CN111029142B - 多层陶瓷电子组件和介电陶瓷组合物 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种多层陶瓷电子组件和介电陶瓷组合物，所述多层陶瓷电子组件包括：陶瓷主体，包括介电层以及设置在介电层上的多个第一内电极和多个第二内电极以彼此面对，且介电层中的每个介于第一内电极与第二内电极之间；以及第一外电极和第二外电极，设置在陶瓷主体的外表面上，并且分别电连接到第一内电极和第二内电极，其中，介电层包括介电陶瓷组合物，所述介电陶瓷组合物包括由z(Ba(1‑x)Cax)TiO3‑(1‑z)BaTi2O5表示的基体材料主要成分，所述基体材料主要成分包括由(Ba(1‑x)Cax)TiO3表示的第一主要成分和由BaTi2O5表示的第二主要成分，0.7≤z≤0.8且0≤x<0.1。

Description

多层陶瓷电子组件和介电陶瓷组合物
本申请要求于2018年10月10日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0120664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子组件，并且更具体地，涉及一种具有优异的可靠性的高电容多层陶瓷电子组件。
背景技术
近来，随着电子产品的小型化、纤薄化和多功能化的趋势，已经需要小型化的多层陶瓷电容器并且已经高度集成地安装多层陶瓷电容器。
多层陶瓷电容器(电子组件)安装在各种电子产品(诸如，图像显示装置(例如，液晶显示器(LCD)或等离子体显示面板(PDP))、计算机、个人数字助理(PDA)、便携式电话等)的印刷电路板(PCB)上，以用于充电或放电。
由于多层陶瓷电容器可小型化、具有确保的高电容并且易于安装的优点，多层陶瓷电容器能够用作各种电子装置的组件。
近来，随着电气组件已经引起了工业的关注，也已经需要在车辆或信息娱乐系统中使用高可靠性和高电容的多层陶瓷电容器。
具体地，随着越来越多地使用内燃机车辆和电动车辆的电子控制系统，已经越来越需要能够在高温环境下使用的多层陶瓷电容器。
发明内容
本公开的一方面可提供一种多层陶瓷电子组件，详细地，涉及一种高可靠性和高电容的多层陶瓷电子组件。
根据本公开的一方面，一种多层陶瓷电子组件可包括：陶瓷主体，包括介电层以及设置在所述介电层上以彼此面对的多个第一内电极和多个第二内电极，且所述介电层中的每个介于第一内电极与第二内电极之间，并且所述陶瓷主体具有在第一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并且在第二方向上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至所述第四表面并且在第三方向上彼此相对的第五表面和第六表面；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，并且分别电连接到所述第一内电极和所述第二内电极，其中，所述介电层包括介电陶瓷组合物，所述介电陶瓷组合物包括由z(Ba(1-x)Cax)TiO3-(1-z)BaTi2O5表示的基体材料主要成分，所述基体材料主要成分包括由(Ba(1-x)Cax)TiO3表示的第一主要成分和由BaTi2O5表示的第二主要成分，0.7≤z≤0.8且0≤x<0.1。
根据本公开的另一方面，一种介电陶瓷组合物包括：由z(Ba(1-x)Cax)TiO3-(1-z)BaTi2O5表示的基体材料主要成分，所述基体材料主要成分包括由(Ba(1-x)Cax)TiO3表示的第一主要成分和由BaTi2O5表示的第二主要成分，0.7≤z≤0.8且0≤x<0.1。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，本公开的以上和其他方面、特征及其他优点将被更加清楚地理解，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示意图；
图2是根据本公开中的示例性实施例的陶瓷主体的示意图；
图3是根据本公开中的示例性实施例的沿着图1的I-I'线截取的截面图；
图4是图3的区域B的放大图；以及
图5是根据本公开中的另一示例性实施例的沿着图1的I-I'线截取的截面图。
具体实施方式
在下文中，现将参照附图详细地描述本公开的示例性实施例。
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示意图。
