多层陶瓷电容器及制造多层陶瓷电容器的方法与流程

文档序号:20079441发布日期:2020-03-10 10:21阅读:168来源:国知局
多层陶瓷电容器及制造多层陶瓷电容器的方法与流程

本申请要求于2018年8月29日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0102000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全部包含于此。

本公开涉及一种多层陶瓷电容器及制造多层陶瓷电容器的方法,所述多层陶瓷电容器能够通过控制设置在与设置于陶瓷主体的侧表面上的侧边缘部相邻的介电层中的金属颗粒或金属氧化物(例如,镍颗粒或镍氧化物)的尺寸而具有改善的可靠性。



背景技术:

通常,使用陶瓷材料的电子组件(诸如,电容器、电感器、压电元件、压敏电阻、热敏电阻等)包括利用陶瓷材料形成的陶瓷主体、形成在陶瓷主体中的内电极以及安装在陶瓷主体的表面上以连接到内电极的外电极。

近来,随着电子产品的小型化和多功能化,多层陶瓷电子组件也趋于小型化和多功能化。因此,已需要一种具有小尺寸和高电容的多层陶瓷电容器。

为了使多层陶瓷电容器小型化并增大多层陶瓷电容器的电容,需要显著地增大电极有效面积(增大实现电容所需的有效体积分数)。

为了实现如上所述的小型化和高电容的多层陶瓷电容器,在制造多层陶瓷电容器时,已经使用了如下通过无边缘的设计来显著增大内电极的在主体的宽度方向上的面积的方法:通过使内电极在主体的宽度方向上暴露,并且在制造多层陶瓷电容器主体之后烧结之前的工艺中,通过单独地将侧边缘部附着到多层陶瓷电容器主体的在宽度方向上的电极暴露表面来完成多层陶瓷电容器。

然而,在这种方法中,在形成侧边缘部的过程中,内电极中包含的金属或金属的氧化物可设置在介电层中,由于金属或金属的氧化物导致多层陶瓷电容器的可靠性会降低。

详细地,由于介电层中包含的金属或金属的氧化物而导致出现相邻的内电极之间的距离减小的效应,使得产生电场集中,导致短路。

因此,已经需要对能够通过防止多层陶瓷电容器中的短路来提高超小型和高电容的多层陶瓷电容器的可靠性的技术进行研究。



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制造多层陶瓷电容器的方法,所述多层陶瓷电容器能够通过控制设置在与设置于陶瓷主体的侧表面上的侧边缘部相邻的介电层中的金属颗粒或金属氧化物(例如,镍颗粒或镍氧化物)的尺寸而具有改善的可靠性。

根据本公开的一方面,一种多层陶瓷电容器可包括:陶瓷主体,包括介电层,并且具有彼此相对的第一表面和第二表面、将所述第一表面和所述第二表面彼此连接的第三表面和第四表面以及彼此相对且连接到所述第一表面至所述第四表面的第五表面和第六表面;多个内电极,设置在所述陶瓷主体中,均暴露到所述第一表面和所述第二表面,并且具有暴露到所述第三表面或所述第四表面的一端;以及第一侧边缘部和第二侧边缘部,分别设置在所述陶瓷主体的所述第一表面和所述第二表面上,其中,金属或金属氧化物设置在所述介电层中,所述金属或所述金属氧化物的直径与所述介电层的厚度的比为0.8或更小。

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:制备第一陶瓷生片和第二陶瓷生片,在所述第一陶瓷生片上以预定间隔形成有多个第一内电极图案,在所述第二陶瓷生片上以预定间隔设置有多个第二内电极图案;通过堆叠所述第一陶瓷生片和所述第二陶瓷生片使得所述第一内电极图案和所述第二内电极图案彼此交替而形成陶瓷生片多层体;切割所述陶瓷生片多层体,以具有使所述第一内电极图案和所述第二内电极图案的末端在宽度方向上暴露的侧表面;在使所述第一内电极图案和所述第二内电极图案的所述末端暴露的所述侧表面上分别形成第一侧边缘部和第二侧边缘部;通过烧结切割的所述陶瓷生片多层体来制备包括介电层和内电极的陶瓷主体,其中,在所述介电层中设置金属或金属氧化物,所述金属或所述金属氧化物的直径与所述介电层的厚度的比为0.8或更小。

