專利名稱：多層陶瓷電子組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多層陶瓷電子組件，更具體地講，涉及一種能夠改進(jìn)耐受電壓特性并具有優(yōu)良的可靠性的大容量多層陶瓷電子組件。
背景技術(shù)：
根據(jù)近來電子產(chǎn)品小型化的趨勢，對具有小尺寸并且仍然具有大電容的多層陶瓷電子組件的需求已經(jīng)增加。因此，已經(jīng)通過各種方法使介電層和內(nèi)電極層變薄并且介電層和內(nèi)電極層日益變 得多層。近來，由于介電層變薄，已經(jīng)制造了具有增加數(shù)量的層疊的層的多層陶瓷電子組件。因?yàn)闉榱藢?shí)現(xiàn)更大的電容而使介電層和內(nèi)電極層變薄，所以內(nèi)電極層的厚度會(huì)不均勻或者不能連續(xù)地保持內(nèi)電極層的厚度，因此內(nèi)電極層會(huì)被局部地?cái)嚅_，從而導(dǎo)致在內(nèi)電極層的連接性方面產(chǎn)生斷開。當(dāng)內(nèi)電極層的厚度不均勻時(shí)，相鄰內(nèi)電極層的厚部分會(huì)彼此靠近，導(dǎo)致?lián)舸╇妷?BDV)特性劣化。上述問題導(dǎo)致絕緣特性劣化，使得多層陶瓷電子組件的可靠性劣化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面提供了一種能夠具有改進(jìn)的耐受電壓特性和優(yōu)良的可靠性的大容量多層陶瓷電子組件。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種多層陶瓷電子組件，所述多層陶瓷電子組件包括陶瓷主體，包括介電層；第一內(nèi)電極層和第二內(nèi)電極層，形成在所述陶瓷主體內(nèi)，其中，當(dāng)介電層的厚度被定義為td并且第一內(nèi)電極層或第二內(nèi)電極層的最大厚度和最小厚度分別被定義為tmax和tmin時(shí)，滿足td彡O. 6 μ m并且(tmax-tmin) /td < O. 30?？梢酝ㄟ^掃描在陶瓷主體的沿寬度(W)方向的中心部分切割的沿著長度-厚度(L-T)方向的截面來測量介電層的厚度。當(dāng)?shù)谝粌?nèi)電極層或第二內(nèi)電極層的厚度被定義為&時(shí)，可以滿足&彡0.6口111?？梢酝ㄟ^掃描在陶瓷主體的沿寬度(W)方向的中心部分切割的沿著長度-厚度(L-T)方向的截面來測量第一內(nèi)電極層或第二內(nèi)電極層的厚度。當(dāng)在介電層中使用的陶瓷粉末顆粒的平均直徑被定義為Dd，并且在第一內(nèi)電極層和第二內(nèi)電極層中使用的金屬粉末顆粒的平均直徑被定義為隊(duì)時(shí)，可以滿足O. 8 ( De/Dd ( I. 2。介電層的厚度與第一內(nèi)電極層或第二內(nèi)電極層的厚度的比例(td/te)可以滿足1.0^ td/tc《I. 5。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種多層陶瓷電子組件，所述多層陶瓷電子組件包括陶瓷主體，包括層疊在其中的多個(gè)介電層；多個(gè)內(nèi)電極層，形成在所述陶瓷主體中，其中，當(dāng)多個(gè)介電層的平均厚度被定義為td并且從多個(gè)內(nèi)電極層中選擇的單個(gè)內(nèi)電極層的最大厚度和最小厚度分別被定義為tmax和tmin時(shí),滿足td < O. 6 μ m并且(tmax_tmin)/td
<O. 30?？梢酝ㄟ^掃描在陶瓷主體的沿寬度(W)方向的中心部分切割的沿著長度-厚度(L-T)方向的截面來測量多個(gè)介電層的平均厚度。當(dāng)從多個(gè)內(nèi)電極層中選擇的單個(gè)內(nèi)電極層的平均厚度被定義為時(shí)，可以滿足te ^ O. 6 μ nio 可以通過掃描在陶瓷主體的沿寬度(W)方向的中心部分切割的沿著長度-厚度(L-T)方向的截面的中心部分來測量從多個(gè)內(nèi)電極層中選擇的單個(gè)內(nèi)電極層的平均厚度。當(dāng)在介電層中使用的陶瓷粉末顆粒的平均直徑被定義為Dd，并且在內(nèi)電極層中使用的金屬粉末顆粒的平均直徑被定義為隊(duì)時(shí)，可以滿足O. 8 ( De/Dd ( I. 2。多個(gè)介電層的平均厚度與從多個(gè)內(nèi)電極層中選擇的單個(gè)內(nèi)電極層的平均厚度的比例(td/te)可以滿足1.0 ^ td/te彡I. 5。