KR20220124095A - 적층 세라믹 콘덴서 - Google Patents

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KR20220124095A KR1020220024185A KR20220024185A KR20220124095A KR 20220124095 A KR20220124095 A KR 20220124095A KR 1020220024185 A KR1020220024185 A KR 1020220024185A KR 20220024185 A KR20220024185 A KR 20220024185A KR 20220124095 A KR20220124095 A KR 20220124095A
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고따로 미즈노
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다이요 유덴 가부시키가이샤
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Abstract

내압 특성의 향상 및 정전 용량의 저하의 억제가 가능한 적층 세라믹 콘덴서를 제공한다.
적층 세라믹 콘덴서는, 적층체와, 제1 사이드 마진부 및 제2 사이드 마진부를 구비한다. 적층체는, 복수의 세라믹층과, 복수의 내부 전극을 갖는다. 제1 및 제2 사이드 마진부는, 망간 또는 마그네슘의 적어도 한쪽과, 규소를 포함한다. 제1 및 제2 사이드 마진부 각각을, 제1 외측 영역과, 적층체에 접하는 제1 내측 영역으로 구획한 경우에, 제1 외측 영역의 망간 및 마그네슘의 합계의 농도는, 제1 내측 영역 및 복수의 세라믹층의 망간 및 마그네슘의 합계의 농도보다도 높고, 제1 내측 영역의 규소의 농도는, 제1 외측 영역의 규소의 농도 이상이며, 또한, 복수의 세라믹층의 규소의 농도보다도 높다.

Description

적층 세라믹 콘덴서{MULTI-LAYER CERAMIC CAPACITOR}
본 개시는, 사이드 마진부를 구비한 적층 세라믹 콘덴서에 관한 것이다.
세라믹층과 내부 전극이 적층된 적층체의 측면에, 사이드 마진부가 나중에 부착된 적층 세라믹 콘덴서가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 이 구성은, 얇은 사이드 마진부에 의해서도 내부 전극이 노출된 적층체의 측면을 확실하게 보호할 수 있으므로, 적층 세라믹 콘덴서의 소형화 및 대용량화에 유리하다.
내부 전극의 교차 면적을 확대시키는 관점에서는, 사이드 마진부는 얇은 쪽이 바람직하다. 한편, 적층 세라믹 콘덴서에서는, 내부 전극에 고전압이 부가된 경우, 세라믹층의 강유전성에 의해 전기 변형이 발생할 수 있다. 사이드 마진부가 얇은 경우, 전기 변형에 의한 응력에 의해 크랙 등의 구조 결함이 발생하기 쉬워져, 충분한 내압 특성이 얻어지기 어렵다.
이에 반해, 내부 전극과 측면 사이에 위치하는 영역에, Mg나 Mn과 같은 원소를 첨가하고, 세라믹스의 치밀화를 촉진하는 기술이 알려져 있다(예를 들어 특허문헌 2 참조).
일본 특허 공개 제2012-209539호 공보 일본 특허 공개 제2018-063969호 공보
그러나, 사이드 마진부에 Mg 또는 Mn의 적어도 한쪽의 원소를 첨가한 경우, 첨가된 원소가 적층체의 세라믹층까지 확산되어 당해 세라믹층의 유전율이 저하되어, 적층 세라믹 콘덴서의 정전 용량이 저하되는 경우가 있었다.
이상과 같은 사정을 감안하여, 본 개시의 목적은, 내압 특성의 향상 및 정전 용량의 저하 억제가 가능한 적층 세라믹 콘덴서를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 개시의 일 형태에 관한 적층 세라믹 콘덴서는, 적층체와, 제1 사이드 마진부 및 제2 사이드 마진부를 구비한다.
상기 적층체는, 제1 축 방향으로 적층된 복수의 세라믹층과, 상기 복수의 세라믹층 사이에 배치된 복수의 내부 전극을 갖는다. 상기 복수의 내부 전극의 상기 제1 축과 직교하는 제2 축 방향에 있어서의 단부의 위치는, 상기 제2 축 방향으로 0.5㎛의 범위 내에 서로 정렬되어 있다.
상기 제1 사이드 마진부 및 상기 제2 사이드 마진부는, 망간 또는 마그네슘의 적어도 한쪽과, 규소를 포함하고, 상기 적층체를 사이에 두고 상기 제2 축 방향에 대향한다.
상기 제1 사이드 마진부 및 상기 제2 사이드 마진부 각각을 상기 제2 축 방향으로 하여, 제1 외측 영역과, 상기 적층체에 접하는 제1 내측 영역으로 구획한 경우에,
상기 제1 외측 영역의 망간 및 마그네슘의 합계의 농도는, 상기 제1 내측 영역의 망간 및 마그네슘의 합계의 농도보다도 높고, 또한, 상기 복수의 세라믹층의 망간 및 마그네슘의 합계의 농도보다도 높고,
상기 제1 내측 영역의 규소 농도는, 상기 제1 외측 영역의 규소의 농도 이상이며, 또한, 상기 복수의 세라믹층의 규소의 농도보다도 높다.
상기 구성에서는, 제1 외측 영역이 높은 농도의 망간 및/또는 마그네슘을 포함하므로, 제1 외측 영역에 있어서의 결정립의 미세화 및 세라믹스의 치밀화가 촉진된다. 또한, 제1 내측 영역이 세라믹층보다도 높은 농도의 규소를 포함하므로, 제1 내측 영역에 있어서 유리상이 석출되기 쉬워진다. 이에 의해, 높은 유연성을 갖는 제1 내측 영역과, 높은 기계 강도를 갖는 제1 외측 영역을 포함하는 제1 사이드 마진부 및 제2 사이드 마진부가 얻어진다. 따라서, 세라믹층에 고전압이 부가 되어 압전 효과에 의한 기계적 변형(전기 변형)이 발생한 경우에, 제1 내측 영역이 전기 변형에 의한 응력을 해방하고, 또한 제1 외측 영역이 당해 응력에 의한 크랙 등의 구조 결함을 억제할 수 있다. 이 결과, 적층 세라믹 콘덴서의 내압 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 제1 내측 영역의 망간 및 마그네슘의 합계의 농도가 제1 외측 영역의 당해 농도보다도 낮으므로, 망간 및/또는 마그네슘의 세라믹층으로의 확산이 억제된다. 이에 의해, 세라믹층의 유전율의 저하를 억제할 수 있고, 적층 세라믹 콘덴서의 정전 용량 저하를 억제할 수 있다.
상기 제1 내측 영역의 규소 농도는, 상기 제1 외측 영역의 규소 농도보다도 높아도 된다.
이에 의해, 제1 외측 영역의 규소 농도를 상대적으로 저하시켜, 제1 외측 영역에 있어서의 유리상의 석출을 억제할 수 있다. 따라서, 제1 외측 영역의 표면에 있어서의 내마모성을 높여, 흠집 등의 외관 불량을 억제할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 사이드 마진부 및 제2 사이드 마진부 각각의 상기 제2 축 방향에 있어서의 치수는, 13㎛ 이하이어도 된다.
이에 의해, 적층 세라믹 콘덴서의 소형화 및 대용량화를 실현할 수 있다. 또한, 제1 사이드 마진부 및 제2 사이드 마진부 각각이 상기 구성의 제1 내측 영역 및 제1 외측 영역을 포함함으로써, 제1 사이드 마진부 및 제2 사이드 마진부를 얇게 구성하면서도, 전기 변형에 의한 응력의 영향을 저하시켜, 내압 특성이 높은 적층 세라믹 콘덴서를 얻을 수 있다.
