内部電極１２２の他端は、第３の端面３又は第４の端面４から一定間隔をおいて形成される。より詳細な内容は後述する。

上記セラミック本体の第３の端面３及び第４の端面４には第１及び第２の外部電極１３１、１３２が形成されて上記内部電極と電気的に連結されることができる。

上記セラミック本体の内部には複数の内部電極が形成されており、上記複数の内部電極の各末端から上記第１の側面又は第２の側面までの距離ｄ１は１８μｍ以下であることができる。これは、複数の内部電極の末端から上記第１の側面又は第２の側面までの平均距離ｄ１が平均１８μｍ以下であることを意味することができる。

上記内部電極の末端は、上記セラミック本体の第１の側面１又は第２の側面２に向かう内部電極の一領域を意味する。上記内部電極の末端から第１の側面又は第２の側面までの領域を第１のサイドマージン部１１３又は第２のサイドマージン部１１４と称することができる。

内部電極の末端から第１の側面１又は第２の側面２までの距離ｄ１は、複数の内部電極間で多少差異があり得るが、本発明の一実施形態によれば、その偏差はないか小さい。このような特徴は、本発明の一実施形態による積層セラミックキャパシタの製造方法でより明確に理解されることができる。

本発明の一実施形態によれば、上記セラミック本体１１０は、複数の誘電体層１１２が積層された積層体１１１と、上記積層体の両側面に形成される第１のサイドマージン部１１３及び第２のサイドマージン部１１４で構成されることができる。この場合、上記複数の内部電極の各末端から上記第１の側面又は第２の側面までの距離ｄ１は、第１のサイドマージン部１１３及び第２のサイドマージン部１１４によって形成される。これは、上記第１のサイドマージン部１１３又は第２のサイドマージン部１１４の厚さに該当する。

上記積層体１１１を構成する複数の誘電体層１１２は焼結された状態で、隣接する誘電体層間の境界は確認できない程度に一体化されている。

上記積層体１１１の長さは上記セラミック本体１１０の長さに該当し、上記セラミック本体１１０の長さはセラミック本体の第３の端面３から第４の端面４までの距離に該当する。即ち、セラミック本体１１０の第３及び第４の端面は積層体１１１の第３の端面及び第４の端面と理解されることができる。

上記積層体１１１は複数の誘電体層１１２の積層によって形成されるもので、上記誘電体層１１２の長さはセラミック本体の第３の端面３と第４の端面４の間の距離を形成する。

本発明の一実施形態によれば、セラミック本体の長さは４００〜１４００μｍであることができるが、これに制限されるものではない。より具体的には、セラミック本体の長さは４００〜８００μｍ、又は６００〜１４００μｍであることができる。

上記誘電体層上には内部電極１２１、１２２が形成され、内部電極１２１、１２２は焼結によって一つの誘電体層を介して上記セラミック本体の内部に形成されることができる。

図６を参照すると、誘電体層１１２に第１の内部電極１２１が形成されている。上記第１の内部電極１２１は、誘電体層の長さ方向に対して全体的に形成されない。即ち、第１の内部電極１２１の一端はセラミック本体の第４の端面４から所定の間隔ｄ２をおいて形成され、第１の内部電極１２１の他端は第３の端面３まで形成されて第３の端面３に露出することができる。

積層体の第３の端面３に露出した第１の内部電極の他端は、第１の外部電極１３１と連結される。

第１の内部電極とは逆に、第２の内部電極１２２の一端は第３の端面３から所定の間隔をおいて形成され、第２の内部電極１２２の他端は第４の端面４に露出して第２の外部電極１３２と連結される。

上記誘電体層１１２は、第１の内部電極１２１の幅と同じ幅を有することができる。即ち、上記第１の内部電極１２１は、誘電体層１１２の幅方向に対して全体的に形成されることができる。誘電体層の幅及び内部電極の幅は、セラミック本体の第１の側面及び第２の側面を基準とする。

