説明

積層セラミックキャパシタ

【課題】本発明は、積層セラミックキャパシタに関する。
【解決手段】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、複数の誘電体層が厚さ方向に積層された積層本体と、当該積層本体の内部に形成され上記誘電体層を介して対向して配置され一端が当該積層本体の対向する側面に交互に露出される第1及び第2の内部電極を含む内部電極層と、を含み、上記積層本体の長さ方向及び厚さ方向の断面から見るとき、上記積層本体の面積をCA1とし、上記第1及び第2の内部電極が厚さ方向に重なる第1の容量形成部以外の部分である第1のマージン部の面積をMA1とすると、CA1に対するMA1の比(MA1/CA1)が0.07〜0.20であることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、積層セラミックキャパシタに関し、より詳細には、デラミネーション(delamination)の発生を抑制すると共に振動音(acoustic noise)を低減し高容量を実現することができる積層セラミックキャパシタに関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、キャパシタ、インダクタ、圧電体素子、バリスタ又はサーミスター等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と、当該本体の内部に形成された内部電極と、当該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けられた外部電極と、を備える。
【0003】
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、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長所から、コンピュータ、PDA、携帯電話等の移動通信装置の部品として広く用いられている。
【0004】
近年では、電子製品の小型化及び多機能化に伴い、電子部品も小型化及び高機能化の傾向にあるため、積層セラミックキャパシタにおいても小型及び高容量の製品が求められている。これにより、誘電体層の厚さは薄くなり且つ積層数は増える積層セラミックキャパシタが製造されている。
【0005】
しかしながら、強誘電体を材料として用いる積層セラミックキャパシタの圧電現象による振動音(acoustic noise)が一部の電子装置で深刻な問題となっている。
【0006】
このような振動音は、積層セラミックキャパシタが実装される電子装置の騒音発生の原因となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたもので、積層セラミックキャパシタの小型化及び高容量化を具現しデラミネーションの発生を抑制すると共に振動音を低減することができる高信頼性の積層セラミックキャパシタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上述した技術的課題を達成するために、本発明の一側面において、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、複数の誘電体層が厚さ方向に積層された積層本体と、当該積層本体の内部に形成され上記誘電体層を介して対向して配置されて一端が当該積層本体の対向する側面に交互に露出される第1及び第2の内部電極を含む内部電極層と、を含み、上記積層本体の長さ方向及び厚さ方向の断面から見るとき、上記積層本体の面積をCA1とし、上記第1及び第2の内部電極が厚さ方向に重なる第1の容量形成部以外の部分である第1のマージン部の面積をMA1とすると、CA1に対するMA1の比(MA1/CA1)が0.07〜0.20であることができる。
【0009】
また、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上記第1のマージン部のうち、上記第1の容量形成部から長さ方向に伸びる部分である第1の長さマージン部の面積をA1とし、上記第1の容量形成部から厚さ方向に伸びる部分である第1の厚さマージン部の面積をC1とすると、A1に対するC1の比(C1/A1)が0.35〜2.0であることができる。
【0010】
また、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上記積層本体の幅方向及び厚さ方向の断面から見るとき、上記積層本体の面積をCA2とし、上記第1及び第2の内部電極が厚さ方向に重なる第2の容量形成部以外の部分である第2のマージン部の面積をMA2とすると、CA2に対するMA2の比(MA2/CA2)が0.10〜0.28であることができる。
【0011】