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種多層陶瓷電子組件，所述多層陶瓷電子組件包括陶瓷主體，包括層疊在其中的多個(gè)介電層；多個(gè)內(nèi)電極層，形成在所述陶瓷主體內(nèi)，其中，當(dāng)多個(gè)介電層的平均厚度被定義為td并且多個(gè)內(nèi)電極層的最大厚度和最小厚度分別被定義為 tmax 和 tmin 時(shí)，滿足 td 彡 O. 6 μ m 并且(tmax-tmin) /td < O. 30?？梢酝ㄟ^掃描在陶瓷主體的沿寬度(W)方向的中心部分切割的沿著長度-厚度(L-T)方向的截面來測量多個(gè)介電層的平均厚度。當(dāng)多個(gè)內(nèi)電極層的平均厚度被定義為&時(shí)，可以滿足&彡0.6口111?？梢酝ㄟ^掃描在陶瓷主體的沿寬度(W)方向的中心部分切割的沿著長度-厚度(L-T)方向的截面來測量多個(gè)內(nèi)電極層的平均厚度。當(dāng)在介電層中使用的陶瓷粉末顆粒的平均直徑被定義為Dd，并且在內(nèi)電極層中使用的金屬粉末顆粒的平均直徑被定義為隊(duì)時(shí)，可以滿足O. 8 ( De/Dd ( I. 2。多個(gè)介電層的平均厚度與多個(gè)內(nèi)電極層的平均厚度的比例(td/te)可以滿足1.0^ td/te ( I. 5。


從結(jié)合附圖進(jìn)行的下面的詳細(xì)描述，本發(fā)明的以上和其它方面、特征和其它優(yōu)點(diǎn)將變得更容易理解，在附圖中圖I是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多層陶瓷電容器的透視圖；圖2是沿著圖I中的線B-Bi截取的剖視圖；圖3是示出圖2中的部分A中的內(nèi)電極層和介電層的厚度的放大圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式實(shí)施，而不應(yīng)解釋為限于這里闡述的實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例，使得本公開將是徹底和完整的，并將把本發(fā)明的范圍充分傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，為了清晰起見，會(huì)夸大組件的形狀和尺寸，將使用相同的標(biāo)號始終指示相同或相似的組件。圖I是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多層陶瓷電容器的透視圖。圖2是沿著圖I中的線B-B'截取的剖視圖。圖3是示出圖2中 的部分A中的內(nèi)電極層和介電層的厚度的放大圖。參照圖I至圖3，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多層陶瓷電子組件可以包括陶瓷主體10以及形成在陶瓷主體10內(nèi)的第一內(nèi)電極層21和第二內(nèi)電極層22，陶瓷主體10包括介電層I。當(dāng)介電層I的平均厚度被定義為td，第一內(nèi)電極層21或第二內(nèi)電極層22的最大厚度和最小厚度分別被定義為tmax和tmin時(shí)，可以滿足td彡O. 6 μ m并且(tmax-tmin)/td < O. 30。在下文中，將描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多層陶瓷電子組件，具體地為多層陶瓷電容器，但是本發(fā)明不限于此。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，只要可以獲得足夠的電容，則用于形成介電層I的原材料不受具體限制。例如，原材料可以為鈦酸鋇(BaTiO3)粉末。作為用于形成介電層I的材料，可以將各種陶瓷添加劑、有機(jī)溶劑、增塑劑、粘結(jié)齊U、分散劑等添加到諸如鈦酸鋇(BaTiO3)粉末的粉末中，從而達(dá)到本發(fā)明的目的。用于形成第一內(nèi)電極層21和第二內(nèi)電極層22的材料不受具體限制，并且可以通過使用由例如貴金屬材料(諸如，鈀(Pd)、鈀-銀(Pd-Ag)合金等)、鎳(Ni)和銅(Cu)中的至少一種制成的導(dǎo)電膏來形成用于形成第一內(nèi)電極層21和第二內(nèi)電極層22的材料。