多层陶瓷电容器及其制造方法与流程

本公开涉及一种多层陶瓷电容器及其制造方法。

背景技术：

随着电子产品、计算机等的性能提高，多层陶瓷电容器(mlcc)(应用于电子产品、计算机等的组件)需要具有高容量和高可靠性。

此外，随着移动通信装置和电子装置的小型化，mlcc(应用于移动通信装置和电子装置的组件)也需要更小和更薄。

因此，正在进行开发其中形成有过孔或通孔、通过用导电材料填充过孔或通孔来形成连接到内电极的过孔电极并且形成将与过孔电极连接的底电极的mlcc。

技术实现要素：

本公开的一方面可提供一种多层陶瓷电容器及其制造方法，所述多层陶瓷电容器包括具有相对于主体以及镀层的优异粘合性的外电极。

根据本公开的一方面，一种多层陶瓷电容器可包括：主体，包括第一内电极和第二内电极，所述第一内电极和所述第二内电极设置有介于它们之间的介电层；第一连接电极，穿过所述主体连接到所述第一内电极；第二连接电极，穿过所述主体连接到所述第二内电极；第一外电极，设置在所述主体的一个表面上并连接到所述第一连接电极；以及第二外电极，设置在所述主体的一个表面上，与所述第一外电极分开并且连接到所述第二连接电极，其中，所述第一外电极和所述第二外电极各自包括：第一电极层，设置在所述主体上并包括陶瓷；以及第二电极层，设置在所述第一电极层上并且具有比所述第一电极层的陶瓷含量小的陶瓷含量。

根据本公开的另一方面，一种制造多层陶瓷电容器的方法可包括：制备包括第一内电极和第二内电极的主体，其中，所述第一内电极和所述第二内电极设置有介于它们之间的介电层；形成穿过所述主体的第一孔和第二孔；用导电材料填充所述第一孔和所述第二孔以形成连接到所述第一内电极的第一连接电极和连接到所述第二内电极的第二连接电极；在所述主体的一个表面上形成连接到所述第一连接电极的第一外电极以及与所述第一外电极分开并连接到所述第二连接电极的第二外电极，其中，形成所述第一外电极和所述第二外电极的步骤包括：在所述主体上形成包括陶瓷的第一电极层；在所述第一电极层上形成陶瓷含量小于所述第一电极层的陶瓷含量的第二电极层。

附图说明

通过下面结合附图的详细描述，本公开的以上和其他方面、特征和其他优点将被更清楚地理解，在附图中：

图1是示意性地示出根据本公开的示例性实施例的多层陶瓷电容器(mlcc)的透视图；

图2是图1的mlcc的沿线i-i'截取的示意性截面图；

图3是传统mlcc的示意性截面图；以及

图4至图7是示意性地示出根据本公开的示例性实施例的制造mlcc的方法的顺序工艺的截面图。

具体实施方式

现在将参照附图详细描述本公开的示例性实施例。

图1是示意性地示出根据本公开的示例性实施例的多层陶瓷电容器(mlcc)的透视图，图2是图1的mlcc的沿线i-i'截取的示意性截面图。

将参照图1和图2描述根据本公开的示例性实施例的mlcc100的结构。

根据本公开的示例性实施例的mlcc100包括主体110以及设置在主体110的外表面上的第一外电极141和第二外电极142。

主体110通过堆叠多个介电层111形成，并且可通过层叠多个生片并随后烧结层叠的生片而获得。通过烧结，多个介电层111可具有一体化形式。主体110的形状和尺寸以及堆叠的介电层111的数量不限于本示例性实施例中示出的那些。如图1中所示，例如，主体110可具有长方体形状。

主体110中包括的介电层111可包括具有高介电常数的陶瓷材料。例如，介电层111可包括钛酸钡(batio3)基材料或钛酸锶(srtio3)基材料，但是也可使用本领域已知的任何其他材料，只要其可获得足够的电容即可。(batio3)基陶瓷粉末可包括通过在batio3中部分地使用钙(ca)、锆(zr)等而获得的例如(ba1-xcax)tio3、ba(ti1-ycay)o3、(ba1-xcax)(ti1-yzry)o3或ba(ti1-yzry)o3。如果必要，则介电层111还可包括添加剂、有机溶剂、增塑剂、粘合剂、分散剂等与陶瓷材料一起作为主要成分，这里，介电层111可包括与添加到内电极121和122的材料相同的材料作为添加剂，并且适当局部地调整添加剂的浓度以确保均匀的烧结性能。

