多层陶瓷电子组件以及用于多层陶瓷电子组件的安装的板的制作方法

本申请要求于2018年6月19日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0069956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。

本公开涉及一种具有改善的可靠性的多层陶瓷电子组件以及用于该多层陶瓷电子组件的安装的板。

背景技术：

随着近来电子产品朝向小型化的趋势，对于具有小尺寸和高容量的多层陶瓷电子组件的需求增大。

随着对具有小尺寸和高容量的多层陶瓷电子组件的需求，多层陶瓷电子组件的外电极也已经纤薄化。

外电极膏包含诸如铜(cu)的导电金属作为主要材料，以确保片中的气密片密封性质和电连接性。外电极膏还含有玻璃作为辅助材料，以在金属的烧结收缩期间填充空隙的同时提供外电极和片之间的粘合强度。

外电极膏的玻璃用于加速铜烧结并用作陶瓷主体和外电极之间的粘合剂。玻璃填充空隙，而不用铜填充，以实现完全气密密封。

通常，外电极膏包括两种或三种不同类型的玻璃。考虑到典型玻璃的性质，具有优异的耐酸性或优异的容量可接触性的玻璃由于其高的软化点而具有差的铜润湿性，而具有优异的铜润湿性的玻璃具有差的耐酸性或差的容量可接触性。

通常，外电极通过涂敷、干燥和烧制包括单一类型的玻璃或者两种或三种不同类型的玻璃的外电极膏来形成。

在一次执行这样的涂敷和烧制的情况下，外电极膏中包括的玻璃可能不满足诸如内电极和外电极的粘合性、外电极的密封、与铜(cu)的润湿性、耐酸性等的所有要求。

也就是说，当外电极膏中的玻璃成分之一的硅(si)的含量增加时，耐酸性优异，但与铜(cu)的润湿性可能劣化并且软化点可能变得更高。结果，玻璃可能无法充分地填充界面和cu金属中的空隙。

另一方面，具有优异的铜润湿性的玻璃遇到耐酸性差或容量可接触性弱的问题。

鉴于上述情况，外电极膏可通过包括能够解决以上问题的两种或三种类型的玻璃来制备。然而，为了使相应类型的玻璃成功地实现所期望的功能，它们需要分别位于外电极中的所期望的位置。然而，玻璃的高温特性使得难以将玻璃置于外电极中的所期望的位置。

技术实现要素：

本公开的一方面在于提供一种具有改善的可靠性的多层陶瓷电子组件以及用于该多层陶瓷电子组件的安装的板。

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，包括介电层；第一内电极和第二内电极，在所述陶瓷主体中被设置为彼此面对，且所述介电层介于所述第一内电极和所述第二内电极之间；以及第一外电极和第二外电极，设置在所述陶瓷主体的外表面上并电连接到第一内电极和所述第二内电极。所述第一外电极和所述第二外电极各自包括：第一电极层，包括第一玻璃；以及第二电极层，设置在所述第一电极层上并包括第二玻璃。所述第一玻璃包含钡-锌(ba-zn)，所述第二玻璃包含硅(si)。

根据本公开的一方面，一种用于多层陶瓷电子组件的安装的板包括：印刷电路板，包括设置在所述印刷电路板上的多个电极焊盘；以及多层陶瓷电子组件，安装在所述印刷电路板上。所述多层陶瓷电子组件包括：陶瓷主体，包括介电层；第一内电极和第二内电极，在所述陶瓷主体中被设置为彼此面对，且所述介电层介于所述第一内电极和所述第二内电极之间；以及第一外电极和第二外电极，设置在所述陶瓷主体的外表面上并分别电连接到所述第一内电极和所述第二内电极。所述第一外电极和所述第二外电极各自包括：第一电极层，包括第一玻璃；以及第二电极层，设置在所述第一电极层上并且包括第二玻璃。所述第一玻璃包含钡-锌(ba-zn)，所述第二玻璃包含硅(si)。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本公开的以上和其它方面、特征和优点将被更清楚地理解，在附图中：

