多层电容器的制作方法与工艺

多层电容器相关申请的引用本申请要求于2013年7月11日提交的题为“Multi-layeredCapacitor”的韩国专利申请序列号10-2013-0081645的权益，通过引用将其全部内容结合于本申请中。技术领域本发明涉及多层电容器，更具体涉及包括顺电材料(paraelectricmaterial)的多层电容器。

背景技术：
多层电容器(MLCC)是安装在用于各种电子产品如移动通信终端、笔记本电脑和个人数字助理(PDA)的印刷电路板中用于充电或放电的芯片式电容器，并且因为MLCC可以小型化，可以确保高容量且可容易安装，已广泛用作各种电子设备的组件。通常，多层电容器具有在多个介电层之间交替多次层压(multi-layered)的内部电极的结构。此处，已广泛使用铁电材料如具有较高介电常数的钛酸钡作为形成介电层的陶瓷材料。然而，铁电材料具有弱的材料强度和弯曲强度特性，因此，由于外部冲击在其中可能产生裂缝，以致于可能出现容量减小和短路的问题。而且，铁电材料具有压电性并且当向电容器施加电压时，在电容器的本体中在X、Y和Z各个方向上产生压力，以致于可以产生振动。当振动被传递到电容器的安装基板时，整个基板变成声辐射面以产生振动声音，并且在严重情况下，在电容器中可以产生裂缝。为解决这些问题，日本专利申请公开号1997-180956披露在电容器的中心部分处设置中间层以便降低压力。然而，当在电容器中设置分离元件时，难以实现电容器的薄化和小型化，并且介电层或内部电极不可能被设置为与中间层占用的空间一样多，以致于不能简单地实现大容量电容器。此外，由于形成中间层和介电层的材料之间热膨胀系数的差异，电容器在焙烧(点火，开通，firing)时可能在其中产生裂缝。[相关技术文献][专利文献](专利文献1)日本专利申请公开号1997-180956

技术实现要素：
本发明的目的是提供一种多层电容器，在其中未嵌入分离元件的情况下，即使由于外部冲击或压电性产生振动，该多层电容器通过改变覆盖部分的结构而具有可靠性。根据本发明的示例性实施方式，提供一种多层电容器，包括：多层本体，多层本体包括通过多次层压介电层和内部电极形成的容量部分和通过多次层压介电层形成的覆盖部分；以及设置于多层本体两侧的一对外部端子，其中覆盖部分通过多次层压由铁电材料制成的第一介电层和由顺电材料制成的第二介电层形成。第一介电层和第二介电层可以是交替多次层压的。第一介电层的厚度T1与第二介电层的厚度T2的比率(T1/T2)可以是0.2至1.5。覆盖部分可设置在容量部分的上面和下面。铁电材料可以包含选自由以下所组成的组中的任意一种或两种或更多种的混合物：钛酸钡(BaTiO3)基陶瓷(基于钛酸钡(BaTiO3)的陶瓷)、Pb基复合钙钛矿基陶瓷和钛酸锶(SrTiO3)基陶瓷(基于钛酸锶(SrTiO3)的陶瓷)。顺电材料可以包含选自由以下所组成的组中的任意一种或两种或更多种的混合物：锆酸钙(CaZrO3)基陶瓷(基于锆酸钙(CaZrO3)的陶瓷)、锆酸钡(BaZrO3)基陶瓷(基于锆酸钡(BaZrO3)的陶瓷)和锆酸锶(SrZrO3)基陶瓷(基于锆酸锶(SrZrO3)的陶瓷)。形成容量部分的介电层可由铁电材料制成。根据本发明的另一个示例性实施方式，提供一种多层电容器，包括：多层本体，多层本体包括通过多次层压介电层和内部电极形成的容量部分和通过多次层压介电层形成的覆盖部分；以及设置于多层本体两侧的一对外部端子，其中覆盖部分包括通过多次层压多个由铁电材料制成的介电层形成的铁电层和通过多次层压由铁电材料制成的多个介电层形成的顺电层。铁电层可由上铁电层和下铁电层构成，并且顺电层可设置在上铁电层和下铁电层之间。顺电层的厚度T3与覆盖部分的厚度TB的比率(T3/TB)可以是0.1至0.9。附图说明图1是根据本发明示例性实施方式的多层电容器的透视图。图2是图1的纵向截面图。图3是比较根据相关领域的多层电容器和根据本发明示例性实施方式的多层电容器之间弯曲强度特性的图。图4和图5是根据本发明另一个示例性实施方式的多层电容器的截面图。图6是比较根据相关领域的多层电容器和根据本发明另一个示例性实施方式的多层电容器之间弯曲强度特性的图。