また、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上記第2のマージン部のうち、上記第2の容量形成部から幅方向に伸びる部分である第1の幅マージン部の面積をB1とし、上記第2の容量形成部から厚さ方向に伸びる部分である第2の厚さマージン部の面積をC2とすると、B1に対するC2の比(C2/B1)が0.30〜1.35であることができる。
【0012】
また、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上記誘電体層の厚さは、3μm以下であることができる。
【0013】
また、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上記誘電体層に用いられるセラミック粉末の平均粒径は、0.3μm以下であることができる。
【0014】
本発明の他の側面において、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、複数の誘電体層が厚さ方向に積層された積層本体と、当該積層本体の内部に形成され上記誘電体層を介して対向して配置されて一端が当該積層本体の対向する側面に交互に露出される第1及び第2の内部電極を含む内部電極層と、を含み、上記積層本体の幅方向及び厚さ方向の断面から見るとき、上記積層本体の面積をCA2とし、上記第1及び第2の内部電極が厚さ方向に重なる第2の容量形成部以外の部分である第2のマージン部の面積をMA2とすると、CA2に対するMA2の比(MA2/CA2)が0.10〜0.28であることができる。
【0015】
また、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上記第2のマージン部のうち、上記第2の容量形成部から幅方向に伸びる部分である第1の幅マージン部の面積をB1とし、上記第2の容量形成部から厚さ方向に伸びる部分である第2の厚さマージン部の面積をC2とすると、B1に対するC2の比(C2/B1)が0.30〜1.35であることができる。
【0016】
また、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上記誘電体層の厚さは、3μm以下であることができる。
【0017】
また、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上記誘電体層に用いられるセラミック粉末の平均粒径は、0.3μm以下であることができる。
【0018】
本発明のさらに他の側面において、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、3μm以下の厚さを有する誘電体層を含む積層本体と、上記誘電体層を介して配置される第1及び第2の内部電極と、を含み、上記第1及び第2の内部電極間に配置されるグレインの数は、上記誘電体層の厚さ方向に10個以上であり、上記積層本体の長さ方向及び厚さ方向の断面から見るとき、上記積層本体の面積をCA1とし、上記第1及び第2の内部電極が厚さ方向に重なる第1の容量形成部以外の部分である第1のマージン部の面積をMA1とすると、CA1に対するMA1の比(MA1/CA1)が0.07〜0.20であることができる。
【0019】
また、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上記第1のマージン部のうち、上記第1の容量形成部から長さ方向に伸びる部分である第1の長さマージン部の面積をA1とし、上記第1の容量形成部から厚さ方向に伸びる部分である第1の厚さマージン部の面積をC1とすると、A1に対するC1の比(C1/A1)が0.35〜2.0であることができる。
【0020】
また、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上記積層本体の幅方向及び厚さ方向の断面から見るとき、上記積層本体の面積をCA2とし、上記第1及び第2の内部電極が厚さ方向に重なる第2の容量形成部以外の部分である第2のマージン部の面積をMA2とすると、CA2に対するMA2の比(MA2/CA2)が0.10〜0.28であることができる。
【0021】
また、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上記第2のマージン部のうち、上記第2の容量形成部から幅方向に伸びる部分である第1の幅マージン部の面積をB1とし、上記第2の容量形成部から厚さ方向に伸びる部分である第2の厚さマージン部の面積をC2とすると、B1に対するC2の比(C2/B1)が0.30〜1.35であることができる。
【0022】
本発明の他の一実施形態による積層セラミックキャパシタは、3μm以下の厚さを有する誘電体層を含む積層本体と、上記誘電体層を介して配置される第1及び第2の内部電極と、を含み、上記第1及び第2の内部電極間に配置されるグレインの数は、上記誘電体層の厚さ方向に10個以上であり、上記積層本体の幅方向及び厚さ方向の断面から見るとき、上記積層本体の面積をCA2とし、上記第1及び第2の内部電極が厚さ方向に重なる第2の容量形成部以外の部分である第2のマージン部の面積をMA2とすると、CA2に対するMA2の比(MA2/CA2)が0.10〜0.28であることができる。