图1是根据本公开中的示例性实施例的多层陶瓷电容器的透视图；

图2是沿图1中的线i-i'截取的截面图；

图3是根据本公开中的第一示例性实施例的沿线i-i'截取的截面图；

图4是根据本公开中的第二示例性实施例的沿线i-i'截取的截面图；以及图5是示出安装在印刷电路板(pcb)上的图1中的多层陶瓷电容器的透视图。

具体实施方式

现在，将参照附图在下面详细地描述本公开中的示例性实施例，其中，不管图号如何，那些组件使用相同或相应的附图标号来描绘，并且省略冗余的解释。

然而，本公开可以以许多不同的形式举例说明，并且不应该被解释为局限于在此阐述的特定实施例。更确切地说，提供这些实施例，以使得本公开将是透彻的和完整的，并且将向本领域技术人员充分地传达本公开的范围。

多层陶瓷电子组件

在下文中，将参照附图更充分地描述本公开中的示例性实施例。

图1是根据示例性实施例的多层陶瓷电容器的透视图。

图2是沿图1中的线i-i'截取的截面图。

参照图1和图2，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；第一内电极121和第二内电极122，在陶瓷主体110中被设置为彼此面对，且介电层111介于第一内电极121和第二内电极122之间；以及第一外电极131和第二外电极132，设置在陶瓷主体110的外表面上并电连接到第一内电极121和第二内电极122。第一外电极131包括：第一电极层131a，包括第一玻璃；以及第二电极层131b，设置在第一电极层131a上并包括第二玻璃，第二外电极132包括：第一电极层132a，包括第一玻璃；以及第二电极层132b，设置在第一电极层132a上并包括第二玻璃。第一玻璃包括钡-锌(ba-zn)，第二玻璃包括硅(si)。

在下文中，将描述根据示例性实施例的多层陶瓷电子组件，具体地，将描述多层陶瓷电容器，但是本公开中的示例性实施例不限于此。

在根据本公开中的示例性实施例的多层陶瓷电容器中，将分别将“长度方向”、“宽度方向”和“厚度方向”定义为图1中的“l”方向、“w”方向和“t”方向。“厚度方向”可用作具有与介电层层叠的方向(即，“层叠方向”)相同的概念。

根据本公开中的示例实施例，用于形成介电层111的材料不受具体限制，只要能够利用其获得足够的电容即可，并且可以是例如钛酸钡(batio3)粉末。

用于形成介电层111的材料可以是根据本公开的目的添加有各种陶瓷添加剂、有机溶剂、增塑剂、结合剂、分散剂等的诸如钛酸钡(batio3)粉末的粉末。

用于形成第一内电极121和第二内电极122的材料不受具体限制，并且它们可利用包括例如银(ag)、铅(pb)、铂(pt)、镍(ni)和铜(cu)中的至少一种的导电膏来形成。

根据本公开中的示例性实施例的多层陶瓷电容器可包括电连接到第一内电极121的第一外电极131和电连接到第二内电极122的第二外电极132。

第一外电极131和第二外电极132可电连接到第一内电极121和第二内电极122以形成电容，并且第二外电极132可连接到具有与第一外电极131连接到的电极的电势不同的电势的电极。

根据本公开中的示例性实施例，第一外电极131包括：第一电极层131a，包括第一玻璃；以及第二电极层131b，设置在第一电极层131a上并且包括第二玻璃，第二外电极132包括：第一电极层132a，包括第一玻璃；以及第二电极层132b，设置在第一电极层132a上并且包括第二玻璃。第一玻璃相比第二玻璃包含更大量的钡-锌(ba-zn)，并且第二玻璃相比第一玻璃包含更大量的硅(si)。

在下文中，将详细地描述第一外电极131和第二外电极132的结构。

通常，镍(ni)通常用作内电极的主要材料，铜(cu)通常用作外电极的主要材料。当将玻璃添加到外电极膏时，外电极中包含的铜(cu)可根据玻璃的流动性而容易地移动到内电极。