外電極3可以形成在陶瓷主體10的外部，從而形成電容，并且外電極3可以與第一內(nèi)電極層21和第二內(nèi)電極層22電連接。外電極3可以由與內(nèi)電極層的導(dǎo)電材料相同的導(dǎo)電材料形成，但是不限于此。例如，銅(Cu)、銀(Ag)、鎳(Ni)等可以用于外電極3。可以通過涂覆將玻璃料添加在金屬粉末中制備的導(dǎo)電膏、然后進(jìn)行燒結(jié)來形成外電極3。參照圖2和圖3，在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多層陶瓷電子組件中，介電層I的平均厚度td可以為O. 6μηι或更小。在本發(fā)明的實(shí)施例中，介電層I的厚度可以指設(shè)置在第一內(nèi)電極層21和第二內(nèi)電極層22之間的介電層I的平均厚度。介電層I的平均厚度可以通過利用掃描電子顯微鏡(SEM)掃描沿著陶瓷主體10的長度方向的截面來測量，如圖2中所示。例如，如圖2中所示，可以如下獲得介電層I的平均厚度在從通過利用掃描電子顯微鏡(SEM)掃描沿著陶瓷主體10的寬度(W)方向的中心部分截取的沿長度-厚度(L-T)方向的截面獲得的圖像提取的單個(gè)介電層中，測量沿著長度方向的30個(gè)等距點(diǎn)處的厚度；然后計(jì)算平均厚度值?？梢栽陔娙菪纬刹糠种袦y量30個(gè)等距點(diǎn)處的厚度，電容形成部分參照第一內(nèi)電極層21和第二內(nèi)電極22彼此疊置的區(qū)域。在形成介電層I的過程中使用的陶瓷粉末顆粒的平均直徑不受具體限制，為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的可以控制陶瓷粉末顆粒的平均直徑，例如控制為400nm或更小。
然而，當(dāng)如上所述使用平均厚度td為O. 6μπι或更小的超薄介電層I時(shí)，第一內(nèi)電極層21和第二內(nèi)電極層22的厚度的不均勻性會(huì)導(dǎo)致在介電層I內(nèi)在第一內(nèi)電極層21和第二內(nèi)電極層22之間的頻繁的短路。因?yàn)闉榱藢?shí)現(xiàn)大的電容而使第一內(nèi)電極層21和第二內(nèi)電極22變薄，所以第一內(nèi)電極層21和第二內(nèi)電極22的厚度更加不均勻，從而會(huì)更加頻繁地出現(xiàn)上述問題。 另外，由于薄膜介電層I形成在第一內(nèi)電極層21和第二內(nèi)電極層22之間，所以第一內(nèi)電極層21和第二內(nèi)電極層22的厚度不均勻性導(dǎo)致第一內(nèi)電極層21和第二內(nèi)電極層22之間的距離變短，從而擊穿電壓(BVD)特性劣化。因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以通過滿足(tmax_tmin)/td<0. 30來解決上述問題，其中，介電層I的平均厚度被定義為td，第一內(nèi)電極層21或第二內(nèi)電極層22的最大厚度和最小厚度分別被定義為tmax和tmin。
具體地講，當(dāng)/td的值在O. 30以下時(shí)，內(nèi)電極層2的厚度的不均勻性可以被最小化，從而防止短路和擊穿電壓(BVD)特性劣化。由于這個(gè)原因，即使在應(yīng)用平均厚度(td)為0.6 μ m或更小的超薄膜介電層I的情況下，也可以實(shí)現(xiàn)具有改進(jìn)的耐受電壓特性和優(yōu)良的可靠性的大容量多層陶瓷電子組件。第一內(nèi)電極層21或第二內(nèi)電極層22的最大厚度tmax和最小厚度tmin不受具體限制，但是例如可以從通過測量沿著單個(gè)內(nèi)電極層的長度方向的所有截面的厚度獲得的值來確定。另外，可以從通過在沿著單個(gè)內(nèi)電極層的長度方向的30個(gè)均勻分開的截面中的每個(gè)截面中測量厚度(例如，測量其中的中心截面的厚度)獲得的值來確定最大厚度tmax和最小厚度tmin。具體地講，可以利用掃描電子顯微鏡(SEM)測量通過掃描在陶瓷主體10的寬度(W)方向的中心部分切割的沿著長度-厚度(L-T)方向的截面而獲得的圖像中提取的內(nèi)電極層的厚度。當(dāng)內(nèi)電極層2的最大厚度tmax和最小厚度tmin之間的差與介電層I的平均厚度td(0. 6 μ m或更小)的比例低于O. 30時(shí)，可以改進(jìn)耐受電壓特性。如果/td的值是O. 30或大于O. 30，則內(nèi)電極層的最大厚度和最小厚度之間的差變大，因此會(huì)頻繁出現(xiàn)短路，從而劣化耐受電壓特性。