本発明の一実施形態によれば、誘電体層の幅及び内部電極の幅は１００〜９００μｍであることができるが、これに制限されるものではない。より具体的には、誘電体層の幅及び内部電極の幅は１００〜５００μｍ、又は１００〜９００μｍであることができる。

セラミック本体が小型化するほど、サイドマージン部の厚さが積層セラミックキャパシタの電気的特性に影響を及ぼす。本発明の一実施形態によれば、サイドマージン部の厚さが１８μｍ以下で形成されるため、小型化した積層セラミックキャパシタの特性を向上させることができる。

本発明の一実施形態において、内部電極と誘電体層は同時に切断されて形成されるものであり、内部電極の幅と誘電体層の幅は同一に形成されることができる。より具体的な内容は後述する。

本実施形態において、誘電体層の幅は内部電極の幅と同一であり、積層体の第１及び第２の側面に内部電極の末端が露出することができる。上記内部電極の末端が露出した積層体の両側面には、第１のサイドマージン部１１３及び第２のサイドマージン部１１４が形成されることができる。

上述したように、上記複数の内部電極の各末端から上記第１の側面又は第２の側面までの距離ｄ１は、上記第１のサイドマージン部１１３又は第２のサイドマージン部１１４の厚さに該当する。

上記第１のサイドマージン部１１３及び第２のサイドマージン部１１４の厚さは１８μｍ以下であることができる。上記第１のサイドマージン部１１３及び第２のサイドマージン部１１４の厚さが小さいほど、セラミック本体内に形成される内部電極の重なり面積が相対的に広くなる。

上記第１のサイドマージン部１１３及び第２のサイドマージン部１１４の厚さは、積層体１１１の側面に露出する内部電極の短絡を防止できる厚さであれば特に制限されず、例えば、２μｍ以上であることができる。

上記第１及び第２のサイドマージン部の厚さが２μｍ未満の場合は外部衝撃に対する機械的強度が低下する恐れがあり、上記第１及び第２のサイドマージン部の厚さが１８μｍを超える場合は内部電極の重なり面積が相対的に減少して積層セラミックキャパシタの高容量を確保するのが困難になる可能性がある。

本発明の一実施形態によれば、上記第１のサイドマージン部１１３及び第２のサイドマージン部１１４は、セラミックスラリーで形成されることができる。上記セラミックスラリーの量を調節することにより、上記第１のサイドマージン部１１３及び第２のサイドマージン部１１４の厚さを容易に調節することができ、１８μｍ以下で薄く形成することができる。

上記第１のサイドマージン部１１３及び第２のサイドマージン部１１４の厚さは、上記マージン部それぞれの平均厚さを意味することができる。

上記第１のサイドマージン部１１３及び第２のサイドマージン部１１４の平均厚さは、図５のようにセラミック本体１１０の幅方向の断面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）でイメージスキャンして測定されることができる。

例えば、図５のように、セラミック本体１１０の長さ方向（Ｌ方向）の中央部に沿う幅及び厚さ方向（Ｗ−Ｔ方向）の断面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）でスキャンしたイメージから抽出された任意の第１のサイドマージン部１１３及び第２のサイドマージン部１１４に対してセラミック本体の厚さ方向の上・中・下の任意の３個の地点の厚さを測定して平均値を得ることができる。

積層セラミックキャパシタの容量を極大化するために、誘電体層を薄膜化する方法、薄膜化された誘電体層を高積層化する方法、内部電極のカバレッジを向上させる方法などが考えられている。また、容量を形成する内部電極の重なり面積を向上させる方法が考えられている。内部電極の重なり面積を増やすためには、内部電極が形成されていないマージン部領域が最小化されなければならない。特に、積層セラミックキャパシタが小型化するほど、内部電極の重なり領域を増やすためにはマージン部領域が最小化されなければならない。

本実施形態によれば、誘電体層の幅方向全体に内部電極が形成され、サイドマージン部の厚さが１８μｍ以下に設定されるため、内部電極の重なり面積が広くなる。

一般に、誘電体層が高積層化するほど、誘電体層及び内部電極の厚さは薄くなる。したがって、内部電極が短絡される現象が頻繁に発生する可能性がある。また、誘電体層の一部のみに内部電極が形成される場合、内部電極による段差が発生して絶縁抵抗の加速寿命や信頼性が低下する可能性がある。

