多层陶瓷电子组件的制作方法

文档序号:30619471发布日期:2022-07-02 02:04阅读:85来源:国知局
多层陶瓷电子组件的制作方法
多层陶瓷电子组件
1.本技术要求于2020年12月31日在韩国知识产权局提交的第10-2020-0189536号韩国专利申请的优先权的权益,所述韩国专利申请的公开内容通过引用被全部包含于此。
技术领域
2.本公开涉及一种多层陶瓷电子组件。


背景技术:

3.近年来,随着电子产品的应用领域的扩大,使用多层陶瓷电子组件的技术领域也扩大了。特别地,随着车辆越来越电子化,使用了如下结构:车辆的电子控制单元(ecu)或变速器控制单元(tcu)设置在发动机舱中或直接附接到变速器。
4.然而,当现有的多层陶瓷电子组件应用于恶劣环境(诸如,高温环境和高振动环境)时,由于高温/低温循环引起的膨胀和收缩反复发生,从而引起持续的机械应力。此外,持续机械应力的施加是端子电极或焊料中发生破裂的主要原因。
5.另外,在制造多层陶瓷电子组件的工艺中,在烧结陶瓷主体和外电极之后,通常在外电极上形成镀层,当通过高温热处理制造电子组件时,陶瓷主体的表面上很可能形成具有高表面能的亲水氧化物层,并且陶瓷主体与外电极之间的界面处很可能出现用作湿气可渗透的路径的孔。
6.特别地,当多层陶瓷电子组件持续暴露于高温和/或高湿环境时,多层陶瓷电子组件的外电极本身中的离子迁移的可能性增加。形成在陶瓷主体表面上的氧化物层具有高表面能,当施加电压时由于高温高湿和氧化物层的亲水性,导致湿气容易附着到陶瓷主体的表面。通过这样的湿气,可能发生电极材料朝向相对电极迁移的离子迁移现象,并且可能发生短路,从而降低多层陶瓷电子组件的可靠性。


技术实现要素:

7.本公开的一方面可提供一种多层陶瓷电子组件,在该多层陶瓷电子组件中,防止了由于湿气渗透引起的特性劣化。
8.本公开的另一方面可提供一种多层陶瓷电子组件,在该多层陶瓷电子组件中,离子迁移被抑制。
9.本公开的另一方面可提供一种多层陶瓷电子组件,在该多层陶瓷电子组件中,短路缺陷被减少。
10.本公开的另一方面可提供一种具有优异可靠性的多层陶瓷电子组件。
11.根据本公开的一方面,一种多层陶瓷电子组件包括:陶瓷主体,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为在第三方向上交替地堆叠,且介电层介于所述第一内电极与所述第二内电极之间,所述陶瓷主体具有在第一方向上彼此相对的第一表面和第二表面、在第二方向上彼此相对的第三表面和第四表面以及在第三方向上彼此相对的第五表面和第六表面;第一外电极,连接到所述第一内电极,并且包括第一电极
层、第一导电层和第一金属层;第二外电极,连接到所述第二内电极,并且包括第二电极层、第二导电层和第二金属层;以及第一涂层,设置在陶瓷主体、第一电极层和第二电极层上,其中,第一涂层可包括(甲基)丙烯酸烷基酯类聚合物。
12.根据本公开的另一方面,一种多层陶瓷电子组件包括:陶瓷主体,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为交替地堆叠,且介电层介于所述第一内电极与所述第二内电极之间;第一外电极,连接到所述第一内电极,并且包括第一电极层和第一导电层;第二外电极,连接到所述第二内电极,并且包括第二电极层和第二导电层;以及第一涂层,包括(甲基)丙烯酸烷基酯类聚合物。所述第一电极层、所述第一涂层的第一部分和所述第一导电层依次堆叠在所述陶瓷主体上,并且所述第二电极层、所述第一涂层的第二部分和所述第二导电层依次堆叠在所述陶瓷主体上。
附图说明
13.通过结合附图以及以下具体实施方式,本公开的以上和其他方面、特征和优点将被更清楚地理解,在附图中:
14.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子组件的立体图;
15.图2是示意性地示出图1的陶瓷主体的立体图;
16.图3是沿着图1的线i-i'截取的截面图;以及
17.图4是图3的区域a的放大图。
具体实施方式
18.现在将参照附图详细地描述本公开的示例性实施例。
19.在附图中,x方向可被定义为第一方向、l方向或长度方向,y方向可被定义为第二方向、w方向或宽度方向,z方向可被定义为第三方向、t方向或厚度方向。