同時(shí)，為了減小第一內(nèi)電極層21或第二內(nèi)電極層22的最大厚度和最小厚度tmin之間的差，可以改變金屬粉末顆粒的尺寸或量，并且可以控制將要加入到用于內(nèi)電極層的導(dǎo)電膏中的有機(jī)材料和陶瓷材料的量。另外，在利用導(dǎo)電膏形成內(nèi)電極層的印刷工藝中，可以控制內(nèi)電極層的厚度。此外，可以通過在燒結(jié)工藝過程中調(diào)節(jié)升溫速率和燒結(jié)氣氛來控制內(nèi)電極層的最大厚度和最小厚度t—之間的差。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，為了減小內(nèi)電極層的最大厚度和最小厚度之間的差，可以控制在用于形成內(nèi)電極層的導(dǎo)電膏中添加的有機(jī)材料的量。具體地講，添加在導(dǎo)電膏中的添加劑的示例可以包括粘結(jié)劑樹脂、無機(jī)材料、溶劑等。有機(jī)材料不受具體限制，例如，在存在溶劑的情況下，有機(jī)材料可以使用萜品醇?？梢钥刂铺砑拥挠袡C(jī)材料中的溶劑的量，以調(diào)節(jié)導(dǎo)電膏的粘度。因此，可以將低粘度的導(dǎo)電膏涂覆在介電層I上，以減小內(nèi)電極層的厚度的差異。另外，當(dāng)?shù)谝粌?nèi)電極層或第二內(nèi)電極層的平均厚度被定義為時(shí)，可以滿足te ^ O. 6 μ mD第一內(nèi)電極層或第二內(nèi)電極層的平均厚度不受具體限制，然而，例如，第一內(nèi)電極層或第二內(nèi)電極層的平均厚度可以指沿著陶瓷主體10的寬度(W)方向的中心部分切割的沿著長度-厚度(L-T)方向的截面中的內(nèi)電極層的平均厚度。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,通過滿足/td < O. 30并且te彡O. 6 μ m，可以實(shí)現(xiàn)一種能夠改進(jìn)耐受電壓特性并且具有優(yōu)良的可靠性的大容量多層陶瓷電子組件。將第一內(nèi)電極層或第二內(nèi)電極層的平均厚度控制到O. 6μπι或更小的方法不受具體限制，例如，可以通過改變金屬粉末顆粒的尺寸或量或者改變用于內(nèi)電極層的導(dǎo)電膏中的溶劑或粘結(jié)劑樹脂的含量來執(zhí)行將第一內(nèi)電極層或第二內(nèi)電極層的平均厚度控制到·0.6μπι或更小的方法。另外，為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目標(biāo)，可以控制金屬粉末顆粒的尺寸，金屬粉末顆粒的尺寸可以為O. 05 μ m至O. 4 μ m,但是不具體地限于此。同時(shí)，當(dāng)在介電層中使用的陶瓷粉末顆粒的平均直徑被定義為Dd并且在內(nèi)電極層中使用的金屬粉末顆粒的平均直徑被定義為隊(duì)時(shí)，可以滿足O. 8 ( De/Dd ( I. 2。通過將金屬粉末顆粒的平均直徑與陶瓷粉末顆粒的平均直徑的比例控制為大于等于O. 8并且小于等于I. 2，即使對多層陶瓷電子組件使用薄膜介電層和內(nèi)電極層，也可以實(shí)現(xiàn)具有優(yōu)良可靠性的多層陶瓷電子組件。在上述范圍內(nèi)，當(dāng)比例De/Dd小于等于O. 8或者大于等于I. 2時(shí)，在內(nèi)電極層中使用的金屬粉末顆粒的平均直徑與在介電層中使用的陶瓷粉末顆粒的平均直徑之間的差太大。這樣會(huì)導(dǎo)致電容和可靠性劣化方面的問題。另外，介電層的平均厚度與第一內(nèi)電極層或第二內(nèi)電極層的平均厚度的比例(td/te)可以滿足 I. O ^ td/te 彡 I. 5。通過將介電層的平均厚度與第一內(nèi)電極層或第二內(nèi)電極層的平均厚度的比例(td/te)控制為大于等于I. O并且小于等于I. 5，即使在對多層陶瓷電子組件使用薄膜介電層和內(nèi)電極層的情況下，也可以實(shí)現(xiàn)具有優(yōu)良的可靠性的多層陶瓷電子組件。在上述范圍內(nèi)，如果比例td/te小于1.0，則在形成電容的過程中會(huì)出現(xiàn)問題，如果上述比例大于I. 5，則絕緣性質(zhì)會(huì)劣化，因此在多層陶瓷電子組件的可靠性方面會(huì)出現(xiàn)問題。同時(shí)，根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的多層陶瓷電子組件可以包括陶瓷主體10以及形成在陶瓷主體10中的多個(gè)內(nèi)電極層21和22，陶瓷主體10包括層疊在其中的多個(gè)介電層