しかしながら、本実施形態によれば、薄膜の内部電極及び誘電体層を形成しても、内部電極が誘電体層の幅方向に対して全体的に形成されるため、内部電極の重なり面積が大きくなり、積層セラミックキャパシタの容量を大きくすることができる。

また、内部電極による段差を減少させて絶縁抵抗の加速寿命が向上するため、容量特性に優れ且つ信頼性に優れた積層セラミックキャパシタを提供することができる。

一方、上記セラミック本体１１０の内部では、上記積層体１１１と上記第１のサイドマージン部１１３及び第２のサイドマージン部１１４の境界面に気孔ｐが生じる可能性がある。

特に、上記セラミック本体１１０の内部のカバー層Ｃと上記サイドマージン部の境界面に生じる気孔ｐによって、積層セラミックキャパシタが衝撃に弱くなるという問題がある。

本発明の一実施形態によれば、上記セラミック本体１１０の内部のカバー層Ｃと上記サイドマージン部１１３、１１４の境界面を厚さ方向に二つの領域に区分したとき、上記内部電極に隣接する領域をＳ１、上記Ｓ１の気孔率をＰ１とすると、１≦Ｐ１≦２０を満たすことができる。

上記Ｓ１の気孔率（Ｐ１）が１≦Ｐ１≦２０を満たすように調節することにより、熱衝撃、電解衝撃などの外部衝撃を緩和することができるため、高信頼性・高容量の積層セラミックキャパシタを具現することができる。

上記Ｓ１の気孔率（Ｐ１）が１≦Ｐ１≦２０を満たすように調節する方法としては、特に制限されず、例えば、カバー層Ｃを形成するセラミックグリーンシートの製造時に用いるセラミックペースト内に添加されるガラス（ｇｌａｓｓ）の含量を調節する方法がある。

上記Ｓ１の気孔率（Ｐ１）は、上記内部電極に隣接する領域Ｓ１の面積当たりの気孔の面積の比で定義されることができる。

上記Ｓ１の気孔率（Ｐ１）は、図２のようにセラミック本体１１０の長さ方向の断面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）でイメージスキャンして測定されることができる。

例えば、図２のように、セラミック本体１１０の幅方向における積層体１１１とサイドマージン部１１３、１１４の境界面に沿う長さ及び厚さ方向（Ｌ−Ｔ方向）の断面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）でスキャンしたイメージから抽出された任意のカバー層に対し、厚さ方向に二つの領域に区分したときに上記内部電極に隣接する領域Ｓ１を長さ方向に等間隔の３０個の領域に分けて任意の一つの領域の気孔率を測定することができる。

上記任意の一つの領域は、上記セラミック本体の長さ方向の中央部領域であることができるが、これに制限されるものではない。

上記Ｓ１の気孔率（Ｐ１）が１未満の場合は熱衝撃及び焼成クラックが発生し、２０を超える場合は耐湿特性が低下してセラミック本体の強度が低下する可能性がある。

本発明の他の実施形態による積層セラミックキャパシタは、上述した本発明の一実施形態による積層セラミックキャパシタにおいて、上記セラミック本体１１０の内部のカバー層Ｃと上記サイドマージン部１１３、１１４の境界面を厚さ方向に二つの領域に区分したとき、上記内部電極に隣接する領域をＳ１、上記セラミック本体の上面５又は下面６に隣接する領域をＳ２、上記Ｓ１の気孔率をＰ１、上記Ｓ２の気孔率をＰ２とすると、Ｐ１／Ｐ２＞２を満たすことができる。

