CN110880417B

CN110880417B - 陶瓷电子组件

Info

Publication number: CN110880417B
Application number: CN201811600245.2A
Authority: CN
Inventors: 曺义铉; 具贤熙; 李长烈; 李种晧
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2018-09-06
Filing date: 2018-12-26
Publication date: 2022-08-19
Anticipated expiration: 2038-12-26
Also published as: US10886068B2; US10529492B1; US10535469B1; KR102029598B1; US20200105478A1; CN110880417A

Abstract

本发明提供一种陶瓷电子组件，所述陶瓷电子组件包括：主体，包括介电层以及设置为彼此相对的第一内电极和第二内电极，所述介电层介于所述第一内电极和所述第二内电极之间；第一外电极和第二外电极，均包括设置在所述主体的侧表面上的连接部以及从所述连接部延伸到所述主体的上/下表面和前/后表面的部分的带部；第一树脂层和第二树脂层，均设置在所述带部和所述主体之间，并且从所述带部的端部向每个侧表面延伸预定长度，其中，所述预定长度在3μm至200μm的范围内。

Description

陶瓷电子组件

本申请要求于2018年9月6日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0106556号韩国专利申请的优先权的权益，该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

本公开涉及一种陶瓷电子组件。

背景技术

多层陶瓷电容器(MLCC)是安装在各种电子产品(诸如，包括液晶显示器(LCD)和等离子体显示面板(PDP)的图像显示装置、计算机、智能电话、蜂窝电话等)的印刷电路基板上的用于充电和放电的片式电容器。

多层陶瓷电容器可用作各种电子装置的组件，这是因为它尺寸相对小并且能够确保高容量，同时容易安装。随着诸如计算机、移动装置等电子装置的小型化和功率增加，对小型化和高容量的多层陶瓷电容器的需求增加。

为了同时实现小型化和高容量，可能需要通过将介电层和内电极的厚度构造得薄来增加层数。此外，为了确保最大有效容量，可能需要减小边缘部、盖部和外电极的厚度，并且厚度的减小可能导致防潮可靠性降低。

发明内容

本公开的一方面用于提供一种具有优异的防潮可靠性的陶瓷电子组件。

根据本公开的一方面，一种陶瓷电子组件包括：主体，包括介电层以及设置为彼此相对的第一内电极和第二内电极，所述介电层介于所述第一内电极和所述第二内电极之间，所述主体具有彼此相对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；第一外电极，包括设置在所述主体的所述第三表面上的第一连接部以及从所述第一连接部延伸到所述第一表面的部分、所述第二表面的部分、所述第五表面的部分和所述第六表面的部分的第一带部；第二外电极，包括设置在所述主体的所述第四表面上的第二连接部以及从所述第二连接部延伸到所述第一表面的部分、所述第二表面的部分、所述第五表面的部分和所述第六表面的部分的第二带部；第一树脂层，设置在所述第一带部和所述主体之间，并且从所述第一带部的端部向所述第三表面延伸第一预定长度；以及第二树脂层，设置在所述第二带部和所述主体之间，并且从所述第二带部的端部向所述第四表面延伸第二预定长度。所述第一预定长度和所述第二预定长度在3μm至200μm的范围内。

根据本公开的另一方面，一种陶瓷电子组件包括：主体，包括介电层、设置为彼此相对的第一内电极和第二内电极，所述介电层介于所述第一内电极和所述第二内电极之间，所述主体具有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；第一外电极和第二外电极，所述第一外电极包括设置在所述主体的所述第三表面上的第一连接部以及从所述第一连接部延伸到所述主体的所述第一表面的部分、所述第二表面的部分、所述第五表面的部分和所述第六表面的部分的第一带部，所述第二外电极包括设置在所述主体的所述第四表面上的第二连接部以及从所述第二连接部延伸到所述主体的所述第一表面的部分、所述第二表面的部分、所述第五表面的部分和所述第六表面的部分的第二带部；第一树脂层和第二树脂层，所述第一树脂层设置在所述第一带部和所述主体之间，并且从所述第一带部的端部向所述第三表面延伸第一预定长度，所述第二树脂层设置在所述第二带部和所述主体之间，并且从所述第二带部的端部向所述第四表面延伸第二预定长度。所述第一预定长度小于所述第一带部的长度，所述第二预定长度小于所述第二带部的长度。