1。當(dāng)多個(gè)介電層I的平均厚度被定義為td并且從多個(gè)內(nèi)電極層21和22選擇的單個(gè)內(nèi)電極層的最大厚度和最小厚度分別被定義為1_和tmin時(shí),滿足td< O. 6μηι和(tmax_tmin)/td
<O. 30。由于除了介電層以及第一內(nèi)電極層和第二內(nèi)電極層層疊多層之外，根據(jù)本實(shí)施例的多層陶瓷電子組件與根據(jù)前面實(shí)施例的多層陶瓷電子組件基本相同，所以將省略彼此重復(fù)的描述。介電層的平均厚度可以指沿著陶瓷主體的寬度(W)方向的中心部分切割的沿長度-厚度(L-T)方向的截面的中心部分中的介電層的平均厚度。另外，用于獲得平均厚度值的這種測量過程的介電層的數(shù)量不受限制。當(dāng)對例如10個(gè)層或更多個(gè)介電層廣泛地執(zhí)行測量過程并測量它們的平均值時(shí)，可以進(jìn)一步概括介電層的平均厚度。這里，第一內(nèi)電極層21或第二內(nèi)電極層22的最大厚度tmax和最小厚度tmin指在多個(gè)內(nèi)電極層2和多個(gè)介電層I交替層疊的陶瓷主體10中在單個(gè)內(nèi)電極層2中測量的厚度中的最大厚度和最小厚度。具體地講，如果在單個(gè)內(nèi)電極層中測量內(nèi)電極層2的最大厚度和最小厚度，則最大厚度和最小厚度在內(nèi)電極層中的位置不受具體限制。例如，可以從通過測量位于層疊的內(nèi)電極層2的中心部分中的一個(gè)內(nèi)電極層的所有截面獲得的值來確定最大厚度和最小厚度。
另外，可以從通過在沿著一個(gè)內(nèi)電極層2的長度方向的30個(gè)平均分開的截面中的每個(gè)截面中測量厚度(例如，測量其中的中心截面的厚度)獲得的值來確定最大厚度和最
小厚度。當(dāng)從多個(gè)內(nèi)電極層選擇的單個(gè)內(nèi)電極層的平均厚度被定義為時(shí)，可以滿足te ^ O. 6 μ nio從多個(gè)內(nèi)電極層選擇的單個(gè)內(nèi)電極層的平均厚度不受具體限制，但是，例如，所述單個(gè)內(nèi)電極層的平均厚度可以指沿著陶瓷主體10的寬度(W)方向的中心部分切割的沿長度-厚度(L-T)方向的截面的中心部分中的內(nèi)電極層的平均厚度。多個(gè)介電層的平均厚度與從多個(gè)內(nèi)電極層中選擇的一個(gè)內(nèi)電極層的平均厚度的比例(td/te)可以滿足1.0 ^ td/te彡I. 5。根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的多層陶瓷電子組件可以包括陶瓷主體10以及形成在陶瓷主體10內(nèi)的多個(gè)內(nèi)電極層21和22，陶瓷主體10包括層疊在其中的多個(gè)介電層I。當(dāng)多個(gè)介電層I的平均厚度被定義為td，并且多個(gè)第一內(nèi)電極層21和第二內(nèi)電極22的最大厚度和最小厚度分別被定義為tmax和tmin時(shí)，滿足td彡O. 6 μ m并且(tmax-tmin) /td < O. 30。由于除了介電層以及第一內(nèi)電極層和第二內(nèi)電極層層疊為多層之外，根據(jù)本實(shí)施例的多層陶瓷電子組件與根據(jù)前述實(shí)施例的多層陶瓷電子組件相同，因此將省略彼此重復(fù)的描述。多個(gè)第一內(nèi)電極層21或第二內(nèi)電極層22的最大厚度和最小厚度tnin可以分別被定義為通過測量多個(gè)內(nèi)電極層的最大厚度和最小厚度得到的值的平均。另外，對內(nèi)電極層的數(shù)量沒有限制，只要提供多個(gè)內(nèi)電極層即可。例如，最大值和最小值可以被分別定義為在位于中心部分中的一個(gè)內(nèi)電極層以及與該內(nèi)電極層相鄰的至少一個(gè)內(nèi)電極層中測量的最大厚度和最小厚度的平均值。另外，最大值和最小值可以分別被定義為在全部多個(gè)內(nèi)電極層中測量的最大厚度和最小厚度的平均值。用于測量多個(gè)內(nèi)電極層的最大厚度t_和最小厚度t.的相應(yīng)的內(nèi)電極層的位置不受具體限制，例如，可以由在相應(yīng)的內(nèi)電極層的所有截面中測量的值來確定最大厚度tmax和最小厚度tmin。