多层电子组件的制作方法

多层电子组件
1.本技术是申请日为2020年5月25日、申请号为202010449063.0、名称为“多层电子组件”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
2.本公开涉及一种多层电子组件。


背景技术：

3.多层陶瓷电容器(mlcc)(层叠的片式电子组件)是一种片式电容器，安装在诸如成像装置(或视频设备)(如液晶显示器(lcd)、等离子显示面板(pdp)等)、计算机、智能电话、便携式电话等的各种电子产品的印刷电路板(pcb)上以对其充电和从其放电。
4.由于小型化的尺寸和高容量以及易于安装的优点，这种mlcc可用作各种电子装置的组件。
5.此外，随着近来对汽车电子组件的兴趣已经增加，还需要mlcc具有高可靠性和高机械强度，以便能够在汽车或信息娱乐系统中使用。
6.具体地，考虑到使用汽车电子组件的环境，由于出现芯片裂纹，因湿气渗透导致的击穿等被视为致命的缺陷，因此需要确保更高的耐湿可靠性的方法。
7.此外，在现有方法中，随着薄型化在性能或可靠性劣化方面存在问题，因此，已经增加对解决这种问题的新方法的需求。


技术实现要素：

8.本公开的一方面在于提供一种具有提高的耐湿可靠性的多层电子组件。
9.本公开的另一方面在于提供一种能够确保高电容的多层电子组件。
10.然而，以上方面不限于先前的描述，并且将通过以下实施例被更清楚地理解。
11.根据本公开中的实施例，一种多层电子组件包括：主体，包括介电层以及交替层叠的第一内电极和第二内电极，且相应的介电层介于所述第一内电极和所述第二内电极之间，所述主体包括在层叠所述第一内电极和所述第二内电极的方向上彼此相对的第一表面和第二表面、连接到所述第一表面和所述第二表面且彼此相对的第三表面和第四表面以及连接到所述第一表面、所述第二表面、所述第三表面和所述第四表面且彼此相对的第五表面和第六表面；防湿层，设置在所述第一表面、所述第二表面、所述第五表面和所述第六表面中的至少一个表面上并且包含稀土氧化物；第一外电极，设置在所述第三表面上并且连接到所述第一内电极；以及第二外电极，设置在所述第四表面上并且连接到所述第二内电极。
附图说明
12.通过以下结合附图进行的详细描述，本公开的以上和其他方面、特征及其他优点将被更清楚地理解，在附图中：
13.图1是示意性示出根据本公开的实施例的多层电子组件的透视图；
14.图2是沿图1的线i-i'截取的截面图；
15.图3是沿图1的线ii-ii'截取的截面图；
16.图4是示意性示出图1的主体的透视图；
17.图5是示出在主体中形成防湿层的工艺的示图；
18.图6是示出图1的其中形成有防湿层的主体的示图；
19.图7是示意性示出根据修改示例的主体的透视图；
20.图8是示意性示出根据修改示例的主体和防湿层的透视图。
具体实施方式
21.在下文中，现将参照附图详细描述本公开的实施例。然而，本公开可以以许多不同的形式实施而不应被解释为限于在此所阐述的实施例。更确切地说，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的，并且将向本领域技术人员充分地传达本公开。因此，为了清楚，可夸大附图中的元件的形状和尺寸，并且相同的附图标记将始终用于指示相同或相似的元件。
22.出于方便或清楚的目的，附图中示出的每个层的厚度和尺寸可被放大、省略或示意性地绘制。在整个附图中，相同的附图标记将被指定相同的元件。此外，在本说明书中，当某一部分“包括”某一组件时，应理解的是，除非另外特别指出，否则还可包括其他组件，但不排除其他组件。
23.在附图中，“x方向”可被定义为“第二方向”、“l方向”或“长度方向”，“y方向”可被定义为“第三方向”、“w方向”或“宽度方向”，而“z方向”可被定义为“第一方向”、“层叠方向”、“t方向”或“厚度方向”。
24.多层电子组件