当移动到内电极的铜(cu)遇到镍(ni)(构成内电极的元素)时，通过烧结工艺可形成铜-镍合金。

铜-镍合金的形成可使外电极和内电极彼此电连接。

为实现以上特性，第一外电极131和第二外电极132包括具有第一玻璃的第一电极层131a和132a。

第一电极层131a和132a可包括导电金属(从由铜(cu)、镍(ni)、银(ag)和银-钯(ag-pd)组成的组中选择的一种)和第一玻璃。

为形成电容，第一外电极131和第二外电极132可分别形成在陶瓷主体110的相对端。第一外电极131中包括的第一电极层131a可电连接到第一内电极121，第二外电极132中包括的第一电极层132a可电连接到第二内电极122。

第一电极层131a和132a可通过涂敷导电膏并烧制所涂敷的导电膏来形成，所述导电膏通过将第一玻璃添加到第一导电金属粉末来制备。

当玻璃的铜润湿性优异时，玻璃可均匀地分散在外电极内。在这种情况下，可易于形成镀层。

句子“玻璃的铜润湿性优异”意味着玻璃在外电极内不聚集或分离，而是均匀地分布在整个外电极上，以防止玻璃渗出到外电极的表面。

当玻璃的铜润湿性差时，玻璃可能无法与铜(外电极的主要材料)均匀地混合，并且玻璃倾向于聚集。因此，玻璃渗出到外电极的表面。结果，难以形成镀层131c和132c。

为改善以上特性，第二电极层131b和132b可形成在第一电极层131a和132a上，以形成双层外电极。

由于外电极的厚度随着产品的朝向小型化和高电容的趋势而减小，因此在烧制外电极之后，镀液可能在镀覆工艺期间渗入外电极，从而使片可靠性劣化。

由于外电极中包含的玻璃在抵抗镀液的耐腐蚀性方面不优异，因此当镀液腐蚀玻璃时，镀液可能渗入外电极。通过提高外电极中包含的玻璃的抵抗镀液的耐腐蚀性，可防止镀液在镀覆工艺期间渗入外电极。因此，可改善片可靠性。

第二外电极层131b和132b可包括导电金属(从由铜(cu)、镍(ni)、银(ag)和银-钯(ag-pd)组成的组中选择的一种)和第二玻璃。

第二外电极层131b和132b可通过涂敷导电膏并烧制所涂敷的导电膏来形成，所述导电膏通过将第二玻璃添加到第二导电金属粉末来制备。

第一玻璃和第二玻璃不受具体限制，只要它们是除了稍后将描述的特征之外的典型玻璃即可，并且它们可以是包括例如硅基氧化物或硼基氧化物的玻璃。

第一玻璃相比第二玻璃可包含更大量的ba-zn。

由于第一玻璃相比第二玻璃可包含更大量的ba-zn，因此第一玻璃的密度可以是高的。

由于第一玻璃中包含的ba和zn的含量可以是高的，因此第一玻璃对镍(ni)镀液的耐酸性可能较差。

为改善耐酸性的程度，根据本公开中的示例性实施例，包括具有优异的耐酸性的第二玻璃的第二电极层131b和132b可分别设置在第一电极层131a和132a上。

第二电极层131b和132b中包括的第二玻璃相比第一玻璃可包含更大量的硅(si)。

如上所述，由于第二玻璃相比第一玻璃可包含更大量的硅，因此第二玻璃的耐酸性可以是优异的。因此，当镀层131c和132c形成在第二电极层131b和132b上时，可防止由镀液导致的腐蚀和镀液的渗入，从而改善防潮可靠性。

更具体地，氧化硅(sio2)是具有这样的结构的玻璃网状形成物：硅原子键合到相邻的四个硅原子，且四个氧原子插设在它们之间。

氧化硅(sio2)在确定玻璃的软化温度和耐酸程度中扮演最重要的因素。在氧化硅(sio2)的含量低的情况下，玻璃网状结构会弱，因此软化温度可能低并且耐酸性可能弱。同时，当氧化硅(sio2)的含量高时，玻璃网状结构会强，因此软化温度可能高并且耐酸性可能强。

根据本公开中的示例性实施例，第二电极层131b和132b中包括的第二玻璃相比第一玻璃包含更大量的硅(si)。为此，第二玻璃的软化温度可以是高的并且第二玻璃的耐酸性可以是强的。结果，可防止由镀液导致的腐蚀和镀液的渗入。

