CN112992535A - 多层电子组件 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种多层电子组件,所述多层电子组件包括:第一非导电树脂层,在第一外电极的导电树脂层和电极层之间延伸;第二非导电树脂层,在第二外电极的导电树脂层和电极层之间延伸。所述第一非导电树脂层和所述第二非导电树脂层可彼此间隔开,以抑制电弧放电并改善弯曲强度。
Description
本申请要求于2019年12月18日在韩国知识产权局提交的第10-2019-0169536号韩国专利申请的优先权的权益,该韩国专利申请的全部公开内容通过引用包含于此。
技术领域
本公开涉及一种多层电子组件。
背景技术
多层陶瓷电容器(MLCC)(一种多层电子组件)可以是安装在各种电子产品(诸如,包括液晶显示器(LCD)、等离子体显示面板(PDP)等的成像装置以及计算机、智能电话、移动电话等)的印刷电路板上的片式电容器,用于在其中充电或从中放电。
这种多层陶瓷电容器由于其相对小的尺寸、相对高的电容和相对容易安装而可用作各种电子装置的组件。随着诸如计算机、移动装置等的各种电子装置被小型化并且在输出方面增加,对多层陶瓷电容器的小型化和高电容的需求正在增加。
此外,随着近来对车辆电气/电子组件的兴趣的增加,多层陶瓷电容器还开始需要相对高的可靠性和强度特性,以用在车辆或信息娱乐系统中。
为了确保高可靠性和高强度特性,已经提出了一种将包括电极层的常规外电极改变为具有包括电极层和导电树脂层的双层结构的方法。
在包括电极层和导电树脂层的双层结构中,包括导电材料的树脂组合物被涂覆到电极层上以吸收外部冲击并防止镀液渗透。结果,可改善可靠性。
然而,由于工业所要求的高可靠性和高强度特性的标准正在增加,因此需要一种进一步改善高可靠性和高强度特性的方法。
此外,由于多层陶瓷电容器在高电压下使用的情况正在增加,因此需要一种防止在外电极的带部的端部之间发生电弧放电的方法。
发明内容
本公开的一方面在于提供一种能够抑制电弧放电的多层电子组件。
本公开的另一方面在于提供一种具有改善的弯曲强度特性的多层电子组件。
本公开的另一方面在于提供一种具有改善的耐热性的多层电子组件。
本公开的另一方面在于提供一种具有改善的耐湿可靠性的多层电子组件。
本公开的另一方面在于提供一种具有通过改善电极层和导电树脂层之间的电连接性而实现的低等效串联电阻(ESR)的多层电子组件。
然而,本公开的目的不限于以上描述,并且在描述本公开的具体实施例的过程中将更易于理解。
根据本公开的一方面,一种多层电子组件包括:主体,包括介电层以及第一内电极和第二内电极,所述第一内电极和所述第二内电极交替地堆叠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,并且所述主体具有在堆叠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并且彼此相对的第五表面和第六表面;第一外电极,包括连接到所述第一内电极的第一电极层和设置在所述第一电极层上的第一导电树脂层,并且所述第一外电极被划分为具有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、所述第二表面、所述第五表面和所述第六表面中的每个的一部分的第一带部;第二外电极,包括连接到所述第二内电极的第二电极层和设置在所述第二电极层上的第二导电树脂层,并且所述第二外电极被划分为具有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、所述第二表面、所述第五表面和所述第六表面中的每个的一部分的第二带部;以及第一非导电树脂层和第二非导电树脂层,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上并且彼此间隔开。所述第一非导电树脂层在所述第一带部的所述第一导电树脂层和所述第一电极层之间延伸,并且所述第二非导电树脂层在所述第二带部的所述第二导电树脂层和所述第二电极层之间延伸。
根据本公开的另一方面,一种多层电子组件包括:主体,包括介电层以及第一内电极和第二内电极,所述第一内电极和所述第二内电极交替地堆叠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,并且所述主体具有在堆叠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并且彼此相对的第五表面和第六表面;第一外电极,包括连接到所述第一内电极的第一电极层和设置在所述第一电极层上的第一导电树脂层;第二外电极,包括连接到所述第二内电极的第二电极层和设置在所述第二电极层上的第二导电树脂层;以及第一非导电树脂层和第二非导电树脂层,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上并且彼此间隔开。所述第一非导电树脂层在所述第一导电树脂层和所述第一电极层之间延伸,并且所述第二非导电树脂层在所述第二导电树脂层和所述第二电极层之间延伸。所述第一非导电树脂层包括一个或更多个第一开口,所述第一电极层的一部分通过所述一个或更多个第一开口暴露到所述第一导电树脂层,并且所述第二非导电树脂层包括一个或更多个第二开口,所述第二电极层的一部分通过所述一个或更多个第二开口暴露到所述第二导电树脂层。