20.本公开涉及一种多层陶瓷电子组件。图1至图4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子组件的示图。参照图1至图4,根据示例性实施例的多层陶瓷电子组件100可包括:陶瓷主体110,包括介电层111以及第一内电极121和第二内电极122,第一内电极121和第二内电极122设置为在第三方向(z方向)上交替地堆叠,且介电层111介于第一内电极121与第二内电极122之间,陶瓷主体110具有在第一方向(x方向)上彼此相对的第一表面s1和第二表面s2、在第二方向(y方向)上彼此相对的第三表面s3和第四表面s4以及在第三方向(z方向)上彼此相对的第五表面s5和第六表面s6;第一外电极131,连接到第一内电极121,并且包括第一电极层131a、第一导电层131b和第一金属层131c;第二外电极132,连接到第二内电极122,并且包括第二电极层132a、第二导电层132b和第二金属层132c;以及第一涂层141,设置在陶瓷主体110、第一电极层131a和第二电极层132a上。
21.在此,第一涂层141可包括(甲基)丙烯酸烷基酯类聚合物。
22.多层陶瓷电子组件的耐湿可靠性可能在很大程度上受到两个因素的影响。第一,可能由于在制造工艺期间镀液的渗透,而出现产品缺陷,第二,外部湿气可能在成品的使用期间渗透,从而缩短产品的寿命。近年来,产品的尺寸已经减小,同时,具有多层结构的外电极已经越来越多地使用,以满足各种电性能和/或机械性能。然而,当在具有多层结构的外电极上形成镀层时,镀液可能渗透。另外,在使用在陶瓷主体和外电极的外部形成保护层等
的方法的情况下,存在以下限制:陶瓷主体的表面与保护层之间的结合力通常不强,并且当暴露于重复振动时难以充分确保片的可靠性。为了解决上述问题,根据本示例性实施例的多层陶瓷电子组件100可包括第一涂层141,第一涂层141可设置在陶瓷主体110以及第一外电极131的第一电极层131a和第二外电极132的第二电极层132a上,以防止湿气渗透、抑制离子迁移并改善与陶瓷主体110的结合强度,从而改善耐湿可靠性。
23.根据本公开的示例性实施例的多层陶瓷电子组件100可包括陶瓷主体110,陶瓷主体110包括介电层111以及第一内电极121和第二内电极122,第一内电极121和第二内电极122设置为在第三方向(z方向)上交替地堆叠,且介电层111介于第一内电极121与第二内电极122之间。
24.陶瓷主体110可包括在第一方向(x方向)上相对的第一表面s1和第二表面s2、在第二方向(y方向)上相对的第三表面s3和第四表面s4以及在第三方向(z方向)上相对的第五表面s5和第六表面s6。
25.对陶瓷主体110的具体形状没有特别限制,但是如图所示,陶瓷主体110可具有六面体形状或类似形状。由于包含在陶瓷主体110中的陶瓷粉末在烧制工艺期间收缩,因此陶瓷主体110可具有大致的六面体形状(尽管不是具有完全直线的六面体形状)。如果需要,陶瓷主体110可被圆角化,使得拐角不成角度。圆角化处理可以是例如滚筒抛光,但不限于此。
26.在陶瓷主体110中,介电层111与第一内电极121和第二内电极122可交替地堆叠。介电层111、第一内电极121和第二内电极122可在第三方向(z方向)上堆叠。多个介电层111处于烧结状态,并且相邻的介电层111可一体化,使得在不使用扫描电子显微镜(sem)的情况下,它们之间的边界是不容易区分的。
27.根据本公开的示例性实施例,介电层111可包括由(ba
1-x
ca
x
)(ti
1-y
(zr,sn,hf)y)o3表示的成分(在此,0≤x≤1且0≤y≤0.5)。所述成分可以是例如其中ca、zr、sn和/或hf部分地溶在batio3中的化合物。在上述组成式中,x可在大于等于0且小于等于1的范围内,y可在大于等于0且小于等于0.5的范围内,但不限于此。例如,当在上述组成式中x为0且y为0时,所述成分可以是batio3。此外,根据本公开的目的,可将各种陶瓷添加剂、有机溶剂、增塑剂、粘合剂、分散剂等添加到所述成分中。
28.介电层111可通过如下方式形成:根据需要将添加剂添加到包含上述材料的浆料,将浆料涂覆在载体膜上,并且干燥浆料,以制备多个陶瓷生片来形成。陶瓷生片可通过刮刀法将浆料制造为厚度为几微米的片状而形成,但不限于此。