根据本公开中的示例性实施例，第二电极层131b和132b可包含锆(zr)和镝(dy)中的至少一种。

第二电极层131b和132b可包含在防止由镀液导致的腐蚀和镀液的渗入方面优异的高度键合的元素zr和dy。

第二电极层131b和132b相比第一电极层131a和132a可包含更大量的锆(zr)和镝(dy)中的至少一种。

第二电极层131b和132b相比第一电极层131a和132a可包含更大量的锆(zr)和镝(dy)。为此，第一电极层131a和132a在密度方面可以是高的，同时第二电极层131b和132b在耐酸性方面可以是强的。

根据本公开中的示例性实施例，第一外电极131包括：第一电极层131a，包括第一玻璃；以及第二电极层131b，设置在第一电极层131a上并且包括第二玻璃，第二外电极132包括：第一电极层132a，包括第一玻璃；以及第二电极层132b，设置在第一电极层132a上并且包括第二玻璃。第一玻璃相比第二玻璃包含更大量的ba-zn，第二玻璃相比第一玻璃包含更大量的si。为此，可防止镀液的渗入，以实现具有改善的可靠性的多层陶瓷电子组件。

根据本公开中的示例性实施例，镀层131c和132c可通过镀覆形成，具体地，镀层131c和132c可以是镍镀层/锡镀层，但不限于此。此外，虽然示出了第一外电极131和第二外电极132具有相似的结构，但是不限于此。例如，可仅第一外电极131或仅第二外电极132具有上述结构(即，包括第一电极层和第二电极层)。

图3是根据第一示例性实施例的沿线i-i'截取的截面图。

图4是根据第二示例性实施例的沿线i-i'截取的截面图。

参照图3，根据本公开中的第一实施例的多层陶瓷电容器100的特征在于：第一电极层131a和132a以及第二电极层131b和132b被设置为从陶瓷主体110的在长度方向上的相对的端表面延伸至陶瓷主体110的顶表面和底表面上，并且第二电极层131b和132b的至陶瓷主体110的顶表面和底表面上的延伸长度可短于第一电极层131a和132a的至陶瓷主体110的顶表面和底表面上的延伸长度。第一电极层131a和132a在陶瓷主体的顶表面和底表面上延伸超出第二电极层131b和132b。

根据本公开中的第一示例性实施例，具有高密度的第一电极层131a和132a可设置为从陶瓷主体110的在长度方向上的相对的端表面延伸至陶瓷主体110的顶表面和底表面，并且具有优异的耐酸性的第二电极层131b和132b可设置为覆盖陶瓷主体110的最容易渗入镀液的角部。

在这种情况下，具有优异的耐酸性的第二电极层131b和132b设置为覆盖陶瓷主体110的最容易渗入镀液的角部，并且第二电极层131b和132b的至陶瓷主体110的顶表面和底表面上的延伸长度短于第一电极层131a和132a的至陶瓷主体110的顶表面和底表面上的延伸长度，以使外电极的厚度最小。

参照图4，根据本公开中的第二实施例的多层陶瓷电容器100的特征在于：第一电极层131a和132a以及第二电极层131b和132b被设置为从陶瓷主体110的在长度方向上的相对的端表面延伸至陶瓷主体110的顶表面和底表面，并且第二电极层131b和132b的至陶瓷主体110的顶表面和底表面上的延伸长度长于第一电极层131a和132a的至陶瓷主体110的顶表面和底表面上的延伸长度。第二电极层131b和132b在陶瓷主体的顶表面和底表面上延伸超出第一电极层131a和132a。

根据本公开中的第二示例性实施例，在超小型多层陶瓷电容器的情况下，第一电极层131a和132a的从陶瓷主体的在长度方向上的相对的端表面至陶瓷主体110的顶表面和底表面的延伸长度可以非常短。由于第一电极层131a和132a包括可能非常容易被腐蚀的第一玻璃，因此超小型多层陶瓷电容器可能容易受到由镀液导致的腐蚀以及镀液的渗入。