根据本公开的一方面,一种多层陶瓷电容器可包括:陶瓷主体,包括介电层,具有彼此相对的第一表面和第二表面、将所述第一表面和所述第二表面彼此连接的第三表面和第四表面以及彼此相对且连接到所述第一表面至所述第四表面的第五表面和第六表面;多个内电极,设置在所述陶瓷主体中,均暴露到所述第一表面和所述第二表面,并且具有暴露到所述第三表面或所述第四表面的一端;以及第一侧边缘部和第二侧边缘部,分别设置在所述陶瓷主体的所述第一表面和所述第二表面上,其中,金属或金属氧化物设置在所述介电层中,所述金属或所述金属氧化物的直径小于所述介电层中的每个的厚度。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述,将更加清楚地理解本公开的以上和其他的方面、特征和优点,在附图中:

图1是示出根据本公开中的示例性实施例的多层陶瓷电容器的示意性透视图;

图2是示出图1的陶瓷主体的外型的透视图;

图3是示出在烧结图2的陶瓷主体之前的陶瓷生片多层体的透视图;

图4是在图2的b方向上观察时的侧视图;

图5是在宽度-厚度方向上截取的陶瓷主体的在长度方向上的中央部分处的截面的局部示图;以及

图6a至图6f是示出根据本公开中的另一示例性实施例的制造多层陶瓷电容器的方法的示意性截面图和示意性透视图。

具体实施方式

在下文中,现将参照附图详细地描述本公开的示例性实施例。

图1是示出根据本公开中的示例性实施例的多层陶瓷电容器的示意性透视图。

图2是示出图1的陶瓷主体的外型的透视图。

图3是示出在烧结图2的陶瓷主体之前的陶瓷生片多层体的透视图。

图4是在图2的b方向上观察时的侧视图。

参照图1至图4,根据本示例性实施例的多层陶瓷电容器100可包括陶瓷主体110、设置在陶瓷主体110中的多个内电极121和122以及设置在陶瓷主体110的外表面上的外电极131和132。

陶瓷主体110可具有彼此相对的第一表面1和第二表面2、将第一表面和第二表面彼此连接的第三表面3和第四表面4以及分别作为上表面和下表面的第五表面5和第六表面6。

第一表面1和第二表面2指的是陶瓷主体110的在宽度(w)方向(第二方向)上彼此相对的表面,第三表面3和第四表面4指的是陶瓷主体110的在长度(l)方向(第一方向)上彼此相对的表面,第五表面5和第六表面6指的是陶瓷主体110的在厚度(t)方向(第三方向)上彼此相对的表面。

陶瓷主体110的形状没有特别限制,但可以是如所示的矩形平行六面体形状。

设置在陶瓷主体110中的多个内电极121和122的一端可暴露到陶瓷主体110的第三表面3或第四表面4。

内电极121和122可包括具有不同极性的成对的第一内电极121和第二内电极122。

第一内电极121的一端可暴露到第三表面3,第二内电极122的一端可暴露到第四表面4。

第一内电极121和第二内电极122的另一端可设置为与第三表面3或第四表面4分开预定间隔。

第一外电极131和第二外电极132可分别设置在陶瓷主体110的第三表面3和第四表面4上,并且可电连接到内电极。

根据本公开中的示例性实施例的多层陶瓷电容器100可包括多个内电极121和122以及第一侧边缘部112和第二侧边缘部113,多个内电极121和122设置在陶瓷主体110中、暴露到第一表面1和第二表面2并且具有暴露到第三表面3或第四表面4的一端,第一侧边缘部112和第二侧边缘部113分别设置在内电极121和122的暴露到第一表面1和第二表面2的侧部部分上。

多个内电极121和122可设置在陶瓷主体110中,多个内电极121和122的相应的侧部部分可暴露到第一表面1和第二表面2(陶瓷主体110的在宽度方向上的表面),第一侧边缘部112和第二侧边缘部113可设置在暴露的侧部部分上。

第一侧边缘部112和第二侧边缘部113中的每个的平均厚度可大于等于2μm且小于等于10μm。

根据本公开中的示例性实施例,陶瓷主体110可包括其中堆叠有多个介电层111的层叠体以及分别设置在层叠体的相对的侧表面上的第一侧边缘部112和第二侧边缘部113。

多个介电层111可处于烧结状态,并且相邻的介电层可彼此一体化,使得它们之间的边界不容易明显。

陶瓷主体110的长度可对应于从陶瓷主体110的第三表面3到陶瓷主体110的第四表面4的距离。

介电层111的长度可形成陶瓷主体110的第三表面3与第四表面4之间的距离。

根据本公开中的示例性实施例,陶瓷主体110的长度可以是400μm至1400μm,但不限于此。更具体地,陶瓷主体110的长度可以是400μm至800μm或可以是600μm至1400μm。