另外，可以從通過在沿著每個(gè)內(nèi)電極層的長度方向的30個(gè)平均分開的截面中的每個(gè)截面中測量厚度(例如，測量其中的中心截面的厚度)得到的值來確定最大厚度tmax和最小厚度tmin。多個(gè)介電層I的平均厚度可以為在沿著陶瓷主體10的寬度(W)方向的中心部分中截取的沿長度-厚度(L-T)方向的截面中的介電層I的平均厚度。當(dāng)多個(gè)內(nèi)電極層的平均厚度被定義為&時(shí)，可以滿足&彡0.6口111。多個(gè)內(nèi)電極層的平均厚度可以為在沿著陶瓷主體的寬度(W)方向的中心部分中截取的沿長度-厚度(L-T)方向的截面中的內(nèi)電極層的平均厚度。對內(nèi)電極層的數(shù)量沒有限制，只要提供多個(gè)內(nèi)電極層即可。例如，最大值和最小值可以被分別定義為在位于中心部分的內(nèi)電極層和與該內(nèi)電極層相鄰的至少一個(gè)內(nèi)電極層中測量的厚度的平均值。
另外，用于測量多個(gè)內(nèi)電極層的平均厚度的位置不受具體限制，平均厚度可以被確定為通過在每個(gè)內(nèi)電極層的沿其長度方向的30個(gè)均勻分開的截面中的每個(gè)截面中測量厚度(例如，測量其中的中心截面的厚度)而獲得的值的平均。當(dāng)在介電層中使用的陶瓷粉末顆粒的平均直徑被定義為Dd，并且在內(nèi)電極層中使用的金屬粉末顆粒的平均直徑被定義為隊(duì)時(shí)，可以滿足O. 8 ( De/Dd ( I. 2。多個(gè)介電層的平均厚度與多個(gè)內(nèi)電極層的平均厚度的比例(td/te)可以滿足1.0^ te/te ( I. 5。在下文中，將參照示例詳細(xì)描述本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于此。為了根據(jù)內(nèi)電極層的平均厚度以及內(nèi)電極層的最大厚度和最小厚度之間的差來確定多層陶瓷電容器的可靠性是否得到提高而執(zhí)行測試，其中，采用平均厚度為O. 6 μ m或更小的介電層。如下制造每個(gè)多層陶瓷電容器。首先，在載體膜上涂覆包括諸如鈦酸鋇(BaTiO3)等并且平均顆粒直徑為O. I μ m的粉末的漿料，并且將其進(jìn)行干燥，以制備厚度為I μ m或O. 9 μ m的多個(gè)陶瓷生片，從而形成介電層I。然后，制備用于內(nèi)電極層的平均鎳顆粒尺寸為O. 08μπι至O. 12 μ m的導(dǎo)電膏。通過絲網(wǎng)印刷方法將用于內(nèi)電極層的導(dǎo)電膏涂覆在生片上，從而形成內(nèi)電極層，并且將所得的結(jié)構(gòu)以190層至250層的量進(jìn)行層疊，以制造層疊件。順序執(zhí)行層疊件壓縮和切割工藝以制造具有0603標(biāo)準(zhǔn)尺寸的芯片，并且將芯片在1050°C至1200°C的溫度下、O. I %或更低的H2的還原氣氛下燒結(jié)。最后，執(zhí)行外電極形成工藝、鍍覆工藝等來制造多層陶瓷電容器。根據(jù)介電層I的平均厚度不同地制造多層陶瓷電容器樣品。作為觀察多層陶瓷電容器的截面的結(jié)果，內(nèi)電極層的平均厚度為O. 45μπι至O. 60 μ m，介電層的平均厚度為
O.55 μ m 至 O. 65 μ m。從利用掃描電子顯微鏡(SEM)通過掃描沿著多層陶瓷電容器的寬度(W)方向的中心部分截取的沿長度-厚度(L-T)方向的截面獲得的圖像來測量介電層的平均厚度、內(nèi)電極層的平均厚度以及內(nèi)電極層的最大厚度和最小厚度。通過在沿著長度-厚度(L-T)方向的截面的中心部分中測量10個(gè)介電層的厚度來確定介電層的平均厚度，在相應(yīng)的介電層的沿著長度方向的30個(gè)平均分開的截面中的中心截面中測量所述厚度。也通過在沿著長度-厚度(L-T)方向的截面的中心部分中測量10個(gè)內(nèi)電極層的厚度來確定內(nèi)電極層的平均厚度、最大厚度和最小厚度，在相應(yīng)的內(nèi)電極層的沿著長度方向的30個(gè)平均分開的截面中的中心截面中測量所述厚度。下面的表I示出了根據(jù)介電層的平均厚度、內(nèi)電極層的平均厚度以及內(nèi)電極層的最大厚度和最小厚度的差與介電層的平均厚度的比例的加速壽命、擊穿電壓(BDV)和可靠性特性。[表I]
樣品燒結(jié)之內(nèi)電極內(nèi)電極內(nèi)電極 () BDV 高溫編號后介電層的平層的最層的最(V) 壽命 層的厚均厚度大厚度小厚度測試