상기 적층체는,
상기 복수의 세라믹층과, 상기 복수의 내부 전극을 포함하는 용량 형성부와,
망간 또는 마그네슘의 적어도 한쪽과, 규소를 포함하고, 상기 용량 형성부를 사이에 두고 상기 제1 축 방향에 대향하는 제1 커버부 및 제2 커버부를 갖고 있어도 된다.
상기 제1 커버부 및 상기 제2 커버부 각각을 상기 제1 축 방향으로 2등분하여, 제2 외측 영역과, 상기 용량 형성부에 접하는 제2 내측 영역으로 구획한 경우에,
상기 제2 외측 영역의 망간 및 마그네슘의 합계의 농도는, 상기 제2 내측 영역의 망간 및 마그네슘의 합계의 농도보다도 높고, 또한, 상기 복수의 세라믹층의 망간 및 마그네슘의 합계의 농도보다도 높고,
상기 제2 내측 영역의 규소 농도는, 상기 제2 외측 영역의 규소의 농도 이상이며, 또한, 상기 복수의 세라믹층의 규소의 농도보다도 높아도 된다.
상기 구성에서는, 제2 외측 영역이 높은 농도의 망간 및/또는 마그네슘을 포함하므로, 제2 외측 영역에 있어서의 결정립의 미세화 및 세라믹스의 치밀화가 촉진된다. 따라서, 제2 외측 영역의 표면의 내마모성을 높여, 흠집 등의 외관 불량을 억제할 수 있다.
또한, 제2 내측 영역의 망간 및 마그네슘의 합계의 농도가 제2 외측 영역보다도 낮으므로, 망간 및/또는 마그네슘의 세라믹층으로의 확산이 억제된다. 이에 의해, 세라믹층의 유전율의 저하가 억제되어, 적층 세라믹 콘덴서의 정전 용량의 저하가 억제된다.
또한, 상기 구성에 의해, 제1 커버부 및 제2 커버부에 있어서의 망간, 마그네슘 및 규소의 분포를, 제1 사이드 마진부 및 제2 사이드 마진부에 있어서의 망간, 마그네슘 및 규소의 분포에 대응시킬 수 있다. 이에 의해, 제1 커버부 및 제2 커버부의 소결 거동을, 제1 사이드 마진부 및 제2 사이드 마진부의 소결 거동에 접근시켜, 소결 시에 있어서의 응력의 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 당해 응력에 의한 크랙 등의 구조 결함을 억제할 수 있다.
본 개시에 의하면, 내압 특성의 향상 및 정전 용량의 저하 억제가 가능한 적층 세라믹 콘덴서를 제공할 수 있다.
도 1은 본 개시의 제1 실시 형태에 따른 적층 세라믹 콘덴서의 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A'선을 따른 상기 적층 세라믹 콘덴서의 단면도이다.
도 3은 도 1의 B-B'선을 따른 상기 적층 세라믹 콘덴서의 단면도이다.
도 4는 상기 적층 세라믹 콘덴서의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 상기 적층 세라믹 콘덴서의 제조 과정을 도시하는 사시도이다.
도 6은 상기 적층 세라믹 콘덴서의 제조 과정을 도시하는 사시도이다.
도 7은 상기 적층 세라믹 콘덴서의 제조 과정을 도시하는 사시도이다.
도 8은 본 개시의 제2 실시 형태에 따른 적층 세라믹 콘덴서의 단면도이다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 개시의 실시 형태를 설명한다.
도면에 나타내는 X축, Y축 및 Z축은, 서로 직교하고, 적층 세라믹 콘덴서(10)가 속하는 좌표계를 규정한다.
I 제1 실시 형태
1. 적층 세라믹 콘덴서의 전체 구성
도 1 내지 3은, 본 개시의 제1 실시 형태에 따른 적층 세라믹 콘덴서(10)를 도시하는 도면이다. 도 1은, 적층 세라믹 콘덴서(10)의 사시도이다. 도 2는, 적층 세라믹 콘덴서(10)의 도 1의 A-A'선을 따른 단면도이다. 도 3은, 적층 세라믹 콘덴서(10)의 도 1의 B-B'선을 따른 단면도이다.
적층 세라믹 콘덴서(10)는 세라믹 미가공체(11)와, 제1 외부 전극(14)과, 제2 외부 전극(15)을 구비한다. 세라믹 미가공체(11)는 X축 방향에 직교하는 제1 단부면 및 제2 단부면과, Y축 방향에 직교하는 제1 측면 및 제2 측면과, Z축 방향에 직교하는 제1 주면 및 제2 주면을 갖는 대략 6면체로 구성된다. 세라믹 미가공체(11)의 각 면을 접속하는 모서리부는, 예를 들어 라운딩을 띄고 있다.
적층 세라믹 콘덴서(10)는, 예를 들어 이하와 같은 사이즈를 갖는다. 적층 세라믹 콘덴서(10)의 X축 방향에 있어서의 최대 치수는, 예를 들어 0.2㎜ 이상 3.5㎜ 이하이다. 적층 세라믹 콘덴서(10)의 Y축 방향에 있어서의 최대 치수는, 예를 들어 0.1㎜ 이상 2.8㎜ 이하이다. 적층 세라믹 콘덴서(10)의 Z축 방향에 있어서의 최대 치수는, 예를 들어 0.1㎜ 이상 2.8㎜ 이하이다.
각 외부 전극(14, 15)은 세라믹 미가공체(11)의 단부면을 덮고, 세라믹 미가공체(11)를 사이에 두고 X축 방향에 대향하고 있다. 도 1에 도시하는 외부 전극(14, 15)은 세라믹 미가공체(11)의 단부면으로부터 주면 및 측면으로 연장 돌출되어 있다. 또한, 외부 전극(14, 15)의 형상은, 도 1에 도시하는 예에 한정되지 않는다.
외부 전극(14, 15)은 전기의 양도체에 의해 형성되어 있다. 외부 전극(14, 15)을 형성하는 전기의 양도체로서는, 예를 들어, 구리(Cu), 니켈(Ni), 주석(Sn), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 은(Ag), 금(Au) 등을 주성분으로 하는 금속 또는 합금을 들 수 있다.
세라믹 미가공체(11)는 적층체(16)와, 제1 사이드 마진부(17a)와, 제2 사이드 마진부(17b)를 갖는다. 제1 사이드 마진부(17a) 및 제2 사이드 마진부(17b)는 적층체(16)를 사이에 두고 Y축 방향에 대향한다. 제1 사이드 마진부(17a) 및 제2 사이드 마진부(17b)는 적층체(16)를 Y축 방향으로부터 각각 덮고 있다.
적층체(16)는 Y축 방향에 직교하는 제1 측면 S1 및 제2 측면 S2를 갖는다. 제1 측면 S1 및 제2 측면 S2는, 각각, Z축 방향 및 X축 방향을 따라서 연장한다. 또한, 적층체(16)는 X축 방향에 직교하는 제1 단부면 및 제2 단부면과, Z축 방향에 직교하는 제1 주면 및 제2 주면을 갖고, 대략 6면체로 구성된다.