附图说明

通过以下结合附图的详细描述，将更清楚地理解本公开的以上和其他方面、特征和优点，其中：

图1和图2是示出根据本公开中的示例性实施例的陶瓷电子组件的透视图；

图3是沿图1中的线I-I'截取的截面图；

图4A是示出其上印刷有第一内电极的陶瓷生片的示图，并且图4B是示出其上印刷有第二内电极的陶瓷生片的示图；

图5示出表示在第一示例性实施例和第二示例性实施例中的取决于lr的水蒸气透过率的曲线图；以及

图6是示出通过水接触形成的水接触角的示图。

具体实施方式

在下文中，如下将参照附图描述本公开的实施例。

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限于在此阐述的具体实施例。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的范围。因此，为了清楚的描述，可夸大附图中的元件的形状和尺寸。此外，将使用相同的附图标记来描述在每个示例性实施例的附图中表示相同构思的范围内具有相同功能的元件。

在附图中，将省略无关的描述以清楚地描述本公开，并且为了清楚地表达多个层和区域，可放大厚度。将使用相同的附图标记来描述在相同构思的范围内具有相同功能的元件。此外，在整个说明书中，将理解的是，当部件“包括”元件时，除非另有说明，否则它还可包括另一个元件，而不排除另一个元件。

在附图中，X方向是第二方向、L方向或长度方向，Y方向是第三方向、W方向或宽度方向，Z方向是第一方向、层叠方向、T方向或厚度方向。

陶瓷电子组件

图1和图2是示出根据示例性实施例的陶瓷电子组件的透视图。

图3是沿图1中的线I-I'截取的截面图。

图4A是示出其上印刷有第一内电极的陶瓷生片的示图，并且图4B是示出其上印刷有第二内电极的陶瓷生片的示图。

参照图1至图4B，根据示例的陶瓷电子组件100可包括：主体110，被构造为包括介电层111以及被设置为彼此相对的第一内电极121和第二内电极122，介电层介于第一内电极121和第二内电极122之间，主体110具有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并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并且彼此相对的第五表面5和第六表面6；第一外电极131，被构造为包括设置在主体110的第三表面3上的第一连接部131a以及从第一连接部131a延伸到第一表面的部分、第二表面的部分、第五表面的部分和第六表面的部分的第一带部131b；第二外电极132，被构造为包括设置在主体110的第四表面4上的第二连接部132a以及从第二连接部132a延伸到第一表面的部分、第二表面的部分、第五表面的部分和第六表面的部分的第二带部132b；第一树脂层141，被构造为设置在第一带部131b和主体110之间并且从第一带部131b的端部e1向第三表面3延伸l1；以及第二树脂层142，被构造为设置在第二带部132b和主体110之间并且从第二带部132b的端部e2向第四表面4延伸l2。优选地，l1和l2可小于第一带部131b或第二带部132b在其延伸方向上的长度。更优选地，l1和l2可在3μm至200μm的范围内。

介电层111以及内电极121和122可交替地层叠在主体110中。

主体110的形状可以不受特别限制，但如图所示，主体110可具有六面体形状或类似于六面体的形状。由于在烧结工艺期间包括在主体110中的陶瓷粉末的收缩，主体110可能不是精确的六面体，而是可具有大致六面体的形状。

主体110可具有：第一表面1和第二表面2，在厚度方向(Z方向)上彼此相对；第三表面3和第四表面4，连接到第一表面1和第二表面2并且在长度方向(X方向)上彼此相对；以及第五表面5和第六表面6，连接到第一表面1、第二表面2、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。