【0023】
また、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上記第2のマージン部のうち、上記第2の容量形成部から幅方向に伸びる部分である第1の幅マージン部の面積をB1とし、上記第2の容量形成部から厚さ方向に伸びる部分である第2の厚さマージン部の面積をC2とすると、B1に対するC2の比(C2/B1)が0.30〜1.35であることができる。
【発明の効果】
【0024】
上述したように、本発明の積層セラミックキャパシタによると、小型化及び高容量化を具現しデラミネーションの発生を抑制すると共に振動音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】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外観斜視図である。
【図2】図1の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A−A’線に沿う断面図である。
【図3】図1の本発明の他の一実施形態による積層セラミックキャパシタのA−A’線に沿う断面図である。
【図4】図1の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B−B’線に沿う断面図である。
【図5】図1の本発明の他の一実施形態による積層セラミックキャパシタのB−B’線に沿う断面図である。
【図6】図3のXの拡大図である。
【図7】図5のYの拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
以下、図面を参照して本発明の具体的な実施形態を詳述する。但し、本発明の思想は、提示される実施形態に制限されず、本発明の思想を理解する当業者は、同一思想の範囲内で他の構成要素の追加、変更、削除などによって、退歩的な他の発明や本発明の思想の範囲内に含まれる他の実施形態を容易に提案することができるが、これもまた本願発明の思想の範囲内に含まれる。
【0027】
なお、図面上における同一機能の構成要素は、同一又は類似の符号を付して示す。
【0028】
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の外観斜視図であり、図2及び図3は、図1のA−A’線に沿う断面図であり、図4及び図5は、図1のB−B’線に沿う断面図であり、図6は、図3のXの拡大図であり、図7は、図5のYの拡大図である。
【0029】
図1から図5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100は、積層本体110と外部電極130とを含むことができる。
【0030】
上記積層本体110は、直六面体の形状を有することができる。本実施形態では、積層方向の断面を上面Tf及び下面Bf、長さ方向の断面を第1の短側面Sf1及び第2の短側面Sf2、幅方向の断面を第1の長側面Lf1及び第2の長側面Lf2とする。
【0031】
図1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では、長さ方向をL方向、幅方向をW方向、厚さ方向をT方向とする。ここで、厚さ方向は、誘電体層を積み上げる方向、即ち、積層方向を意味する。
【0032】
上記積層本体110は、複数の誘電体層が厚さ方向(T方向)に積層されて形成されることができる。上記積層本体110を構成する複数の誘電体層は、焼成された状態で、隣接する誘電体層間の境界を視認できない程度に一体化されていることができる。
【0033】
上記誘電体層は、高誘電率のセラミック粉末で形成されることができる。上記セラミック粉末としては、例えば、チタン酸バリウム(BaTiO)系粉末又はチタン酸ストロンチウム(SrTiO)系粉末等を用いることができるが、これらに限定されるものではない。
【0034】
本発明の一実施形態において、複数の誘電体層のうち一つの誘電体層の厚さは、3μm以下であり、当該一つの誘電体層に配置される焼成されたグレインの平均粒径は、0.3μm以下であることができる。即ち、上記誘電体層のグレインの平均サイズは、当該誘電体層の厚さの1/10以下であることができる。これにより、二つの内部電極間又は一つの誘電体層内に配置されるグレインの数は、誘電体層の厚さ方向に10個以上であることができる。
【0035】
本発明の一実施形態において、上記誘電体層の厚さは、内部電極層121、122間に配置される誘電体層の平均厚さを意味する。上記誘電体層の平均厚さは、図2に示されるように、上記積層本体110の長さ方向断面を走査電子顕微鏡(SEM、Scanning Eletron Microscope)でイメージスキャンすることで測定されることができる。例えば、図2に示されるように、上記積層本体110の幅方向の中心部に沿う長さ方向及び厚さ方向(L−T)の断面を走査電子顕微鏡でスキャンしたイメージから取り出された任意の誘電体層に対し、長さ方向に等間隔の30箇所の厚さを測定することにより、その平均値を求めることができる。上記等間隔の30箇所は、第1及び第2の内部電極121、122が重なる領域を意味する容量形成部で測定されることができる。また、このような平均値の測定を10個以上の誘電体層に拡張して行うと、誘電体層の平均厚さをより一般化することができる。