적층체(16)는 Z축 방향으로 적층된 복수의 세라믹층(20)과, 복수의 세라믹층(20) 사이에 배치된 복수의 제1 내부 전극(12) 및 제2 내부 전극(13)을 갖는다. 세라믹층(20)은 X-Y 평면을 따라서 연장되는 평판상으로 구성된다. 내부 전극(12, 13)은 X-Y 평면을 따라서 연장되는 시트상으로 구성되고, Z축 방향을 따라서 교대로 배치되어 있다. 즉, 내부 전극(12, 13)은 세라믹층(20)을 사이에 두고 Z축 방향에 대향하고 있다. 내부 전극(12, 13)의 층수는, 도시의 예에 한정되지 않고, 예를 들어 30층 이상으로 해도 된다.
제1 내부 전극(12)은 제1 외부 전극(14)에 덮인 단부면으로 인출되어 있다. 한편, 제2 내부 전극(13)은 제2 외부 전극(15)에 덮인 단부면으로 인출되어 있다. 이에 의해, 제1 내부 전극(12)은 제1 외부 전극(14)에만 접속되고, 제2 내부 전극(13)은 제2 외부 전극(15)에만 접속되어 있다.
이와 같은 구성에 의해, 적층 세라믹 콘덴서(10)에서는, 제1 외부 전극(14)과 제2 외부 전극(15) 사이에 전압이 인가되면, 제1 내부 전극(12)과 제2 내부 전극(13) 사이의 복수의 세라믹층(20)에 전압이 가해진다. 이에 의해, 적층 세라믹 콘덴서(10)에서는, 제1 외부 전극(14)과 제2 외부 전극(15) 사이의 전압에 따른 전하가 축적된다.
적층체(16)에 있어서, 복수의 세라믹층(20)과 복수의 내부 전극(12, 13)을 포함하는 부분은, 용량 형성부(18)로서 기능한다. 덧붙여, 적층체(16)는 용량 형성부(18)를 사이에 두고 Z축 방향에 대향하는 제1 커버부(19a) 및 제2 커버부(19b)를 갖는다. 제1 커버부(19a) 및 제2 커버부(19b)는 용량 형성부(18)를 Z축 방향으로부터 각각 덮고 있다.
세라믹 미가공체(11)에서는, 내부 전극(12, 13) 사이의 각 세라믹층(20)의 용량을 크게 하기 위해, 고유전율의 유전체 세라믹스가 사용된다. 고유전율의 유전체 세라믹스로서는, 예를 들어, 티타늄산바륨(BaTiO3)으로 대표되는, 바륨(Ba) 및 티타늄(Ti)을 포함하는 페로브스카이트 구조의 재료를 들 수 있다.
또한, 세라믹 미가공체(11)는 티타늄산스트론튬(SrTiO3), 티타늄산칼슘(CaTiO3), 티타늄산마그네슘(MgTiO3), 지르콘산칼슘(CaZrO3), 티타늄산지르콘산칼슘(Ca(Zr, Ti)O3), 지르콘산바륨(BaZrO3), 산화티타늄(TiO2) 등의 조성계로 구성해도 된다.
세라믹층(20)은 상기의 주성분 외에, 망간(Mn), 마그네슘(Mg) 또는 규소(Si) 중의 적어도 1종 원소를 포함하고 있어도 된다. Mn, Mg 및 Si는, 모두 소결성을 높이는 작용을 갖고, 예를 들어 Mn 및 Mg는, 결정립의 미세화 및 세라믹스의 치밀화에 기여한다. 한편, 과잉량의 Mn 및 Mg는, 유전율을 저하시키는 작용을 갖는다. 이 때문에, 세라믹층(20)의 Mn 및 Mg의 합계의 농도와, Si의 농도는, 각각, 세라믹층(20)의 소결성 및 적층 세라믹 콘덴서(10)의 정전 용량의 설계값 등을 고려하여, 적절히 결정된다.
커버부(19a, 19b)도, 절연성 세라믹스로 형성되고, 바람직하게는, 세라믹층(20)과 마찬가지의 조성계의 유전체 세라믹스에 의해 형성된다. 이에 의해, 적층체(16)와 커버부(19a, 19b)의 물성의 차이에 기인하는 응력의 발생을 억제할 수 있다.
각 세라믹층(20)의 Z축 방향에 있어서의 두께는, 정전 용량을 높이는 관점에서, 예를 들어 1.0㎛ 이하이고, 또한 0.5㎛ 이하이어도 된다. 세라믹층(20)의 두께는, 세라믹층(20)의 복수 개소에 있어서 측정된 두께의 평균값으로 할 수 있다. 일례로서, 주사형 전자 현미경에 의해 관찰된 시야 중의 세라믹층(20)으로부터 6층을 선택하고, 각 층의 5군데의 두께를 측정한다. 그리고, 얻어진 30군데의 두께의 평균값을 세라믹층(20)의 두께로 할 수 있다.
내부 전극(12, 13)은 전기의 양도체에 의해 형성되어 있다. 내부 전극(12, 13)을 형성하는 전기의 양도체로서는, 전형적으로는 니켈(Ni)을 들 수 있고, 이 밖에도 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 은(Ag), 금(Au) 등을 주성분으로 하는 금속 또는 합금을 들 수 있다.
각 내부 전극(12, 13)의 Z축 방향에 있어서의 두께는, 용량 형성부(18)를 다층화하여 정전 용량을 높이는 관점에서, 예를 들어, 0.4㎛ 이하이어도 된다. 내부 전극(12, 13)의 두께는, 내부 전극(12, 13)의 복수 개소에 있어서 측정된 두께의 평균값으로 할 수 있다. 일례로서, 주사형 전자 현미경에 의해 관찰된 시야 중의 내부 전극(12, 13)으로부터 6층을 선택하고, 각 층의 5군데의 두께를 측정한다. 그리고, 얻어진 30군데의 두께의 평균값을 내부 전극(12, 13)의 두께로 할 수 있다.
내부 전극(12, 13)은 용량 형성부(18)의 Y축 방향의 전체 폭에 걸쳐서 형성되고, 적층체(16)의 측면 S1, S2에 노출되어 있다. 이들의 내부 전극(12, 13)의 단부 위치는, Y축 방향으로 0.5㎛의 범위 내에 서로 정렬되어 있다. 제1 사이드 마진부(17a)는 적층체(16)의 제1 측면 S1을 덮고, 제2 사이드 마진부(17b)는 적층체(16)의 제2 측면 S2를 덮고 있다. 이에 의해, 적층체(16)의 양측면 S1, S2에 있어서의 내부 전극(12, 13) 사이의 절연성을 확보할 수 있다.
2. 사이드 마진부의 상세한 구성
각 사이드 마진부(17a, 17b)는 절연성 세라믹스로 형성되고, 바람직하게는, 세라믹층(20)과 마찬가지의 조성계의 유전체 세라믹스에 의해 형성된다. 이에 의해, 적층체(16)와 사이드 마진부(17a, 17b)의 물성의 차이에 기인하는 응력의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서, 각 사이드 마진부(17a, 17b)는 망간(Mn) 또는 마그네슘(Mg)의 적어도 한쪽과, 규소(Si)를 포함한다.