图2是根据本公开中的示例性实施例的陶瓷主体的示意图。
图3是根据本公开中的示例性实施例的沿着图1的I-I'线截取的截面图。
图4是图3的区域B的放大图。
参照图1至图4，根据本公开中的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以及多个第一内电极121和多个第二内电极122，多个第一内电极121和多个第二内电极122彼此面对地设置在介电层111上，且介电层中的每个介于第一内电极121与第二内电极122之间，并且陶瓷主体110具有在第一方向上彼此相对的第一表面S1和第二表面S2、连接到第一表面S1和第二表面S2并且在第二方向上彼此相对的第三表面S3和第四表面S4、连接到第一表面至第四表面并且在第三方向上彼此相对的第五表面S5和第六表面S6；以及第一外电极131和第二外电极132，设置在陶瓷主体110的外表面上并且分别电连接到多个第一内电极121和多个第二内电极122。
在下文中，描述根据本公开中的示例性实施例的多层陶瓷电子组件，具体地，描述多层陶瓷电容器，但是多层陶瓷电子组件不限于多层陶瓷电容器。
关于根据本公开中的示例性实施例的多层陶瓷电容器，长度方向被定义为图1的方向“L”，宽度方向被定义为图1的方向“W”，并且厚度方向被定义为图1的方向“T”。这里，厚度方向可用于与介电层堆叠的方向(即，堆叠方向)相同的概念。
根据本公开中的示例性实施例，陶瓷主体110可成形为类似于如附图中所示出的六面体，但不具体限制于此。
陶瓷主体110可包括：第一表面S1和第二表面S2，在第一方向上彼此相对；第三表面S3和第四表面S4，连接到第一表面S1和第二表面S2并且在第二方向上彼此相对；以及第五表面S5和第六表面S6，连接到第一表面至第四表面并且在第三方向上彼此相对。
第一表面S1和第二表面S2可被定义为陶瓷主体110的在厚度方向(即，第一方向)上彼此面对的表面，第三表面S3和第四表面S4可被定义为陶瓷主体110的在长度方向(即，第二方向)上彼此面对的表面，并且第五表面S5和第六表面S6可被定义为陶瓷主体110的在宽度方向(即，第三方向)上彼此面对的表面。
形成在陶瓷主体110中的多个第一内电极121和多个第二内电极122的一端可分别暴露于陶瓷主体的第三表面S3和第四表面S4。
内电极121和122可具有不同的极性，并且第一内电极121和第二内电极122可被设置为成对的。
第一内电极121的一端可暴露到第三表面S3，并且第二内电极122的一端可暴露到第四表面S4。
第一内电极121的另一端可形成在距第四表面S4预定间隔处，并且第二内电极122的另一端可形成在距第三表面S3预定间隔处(在下面详细地描述)。
第一外电极131和第二外电极132可分别形成在陶瓷主体的第三表面S3和第四表面S4上，并可电连接到内电极。
陶瓷主体110可包括：有效部A，有助于电容器的电容的形成；以及上覆盖部C1和下覆盖部C2，分别形成在有效部的上部和下部上作为上边缘部和下边缘部。
有效部A可通过重复地堆叠多个第一内电极121和多个第二内电极122并且介电层111介于第一内电极121和第二内电极122之间来形成。
除了上覆盖部C1和下覆盖部C2不包括内电极以外，上覆盖部C1和下覆盖部C2可具有与介电层111的材料和构造相同的材料和构造。
也就是说，上覆盖部C1和下覆盖部C2可包括陶瓷材料，并且例如，可包括钛酸钡(BaTiO3)基陶瓷材料。
上覆盖部C1和下覆盖部C2可通过分别在有效部A的上表面和下表面上沿上下方向堆叠单个介电层或者两个或更多个介电层形成，以主要防止内电极被物理应力或化学应力损坏。
第一内电极121和第二内电极122可利用包括例如银(Ag)、铅(Pb)、铂(Pt)、镍(Ni)和铜(Cu))的材料中的一种或更多种的导电膏形成，但不具体限于此。
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可分别电连接到用于形成电容的第一内电极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的电势不同的电势。
第一外电极131和第二外电极132可分别设置在陶瓷主体110的在长度方向(即，第二方向)上的第三表面S3和第四表面S4上，并且在这种情况下，第一外电极131和第二外电极132可延伸到陶瓷主体110的在厚度方向(即，第一方向)上的第一表面S1和第二表面S2上。
外电极131和132可设置在陶瓷主体110的外表面上，并且可包括：电极层131a和132a，电连接到内电极121和122；以及导电树脂层131b和132b，设置在电极层131a和132a上。