度 Ute(Pm) tmax tmin的 NG
(μιπ)(μιη) (μιη)率
*1 0.60 0.60 0.74 0.47 0.45_ 42 3/200
*2 0.60 0.60 0.71 0.49 0.37_ 45 1/200
*3 0.60 0.60 0.67 0.48 0.32_ 43 1/200
40.70 0.60 0.73 0.46 0.39__60_0/200
50.70 0.60 0.71 0.41 0.41__68_0/200
60.70 0.60 0.72 0·41 0.44_ 65 0/200參照表I，樣品I至樣品3的介電層均具有O. 6 μ m或更小的平均厚度。在這些情況下，如果內(nèi)電極層的最大厚度和最小厚度之間的差與介電層的平均厚度的比例(tmax_tmin)/td偏離本發(fā)明的數(shù)值范圍，則在高溫加速壽命測試和可靠性測試方面會(huì)出現(xiàn)問題。同時(shí)，樣品4至樣品6的介電層均具有O. 6μ m以上的平均厚度。在這些情況下，即使在內(nèi)電極層的最大厚度和最小厚度之間的差與介電層的平均厚度的比例(tmax_tmin)/td偏離本發(fā)明的數(shù)值范圍的情況下，在高溫加速壽命測試中也示出了良好的結(jié)果。因此，可以看出，當(dāng)燒結(jié)之后介電層I的平均厚度td為O. 6μπι或更小時(shí)，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多層陶瓷電子組件在高溫加速壽命和可靠性方面具有改進(jìn)的效果。下面的表2示出了在介電層的平均厚度為O. 6 μ m或更小的情況下，根據(jù)內(nèi)電極層的平均厚度、內(nèi)電極層的最大厚度和最小厚度以及內(nèi)電極層的最大厚度和最小厚度之間的差與介電層的平均厚度的比例的加速壽命、擊穿電壓(BDV)和可靠性特性。[表2]
權(quán)利要求
1.一種多層陶瓷電子組件，所述多層陶瓷電子組件包括 陶瓷主體,包括介電層； 第一內(nèi)電極層和第二內(nèi)電極層，形成在所述陶瓷主體內(nèi)， 其中，當(dāng)介電層的厚度被定義為td并且第一內(nèi)電極層或第二內(nèi)電極層的最大厚度和最小厚度分別被定義為tmax和tmin時(shí)，滿足td彡O. 6 μ m并且(tmax-tmin) /td < O. 30。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多層陶瓷電子組件，其中，通過掃描在陶瓷主體的沿寬度方向的中心部分切割的沿著長度-厚度方向的截面來測量介電層的厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多層陶瓷電子組件，其中，當(dāng)?shù)谝粌?nèi)電極層或第二內(nèi)電極層的厚度被定義為te時(shí),滿足te彡O. 6 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多層陶瓷電子組件，其中，通過掃描在陶瓷主體的沿寬度方向的中心部分切割的沿著長度-厚度方向的截面來測量第一內(nèi)電極層或第二內(nèi)電極層的厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多層陶瓷電子組件，其中，介電層的厚度與第一內(nèi)電極層或第二內(nèi)電極層的厚度的比例td/te滿足I. O彡td/te ( I. 5。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多層陶瓷電子組件，其中，當(dāng)在介電層中使用的陶瓷粉末顆粒的平均直徑被定義為Dd，并且在第一內(nèi)電極層和第二內(nèi)電極層中使用的金屬粉末顆粒的平均直徑被定義為De時(shí)，滿足0.8 ^ De/Dd ( I. 2。