제1 사이드 마진부(17a) 및 제2 사이드 마진부(17b)는, 후술하는 바와 같이 적층체(16)에 대하여 나중에 부착되므로, 얇게 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 사이드 마진부(17a) 및 제2 사이드 마진부(17b) 각각의 Y축 방향에 있어서의 치수는, 13㎛ 이하이다. 이에 의해, 내부 전극(12, 13)의 교차 면적을 충분히 확보하고, 적층 세라믹 콘덴서(10)의 소형화 및 대용량화를 실현할 수 있다. 또한, 각 사이드 마진부(17a, 17b)의 Y축 방향에 있어서의 치수는, 각 사이드 마진부(17a, 17b)의 Y축 방향에 있어서의 최대 치수로 한다.
여기서, 외부 전극(14, 15)을 개재하여 적층체(16)의 세라믹층(20)에 전압이 인가된 경우, 전압이 인가된 각 세라믹층(20)에 압전 효과에 의한 기계적 변형(전기 변형)이 발생한다. 사이드 마진부(17a, 17b)가 얇아진 경우, 세라믹 미가공체(11)에 있어서 용량 형성부(18)가 차지하는 비율이 상대적으로 커진다. 이 때문에, 전기 변형에 의해 사이드 마진부(17a, 17b)에 큰 응력이 발생하고, 크랙 등의 구조 결함이 발생할 수 있다.
이에 반해, 사이드 마진부(17a, 17b)에 망간(Mn) 또는 마그네슘(Mg)의 적어도 한쪽을 소결 보조제로서 첨가하고, 사이드 마진부(17a, 17b)의 결정립을 미세화 하고, 또한, 세라믹스의 치밀성을 높이는 것이 생각된다. 이에 의해, 사이드 마진부(17a, 17b)의 기계 강도를 향상시켜, 전기 변형에 의한 구조 결함을 억제할 수 있다.
한편, 사이드 마진부(17a, 17b)에 많이 첨가된 Mn 및/또는 Mg가 세라믹층(20)에 확산된 경우, 세라믹층(20)의 유전율이 저하되고, 적층 세라믹 콘덴서(10)의 정전 용량이 저하되는 경우가 있다.
그래서, 본 실시 형태에서는, 제1 사이드 마진부(17a) 및 제2 사이드 마진부(17b) 각각을 Y축 방향으로 하여, 제1 외측 영역(R12)과, 적층체(16)에 접하는 제1 내측 영역(R11)으로 구획하고, 각 영역의 조성을 이하와 같이 조정함으로써, 전기 변형에 의한 구조 결함의 억제와 정전 용량의 저하 억제를 도모하고 있다.
제1 내측 영역(R11) 및 제1 외측 영역(R12)은, 각 사이드 마진부(17a, 17b)의 X축 방향 및 Z축 방향에 있어서의 중앙부를 Y축 방향으로 2등분하는 가상적인 평면에 의해, 구획된 영역으로 한다. 당해 가상적인 평면은, X-Z 평면과 평행한 면으로 한다. 즉, 제1 내측 영역(R11)의 X축 방향 및 Z축 방향의 중앙부에 있어서의 Y축 방향의 치수와, 제1 외측 영역(R12)의 X축 방향 및 Z축 방향의 중앙부에 있어서의 Y축 방향의 치수는, 동등해진다.
각 영역의 원소 농도는, 예를 들어, 전자 프로브 마이크로 애널라이저(EPMA: Electron Probe Micro Analyzer)에 의한 정량 측정에 의해 얻어진다.
제1 외측 영역(R12)의 Mn 및 Mg의 합계의 농도는, 제1 내측 영역(R11)의 Mn 및 Mg의 합계의 농도보다도 높고, 또한, 복수의 세라믹층(20)의 Mn 및 Mg의 합계의 농도보다도 높다. 이에 의해, 제1 외측 영역(R12)에 있어서의 결정립의 미세화 및 세라믹스의 치밀화가 촉진되고, 제1 외측 영역(R12)의 기계 강도가 향상될 수 있다. 또한, 제1 외측 영역(R12)은, Mn 또는 Mg의 어느 한쪽만을 포함하고 있어도 된다.
한편, 제1 내측 영역(R11)의 Si의 농도는, 제1 외측 영역(R12)의 Si의 농도 이상이며, 또한, 복수의 세라믹층(20)의 Si의 농도보다도 높다. 세라믹스 중의 Si는, 소결에 의해 유리상으로서 석출될 수 있다. 제1 내측 영역(R11)이 이와 같은 Si 농도를 가짐으로써, 비교적 유연한 유리상에 의해 제1 내측 영역(R11)에 유연성이 부여된다.
이들에 의해, 전기 변형에 의해 사이드 마진부(17a, 17b)에 응력이 부여된 경우, 당해 응력이 유연한 제1 내측 영역(R11)에 의해 해방됨과 함께, 기계 강도가 높은 제1 외측 영역(R12)에 의해 크랙 등의 구조 결함이 방지된다. 따라서, 적층 세라믹 콘덴서(10)에 높은 전압이 부가된 경우에서도, 사이드 마진부(17a, 17b)의 구조 결함이 효과적으로 방지되어, 적층 세라믹 콘덴서(10)의 내압 특성을 높일 수 있다.
또한, 제1 외측 영역(R12)에서는, Mn 및/또는 Mg에 의해 치밀성이 향상되므로, 표면의 내마모성을 높일 수 있다. 이에 의해, 핸들링에 의한 흠집 등이 억제되고, 적층 세라믹 콘덴서(10)의 외관 불량이 억제된다.
또한, 제1 내측 영역(R11)의 Mn 및 Mg의 합계의 농도가 상대적으로 낮아지므로, 세라믹층(20)으로의 Mn 및/또는 Mg의 확산이 억제된다. 이에 의해, 세라믹층(20)의 유전율 저하가 억제되고, 적층 세라믹 콘덴서(10)의 정전 용량 저하가 억제된다.
사이드 마진부(17a, 17b)에 있어서의 Si의 농도는, 예를 들어 같아도 된다. 즉, 제1 내측 영역(R11)의 Si의 농도는, 제1 외측 영역(R12)의 Si의 농도와 동등해도 된다.
또는 , 제1 내측 영역(R11)의 Si의 농도는, 제1 외측 영역(R12)의 Si의 농도보다도 높아도 된다. 이에 의해, 제1 외측 영역(R12)의 Si 농도가 상대적으로 저하되고, 제1 외측 영역(R12)에 있어서의 유리상의 석출이 억제된다. 따라서, 제1 외측 영역(R12)의 표면 내마모성이 보다 향상되어, 적층 세라믹 콘덴서(10)의 외관 불량이 보다 효과적으로 억제된다.
3. 적층 세라믹 콘덴서(10)의 제조 방법
도 4는, 적층 세라믹 콘덴서(10)의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 5 내지 7은 적층 세라믹 콘덴서(10)의 제조 과정을 모식적으로 도시하는 도면이다. 이하, 적층 세라믹 콘덴서(10)의 제조 방법에 대해서, 도 4를 따라서, 도 5 내지 7을 적절히 참조하면서 설명한다.
3.1 스텝 S01: 적층체 제작
스텝 S01에서는, 용량 형성부(18)를 형성하기 위한 제1 세라믹 시트(101) 및 제2 세라믹 시트(102)와, 커버부(19a, 19b)를 형성하기 위한 제3 세라믹 시트(103)를 적층하고, 절단함으로써, 미소성의 적층체(116)를 제작한다.