主体110可通过堆叠四个或更多个介电层111来形成。例如，主体110可通过堆叠400至500个介电层来形成。通过堆叠不具有内电极的介电层而形成的第一覆盖层112和第二覆盖层113可分别设置在主体110的上表面和下表面上。此外，可在主体110的上表面和下表面中的一者上设置通过堆叠不具有内电极的介电层形成的覆盖层。

主体110包括形成在其内侧上的第一内电极121和第二内电极122。第一内电极121和第二内电极122设置为彼此面对，并且介电层111介于第一内电极121和第二内电极122之间。第一内电极121和第二内电极122可连接到不同的第一外电极141和第二外电极142并且在被驱动时具有不同的极性。第一内电极121和第二内电极122可分别通过在陶瓷生片的一个表面上印刷包含导电金属的膏以具有预定厚度并随后将其烧结而获得。第一内电极121和第二内电极122的主要组成材料可以是镍(ni)、铜(cu)、钯(pd)、银(ag)等，也可使用它们的合金。

这里，第一内电极121和第二内电极122可分别包括第一绝缘部121a和第二绝缘部122a。第一绝缘部121a和第二绝缘部122a指未形成第一内电极121和第二内电极122的区域，并且分别用于使第一内电极121和第二内电极122仅连接到具有不同极性的外电极。也就是说，第一连接电极131通过第二绝缘部122a与第二内电极122分开，并且第二连接电极132通过第一绝缘部121a与第一内电极121分开。

因为第一内电极121和第二内电极122分别通过第一连接电极131和第二连接电极132连接到第一外电极141和第二外电极142，所以可使第一内电极121与第二内电极122彼此叠置并且介电层111介于第一内电极121与第二内电极122之间的区域最大化，显著增大mlcc100的电容。

第一外电极141设置在主体110的一个表面上并连接到第一连接电极131，并且第二外电极142设置在主体110的一个表面上并连接到第二连接电极132。

第一连接电极131和第二连接电极132可通过用导电材料填充穿过主体110的孔h1和h2来形成。

同时，第一外电极141和第二外电极142可仅设置在主体110的一个表面上。以此方式，仅设置在主体110的一个表面上的第一外电极141和第二外电极142可定义为底电极。具有这样的底电极结构的mlcc100可减小连接主体110的上表面和下表面的侧表面上的边缘部分，以使用于形成第一内电极121和第二内电极122的区域增大，显著提高mlcc100的电容。也就是说，因为根据本公开的示例性实施例的mlcc100具有底电极结构以及其中内电极通过穿过主体的连接电极连接到外电极的结构，所以可进一步提高mlcc100的电容。

在下文中，将参照图2描述第一外电极141的结构，并且相同的描述也可应用于第二外电极142。

参照图2，第一外电极141包括第一电极层141a和第二电极层141b。

第一电极层141a包括陶瓷，因此其可用于增强主体110与第一外电极141之间的粘合性。

第二电极层141b可设置在第一电极层141a上。

根据本发明的示例性实施例的mlcc100的外电极还可包括镀层141c。镀层141c可用作提高与焊料的粘合性的焊料粘合层。例如，镀层可包括au、cu和sn中的至少一种。

因为第二电极层141b的陶瓷含量小于第一电极层141a的陶瓷含量，所以第二电极层141b可用于增大导电性，使镀层均匀地形成，并增强相对于镀层的粘合性。

这里，第一电极层141a和第二电极层141b中包括的陶瓷是与介电层111中包括的材料相同的材料，因此可进一步增强粘合性。

另外，为了确保导电性，第一电极层141a和第二电极层141b还包括金属。例如，第一电极层141a和第二电极层141b还可包括铜(cu)、镍(ni)、锡(sn)、钨(w)和金(au)中的至少一种。

将参照作为现有技术mlcc200的截面图的图3描述外电极242的结构，并且相同的描述也可应用于外电极241。参照图3，通过增加镀层242c提高主体与外电极之间的粘合性。然而，因为镀层242c直接设置在具有高含量的陶瓷的电极层242a上，所以镀层242c难以均匀地形成，导致低的镀覆粘合性和可焊性。

相比之下，在根据本发明的示例性实施例的mlcc100中，因为镀层141c设置在陶瓷含量小于第一电极层141a的陶瓷含量的第二电极层141b上，所以镀层141c可均匀地形成，获得优异的镀覆粘合性和可焊性以增强安装可靠性。

第一电极层141a可包括70wt％至85wt％的金属和15wt％至30wt％的陶瓷。第二电极层141b可包括90wt％至98wt％的金属和2wt％至10wt％的陶瓷。