7.一種多層陶瓷電子組件，所述多層陶瓷電子組件包括 陶瓷主體，包括層疊在其中的多個(gè)介電層； 多個(gè)內(nèi)電極層，形成在所述陶瓷主體內(nèi)， 其中，當(dāng)多個(gè)介電層的平均厚度被定義為td并且從多個(gè)內(nèi)電極層中選擇的單個(gè)內(nèi)電極層的最大厚度和最小厚度分別被定義為tmax和tmin時(shí),滿足td < O. 6 μ m并且(tmax_tmin)/td< O. 30。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多層陶瓷電子組件，其中，通過掃描在陶瓷主體的沿寬度方向的中心部分切割的沿著長度-厚度方向的截面來測量多個(gè)介電層的平均厚度。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多層陶瓷電子組件，其中，當(dāng)從多個(gè)內(nèi)電極層中選擇的單個(gè)內(nèi)電極層的平均厚度被定義為時(shí)，滿足< O. 6 μ m。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的多層陶瓷電子組件，其中，通過掃描在陶瓷主體的沿寬度方向的中心部分切割的沿著長度-厚度方向的截面的中心部分來測量從多個(gè)內(nèi)電極層中選擇的單個(gè)內(nèi)電極層的平均厚度。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的多層陶瓷電子組件，其中，多個(gè)介電層的平均厚度與從多個(gè)內(nèi)電極層中選擇的單個(gè)內(nèi)電極層的平均厚度的比例td/\滿足I. O彡td/te ( I. 5。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多層陶瓷電子組件，其中，當(dāng)在介電層中使用的陶瓷粉末顆粒的平均直徑被定義為Dd，并且在內(nèi)電極層中使用的金屬粉末顆粒的平均直徑被定義為比時(shí)，滿足 O. 8 ≤ De/Dd ≤ I. 2。
13.一種多層陶瓷電子組件，所述多層陶瓷電子組件包括 陶瓷主體，包括層疊在其中的多個(gè)介電層； 多個(gè)內(nèi)電極層，形成在所述陶瓷主體內(nèi)， 其中，當(dāng)多個(gè)介電層的平均厚度被定義為td并且多個(gè)內(nèi)電極層的最大厚度和最小厚度分別被定義為tmax和tmin時(shí)，滿足td彡O. 6 μ m并且(tmax-tmin) /td < O. 30。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的多層陶瓷電子組件，其中，通過掃描在陶瓷主體的沿寬度方向的中心部分切割的沿著長度-厚度方向的截面來測量多個(gè)介電層的平均厚度。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的多層陶瓷電子組件，其中，當(dāng)多個(gè)內(nèi)電極層的平均厚度被定義為te時(shí),滿足te彡O. 6 μ m。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的多層陶瓷電子組件，其中，通過掃描在陶瓷主體的沿寬度方向的中心部分切割的沿著長度-厚度方向的截面來測量多個(gè)內(nèi)電極層的平均厚度。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的多層陶瓷電子組件，其中，當(dāng)在介電層中使用的陶瓷粉末顆粒的平均直徑被定義為Dd，并且在內(nèi)電極層中使用的金屬粉末顆粒的平均直徑被定義為De 時(shí)，滿足 O. 8 ( De/Dd ( I. 2。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的多層陶瓷電子組件，其中，多個(gè)介電層的平均厚度與多個(gè)內(nèi)電極層的平均厚度的比例td/te滿足I. O彡td/te彡I. 5。
全文摘要
提供了一種多層陶瓷電子組件，所述多層陶瓷電子組件包括陶瓷主體，包括介電層；第一內(nèi)電極層和第二內(nèi)電極層，形成在所述陶瓷主體內(nèi)，其中，當(dāng)介電層的厚度被定義為td并且第一內(nèi)電極層或第二內(nèi)電極層的最大厚度和最小厚度分別被定義為tmax和tmin時(shí)，滿足td≤0.6μm并且(tmax-tmin)/td＜0.30。根據(jù)本發(fā)明，通過改進(jìn)內(nèi)電極層的厚度的均勻性，可以實(shí)現(xiàn)能夠改進(jìn)耐受電壓特性并且具有優(yōu)良的可靠性的大容量多層陶瓷電子組件。
文檔編號H01G4/30GK102903519SQ201210169369
公開日2013年1月30日 申請日期2012年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月28日
發(fā)明者金相赫 申請人:三星電機(jī)株式會(huì)社