附图说明
通过下面结合附图的详细描述,本公开的以上和其它方面、特征和优点将被更清楚地理解。
图1是根据本公开的示例性实施例的多层电子组件的示意性透视图。
图2是沿图1中的线I-I'截取的截面图。
图3是根据本公开的示例性实施例的其中层叠有介电层和内电极的主体的示意性分解透视图。
图4是图2中的区域P的放大图。
图5示出了弯曲试验方法。
图6是示出取决于是否应用本公开的非导电树脂层的多层电子组件的弯曲强度的评估的图,其示出了通过图5的试验方法获得的弯曲试验结果。
图7是示出对表1的试验编号为5的二十个样品重复200次温度从-55℃变化到150℃的循环TC之后的ESR的评估的图。
图8示出了对其中未设置非导电树脂层的比较示例的十个样品片(#1至#10)重复测量五次的电弧放电发生电压。
图9示出了对其中设置有根据本公开的示例性实施例的非导电树脂层的发明示例的十个样品片(#1至#10)重复测量五次的电弧放电发生电压。
图10是根据本公开的示例性实施例的多层电子组件的示意性透视图。
图11是沿图10中的线II-II'截取的截面图。
具体实施方式
在下文中,将参照具体实施例和附图来描述本公开的实施例。然而,本公开的实施例可被修改为具有各种其他形式,并且本公开的范围不限于以下描述的实施例。此外,可提供本公开的实施例以向本领域普通技术人员更完整地描述本公开。因此,为了描述的清楚,附图中的元件的形状和尺寸可被夸大,并且在附图中由相同的附图标记表示的元件可以是相同的元件。
在附图中,为了阐明本公开,将省略与描述无关的部分,并且可放大厚度以清楚地示出层和区域。相同的附图标记将用于以相同的附图标记表示相同的组件。此外,在整个说明书中,当元件被称为“包括”或“包含”元件时,除非另有特别说明,否则这意味着该元件还可包括其他元件,而不排除其他元件。
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,并且Z方向可被定义为第一方向、堆叠方向、T方向或厚度方向。
多层电子组件
图1是根据本公开的示例性实施例的多层电子组件的示意性透视图。
图2是沿图1中的线I-I'截取的截面图。
图3是根据示例性实施例的其中层叠有介电层和内电极的主体的示意性分解透视图。
图4是图2中的区域P的放大图。
在下文中,将参照图1至图4描述根据示例性实施例的多层电子组件100。
根据示例性实施例的多层电子组件100可包括: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交替地层叠且相应的介电层介于第一内电极121和第二内电极122之间,并且主体110具有在堆叠方向(例如,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,包括连接到第一内电极121的第一电极层131a和设置在第一电极层131a上的第一导电树脂层131b,并且第一外电极131被划分为具有设置在主体110的第三表面3上的第一连接部A1以及从第一连接部A1延伸到第一表面1、第二表面2、第五表面5和第六表面6中的每个的一部分的第一带部B1;第二外电极132,包括连接到第二内电极122的第二电极层132a和设置在第二电极层132a上的第二导电树脂层132b,并且第二外电极132被划分为具有设置在主体110的第四表面4上的第二连接部A2以及从第二连接部A2延伸到第一表面1、第二表面2、第五表面5和第六表面6中的每个的一部分的第二带部B2;第一非导电树脂层141和第二非导电树脂层142,设置在第一表面1、第二表面2、第五表面5和第六表面6上并且彼此间隔开。第一非导电树脂层141设置为在第一带部B1的第一导电树脂层131b和第一电极层131a之间延伸,并且第二非导电树脂层142设置为在第二带部B2的第二导电树脂层132b和第二电极层132a之间延伸。
在主体110中,介电层111以及内电极121和122交替地层叠。
主体110的形状不受限制,但是可具有六面体形状或与其类似的形状。由于包括在主体110中的陶瓷粉末颗粒在烧结期间发生收缩,因此主体110可具有基本上六面体形状而不是具有完全直线的六面体形状。