内电极121和122可设置在介电层111上,内电极121和122可通过烧结设置在陶瓷主体110中,且介电层介于内电极121和122之间。

参照图3,第一内电极121可设置在介电层111上。第一内电极121可在介电层的长度方向上不完全设置在介电层上。也就是说,第一内电极121的一端可形成直至第三表面3,以暴露到第三表面3,第一内电极121的另一端可设置为与陶瓷主体110的第四表面4分开预定间隔。

第一内电极的暴露到陶瓷主体110的第三表面3的端部部分可连接到第一外电极131。

与第一内电极相反,第二内电极122的一端可暴露到第四表面4,以连接到第二外电极132,第二内电极122的另一端可设置为与第三表面3分开预定间隔。

为了实现高电容多层陶瓷电容器,可堆叠400个或更多个的内电极,但内电极的数量不必限于此。

介电层111可具有与第一内电极121的宽度相同的宽度。也就是说,第一内电极121可在介电层111的宽度方向上完全设置在介电层上。

根据本公开中的示例性实施例,介电层的宽度和内电极的宽度可以是100μm至900μm,但不限于此。更具体地,介电层的宽度和内电极的宽度可以是100μm至500μm或可以是100μm至900μm。

由于陶瓷主体被小型化,因此侧边缘部中的每个的厚度会对多层陶瓷电容器的电特性产生影响。根据本公开中的示例性实施例,侧边缘部中的每个可以以10μm或更小的厚度形成,从而可改善小型化的多层陶瓷电容器的特性。

也就是说,侧边缘部中的每个可以以10μm或更小的厚度形成,从而可尽可能多地确保内电极之间的形成电容的叠置面积,以实现高电容和小型化的多层陶瓷电容器。

陶瓷主体110可包括对形成电容器的电容有贡献的有效部a以及分别设置在有效部a的上表面和下表面上作为上边缘部和下边缘部的上覆盖部114和下覆盖部115。

有效部a可通过重复地堆叠多个第一内电极121和多个第二内电极122且介电层111介于第一内电极121和第二内电极122之间而形成。

除了上覆盖部114和下覆盖部115不包括内电极之外,上覆盖部114和下覆盖部115可利用与介电层111的材料相同的材料形成并且具有与介电层111的构造相同的构造。

也就是说,上覆盖部114和下覆盖部115可包含陶瓷材料,例如,钛酸钡(batio3)基陶瓷材料。

上覆盖部114和下覆盖部115中的每个可具有20μm或更小的厚度,但不必限于此。

在本公开中的示例性实施例中,同时被切割而形成的内电极和介电层可以以相同的宽度形成。将在下面描述对此的更详细的内容。

在本示例性实施例中,介电层可形成为与内电极的宽度相同的宽度,因此内电极121和122的侧部部分可暴露到陶瓷主体110的在宽度方向上的第一表面和第二表面。

第一侧边缘部112和第二侧边缘部113可分别设置在陶瓷主体110的在宽度方向上的相对的侧表面上,内电极121和122的侧部部分暴露到所述相对的侧表面。

第一侧边缘部112和第二侧边缘部113中的每个可具有10μm或更小的厚度。在具有相同尺寸的多层陶瓷电容器的情况下,第一侧边缘部112和第二侧边缘部113中的每个的厚度越小,设置在陶瓷主体110中的内电极之间的叠置面积越大。

第一侧边缘部112和第二侧边缘部113中的每个的厚度不受具体限制,只要可防止暴露到陶瓷主体110的侧表面的内电极之间的短路即可,并且例如,可以是2μm或更大。

当第一侧边缘部112和第二侧边缘部113中的每个的厚度小于2μm时,抵抗外部冲击的机械强度会降低,当第一侧边缘部112和第二侧边缘部113中的每个的厚度超过10μm时,内电极之间的叠置面积会相对减小,使得可能难以确保多层陶瓷电容器的高电容。

为了显著提高多层陶瓷电容器的电容,已考虑了减小介电层中的每个的厚度的方法、增大堆叠的介电层(每个介电层的厚度减小)的数量的方法、提高内电极中的每个的覆盖率的方法等。