【0036】
また、上記誘電体層の平均厚さは、長さ方向の中心部に沿う幅方向及び厚さ方向(W−T)の断面を走査電子顕微鏡でスキャンしたイメージから求められることができる。
【0037】
ここで、上記積層本体110の幅方向又は長さ方向の中心部は、当該積層本体110の幅方向又は長さ方向の中心点から当該積層本体110の幅又は長さの30%範囲内である。
【0038】
なお、上記誘電体層のグレインの平均サイズは、走査電子顕微鏡でスキャンされたイメージから取り出された誘電体層の断面写真を分析することで測定されることができる。例えば、ASTM(American Society for Testing and Materials)E112で規定する平均グレインサイズ標準測定方法を支援するグレインサイズ測定ソフトウエアを用いて誘電体層のグレインの平均サイズを測定することができる。
【0039】
上記積層本体110の内部には、複数の内部電極層120が形成されることができる。上記内部電極層120は、誘電体層上に形成され、焼成によって一つの誘電体層を介して当該誘電体層の積層方向に沿って対向配置されることができる。
【0040】
上記複数の内部電極層120は、導電性金属で形成され、当該導電性金属としては、例えば、Ni又はNi合金からなるものを用いることができる。上記Ni合金は、Niと共に、Mn、Cr、Co又はAlを含むことができる。上記内部電極層120は、誘電体層をなすセラミックグリーンシートの一面に、ニッケル(Ni)等の金属粉末が含まれた導電性ペーストを所定のパターンで印刷することにより形成されることができる。一つの内部電極層の厚さは、0.7μm以下であることができるが、これに限定されるものではない。
【0041】
また、本発明の一実施形態によると、上記内部電極層120が形成された誘電体層は、200層以上、500層以上又はそれ以上積層されることができる。
【0042】
複数の内部電極層120は、相違する極性を有する複数の第1の内部電極121と複数の第2の内部電極122とを含むことができる。上記第1の内部電極121及び上記第2の内部電極122は、積層方向に沿って誘電体層を介して対向するように交互に積層されることができる。
【0043】
複数の第1の内部電極121は、一端が上記積層本体110の第1の短側面Sf1に露出され、複数の第2の内部電極122は、上記第1の内部電極121の露出された一端と長さ方向に対向する一端が第2の短側面Sf2に露出されることができる。
【0044】
上記第1の短側面Sf1に露出された複数の第1の内部電極121の一端は、第1の外部電極131に連結され、上記第2の短側面Sf2に露出された複数の第2の内部電極122の一端は、第2の外部電極132に連結されることができる。
【0045】
外部電極130は、上記積層本体110の対向する両側面に形成される第1の外部電極131と第2の外部電極132とを含むことができる。図1に示されるように、上記第1の外部電極131は、上記積層本体110の第1の短側面Sf1を覆うように形成され、上記第2の外部電極132は、上記積層本体110の第2の短側面Sf2を覆うように形成されることができる。
【0046】
本実施形態では、上記第1及び第2の外部電極131、132が上記積層本体110の両短側面Sf1、Sf2を覆うように形成されているが、本発明はこれに限定されず、上記第1及び第2の外部電極131、132が上記積層本体110の両長側面Lf1、Lf2を覆うように形成されることができる。
【0047】
上記第1の外部電極131及び上記第2の外部電極132は、電気的に分離されることができる。上記第1の外部電極131は、上記積層本体110の第1の短側面Sf1に露出される第1の内部電極121の一端と電気的に連結され、上記第2の外部電極132は、上記積層本体110の第1の短側面Sf1と長さ方向に対向する第2の短側面Sf2に露出される第2の内部電極122の一端と電気的に連結されることができる。これにより、上記外部電極130は、外部端子の役割を行うことができる。
【0048】
上記外部電極130は、銅(Cu)又は銅合金(Cu alloy)等で形成されることができる。
【0049】
以下、本実施形態による積層セラミックキャパシタの電気的特性について説明する。
【0050】
上記積層本体110は、複数の第1の内部電極121及び複数の第2の内部電極122が積層方向に重なる部分に容量が形成され、それ以外の部分は容量が形成される部分を保護する役割を行うことができる。以下では、上記重なる部分を容量形成部とし、容量形成部以外の部分をマージン部とする。