25.图1是示意性示出根据本公开的实施例的多层电子组件的透视图，图2是沿图1的线i-i'截取的截面图，而图3是沿图1的线ii-ii'截取的截面图，且图4是示意性示出图1的主体的透视图。
26.图5是示出在主体中形成防湿层的工艺的示图。
27.图6是示出图1的其中形成有防湿层的主体的示图。
28.将参照图1至图6详细描述根据实施例的多层电子组件。
29.根据本公开的实施例的多层电子组件100包括：主体110，包括介电层111以及交替层叠的第一内电极121和第二内电极122，且相应的介电层介于第一内电极121和第二内电极122之间，主体110包括在内电极层叠的方向(z方向)上彼此相对的第一表面1和第二表面2、连接到第一表面和第二表面且彼此相对的第三表面3和第四表面4以及连接到第一表面1、第二表面2、第三表面3和第四表面4的第五表面5和第六表面6；防湿层117，设置在第一表面、第二表面、第五表面和第六表面中的至少一个表面上并且包含稀土氧化物；第一外电极131，设置在第三表面3上并且连接到第一内电极；第二外电极132，设置在第四表面4上并且连接到第二内电极。
30.主体110包括交替层叠的多个第一内电极121和多个第二内电极122。
31.主体110关于其形状不受具体限制，但可具有如图所示的六面体形状或与六面体
形状相似的形状。由于主体110中包括的陶瓷粉末在煅烧期间的收缩，因此主体110可不具有具备完全直线的六面体形状，而可具有大体六面体形状。
32.主体110可包括在厚度方向(z方向)上彼此相对的第一表面1和第二表面2、连接到第一表面1和第二表面2且在长度方向(x方向)上彼此相对的第三表面3和第四表面4以及连接到第一表面1和第二表面2且连接到第三表面3和第四表面4并且在宽度方向(y方向)上彼此相对的第五表面5和第六表面6。
33.形成主体110的多个介电层111处于煅烧态，并且可在单个主体中一体化，使得在不使用扫描电子显微镜(sem)的情况下，相邻介电层111之间的边界可能不容易明显。
34.根据实施例，形成介电层111的材料不受限制，只要能由此获得足够的电容即可，并且可以是例如钛酸钡(batio3)基材料、铅复合钙钛矿基材料、钛酸锶基材料等。batio3基材料可包括batio3陶瓷粉末，并且batio3陶瓷粉末的示例为(ba
1-x
ca
x
)tio3、ba(ti
1-y
cay)o3、(ba
1-x
ca
x
)(ti
1-y
zry)o3、ba(ti
1-y
zry)o3等。
35.根据本公开的目的，形成介电层111的材料可包括添加到batio3粉末等中的各种陶瓷添加剂、有机溶剂、增塑剂、粘合剂、分散剂等。
36.此外，介电层111的厚度不受具体限制。
37.然而，当介电层的厚度小于0.6μm时，具体地，介电层的厚度为0.4μm或更小时，耐湿可靠性会降低。
38.介电层111的厚度可指设置在第一内电极121和第二内电极122之间的介电层111的平均厚度。
39.介电层111的平均厚度可通过用sem对主体110的长度-厚度(l-t)截面进行图像扫描来测量。
40.例如，平均厚度可通过对从主体110的l-t截面图像提取的任意介电层的在长度方向上的30个等距点处的厚度进行测量，然后对测量得的厚度求平均值来获得，其中，切割主体110在宽度方向上的中央部、使用sem扫描而得l-t截面图像。
41.可在电容产生部中测量30个等距点处的厚度，电容产生部指的是第一内电极121和第二内电极122彼此重叠的区域。
42.主体110包括：电容产生部，设置在主体110内部并且通过包括设置为彼此相对的第一内电极121和第二内电极122且介电层111介于其间来产生电容；以及上覆盖部112和下覆盖部113，形成在电容产生部的上部和下部上。
43.电容产生部有助于电容器的电容产生，并且可通过重复地层叠多个第一内电极121和多个第二内电极122且相应的介电层111介于其间来产生电容。
44.上覆盖部112和下覆盖部113可通过分别在电容产生部的上表面和下表面上竖直地层叠单层介电层或至少两层介电层来形成，并且可基本上防止内电极受到物理应力或化学应力的损害。