도 5에 도시하는 세라믹 시트(101, 102, 103)는, 유전체 세라믹스를 주성분으로 하는 미소성의 세라믹 그린 시트로 구성된다. 세라믹 시트(101, 102, 103)는, 예를 들어, 롤 코터나 닥터 블레이드 등을 사용하여 시트상으로 성형된다. 세라믹 시트(101, 102)의 두께는, 소성 후의 세라믹층(20)의 두께에 따라서 조정된다. 제3 세라믹 시트(103)의 두께는 적절히 조정 가능하다.
제1 세라믹 시트(101)에는, 제1 내부 전극(12)에 대응하는 미소성의 제1 내부 전극(112)이 형성된다. 제2 세라믹 시트(102)에는, 제2 내부 전극(13)에 대응하는 미소성의 제2 내부 전극(113)이 형성된다. 제3 세라믹 시트(103)에는, 내부 전극이 형성되어 있지 않다.
각 내부 전극(112, 113)은 X축 방향에 평행한 절단선 Lx를 가로지르고, 또한 Y축 방향에 평행한 절단선 Ly를 따라서 연장되는 복수의 띠상의 전극 패턴을 갖는다. 이들의 내부 전극(112, 113)은 스크린 인쇄법이나 그라비아 인쇄법 등에 의해, 도전성 페이스트를 세라믹 시트(101, 102)에 도포함으로써 형성된다.
세라믹 시트(101, 102)는 도 5에 도시한 바와 같이, Z축 방향으로 교대로 적층된다. 세라믹 시트(101, 102)의 적층체는, 용량 형성부(18)에 대응한다. 세라믹 시트(103)는 세라믹 시트(101, 102)의 적층체의 Z축 방향 상하면에 적층된다. 세라믹 시트(103)의 적층체는, 커버부(19a, 19b)에 대응한다.
또한, 세라믹 시트(101, 102, 103)의 적층 매수 등은, 적절히 조정 가능하다.
계속해서, 세라믹 시트(101, 102, 103)의 적층체를 Z축 방향으로부터 압착하고, 절단선 Lx, Ly를 따라서 절단한다. 상기 적층체의 절단에는, 예를 들어, 압박 절단날이나 회전날 등을 사용할 수 있다. 이에 의해, 도 6에 도시하는 적층체(116)가 제작된다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 적층체(116)는 미소성의 내부 전극(112, 113)이 형성된 미소성의 용량 형성부(118)와, 미소성의 제1 커버부(119a)와, 미소성의 제2 커버부(119b)를 갖는다. 적층체(116)에는, Y축 방향에 직교하는 제1 측면 S1 및 제2 측면 S2와, X축 방향에 직교하는 제1 단부면 및 제2 단부면과, Z축 방향에 직교하는 제1 주면 및 제2 주면이 형성된다. 제1 측면 S1 및 제2 측면 S2는, 절단선 Lx에 대응하는 절단면이다. 제1 단부면 및 제2 단부면은, 절단선 Ly에 대응하는 절단면이다. 제1 측면 S1 및 제2 측면 S2로부터는, 미소성의 내부 전극(112, 113)의 단부가 노출되어 있다.
3.2 스텝 S02: 사이드 마진부 형성
스텝 S02에서는, 스텝 S01에서 얻어진 적층체(116)의 제1 측면 S1에 미소성의 제1 사이드 마진부(117a)를 마련하고, 제2 측면 S2에 미소성의 제2 사이드 마진부(117b)를 마련한다. 이에 의해, 도 7에 도시하는 바와 같이, 내부 전극(112, 113)이 노출된 측면 S1, S2가 사이드 마진부(117a, 117b)에 의해 덮인 미소성의 세라믹 미가공체(111)가 얻어진다.
본 실시 형태에 있어서, 제1 사이드 마진부(117a) 및 제2 사이드 마진부(117b)는, 각각, 제1 내층(Ru1)과, 제1 외층(Ru2)을 포함한다. 제1 내층(Ru1)은, 적층체(116)에 접하는 층이다. 제1 외층(Ru2)은, 제1 내층(Ru1)의 Y축 방향 외측에 배치되는 층이다. 제1 내층(Ru1) 및 제1 외층(Ru2)은, 각각, 조성이 다른 미소성의 세라믹 시트 또는 세라믹 슬러리에 의해 형성된다. 제1 내층(Ru1)과 제1 외층(Ru2)의 Y축 방향에 있어서의 두께는, 동일한 것이 바람직하지만, 달라도 된다.
제1 외층(Ru2)은, Mn 또는 Mg의 적어도 한쪽을 포함한다. 제1 외층(Ru2)의 Mn 및 Mg의 합계의 농도는, 제1 내층(Ru1)의 Mn 및 Mg의 합계의 농도보다도 높고, 또한, 세라믹 시트(101, 102)의 Mn 및 Mg의 합계의 농도보다도 높다.
제1 내층(Ru1)은, Si를 포함한다. 제1 내층(Ru1)의 Si의 농도는, 제1 외층(Ru2)의 Si의 농도 이상이며, 또한, 세라믹 시트(101, 102)의 Si의 농도보다도 높다.
사이드 마진부(117a, 117b) 각각은, 제1 내층(Ru1)을 형성하는 세라믹 시트와, 제1 외층(Ru2)을 형성하는 세라믹 시트를 사용하여 형성되어도 된다. 예를 들어, 제1 내층(Ru1)을 형성하는 세라믹 시트를 측면 S1, S2에 부착한 후, 당해 세라믹 시트 상에, 제1 외층(Ru2)을 형성하는 세라믹 시트를 부착해도 된다. 혹은, 제1 내층(Ru1)을 형성하는 세라믹 시트와 제1 외층(Ru2)을 형성하는 세라믹 시트의 적층 시트를, 측면 S1, S2에 부착해도 된다. 일례로서, 대형의 당해 적층 시트에 측면 S1, S2를 압박하고, 당해 적층 시트를 측면 S1, S2로 펀칭함으로써, 당해 적층 시트를 측면 S1, S2에 부착할 수 있다.
혹은, 제1 내층(Ru1)을 형성하는 세라믹 슬러리를 각 측면 S1, S2에 코팅한 후, 제1 내층(Ru1) 상에, 제1 외층(Ru2)을 형성하는 세라믹 슬러리를 코팅함으로써, 사이드 마진부(117a, 117b) 각각을 형성해도 된다. 코팅의 방법은, 도포 또는 침지법 등을 사용할 수 있다.
3.3 스텝 S03: 소성
스텝 S03에서는, 스텝 S02에서 얻어진 세라믹 미가공체(111)를 소성함으로써, 도 1 내지 3에 도시하는 적층 세라믹 콘덴서(10)의 세라믹 미가공체(11)를 제작한다. 스텝 S03에 의해, 적층체(116)가 적층체(16)로 되고, 사이드 마진부(117a, 117b)가 사이드 마진부(17a, 17b)로 된다.
본 실시 형태에 있어서, 스텝 S03에 의해, 사이드 마진부(117a, 117b)의 제1 내층(Ru1)이, 사이드 마진부(17a, 17b)의 내측의 영역이 된다. 마찬가지로, 제1 외층(Ru2)이, 사이드 마진부(17a, 17b)의 외측의 영역이 된다. 이 결과, 상술한 조성의 제1 내측 영역(R11) 및 제1 외측 영역(R12)을 포함하는 사이드 마진부(17a, 17b)가 형성된다.