【0051】
上記積層本体110に電圧を印加すると、当該積層本体110に圧電現象による歪曲変形が生じ、このような歪曲変形は、上記第1の容量形成部CLTによって生じる。
【0052】
特に、上記第1及び第2の内部電極121、122が回路基板面と平行になるように上記積層本体110を実装する場合、当該積層本体110に生じる歪曲変形が最大となる箇所は、当該積層本体110の中央部分である。この際、上記第1のマージン部MLTが上記積層本体110の歪曲変形を抑制する役割を行う。
【0053】
本発明の一実施形態によると、上記第1のマージン部MLTの面積比を一定範囲に設定することにより、上記積層本体110の歪曲変形が効果的に抑制され、上記積層本体110と回路基板の振動が低減してアコースティックノイズが減少する。
【0054】
上記アコースティックノイズの減少のために誘電体層の厚さを減少させると共に誘電体層内のグレインの平均サイズを当該誘電体層の厚さの1/10以下とすることで、低誘電率化が可能となる。
【0055】
このように、誘電体層の厚さとグレインの平均サイズを小さくして積層セラミックキャパシタを低誘電率化する場合、アコースティックノイズが低減する。
【0056】
しかしながら、上記積層本体110内の第1及び第2の内部電極121、122間の距離、即ち、誘電体層の厚さが3μm以下であり当該誘電体層内のグレイン数が10個以上の積層セラミックキャパシタでは、アコースティックノイズの低減効果が顕著に低くなった。
【0057】
これは、下記表1から明確に分かる。
【0058】
【表1】

【0059】
ここで、実験対象となった試料は、下記の通りに製作された。
【0060】
まず、チタン酸バリウム(BaTiO)等の粉末を含んで形成されたスラリーをキャリアフィルム(carrier film)上に塗布及び乾燥して様々な実験条件に必要な厚さで製造された複数のセラミックグリーンシートを用意し、当該セラミックグリーンシートから誘電体層を形成した。
【0061】
その後、スクリーンを用いて上記セラミックグリーンシート上にニッケル内部電極用導電性ペーストから内部電極を形成した後、370層に積層し、10μmから100μmまでカバー層の厚さを異ならせながらセラミック積層体を製造した。
【0062】
次に、上記セラミック積層体を85℃で1000kgf/cm(9806.65N/cm)の圧力条件で等圧圧縮成形(isostatic pressing)した。
【0063】
次いで、圧着が完了されたセラミック積層体を個別のチップ状に切断し、切断されたチップに対して大気雰囲気下で230℃、60時間維持して脱バインダーを行った。続けて、1200℃で内部電極が酸化されないようにNi/NiOの平衡酸素分圧より低い10−11〜10−10atm(1.01325×10−9〜1.01325×10−8kPa)の酸素分圧の還元雰囲気下で焼成を行った。焼成後のチップのサイズは、3.2mm×1.6mm×1.6mm(L×W×T)であり、誘電体層の厚さ及びグレインのサイズは、上記表1の通りである。
【0064】
表1を参照すると、試料1〜4に示されるように、誘電体の厚さが4.3μmの条件でグレインのサイズを小さくして低誘電率化する場合、振動音のサイズが顕著に小さくなることが分かる。しかしながら、試料5〜12に示されるように、誘電体の厚さが約3μm以下の条件でグレインのサイズを小さくして低誘電率化する場合、td/Dc、即ち、誘電体の厚さに対するグレインのサイズの比が1/10以下であっても振動音の減少効果が微小することが分かる。
【0065】
したがって、誘電体の厚さが薄い場合には、グレインのサイズの減少の他にも別途の条件を加えてこそ、振動音の減少効果をより大きくすることができることが分かる。
【0066】
図2を参照すると、上記積層本体110を長さ方向及び厚さ方向に切断する上で、当該積層本体110の長さ方向及び厚さ方向の断面(L−T断面)を第1の断面とし、当該第1の断面のうち、第1及び第2の内部電極121、122が厚さ方向に重なる部分を第1の容量形成部CLTとし、当該第1の容量形成部CLTを除いた部分を第1のマージン部MLTとする。
【0067】
本実施形態において、上記第1の断面の面積CA1に対する上記第1のマージン部MLTの面積MA1の比(MA1/CA1)は、0.07〜0.20であることができる。MA1/CA1が0.07未満であると、振動音が40dB以上に大きくなりデラミネーション(delamination)が生じるという問題があり、MA1/CA1が0.20を超えると、容量が9μF以下に落ちるという問題がある。
【0068】
図3を参照すると、上記第1のマージン部MLTのうち、上記第1の容量形成部CLTから長さ方向に伸びる部分を第1の長さマージン部MLT1とし、上記第1の容量形成部CLTから厚さ方向に伸びる部分を第1の厚さマージン部MLT2とする。
【0069】