具体实施方式参考附图，本发明和其实现方法的各种优点和特征从示例性实施方式的以下描述中将是显而易见的。然而，可以以许多不同的形式修改本发明，并且本发明不应该限于本文中列出的示例性实施方式。可以提供这些示例性实施方式以使得本公开充分且完整，并将向本领域技术人员充分表达本发明的范围。整个说明书中相同的附图标记表示相同元件。本说明书中使用的术语是为了解释示例性实施方式，而非限制本发明。除非另有清楚地矛盾描述，否则本说明书中的单数形式包括复数形式。词语“包括”以及变体如“包含”或“含有”应理解为是指包括所述组成、步骤、操作和/或元件(要素)而不排除任何其他组成、步骤、操作和/或元件(要素)。在下文中，将参照附图更详细地描述本发明示例性实施方式的构造和作用效果。图1是根据本发明示例性实施方式的多层电容器的透视图，以及图2是图1的纵向截面图。此外，附图中示出的组件不必须按比例示出。例如，附图中示出的一些组件的尺寸与其它组件相比可以放大，以便有助于理解本发明的示例性实施方式。参照图1和图2，根据本发明示例性实施方式的多层电容器100可以包括多层本体110和设置在多层本体110两端的一对外部端子120。多层本体110可以分为内部电极113嵌入其中的容量部分A和通过仅多次层压多层介电层形成的没有内部电极113的覆盖部分B。详细地说，容量部分A可以通过多次层压具有成形于其一个表面上的内部电极113的介电层形成。容量部分A在多次层压后通过烧结过程完成，使得相邻介电层之间的边界可以是充分一体化以不区别于彼此。可使用铁电材料作为形成容量部分A的介电层材料。因此，根据本发明示例性实施方式的多层电容器100基本上可具有基于高K(high-K-based)的II类结构。而且，内部电极113可由连接至一对外部端子120的任何一个且具有(+)极或(-)极的第一内部电极113a和连接至另一个外部端子120且具有(-)极或(+)极的第二内部电极113b构成。内部电极113具有通过烧结使用选自Ni、Al、Fe、Cu、Ti、Cr、Au、Ag、Pd和Pt(所有都具有良好的导电性)中一种或多种或者其金属化合物作为主要成分的金属浆料形成的金属薄膜。在这种情况下，第一内部电极113a和第二内部电极113b具有不同的夹层方向且具有接触多层本体110侧面的端部以连接至外部端子120。覆盖部分B可由介电层，详细地说，第一介电层111和第二介电层112的多层体形成，其一个表面未设置有内部电极113。覆盖部分B是用于保护电容器免受由于外部冲击或压电性产生振动的层，并且可设置在容量部分A的上面和下面。此处，第一介电层111和第二介电层112可以是交替层压的，其中与容量部分A相似的是第一介电层111可由高K铁电材料制成，例如，选自由以下所组成的组中的任意一种或两种或更多种的混合物：钛酸钡(BaTiO3)基陶瓷、Pb基复合钙钛矿基陶瓷和钛酸锶(SrTiO3)基陶瓷。而且，第二介电层112可由具有良好材料强度和弯曲强度的顺电材料制成，例如，选自由以下所组成的组中的任意一种或两种或更多种的混合物：锆酸钙(CaZrO3)基陶瓷、锆酸钡(BaZrO3)基陶瓷和锆酸锶(SrZrO3)基陶瓷。也就是说，在根据本发明示例性实施方式的多层电容器100中，容量部分A由铁电材料制成以具有基于高K的II类结构并补充由于铁电材料具有弱强度和压电性而导致的耐久性的降低，覆盖部分B的一些层由具有良好材料强度和弯曲强度的顺电材料制成，即第二介电层112。图3是比较根据相关领域的多层电容器(其中全部元件都由钛酸钡(BaTiO3)的铁电材料制成)和根据图2的本发明示例性实施方式的多层电容器之间弯曲强度特性的图。根据相关技术和本发明示例性实施方式的多层电容器都使用1005大小和1μF的电容器，并且观察到电容器安装在基板上之后多层电容器的容量随基板弯曲程度的变化率。在该图中，X坐标的弯曲深度[mm]表示基板的弯曲程度且y坐标的残存率(％)表示其中电容器的容量变化率等于或小于10％的产品的比率。当由于电容器的弱弯曲强度特性使得基板弯曲以在电容器中产生裂缝时，电容器的容量被极大地改变。因此，通常当容量的变化率超过10％时，电容器可以被确定为是有缺陷的(故障的)。