形成主体110的多个介电层111可处于烧结状态，并且介电层111可以一体化，使得在不使用扫描电子显微镜(SEM)的情况下可能难以识别相邻的介电层111之间的边界。

形成介电层111的材料可以没有特别限制，只要能够获得足够的电容即可。例如，介电层111的材料可以是钛酸钡(BaTiO₃)粉末。作为构成介电层111的材料，根据预期目的，除了钛酸钡(BaTiO₃)粉末等之外，还可添加各种陶瓷添加剂、有机溶剂、耦合剂、分散剂等。

介电层111的厚度可以不受特别限制。

然而，如果介电层111被构造为厚度小于0.6μm，特别地，如果介电层111的厚度td被构造为0.4μm或更小，则防潮可靠性可能降低。

如在以下的描述中所描述的，在l1和l2被构造为在3μm至200μm的范围内的情况下，可提高陶瓷电子组件的防潮可靠性，并且因此，即使当介电层111的厚度为0.4μm或更小时，也可确保充分的防潮可靠性。

相应地，即使在介电层的厚度为0.4μm或更小的情况下，根据示例，防潮可靠性效果也可变得更显著。

介电层111的厚度可指介于第一内电极121和第二内电极122之间的介电层111的平均厚度。

可通过使用SEM扫描主体110的在长度和厚度方向(L-T方向)上截取的截面来获得介电层111的平均厚度。

例如，可从通过使用SEM对通过切割主体110在宽度方向上的中央部分而产生的在长度和厚度方向(L-T方向)上截取的截面进行扫描而获得的图像中提取介电层的随机图像，并且可计算在长度方向上测量的等间隔的30个点的厚度的平均值。

可在电容形成部中测量具有相等间隔的30个点，所述电容形成部是指第一内电极121和第二内电极122之间的重叠的区域。

在这种情况下，根据示例的陶瓷电子组件100可包括：被构造为形成电容的电容形成部，包括设置在主体110中并且介电层介于其间的彼此相对的第一内电极和第二内电极；以及盖部112，被构造为形成在电容形成部的上部和下部中。

盖部112可不包括内电极，并且可包括与介电层111的材料相同的材料。换言之，例如，盖部112可包括陶瓷材料，诸如，钛酸钡(BaTiO₃)陶瓷材料。

盖部112可通过分别在电容形成部的上表面和下表面沿向上方向和向下方向层叠单个介电层或者两个或更多个介电层来形成，并且可用于防止由物理或化学应力引起的对内电极的损坏。

盖部112的厚度可以不受特别限制。然而，为了实现陶瓷电子组件的小型化和高电容，盖部112的厚度tp可以是20μm或更小，但在这种情况下，随着水分渗透路径的缩短，防潮可靠性可能降低。

如在以下描述中所描述的，在l1和l2被构造为在3μm至200μm的范围内的情况下，可提高陶瓷电子组件100的防潮可靠性。因此，即使当盖部112的厚度tp为20μm或更小时，也可以确保充分的防潮可靠性。

因此，即使在盖部112的厚度tp为20μm或更小的情况下，根据示例，防潮可靠性效果也可变得更显著。

内电极121和122可与介电层111交替地层叠，并可包括第一内电极121和第二内电极122。第一内电极121和第二内电极122可交替地设置以彼此相对并且介电层111介于它们之间，并且第一内电极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。

参照图3，第一内电极121可与第四表面4间隔开，并可通过第三表面3暴露。第二内电极122可与第三表面3间隔开，并可通过第四表面4暴露。

在这种情况下，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彼此电分离。参照图4A和图4B，主体110可通过交替地层叠其上印刷有第一内电极121的陶瓷生片a和其上印刷有第二内电极122的陶瓷生片b并进行烧结而形成。

形成第一内电极121和第二内电极122的材料可以不受特别限制，并且可利用例如由贵金属(诸如，钯(Pd)、钯-银(Pd-Ag)合金等)以及镍(Ni)和铜(Cu)中的多于一种材料构成的导电膏形成。