29.陶瓷主体110可通过在第三方向(z方向)上交替堆叠其上印刷有第一内电极121的的陶瓷生片和其上印刷有第二内电极122的的陶瓷生片而形成。第一内电极121和第二内电极122的印刷方法可以是丝网印刷方法或凹版印刷方法,但不限于此。
30.第一内电极121和第二内电极122可堆叠为使得它们的截面分别暴露于陶瓷主体110的相对端。具体地,第一内电极121和第二内电极122可分别暴露于陶瓷主体110的在第一方向(x方向)上的两个表面,在这种情况下,第一内电极121可暴露于陶瓷主体110的第一表面s1,第二内电极122可暴露于陶瓷主体110的第二表面s2。
31.第一内电极121和第二内电极122可包括导电金属。导电金属可包括例如镍(ni)、铜(cu)、锡(sn)、钯(pd)、铂(pt)、铁(fe)、金(au)、银(ag)、钨(w)、钛(ti)、铅(pb)及它们的合金中的一种或更多种。第一内电极121和第二内电极122可使用包含导电金属的导电膏来
形成。
32.在根据本公开的多层陶瓷电子组件中,第一外电极131和第二外电极132可设置在陶瓷主体110的外表面上。第一外电极131可设置在根据本公开的多层陶瓷电子组件100的陶瓷主体110的第一表面s1上,第二外电极132可设置在陶瓷主体110的第二表面s2上。
33.第一外电极131可包括第一电极层131a、第一导电层131b和第一金属层131c,第二外电极132可包括第二电极层132a、第二导电层132b和第二金属层132c。第一电极层131a可连接到第一内电极121,第二电极层132a可连接到第二内电极122。
34.在本公开的示例性实施例中,多层陶瓷电子组件的第一电极层131a和第二电极层132a可以是包括导电金属的烧结电极。导电金属可包括例如镍(ni)、铜(cu)、锡(sn)、钯(pd)、铂(pt)、铁(fe)、金(au)、银(ag)、钨(w)、钛(ti)、铅(pb)及它们的合金中的至少一种。
35.作为形成第一电极层131a和第二电极层132a的方法的示例,第一电极层131a和第二电极层132a可通过将陶瓷主体110浸在包括导电金属的导电膏中随后烧结陶瓷主体110来形成,或者可通过丝网印刷法或凹版印刷法将导电膏印刷在陶瓷主体110的表面上并烧结陶瓷主体来形成。另外,第一电极层131a和第二电极层132a可通过将导电膏涂覆到陶瓷主体110的表面或将通过干燥导电膏获得的干燥膜转印到陶瓷主体110上然后烧结所得结构来形成,但不限于此。例如,第一电极层131a和第二电极层132a可通过除了上述方法之外的各种方法在陶瓷主体110上形成导电膏然后烧结陶瓷主体110来形成。
36.根据本公开的多层陶瓷电子组件的第一涂层141可设置在陶瓷主体110、第一电极层131a和第二电极层132a上。也就是说,第一电极层131a、第一涂层141的第一部分和第一导电层131b可依次堆叠在陶瓷主体110上,第二电极层132a、第一涂层141的第二部分和第二导电层132b可依次堆叠在陶瓷主体110上。在本公开中,当陈述构件“布置在”预定的区域“上”时,不仅可意味着所述构件设置为与所述区域直接接触,而且可意味着另一组件设置在所述构件与所述区域之间使得所述构件间接地连接到所述区域。
37.在本公开的示例中,本公开的多层陶瓷电子组件的第一涂层141可设置为覆盖陶瓷主体110的至少一部分。另外,本公开的多层陶瓷电子组件的第一涂层141可设置为基本上覆盖整个陶瓷主体110。也就是说,第一涂层141可在陶瓷主体110的表面上在第一电极层131a与第二电极层132a之间延伸。在本公开中,当提及构件设置为覆盖特定的区域时,可意味着所述构件设置为使得所述区域的被所述构件覆盖的一部分无法从外部观察到。另外,在本公开中,当提及构件“覆盖”特定的区域的“基本上全部”时,可意味着不仅所述构件设置为在严格意义上覆盖所述区域的全部,而且还包括制造工艺中的误差,例如,可意味着所述区域的未设置所述构件的面积与所述区域的总面积的比大于等于0%且小于等于5%。