参照图3的图，当根据相关领域的电容器具有2mm的弯曲深度时，可以认识到残存率(％)减小到100％以下。然而，根据本发明的示例性实施方式，即使残存率不像上面那样变化(becomesthanabove)，可以认识到残存率(％)可以持续保持100％而不引起缺陷(故障)。原因是由具有良好材料强度和弯曲强度的顺电材料制成的第二介电层112抑制由于弯曲或者振动导致的压力。因此，根据本发明示例性实施方式的多层电容器100可具有大于相关技术的电容器的耐久性。同时，当根据本发明示例性实施方式的整个覆盖部分B由第二介电层112，即顺电材料形成时，可更大地改善弯曲强度特性。然而，在这种情况下，铁电材料的组分比率(％)被降低并因此大大地降低总介电常数。尤其是由于顺电材料和铁电材料的不同特性导致在焙烧(点火)时由于热膨胀系数(CTE)的不匹配可能产生裂缝。因此，根据本发明的示例性实施方式，覆盖部分B可通过交替多次层压第一介电层111和第二介电层112形成。然而，当此处交替多次层压的第二介电层112的厚度T2比第一介电层111的厚度更薄时，可以降低电容器的弯曲强度特性，而当厚度T2比第一介电层111的厚度更厚时，电容器的总介电常数会减小并且可能由于CTE差异出现裂缝。因此，第一介电层111的厚度T1与第二介电层112的厚度T2的比率(T1/T2)可设置在0.2至1.5的范围内。图4是根据本发明另一个实施方式的多层电容器的截面图。参照图4，在根据本发明另一个示例性实施方式的多层电容器中，覆盖部分B可由通过多次层压多个由铁电材料制成的介电层形成的铁电层B1和通过多次层压由顺电材料制成的多个介电层形成的顺电层B2构成。此处，形成多层后，形成铁电层B1的介电层和形成顺电层B2的介电层各自通过经受烧结过程形成，使得相邻介电层之间的边界充分一体化以不区别于彼此。而且，铁电层B1可由上铁电层B11和下铁电层B12构成，如图5中所示，其中顺电层B2可成形为位于上铁电层B11和下铁电层B12之间。同样，根据本发明的另一个示例性实施方式，所有具有预定厚度的一些层都由具有良好材料强度和弯曲强度的顺电层B2构成以改善元件的耐久性。图6是比较根据相关领域的多层电容器(其中全部元件都是由钛酸钡(BaTiO3)的铁电材料制成)和根据图4和图5的本发明示例性实施方式的多层电容器之间弯曲强度特性的图。在比较性实验时，使用1608大小和100nF的电容器，其中y坐标的缺陷的发生率(故障发生率)表示其中电容器的容量变化率超过10％的产品的比率。参照图6，当弯曲深度，即基板弯曲2mm时，仅有由铁电材料制成的相关领域的电容器显示出30％的缺陷的发生率(故障发生率)(％)，但在图4和图5的多层电容器的情况下，可以看出从基板各自弯曲5mm和4mm时才出现缺陷的发生率(％)。此处，当顺电层B2的厚度T3过厚时，顺电层B2和铁电层B1之间的CTE偏差增加，使得焙烧(点火，开通)后可能出现裂缝并且电容器的总介电常数可能减小。与此相反，当顺电层B2的厚度T3过薄时，电容器的弯曲强度特性可能降低。因此，顺电层B2的厚度T3与覆盖部分B的厚度TB的比率(T3/TB)可适当设置在0.1至0.9的范围内。然而，因为数值范围是考虑到弯曲强度特性和介电常数等之间关系设置的最佳范围，所以当稍微偏离最佳范围的数值范围满足本发明的目的时，对本领域中的技术人员显而易见的是那些数值范围是允许的。根据本发明的示例性实施方式，可以提供多层电容器，该电容器可以变薄且小型化，并且可具有高电容和良好的耐久性。而且，可以防止由于材料的不同特性在电容器中出现的裂缝或者分层现象等。已经结合目前考虑的实践示例性实施方式对本发明进行了描述。虽然已经描述了本发明的示例性实施例，但本发明还可以用于各种其他的组合、修改以及环境中。换言之，本发明在本说明书公开的本发明构思的范围内、本公开等同的范围内和/或本发明涉及领域中的技术或知识的范围内可以改变或修改。已经提供了上述示例性实施方式以解释实施本发明的最佳方式。因此，在其他发明如本发明的使用中，它们可以以本发明涉及领域已知的其他状态被实施并且还可以以在本发明具体应用领域和使用中所需的各种形式修改。因此，应当理解的是本发明不限于所公开的实施方式。应当理解的是其他实施方式也包括在随附权利要求书的精神和范围内。