上記Ｓ２の気孔率（Ｐ２）は、上記セラミック本体１１０の上面５又は下面６に隣接する領域Ｓ２の面積当たりの気孔の面積の比で定義されることができる。

上記Ｓ１の気孔率（Ｐ１）及び上記Ｓ２の気孔率（Ｐ２）がＰ１／Ｐ２＞２を満たすように調節することにより、熱衝撃、電解衝撃などの外部衝撃を緩和することができるため、高信頼性・高容量の積層セラミックキャパシタを具現することができる。

上記Ｐ１／Ｐ２の値が２以下の場合、熱衝撃及び焼成クラックの問題が発生する可能性がある。

本発明の他の実施形態による積層セラミックキャパシタの特徴は、上記の特徴を除いて、上述した本発明の一実施形態による積層セラミックキャパシタの特徴と同一であるため、ここではその説明を省略する。

以下、本発明の他の実施形態による積層セラミックキャパシタの製造方法を説明する。

図７ａ〜図７ｆは、本発明の他の実施形態による積層セラミックキャパシタの製造方法を概略的に示す断面図及び斜視図である。

図７ａに示されているように、セラミックグリーンシート２１２ａ上に所定の間隔ｄ４をおいて複数のストライプ形の第１の内部電極パターン２２１ａを形成する。上記複数のストライプ形の第１の内部電極パターン２２１ａは、互いに平行に形成されることができる。

上記所定の間隔ｄ４は、内部電極が相違する極性を有する外部電極と絶縁されるための距離であり、図５に示されているｄ１×２の距離と理解されることができる。

上記セラミックグリーンシート２１２ａは、セラミックパウダー、有機溶剤及び有機バインダーを含むセラミックペーストで形成されることができる。

上記セラミックパウダーは、高誘電率を有する物質であり、上記セラミックパウダーとしては、特に制限されず、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）系材料、鉛複合ペロブスカイト系材料又はチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ_３）系材料などを用いることができ、好ましくは、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）パウダーを用いることができる。上記セラミックグリーンシート２１２ａが焼成されると、セラミック本体を構成する誘電体層１１２となる。

ストライプ形の第１の内部電極パターン２２１ａは、導電性金属を含む内部電極ペーストによって形成されることができる。上記導電性金属は、特に制限されず、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ又はこれらの合金であることができる。

上記セラミックグリーンシート２１２ａ上にストライプ形の第１の内部電極パターン２２１ａを形成する方法としては、特に制限されず、例えば、スクリーン印刷法又はグラビア印刷法などの印刷法を用いることができる。

また、図示されてはいないが、さらに他のセラミックグリーンシート２１２ａ上に所定の間隔をおいて複数のストライプ形の第２の内部電極パターン２２２ａを形成することができる。

以下、第１の内部電極パターン２２１ａが形成されたセラミックグリーンシートを第１のセラミックグリーンシート、第２の内部電極パターン２２２ａが形成されたセラミックグリーンシートを第２のセラミックグリーンシートと称する。

次に、図７ｂに示されているように、ストライプ形の第１の内部電極パターン２２１ａとストライプ形の第２の内部電極パターン２２２ａが交差して積層されるように第１及び第２のセラミックグリーンシートを交互に積層することができる。

その後、上記ストライプ形の第１の内部電極パターン２２１ａは第１の内部電極１２１を形成し、ストライプ形の第２の内部電極パターン２２２ａは第２の内部電極１２２を形成することができる。

図７ｃは本発明の一実施例による第１及び第２のセラミックグリーンシートが積層されたセラミックグリーンシート積層体２１０を示す断面図であり、図７ｄは第１及び第２のセラミックグリーンシートが積層されたセラミックグリーンシート積層体２１０を示す斜視図である。

図７ｃ及び図７ｄを参照すると、平行な複数のストライプ形の第１の内部電極パターン２２１ａが印刷された第１のセラミックグリーンシートと、平行な複数のストライプ形の第２の内部電極パターン２２２ａが印刷された第２のセラミックグリーンシートは、互いに交互に積層されている。

より具体的には、第１のセラミックグリーンシートに印刷されたストライプ形の第１の内部電極パターン２２１ａの中央部と第２のセラミックグリーンシートに印刷されたストライプ形の第２の内部電極パターン２２２ａの間の間隔ｄ４が重なるように積層されることができる。

