CN108695066B - 多层陶瓷电容器及制造其的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多层陶瓷电容器及制造其的方法。所述多层陶瓷电容器包括:主体,包括彼此面对的第一内电极和第二内电极,且相应的介电层插设在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中的每个包括:第一电极层,包含从由TiW、TiN和TaN组成的组选择的任意一种或它们的组合;以及第二电极层,设置在所述第一电极层上。
Description
本申请要求于2017年4月3日在韩国知识产权局提交的第10-2017-0042905号韩国专利申请和于2017年7月13日在韩国知识产权局提交的第10-2017-0088853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
本公开涉及一种多层陶瓷电容器及制造其的方法。
背景技术
根据多层陶瓷电容器(MLCC)的小型化和高电容的趋势,使多层陶瓷电容器的有效体积比(对电容有贡献的体积与总体积的比)增大的重要性已经增大。
作为增大有效体积比的方法,已经论述了执行切割从而暴露没有边缘部分的内电极并使绝缘介电层附着到内电极的方法以及减小外电极的厚度的方法等。
具体地,减小外电极的厚度的方法是有效的,但是通过使外电极变薄以减小厚度可能会导致各种问题。
发明内容
本公开的一方面可提供一种多层陶瓷电容器,所述多层陶瓷电容器在通过使多层陶瓷电容器的外电极变薄来提高有效体积比的同时,能够具有针对扩散具有高的耐久性并针对电镀液具有优异的防潮可靠性的外电极。
根据本公开的一方面,一种多层陶瓷电容器可包括:主体,包括彼此面对的第一内电极和第二内电极,且相应的介电层插设在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,其中,所述第一外电极和所述第二外电极中的每个包括:第一电极层,包含从由TiW、TiN和TaN组成的组选择的任意一种或它们的组合;以及第二电极层,设置在所述第一电极层上。
根据本公开的另一方面,一种用于制造多层陶瓷电容器的方法可包括:制备主体,所述主体包括彼此面对的第一内电极和第二内电极且相应的介电层插设在第一内电极和第二内电极之间;在所述主体的整个外表面上形成第一电极层,所述第一电极层包含从由TiW、TiN和TaN组成的组选择的任意一种或它们的组合;在所述第一电极层上形成第二电极层;在所述第二电极层的将要形成第一外电极和第二外电极的部分上形成保护层;以及通过蚀刻其上形成有所述保护层的所述主体去除暴露的第一电极层和第二电极层,并通过去除所述保护层形成设置在所述主体的外表面上的第一外电极和第二外电极。
根据本公开的另一方面,一种用于制造多层陶瓷电容器的方法可包括:制备主体,所述主体包括彼此面对的第一内电极和第二内电极且相应的介电层插设在第一内电极和第二内电极之间;在所述主体的除了所述主体的第一外电极形成区域和第二外电极形成区域之外的部分上形成保护层;在所述主体的所述第一外电极形成区域和所述第二外电极形成区域上形成第一电极层,所述第一电极层包含从由TiW、TiN和TaN组成的组选择的任意一种或它们的组合;在所述第一电极层上形成第二电极层;以及通过去除所述保护层形成设置在所述主体的外表面上的第一外电极和第二外电极。
根据本公开的另一方面,一种多层陶瓷电容器可包括:第一内电极,设置在介电层上方;第二内电极,设置在所述介电层下方;第一外电极,接触所述第一内电极;以及第二外电极,接触所述第二内电极,其中,所述第一外电极和所述第二外电极分别设置为基本上垂直于所述第一内电极和所述第二内电极以及所述介电层,所述第一外电极和所述第二外电极中的每个包括接触相应的内电极的第一电极层以及设置在所述第一电极层上的第二电极层,并且所述第二电极层的厚度与所述第一电极层的厚度的比在7至100的范围内。
附图说明
本公开的以上和其他方面、特征和优点将通过以下结合附图进行的详细描述而被更清楚地理解,在附图中:
图1是示出根据本公开的实施例的多层陶瓷电容器的示意性透视图;
图2是沿图1的I-I’线截取的示意性截面图;
图3是图2的A部分的示意性放大截面图;
图4是内电极和外电极彼此接触的部分的扫描电子显微镜(SEM)照片;
图5示出了通过测量对比示例的多层陶瓷电容器的防潮可靠性而获得的结果;
图6和图7示出了通过分别测量发明示例中的多层陶瓷电容器的防潮可靠性而获得的结果;
图8是示出根据本公开的实施例的还包括镀层的多层陶瓷电容器的示意性截面图;
图9是示出根据本公开的实施例的用于制造多层陶瓷电容器的方法的流程图;