电极层131a和132a可包括导电金属和玻璃。
用于电极层131a和132a的导电金属不受具体限制，只要导电金属可电连接到用于形成电容的内电极即可，并且例如，导电金属可包括从由铜(Cu)、银(Ag)、镍(Ni)和它们的合金组成的组中选择的一种或更多种。例如，导电金属可包括铜(Cu)。
电极层131a和132a可通过涂覆通过将玻璃料添加到导电金属粉末颗粒制备的导电膏并且随后对生成物进行烧结来形成。
导电树脂层131b和132b可形成在电极层131a和132a上，以完全覆盖电极层131a和132a。
导电树脂层131b和132b形成为完全覆盖电极层131a和132a，并且因此，到设置在陶瓷主体110的第一表面S1和第二表面S2上的导电树脂层131b和132b的端部的距离长于到设置在陶瓷主体110的第一表面S1和第二表面S2上的电极层131a和132a的端部的距离。
包括在导电树脂层131b和132b中的基体树脂不受具体限制，只要基体树脂具有粘合性质和冲击吸收性质即可，并且基体树脂与导电金属粉末颗粒混合以形成膏，并且例如可包括环氧基树脂。
包括在导电树脂层131b和132b中的导电金属不受具体限制，只要导电金属可电连接到电极层131a和132a即可，并且例如，导电金属可包括从由铜(Cu)、银(Ag)、镍(Ni)和它们的合金组成的组中选择的一种或更多种。
还可在导电树脂层131b和132b上设置镀层131c、132c、131d和132d。
镀层131c、132c、131d和132d可设置在导电树脂层131b和132b上，以完全覆盖导电树脂层131b和132b。
镀层131c、132c、131d和132d可包括设置在导电树脂层131b和132b上的Ni镀层131c和132c以及设置在Ni镀层131c和132c上的Pd镀层131d和132d。
根据本公开中的示例性实施例，介电层111可包括介电陶瓷组合物，介电陶瓷组合物包括由z(Ba(1-x)Cax)TiO3-(1-z)BaTi2O5表示的基体材料主要成分，基体材料主要成分包括由(Ba(1-x)Cax)TiO3表示的第一主要成分和由BaTi2O5表示的第二主要成分，0.7≤z≤0.8并且0≤x<0.1。
近来，随着电气组件已经引起了工业领域的关注，也已经需要在车辆或信息娱乐系统中使用高可靠性和高电容的多层陶瓷电容器。
具体地，随着越来越多地使用内燃机车辆和电动车辆的电子控制系统，已经越来越需要能够在高温环境下使用的多层陶瓷电容器。
目前，高电容多层陶瓷电容器的主要介电材料是钛酸钡(BaTiO3)，并且关于这方面，陶瓷主体在使用Ni内电极的同时需要在还原条件下烧结，并且因此，介电材料需要非还原性质。
然而，由于电容由于钛酸钡(BaTiO3)的独特性质而在150℃或更高的环境中大量减小，因此存在难以确保电气产品所需的根据温度的电性质的问题。
此外，在几乎不能够在高达200℃下广泛使用多层陶瓷电容器的情况下，需要通过应用新的组合物而适用于高温环境的多层陶瓷电容器。
根据本公开中的示例性实施例，介电层111可包括由(Ba(1-x)Cax)TiO3表示的第一主要成分和由BaTi2O5表示的第二主要成分的两种类型的主要成分，关于这方面，可调整各个成分的含量，以稳定地确保高温电容变化率并且同时实现高电容多层陶瓷电容器。
详细地，介电层111可包括介电陶瓷组合物，介电陶瓷组合物包括由z(Ba(1-x)Cax)TiO3-(1-z)BaTi2O5表示的基体材料主要成分，基体材料主要成分包括由(Ba(1-x)Cax)TiO3表示的第一主要成分和由BaTi2O5表示的第二主要成分，0.7≤z≤0.8并且0≤x<0.1，以稳定地确保高温电容变化率并且同时实现高电容多层陶瓷电容器。
在下文中，更详细地描述根据本公开中的示例性实施例的包括在介电层中的介电陶瓷组合物中的每种成分。
a)基体材料粉末颗粒
根据本公开中的示例性实施例，介电层111可包括由z(Ba(1-x)Cax)TiO3-(1-z)BaTi2O5表示的基体材料主要成分，基体材料主要成分包括由(Ba(1-x)Cax)TiO3表示的第一主要成分和由BaTi2O5表示的第二主要成分。
基体材料主要成分可以以粉末颗粒的形式被包括，并且在介电陶瓷组合物中可包括作为第一基体材料粉末颗粒的第一主要成分和作为第二基体材料粉末颗粒的第二主要成分。
在以上表述中，z满足0.7≤z≤0.8，并且x满足0≤x<0.1。
第一主要成分可由(Ba(1-x)Cax)TiO3(BCT)表示，并且BCT材料可以是作为用作普通介电基体材料的材料的铁电材料。