此外,已考虑了增大内电极之间的形成电容的叠置面积的方法。

为了增大内电极之间的叠置面积,需要显著减小其中没有形成内电极的边缘部分区域。

具体地,随着多层陶瓷电容器被小型化,边缘部分区域需要显著减小,以增大内电极之间的叠置面积。

根据本示例性实施例,内电极可在介电层的宽度方向上形成为遍布整个介电层,并且侧边缘部中的每个的厚度可设置为10μm或更小,从而内电极之间的叠置面积可以是大的。

通常,随着堆叠的介电层的数量增大,介电层和内电极的厚度会减小。因此,会频繁出现内电极短路的现象。此外,当内电极仅设置在介电层的部分上时,会产生因内电极而导致的台阶,使得多层陶瓷电容器的绝缘电阻或可靠性会下降。

然而,根据本示例性实施例,即使形成利用薄膜形成的内电极和介电层,内电极也可在介电层的宽度方向上完全设置在介电层上,因此内电极之间的叠置面积可增大,从而可增大多层陶瓷电容器的电容。

此外,可减小因内电极而导致的台阶,从而可提高绝缘电阻,并且可提供具有优异的电容特性和优异的可靠性的多层陶瓷电容器。

图5是在宽度-厚度方向上截取的陶瓷主体的在长度方向上的中央部分处的截面的局部示图。

参照图5,在根据本公开中的示例性实施例的多层陶瓷电容器中,可在介电层111上设置金属或金属氧化物21,金属或金属氧化物21的直径d与介电层111的厚度td的比可为0.8或更小。

当如本公开中的示例性实施例中,在制造多层陶瓷电容器的工艺中的烧结之前的工艺中侧边缘部单独地附着到陶瓷主体110的在宽度方向上的电极暴露表面时,在形成侧边缘部的工艺中,内电极中包括的金属或金属的氧化物可设置在介电层中,多层陶瓷电容器的可靠性可由于金属或金属的氧化物而下降。

详细地,由于介电层中产生的金属或金属的氧化物而导致出现内电极之间的距离减小的效应,使得产生电场集中,导致短路。

也就是说,当中性导体渗透到具有电势差的内电极之间时,中性导体中的电荷可根据中性导体的性质重新排列,并且其中电荷重新排列的中性导体可具有与电极的作用相同的作用,减小了内电极之间的距离,从而可增大内电极之间的电场强度。

当作为中性导体的金属或金属的氧化物渗透到介电层中时,将发生短路的可能性会由于内电极之间的电场强度增大效应而增大。

根据本公开中的示例性实施例,介电层中产生的金属或金属氧化物21的粒径可被控制,以预计电场集中量,使得短路减少。

详细地,金属或金属氧化物21可设置在介电层111中,金属或金属氧化物21的直径d与介电层111的厚度td的比可控制为0.8或更小,以控制内电极中增大的电场,使得短路减少。

金属或金属氧化物21可设置在介电层111中,并且当金属或金属氧化物21的直径d与介电层111的厚度td的比超过0.8时,具有与电极的作用相同的作用的金属或金属氧化物21的直径d会增大,使得内电极之间的距离会减小,导致短路。

另一方面,在本公开中的示例性实施例中,金属或金属氧化物21的直径d越小,将发生短路的可能性越低。因此,金属或金属氧化物21的直径d与介电层111的厚度td的比的下限值不受具体限制。

在金属或金属氧化物21中,金属可以是镍(ni),金属氧化物可以是包含镍(ni)和镁(mg)的氧化物,但是金属或金属氧化物21不必局限于此。

当第一内电极121和第二内电极122包含镍(ni)时,如上所述,设置在介电层111中的金属或金属氧化物21可以是镍(ni)或包含镍(ni)和镁(mg)的氧化物。

作为另一示例,当第一内电极121和第二内电极122包含除了镍(ni)之外的金属时,设置在介电层111中的金属或金属氧化物21也可以是所述除了镍(ni)之外的金属或所述金属的氧化物。

金属或金属氧化物21可设置在介电层111的与第一侧边缘部112和第二侧边缘部113相邻的区域中。

在本公开中的示例性实施例中,如上所述,由于当在烧结前的工艺中侧边缘部单独地附着到陶瓷主体的在宽度方向上的电极暴露表面时金属或金属氧化物21可渗透到介电层111中,并且存在金属或金属氧化物21扩散到介电层中的限制,因此金属或金属氧化物21可设置在介电层111的与第一侧边缘部112和第二侧边缘部113相邻的区域中。