38.另外,本公开的多层陶瓷电子组件的第一涂层141可设置为覆盖第一电极层131a的至少一部分和第二电极层132a的至少一部分,或者第一涂层141可设置为基本上覆盖整个第一电极层131a和整个第二电极层132a。
39.在本公开的示例性实施例中,根据本公开的多层陶瓷电子组件的第一涂层141可包括(甲基)丙烯酸烷基酯类聚合物。在本公开中,“(甲基)丙烯酸酯类聚合物”可指具有衍生自(甲基)丙烯酸酯单体的重复单元的聚合物,具体地,可指重均分子量为10000至1000000的聚合物。此外,在本公开中,“(甲基)丙烯酸酯”可指包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯两者,“(甲基)丙烯酸烷基酯”可指其中烷基取代在末端处的(甲基)丙烯酸酯。烷基可意
指包括其中官能团中不存在不饱和键的碳链结构,并且可意指包括具有1个至24个碳原子的直链碳链结构或支链碳链结构。
40.一般而言,多层陶瓷电子组件中使用的第一涂层141通常利用无机薄膜形成。这是因为,在有机材料的情况下,机械性能可根据温度条件而变化,并且存在诸如在制造工艺期间不暴露于高温的限制。此外,在使用有机材料的情况下,第一涂层141利用具有良好通用性的环氧树脂或含硅化合物形成,含硅化合物(例如,硅烷偶联剂)与陶瓷具有良好的结合性。然而,当长时间暴露于外部环境时,环氧树脂和含硅化合物(诸如,硅氧烷)导致发黄,并且进行过度硬化从而引起破裂。在根据本公开的多层陶瓷电子组件中,第一涂层141使用上述(甲基)丙烯酸烷基酯类聚合物来形成,防止发黄和破裂,从而实现更好的耐湿可靠性。
41.在本公开的示例中,包括在多层陶瓷电子组件的第一涂层141中的(甲基)丙烯酸烷基酯类聚合物可包括至少一个卤族元素,所述卤族元素取代氢。卤族元素可以是选自由氟(f)、氯(cl)、溴(br)、碘(i)、砹(at)和碲(ts)组成的组中的一种或更多种。卤族元素可对烷基进行取代,但不限于此。取代的卤族元素可以是至少一个,并且其上限没有特别限制,但可小于或等于烷基中的氢的数量。(甲基)丙烯酸烷基酯可根据末端的官能团而具有各种物理性质,并且当卤族元素如本示例中那样进行取代时,(甲基)丙烯酸烷基酯可具有优异的防水性。
42.在上述示例中,包括在本公开的多层陶瓷电子组件的第一涂层141中的(甲基)丙烯酸烷基酯类聚合物可包括作为取代氢的卤族元素的氟(f)。氟(f)可如上所述取代(甲基)丙烯酸烷基酯的烷基上的氢。当氟(f)进行取代时,包括(甲基)丙烯酸烷基酯类聚合物的第一涂层141可具有低表面能,因此可具有更好的防水性。
43.(甲基)丙烯酸烷基酯类聚合物的具体示例可包括丙烯酸1h,1h,2h,2h-全氟癸酯(pfda)、甲基丙烯酸全氟癸酯(pfdma)、丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸五氟苯酯、丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9-十五氟壬酯、丙烯酸2-甲基-3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9-十五氟壬酯、丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟辛酯、丙烯酸2-甲基-3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟辛酯、丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7-十一氟庚酯、丙烯酸2-甲基-3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7-十一氟庚酯、丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己酯、丙烯酸2-甲基-3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己酯、丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,11-十九氟十一烷酯、丙烯酸2-甲基-3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