本実施形態において、上記第1の長さマージン部MLT1の面積A1に対する上記第1の厚さマージン部MLT2の面積C1の比(C1/A1)は、0.35〜2.0であることができる。C1/A1が0.35未満であるか又は2.0を超える場合、振動音が40dB以上に大きくなるという問題がある。
【0070】
以下、図6及び図7を参照して上記積層本体110の断面の面積を測定する方法を説明する。
【0071】
図2及び図3に示される断面やマージン部の面積は、上記積層本体110や上記内部電極層120の焼成変形によって完全な線形の境界を有することが困難であり、実質的には線形の仮想線を基準に測定される。
【0072】
但し、容量形成部を形成する第1及び第2の内部電極121、122の境界が不明確なことがある。焼成によって上記第1及び第2の内部電極121、122が変形されると、図6及び図7に示されるように当該第1及び第2の内部電極121、122の端部がオフセットされることがある。
【0073】
この場合、マージン部と容量形成部の面積の測定のために、内部電極の端部のうちオフセット変形が最大の部分Xmax、Ymaxとオフセット変形が最小の部分Xmin、Yminとの中間値Xm、Ymを境界として面積を測定することができる。
【0074】
ここで、上記積層本体110の一側面と上記内部電極121、122との距離を基準に、オフセット変形が最大の部分は、当該積層本体110の一側面と当該内部電極121、122の端部との距離が最小の場合であり、オフセット変形が最小の部分は、当該積層本体110の一側面と当該内部電極121、122の端部との距離が最大の場合である。
【0075】
図4を参照すると、上記積層本体110を幅方向及び厚さ方向に切断する上で、当該積層本体110の幅方向及び厚さ方向の断面(W−T断面)を第2の断面とし、当該第2の断面のうち、第1及び第2の内部電極121、122が厚さ方向に重なる部分を第2の容量形成部CWTとし、当該第2の容量形成部CWTを除いた部分を第2のマージン部MWTとする。
【0076】
本実施形態において、上記第2の断面の面積CA2に対する上記第2のマージン部MWTの面積MA2の比(MA2/CA2)は、0.10〜0.28であることができる。MA2/CA2が0.10未満であると、振動音が40dB以上に大きくなりデラミネーションが生じるという問題があり、MA2/CA2が0.28を超えると、容量が9μF以下に落ちるという問題がある。
【0077】
図5を参照すると、上記第2のマージン部MWTのうち、上記第2の容量形成部CWTから幅方向に伸びる部分を第1の幅マージン部MWT1とし、上記第2の容量形成部CWTから厚さ方向に伸びる部分を第2の厚さマージン部MWT2とする。
【0078】
本実施形態において、上記第1の幅マージン部MWT1の面積B1に対する上記第2の厚さマージン部MWT2の面積C2の比(C2/B1)は、0.3〜1.35であることができる。C1/A1が0.3未満であるか又は1.35を超える場合、振動音が40dB以上に大きくなるという問題がある。
【0079】
以下、実施例及び比較例を参照して本発明をより具体的に説明するが、これは、発明の具体的な理解のためのもので、本発明の範囲がこれに限定されるものではない。
【実施例】
【0080】
本実施例による積層セラミックキャパシタは、下記の通りに製作された。
【0081】
まず、チタン酸バリウム(BaTiO)等の粉末を含んで形成されたスラリーをキャリアフィルム上に塗布及び乾燥して3.9μmの厚さで製造された複数のセラミックグリーンシートを用意し、当該セラミックグリーンシートから誘電体層を形成した。
【0082】
その後、積層セラミックキャパシタのLマージンとWマージンを異ならせたパターンを含むスクリーンを用いて上記セラミックグリーンシート上にニッケル内部電極用導電性ペーストから内部電極を形成した後、370層に積層し、10μmから100μmまでカバー層の厚さを異ならせながらセラミック積層体を製造した。
【0083】
次に、上記セラミック積層体を85℃で1000kgf/cm(9806.65N/cm)の圧力条件で等圧圧縮成形した。
【0084】
次いで、圧着が完了されたセラミック積層体を個別のチップ状に切断し、切断されたチップに対して大気雰囲気下で230℃、60時間維持して脱バインダーを行った。続けて、1200℃で内部電極が酸化されないようにNi/NiOの平衡酸素分圧より低い10−11〜10−10atm(1.01325×10−9〜1.01325×10−8kPa)の酸素分圧の還元雰囲気下で焼成を行った。焼成後の誘電体層の厚さは、2.7μmであり、誘電体層に用いられるセラミック粉末の焼成後の平均粒径は、0.27μmであり、焼成後のチップのサイズは、3.2mm×1.6mm×1.6mm(L×W×T)であった。
【0085】
以後、外部電極形成工程、メッキ工程等を経て積層セラミックキャパシタを製作した。
【0086】
上記積層セラミックキャパシタの試料は、マージン部の面積比に応じて多様に製作された。
【0087】