换言之,当如在根据现有技术的制造多层陶瓷电容器的方法中那样地没有附着单独的边缘部时,金属或金属氧化物将设置在介电层中的可能性会是低的,并且金属或金属氧化物将具体地设置在介电层的与陶瓷主体的在宽度方向上的边缘部相邻的区域中的可能性会是低的。

此外,可考虑的是,金属或金属氧化物将设置在位于陶瓷主体的远离侧边缘部(设置在陶瓷主体的在宽度方向上的侧表面上)的中央区域中的介电层中的可能性是低的。

因此,金属或金属氧化物21设置在介电层111的与第一侧边缘部112和第二侧边缘部113相邻的区域中的特征可以是本公开的特有现象,在本公开中的示例性实施例中,金属或金属氧化物21的直径可被控制,以控制内电极之间的电场集中,使得短路减少。

具体地,根据本公开中的示例性实施例的多层陶瓷电容器可以是其中介电层111的厚度为0.4μm或更小且内电极121和122中的每个的厚度为0.4μm或更小的超小型和高电容的多层陶瓷电容器。

如在本公开中的示例性实施例中,在其中使用利用具有0.4μm或更小的厚度的薄膜形成的介电层111以及内电极121和122的超小型和高电容的多层陶瓷电容器的情况下,由于因内电极之间的电场集中引起的短路而导致的可靠性问题会是非常重要的问题。

也就是说,与根据现有技术的多层陶瓷电容器相比,根据本公开中的示例性实施例的技术应用于其中介电层111的厚度为0.4μm或更小且内电极121和122中的每个的厚度为0.4μm或更小的超小型和高电容的多层陶瓷电容器。在这样的超小型和高电容的多层陶瓷电容器中,介电层的厚度会是小的,使得内电极之间的距离会是小的,导致电场将集中的可能性增大。

除了超小型和高电容的多层陶瓷电容器的上述问题之外,在本公开中的示例性实施例中,还可在烧结之前的工艺中将侧边缘部单独地附着到陶瓷主体的在宽度方向上的电极暴露表面。因此,在形成侧边缘部的工艺中,内电极中包含的金属或金属氧化物可设置在介电层中。

在这种情况下,如上所述,金属或金属氧化物可用作电极,使得出现进一步减小内电极之间的距离的效应。因此,由于电场集中而导致的将发生短路的可能性会进一步增大。

然而,如在本公开中的示例性实施例中,在其中附着单独的侧边缘部的超小型和高电容的多层陶瓷电容器中,金属或金属氧化物21的直径d与介电层111的厚度td的比可控制为0.8或更小,使得即使在介电层111以及第一内电极121和第二内电极122利用具有0.4μm或更小的厚度的薄膜形成的情况下,也可提高多层陶瓷电容器的可靠性。

然而,薄膜不意味着介电层111以及第一内电极121和第二内电极122的厚度为0.4μm或更小,而是可概念上地包括:介电层和内电极的厚度小于根据现有技术的多层陶瓷电容器的介电层和内电极的厚度。

在本公开中的示例性实施例中,在将金属或金属氧化物21的直径d与介电层111的厚度td的比控制为0.8或更小的方法中,可通过在将第一侧边缘部112和第二侧边缘部113设置在陶瓷主体110的在宽度方向上的侧表面上之后的烧结工艺中控制烧结温度曲线或控制温度上升速度来控制金属或金属氧化物21的直径d。

参照图4,第一侧边缘部112或第二侧边缘部113的与在多个内电极堆叠的方向上设置在陶瓷主体110的最外侧部分处的内电极的末端接触的区域的厚度tc2与第一侧边缘部112或第二侧边缘部113的与多个内电极121和122中的在多个内电极堆叠的方向上设置在陶瓷主体110的中央部分中的内电极的末端接触的区域的厚度tc1的比可以是1.0或更小。

第一侧边缘部112或第二侧边缘部113的与设置在最外侧部分处的内电极的末端接触的区域的厚度tc2与第一侧边缘部112或第二侧边缘部113的与设置在中央部分处的内电极的末端接触的区域的厚度tc1的比的下限值没有特别限制,可为0.9或更大。

根据本公开中的示例性实施例,由于与现有技术不同,第一侧边缘部112或第二侧边缘部113可通过将陶瓷生片附着到陶瓷主体的侧表面而形成,因此,第一侧边缘部112或第二侧边缘部113在每个位置处的厚度可以是恒定的。