主体110可具有在厚度方向(例如,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并且在长度方向(例如,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以及第三表面3和第四表面4并且在宽度方向(例如,Y方向)上彼此相对的第五表面5和第六表面6。
构成主体110的多个介电层111处于烧结状态并且可彼此一体化,使得在不使用扫描电子显微镜(SEM)的情况下,多个介电层111之间的边界可以是不明显的。
根据示例性实施例,形成介电层111的原材料不受限制,只要可获得足够的电容即可。例如,形成介电层111的原材料可以是钛酸钡基材料、铅复合钙钛矿基材料、钛酸锶基材料等。钛酸钡基材料可包括BaTiO3基陶瓷粉末颗粒。BaTiO3基陶瓷粉末可以是例如通过在BaTiO3中部分应用钙(Ca)、锆(Zr)等制备的(Ba1-xCax)TiO3、Ba(Ti1-yCay)O3、(Ba1-xCax)(Ti1- yZry)O3、Ba(Ti1-yZry)O3等。
根据本公开的目的,可将各种陶瓷添加剂、有机溶剂、增塑剂、粘合剂、分散剂等添加到钛酸钡(BaTiO3)等的粉末颗粒,作为用于形成介电层111的材料。陶瓷添加剂可包括过渡金属氧化物或碳化物、稀土元素、镁(Mg)、铝(Al)等。
主体110可具有电容形成部以及上保护层112和下保护层113,电容形成部设置在主体110中并且包括第一内电极121和第二内电极122,第一内电极121和第二内电极122设置为彼此相对且介电层111介于第一内电极121和第二内电极122之间以形成电容,上保护层112和下保护层113设置在电容形成部的上方和下方。
电容形成部可对电容器的电容形成有贡献,并且可通过重复地层叠多个第一内电极121和第二内电极122且使介电层111介于第一内电极121和第二内电极122之间而形成。
上保护层112和下保护层113可通过在竖直方向上分别在电容形成部的上表面和下表面上层叠单个介电层或者两个或更多个介电层来形成,并且基本上可起到防止由于物理或化学应力而损坏内电极的作用。
上保护层112和下保护层113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。
内电极121和122可设置为彼此相对,且介电层111介于内电极121和122之间。
内电极121和122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交替地设置以彼此相对,且相应的介电层介于第一内电极121和第二内电极122之间。
第一内电极121和第二内电极122可分别暴露到主体110的第三表面3和第四表面4。
参照图2,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暴露,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暴露。第一外电极131可设置在主体110的第三表面3上以连接到第一内电极121,第二外电极132可设置在主体110的第四表面4上以连接到第二内电极122。
例如,第一内电极121不连接到第二外电极132而连接到第一外电极131,第二内电极122不连接到第一外电极131而连接到第二外电极132。因此,第一内电极121与第四表面4间隔开预定距离,第二内电极122与第三表面3间隔开预定距离。
第一内电极121和第二内电极122可通过设置在它们之间的介电层111而彼此电隔离。
参照图3,主体110可通过在厚度方向(例如,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并烧结层叠的介电层111来形成。
内电极121和122的材料没有必要限制,并且可以是具有改善的导电性的材料。例如,可通过在陶瓷生片上印刷包括镍(Ni)、铜(Cu)、钯(Pd)、银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、锡(Sn)、钨(W)、钛(Ti)以及它们的合金中的至少一种的内电极导电膏来形成内电极121和122。
印刷内电极导电膏的方法可以是丝网印刷法或凹版印刷法,但不限于此。
外电极131和132设置在主体110上,并且包括电极层131a和132a以及导电树脂层131b和132b。
外电极131和132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。
第一外电极131可包括第一电极层131a和第一导电树脂层131b,第二外电极132可包括第二电极层132a和第二导电树脂层132b。