,11-十九氟十一烷酯、丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12-二十一氟十二烷酯、丙烯酸2-甲基-3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12-二十一氟十二烷酯、丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,13-二十三氟十三烷酯、丙烯酸2-甲基-3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,13-二十三氟十三烷酯、丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,14,14,14-二十五氟十四烷酯、丙烯酸2-甲基-3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,14,14,14-二十五氟十四烷酯等,但不限于此。
44.在示例中,根据本公开的多层陶瓷电子组件的第一涂层141的平均厚度可满足大于等于20nm且小于等于60nm的范围。在本公开中,“厚度”可指在垂直于构件的表面的方向上测量的该构件的厚度,“平均厚度”可指:在多层陶瓷电子组件的中央处的在垂直于z轴的方向上截取的截面中,从将设置有该构件的区域等分成10个部分的点测量的厚度的算术平
均值。平均厚度的测量不限于这些示例,如果需要,本领域普通技术人员可选择测量点的数量、测量点之间的间隔等。每个测量点的平均厚度的测量可通过使用显微镜图像(例如,扫描电子显微镜(sem)图像)来完成,但不限于此。在根据本公开的多层陶瓷电子组件中,由于导电层如下所述直接形成在第一涂层141上,因此如果第一涂层141的平均厚度超过60nm,则电流可能不容易流动并且导电层中可能发生破裂,如果第一涂层141的平均厚度小于20nm,则防水性可能不足,从而使其难以实现所需的耐湿可靠性。
45.形成根据本公开的多层陶瓷电子组件的第一涂层141的方法不受特别限制。例如,第一涂层141可使用例如原子层沉积(ald)法、分子层沉积(mld)法、化学气相沉积(cvd)法、溅射法等形成,但不限于此。
46.根据本公开的示例,多层陶瓷电子组件的设置在第一涂层141上的第一导电层131b和第二导电层132b可以是镀层。第一导电层131b和第二导电层132b可包含作为主要成分的镍(ni),并且还可包括选自由铜(cu)、锡(sn)、钯(pd)、铂(pt)、金(au)、银(ag)、钨(w)、钛(ti)、铅(pb)及它们的合金组成的组中的至少一种,但不限于此。镀层可由单层或多层形成,并且可通过溅射或电解电镀形成,但不限于此。
47.在本公开的示例性实施例中,多层陶瓷电子组件的分别设置在第一导电层131b和第二导电层132b上的第一金属层和第二金属层可以是镀层。第一金属层131c可设置为覆盖第一导电层131b,第二金属层132c可设置为覆盖第二导电层132b。第一金属层131c和第二金属层132c可包含作为主要成分的锡(sn),并且还可包括选自由铜(cu)、镍(ni)、钯(pd)、铂(pt)、金(au)、银(ag)、钨(w)、钛(ti)、铅(pb)及它们的合金组成的组中的至少一种,但不限于此。
48.在示例中,根据本公开的多层陶瓷电子组件的第一外电极131的至少一部分可延伸到陶瓷主体110的第三表面s3、第四表面s4、第五表面s5和第六表面s6上。另外,第二外电极132的至少一部分可延伸到陶瓷主体110的第三表面s3、第四表面s4、第五表面s5和第六表面s6上。在这种情况下,第一外电极131和第二外电极132可设置为彼此间隔开。当第一外电极131的至少一部分和/或第二外电极132的至少一部分延伸到陶瓷主体110的第三表面s3、第四表面s4、第五表面s5和第六表面s6时,延伸部分可用作所谓的带部,并且用于改善根据本公开的多层陶瓷电子组件100的安装强度并防止湿气渗透。