下記表2は、積層本体の断面に対するマージン部の面積比による振動音、容量及びデラミネーション(Delam.)の発生率を比較したもので、振動音(騒音)は、12.5VのDC電圧に3Vppのパルス波を印加して無響室で測定したものであり、容量は、1kHzで各試料当たりの100個のサンプルを測定したものであり、Delam.の発生率は、100個の試料に対して内部分析を行って示したものである。
【0088】
【表2】

※CA1:積層本体の第1の断面(L−T断面)の面積、MA1:第1のマージン部MLTの面積、CA2:積層本体の第2の断面(W−T断面)の面積、MA2:第2のマージン部MWTの面積、*:比較例
【0089】
上記表2を参照すると、試料1〜4、14〜17は、比較例であり、試料5〜13は、実施例である。
【0090】
本発明の実施例の試料5〜13の振動音は、27.5〜33.9dBで、比較例の試料1〜4の振動音より顕著に低いことが分かる。また、本発明の実施例の試料5〜13では、デラミネーションの発生率が10%と信頼性に優れており、容量は9.09〜12.36μFで9μF以上の容量の確保が可能であるため、高容量を実現することができる。
【0091】
これに対し、比較例の試料1〜4では、容量が12μF以上と高容量であるが、振動音が43dB以上であり、デラミネーションの発生率も高い。比較例の試料14〜17では、デラミネーションの発生率が0%であり、振動音が27dB以下と顕著に低いが、容量は急激に劣る。
【0092】
以上のことから、本発明の実施例は、比較例と比較して振動音を顕著に低減させると共にデラミネーションの発生率を低くし高容量を実現することができることが分かる。
【0093】
下記表3は、マージン部の各部分の面積比による振動音、容量及びデラミネーション(Delam.)の発生率を比較したものである。
【0094】
【表3】

※A1:第1の長さマージン部MLT1の面積、C1:第1の厚さマージン部MLT2の面積、B1:第1の幅マージン部MWT1の面積、C2:第2の厚さマージン部MWT2の面積、*:比較例
【0095】
上記表3を参照すると、試料21、22、28〜30は、比較例であり、試料23〜27は、実施例である。
【0096】
本発明の実施例の試料23〜27の振動音は、31〜33.4dBで、比較例の試料21、22、28〜30より顕著に低いことが分かる。また、実施例の試料23〜27では、デラミネーションの発生率が0%と信頼性に優れており、容量は10.92〜11.47μFで約11μF以上の容量の確保が可能であるため、高容量を実現することができる。
【0097】
これに対し、比較例の試料28〜30では、容量が約11.5μF以上と高容量であるが、振動音が41dB以上であり、特に、試料29及び30では、デラミネーションの発生率が10%以上と高い。比較例の試料21及び22では、振動音が40dB以上であり、容量が10.7μF以下と低く、特に、試料21では、デラミネーションの発生率が12%と信頼性が劣る。
【0098】
以上のように、本発明の実施例は、比較例と比較して振動音を顕著に低減させると共にデラミネーションの発生率を低くし高容量を実現することができることが分かる。
【0099】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、これは、単なる例示に過ぎず、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、これから様々な変形及び均等な他の実施形態が可能であることを理解するはずである。よって、本発明の技術的保護範囲は、添付の特許請求の範囲により定められるべきである。
【符号の説明】
【0100】
100 積層セラミックキャパシタ
110 積層本体
120 内部電極層
121、122 第1及び第2の内部電極
130 外部電極
131、132 第1及び第2の外部電極

【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の誘電体層が厚さ方向に積層された積層本体と、
前記積層本体の内部に形成され、前記誘電体層を介して対向して配置され一端が前記積層本体の対向する側面に交互に露出される第1及び第2の内部電極を含む内部電極層と、
を含み、
前記積層本体の長さ方向及び厚さ方向の断面から見るとき、前記積層本体の面積をCA1とし、前記第1及び第2の内部電極が厚さ方向に重なる第1の容量形成部以外の部分である第1のマージン部の面積をMA1とすると、CA1に対するMA1の比(MA1/CA1)が0.07〜0.20である、積層セラミックキャパシタ。
【請求項2】
前記第1のマージン部のうち、前記第1の容量形成部から長さ方向に伸びる部分である第1の長さマージン部の面積をA1とし、前記第1の容量形成部から厚さ方向に伸びる部分である第1の厚さマージン部の面積をC1とすると、A1に対するC1の比(C1/A1)が0.35〜2.0である、請求項1に記載の積層セラミックキャパシタ。
【請求項3】