次に、図７ｄに示されているように、上記セラミックグリーンシート積層体２１０は、複数のストライプ形の第１の内部電極パターン２２１ａ及びストライプ形の第２の内部電極パターン２２２ａを横切るように切断されることができる。即ち、上記セラミックグリーンシート積層体２１０は、Ｃ１−Ｃ１切断線に沿って棒形の積層体２２０に切断されることができる。

より具体的には、ストライプ形の第１の内部電極パターン２２１ａ及びストライプ形の第２の内部電極パターン２２２ａは、長さ方向に切断されて一定幅を有する複数の内部電極に分割されることができる。この際、積層されたセラミックグリーンシートも内部電極パターンと一緒に切断される。これにより、誘電体層は、内部電極の幅と同じ幅を有するように形成されることができる。

上記棒形の積層体２２０の切断面に第１及び第２の内部電極の末端が露出することができる。上記棒形の積層体の切断面をそれぞれ棒形の積層体の第１の側面及び第２の側面と称することができる。

上記セラミックグリーンシート積層体を焼成した後に棒形の積層体に切断されることができる。また、上記セラミックグリーンシートを棒形の積層体に切断した後に焼成することができる。上記焼成は、１１００℃〜１３００℃のＮ_２−Ｈ_２雰囲気で行われることができるが、これに制限されるものではない。

次に、図７ｅに示されているように、上記棒形の積層体２２０の第１及び第２の側面それぞれに第１のサイドマージン部２１３ａ及び第２のサイドマージン部２１４ａを形成することができる。なお、第２のサイドマージン部２１４ａはその輪郭が図面に点線で表されている。

上記棒形の積層体２２０の第１及び第２の側面は、図５に示した積層体１１１の第１の側面１及び第２の側面２に対応するものと理解されることができる。

上記第１及び第２のサイドマージン部２１３ａ、２１４ａは、棒形の積層体２２０にセラミック粉末を含むセラミックスラリーを塗布して形成されることができる。

上記セラミックスラリーは、セラミックパウダー、有機バインダー及び有機溶剤を含むもので、第１及び第２のサイドマージン部２１３ａ、２１４ａが所望の厚さを有するようにセラミックスラリーの量を調節することができる。

上記棒形の積層体２２０の第１及び第２の側面にセラミックスラリーを塗布して第１及び第２のサイドマージン部２１３ａ、２１４ａを形成することができる。上記セラミックスラリーの塗布方法は特に制限されず、例えばスプレー方式で噴射するかローラを用いて塗布することができる。

また、上記棒形の積層体をセラミックスラリーにディッピング（ｄｉｐｐｉｎｇ）して棒形の積層体の第１及び第２の側面に第１及び第２のサイドマージン部２１３ａ、２１４ａを形成することができる。

上述したように、上記第１及び第２のサイドマージン部の厚さは、１８μｍ以下で形成されることができる。上記第１及び第２のサイドマージン部の厚さは、上記内部電極の末端が露出する棒形の積層体の第１の側面又は第２の側面から定義されることができる。

次に、図７ｅ及び図７ｆに示されているように、第１及び第２のサイドマージン部２１３ａ、２１４ａが形成された上記棒形の積層体２２０をＣ２−Ｃ２切断線に沿って個別のチップのサイズに合わせて切断することができる。図７ｃを参照して上記Ｃ２−Ｃ２切断線の位置を把握することができる。

棒形の積層体２２０をチップのサイズに切断することにより、積層体２１１と積層体の両側面に形成された第１及び第２のサイドマージン部２１３、２１４を有するセラミック本体が形成されることができる。

上記棒形の積層体２２０をＣ２−Ｃ２切断線に沿って切断することにより、重なる第１の内部電極の中央部と第２の内部電極間に形成された所定の間隔ｄ４が同一切断線によって切断されることができる。或いは、第２の内部電極の中央部と第１の内部電極間に形成された所定の間隔が同一切断線によって切断されることができる。