在这种情况下，具有优异的耐酸性的第二电极层131b和132b可设置为覆盖容易渗入镀液的第一电极层131a和132a，并且第二电极层131b和132b的至陶瓷主体110的顶表面和底表面上的延伸长度可长于第一电极层131a和132a的至陶瓷主体110的顶表面和底表面上的延伸长度。

也就是说，尽管被设置为延伸至陶瓷主体110的顶表面和底表面上的部分具有小的厚度，但是由于第二电极层131b和132b具有强的耐酸性，因此可防止由镀液导致的腐蚀以及镀液的渗入，从而改善防潮可靠性。

在下文中，将详细地描述根据本公开的另一实施例的用于制造多层陶瓷电子组件的方法，但本公开不限于此。

首先，可制备包括介电层111以及设置为彼此面对且介电层111介于其之间的第一内电极121和第二内电极122的陶瓷主体110。

可形成用于形成介电层111的陶瓷生片，通过以下步骤来制备具有几微米(μm)的厚度的所述陶瓷生片：将钛酸钡(batio3)与陶瓷添加剂、有机溶剂、增塑剂、结合剂和分散剂混合形成浆料，并使用篮式研磨机(basketmill)在载体膜上按照几微米(μm)的厚度涂覆形成的浆料并干燥所生成的结构。

可将导电膏分配到陶瓷生片上，并且可在刮板沿一个侧方向移动的同时利用由所述导电膏形成内电极层。

所述导电膏可利用诸如银(ag)、铂(pt)等的贵金属材料、铅(pb)、镍(ni)和铜(cu)中的一种或它们中的至少两种的混合物形成。

在形成内电极层之后，将陶瓷生片从载体膜移开。可层叠多个陶瓷生片以将其彼此叠置，从而形成生片多层结构。

在高温和高压下压制所述生片多层结构。可通过切割工艺将所压制的生片多层结构切割成具有预定尺寸的多个部分，以制造陶瓷主体。

可制备外电极膏，所述外电极膏包括：导电金属，基于外电极膏的100重量份包含10重量份至90重量份的具有0.3μm或更小的平均颗粒直径的导电金属颗粒；第一玻璃，基于所述导电金属的100vol％，含量为0.3vol％至2.0vol％。

所述导电金属可以是从由铜(cu)、镍(ni)、银(ag)和银-钯(ag-pd)组成的组中选择的至少一种。

第一玻璃相比第二玻璃(稍后描述)具有更大的含量的钡(ba)和锌(zn)。

可将包括第一玻璃的外电极膏涂覆在陶瓷主体110上以电连接到第一内电极121和第二内电极122，从而形成第一电极层131a和132a。

可将包括第二玻璃的外电极膏涂覆在第一外电极层131a和132a上以形成第二外电极层131b和132b，第二玻璃相比第一玻璃包含更大量的硅(si)。

可通过镀覆的方式在第二电极层131b和132b上形成镀层131c和132c。

最后，可烧结陶瓷主体110以形成第一外电极131和第二外电极132。

用于多层陶瓷电子组件的安装的板

图5是示出安装在印刷电路板(pcb)上的图1中的多层陶瓷电容器的透视图。

参照图5，根据本公开中的示例性实施例的用于安装多层陶瓷电子组件的板200包括：印刷电路板(pcb)210，多层陶瓷电子组件水平地安装在印刷电路板上；以及多个电极焊盘221和222，设置在印刷电路板的顶表面上以彼此间隔开。

多层陶瓷电子组件可在第一外电极131和第二外电极132分别与电极焊盘221和222的顶表面接触的同时通过焊料230电连接到pcb210。

除以上说明之外，将在下文中省略关于根据本公开中的示例性实施例的多层陶瓷电子组件的上述特征的重复说明。

如到目前为止所描述的，根据本公开中的示例性实施例，第一外电极和第二外电极包括：第一电极层，包括第一玻璃；第二电极层，设置在第一电极层上并包括第二玻璃。第一玻璃相比第二玻璃包含更大量的钡-锌(ba-zn)，第二玻璃相比第一玻璃包含更大量的硅(si)。因此，可防止镀液的渗入，从而实现具有改善的可靠性的多层陶瓷电子组件。

虽然上面已经示出和描述了示例性实施例，但是对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做出变型和改变。