图10至图15是示出使用根据本公开的实施例的用于制造多层陶瓷电容器的方法进行制造的多层陶瓷电容器在各个阶段的示意性透视图;
图16是示出根据本公开的另一实施例的用于制造多层陶瓷电容器的方法的流程图;以及
图17至图21是示出使用根据本公开的另一实施例的用于制造多层陶瓷电容器的方法进行制造的多层陶瓷电容器在各个阶段的示意性透视图。
具体实施方式
在下文中,现将参照附图详细描述本公开的实施例。在附图中,为了清楚起见,可夸大或缩小组件的形状和尺寸等。
然而,本公开可以按照不同的形式实施,并且不应被理解为限于在此所阐述的特定实施例。更确切地说,提供这些实施例以使本公开将是彻底的和完整的,并且将把本公开的范围充分地传达给本领域技术人员。
在整个说明书中,将理解的是,当诸如层、区域或晶圆(基板)的元件被描述为“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件时,其可直接“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件,或者可存在介于它们之间的其他元件。相比之下,当元件被称为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件或“直接结合到”另一元件时,可不存在介于它们之间的其他元件或层。相同的标号自始至终指示相同的元件。如在此使用的,术语“和/或”包括相关所列项中的一个或更多个的任意组合或所有组合。
将显而易见的是,虽然术语“第一”、“第二”和“第三”等可在此用于描述各种构件、组件、区域、层和/或部分,但是任何这样的构件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因此,在不脱离实施例的教导的情况下,在下面论述的第一构件、组件、区域、层或部分可被称为第二构件、组件、区域、层或部分。
为了方便描述,可在此使用诸如“上方”、“上部”、“下方”和“下部”等空间相对术语来描述如附图中所示的一个元件相对于另一元件之间的关系。将理解的是,空间相对术语意在除了包含附图中描绘的方位之外还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的装置被翻转,则被描述为相对于另一元件或特征位于“上方”或“上部”的元件随后将被定位为相对于另一元件或特征位于“下方”或“下部”。因此,术语“上方”可根据附图的特定方向而包含上方和下方两种方位。装置还可被另外被定位(旋转90度或处于其他方位),并对在此使用的空间相对描述符做出相应的解释。
在此使用的术语仅描述各种实施例,并且本公开不被这些术语限制。如在此使用的,除非上下文另外清楚地指明,否则单数形式也意在包含复数形式。还将理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,列举存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、构件、元件和/或它们的组,但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、构件、元件和/或它们的组。
在下文中,将参照示出了本公开的实施例的示意图描述本公开的实施例。在附图中,例如,由于制造技术和/或公差,可估计所示出的形状的变型。因此,本公开的实施例不应被理解为受限于在此示出的区域的特定形状,而是例如包括制造期间导致的形状上的变化。下面的实施例还可单独构成、组合构成或部分组合构成。
以下描述的本公开的内容可具有各种构造,并且在此仅提出了所需的构造,但是不限于此。
在附图中,X方向可指第一方向或长度方向,Y方向可指第二方向或宽度方向,Z方向可指第三方向、厚度方向或堆叠方向,但方向不限于此。
多层陶瓷电容器
图1是示出根据本公开的实施例的多层陶瓷电容器的示意性透视图。图2是沿图1的I-I’线截取的示意性截面图。图3是图2的A部分的示意性放大截面图。
此外,图4是内电极和外电极彼此接触的部分的扫描电子显微镜(SEM)照片。
在下文中,将参照图1至图4描述根据本公开的实施例的多层陶瓷电容器100。
参照图1,多层陶瓷电容器100包括:主体110;第一外电极131和第二外电极132,设置在主体110的外表面上。
主体110具有在厚度(Z)方向上彼此背对的第一主表面和第二主表面、在宽度(Y)方向上彼此背对的第一侧表面和第二侧表面以及在长度(X)方向上彼此背对的第一端表面和第二端表面。
例如,如图1所示,第一外电极131和第二外电极132分别形成在主体110的第一端表面和第二端表面上,并延伸到与其相邻的第一主表面和第二主表面的部分以及第一侧表面和第二侧表面的部分,但是不限于此。