49.在本公开的示例性实施例中,根据本公开的多层陶瓷电子组件还可包括设置在陶瓷主体110、第一外电极131和第二外电极132上的第二涂层142。第二涂层142可设置为覆盖陶瓷主体110、第一外电极131和第二外电极132。在这种情况下,第二涂层142可设置为覆盖陶瓷主体110、第一外电极131和第二外电极132的全部。也就是说,本公开的第二涂层142可设置为覆盖多层陶瓷电子组件的整个表面。第二涂层142可在第一导电层131b和第二导电层132b之间在第一涂层141的表面上延伸。由此,与仅在电子组件的一部分上形成第二涂层142的情况相比,可获得更好的耐湿可靠性。
50.第二涂层142可包括第一层142a和第二层142b。第一层142a和第二层142b可顺序地堆叠并设置在陶瓷主体110、第一外电极131和第二外电极132上。在这种情况下,第一层142a可设置为与陶瓷主体110、第一外电极131和第二外电极132直接接触,并且第二层142b可设置在第一层142a上。
51.此时,第二涂层142可包括交联连接的第一层142a和第二层142b。在本公开中,“结
合”可指粘合体的表面和被粘体的表面通过界面的结合力结合的状态。界面的结合力可归因于粘合体的表面分子与被粘体的表面分子之间的化学相互作用,或者可归因于机械结合。在本公开中,术语“交联”可指通过分子之间的化学键/物理键(诸如,共价键、离子键、范德华键或氢键)形成网络结构。由于第一层142a和第二层142b通过交联连接,因此第一层142a和第二层142b可具有更优异的结合力。
52.在本公开的示例中,只要多层陶瓷电子组件的第一层142a表现出对陶瓷主体110和/或稍后将描述的第二层142b的优异结合性,则第一层142a的成分就不受特别限制。第一层142a可包括选自聚苯乙烯、乙酸乙烯酯、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、橡胶、丙烯酸、苯酚、环氧树脂、聚氨酯、聚硅氧烷、三聚氰胺和醇酸类聚合物中的至少一种,但不限于此。
53.在示例中,根据本公开的多层陶瓷电子组件的第一层142a的聚合物可包括含有两个或更多个乙烯基的化合物。包含两个或更多个乙烯基的化合物用于改善根据本公开的第二涂层142的机械强度/化学强度,并且可结合到陶瓷主体110的表面并与稍后描述的第二层142b交联。在根据本公开的多层陶瓷电子组件中,包括两个或更多个乙烯基的化合物可被施加到第一层142a,以改善与陶瓷主体110和/或第二层142b的表面的结合强度。
54.包含两个或更多个乙烯基的化合物不受特别限制,但可以是例如2,4,6,8-四甲基-2,4,6,8-四乙烯基环四硅氧烷(v4d4)、1,3,5-三甲基-1,3,5-三乙烯基-环三硅氧烷(v3d3)、二乙烯基苯(dvb)、二乙二醇二乙烯基醚(degdve)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(egdma)、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基-二硅氧烷(v2d2)等。
55.第一层142a的厚度不受特别限制,只要可确保足够的结合强度即可,但是,例如平均厚度可满足大于等于21nm且小于等于420nm的范围。
56.在本公开的示例性实施例中,多层陶瓷电子组件的第二涂层142的第二层142b可包括疏水性聚合物。疏水性聚合物可指由疏水性单体形成的聚合物。在本公开中,“疏水性”可意指由某种成分形成的表面在室温、1个大气压下相对于水具有90
°
或更大的接触角。疏水性单体不受特别限制,只要其表现出足够的防水性即可,并且可包括选自由硅氧烷类单体、丙烯酸类单体、胺类单体、碳酸酯类单体、酯类单体和碳氟化合物类单体组成的组中的一种或多种单体。
57.在示例中,根据本公开的多层陶瓷电子组件的第二层142b可包括包含乙烯基和氟的化合物。乙烯基可与第一层142a形成交联以增强第二层142b的结合强度,含氟化合物可提供优异的防水性和对外部污染物的物理耐受性/化学耐受性。