これにより、第１の内部電極及び第２の内部電極の一端は、Ｃ２−Ｃ２切断線による切断面に交互に露出することができる。上記第１の内部電極が露出した面は図６に示されている積層体の第３の端面３と理解され、上記第２の内部電極が露出した面は図６に示されている積層体の第４の端面４と理解されることができる。

上記棒形の積層体２２０をＣ２−Ｃ２切断線に沿って切断することによりストライプ形の第１の内部電極パターン２２１ａ間の所定の間隔ｄ４は半分に切断され、第１の内部電極１２１の一端が第４の端面から所定の間隔ｄ２を形成するようにし、第２の内部電極１２２が第３の端面から所定の間隔を形成するようにする。

その後、上記第１及び第２の内部電極の一端と連結されるように上記第３の端面及び第４の端面それぞれに外部電極を形成することができる。

本実施形態のように、棒形の積層体２２０に第１及び第２のサイドマージン部を形成し、チップのサイズに切断する場合、一回の工程で複数の積層体２１１にサイドマージン部を形成することができる。

また、図示されてはいないが、第１のサイドマージン部及び第２のサイドマージン部を形成する前に棒形の積層体をチップのサイズに切断して複数の積層体を形成することができる。

即ち、棒形の積層体を、重なる第１の内部電極の中央部と第２の内部電極間に形成された所定の間隔が同一切断線によって切断されるように切断することができる。これにより、第１の内部電極及び第２の内部電極の一端は、切断面に交互に露出することができる。

その後、上記積層体の第１及び第２の側面に第１のサイドマージン部及び第２のサイドマージン部を形成することができる。第１及び第２のサイドマージン部の形成方法は上述と同様である。

また、上記第１の内部電極が露出した積層体の第３の端面と上記第２の内部電極が露出した積層体の第４の端面にそれぞれ外部電極を形成することができる。

本発明の他の実施形態によれば、積層体の第１及び第２の側面から第１及び第２の内部電極の末端が露出する。積層された複数の第１及び第２の内部電極が同時に切断されて上記内部電極の末端が一直線上に並ぶことができる。その後、上記積層体の第１及び第２の側面に第１及び第２のサイドマージン部が一括して形成される。上記積層体及び上記第１及び第２のサイドマージン部によってセラミック本体が形成される。即ち、上記第１及び第２のサイドマージン部は、セラミック本体の第１及び第２の側面を形成する。

これにより、本実施形態によれば、上記複数の内部電極の末端からセラミック本体の第１及び第２の側面までの距離は一定に形成されることができる。また、上記第１及び第２のサイドマージン部は、セラミックペーストによって形成されるもので、厚さが薄く形成されることができる。

また、セラミックキャパシタのカバー層Ｃを形成するセラミックグリーンシートの製造時に用いられるセラミックペースト内に添加されるガラス（ｇｌａｓｓ）の含量を調節することにより、Ｓ１の気孔率（Ｐ１）が１≦Ｐ１≦２０を満たし、上記Ｓ１の気孔率（Ｐ１）及び上記Ｓ２の気孔率（Ｐ２）がＰ１／Ｐ２＞２を満たすことができる。

これにより、本発明の一実施形態によれば、熱衝撃、電解衝撃などの外部衝撃を緩和することができるため、高信頼性・高容量の積層セラミックキャパシタを具現することができる。

下記の表１は、積層セラミックキャパシタのサイドマージン部の平均厚さ別のＳ１の気孔率（Ｐ１）及びＳ１の気孔率（Ｐ１）とＳ２の気孔率（Ｐ２）の比（Ｐ１／Ｐ２）による信頼性を比較した表である。

上記表１を参照すると、試料１〜３は、サイドマージン部の平均厚さが１８μｍ以下であり、Ｓ１の気孔率（Ｐ１）及びＳ１の気孔率（Ｐ１）とＳ２の気孔率（Ｐ２）の比（Ｐ１／Ｐ２）が本発明の数値範囲を外れる場合に信頼性評価において問題が生じる可能性がある。