45.上覆盖部112和下覆盖部113不包括内电极，而可包含与介电层111相同的材料。
46.此外，主体110可包括分别设置在电容产生部的两个侧表面上的边缘部114和115。
47.如图3所示，边缘部114和115指的是第一内电极121和第二内电极122的两端与主体110的在主体110的w-t方向上截取的截面中的边界表面之间的区域。
48.边缘部114和115可基本上防止内电极受到物理应力或化学应力的损害。
49.边缘部114和115不包括内电极，而可包含与介电层111相同的材料。
50.多个内电极121和122设置为彼此相对且相应的介电层111介于其间。
51.内电极121和122可包括设置为彼此相对的第一内电极121和第二内电极122，且相应的介电层111介于第一内电极121和第二内电极122之间。
52.第一内电极121和第二内电极122可分别暴露于主体110的第三表面3和第四表面4。
53.基于图2至图4，第一内电极121可与第四表面4间隔开并且通过第三表面3暴露，而第二内电极122可与第三表面3间隔开并且通过第四表面4暴露。第一外电极131设置在第三表面3上以连接到第一内电极121，第二外电极132设置在第四表面4上以连接到第二内电极122。第一内电极121还可与第五表面5和第六表面6间隔开，第二内电极122还可与第五表面5和第六表面6间隔开。
54.第一内电极121和第二内电极122可通过设置在其间的介电层111彼此电隔离。
55.主体110可通过在厚度方向(z方向)上交替地层叠其上印刷有第一内电极121的介电层111和其上印刷有第二内电极122的介电层111以形成层叠体，然后煅烧该层叠体来形成。
56.形成第一内电极121和第二内电极122的材料不受具体限制，并且可以是包含镍(ni)、铜(cu)、钯(pd)、银(ag)、金(au)、铂(pt)、锡(sn)、钨(w)、钛(ti)及它们的合金中的至少一种的导电膏。
57.用于印刷导电膏的方法可以是丝网印刷法、凹版印刷法等，但不限于此。
58.第一内电极121和第二内电极122的厚度不需要特别限制；然而，优选的是，第一内电极121和第二内电极122中的每个的厚度为0.4μm或更小，以便容易地实现小型化和高电容的多层电子组件。
59.第一内电极121的厚度和第二内电极122的厚度可分别指的是第一内电极121的平均厚度和第二内电极122的平均厚度。
60.第一内电极121的平均厚度和第二内电极122的平均厚度可通过使用sem对主体110的l-t截面进行图像扫描来测量。
61.例如，平均厚度可通过对从主体110的l-t截面图像提取的任意第一内电极和第二内电极的在长度方向上的30个等距点处的厚度进行测量，然后对测量得的厚度求平均值来获得，其中，切割主体110在宽度方向上的中央部、使用sem扫描而得l-t截面图像。
62.可在电容产生部中测量30个等距点处的厚度，电容产生部指的是第一内电极121和第二内电极122彼此重叠的区域。
63.防湿层117设置在第一表面1、第二表面2、第五表面5和第六表面6中的至少一者上并且包含稀土氧化物。
64.防湿层117覆盖微小的孔和裂纹，以防止湿气通过主体的外表面渗透到主体中。此外，由于防湿层117因其中包含的稀土氧化物而具有疏水性，因此防湿层117可更有效地防止湿气通过主体的外表面渗透到主体中。
65.稀土氧化物由于其最外层电子壳(轨道)达到八隅体状态(octet state)的结构特性而与水分子具有低的相互作用，从而不能与水分子形成氢键，并使稀土氧化物疏水。此外，通过包含稀土氧化物，防湿层117不仅可提高耐湿可靠性，而且还可抑制离子迁移，这提
高了可靠性。
66.传统上，为了提高耐湿可靠性，使用了将硅树脂、含氟防水剂等涂覆在主体表面上的方法。与此对比，根据本公开的包含稀土氧化物的防湿层117的优点在于，与诸如硅树脂、含氟防水剂等的传统的涂覆材料相比，防湿层117具有非常低的透湿性，并且还具有与主体110的优异的粘合性。