58.对包含乙烯基和氟的化合物的种类不受特别的限制。例如,包含乙烯基和氟的化合物可包括例如丙烯酸1h,1h,2h,2h-全氟癸酯(pfda)、甲基丙烯酸全氟癸酯(pfdma)、丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸五氟苯酯、丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9-十五氟壬酯、丙烯酸2-甲基-3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9-十五氟壬酯、丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟辛酯、丙烯酸2-甲基-3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟辛酯、丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7-十一氟庚酯、丙烯酸2-甲基-3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7-十一氟庚酯、丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己酯、丙烯酸2-甲基-3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己酯、丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,11-十九氟十一烷酯、丙烯酸2-甲基-3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,11-十九氟十一烷酯、丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12-二十一氟十二烷酯、丙烯酸2-甲基-3,3,4,4,
5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12-二十一氟十二烷酯、丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,13-二十三氟十三烷酯、丙烯酸2-甲基-3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,13-二十三氟十三烷酯、丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,14,14,14-二十五氟十四烷酯、丙烯酸2-甲基-3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,14,14,14-二十五氟十四烷酯等,但是不限于此。
59.在本公开的另一示例性实施例中,多层陶瓷电子组件的第二层142b可以是无机薄膜层。无机薄膜层可由金属和/或非金属的氧化物、氮化物或者其他化合物形成。在所述示例性实施例中,当第二涂层142的第二层142b是无机薄膜层时,可使与外部污染物的化学反应最小化,从而改善第二涂层142的可靠性。无机薄膜层的成分可包括选自由al2o3、hfo2、zro2、la2o3、sio2、ta2o5、nb2o5、y2o3组成的组中的一种或多种的氧化物、选自由srtio3、batio3组成的组中的一种或多种的化合物或选自由aln和sin
x
组成的组中的一种或多种的氮化物。
60.第二层142b的厚度不受特别限制,只要可确保足够的结合强度即可,但是,例如平均厚度可满足大于等于21nm且小于等于420nm的范围。
61.在本公开的示例性实施例中,多层陶瓷电子组件的第二涂层142的平均厚度可大于等于50nm且小于等于700nm。如果本示例性实施例的多层陶瓷电子组件的第二涂层142的厚度小于50nm,则第一层142a的结合力可能减弱并且防水性可能降低。另外,如果第二涂层142的平均厚度超过700nm,则第二涂层142的离子迁移抑制能力和结合性可以是优异的,但是与焊料的接合强度可能由于过厚的第二涂层142而降低,使得当多层陶瓷电子组件安装在板上时,板结合强度可能降低。
62.形成根据本公开的多层陶瓷电子组件的第一层142a和第二层142b的方法不受特别限制。例如,第一层142a和第二层142b可使用原子层沉积(ald)法、分子层沉积(mld)法、化学气相沉积(cvd)法、溅射法等形成,但不限于此。