第二主要成分可由BaTi2O5表示。
与作为第一主要成分的(Ba(1-x)Cax)TiO3相比，作为第二主要成分的BaTi2O5可具有高的铁电转变温度。
因此，当作为第二主要成分的BaTi2O5用作主要成分或被单独使用时，由于高的铁电转变温度特性，因此可稳定地确保高温电容变化率。
然而，当BaTi2O5用作主要成分或被单独使用时，与现有技术中的BaTiO3相比，存在过于大量的钛(Ti)，因此存在钛(Ti)与包括在内电极中的镍(Ni)反应并且镍(Ni)扩散到介电层中的问题。
因此，存在多层陶瓷电容器的介电常数降低的问题。
也就是说，当作为第一主要成分的(Ba(1-x)Cax)TiO3被单独使用时，存在以下问题：能够实现高电容多层陶瓷电容器，但是由于高的介电常数而不稳定地确保高温电容变化率。
当作为第二主要成分的BaTi2O5用作主要成分或被单独使用时，存在以下问题：稳定地确保高温电容变化率，但是由于高的铁电转变温度性质而导致介电常数降低。
因此，为了稳定地确保高温电容变化率并且同时实现高电容多层陶瓷电容器，根据本公开中的示例性实施例，介电层111可包括由(Ba(1-x)Cax)TiO3表示的第一主要成分和由BaTi2O5表示的第二主要成分的两种类型的主要成分，并且第一主要成分的含量和第二主要成分的含量可被调整。
详细地，z可被调整为满足0.7≤z≤0.8，并且因此基于100mol％的基体材料主要成分，在基体材料主要成分中可包括作为第一主要成分的70mol％至80mol％的(Ba(1-x)Cax)TiO3和作为第二主要成分的另外的20mol％至30mol％的BaTi2O5。
当z小于0.7时，作为第一主要成分的(Ba(1-x)Cax)TiO3的含量低，并且因此，存在难以实现高电容多层陶瓷电容器的问题。
另一方面，当z大于0.8时，作为第一主要成分的(Ba(1-x)Cax)TiO3的含量高且作为第二主要成分的BaTi2O5的含量相对低，并且因此，难以稳定地确保高温电容变化率。
可将z调整为满足0.7≤z≤0.8，以稳定地确保高温电容变化率并且同时实现高电容多层陶瓷电容器。
第一主要成分可由(Ba(1-x)Cax)TiO3表示，并且x可满足0≤x<0.1。
也就是说，在第一主要成分中可包括含量小于10mol％且大于或等于0mol％的钙(Ca)。
具体地，在第一主要成分中可包括含量等于或小于7mol％且大于或等于0mol％的钙(Ca)，并且因此，可满足0≤x≤0.07。
x可等于或大于0，并且当x为0时，第一主要成分可以是BaTiO3。
介电陶瓷组合物的基体材料主要成分可以以通过固溶第一主要成分和第二主要成分形成的固溶体形成。
当基体材料粉末颗粒彼此固溶时，基体材料粉末颗粒可以是单相，并且与两种材料混合的情况相比，在这种情况下，高温电容变化率、介电常数等可以是优异的。
作为第一主要成分的第一基体材料粉末颗粒的平均颗粒尺寸和作为第二主要成分的第二基体材料粉末颗粒的平均颗粒尺寸可等于或小于200nm，但不限于此。
基体材料粉末颗粒可具有150nm或更小的粉末颗粒的平均颗粒尺寸，但不具体限于此。
b)第一辅助成分
根据本公开中的示例性实施例，介电陶瓷组合物还可包括包含锰(Mn)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、镍(Ni)、钴(Co)、铜(Cu)和锌(Zn)中的至少一种的氧化物和/或碳酸盐作为第一辅助成分。
作为第一辅助成分的包括锰(Mn)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、镍(Ni)、钴(Co)、铜(Cu)和锌(Zn)中的至少一种的氧化物或碳酸盐可以以基于100mol％的基体材料粉末的0.1mol％至2.0mol％的含量被包括。
第一辅助成分可降低应用介电陶瓷组合物的多层陶瓷电容器的烧结温度，并且可提高多层陶瓷电容器的高温耐压特性。
第一辅助成分的含量和第二辅助成分(将在下面描述)的含量可被定义为基于100mol％的基体材料粉末的包括量，具体地，被定义为包括在每个辅助成分中的金属离子的mol％。
当第一辅助成分的含量小于0.1mol％时，烧结温度可能升高，并且高温耐压特性可能轻微劣化。
当第一辅助成分的含量大于2.0mol％时，高温耐压特性和室温电阻率可能劣化。
具体地，根据本公开中的示例性实施例的介电陶瓷组合物还可包括具有基于100mol％的基体材料粉末的0.1mol％至2.0mol％含量的第一辅助成分，并且因此，可能够在低温下烧结陶瓷组合物，并且可实现优异的高温耐压特性。