67.稀土氧化物不受具体限制，并且可以是例如从氧化镝(dy2o3)、氧化铈(ceo2)、氧化镨((pr6o
11
)、氧化钕(nd2o3)、氧化钐(sm2o3)、氧化铕(eu2o3)、氧化钆(gd2o3)、氧化铽(tb4o7)、氧化钬(ho2o3)、氧化铒(er2o3)、氧化铥(tm2o3)、氧化镱(yb2o3)和氧化镥(lu2o3)中选择的一种。
68.此外，当稀土氧化物是dy2o3时，与其他的稀土氧化物相比，其可具有改善与主体110的相容性的效果。在这方面，稀土氧化物为dy2o3可能是更优选的。
69.防湿层117的厚度可以为至少100nm。
70.当防湿层117的厚度小于100nm时，可能无法有效地提高耐湿可靠性。
71.对防湿层117的厚度的上限不需要特别限制，并且可考虑电容器的电容、尺寸等来确定。例如，防湿层117的厚度可以为100μm或更小。
72.此外，用于形成包含稀土氧化物的防湿层117的方法不受具体限制，并且可以是例如原子层沉积(ald)法、分子层沉积(mld)法、化学气相沉积(cvd)法、溅射法等。
73.用于形成包含稀土氧化物的防湿层117的更优选的方法包括制备呈片形式的稀土氧化物并将其设置在主体110上。
74.基于图4至图6，一旦制备主体110，包含稀土氧化物的片117a、117b、117c和117d形成在主体110上以形成防湿层117。
75.包含稀土氧化物的片还可包含形成介电层111的原材料，并且可根据本公开的目的将添加到batio3粉末等中的各种陶瓷添加剂、有机溶剂、增塑剂、粘合剂、分散剂等添加到片。
76.包含与介电层111相同的材料的防湿层117的优点在于，其可提高与主体110的粘合力，并且容易控制防湿层117的形状。在一个示例中，介电层111可不包括包含在防湿层117中的稀土氧化物。在这种情况下，在介电层111和防湿层117中，稀土氧化物可仅包含在防湿层117中，而介电层111不包含稀土氧化物。在另一示例中，即使介电层111包括包含在防湿层117中的稀土氧化物，但介电层111中的稀土氧化物相对于介电层111的总重量的重量百分比小于防湿层117中的稀土氧化物相对于防湿层117的总重量的重量百分比。
77.外电极131和132设置在主体110的外部，并分别连接到内电极121和122。如图2所示，可包括分别连接到第一内电极121和第二内电极122的第一外电极131和第二外电极132。
78.为了产生电容，第一外电极131和第二外电极132可分别电连接到第一内电极121和第二内电极122，并且第二外电极132可连接到与第一外电极131所连接的电势不同的电势。
79.第一外电极131可设置在第三表面3上以连接到第一内电极121，第二外电极132可设置在第四表面4上以连接到第二内电极122。
80.第一外电极131可从第三表面3延伸以便覆盖防湿层117的一部分，并且第二外电
极132可从第四表面4延伸以便覆盖防湿层117的一部分。
81.此外，外电极131和132可使用诸如金属的具有导电性的任意材料形成。可考虑电特性、结构稳定性等来确定具体材料。此外，外电极131和132可具有多层结构。
82.例如，外电极131和132可以是包含导电金属和玻璃的煅烧电极，或者是包含导电金属和树脂的树脂电极。
83.此外，外电极131和132可通过ald法、mld法、cvd法、溅射法等形成。
84.外电极131和132也可通过在主体110上设置包含导电金属的片来形成。
85.基于图2，作为更具体的示例，第一外电极131可包括设置为与第一内电极121接触的第一电极层131a以及设置在第一电极层131a上的第一导电树脂层131b，第二外电极132可包括设置为与第二内电极122接触的第二电极层132a以及设置在第二电极层132a上的第二导电树脂层132b。
86.电极层131a和132a可包含导电金属和玻璃。