参照图2,可根据第一外电极131的区域的位置来划分第一外电极131的区域。第一外电极131可具有设置在主体110的第三表面3上的第一连接部A1以及从第一连接部A1延伸到第一表面1、第二表面2、第五表面5和第六表面6中的每个的一部分的第一带部B1。
此外,第一连接部A1与第一带部B1之间的区域可被定义为第一角部C1。例如,第一外电极131的设置在主体110的第三表面3上的部分可被称为第一连接部A1,第一外电极131的设置在主体110的第一表面、第二表面、第五表面和第六表面上的部分可被称为第一带部B1,并且第一外电极131的设置在第一连接部A1与第一带部B1之间的区域可被称为第一角部C1。
可根据第二外电极132的区域的位置来划分第二外电极132的区域。第二外电极132具有设置在主体110的第四表面4上的第二连接部A2以及从第二连接部A2延伸到第一表面1、第二表面2、第五表面5和第六表面6中的每个的一部分的第二带部B2。
此外,第二连接部A2与第二带部B2之间的区域可被定义为第二角部C2。例如,第二外电极132的设置在主体110的第四表面4上的部分可被称为第二连接部A1,第二外电极132的设置在主体110的第一表面、第二表面、第五表面和第六表面上的部分可被称为第二带部B2,并且第二外电极132的设置在第二连接部A2与第二带部B2之间的区域可被称为第二角部C2。
根据本公开的示例性实施例,在第一连接部A1的与主体110的第三表面3对应的区域以及第二连接部A2的与主体110的第四表面4对应的区域中,第一电极层131a的一部分可通过第一非导电树脂层141的开口与第一导电树脂层131b接触,并且第二电极层132a的一部分可通过第二非导电树脂层142的开口与第二导电树脂层132b接触。
外电极131和132可利用任何材料(诸如金属)形成,只要其具有导电性即可。可考虑电特性、结构稳定性等来选择外电极131和132的具体材料。
例如,第一电极层131a和第二电极层132a中的每个可包括导电金属和玻璃。
用于电极层131a和132a的导电金属没有必要限制,只要它可电连接到内电极以形成电容即可。导电材料可以是例如选自由镍(Ni)、铜(Cu)、钯(Pd)、银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、锡(Sn)、钨(W)、钛(Ti)以及它们的合金组成的组中的至少一种。
电极层131a和132a可通过涂覆导电膏然后烧结导电膏来形成,所述导电膏通过将玻璃料添加到导电金属粉末颗粒来制备。
当第一电极层131a和第二电极层132a包括导电金属和玻璃时,角部C1和C2(连接部A1和A2与带部B1和B2之间的区域)中的每个可能形成为具有低厚度,或者带部B1和B2的端部与主体110之间可能出现脱离而劣化防潮可靠性。因此,当第一电极层131a和第二电极层132a包括导电金属和玻璃时,防潮可靠性可能有问题,而本发明在改善防潮可靠性方面可能更有效。
第一电极层131a和第二电极层132a可通过原子层沉积(ALD)、分子层沉积(MLD)、化学气相沉积(CVD)、溅射等形成。
可通过将包括导电金属的片转印到主体110来形成第一电极层131a和第二电极层132a。
导电树脂层131b和132b中的每个可包括导电金属和基体树脂。
包括在导电树脂层131b和132b的每个中的导电金属用于将导电树脂层131b和132b电连接到电极层131a和132a。
包括在导电树脂层131b和132b的每个中的导电金属没有必要限制,只要它可电连接到电极层131a和132a即可。导电材料可以是例如选自由镍(Ni)、铜(Cu)、钯(Pd)、银(Ag),金(Au)、铂(Pt)、锡(Sn)、钨(W)、钛(Ti)以及它们的合金组成的组中的至少一种。
包括在导电树脂层131b和132b中的导电金属可包括球形粉末颗粒和片状粉末颗粒中的至少一种。例如,导电金属可仅包括片状粉末颗粒或球形粉末颗粒,或者包括片状粉末颗粒和球形粉末颗粒的混合物。
球形粉末颗粒可具有不完全球形的形状,并且可具有例如其中长轴的长度与短轴的长度的比(长轴/短轴)为1.45或更小的形状。
片状粉末颗粒是指各自具有扁平且细长形状的粉末颗粒,并且不限于特定形状,例如,长轴的长度与短轴的长度的比(长轴/短轴)可以是1.95或更大。
可从通过利用扫描电子显微镜(SEM)扫描从多层电子组件的在宽度(Y)方向上的中央部分沿X方向和Z方向截取的截面(L-T截面)而获得的图像来测量球形粉末颗粒和片状粉末颗粒的长轴和短轴的长度。
包括在导电树脂层131b和132b中的基体树脂用于确保粘合性并且用于吸收冲击。
包括在导电树脂层131b和132b中的基体树脂没有必要限制,只要其具有粘合性和冲击吸收性并且与导电金属粉末颗粒混合以制备膏即可,并且可包括例如环氧基树脂。