也就是说,在现有技术中,侧边缘部以涂敷或印刷陶瓷浆料的方式来形成,因此侧边缘部在每个位置处的厚度的偏差大。

详细地,在现有技术中,第一侧边缘部或第二侧边缘部的与设置在陶瓷主体的中央部分处的内电极的末端接触的区域的厚度比其他区域的厚度大。

例如,在现有技术中,第一侧边缘部或第二侧边缘部的与设置在最外侧部分处的内电极的末端接触的区域的厚度与第一侧边缘部或第二侧边缘部的与设置在中央部分处的内电极的末端接触的区域的厚度的比小于约0.9,使得厚度偏差大。

在侧边缘部在每个位置处的厚度偏差大的现有技术中,在具有相同尺寸的多层陶瓷电容器中由侧边缘部占据的部分大,使得可能无法确保大尺寸的电容形成部分,从而难以确保高电容。

另一方面,在本公开中的示例性实施例中,第一侧边缘部112和第二侧边缘部113中的每个的平均厚度可大于等于2μm且小于等于10μm,并且第一侧边缘部112或第二侧边缘部113的与设置在最外侧部分处的内电极的末端接触的区域的厚度tc2与第一侧边缘部112或第二侧边缘部113的与多个内电极121和122中的设置在中央部分处的内电极的末端接触的区域的厚度tc1的比可以大于等于0.9且小于等于1.0。因此,侧边缘部的厚度可以是小的并且侧边缘部的厚度偏差可以小,从而可确保大尺寸的电容形成部分。

在本公开中的示例性实施例中,与现有技术不同,第一侧边缘部112或第二侧边缘部113可通过将陶瓷生片附着到陶瓷主体的侧表面而形成,因此,第一侧边缘部112或第二侧边缘部113在每个位置处的厚度可以是恒定的。

因此,可实现高电容多层陶瓷电容器。

同时,参照图4,第一侧边缘部112或第二侧边缘部113的与陶瓷主体110的边缘接触的区域的厚度tc3与第一侧边缘部112或第二侧边缘部113的与多个内电极121和122中的设置在中央部分处的内电极的末端接触的区域的厚度tc1的比可以是1.0或更小。

第一侧边缘部112或第二侧边缘部113的与陶瓷主体110的边缘接触的区域的厚度tc3与第一侧边缘部112或第二侧边缘部113的与设置在中央部分处的内电极的末端接触的区域的厚度tc1的比的下限值可为0.9或更大。

由于上述特征,侧边缘部在每个区域中的厚度偏差可以是小的,使得可确保大尺寸的电容形成部分。因此,可实现高电容多层陶瓷电容器。

图6a至图6f是示出根据本公开中的另一示例性实施例的制造多层陶瓷电容器的方法的示意性截面图和示意性透视图。

根据本公开中的另一示例性实施例,一种制造多层陶瓷电容器的方法可包括:制备其上以预定间隔设置有多个第一内电极图案的第一陶瓷生片和其上以预定间隔设置有多个第二内电极图案的第二陶瓷生片;通过堆叠第一陶瓷生片和第二陶瓷生片使得第一内电极图案和第二内电极图案彼此交替来形成陶瓷生片多层体;切割陶瓷生片多层体以具有使第一内电极图案和第二内电极图案的末端在宽度方向上暴露的侧表面;在使第一内电极图案和第二内电极图案的末端暴露的所述侧表面上分别形成第一侧边缘部和第二侧边缘部;通过烧结切割的陶瓷生片多层体制备包括介电层以及第一内电极和第二内电极的陶瓷主体,其中,在介电层中设置金属或金属氧化物,金属或金属氧化物的直径与介电层的厚度的比为0.8或更小。

在下文中,将描述根据本公开中的另一示例性实施例的制造多层陶瓷电容器的方法。

如图6a中所示,可在陶瓷生片211上以预定间隔设置具有条形形状的多个第一内电极图案221。具有条形形状的多个第一内电极图案221可彼此平行地设置。

陶瓷生片211可利用包含陶瓷粉末、有机溶剂和有机粘合剂(binder)的陶瓷膏形成。

作为具有高介电常数的材料的陶瓷粉末可以是钛酸钡(batio3)基材料、铅复合钙钛矿基材料、钛酸锶(srtio3)基材料等,并且可优选钛酸钡(batio3)粉末,但不限于此。当烧结陶瓷生片211时,陶瓷生片211可成为构成陶瓷主体110的介电层111。