63.在上述示例性实施例中,将省略与上述示例性实施例重复的内容的描述。
64.《试验示例》
65.在以下条件下测试根据本公开的多层陶瓷电子组件的离子迁移抑制、结合强度、安装缺陷和耐湿性负载缺陷。
66.通过如下方式形成测试中使用的组件:利用铜(cu)在陶瓷主体上形成第一电极层和第二电极层,然后使用icvd(initiated chemical vapor deposition)设备形成第一涂层141。此后,在第一涂层141上依次形成镍镀层和锡镀层。在形成锡镀层之后,使用icvd设备形成第二涂层。使用了三星电机批量生产的尺寸为1.6mm
×
0.8mm
×
0.8mm的100个mlcc作为组件。
67.使用四丁基过氧化物(tbpo)作为沉积引发剂。使用2,4,6,8-四甲基-2,4,6,8-四乙烯基环四硅氧烷(v4d4)作为第一层142a,并且使用甲基丙烯酸全氟癸酯(pfdma)作为第二层142b。
68.至于沉积条件,将多层陶瓷电子组件放置于保持在40℃的板上,并将灯丝温度设定为200℃。此后,通过调节沉积时间制造第一涂层的厚度和第二涂层的厚度不同的多层陶瓷电子组件。
69.通过在25℃和1个大气压下在外电极之间滴加1.3ml蒸馏水并向两个外电极施加15v直流电来进行离子迁移测试。在施加电力时,离子迁移继续进行,并且观察到金属成分的枝晶从mlcc的负(-)电极向正(+)电极生长。当多层陶瓷电子组件的两个电极与生长的枝晶连接时,流过大于等于1ma的电流,并且在此,测量在5分钟内有电流流过的组件的数量。
70.使用在玻璃板上在25℃下以300mm/min的速度和90
°
角测量的剥离强度为30gf/25mm的粘合带进行粘合强度测试。将粘合带附接到多层陶瓷电子组件的表面,在1分钟过去后,通过以90
°
角施加力来分离粘合带。在分离之后,测量通过粘合带所附着的表面使得第二涂层被移除的组件的数量。
71.在安装缺陷测试中,使用焊料将多层陶瓷电子组件安装在附着有电极焊盘的板上,并测量未对准的组件的数量。
72.在耐湿负荷测试中,测量在85℃和85%的相对湿度下施加额定电压时出现缺陷的组件的数量。
73.在镀覆缺陷测试中,测量镀覆不连续的组件的数量。
74.在容量缺陷测试中,测量容量不足以满足所需水平的组件的数量。
75.[表1]
[0076][0077]
参照表1,可看出,当第二涂层的平均厚度为200nm时,如果第一涂层的平均厚度小于20nm,则发生容量缺陷和离子迁移并且出现耐湿负荷缺陷,但是可看出,当第一涂层的平均厚度为20nm时,在所有测试中均获得优异的结果。此外,可看出,当在相同条件下第一涂层的平均厚度为70nm时,出现许多镀覆缺陷,但是当第一涂层的平均厚度为60nm时,在所有类型的测试中均不出现缺陷。
[0078]
[表2]
[0079]
[0080][0081]
参照表2,可看出,当第一涂层的平均厚度为50nm时,如果第二涂层的平均厚度小于50nm,则发生离子迁移并且出现耐湿负荷缺陷,但是可看出,当第二涂层的平均厚度为50nm时,在所有测试中均获得优异的结果。此外,可看出,当第二涂层的平均厚度在相同条件下超过700nm时,出现安装缺陷,但是当第二涂层的平均厚度为700nm时,在所有类型的测试中均不出现缺陷。
[0082]
因此,当将测试结果放在一起时,可看出,当多层陶瓷电子组件的第一涂层的平均厚度大于等于20nm且小于或等于60nm时,在所有类型的测试中均获得优异的结果,并且可看出,当第二涂层的平均厚度大于等于50nm且小于等于700nm时,在所有类型的测试中均获得优异的结果。
[0083]
如上所述,根据本公开的示例性实施例,可防止由于湿气渗透到多层陶瓷电子组件中而导致的特性劣化。
[0084]
根据本公开的示例性实施例,可抑制多层陶瓷电子组件的离子迁移。
[0085]
根据本公开的示例性实施例,可减少多层陶瓷电子组件的短路缺陷。
[0086]
根据本公开的示例性实施例,可提供具有优异的可靠性的多层陶瓷电子组件。
[0087]
尽管上面已经示出并描述了实施例,但对于本领域技术人员来说将明显的是,可在不脱离本公开的由所附权利要求限定的范围的情况下进行修改和变型。
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