제1 외층(Ru2)은, Mn 및 Mg의 합계의 농도가 높으므로, 소성에 의해 결정립의 미세화 및 세라믹스의 치밀화가 촉진된다. 따라서, 기계 강도가 높은 제1 외측 영역(R12)이 형성된다. 또한, 제1 외층(Ru2)의 Mn 및/또는 Mg는 소성 시에 확산할 수 있지만, Mn 및 Mg의 합계의 농도가 낮은 제1 내층(Ru1)의 존재에 의해, 적층체(116)로의 Mn 및/또는 Mg의 확산이 억제된다.
한편, 제1 내층(Ru1)에서는, Si의 존재에 의해, 유리상이 석출된다. 이에 의해, 사이드 마진부(17a, 17b)의 제1 내측 영역(R11)의 유연성이 확보되고, 전기 변형에 의한 응력을 해방하는 것이 가능하게 된다.
스텝 S03에 있어서의 소성 온도는, 세라믹 미가공체(111)의 소결 온도에 기초하여 결정할 수 있다. 예를 들어, 티타늄산바륨(BaTiO3)계 재료를 사용하는 경우에는, 소성 온도는 1000 내지 1300℃ 정도로 할 수 있다. 또한, 소성은, 예를 들어, 환원 분위기 하에서, 또는 저산소 분압 분위기 하에서 행할 수 있다.
3.4 스텝 S04: 외부 전극 형성
스텝 S04에서는, 스텝 S03에서 얻어진 세라믹 미가공체(11)의 X축 방향 양단부에 외부 전극(14, 15)을 형성함으로써, 도 1 내지 3에 도시하는 적층 세라믹 콘덴서(10)를 제작한다. 스텝 S04에 있어서의 외부 전극(14, 15)의 형성 방법은, 공지된 방법으로부터 임의로 선택 가능하다.
이상에 의해, 적층 세라믹 콘덴서(10)가 완성된다. 이 제조 방법에서는, 내부 전극(112, 113)이 노출된 적층체(116)의 측면 S1, S2에 사이드 마진부(117a, 117b)가 형성되므로, 세라믹 미가공체(11)에 있어서의 복수의 내부 전극(12, 13)의 Y축 방향의 단부 위치가, 0.5㎛ 이내의 범위에서 정렬된다.
4. 실시예
제1 실시 형태의 실시예로서, 상기 제조 방법에 기초하여 적층 세라믹 콘덴서의 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3의 샘플을 제작하였다. 각 샘플에서는, 티타늄산바륨을 주성분으로 하는 세라믹 그린 시트와, Ni를 포함하는 도체로 이루어지는 내부 전극을 갖는 세라믹 시트를 사용하여, 상기 스텝 S01 내지 S04를 행하였다. 내부 전극이 형성된 세라믹 시트의 적층수는, 470층으로 하였다.
각 샘플의 소성 후의 사이즈는, X축 방향에 있어서의 치수를 약 1.0㎜, Y축 방향에 있어서의 치수를 약 0.5㎜ 및 Z축 방향에 있어서의 치수를 약 0.5㎜로 하였다. 세라믹층의 평균 두께는 0.5㎛, 내부 전극의 평균 두께는 0.4㎛로 하였다.
각 샘플에서는, 사이드 마진부의 층수 및 조성을 바꾸어, Mn 또는 Mg와, Si의 분포를 조정하였다. 또한, 각 샘플의 소성 후에 있어서의 사이드 마진부의 Y축 방향에 있어서의 두께는, 표 1에 나타내는 바와 같다.
실시예 1의 샘플에서는, 제1 외층 및 제1 내층을 포함하는 2층의 사이드 마진부를 형성하였다. 제1 외층에는, 제1 내층 및 세라믹층보다도 높은 농도가 되도록 Mn을 첨가하였다. 제1 내층에는, 제1 외층 및 세라믹층보다도 높은 농도가 되도록 Si를 첨가하였다.
실시예 2의 샘플에서는, 제1 외층 및 제1 내층을 포함하는 2층의 사이드 마진부를 형성하였다. 제1 외층에는, 제1 내층 및 세라믹층보다도 높은 농도가 되도록 Mg를 첨가하였다. 제1 내층에는, 제1 외층 및 세라믹층보다도 높은 농도가 되도록 Si를 첨가하였다.
실시예 3의 샘플에서는, 제1 외층 및 제1 내층을 포함하는 2층의 사이드 마진부를 형성하였다. 제1 외층에는, 제1 내층 및 세라믹층보다도 높은 농도가 되도록 Mn을 첨가하였다. 제1 내층 및 제1 외층에는, 각각, 동일한 농도이며 세라믹층보다도 높은 농도가 되도록 Si를 첨가하였다.
실시예 4의 샘플에서는, 제1 외층 및 제1 내층을 포함하는 2층의 사이드 마진부를 형성하였다. 제1 외층에는, 제1 내층 및 세라믹층보다도 높은 농도가 되도록 Mg를 첨가하였다. 제1 내층 및 제1 외층에는, 각각, 동일한 농도이며 세라믹층보다도 높은 농도가 되도록, Si를 첨가하였다.
비교예 1의 샘플에서는, 1층의 사이드 마진부를 형성하였다. 사이드 마진부에는, 전체적으로 균일하게 분포하도록 Mn과 Si를 첨가하였다.
비교예 2의 샘플에서는, 1층의 사이드 마진부를 형성하였다. 사이드 마진부에는, 전체적으로 균일하게 분포하도록 Mn과 Si를 첨가하였다.
비교예 3의 샘플에서는, 제1 외층 및 제1 내층을 포함하는 2층의 사이드 마진부를 형성하였다. 제1 내층에는, 제1 외층 및 세라믹층보다도 높은 농도가 되도록 Mn을 첨가하였다. 제1 외층에는, 제1 내층 및 세라믹층보다도 높은 농도가 되도록 Si를 첨가하였다.
소성 후의 각 샘플을, Y-Z 단면이 노출되도록 X축 방향 중앙부까지 연마하고, 당해 단면의 Mn, Mg, Si의 분포를 EPMA의 매핑 분석에 의해 평가하였다. 그 결과를, 표 1에 나타낸다.
표 1의 각 원소의 분포에 있어서, 「내측」이란, 사이드 마진부의 제1 내측 영역에 원소가 많이 분포하고 있는 것을 의미한다. 「외측」이란, 사이드 마진부의 제1 외측 영역에 원소가 많이 분포하고 있는 것을 의미한다. 「균일」이란, 사이드 마진부 전체에 원소가 치우침 없이 균일하게 분포하고 있는 것을 의미한다.
Figure pat00001
각 실시예 및 각 비교예의 50개의 샘플에 대해, 절연 파괴 전압(BDV: Breakdown Voltage)을 측정하고, 그 평균값을 내전압으로서 산출하였다. 그 결과를, 표 1에 나타낸다. 또한, 절연 파괴 전압은, 25℃에서 각 샘플에 가하는 전압을 증가시켜 가고, 절연 파괴했을 때의 전압으로 하였다. 또한, 내전압의 평가로서는, 13V 이상을 A로 하고, 10V 이상 13V 미만을 B로 하고, 10V 미만을 C로 하였다.