此外,导电树脂层可包括多个金属颗粒、金属间化合物和基体树脂。
根据本公开,包括第一非导电树脂层141和第二非导电树脂层142的非导电树脂层140可设置为在电极层131a和132a与导电树脂层131b和132b之间延伸,或者多个岛状粘合部151和152可分别设置在第一连接部A1的第一电极层131a和第二连接部A2的第二电极层132a上。因此,可减小电极层131a和132a与导电树脂层131b和132b之间的接触面积。结果,电极层131a和132a与导电树脂层131b和132b之间的电连接性可能劣化。
然而,根据示例性实施例,当导电树脂层131b和132b中的每个包括多个金属颗粒、金属间化合物和基体树脂时,可确保稳定的电连接性。
金属间化合物可用于连接多个金属颗粒以改善电连接性,并且可用于包围多个金属颗粒并将多个金属颗粒彼此连接。
在这种情况下,金属间化合物可包括熔点低于基体树脂的固化温度的金属。
例如,由于金属间化合物包括熔点低于基体树脂的固化温度的金属,因此熔点低于基体树脂的固化温度的金属在干燥和固化工艺期间熔化并且与金属颗粒的一部分形成金属间化合物以包围金属颗粒。在这种情况下,具体地,金属间化合物可包括具有300℃或更低的低熔点的金属。
例如,金属间化合物可包括具有213℃至220℃的熔点的锡(Sn)。锡(Sn)在干燥和固化过程中熔化,并且熔化的Sn由于毛细作用而润湿具有高熔点的高熔点金属颗粒(诸如,Ag、Ni或Cu),并与Ag、Ni或Cu金属颗粒的一部分发生反应以形成金属间化合物(诸如,Ag3Sn、Ni3Sn4、Cu6Sn5、Cu3Sn等)。未参与反应的Ag、Ni或Cu以金属颗粒的形式保留。
因此,多个金属颗粒可包括Ag、Ni和Cu中的至少一种,并且金属间化合物可包括Ag3Sn、Ni3Sn4、Cu6Sn5和Cu3Sn中的至少一种。
外电极131和132还可包括设置在导电树脂层131b和132b上的镀层(未示出)以改善安装特性。
例如,镀层可以是Ni镀层或Sn镀层,可具有Ni镀层和Sn镀层顺序地形成在导电树脂层131b和132b上的形式,或者可包括多个Ni镀层和/或多个Sn镀层。
非导电树脂层140包括第一非导电树脂层141和第二非导电树脂层142。
第一非导电树脂层141和第二非导电树脂层142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上并且彼此间隔开。
第一非导电树脂层141设置为在第一带部B1的第一导电树脂层131b和第一电极层131a之间延伸,并且第二非导电树脂层142设置为在第二带部B2的第二导电树脂层132b和第二电极层132a之间延伸。
非导电树脂层140用于防止当多层电子组件100安装在基板上时基板因热和物理冲击而变形时产生的应力传播到主体110并且用于防止破裂。
此外,非导电树脂层140阻挡水分渗透路径以改善防潮可靠性。
包括在导电树脂层131b和132b中的基体树脂还起到吸收冲击的作用,但是基体树脂的作用是有限的,因为第一导电树脂层131b和第二导电树脂层132b应该被设置为导电的。
此外,当增加第一导电树脂层131b和第二导电树脂层132b的长度以增强弯曲强度时,在高电压下在第一导电树脂层131b和第二导电树脂层132b的带部的端部之间可能发生电弧放电,因此第一导电树脂层131b和第二导电树脂层132b之间可能发生短路。
然而,由于非导电树脂层140是非导电的,因此即使当第一非导电树脂层141和第二非导电树脂层142之间的间隙G小时也不会发生短路。因此,可充分减小间隙G以有效地吸收冲击并抑制应力的传播。此外,可充分减小间隙G以抑制电弧放电的发生。
设置为与主体110的表面接触的非导电树脂层140可密封主体110的细孔或裂缝,以防止水分通过主体110的外表面渗透到主体110中。
第一非导电树脂层141在第一带部B1的第一导电树脂层131b和第一电极层131a之间延伸,以防止应力传播到主体110并防止破裂。
此外,第一非导电树脂层141抑制设置在第一带部B1中的第一电极层131a的端部与主体110之间发生脱离,以改善防潮可靠性。
第二非导电树脂层142在第二带部B2的第二导电树脂层132b和第二电极层132a之间延伸,以防止应力传播到主体110并防止破裂。
此外,第二非导电树脂层142抑制设置在第二带部B2中的第二电极层132a的端部与主体110之间发生脱离,以改善防潮可靠性。
当主体110的第三表面3和第四表面4彼此相对的方向被定义为主体110的长度方向(X方向)时,第一非导电树脂层141和第二非导电树脂层142可彼此间隔开,且主体110在长度方向(X方向)上的中央部分介于它们之间。第一非导电树脂层141和第二非导电树脂层142的这种设置可使电弧放电抑制效果显著提高。