具有条形形状的第一内电极图案221可利用包含导电金属的内电极膏形成。导电金属可以是镍(ni)、铜(cu)、钯(pd)或它们的合金,但不限于此。

在陶瓷生片211上形成具有条形形状的第一内电极图案221的方法不受具体限制,但可以是诸如丝网印刷法或凹版印刷法的印刷方法。

此外,尽管未示出,但是可在另一陶瓷生片211上以预定间隔设置具有条形形状的多个第二内电极图案222。

在下文中,其上形成有第一内电极图案221的陶瓷生片可被称作第一陶瓷生片,其上形成有第二内电极图案222的陶瓷生片可被称作第二陶瓷生片。

接着,如图6b中所示,可将第一陶瓷生片和第二陶瓷生片交替地堆叠为使得具有条形形状的第一内电极图案221和具有条形形状的第二内电极图案222交替堆叠。

之后,具有条形形状的第一内电极图案221可成为第一内电极121,具有条形形状的第二内电极图案222可成为第二内电极122。

根据本公开中的另一示例性实施例,第一陶瓷生片和第二陶瓷生片中的每个的厚度td′可以是0.6μm或更小,第一内电极图案和第二内电极图案中的每个的厚度te可以是0.5μm或更小。

由于本公开中提供其中介电层和内电极利用具有0.4μm或更小的厚度的薄膜形成的微尺寸和高电容多层陶瓷电容器,因此第一陶瓷生片和第二陶瓷生片中的每个的厚度td′可以是0.6μm或更小,第一内电极图案和第二内电极图案中的每个的厚度te可以是0.5μm或更小。

图6c是示出根据本公开中的另一示例性实施例的其中堆叠有第一陶瓷生片和第二陶瓷生片的陶瓷生片多层体220的截面图,图6d是示出其中堆叠有第一陶瓷生片和第二陶瓷生片的陶瓷生片多层体220的透视图。

参照图6c和图6d,可交替地堆叠其上印刷有彼此平行的且具有条形形状的多个第一内电极图案221的第一陶瓷生片和其上印刷有彼此平行的且具有条形形状的多个第二内电极图案222的第二陶瓷生片。

更详细地,可将第一陶瓷生片和第二陶瓷生片堆叠为使得印刷在第一陶瓷生片上的具有条形形状的第一内电极图案221的中央部分与印刷在第二陶瓷生片上的具有条形形状的第二内电极图案222之间的间隔彼此叠置。

接着,如图6d中所示,可穿过具有条形形状的多个第一内电极图案221和具有条形形状的多个第二内电极图案222切割陶瓷生片多层体220。即,可沿着彼此正交的切割线c1-c1和c2-c2将陶瓷生片多层体220切割为多层体210。

更详细地,可在长度方向上(即,沿切割线c1-c1的方向)将具有条形形状的第一内电极图案221和具有条形形状的第二内电极图案222切割为分成具有预定宽度的多个内电极。在这种情况下,堆叠的陶瓷生片可与内电极图案一起被切割。因此,介电层可形成为具有与内电极的宽度相同的宽度。

此外,可沿着切割线c2-c2以单个陶瓷主体尺寸切割陶瓷生片多层体。也就是说,在形成第一侧边缘部和第二侧边缘部之前,可沿着切割线c2-c2以单个陶瓷主体尺寸切割具有棒形形状的层叠体来形成多个多层体210。

也就是说,可切割具有棒形形状的层叠体,使得彼此叠置的第一内电极的中央部分和形成在第二内电极之间的预定间隔以相同的切割线被切割。因此,第一内电极和第二内电极的一端可交替地暴露到切割表面。

之后,可以分别在多层体210的第一侧表面和第二侧表面上设置第一侧边缘部和第二侧边缘部。

接着,如图6e中所示,可在多层体210的第一侧表面和第二侧表面上分别设置第一侧边缘部212和第二侧边缘部(未示出)。

详细地,在形成第一侧边缘部212的方法中,可在利用橡胶形成的冲压弹性材料300上设置涂敷有粘合剂(未示出)的用于侧表面的陶瓷生片212。

接着,可将多层体210旋转90°使得多层体210的第一侧表面面对涂敷有粘合剂(未示出)的用于侧表面的陶瓷生片212,然后可对多层体210压制并使多层体210紧密地粘合到涂敷有粘合剂(未示出)的用于侧表面的陶瓷生片212。