표 1에 나타내는 바와 같이, 실시예 1 내지 4에서는, 사이드 마진부의 두께는 13㎛로 얇았지만, 모두 내전압의 평가는 A이었다. 한편, 사이드 마진부의 두께가 13㎛의 비교예 2 및 3에서는, 내전압의 평가가 각각 B 및 C이었다. 또한, 사이드 마진부의 두께가 18㎛로 두꺼운 비교예 1에서는, 내전압의 평가가 A이었다.
이에 의해, 사이드 마진부가 13㎛ 이하이며 얇은 경우에도, Mn 또는 Mg를 제1 외측 영역에 많이 분포시키고, Si를 균일하게 분포시키거나 또는 제1 내측 영역에 많이 분포시킴으로써, 내전압을 향상시킬 수 있는 것을 알았다.
계속해서, 각 실시예 및 각 비교예의 50개의 샘플의 정전 용량을 측정하고, 각 실시예 및 각 비교예의 평균값을 산출하였다. 그 결과를, 표 1에 나타낸다. 정전 용량의 평가로서는, 12.0μF 이상을 A로 하고, 10.0μF 이상 12.0μF 미만을 B로 하고, 10.0μF 미만을 C로 하였다.
표 1에 나타내는 바와 같이, Mn 또는 Mg를 제1 외측 영역에 많이 분포시킨 실시예 1 내지 4에서는, 모두 정전 용량의 평가는 A이었다. 한편, 균일한 Mn 분포를 갖는 비교예 1 및 2에서는, 정전 용량의 평가는 B이며, Mn을 제1 내측 영역에 많이 분포시킨 비교예 3에서는, 당해 평가는 C이었다. 이 결과로부터, Mn 또는 Mg를 제1 외측 영역에 많이 분포시킴으로써, 적층체로의 Mn 또는 Mg의 확산이 억제되고, 정전 용량의 저하를 억제할 수 있는 것을 알 수 있었다.
계속해서, 각 실시예 및 각 비교예의 200개의 샘플에 대해, 눈으로 보아 외관 불량의 유무를 판단하였다. 그리고, 각 실시예 및 각 비교예에 있어서, 200개의 샘플 중에 있어서의 외관 불량이 있었던 샘플의 개수 비율을, 외관 불량률로서 산출하였다. 그 결과를, 표 1에 나타낸다. 외관 불량률의 평가로서는, 2.0% 미만을 A, 2.0% 이상 5.0% 미만을 B, 5.0% 이상을 C로 하였다.
표 1에 나타내는 바와 같이, 실시예 1 내지 4에서는, 모두 외관 불량률의 평가는 A이었다. 한편, 비교예 1 및 2에서는, 외관 불량률의 평가는 B이며, 비교예 3에서는, 당해 평가는 C이었다. 이 결과로부터, Mn 또는 Mg를 제1 외측 영역에 많이 분포시키고, Si를 균일하게 분포시키거나 또는 제1 내측 영역에 많이 분포시킴으로써, 사이드 마진부의 내마모성을 향상시켜, 외관 불량을 억제할 수 있는 것을 알 수 있었다.
이상으로부터, Mn 또는 Mg를 제1 외측 영역에 많이 분포시키고, Si를 균일하게 분포시키거나 또는 제1 내측 영역에 많이 분포시킴으로써, 내전압 및 정전 용량이 향상됨과 함께, 외관 불량률이 저하되는 것을 알 수 있었다. 또한, 실시예 1 및 2의 결과, 그리고 실시예 3 및 4의 결과로부터, Mn 및 Mg는, 내압 특성, 정전 용량 및 내마모성에 관해서, 마찬가지의 작용을 갖는 것으로 생각된다.
II 제2 실시 형태
제1 실시 형태에서는, 사이드 마진부(17a, 17b)의 제1 내측 영역(R11) 및 제1 외측 영역(R12)이 소정의 원소 분포를 갖고 있었지만, 이에 덧붙여, 커버부(39a, 39b)도 마찬가지의 원소 분포를 갖고 있어도 된다.
또한, 이하의 실시 형태에 있어서, 제1 실시 형태의 마찬가지의 구성에 대해서는, 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
도 8은, 본 개시의 제2 실시 형태의 적층 세라믹 콘덴서(30)를 도시하는 단면도이며, 도 3과 마찬가지의 위치에 있어서의 단면을 도시하는 도면이다.
적층 세라믹 콘덴서(30)는 제1 실시 형태와 다른 세라믹 미가공체(31)와, 제1 실시 형태와 마찬가지의 제1 외부 전극(14) 및 제2 외부 전극(15)을 구비한다. 또한, 도 8에 있어서 외부 전극(14, 15)의 도시를 생략하고 있다.
세라믹 미가공체(31)는, 제1 실시 형태와 다른 적층체(36)와, 제1 실시 형태와 마찬가지의 제1 사이드 마진부(17a) 및 제2 사이드 마진부(17b)를 갖는다.
적층체(36)는 제1 실시 형태와 마찬가지의 용량 형성부(18)와, 제1 실시 형태와 다른 제1 커버부(39a) 및 제2 커버부(39b)를 포함한다.
각 커버부(39a, 39b)는 절연성 세라믹스로 형성되고, 바람직하게는 세라믹층(20)과 마찬가지의 조성계의 유전체 세라믹스에 의해 형성된다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 각 커버부(39a, 39b)는 망간(Mn) 또는 마그네슘(Mg)의 적어도 한쪽과, 규소(Si)를 포함한다.
본 실시 형태에서는, 제1 커버부(39a) 및 제2 커버부(39b) 각각을 Z축 방향으로 2등분하여, 제2 외측 영역(R22)와, 용량 형성부(18)에 접하는 제2 내측 영역(R21)으로 구획하고, 각 영역의 조성을 조정한다.
제2 내측 영역(R21) 및 제2 외측 영역(R22)은, 각 커버부(39a, 39b)의 X축 방향 및 Y축 방향에 있어서의 중앙부를 Z축 방향으로 2등분하는 가상적인 평면에 의해, 구획된 영역으로 한다. 당해 가상적인 평면은, X-Y 평면과 평행한 면으로 한다. 즉, 제2 내측 영역(R21)의 X축 방향 및 Y축 방향의 중앙부에 있어서의 Z축 방향의 치수와, 제2 외측 영역(R22)의 X축 방향 및 Y축 방향의 중앙부에 있어서의 Z축 방향의 치수는, 동등해진다.
제2 외측 영역(R22)의 Mn 및 Mg의 합계의 농도는, 예를 들어, 제2 내측 영역(R21)의 Mn 및 Mg의 합계의 농도보다도 높고, 복수의 세라믹층(20)의 Mn 및 Mg의 합계의 농도보다도 높다. 이에 의해, 제2 외측 영역(R22)에 있어서의 결정립의 미세화 및 세라믹스의 치밀화가 촉진되어, 표면의 내마모성이 향상된다. 따라서, 핸들링 시의 흠집 등에 의한, 적층 세라믹 콘덴서(10)의 외관 불량이 보다 효과적으로 억제된다.
또한, 제2 내측 영역(R21)의 Mn 및 Mg의 합계의 농도가 상대적으로 낮아지므로, 세라믹층(20)으로의 Mn 및/또는 Mg의 확산이 억제된다. 이에 의해, 세라믹층(20)의 유전율 저하가 억제되고, 적층 세라믹 콘덴서(30)의 정전 용량 저하가 억제된다.