如果第一电极层141a中的金属含量超过85wt％或者第一电极层141a中的陶瓷含量小于15wt％，则主体与外电极之间的粘合性可能会差。另一方面，当第一电极层141a中的金属含量小于70wt％或陶瓷含量超过30wt％时，导电性可能会降低并且第一电极层141a与第二电极层141b之间的粘合性可能劣化。

如果第二电极层141b的金属含量超过98wt％或陶瓷含量小于2wt％，则第一电极层141a和第二电极层141b之间的粘合性可能降低。另一方面，当第二电极层141b的金属含量小于90wt％或陶瓷含量超过10wt％时，在形成镀层期间可能会不均匀地形成镀层，劣化粘合性和可焊性。

更优选地，第一电极层141a可包括75wt％至80wt％的金属和20wt％至25wt％的陶瓷，第二电极层141b可包括92wt％至96wt％的金属和4wt％至8wt％的陶瓷。

下面的表1示出了根据第一电极层141a和第二电极层141b的陶瓷含量的第一电极层141a和第二电极层141b和镀层141c之间的粘合性的评价。

通过胶带测试测试粘合性，并在粘合性测试之后基于缺陷率评价粘合性。评价标准如下。

○：缺陷率为10％或更小

△：缺陷率超过10％并且为30％或更小

x：缺陷率超过30％

[表1]

*：比较示例

参照表1，可看出，当第一电极层141a包括70wt％至85wt％的金属和15wt％至30wt％的陶瓷并且第二电极层141b包括90wt％至98wt％的金属和2wt％至10wt％的陶瓷时，确保了优异的粘合性。

此外，可看出，当第一电极层141a包括75wt％至80wt％的金属和20wt％至25wt％的陶瓷并且第二电极层141b包括92wt％至96wt％的金属和4wt％至8wt％的陶瓷时，进一步确保了优异的粘合性。

图4至图7示出了制造图1和图2中示出的mlcc的方法。将参照图4至图7描述制造本公开的图1和图2中示出的mlcc的方法。从制造方法的描述中，可进一步明确上述mlcc的结构。

首先，如图4中所示，通过堆叠通过在使用介电层形成的陶瓷生片中的每个的一个表面上印刷包括导电金属的膏以具有预定的厚度而形成的片来制备包括介电层以及第一内电极和第二内电极且所述介电层设置在所述第一内电极和第二内电极之间的主体。

可在主体110的上表面和下表面上堆叠不具有内电极的介电层以形成第一覆盖层112和第二覆盖层113。

随后，如图4中所示，使用激光钻孔、机械销冲孔等形成孔h1和h2。

此后，如图5中所示，使用诸如涂敷导电膏、镀覆等的方法，用导电材料填充孔h1和h2，以形成第一连接电极131和第二连接电极132。

此后，在主体110的一个表面上形成连接到第一连接电极131的第一外电极141和连接到第二连接电极132的第二外电极142。

详细地，形成第一外电极和第二外电极的步骤可包括：在主体上形成包括陶瓷的第一电极层141a和142a(图6)；在第一电极层上形成陶瓷含量小于第一电极层的陶瓷含量的第二电极层141b和142b(图7)。

可通过涂敷包括金属和陶瓷添加剂的导电膏来形成第一电极层，并且可通过涂敷包括金属和陶瓷添加剂的导电膏来形成第二电极层，第二电极层的陶瓷添加剂的含量小于第一电极层的陶瓷添加剂的含量。

这里，第一电极层141a和142a和第二电极层141b和142b中包括的陶瓷添加剂可以是与介电层111中包括的陶瓷材料相同的材料，以进一步增强粘合性，并且金属可以是选自cu、ni、sn、w和au之中的一种或更多种。

在形成第二电极层之后，执行煅烧和烧结，并且在第二电极层上形成镀层，完成图1和图2中示出的mlcc。

如上所述，在根据本公开的示例性实施例的mlcc中，因为第一外电极和第二外电极包括第一电极层和第二电极层，所以相对于镀层的粘合性以及相对于主体的粘合性可增强，并且优异的可焊性使安装可靠性增强。

另外，因为使用第一连接电极将第一内电极连接到第一外电极，并且使用第二连接电极将第二内电极连接到第二外电极，所以第一内电极和第二内电极在堆叠方向上叠置的区域增大，提高了mlcc的电容。

虽然上面已经示出并描述了示例性实施例，但是对于本领域技术人员将明显的是，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可进行修改和改变。