当通过对多层体210压制并使多层体210紧密地粘合到涂敷有粘合剂(未示出)的用于侧表面的陶瓷生片212而将用于侧表面的陶瓷生片212转印到多层体210时,由于利用橡胶形成的冲压弹性材料300,可将用于侧表面的陶瓷生片212形成直至多层体210的侧表面的边缘部分,并且可切割陶瓷生片212的其余部分。

图6f示出用于侧表面的陶瓷生片212形成直至多层体210的侧表面的边缘部分。

之后,可使多层体210旋转,并且可在多层体210的第二侧表面上设置第二侧边缘部。

接着,可煅烧和烧结具有分别设置在其相对的侧表面上的第一侧边缘部和第二侧边缘部的多层体210来形成包括介电层以及第一内电极和第二内电极的陶瓷主体。

与现有技术不同,根据本公开中的另一示例性实施例,将粘合剂涂敷到用于侧表面的陶瓷生片212,因而可在低温和低压条件下将用于侧表面的陶瓷生片212转印到多层体210的侧表面。

因此,可显著地减小对多层体210的损坏,使得可防止在烧结后多层陶瓷电容器的电特性的劣化,可提高多层陶瓷电容器的可靠性。

此外,可将涂敷有粘合剂的用于侧表面的陶瓷生片212转印到多层体210的侧表面并且在烧结工艺中进行压制,以提高多层体与用于侧表面的陶瓷生片之间的紧密粘合。

然后,可分别在陶瓷主体的第一内电极暴露到的第三侧表面和陶瓷主体的第二内电极暴露到的第四侧表面上设置外电极。

根据本公开中的另一示例性实施例,用于侧表面的陶瓷生片的厚度可以是小的,用于侧表面的陶瓷生片的厚度的偏差可以是小的,从而可确保电容形成部分的大尺寸。

详细地,由于烧结后的第一侧边缘部112和第二侧边缘部113中的每个的平均厚度可为大于等于2μm且小于等于10μm,并且第一侧边缘部112和第二侧边缘部113中的每个在每个位置处的厚度偏差可以是小的,因此可确保大尺寸的电容形成部分。

因此,可实现高电容多层陶瓷电容器。

为了避免重复描述,将省略与上面描述的本公开中的示例性实施例中的特征相同的特征的描述。

在下文中,将通过试验示例更详细地描述本公开。然而,试验示例仅为了帮助详细理解本公开,本公开的范围不受试验示例限制。

试验示例

制造根据发明示例的多层陶瓷电容器使得金属或金属氧化物21的直径d与介电层111的厚度td的比为0.8或更小,通过根据现有技术的方法制造根据对比示例的多层陶瓷电容器。

此外,如在对比示例和发明示例中,通过将用于侧表面的陶瓷生片附着到由于内电极在宽度方向上的暴露而没有边缘的陶瓷生片多层体的电极暴露部分形成侧边缘部,而形成多层陶瓷电容器生片。

通过在使片的变形被显著抑制的条件下施加预定的温度和压力将用于侧表面的陶瓷生片附着到陶瓷生片多层体的相对的侧表面,从而制造具有0603尺寸(长×宽×高为0.6mm×0.3mm×0.3mm)的多层陶瓷电容器生片。

如上所述地完成制造的多层陶瓷电容器样品在氮气气氛下在400℃或更低的温度下经受煅烧工艺,并在1200℃或更低的烧结温度且0.5%h2或更低的氢气浓度的条件下进行烧结。然后,总体地确认多层陶瓷电容器样品的诸如短路等的电特性。

如上面试验的测量结果,确认在对比示例中,诸如短路的缺陷率是高的。

另一方面,可确认的是,在金属或金属氧化物21的直径d与介电层111的厚度td的比为0.8或更小的发明示例中,缺陷率小于5%,使得可靠性是优异的。

如上面所阐述的,根据本公开中的示例性实施例,可控制在与设置在陶瓷主体的侧表面上的侧边缘部相邻的介电层中设置的金属颗粒或金属氧化物(例如,镍颗粒或镍氧化物)的尺寸,以防止内电极之间的电场集中,使得短路减少。

虽然上面已经示出和描述了示例性实施例,但是对于本领域技术人员将显而易见的是,在不脱离如由所附的权利要求限定的本发明的范围的情况下,可做出变型和改变。

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