这里,第一外电极131和第二外电极132的从第一端表面和第二端表面延伸到与第一端表面和第二端表面相邻的表面的部分可定义为带部。
参照图2,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设置为彼此面对,且介电层111插设在第一内电极121和第二内电极122之间。
主体110可通过在厚度(Z)方向上堆叠多个介电层111,然后烧结堆叠的介电层111而形成。在这种情况下,主体110的形状和尺寸以及堆叠的介电层111的数量不限于附图中示出的本实施例的形状、尺寸和数量。
构造主体110的多个介电层111可以为烧结状态,并且相邻的介电层111可彼此一体化,使得他们之间的边界在没有扫描电子显微镜(SEM)的情况下不容易显而易见。
形成介电层111的材料不受具体限制,只要可获得充足的电容即可,例如,可以是钛酸钡(BaTiO3)粉末。除了诸如钛酸钡(BaTiO3)粉末等的粉末之外,形成介电层111的材料还可根据本公开的目标而包含各种陶瓷添加剂、有机溶剂、塑化剂、粘合剂、分散剂等。
第一内电极121和第二内电极122(具有彼此不同的极性的一对电极)在介电层111的堆叠方向上交替地暴露到主体110在长度(X)方向上的第一端表面和第二端表面,并且通过设置在它们之间的介电层111彼此电绝缘。
第一内电极121和第二内电极122可交替地暴露到主体110在长度(X)方向的第一端表面和第二端表面,使得第一内电极121和第二内电极122分别连接到设置在主体110的外表面上的第一外电极131和第二外电极132。
第一内电极121和第二内电极122的厚度可根据其用途来确定。
例如,考虑到主体110的尺寸,第一内电极121和第二内电极122的厚度可在0.2μm至1.0μm的范围内,但是不必然受限于此。
第一内电极121和第二内电极122可包含诸如镍(Ni)、铜(Cu)、钯(Pd)、银(Ag)、铅(Pb)、铂(Pt)等的单一导电金属或它们的合金,但是不限于此。
通过堆叠其上没有形成内电极的介电层而形成的覆盖层112可分别形成在主体110的上部和下部。覆盖层112可用于保持多层陶瓷电容器的抵抗外部冲击的可靠性。
将参照图3更详细地描述根据实施例的多层陶瓷电容器的第一外电极131和第二外电极132的结构。图3是第一外电极131的放大图,但是第一外电极131的描述也可应用于第二外电极132。此外,在下文中,为了解释清楚,将通过标号“120”指示内电极,并且将通过标号“130”指示外电极。
在根据本公开的实施例的多层陶瓷电容器中,外电极130可包括第一电极层130a和第二电极层130b。
根据现有技术,在形成外电极时,已经使用包含导电金属的膏,并且已经主要使用将主体的暴露内电极的表面浸渍到所述膏中的浸渍法。
然而,使用浸渍法形成的外电极存在由于膏的界面张力而导致外电极过厚的问题。
相反,为了增大有效体积比(多层陶瓷电容器的对电容有贡献的体积与整个体积的比),需要减小外电极的厚度,但是,存在为了改善多层陶瓷电容器的连接性和安装性能而在外电极上形成镀层时渡液可能渗入到主体中而使多层陶瓷电容器的可靠性劣化的问题。
也就是说,在如现有技术的使用包含导电膏的膏形成外电极的情况下,在增大多层陶瓷电容器的有效体积比方面存在限制。
因此,在根据本公开的实施例的多层陶瓷电容器100中,外电极130可包括第一电极层130a和第二电极层130b,第一电极层130a和第二电极层130b可使用与用于将主体110浸渍到膏中的方法不同的方法形成。
例如,第一电极层130a和第二电极层130b可使用诸如溅射法、化学气相沉积(CVD)法、物理气相沉积(PVD)法、旋涂法、原子层沉积(ALD)法、脉冲激光沉积(PLD)法的薄膜沉积法或无电镀覆法形成,但是不限于此。在下文中,为了解释清楚,将基于第一电极层130a和第二电极层130b为使用溅射法形成的溅射层的情况提供描述。
参照图4,可领会的是,在通过溅射法形成第一电极层130a和第二电极层130b的情况下,与使用导电膏形成电极层的情况相比,致密度高。
也就是说,随着外电极130变薄,可能出现多层陶瓷电容器的防潮可靠性方面的问题,但是在根据本公开的实施例的多层陶瓷电容器100中,由于第一电极层130a和第二电极层130b的致密度比根据现有技术的浸渍法中的电极层的致密度高,因此,可保持或提高防潮可靠性。
为了增大外电极130的电连接性,第二电极层130b可包含从由Cu和Al组成的组中选择的任意一种或它们的合金。
在这种情况下,第一电极层130a可设置在第二电极层130b和主体110之间。
第一电极层130a可用于提高主体110与第二电极层130b之间的紧密粘附。