c)第二辅助成分
根据本公开中的示例性实施例，介电陶瓷组合物可包括包含硅(Si)的氧化物和/或包含Si的玻璃化合物作为第二辅助成分。
介电陶瓷组合物还可包括基于100mol％的基体材料粉末颗粒的0.2mol％至5.0mol％的第二辅助成分，第二辅助成分为包含Si的氧化物或包含Si的玻璃化合物。
第二辅助成分可降低应用介电陶瓷组合物的多层陶瓷电容器的烧结温度，并且可提高高温耐压特性。
当基于100mol％的基体材料粉末，第二辅助成分的含量小于0.2mol％时，烧结温度可能升高。
当基于100mol％的基体材料粉末，第二辅助成分的含量大于5.0mol％时，高温耐压特性可能劣化。
具体地，根据本公开中的示例性实施例的介电陶瓷组合物还可包括具有基于100mol％的基体材料粉末的0.2mol％至5.0mol％含量的第二辅助成分，并且因此，可能够在低温下烧结介电陶瓷组合物，并且可实现优异的高温耐压特性。
d)第三辅助成分
根据本公开中的示例性实施例，介电陶瓷组合物还可包括第三辅助成分，第三辅助成分为包括锂(Li)的氧化物、碳酸盐和氟化物中的至少一种。
介电陶瓷组合物还可包括基于100mol％的基体材料粉末的0.4mol％至12.0mol％的第三辅助成分，第三辅助成分为包括锂(Li)的氧化物、碳酸盐或氟化物。
第三辅助成分可降低应用介电陶瓷组合物的多层陶瓷电容器的烧结温度，并且可提高高温耐压特性。
当使用铜(Cu)形成内电极时，第三辅助成分也可实现多层陶瓷电容器的目标特性。
当基于100mol％的基体材料粉末，第三辅助成分的含量小于0.4mol％时，烧结温度可能升高，介电常数可能降低，并且高温耐压特性可能劣化。
当基于100mol％的基体材料粉末，第三辅助成分的含量大于12.0mol％时，高温耐压特性可能由于产生第二相等而劣化。
具体地，根据本公开中的示例性实施例的介电陶瓷组合物还可包括具有基于100mol％的基体材料粉末的0.4mol％至12.0mol％含量的第三辅助成分，并且因此，可使用铜(Cu)形成内电极，可能够在低温下烧结介电陶瓷组合物，并且可实现优异的高温耐压特性。
e)第四辅助成分
根据本公开中的示例性实施例，介电陶瓷组合物还可包括第四辅助成分，第四辅助成分为包括钡(Ba)的氧化物、碳酸盐和氟化物中的至少一种。
对于100at％的基体材料粉末，介电陶瓷组合物还可包括0at％至3.0at％(基于钡(Ba)的at％)的第四辅助成分，第四辅助成分为包括钡(Ba)的氧化物、碳酸盐或氟化物。
第四辅助成分可提高应用介电陶瓷组合物的多层陶瓷电容器的介电常数。
当使用铜(Cu)形成内电极并且在还原条件(N2气氛)下烧结时，第四辅助成分也可实现多层陶瓷电容器的目标特性。
当对于100at％的基体材料粉末，第四辅助成分的含量大于3.0at％(基于钡(Ba)的at％)时，高温耐压特性可能劣化。
具体地，对于100at％的基体材料粉末，根据本公开中的示例性实施例的介电陶瓷组合物还可包括0at％至3.0at％(基于钡(Ba)的at％)的第四辅助成分，第四辅助成分为包括钡(Ba)的氧化物、碳酸盐或氟化物，并且因此，可使用铜(Cu)形成内电极，可能够在还原条件下烧结介电陶瓷组合物，并且可实现高的介电常数和优异的高温耐压特性。
根据本公开中的示例性实施例的第四辅助成分可包括钡(Ba)以满足Ba/Si的摩尔比为0至4.0。
可将第四辅助成分与包括包含Si的氧化物或包含Si的玻璃化合物的第二辅助成分的摩尔比调整为满足0至4.0，以实现高的介电常数并且同时实现优异的高温耐压特性。
详细地，当第四辅助成分(包括钡(Ba)的氧化物、碳酸盐或氟化物)的钡(Ba)的含量大于3.0at％时，也可调整硅(Si)(第二辅助成分)的含量以满足Ba/Si的摩尔比为4.0，并且因此，也可提高高温耐压特性。
然而，当Ba/Si的摩尔比大于4.0时，耐压特性可能劣化，并且可能出现关于可靠性的问题。
f)第五辅助成分
根据本公开中的示例性实施例，介电陶瓷组合物还可包括第五辅助成分，第五辅助成分为包括镝(Dy)、钇(Y)、钬(Ho)、钐(Sm)、钆(Gd)、铒(Er)、镧(La)和铽(Tb)中的至少一种的氧化物、碳酸盐和氟化物中的至少一种。
对于100at％的基体材料粉末，介电陶瓷组合物还可包括含量为0at％至4.0at％(基于每种成分的at％)的第五辅助成分，第五辅助成分为包括镝(Dy)、钇(Y)、钬(Ho)、钐(Sm)、钆(Gd)、铒(Er)、镧(La)和铽(Tb)中的至少一种的氧化物、碳酸盐、氟化物。