試料４〜６は、サイドマージン部の平均厚さが１８μｍ以上であり、Ｓ１の気孔率（Ｐ１）及びＳ１の気孔率（Ｐ１）とＳ２の気孔率（Ｐ２）の比（Ｐ１／Ｐ２）が本発明の数値範囲を外れる場合にも信頼性評価において良好である。

したがって、後述するように、本発明の一実施形態による積層セラミックキャパシタは、サイドマージン部の平均厚さが１８μｍ以下のときに信頼性が向上することが分かる。

下記の表２は、サイドマージン部の平均厚さが１８μｍ以下の場合のＳ１の気孔率（Ｐ１）及びＳ１の気孔率（Ｐ１）とＳ２の気孔率（Ｐ２）の比（Ｐ１／Ｐ２）による耐湿特性及び信頼性を比較した表である。

＊：比較例

表２中、耐湿特性評価は２００個のチップを基板に実装した後に湿度条件８５８５（８５℃、８５％の湿度）で行われ、信頼性評価はチップを研磨した後に破壊分析の際にクラックが発生したか否かで行われ、具体的には、３２０℃の鉛槽に２秒間浸漬させた後に熱衝撃クラックが発生したか否かの試験で行われた。

上記表２の耐湿特性評価については、良好な場合を○、不良な場合を×で表示した。

上記の表２を参照すると、上記Ｓ１の気孔率（Ｐ１）が１≦Ｐ１≦２０を満たし、Ｓ１の気孔率（Ｐ１）とＳ２の気孔率（Ｐ２）の比（Ｐ１／Ｐ２）がＰ１／Ｐ２＞２を満たす場合、耐湿特性も向上し、信頼性も向上することが分かる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、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多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。

１１０ セラミック本体
１１１ 積層体
１１２ 誘電体層
１１３、１１４ 第１及び第２のサイドマージン部
１２１、１２２ 第１及び第２の内部電極
１３１、１３２ 第１及び第２の外部電極
１１２ａ セラミックグリーンシート
２２１ａ、２２２ａ ストライプ形の第１及び第２の内部電極パターン
２１０ セラミックグリーンシート積層体
２２０ 棒形の積層体
Ｃ カバー層
ｐ 気孔
Ｓ１ カバー層とサイドマージン部の境界面において内部電極に隣接する領域
Ｓ１ カバー層とサイドマージン部の境界面においてセラミック本体の上面又は下面に隣接する領域
Ｐ１ Ｓ１領域の気孔率
Ｐ２ Ｓ２領域の気孔率

Claims (9)