第一非导电树脂层141和第二非导电树脂层142之间的间隙G可以是主体110的长度的30%或更小。当间隙G大于主体110的长度的30%时,电弧放电抑制效果或弯曲强度改善效果可能不足。主体110的长度可以是主体110在长度方向上的第三表面和第四表面之间的距离。
第一非导电树脂层141和第二非导电树脂层142之间的间隙G可小于第一导电树脂层131b和第二导电树脂层132b之间的间隙。例如,第一带部B1的第一导电树脂层131b的长度B1b、第二带部B2的第二导电树脂层132b的长度以及第一非导电树脂层141和第二非导电树脂层142之间的间隙G之和可小于主体110的长度。当第一非导电树脂层141和第二非导电树脂层142之间的间隙G大于或等于第一导电树脂层131b和第二导电树脂层132b之间的间隙时,电弧放电抑制效果或弯曲强度改善效果可能不足。
间隙G的下限没有必要限制。然而,当设置为彼此接触的第一非导电树脂层141和第二非导电树脂层142之间的间隙G为零时,应力不分散,因此弯曲强度改善效果可能不足。例如,随着第一非导电树脂层141和第二非导电树脂层142彼此间隔开,应力可被分散以提高弯曲强度改善效果。
图5示出了弯曲试验方法。
图6是示出取决于是否应用本公开的非导电树脂层140的多层电子组件的弯曲强度的评估的图,其示出了通过图5的试验方法获得的弯曲试验结果。
在图6中,比较示例是未应用非导电树脂层140的多层电子组件,发明示例是应用了非导电树脂层140的多层电子组件。比例示例和发明示例中的每个准备了三十个样品。
参照图5,当将样品片(MLCC)安装在基板(PCB)上并将基板(PCB)的与样品片(MLCC)的安装表面相对的表面按压至6mm时,剥离点(其中外电极从主体剥离)和破裂发生点(其中主体破裂)在图6中示出为压电峰值位置。
在比较示例中,在所有三十个样品中发生了剥离(外电极从主体剥离)或破裂(主体破裂)。然而,在发明示例中,可以确认在所有三十个样品中均没有发现缺陷,因此,在6mm的弯曲强度试验期间可保证弯曲强度。
非导电树脂层140可通过以下方式形成:在包括介电层和内电极的主体110中形成第一电极层131a和第二电极层132a,在主体110的暴露的外表面以及第一电极层131a和第二电极层132a上形成非导电树脂层,去除形成在连接部A1和A2的第一电极层131a和第二电极层132a上的非导电树脂层以及形成在主体110在长度方向上的中央部分中的非导电树脂层。
去除非导电树脂层140的方法可以是例如激光处理、机械抛光、干蚀刻、湿蚀刻、使用带保护层的遮蔽沉积等。
非导电树脂层140可包括基体树脂。
包括在非导电树脂层140中的基体树脂没有必要限制,只要其具有粘合性和冲击吸收性能即可,并且可以是例如环氧基树脂。
非导电树脂层140可包括基体树脂,并且可包括二氧化硅、氧化铝、玻璃和二氧化锆(ZrO2)中的一种或更多种填料。
用作填料的二氧化硅、氧化铝、玻璃和二氧化锆(ZrO2)用于改善非导电树脂层140的涂覆形状。此外,二氧化硅、氧化铝、玻璃和二氧化锆(ZrO2)还可用于改善耐热性。
在这种情况下,包括在非导电树脂层140中的填料的含量没有必要限制,并且可考虑填料的类型、非导电树脂层的树脂的类型以及期望从其获得的效果来具体地确定。
作为详细示例,当非导电树脂层140的填料是二氧化硅并且非导电树脂层140的树脂是环氧树脂时,包括在非导电树脂层140中的填料的含量可以是10体积%或更多,优选地,20体积%或更多,更优选地,40体积%或更多。因此,第一非导电树脂层141可包括10体积%或更多的填料,并且第二非导电树脂层142可包括10体积%或更多的填料。
表1示出了包括根据示例的非导电树脂层140的样品片在改变包括在非导电树脂层140中的填料的含量时的耐热性的评估。在非导电树脂层中,将二氧化硅作为填料添加到环氧树脂中。填料相对于整个非导电树脂层的含量由体积百分比(vol%)表示。
通过以下方式来评估耐热性:将样品片在260℃的温度下暴露20秒,然后与将样品片暴露之前的非导电树脂层相比,检查将样品片暴露之后的非导电树脂层的变形程度。在表1中,×表示变形程度为大于或等于30%的情况,△表示变形程度为大于或等于10%且小于30%的情况,○表示变形程度小于10%的情况,◎表示未发生变形的情况。
表1
从表1能够看出,在试验编号1和2的情况下,填料的含量小于10体积百分比,耐热性差。
比较试验编号3至9。当包括在非导电树脂层中的填料是二氧化硅并且包括在非导电树脂层中的树脂是环氧树脂时,就耐热性而言,填料的含量优选地可以为10体积%,更优选地可以为20%体积或更多,并且进一步更优选地可以为40%体积或更多。