第五辅助成分可提高应用介电陶瓷组合物的多层陶瓷电容器的DC偏置特性，并且可提高高温耐压特性，从而提高可靠性。
当对于100at％的基体材料粉末，第五辅助成分的含量大于4.0at％(基于每种成分的at％)时，室温介电常数可能减小，并且因此可能不能够实现目标特性。
具体地，对于100at％的基体材料粉末，根据本公开中的示例性实施例的介电陶瓷组合物还可包括含量为0at％至4.0at％(基于每种成分的at％)的第五辅助成分，第五辅助成分为包括镝(Dy)、钇(Y)、钬(Ho)、钐(Sm)、钆(Gd)、铒(Er)、镧(La)和铽(Tb)中的至少一种的氧化物、碳酸盐或氟化物，并且因此，可提高DC偏置特性，并且可增大高温耐压特性，从而提高可靠性。
参照图4，介电层111中的镍(Ni)的含量等于或小于3wt％的区域距第一内电极121和第二内电极122中的每者的边界的厚度t3与第一内电极121和第二内电极122中的每者的厚度t2可满足t2>t3。
根据本公开中的示例性实施例，介电层111可包括由(Ba(1-x)Cax)TiO3表示的第一主要成分和由BaTi2O5表示的第二主要成分的两种类型的主要成分，并且因此，介电层111中的镍(Ni)的含量等于或小于3wt％的区域(例如，连续区域)(例如，上部连续区域或下部连续区域)的厚度t3可小于第一内电极121和第二内电极122中的每者的厚度t2。
如此，可使镍(Ni)扩散到介电层中的问题最小化，并且因此可防止介电常数的降低，从而实现高电容多层陶瓷电容器。
另一方面，为了稳定地确保高温电容变化率，当BaTi2O5用作主要成分或被单独使用时，介电层中的镍(Ni)的含量等于或小于3wt％的区域的厚度t3可大于第一内电极和第二内电极中的每者的厚度t2。
在这种情况下，存在多层陶瓷电容器的介电常数降低的问题。
参照图4，在根据本公开中的示例性实施例的多层陶瓷电子组件中，介电层111的厚度t1与内电极121和122的厚度t2可满足t1>2×t2。
也就是说，根据本公开中的示例性实施例，介电层111的厚度t1可大于内电极121和122的厚度t2的两倍。
通常，高电压电气组件由于在高电压环境下的介电击穿电压的下降而具有作为重要问题的可靠性问题。
根据本公开中的示例性实施例的多层陶瓷电容器可以以这样的方式构造：介电层111的厚度t1大于内电极121和122的厚度t2的两倍，以防止在高电压环境下介电击穿电压下降，以增大作为内电极之间的间隙的介电层的厚度，从而提高介电击穿电压特性。
当介电层111的厚度t1等于或小于内电极121和122的厚度t2的两倍时，介电层的厚度(内电极之间的间隙)小，从而降低介电击穿电压。
内电极的厚度t2可小于2μm，并且介电层的厚度t1可小于10.0μm，但本公开不限于此。
图5是根据本公开中的另一示例性实施例的沿着图1的I-I'线截取的截面图。
参照图5，根据本公开中的另一示例性实施例的多层陶瓷电容器还可包括多个浮置电极123，多个浮置电极123在陶瓷主体110中在厚度方向上相对于第一内电极121'和第二内电极122'交替地设置，并且具有分别与第一内电极121'的预定部分和第二内电极122'的预定部分叠置的相对的端部。
第一内电极121'和第二内电极122'可具有不同的极性，可同时形成在用于形成介电层111的陶瓷片的至少一个表面上以彼此分开，并且可在陶瓷主体110中分别通过陶瓷主体110的相对的端表面暴露。
如此，通过主体110的相对的端表面暴露的第一内电极121'和第二内电极122'可分别电连接到第一外电极131和第二外电极132。
多个浮置电极123可在陶瓷主体110中在厚度方向上相对于第一内电极121'和第二内电极122'交替地设置，并且可具有与第一内电极121'和第二内电极122'的彼此分开的端部部分地叠置的相对的端部。
多个浮置电极123可以以这样的方式构造：与陶瓷主体110的相对的端表面分开的距离等于或大于陶瓷主体110的总长度的5％。
根据本公开中的另一示例性实施例，第一虚设电极124a和第二虚设电极124b可被设置为在设置在有效部A的上表面上的上覆盖部C1和设置在有效部A的下表面上的下覆盖部C2中彼此分开。
第一虚设电极124a可通过与陶瓷主体110的暴露第一内电极121'的外侧表面相同的表面暴露，并且第二虚设电极124b可通过与陶瓷主体110的暴露第二内电极122'的外侧表面相同的表面暴露。
第一虚设电极124a可通过与陶瓷主体110的暴露第一内电极121'的外侧表面相同的表面暴露，并且第二虚设电极124b可通过与陶瓷主体110的暴露第二内电极122'的外侧表面相同的表面暴露，从而提高多层陶瓷电容器的抗弯刚度。