作为印刷导电膏的方法，可使用丝网印刷法、凹版印刷法等，但印刷法不限于此。

第一内电极121和第二内电极122的厚度可以不受特别限制。然而，为了实现陶瓷电子组件的小型化和高电容，第一内电极121和第二内电极122的厚度te可以为0.4μm或更小。

第一内电极121和第二内电极122的厚度可指第一内电极121和第二内电极122的平均厚度。

第一内电极121和第二内电极122的平均厚度可通过使用SEM扫描主体110的在长度和厚度方向(L-T方向)上截取的截面来获得。

例如，可从通过使用SEM对通过切割主体110在宽度方向上的中央部分而产生的在长度和厚度方向(L-T方向)上截取的截面进行扫描而获得的图像中提取第一内电极121和第二内电极122的随机图像，并且可计算在长度方向上测量的等间隔的30个点的厚度的平均值。

可在电容形成部中测量等间隔的30个点，所述电容形成部指的是第一内电极121和第二内电极122之间的重叠的区域。

外电极131和132可设置在主体110上，并且可包括连接到第一内电极121的第一外电极131和连接到第二内电极122的第二外电极132。

第一外电极131可包括：第一连接部131a，设置在主体的第三表面3上；以及第一带部131b，从第一连接部延伸到第一表面、第二表面、第五表面和第六表面的部分。

第二外电极132可包括：第二连接部132a，设置在主体的第四表面4上；以及第二带部132b，从第二连接部延伸到第一表面、第二表面、第五表面和第六表面的部分。

第一树脂层141可设置在第一带部131b和主体110之间，并且可从第一带部131b的端部e1向第三表面3延伸l1。

第二树脂层142可设置在第二带部132b和主体110之间，并且可从第二带部132b的端部e2向第四表面4延伸l2。

在主体110与带部131b和132b的端部e1和e2之间可能产生气隙，并且气隙可能成为水分渗透的主要路径以及防潮可靠性降低的主要原因。

在示例中，树脂层141和142可设置在带部131b和132b与主体110之间以阻断水分渗透路径，从而提高防潮可靠性。

特别地，在第一树脂层141从第一带部131b的端部e1向第三表面3延伸的长度l1以及第二树脂层142从第二带部132b的端部e2向第四表面4延伸的长度l2被构造为在3μm至200μm的范围内的情况下，可确保防潮可靠性，同时可实现陶瓷电子组件的小型化和高电容。

如果l1和l2小于3μm，则防潮可靠性效果可能不足，并且如果l1和l2大于200μm，则带部131b和132b可能被加长，并且外电极131和132的厚度可能变大。因此，可能难以实现陶瓷电子组件的小型化和高电容。

在这种情况下，第一树脂层141和第二树脂层142可包括硅树脂或氟树脂。

图5示出了表示取决于在带部和主体之间形成的树脂层的长度lr的水蒸气透过率的曲线图。第一实施例示出了树脂层利用硅树脂形成的情况，并且第二实施例示出了树脂层利用氟树脂形成的情况。

图6是示出当水20接触涂层10时形成的接触角θ的示图。

参照图5，在树脂层利用硅树脂形成的第一实施例的情况下，当树脂层的长度lr为3μm或更大时，水蒸气透过率变为5000mg/(m²×天)或更低，确保了充分的防潮可靠性。因此，第一树脂层141和第二树脂层142的水蒸气透过率可以是5000mg/(m²×天)或更低。

在树脂层利用氟树脂形成的第二实施例的情况下，氟树脂的水蒸气透过率高于硅树脂的水蒸气透过率。然而，参照图6，由于氟树脂具有优异的防水性能，θ可以是90°或更大，因此，防止水分润湿主体。因此，尽管氟树脂的水蒸气透过率高于硅树脂的水蒸气透过率，但通过使用氟树脂确保了防潮可靠性。