此外,第一电极层130a可用作防止第二电极层130b中包含的金属原子在热处理时向内电极120扩散的扩散防止层。
在第二电极层130b中包含的金属原子在热处理时扩散到内电极120的情况下,会增大将在内电极120的末端附近的介电层111中出现裂纹或者将发生脱层现象的可能性。
然而,由于在根据本公开的实施例的多层陶瓷电容器100中,第一电极层130a可包含从由TiW、TiN和TaN组成的组中选择的任意一种或者它们的组合,因此可通过提高第二电极层130b与主体110之间的紧密粘附并防止第二电极层130b中包含的金属原子扩散到内电极120而提高多层陶瓷电容器的可靠性。
表1示出了在通过分别溅射Ti、Cr、NiCr、TiW、TiN或TaN而形成多层陶瓷电容器的外电极的第一电极层以完成多层陶瓷电容器之后,通过使内电极的暴露部分的精细结构成像获得的结果,以确认在内电极的暴露部分中是否出现脱层或裂纹。第一电极层被形成为具有50nm的厚度。
[表1]
样本 | 第一电极层的材料 | 在内电极中出现脱层或裂纹? |
1 | Ti | ○ |
2 | Cr | ○ |
3 | NiCr | △ |
4 | TiW | × |
5 | TiN | × |
6 | TaN | × |
在制造100个样品(每个电容器)并使内电极的暴露部分的精细结构成像之后,在确定内电极中是否发生脱层或裂纹时,三个或更多个样品中发生脱层或裂纹的情况表示为“○”,一个或两个样品中发生脱层或裂纹的情况表示为“△”,任何样品中都没有发生脱层或裂纹的情况表示为“×”。
如表1所示,可确认的是,由于在根据本公开的实施例的多层陶瓷电容器100中,第一电极层130a包含从由TiW、TiN和TaN组成的组中选择的任意一种或它们的组合,因此可通过防止第二电极层130b中包含的金属原子扩散到内电极120而提高多层陶瓷电容器的可靠性。
此外,与使用根据现有技术的浸渍法形成的外电极相比,根据本公开的实施例的多层陶瓷电容器100的第一电极层130a和第二电极层130b可具有显著薄的厚度。
第一电极层130a的厚度t1可以是30nm至70nm,第二电极层130b的厚度t2可以是0.5μm至3μm。
如上所述,由于与使用根据现有技术的浸渍法形成的外电极相比,根据本公开的实施例的多层陶瓷电容器100的第一电极层130a和第二电极层130b可具有显著薄的厚度,因此可增大多层陶瓷电容器的有效体积比。
当第一电极层130a的厚度t1小于30nm时,可能难以防止第二电极层130b中的金属原子扩散到内电极120,当第一电极层130a的厚度t1大于70nm时,导电性可由于外电极130中的第一电极层130a的比例增大而减小。
当第二电极层130b的厚度t2小于0.5μm时,多层陶瓷电容器的防潮可靠性会劣化,当第二电极层130b的厚度t2大于3μm时,使多层陶瓷电容器的有效体积比增大的效果会不足。
图5示出了通过测量对比示例中的多层陶瓷电容器的防潮可靠性而获得的结果。图6和图7分别示出了通过测量发明示例中的多层陶瓷电容器的防潮可靠性而获得的结果。
在图5的对比示例中的多层陶瓷电容器中,如现有技术中使用膏利用浸渍法形成外电极。在图6的发明示例1中的多层陶瓷电容器中,第一电极层130a通过溅射形成为具有50nm的厚度,第二电极层130b通过溅射形成为具有1μm的厚度。此外,在图7的发明示例2中的多层陶瓷电容器中,第一电极层130a通过溅射形成为具有50nm的厚度,第二电极层130b通过溅射形成为具有2μm的厚度。图5至图7中使用的多层陶瓷电容器是在形成镀层之前的多层陶瓷电容器。
通过制造40个样品(每个原型片式陶瓷电容器),在85%的湿度以及85℃温度下对样品(原型片式陶瓷电容器)施加9.45V的电压,并持续10小时测量电阻来评估防潮可靠性。
参照图5,可领会的是,在如现有技术中使用膏利用浸渍法形成多层陶瓷电容器的外电极的对比示例中,外电极的厚度足以保持90%或更大的防潮可靠性。详细地,可确认的是,在对比示例中的多层陶瓷电容器的40个样品中,有三个样品没有通过防潮可靠性测试,从而防潮可靠性为92.5%。
参照图6,可领会的是,在根据本公开的发明示例1中的多层陶瓷电容器中,第一电极层130a具有50nm的厚度,第二电极层130b具有1μm的厚度,从而外电极的总厚度显著地薄。然而,可确认的是,在发明示例1中的多层陶瓷电容器的40个样品中,即使外电极的厚度变薄,也仅有三个样品没有通过防潮可靠性测试,从而防潮可靠性为92.5%。也就是说,可领会的是,发明示例1中的多层陶瓷电容器具有与对比示例中的多层陶瓷电容器的防潮可靠性相当的防潮可靠性,并且即使在多层陶瓷电容器没有通过防潮可靠性测试的情况下,至少保持了预定水平的电阻。