前記積層本体の幅方向及び厚さ方向の断面から見るとき、前記積層本体の面積をCA2とし、前記第1及び第2の内部電極が厚さ方向に重なる第2の容量形成部以外の部分である第2のマージン部の面積をMA2とすると、CA2に対するMA2の比(MA2/CA2)が0.10〜0.28である、請求項1に記載の積層セラミックキャパシタ。
【請求項4】
前記第2のマージン部のうち、前記第2の容量形成部から幅方向に伸びる部分である第1の幅マージン部の面積をB1とし、前記第2の容量形成部から厚さ方向に伸びる部分である第2の厚さマージン部の面積をC2とすると、B1に対するC2の比(C2/B1)が0.30〜1.35である、請求項3に記載の積層セラミックキャパシタ。
【請求項5】
前記誘電体層の厚さは、3μm以下である、請求項1に記載の積層セラミックキャパシタ。
【請求項6】
前記誘電体層に用いられるセラミック粉末の平均粒径は、0.3μm以下である、請求項1に記載の積層セラミックキャパシタ。
【請求項7】
複数の誘電体層が厚さ方向に積層された積層本体と、
前記積層本体の内部に形成され、前記誘電体層を介して対向して配置され一端が前記積層本体の対向する側面に交互に露出される第1及び第2の内部電極を含む内部電極層と、
を含み、
前記積層本体の幅方向及び厚さ方向の断面から見るとき、前記積層本体の面積をCA2とし、前記第1及び第2の内部電極が厚さ方向に重なる第2の容量形成部以外の部分である第2のマージン部の面積をMA2とすると、CA2に対するMA2の比(MA2/CA2)が0.10〜0.28である、積層セラミックキャパシタ。
【請求項8】
前記第2のマージン部のうち、前記第2の容量形成部から幅方向に伸びる部分である第1の幅マージン部の面積をB1とし、前記第2の容量形成部から厚さ方向に伸びる部分である第2の厚さマージン部の面積をC2とすると、B1に対するC2の比(C2/B1)が0.30〜1.35である、請求項7に記載の積層セラミックキャパシタ。
【請求項9】
前記誘電体層の厚さは、3μm以下である、請求項7に記載の積層セラミックキャパシタ。
【請求項10】
前記誘電体層に用いられるセラミック粉末の平均粒径は、0.3μm以下である、請求項7に記載の積層セラミックキャパシタ。
【請求項11】
3μm以下の厚さを有する誘電体層を含む積層本体と、
前記誘電体層を介して配置される第1及び第2の内部電極と、
を含み、
前記第1及び第2の内部電極間に配置されるグレインの数は、前記誘電体層の厚さ方向に10個以上であり、
前記積層本体の長さ方向及び厚さ方向の断面から見るとき、前記積層本体の面積をCA1とし、前記第1及び第2の内部電極が厚さ方向に重なる第1の容量形成部以外の部分である第1のマージン部の面積をMA1とすると、CA1に対するMA1の比(MA1/CA1)が0.07〜0.20である、積層セラミックキャパシタ。
【請求項12】
前記第1のマージン部のうち、前記第1の容量形成部から長さ方向に伸びる部分である第1の長さマージン部の面積をA1とし、前記第1の容量形成部から厚さ方向に伸びる部分である第1の厚さマージン部の面積をC1とすると、A1に対するC1の比(C1/A1)が0.35〜2.0である、請求項11に記載の積層セラミックキャパシタ。
【請求項13】
前記積層本体の幅方向及び厚さ方向の断面から見るとき、前記積層本体の面積をCA2とし、前記第1及び第2の内部電極が厚さ方向に重なる第2の容量形成部以外の部分である第2のマージン部の面積をMA2とすると、CA2に対するMA2の比(MA2/CA2)が0.10〜0.28である、請求項11に記載の積層セラミックキャパシタ。
【請求項14】
前記第2のマージン部のうち、前記第2の容量形成部から幅方向に伸びる部分である第1の幅マージン部の面積をB1とし、前記第2の容量形成部から厚さ方向に伸びる部分である第2の厚さマージン部の面積をC2とすると、B1に対するC2の比(C2/B1)が0.30〜1.35である、請求項13に記載の積層セラミックキャパシタ。
【請求項15】
3μm以下の厚さを有する誘電体層を含む積層本体と、
前記誘電体層を介して配置される第1及び第2の内部電極と、
を含み、
前記第1及び第2の内部電極間に配置されるグレインの数は、前記誘電体層の厚さ方向に10個以上であり、
前記積層本体の幅方向及び厚さ方向の断面から見るとき、前記積層本体の面積をCA2とし、前記第1及び第2の内部電極が厚さ方向に重なる第2の容量形成部以外の部分である第2のマージン部の面積をMA2とすると、CA2に対するMA2の比(MA2/CA2)が0.10〜0.28である、積層セラミックキャパシタ。
【請求項16】
前記第2のマージン部のうち、前記第2の容量形成部から幅方向に伸びる部分である第1の幅マージン部の面積をB1とし、前記第2の容量形成部から厚さ方向に伸びる部分である第2の厚さマージン部の面積をC2とすると、B1に対するC2の比(C2/B1)が0.30〜1.35である、請求項15に記載の積層セラミックキャパシタ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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