在下文中，描述根据本公开中的示例性实施例的制造多层陶瓷电子组件的方法，但不限于此。
在根据本公开中的示例性实施例的制造多层陶瓷电子组件的方法中，可将通过添加介电陶瓷组合物形成的浆料涂覆在载体膜上并干燥以制备多个陶瓷生片，从而形成介电层，介电陶瓷组合物包括由z(Ba(1-x)Cax)TiO3-(1-z)BaTi2O5表示的基体材料主要成分，基体材料主要成分包括由(Ba(1-x)Cax)TiO3表示的第一主要成分和由BaTi2O5表示的第二主要成分，其中，z满足0.7≤z≤0.8且x满足0≤x<0.1。
可通过混合陶瓷粉末颗粒、粘合剂和溶剂以制备浆料并且对该浆料执行刮刀法来以具有几μm的厚度的片的形式制造陶瓷生片。
然后，可制备包括40重量份至50重量份(基于100重量份的导电膏)的镍(Ni)粉末颗粒的用于内电极的导电膏，镍(Ni)的平均颗粒尺寸可以是0.1μm至0.2μm。
可使用丝网印刷法将用于内电极的导电膏涂覆在生片上来形成内电极，然后可堆叠其上设置有内电极图案的生片，以制备陶瓷主体110。
然后，可在陶瓷主体的外表面上形成包括导电金属和玻璃的电极层，导电金属包括从由铜(Cu)、银(Ag)、镍(Ni)和它们的合金组成的组中选择的一种或更多种。
玻璃不受具体限制，并且可以是具有与用于制造普通的多层陶瓷电容器的外电极的玻璃的成分相同的成分的材料。
电极层可形成在陶瓷主体的上表面和下表面以及端部上，并且因此可电连接到第一内电极和第二内电极。
电极层可包括基于导电金属的5vol％的玻璃。
然后，可将导电树脂组合物涂覆在电极层131a和132a上然后使导电树脂组合物硬化以形成导电树脂层131b和132b。
导电树脂层131b和132b可包括导电金属和基体树脂，导电金属包括从由铜(Cu)、银(Ag)、镍(Ni)和它们的合金组成的组中选择的一种或更多种，并且基体树脂可以是环氧树脂。
然后，可在导电树脂层131b和132b上形成Ni镀层131c和132c，并且可在Ni镀层131c和132c上形成Pd镀层131d和132d。
下面的表1示出了根据在介电陶瓷组合物中包括的由z(Ba(1-x)Cax)TiO3-(1-z)BaTi2O5表示的基体材料主要成分(包括由(Ba(1-x)Cax)TiO3表示的第一主要成分和由BaTi2O5表示的第二主要成分)中的z和x的介电常数、电阻率和高温电容变化率(ΔCp＠200℃)的测量结果。
将介电常数等于或大于800的情况确定为符合要求(作为发明示例)，并且将介电常数小于800的情况确定为差(作为比较示例)。
将电阻率等于或大于1.0e10Ωcm的情况确定为符合要求(作为发明示例)，并且将电阻率小于1.0e10Ωcm的情况确定为差(作为比较示例)。
将200℃温度下的高温电容变化率(ΔCp＠200℃)等于或小于-15％的情况确定为符合要求(作为发明示例)，并且将200℃温度下的高温电容变化率(ΔCp＠200℃)大于-15％的情况确定为差(作为比较示例)。
[表1]
Figure BDA0001991152950000141
Figure BDA0001991152950000151
*比较示例
从上面的表1看出，作为比较示例的样品1至样品4与z为0.6的情况对应，并且在这种情况下，介电常数和电阻率值低于根据本公开的目标值。
另一方面，可看出的是，作为发明示例的样品5至样品7和样品9至样品11与z和x满足根据本公开的数值范围的情况对应，并且在这种情况下，介电常数、电阻率和高温电容变化率全部符合要求。
可看出的是，作为比较示例的样品8与x为0.10的情况对应，并且在这种情况下，介电常数和电阻率值低于根据本公开的目标值。
可看出的是，作为其它比较示例的样品12和样品13与z为0.9的情况对应，并且在这种情况下，存在以下问题：介电常数和电阻率值高于目标值，但高温电容变化率高于根据本公开的目标值。
如以上所阐述的，根据本公开中的示例性实施例，介电层包括由(Ba(1-x)Cax)TiO3表示的第一主要成分和由BaTi2O5表示的第二主要成分的两种类型的主要成分，并且在这种情况下，可调整每种成分的含量，以稳定地确保高温电容变化率并且同时实现高电容多层陶瓷电容器。
虽然以上已经示出并描述了示例性实施例，但是对于本领域技术人员而言将明显的是，在不脱离本发明的由所附权利要求限定的范围的情况下，可以进行修改和变型。

Claims (20)

1.一种多层陶瓷电子组件，所述多层陶瓷电子组件包括：