参照图7,可领会的是,在根据本公开的发明示例2中的多层陶瓷电容器中,第一电极层130a具有50nm的厚度,第二电极层130b具有2μm的厚度,从而外电极的总厚度显著地薄。然而,可确认的是,在发明示例2中的多层陶瓷电容器的40个样品中,即使外电极的厚度变薄,也仅有三个样品没有通过防潮可靠性测试,从而防潮可靠性为92.5%。也就是说,可领会的是,发明示例2中的多层陶瓷电容器具有与对比示例中的多层陶瓷电容器的防潮可靠性相当的防潮可靠性,并且即使在多层陶瓷电容器没有通过防潮可靠性测试的情况下,至少保持了预定水平的电阻。具体地,在发明示例2的多层陶瓷电容器中,外电极具有足够的厚度,从而与发明示例1中的多层陶瓷电容器不同,不存在电阻为0的情况。
结果,与现有技术相比,在根据本公开的实施例的多层陶瓷电容器中,有效体积比可增大,防潮可靠性可提高为等于或更优于现有技术的多层陶瓷电容器的防潮可靠性。根据本公开的另一实施例,第二电极层的厚度与第一电极层的厚度的比可在7至100的范围内。
图8是示出根据本公开的实施例的还包括镀层的多层陶瓷电容器100’的示意性截面图。
参照图8中所示的多层陶瓷电容器100’,第一镀层141和第二镀层142可分别形成在第一外电极131和第二外电极132上。第一镀层141和第二镀层142可利用铜(Cu)、银(Ag)、镍(Ni)、锡(Sn)等中的一种或它们的合金形成,但不限于此。第一镀层141和第二镀层142可使用电镀法或无电镀覆法形成,但不限于此。
第一镀层141和第二镀层142可设置为分别覆盖第一外电极131和第二外电极132的端部。
如上所述,由于在根据本公开的实施例的多层陶瓷电容器100’中,使用溅射法形成第一电极层130a和第二电极层130b以具有高致密度,因此即使第一外电极131和第二外电极132具有薄的厚度,防潮可靠性也可以是优异的。因此,即使在形成第一镀层141和第二镀层142的情况下,也可保持多层陶瓷电容器100’的可靠性。
用于制造多层陶瓷电容器的方法
图9是示出根据本公开的实施例的用于制造多层陶瓷电容器的方法的流程图,图10至图15是示出使用根据本公开的实施例的用于制造多层陶瓷电容器的方法进行制造的多层陶瓷电容器在各个阶段的示意性透视图。
用于制造根据本公开的实施例的多层陶瓷电容器的方法可包括:制备包括彼此面对的第一内电极和第二内电极且相应的介电层插设在第一内电极和第二内电极之间的主体(S110);在主体的整个外表面上形成包含从由TiW、TiN和TaN组成的组选择的任意一种或它们的组合的第一电极层(S120);在第一电极层上形成第二电极层(S130);在第二电极层的将形成第一外电极和第二外电极的部分上形成保护层(S140);以及通过蚀刻其上形成有保护层的主体去除暴露的第一电极层和第二电极层,并通过去除保护层形成设置在主体的外表面上的第一外电极和第二外电极(S150)。
在下文中,将参照图10至图15描述根据本公开的实施例的用于制造多层陶瓷电容器的方法中的各个工艺。
首先,参照图10,可制备包括彼此面对的第一内电极221和第二内电极222且相应的介电层211插设在第一内电极221和第二内电极222之间的主体210(S110)。
将包含诸如钛酸钡(BaTiO3)粉末等的粉末的浆料涂敷到载体膜上并将其干燥以制备多个陶瓷片。
可通过混合诸如钛酸钡(BaTiO3)粉末等的陶瓷粉末、粘合剂、溶剂等来制备浆料并使用刮刀法涂敷浆料,来制造具有几μm的厚度呈片形式的陶瓷片。
接着,可制备包含导电金属的导电膏。导电金属可以是诸如镍(Ni)、铜(Cu)、钯(Pd)、银(Ag)、铅(Pb)、铂(Pt)等的单一金属或它们的合金,并且可制备具有平均粒径为0.1μm至0.2μm并包含40wt%至50wt%的导电金属的用于内电极的导电膏。
可通过使用印刷法等将用于内电极的导电膏涂敷到陶瓷片形成内电极图案。可使用丝网印刷法、凹版印刷法等作为导电膏的印刷法,但印刷法不限于此。
可通过堆叠其上印刷有内电极图案的陶瓷片并在该堆叠的陶瓷片上方和下方堆叠其上没有印刷内电极图案的陶瓷片形成其中包括第一内电极221和第二内电极222的层叠体。这里,可根据多层陶瓷电容器的电容调节其上印刷有内电极图案的堆叠的陶瓷片的数量。其上没有印刷内电极图案的陶瓷片变成设置在主体210的上部和下部的覆盖部212。
此后,可通过压制并烧结层叠体形成主体210。
参照图11,在形成主体210之后,可在主体210的整个外表面上形成第一电极层230a’(S120)。
可使用诸如溅射法、化学气相沉积(CVD)法、物理气相沉积(PVD)法、旋涂法、原子层沉积(ALD)法、脉冲激光沉积(PLD)法的薄膜沉积法或无电镀覆法形成第一电极层230a’,但不限于此。在下文中,为了解释清楚,将基于第一电极层230a’是使用溅射法形成的溅射层的情况提供描述。