87.电极层131a和132a中包含的导电金属不受具体限制，只要其材料可电连接到内电极以产生电容即可。例如，电极层131a和132a中使用的导电金属可以是镍(ni)、铜(cu)、钯(pd)、银(ag)、金(au)、铂(pt)、锡(sn)、钨(w)、钛(ti)和它们的合金中的至少一种。
88.导电树脂层131b和132b可包含导电金属和基体树脂。
89.导电树脂层131b和132b中包含的导电金属促进与电极层131a和132a的电连接。
90.导电树脂层131b和132b中包含的导电金属不受具体限制，只要其材料可电连接到电极层131a和132a即可，并且可以是例如镍(ni)、铜(cu)、钯(pd)、银(ag)、金(au)、铂(pt)、锡(sn)、钨(w)、钛(ti)和它们的合金中的至少一种。
91.导电树脂层131b和132b中包含的导电金属可包括球型粉末颗粒和片型粉末颗粒中的至少一种。也就是说，导电金属可仅利用片型粉末颗粒构成、仅利用球型粉末颗粒构成，或者可利用将片型粉末颗粒和球型粉末颗粒两者混合构成。
92.球型粉末颗粒可不具有完全球形形状，例如，可具有其长轴与短轴(长轴/短轴)的长度比为1.45或更小的形状。
93.片型粉末颗粒指的是具有平坦且长的形状的粉末，尽管不受具体限制，但可具有1.95或更大的长轴/短轴长度比。
94.球型粉末颗粒和片型粉末颗粒的长轴和短轴的长度可通过切割多层电子组件的在宽度(y)方向上的中央部、使用sem扫描而得的x-z方向截面(l-t截面)的图像来测量。
95.导电树脂层131b和132b中包含的基体树脂不受具体限制，只要其具有粘合能力和冲击吸收性并且可与导电金属粉末混合以制备膏即可。例如，基体树脂可以是环氧树脂。
96.此外，外电极131和132还可包括分别设置在导电树脂层131b和132b上的镀层131c和132c，以提高安装性能。镀层131c和132c可以为导电层。
97.镀层131c和132c在类型方面不受具体限制，并且可以是包含ni、sn、pd和它们的合金中的至少一种的镀层。镀层131c和132c可以是多层结构。
98.例如，镀层131c和132c可包括ni镀层和设置在ni镀层上的sn镀层。
99.此外，防湿层117可设置在主体110的第一表面1、第二表面2、第五表面5和第六表面6中的全部表面上。通过设置在主体110的第一表面、第二表面、第五表面和第六表面中的全部表面上，防湿层117可具有极大提高的耐湿可靠性。
100.然而，在本公开中，防湿层117不限于设置在主体110的第一表面、第二表面、第五表面和第六表面中的全部表面上，而可仅设置在第一表面上、仅设置在第一表面和第二表面上，或者仅设置在第五表面和第六表面上。
101.图7是示意性示出根据修改示例的主体110'的透视图，图8是示意性示出根据修改示例的主体110'和防湿层117的透视图。
102.基于图7和图8，防湿层117可设置在主体110'的第一表面1、第二表面2、第五表面5和第六表面6上，并且第一内电极121'可与第四表面4间隔开并且可通过第三表面3、第五表面5和第六表面6暴露，而第二内电极122'可与第三表面3间隔开并且可通过第四表面4、第五表面5和第六表面6暴露。
103.相应地，暴露于主体110'的第五表面5和第六表面6的第一内电极121'和第二内电极122'被防湿层117覆盖，因此被保护免受多层电子组件的外部的影响。
104.换句话说，防湿层117执行边缘部114和115或覆盖部112和113的功能，从而防止内电极受到物理应力或化学应力的损害。
105.此外，由于防湿层117执行边缘部114和115或覆盖部112和113的功能，因此第一内电极121'和第二内电极122'的重叠表面积最大化，并且每单位体积的电容增大。
106.本公开的许多效果之一是通过在主体中设置包含稀土氧化物的防湿层来提高耐湿可靠性。
107.然而，本公开的各种优点不限于先前的描述，并且将通过实施例被更清楚地理解。
108.尽管以上已经示出并描述了实施例，但对于本领域技术人员而言将显而易见的是，在不脱离本公开的由所附权利要求限定的范围的情况下，可做出修改和变型。