1. 対向する第１の側面及び第２の側面、前記第１の側面及び第２の側面を連結する第３の端面及び第４の端面を有するセラミック本体と、
   前記セラミック本体の内部に形成され、前記第３の端面又は第４の端面に一端が露出する複数の内部電極と、
   前記セラミック本体における前記内部電極が形成された部分の上部及び下部のうち少なくとも一つに形成されるカバー層と、
   前記第１の側面及び第２の側面から前記内部電極の端部までの平均厚さが１８μｍ以下で形成された第１のサイドマージン部及び第２のサイドマージン部と、を含み、
   前記カバー層と前記サイドマージン部の境界面を厚さ方向に二つの領域に区分したとき、前記カバー層の境界面における前記内部電極に隣接する領域をＳ１、前記カバー層の境界面における前記セラミック本体の上面又は下面に隣接する領域をＳ２、前記Ｓ１の気孔率をＰ１、前記Ｓ２の気孔率をＰ２とすると、１≦Ｐ１≦２０及びＰ１／Ｐ２＞２を満たす、積層セラミックキャパシタ。
2. 前記第１のサイドマージン部及び第２のサイドマージン部はセラミックスラリーで形成される、請求項１に記載の積層セラミックキャパシタ。
3. 前記内部電極は、一端が前記第３の端面に露出し、他端が前記第４の端面から所定の間隔をおいて形成される第１の内部電極、及び一端が第４の端面に露出し、他端が前記第３の端面から所定の間隔をおいて形成される第２の内部電極で構成される、請求項１に記載の積層セラミックキャパシタ。
4. 複数のストライプ形の第１の内部電極パターンが所定の間隔をおいて形成された第１のセラミックグリーンシート及び複数のストライプ形の第２の内部電極パターンが所定の間隔をおいて形成された第２のセラミックグリーンシートを製造する段階と、
   前記ストライプ形の第１の内部電極パターンと前記ストライプ形の第２の内部電極パターンが交差するように前記第１のセラミックグリーンシートと前記第２のセラミックグリーンシートを積層してセラミックグリーンシート積層体を形成し、且つ前記積層体の上面及び下面のうち少なくとも一面に複数のセラミックグリーンシートを積層してカバー層を形成する段階と、
   前記ストライプ形の第１の内部電極パターン及び第２の内部電極パターンを横切って第１の内部電極及び第２の内部電極が一定幅を有し、前記幅方向に前記第１の内部電極及び第２の内部電極の末端が露出した側面を有するように前記セラミックグリーンシート積層体を切断する段階と、
   前記第１の内部電極及び第２の内部電極の末端が露出した側面にセラミックスラリーで第１のサイドマージン部及び第２のサイドマージン部を形成する段階と、を含み、
   前記第１のサイドマージン部及び第２のサイドマージン部は前記第１の側面及び第２の側面から前記内部電極の端部までの平均厚さが１８μｍ以下で形成され、前記カバー層と前記サイドマージン部の境界面を厚さ方向に二つの領域に区分したとき、前記カバー層の境界面における前記内部電極に隣接する領域をＳ１、前記カバー層の境界面における前記セラミックグリーンシート積層体の上面又は下面に隣接する領域をＳ２、前記Ｓ１の気孔率をＰ１、前記Ｓ２の気孔率をＰ２とすると、１≦Ｐ１≦２０及びＰ１／Ｐ２＞２を満たす、積層セラミックキャパシタの製造方法。
5. 前記セラミックグリーンシート積層体を形成する段階は、
   前記ストライプ形の第１の内部電極パターンの中心部と前記ストライプ形の第２の内部電極パターンの間の所定の間隔が重なるように積層される、請求項４に記載の積層セラミックキャパシタの製造方法。
6. 前記セラミックグリーンシート積層体を切断する段階は、
   前記セラミックグリーンシート積層体が前記第１の内部電極及び第２の内部電極の末端が露出した側面を有する棒形の積層体となるように行われ、
   前記第１及び第２のサイドマージン部を形成する段階の後に、前記第１の内部電極の中心部及び第２の内部電極の間の所定の間隔を同一切断線で切断して第１の内部電極又は第２の内部電極の一端がそれぞれ露出した第３の端面又は第４の端面を有する積層体に切断する段階が行われる、請求項４に記載の積層セラミックキャパシタの製造方法。
7. 前記セラミックグリーンシート積層体を切断する段階は、
   前記セラミックグリーンシートを前記第１の内部電極及び第２の内部電極の末端が露出した側面を有する棒形の積層体に切断する段階、及び前記棒形の積層体を前記第１の内部電極の中心部及び前記第２の内部電極の間の所定の間隔を同一切断線で切断して第１の内部電極又は第２の内部電極の一端がそれぞれ露出した第３の端面又は第４の端面を有する積層体に切断する段階で行われ、
   前記第１及び第２のサイドマージン部を形成する段階は前記積層体に対して行われる、請求項４に記載の積層セラミックキャパシタの製造方法。
8. 前記第１のサイドマージン部及び第２のサイドマージン部を形成する段階は前記第１の内部電極及び第２の内部電極の末端が露出した側面にセラミックスラリーを塗布して行われる、請求項４に記載の積層セラミックキャパシタの製造方法。
9. 前記第１のサイドマージン部及び第２のサイドマージン部を形成する段階は前記第１の内部電極及び第２の内部電極の末端が露出した側面をセラミックスラリーにディッピングして行われる、請求項４に記載の積層セラミックキャパシタの製造方法。

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