第一电极层230a’可包含从由TiW、TiN和TaN组成的组选择的任意一种或它们的组合。
也就是说,由于第一电极层230a’包含从由TiW、TiN和TaN组成的组选择的任意一种或它们的组合,因此在形成下面将描述的第二电极层时,第二电极层可容易地粘附到主体210,并且可防止第二电极层中包含的金属原子扩散到内电极。
第一电极层230a’可形成为具有30nm至70nm的厚度。
接着,参照图12,可在第一电极层230a’上形成第二电极层230b’(S130)。
可使用诸如溅射法、化学气相沉积(CVD)法、物理气相沉积(PVD)法、旋涂法、原子层沉积(ALD)法、脉冲激光沉积(PLD)法的薄膜沉积法或无电镀覆法形成第二电极层230b’,但不限于此。在下文中,为了解释清楚,将基于第二电极层230b’是使用溅射法形成的溅射层的情况提供描述。
第二电极层230b’可包含从由Cu和Al组成的组选择的任意一种或它们的合金。
也就是说,由于第二电极层230b’包含从由Cu和Al组成的组选择的任意一种或它们的合金,因此可提高外电极的导电性。
第二电极层230b’可形成为具有0.5μm至3μm的厚度。
接着,参照图13,可在第二电极层230b’的将形成第一外电极和第二外电极的部分上形成保护层250(S140)。
这里,将形成第一外电极和第二外电极的部分可指的是主体210的在长度(X)方向上的第一端表面和第二端表面以及从主体210的在长度(X)方向上的第一端表面和第二端表面延伸到主体210的与主体210的第一端表面和第二端表面相邻的表面的部分(带部)。
可使用例如环氧树脂的聚合物树脂形成保护层250,但不限于此。
最后,可通过蚀刻其上形成有保护层250的主体210去除暴露的第一电极层230a’和第二电极层230b’,然后,可通过去除保护层250形成第一外电极231和第二外电极232(S150)。
首先,如图14中所示,可通过蚀刻其上形成有保护层250的主体210去除暴露的第一电极层230a’和第二电极层230b’。第一电极层230a’和第二电极层230b’可通过保护层250而在主体210在长度方向上的中央部分中以带形状暴露,并且可通过去除如上所述暴露的第一电极层230a’和第二电极层230b’而使主体210在长度方向上的中央部分以带形状暴露。虽然第一电极层230a’和第二电极层230b’由于其薄的厚度而被视为单个层,但是为了解释清楚,图14中示出了第一电极层230a’和第二电极层230b’,以便彼此区分开。
最后,如图15中所示,可通过去除保护层250形成第一外电极231和第二外电极232,从而可完成多层陶瓷电容器。
此后,如果必要,可在第一外电极231和第二外电极232上形成镀层,但不限于此。
上述根据本公开的实施例的用于制造多层陶瓷电容器的方法可具有以下优点:外电极可一次沉积在主体210的端表面、侧表面和主表面上,而不在端表面上单独形成电极层,以提高内电极和外电极之间的连接性,并且不使用膏,因此,不需要执行电极的烧结。
图16是示出根据本公开的另一实施例的用于制造多层陶瓷电容器的方法的流程图。图17至图21是示出使用根据本公开的另一实施例的用于制造多层陶瓷电容器的方法进行制造的多层陶瓷电容器在各个阶段的示意性透视图。
根据本公开的另一实施例的用于制造多层陶瓷电容器的方法可包括:制备包括彼此面对的第一内电极和第二内电极且相应的介电层插设在第一内电极和第二内电极之间的主体(S210);在主体的除了主体的第一外电极形成区域和第二外电极形成区域之外的部分上形成保护层(S220);在主体的第一外电极形成区域和第二外电极形成区域上形成包含从由TiW、TiN和TaN组成的组选择的任意一种或它们的组合的第一电极层(S230);在第一电极层上形成第二电极层(S240);以及通过去除保护层形成设置在主体的外表面上的第一外电极和第二外电极(S250)。
在下文中,将参照图17至图21描述根据本公开的另一实施例的用于制造多层陶瓷电容器的方法中的各个工艺。
首先,参照图17,可制备包括彼此面对的第一内电极321和第二内电极322且相应的介电层311插设在第一内电极321和第二内电极322之间的主体210(S210)。
将包含诸如钛酸钡(BaTiO3)粉末等的粉末的浆料涂敷到载体膜上并将其干燥以制备多个陶瓷片。
可通过混合诸如钛酸钡(BaTiO3)粉末等的陶瓷粉末、粘合剂、溶剂等来制备浆料并使用刮刀法涂敷浆料,来制造具有几μm的厚度呈片形式的陶瓷片。