图7是示出对表1的试验编号为5的二十个样品片(样片编号1至20)重复200次温度从-55℃变化到150℃的TC(温度循环,Temperature Cycle)之后的ESR的评估的图。如从图7能够看出的,在TC之前和之后的ESR几乎彼此相似,改善了耐热性。
图8示出了对其中未设置非导电树脂层140的比较示例的十个样品片(#1至#10)重复测量五次的电弧放电发生电压。
图9示出了对其中设置有根据本公开的示例性实施例的非导电树脂层140的发明示例的十个样品片(#1至#10)重复测量五次的电弧放电发生电压。
如从图8能够看出的,由于存在四个在2kV或更低时发生电弧放电的情况,因此电弧放电发生电压的平均值为大约2.5kV。
然而,如从图9能够看出的,在本发明示例的情况下,在总共50次试验中,在2.2kV或更低时没有发生电弧放电。此外,电弧放电发生电压的平均值高于比较示例中的平均值,改善了电弧放电抑制效果。
第一非导电树脂层141设置为覆盖第一角部C1的第一电极层131a,第二非导电树脂层142设置为覆盖第二角部C2的第二电极层132a。
当电极层131a和132a包括导电金属和玻璃时,角部C1和C2(连接部A1和A2与带部B1和B2之间的区域)的电极层131a和132a分别形成为具有低厚度。角部C1和C2用作主要水分渗透路径而使防潮可靠性劣化。
因此,非导电树脂层140可设置为覆盖角部C1和C2的电极层131a和132a。结果,可阻挡水分渗透路径以改善防潮可靠性。
此外,第一非导电树脂层141设置为延伸到第一连接部A1的第一导电树脂层131b与第一电极层131a之间的部分,第二非导电树脂层142延伸到第二连接部A2的第二导电树脂层132b与第二电极层132a之间的部分。结果,可更严实地阻挡水分渗透路径以进一步改善防潮可靠性。
第一带部B1的第一导电树脂层131b和第二带部B2的第二导电树脂层132b中的每个的长度可以是主体110的长度的10%至20%。
参照图2和图4,主体的长度可以是指主体的第三表面和第四表面之间的距离,第一带部B1的第一导电树脂层131b的长度可以是从主体110的第三表面到第一导电树脂层131b的端部的距离B1b,并且第二带部B2的第二导电树脂层132b的长度可以是从主体110的第四表面到第二导电树脂层132b的端部的距离。
当不设置非导电树脂层140时,第一带部B1的第一导电树脂层131b和第二带部B2的第二导电树脂层132b中的每个的长度应当保持在主体110的长度的20%至30%的范围,以确保弯曲强度。
然而,当根据示例性实施例设置非导电树脂层140时,即使在第一带部B1的第一导电树脂层131b和第二带部B2的第二导电树脂层132b中的每个的长度为主体110的长度的10%至20%的情况下,也可确保足够的弯曲强度。因此,可进一步改善电弧放电抑制效果。
为了进一步改善弯曲强度,从主体的第三表面到第一导电树脂层131b的端部的距离B1b可大于从主体的第三表面到第一电极层131a的端部的距离B1a。类似地,从主体的第四表面到第二导电树脂层132b的端部的距离可大于从主体的第四表面到第二电极层132a的端部的距离。
图10是根据本公开的示例性实施例的多层电子组件的示意性透视图。
图11是沿着图10中的线II-II'截取的截面图。
在下文中,将参照图10和图11描述根据另一示例性实施例的多层电子组件100'。然而,将省略与根据示例性实施例的多层电子组件100的描述相同的多层电子组件100'的描述,以避免重复描述。
根据另一示例性实施例的多层电子组件100'可具有粘合部150,具体地,可具有在第一连接部A1的第一电极层131a上的多个第一岛状粘合部151和在第二连接部A2的第二电极层132a上的多个第二岛状粘合部152。
参照图11,多个第一岛状粘合部151可布置在第一连接部A1的第一导电树脂层131b和第一电极层131a之间,多个第二岛状粘合部152可布置在第二连接部A2的第二导电树脂层132b和第二电极层132a之间。
也就是说,第一非导电树脂层141可包括一个或更多个第一开口,第一电极层131a的一部分通过一个或更多个第一开口暴露到第一导电树脂层131b,第二非导电树脂层142可包括一个或更多个第二开口,第二电极层132a的一部分通过一个或更多个第二开口暴露到第二导电树脂层132b。一个或更多个第一开口和一个或更多个第二开口各自可包括彼此间隔开的多个离散开口。
多个第一岛状粘合部151和多个第二岛状粘合部152用于改善电极层131a和132a与导电树脂层131b和132b之间的粘合性。由于改善了电极层131a和132a与导电树脂层131b和132b之间的粘合性,因此可防止诸如电极脱离的缺陷。
多个第一岛状粘合部151和多个第二岛状粘合部152中的每个可包括基体树脂。
包括在多个第一岛状粘合部151和多个第二岛状粘合部152中的基体树脂没有必要限制,只要其具有粘合性和冲击吸收性即可,并且可以是例如环氧树脂。