此外，第一树脂层141和第二树脂层142可通过真空浸渍工艺形成。

在主体110上形成第一外电极131和第二外电极132之后，可使用包含树脂的溶液执行真空浸渍工艺，并且可通过所述工艺在主体110与带部131b和132b的端部e1和e2之间产生的间隙中形成第一树脂层141和第二树脂层142。

此外，主体110以及第一外电极131和第二外电极132的外表面可包括孔，并且树脂可设置在孔上。

在主体110以及第一外电极131和第二外电极132的外表面上形成的孔可能成为水分渗透路径。因此，可在孔中设置树脂以阻断主体110以及第一外电极131和第二外电极132的外表面上的水分渗透路径，从而提高防潮可靠性。

在通过真空浸渍工艺在主体110与带部131b和132b之间产生的间隙中形成第一树脂层141和第二树脂层142的工艺期间，上述构造可通过利用包含树脂的溶液填充主体110以及第一外电极131和第二外电极132的外表面上的孔来实现。由于使用硅树脂或氟树脂作为包含树脂的溶液，因此填充主体110以及第一外电极131和第二外电极132的外表面上的孔的树脂可以是硅树脂或氟树脂。

同时，第一外电极131和第二外电极132可利用具有导电性的任何材料(诸如金属)形成，并且其特定材料可通过考虑电特性、结构稳定性等来确定。

例如，第一外电极131和第二外电极132可以是包括导电金属和玻璃的烧结电极，或者可以是包括导电金属和基体树脂的树脂电极。

此外，第一外电极131和第二外电极132可通过原子层沉积(ALD)工艺、分子层沉积(MLD)工艺、化学气相沉积(CVD)工艺、溅射工艺等形成。

然而，在第一外电极131和第二外电极132是包括导电金属和玻璃的烧结电极的情况下，连接部131a和132a与带部131b和132b相遇的角部的厚度可能变薄，或者可能在主体110与带部131b和132b的端部e1和e2之间产生气隙。因此，防潮可靠性可能降低。

因此，在第一外电极131和第二外电极132包括导电金属和玻璃的情况下，根据示例，防潮可靠性的提高可变得更有效。

同时，可在第一外电极131和第二外电极132上设置镀层(未示出)。镀层可用于提高安装性能。

镀层可以是Ni镀层或Sn镀层。可在第一外电极131和第二外电极132上顺序地形成Ni镀层或Sn镀层，并且可包括多个Ni镀层和多个Sn镀层。

此外，陶瓷电子组件100的尺寸可以不受特别限制。

然而，为了同时实现陶瓷电子组件的小型化和高电容，可能需要通过将介电层和内电极的厚度构造得薄来增加层数。因此，在具有“0402”(0.4mm×0.2mm)或更小的尺寸的陶瓷电子组件中，根据示例的防潮可靠性的提高可更显著。

因此，在将主体的第三表面和第四表面之间的距离定义为L并且将主体的第五表面和第六表面之间的距离定义为W的情况下，L可以是0.4mm或更小，并且W可以是0.2mm或更小。

换言之，陶瓷电子组件可实现为具有“0402”(0.4mm×0.2mm)的尺寸的陶瓷电子组件。

根据上述示例，可通过控制设置在主体与外电极的带部之间的树脂层的长度而阻断水分渗透路径来提供具有提高的防潮可靠性的陶瓷电子组件。

虽然以上示出和描述了示例性实施例，但是对于本领域技术人员来说将明显的是，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可进行修改和变化。

Claims

1.一种陶瓷电子组件，包括：

主体，包括介电层以及设置为彼此相对的第一内电极和第二内电极，所述介电层介于所述第一内电极和所述第二内电极之间，所述主体具有彼此相对的第一表面和第二表面、彼此相对且连接到所述第一表面和所述第二表面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、所述第二表面、所述第三表面和所述第四表面的第五表面和第六表面；

第一外电极，包括设置在所述主体的所述第三表面上的第一连接部以及从所述第一连接部延伸到所述主体的所述第一表面的部分、所述第二表面的部分、所述第五表面的部分和所述第六表面的部分的第一带部；