接着,可制备包含导电金属的导电膏。导电金属可以是诸如镍(Ni)、铜(Cu)、钯(Pd)、银(Ag)、铅(Pb)、铂(Pt)等的单一金属或它们的合金,并且可制备具有平均粒径为0.1μm至0.2μm并包含40wt%至50wt%的导电金属的用于内电极的导电膏。
可通过使用印刷法等将用于内电极的导电膏涂敷到陶瓷片上形成内电极图案。可使用丝网印刷法、凹版印刷法等作为导电膏的印刷法,但印刷法不限于此。
可通过堆叠其上印刷有内电极图案的陶瓷片并在该堆叠的陶瓷片上方和下方堆叠其上没有印刷内电极图案的陶瓷片形成包括第一内电极321和第二内电极322的层叠体。这里,可根据多层陶瓷电容器的电容调节其上印刷有内电极图案的堆叠的陶瓷片的数量。其上没有印刷内电极图案的陶瓷片变成设置在主体310的上部和下部的覆盖部312。
此后,可通过压制并烧结层叠体形成主体310。
接着,参照图18,可在主体的除了第一外电极形成区域331’和第二外电极形成区域332’之外的其他部分上形成保护层350。
这里,第一外电极形成区域331’和第二外电极形成区域332’可指的是主体310的在长度(X)方向上的第一端表面和第二端表面以及从主体310的在长度(X)方向上的第一端表面和第二端表面延伸到主体310的与主体310的第一端表面和第二端表面相邻的表面的部分(带部)。
可使用例如环氧树脂的聚合物树脂形成保护层350,但不限于此。
保护层350可在主体310的在长度方向上的中央部分上设置为带形状。
参照图19,在形成保护层350之后,可在主体310的第一外电极形成区域331’和第二外电极形成区域332’上形成第一电极层330a’(S230)。
可使用诸如溅射法、化学气相沉积(CVD)法、物理气相沉积(PVD)法、旋涂法、原子层沉积(ALD)法、脉冲激光沉积(PLD)法的薄膜沉积法或无电镀覆法形成第一电极层330a’,但不限于此。在下文中,为了解释清楚,将基于第一电极层330a’是使用溅射法形成的溅射层的情况提供描述。
第一电极层330a’可包含从由TiW、TiN和TaN组成的组选择的任意一种或它们的组合。
也就是说,由于第一电极层330a’包含从由TiW、TiN和TaN组成的组选择的任意一种或它们的组合,因此在形成下面将描述的第二电极层时,第二电极层可容易地粘附到主体310,并且可防止第二电极层中包含的金属原子扩散到内电极。
第一电极层330a’可形成为具有30nm至70nm的厚度。
接着,参照图20,可在第一电极层330a’上形成第二电极层330b’(S240)。
可使用诸如溅射法、化学气相沉积(CVD)法、物理气相沉积(PVD)法、旋涂法、原子层沉积(ALD)法、脉冲激光沉积(PLD)法的薄膜沉积法或无电镀覆法形成第二电极层330b’,但不限于此。在下文中,为了解释清楚,将基于第二电极层330b’是使用溅射法形成的溅射层的情况提供描述。
第二电极层330b’可包含从由Cu和Al组成的组选择的任意一种或它们的合金。
也就是说,由于第二电极层330b’包含从由Cu和Al组成的组选择的任意一种或它们的合金,因此可提高外电极的导电性。
第二电极层330b’可形成为具有0.5μm至3μm的厚度。
最后,参照图21,可通过去除保护层350来形成设置在主体310的外表面上的第一外电极331和第二外电极332(S250),从而可完成多层陶瓷电容器。
此后,如果必要,可在第一外电极331和第二外电极332上形成镀层,但不限于此。
上述根据本公开的另一实施例的用于制造多层陶瓷电容器的方法可具有以下优点:外电极可一次沉积在主体310的端表面、侧表面和主表面上,而不在端表面上单独形成电极层,以提高内电极和外电极之间的连接性,并且不使用膏,因此,不需要执行电极的烧结。
如上所述,根据本公开的实施例,由于在多层陶瓷电容器中,第一外电极和第二外电极中的每个包括:第一电极层,包含从由TiW、TiN和TaN组成的组选择的任意一种或它们的组合;以及第二电极层,设置在第一电极层上,因此,可通过使多层陶瓷电容器的外电极变薄而增大有效体积比,同时,可提高第一外电极和第二外电极针对扩散的耐用性以及第一外电极和第二外电极针对镀液的防潮可靠性。
虽然以上已经示出并描述了实施例,但是对本领域技术人员而言将显而易见的是,在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下,可做出修改和变型。
Claims (15)
1.一种多层陶瓷电容器,包括:
主体,包括彼此面对的第一内电极和第二内电极,且相应的介电层插设在所述第一内电极和所述第二内电极之间,所述主体具有彼此相对的第一主表面和第二主表面、彼此相对且将所述第一主表面和所述第二主表面彼此连接的第一侧表面和第二侧表面以及彼此相对且连接到所述第一主表面和所述第二主表面以及所述第一侧表面和所述第二侧表面的第一端表面和第二端表面;以及