陶瓷主体，包括介电层以及设置在所述介电层上的多个第一内电极和多个第二内电极，并且所述陶瓷主体具有在第一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并且在第二方向上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至所述第四表面并且在第三方向上彼此相对的第五表面和第六表面；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，并且分别电连接到所述第一内电极和所述第二内电极，
其中，所述介电层包括介电陶瓷组合物，所述介电陶瓷组合物包括由z(Ba(1-x)Cax)TiO3-(1-z)BaTi2O5表示的基体材料主要成分，所述基体材料主要成分包括由(Ba(1-x)Cax)TiO3表示的第一主要成分和由BaTi2O5表示的第二主要成分，0.7≤z≤0.8且0<x<0.1。
2.根据权利要求1所述的多层陶瓷电子组件，其中，0<x≤0.07。
3.根据权利要求1所述的多层陶瓷电子组件，其中，所述介电层的厚度小于10.0μm。
4.根据权利要求1所述的多层陶瓷电子组件，其中，所述第一内电极和所述第二内电极中的每者的厚度小于2.0μm。
5.根据权利要求1所述的多层陶瓷电子组件，其中，t1>2×t2，其中，t1为所述介电层的厚度，并且t2为所述第一内电极和所述第二内电极中的每者的厚度。
6.根据权利要求1所述的多层陶瓷电子组件，其中，t2>t3，其中，t3为所述介电层中镍的含量等于或小于3wt％的区域距所述第一内电极和所述第二内电极中的每者的边界的厚度，并且t2为所述第一内电极和所述第二内电极中的每者的厚度。
7.根据权利要求1所述的多层陶瓷电子组件，所述多层陶瓷电子组件还包括多个浮置电极，所述多个浮置电极在所述陶瓷主体中在厚度方向上相对于所述第一内电极和所述第二内电极交替地设置，并且具有与所述第一内电极的一部分叠置的第一端部以及与所述第二内电极的一部分叠置的第二端部。
8.根据权利要求1所述的多层陶瓷电子组件，其中，所述陶瓷主体包括有效部和覆盖部，所述有效部包括所述多个第一内电极和所述多个第二内电极，所述覆盖部分别形成在所述有效部的上表面和下表面上。
9.根据权利要求8所述的多层陶瓷电子组件，所述多层陶瓷电子组件还包括在所述覆盖部中被设置为彼此分开的第一虚设电极和第二虚设电极。
10.根据权利要求9所述的多层陶瓷电子组件，其中，所述第一虚设电极通过与所述陶瓷主体的暴露所述第一内电极的表面相同的表面暴露，并且所述第二虚设电极通过与所述陶瓷主体的暴露所述第二内电极的表面相同的表面暴露。
11.根据权利要求1所述的多层陶瓷电子组件，其中，所述第一外电极和所述第二外电极包括电极层、设置在所述电极层上的导电树脂层以及设置在所述导电树脂层上的镀层。
12.根据权利要求11所述的多层陶瓷电子组件，其中，所述电极层包括玻璃和铜。
13.根据权利要求11所述的多层陶瓷电子组件，其中，所述镀层包括第一镀层和第二镀层，所述第一镀层包括镍，并且所述第二镀层包括钯。
14.根据权利要求1所述的多层陶瓷电子组件，其中，所述第一内电极和所述第二内电极彼此面对，且所述介电层中的每个介电层介于所述第一内电极与所述第二内电极之间。
15.一种介电陶瓷组合物，所述介电陶瓷组合物包括：
由z(Ba(1-x)Cax)TiO3-(1-z)BaTi2O5表示的基体材料主要成分，所述基体材料主要成分包括由(Ba(1-x)Cax)TiO3表示的第一主要成分和由BaTi2O5表示的第二主要成分，0.7≤z≤0.8且0<x<0.1。
16.根据权利要求15所述的介电陶瓷组合物，其中，0<x≤0.07。
17.根据权利要求15所述的介电陶瓷组合物，所述介电陶瓷组合物还包括从由氧化物和碳酸盐组成的组中选择的至少一种，所述氧化物和所述碳酸盐包括从由锰、钒、铬、铁、镍、钴、铜和锌组成的组中选择的至少一种。
18.根据权利要求15所述的介电陶瓷组合物，所述介电陶瓷组合物还包括从由包含硅的氧化物和包含硅的玻璃化合物组成的组中选择的至少一种。
19.根据权利要求15所述的介电陶瓷组合物，所述介电陶瓷组合物还包括从由包括锂的氧化物、碳酸盐和氟化物组成的组中选择的至少一种以及从由包括钡的氧化物、碳酸盐和氟化物组成的组中选择的至少一种。
20.根据权利要求15所述的介电陶瓷组合物，所述介电陶瓷组合物还包括从由包括镝、钇、钬、钐、钆、铒、镧和铽中的至少一种的氧化物、碳酸盐和氟化物组成的组中选择的至少一种。
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