第二外电极，包括设置在所述主体的所述第四表面上的第二连接部以及从所述第二连接部延伸到所述主体的所述第一表面的部分、所述第二表面的部分、所述第五表面的部分和所述第六表面的部分的第二带部；

第一树脂层，设置在所述第一带部和所述主体之间，并且从所述第一带部的端部向所述第三表面延伸第一预定长度；以及

第二树脂层，设置在所述第二带部和所述主体之间，并且从所述第二带部的端部向所述第四表面延伸第二预定长度，

其中，所述第一预定长度和所述第二预定长度在3μm至200μm的范围内。

2.根据权利要求1所述的陶瓷电子组件，其中，所述第一树脂层和所述第二树脂层均包括硅树脂或氟树脂。

3.根据权利要求1所述的陶瓷电子组件，其中，所述第一树脂层和所述第二树脂层的水蒸气透过率为5000mg/(m²×天)或更小。

4.根据权利要求1所述的陶瓷电子组件，其中，所述主体以及所述第一外电极和所述第二外电极在其外表面上具有孔，并且所述孔利用树脂填充。

5.根据权利要求4所述的陶瓷电子组件，其中，所述树脂包括硅树脂或氟树脂。

6.根据权利要求1所述的陶瓷电子组件，其中，所述第一外电极和所述第二外电极包括导电金属和玻璃。

7.根据权利要求1所述的陶瓷电子组件，所述陶瓷电子组件还包括：

镀层，设置在所述第一外电极和所述第二外电极中的每个上。

8.根据权利要求7所述的陶瓷电子组件，其中，所述镀层包括顺序地设置在所述第一外电极和所述第二外电极中的每个上的至少一个Ni镀层或至少一个Sn镀层。

9.根据权利要求1所述的陶瓷电子组件，其中，所述介电层的厚度为0.4μm或更小，并且所述第一内电极和所述第二内电极的厚度均为0.4μm或更小。

10.根据权利要求1所述的陶瓷电子组件，其中，所述主体包括电容形成部和盖部，所述电容形成部包括所述第一内电极和所述第二内电极，所述盖部设置在所述电容形成部的上表面和下表面上，并且所述盖部的厚度为20μm或更小。

11.根据权利要求1所述的陶瓷电子组件，其中，所述第三表面和所述第四表面之间的距离为0.4mm或更小，并且所述第五表面和所述第六表面之间的距离为0.2mm或更小。

12.一种陶瓷电子组件，包括：

第一外电极和第二外电极，所述第一外电极包括设置在所述主体的所述第三表面上的第一连接部以及从所述第一连接部延伸到所述主体的所述第一表面的部分、所述第二表面的部分、所述第五表面的部分和所述第六表面的部分的第一带部，所述第二外电极包括设置在所述主体的所述第四表面上的第二连接部以及从所述第二连接部延伸到所述主体的所述第一表面的部分、所述第二表面的部分、所述第五表面的部分和所述第六表面的部分的第二带部；

第一树脂层和第二树脂层，所述第一树脂层设置在所述第一带部和所述主体之间，并且从所述第一带部的端部向所述第三表面延伸第一预定长度，所述第二树脂层设置在所述第二带部和所述主体之间，并且从所述第二带部的端部向所述第四表面延伸第二预定长度，

其中，所述第一预定长度大于等于3μm且小于所述第一带部的长度，所述第二预定长度大于等于3μm且小于所述第二带部的长度。

13.根据权利要求12所述的陶瓷电子组件，其中，所述第一预定长度和所述第二预定长度在3μm至200μm的范围内。

14.根据权利要求12所述的陶瓷电子组件，其中，所述第一树脂层和所述第二树脂层均包括硅树脂或氟树脂。

15.根据权利要求12所述的陶瓷电子组件，其中，所述第一树脂层和所述第二树脂层的水蒸气透过率为5000mg/(m²×天)或更小。