第一外电极和第二外电极,分别设置在所述主体的所述第一端表面和所述第二端表面上,并分别电连接到所述第一内电极和所述第二内电极,
其中,所述第一外电极和所述第二外电极中的每个包括:
第一电极层,包含从由TiW、TiN和TaN组成的组选择的任意一种或它们的组合;以及
第二电极层,设置在所述第一电极层上。
2.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器,其中,所述第二电极层包含从由Cu和Al组成的组选择的任意一种或它们的合金。
3.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器,其中,所述第一电极层设置在所述主体和所述第二电极层之间。
4.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器,其中,所述第一电极层具有30nm至70nm的厚度。
5.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器,其中,所述第二电极层具有的0.5μm至3μm的厚度。
6.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器,其中,所述第一电极层和所述第二电极层是溅射层。
7.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器,所述多层陶瓷电容器还包括设置在所述第二电极层上的镀层。
8.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器,其中,所述第二电极层的厚度与所述第一电极层的厚度的比在7至100的范围内。
9.一种用于制造多层陶瓷电容器的方法,所述方法包括:
制备主体,所述主体包括彼此面对的第一内电极和第二内电极且相应的介电层插设在所述第一内电极和所述第二内电极之间,所述主体具有彼此相对的第一主表面和第二主表面、彼此相对且将所述第一主表面和所述第二主表面彼此连接的第一侧表面和第二侧表面以及彼此相对且连接到所述第一主表面和所述第二主表面以及所述第一侧表面和所述第二侧表面的第一端表面和第二端表面;
在所述主体的整个外表面上形成第一电极层,所述第一电极层包含从由TiW、TiN和TaN组成的组选择的任意一种或它们的组合;
在所述第一电极层上形成第二电极层;
在所述第二电极层的将要形成第一外电极和第二外电极的部分上形成保护层;以及
通过蚀刻其上形成有所述保护层的所述主体去除暴露的第一电极层和第二电极层,并通过去除所述保护层形成分别设置在所述主体的所述第一端表面和第二端表面上的第一外电极和第二外电极,
其中,所述第一外电极和所述第二外电极分别电连接到所述第一内电极和所述第二内电极。
10.根据权利要求9所述的方法,其中,使用溅射法形成所述第一电极层和所述第二电极层。
11.根据权利要求9所述的方法,所述方法还包括使用电镀法分别在所述第一外电极和所述第二外电极上形成镀层。
12.根据权利要求9所述的方法,其中,所述第二电极层包含从由Cu和Al组成的组选择的任意一种或它们的合金。
13.根据权利要求9所述的方法,其中,所述第一电极层具有30nm至70nm的厚度。
14.根据权利要求9所述的方法,其中,所述第二电极层具有的0.5μm至3μm的厚度。
15.一种用于制造多层陶瓷电容器的方法,所述方法包括:
制备主体,所述主体包括彼此面对的第一内电极和第二内电极且相应的介电层插设在所述第一内电极和所述第二内电极之间,所述主体具有彼此相对的第一主表面和第二主表面、彼此相对且将所述第一主表面和所述第二主表面彼此连接的第一侧表面和第二侧表面以及彼此相对且连接到所述第一主表面和所述第二主表面以及所述第一侧表面和所述第二侧表面的第一端表面和第二端表面;
在所述主体的除了所述主体的第一外电极形成区域和第二外电极形成区域之外的部分上形成保护层;
在所述主体的所述第一外电极形成区域和所述第二外电极形成区域上形成第一电极层,所述第一电极层包含从由TiW、TiN和TaN组成的组选择的任意一种或它们的组合;
在所述第一电极层上形成第二电极层;以及
通过去除所述保护层形成分别设置在所述主体的所述第一端表面和所述第二端表面上的第一外电极和第二外电极,
其中,所述第一外电极和所述第二外电极分别电连接到所述第一内电极和所述第二内电极。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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