또한, 제2 내측 영역(R21)의 Si의 농도는, 예를 들어, 제2 외측 영역(R22)의 Si의 농도 이상이며, 또한, 복수의 세라믹층(20)의 Si의 농도보다도 높다.
상기 구성에 의해, 제2 내측 영역(R21) 및 제2 외측 영역(R22)의 Mn, Mg 및 Si의 분포를, 사이드 마진부(17a, 17b)의 제1 내측 영역(R11) 및 제1 외측 영역(R12)의 Mn, Mg 및 Si의 분포에 대응시킬 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 각 원소의 분포는, 각 영역의 소결 거동에 영향을 미칠 수 있다. 이 때문에, 상기 구성에 의해, 커버부(39a, 39b)의 소결 거동을 사이드 마진부(17a, 17b)의 소결 거동에 접근시킬 수 있고, 커버부(39a, 39b) 및 사이드 마진부(17a, 17b)의 사이에 발생하는 응력을 저감시킬 수 있다. 따라서, 소결에 의한 크랙 등의 구조 결함을 억제할 수 있다.
본 실시 형태의 제1 커버부(39a) 및 제2 커버부(39b)는, 예를 들어 다른 조성의 세라믹 시트를 적층함으로써, 형성된다.
구체적으로, 미소성의 각 커버부(39a, 39b)는 제2 내층과, 제2 외층을 포함한다. 제2 내층은, 용량 형성부에 인접하는 층이다. 제2 외층은, 제2 내층의 Z축 방향 외측에 적층되는 층이다. 또한, 제2 내층 및 제2 외층은, 각각 단일의 세라믹 시트로 구성되어도 되고, 복수의 세라믹 시트로 구성되어도 된다.
제2 외층은, Mn 또는 Mg의 적어도 한쪽을 포함한다. 제2 외층의 Mn 및 Mg의 합계의 농도는, 제2 내층 및 세라믹층(20)을 구성하는 세라믹 시트의 Mn 및 Mg의 합계의 농도보다도 높다.
제2 내층은, Si를 포함한다. 제2 내층의 Si의 농도는, 제2 외층의 Si의 농도 이상이며, 또한, 세라믹층(20)을 구성하는 세라믹 시트의 Si의 농도보다도 높다.
미소성의 각 커버부(39a, 39b)가 상기 구성의 제2 내층 및 제2 외층을 포함함으로써, 소성 후에, 제2 내측 영역(R21) 및 제2 외측 영역(R22)을 포함하는 커버부(39a, 39b)를 형성할 수 있다.
III 다른 실시 형태
이상, 본 개시의 각 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 개시는 상술한 실시 형태에만 한정되는 것은 아니며, 본 개시의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 여러가지 변경을 가할 수 있는 것은 물론이다.
예를 들어, 제1 실시 형태에 있어서, 미소성의 사이드 마진부(117a, 117b) 각각이, 각각 조성이 다른 제1 내층(Ru1) 및 제1 외층(Ru2)을 포함한다고 설명했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 미소성의 사이드 마진부(117a, 117b) 각각이, 외측을 향하여 Mn 및 Mg의 합계의 농도가 높아지는 바와 같은 3 이상의 층을 포함하고 있어도 된다. 이 경우, 당해 3 이상의 층은, 동일한 Si 농도, 또는 내측을 향하여 높아지는 Si 농도를 갖고 있어도 된다. 이에 의해서도, 소성 후에, 상기 조성의 제1 내측 영역(R11) 및 제1 외측 영역(R12)을 포함하는 사이드 마진부(17a, 17b)를 형성할 수 있다.
마찬가지로, 제2 실시 형태에 있어서도, 미소성의 커버부(39a, 39b) 각각이, 외측을 향하여 Mn 및 Mg의 합계의 농도가 높아지는 바와 같은 3 이상의 층을 포함하고 있어도 된다. 이 경우, 당해 3 이상의 층은, 균일한 Si 농도, 또는 내측을 향하여 높아지는 Si 농도를 갖고 있어도 된다.
10, 30: 적층 세라믹 콘덴서
12, 13: 내부 전극
16, 36: 적층체
17a: 제1 사이드 마진부
17b: 제2 사이드 마진부
18: 용량 형성부
20: 세라믹층
19a, 39a: 제1 커버부
19b, 39b: 제2 커버부
R11: 제1 내측 영역
R12: 제1 외측 영역

Claims (5)

  1. 제1 축 방향으로 적층된 복수의 세라믹층과, 상기 복수의 세라믹층의 사이에 배치된 복수의 내부 전극을 갖고, 상기 복수의 내부 전극의 상기 제1 축과 직교하는 제2 축 방향에 있어서의 단부의 위치가 상기 제2 축 방향으로 0.5㎛의 범위 내에 서로 정렬되어 있는, 적층체와,
    망간 또는 마그네슘의 적어도 한쪽과, 규소를 포함하고, 상기 적층체를 사이에 두고 상기 제2 축 방향에 대향하는 제1 사이드 마진부 및 제2 사이드 마진부
    를 구비하고,
    상기 제1 사이드 마진부 및 상기 제2 사이드 마진부 각각을 상기 제2 축 방향으로 2등분하여, 제1 외측 영역과, 상기 적층체에 접하는 제1 내측 영역으로 구획한 경우에,
    상기 제1 외측 영역의 망간 및 마그네슘의 합계의 농도는, 상기 제1 내측 영역의 망간 및 마그네슘의 합계의 농도보다도 높고, 또한, 상기 복수의 세라믹층의 망간 및 마그네슘의 합계의 농도보다도 높고,
    상기 제1 내측 영역의 규소 농도는, 상기 제1 외측 영역의 규소의 농도 이상이며, 또한, 상기 복수의 세라믹층의 규소의 농도보다도 높은
    적층 세라믹 콘덴서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 내측 영역의 규소 농도는, 상기 제1 외측 영역의 규소 농도보다도 높은 적층 세라믹 콘덴서.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 사이드 마진부 및 상기 제2 사이드 마진부 각각의 상기 제2 축 방향에 있어서의 치수는, 13㎛ 이하인 적층 세라믹 콘덴서.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 적층체는,
    상기 복수의 세라믹층과, 상기 복수의 내부 전극을 포함하는 용량 형성부와,
    망간 또는 마그네슘의 적어도 한쪽과, 규소를 포함하고, 상기 용량 형성부를 사이에 두고 상기 제1 축 방향에 대향하는 제1 커버부 및 제2 커버부를 갖고,
    상기 제1 커버부 및 상기 제2 커버부 각각을 상기 제1 축 방향으로 2등분하여, 제2 외측 영역과, 상기 용량 형성부에 접하는 제2 내측 영역으로 구획한 경우에,
    상기 제2 외측 영역의 망간 및 마그네슘의 합계의 농도는, 상기 제2 내측 영역의 망간 및 마그네슘의 합계의 농도보다도 높고, 또한, 상기 복수의 세라믹층의 망간 및 마그네슘의 합계의 농도보다도 높고,
    상기 제2 내측 영역의 규소의 농도는, 상기 제2 외측 영역의 규소의 농도 이상이며, 또한, 상기 복수의 세라믹층의 규소의 농도보다도 높은 적층 세라믹 콘덴서.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 내부 전극 각각의 상기 제1 축 방향에 있어서의 두께는, 0.4㎛ 이하인 적층 세라믹 콘덴서.
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