此外,多个第一岛状粘合部151和多个第二岛状粘合部152可包括基体树脂,并且可包括二氧化硅、氧化铝、玻璃和二氧化锆(ZrO2)中的至少一种。二氧化硅、氧化铝、玻璃和二氧化锆(ZrO2)用于改善涂覆形状并且用于改善耐热性。
多个第一岛状粘合部151和多个第二岛状粘合部152可通过以下方式形成:在包括介电层和内电极的主体110上形成第一电极层131a和第二电极层132a,在主体110的暴露的外表面以及第一电极层131a和第二电极层132a上形成非导电树脂层,仅去除形成在连接部A1和A2的第一电极层131a和第二电极层132a上的非导电树脂层140的一部分。
因此,多个第一岛状粘合部151和多个第二岛状粘合部152可利用与第一非导电树脂层141和第二非导电树脂层142的材料相同的材料形成。
多个第一岛状粘合部151的合计面积可以是第一连接部A1的第一电极层131a的面积的20%至40%,多个第二岛状粘合部152的合计面积可以是第二连接部A2的第二电极层132a的面积的20%至40%。
表2示出了取决于粘合部的面积S2与连接部的电极层的面积S1的比(S2/S1)的ESR和粘合性的评估结果。
当将导电树脂层从电极层分离时,通过使用粘合试验仪测量能量来评估粘合性。与粘合部的面积S2为0的情况相比,△表示粘合性改善效果小于5%的情况,○表示粘合性改善效果大于或等于5%且小于20%的情况,◎表示粘合性改善效果大于或等于20%的情况。
通过使用LCR测量仪在自谐振频率下测量100个样品的ESR来执行ESR评估。在表2中,△表示变异系数(CV)大于或等于10%的情况,○表示CV大于或等于3%且小于10%的情况,◎表示CV小于3%的情况。
表2
试验编号 | S2/S1 | ESR | 粘合性 |
10 | 0.1 | ◎ | △ |
11 | 0.2 | ○ | ○ |
12 | 0.3 | ○ | ○ |
13 | 0.4 | ○ | ○ |
14 | 0.5 | △ | ◎ |
如从表2能够看出的,在粘合部的面积S2与连接部的电极层的面积S1之比(S2/S1)为0.1的试验编号10的情况下,ESR特性改善,但粘合性劣化。
在粘合部的面积S2与连接部的电极层的面积S1之比(S2/S1)为0.5的试验编号14的情况下,粘合性改善,但ESR特性劣化。
因此,多个第一岛状粘合部151和多个第二岛状粘合部152中的每个的面积被设定为例如第一连接部A1的第一电极层131a的面积或第二连接部A2的第二电极层132a的面积的20%至40%。结果,可确保改善的粘合性和改善的ESR特性两者。
如上所述,在第一外电极的导电树脂层和电极层之间延伸的第一非导电树脂层和在第二外电极的导电树脂层和电极层之间延伸的第二非导电树脂层可彼此间隔开,以抑制电弧放电并改善弯曲强度。
此外,可向第一非导电树脂层和第二非导电树脂层添加填料以改善耐热性。
虽然上面已经示出和描述了实施例,但是对于本领域技术人员将显而易见的是,在不脱离由所附权利要求限定的本公开的范围的情况下,可作出修改和变型。
Claims (20)
1.一种多层电子组件,包括:
主体,包括介电层以及第一内电极和第二内电极,所述第一内电极和所述第二内电极交替地堆叠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,并且所述主体具有在堆叠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并且彼此相对的第五表面和第六表面;
第一外电极,包括连接到所述第一内电极的第一电极层和设置在所述第一电极层上的第一导电树脂层,并且所述第一外电极被划分为具有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、所述第二表面、所述第五表面和所述第六表面中的每个的一部分的第一带部;
第二外电极,包括连接到所述第二内电极的第二电极层和设置在所述第二电极层上的第二导电树脂层,并且所述第二外电极被划分为具有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、所述第二表面、所述第五表面和所述第六表面中的每个的一部分的第二带部;以及
第一非导电树脂层和第二非导电树脂层,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上并且彼此间隔开,
其中,所述第一非导电树脂层在所述第一带部的所述第一导电树脂层和所述第一电极层之间延伸,并且所述第二非导电树脂层在所述第二带部的所述第二导电树脂层和所述第二电极层之间延伸。
2.根据权利要求1所述的多层电子组件,其中,所述第一非导电树脂层和所述第二非导电树脂层中的每个包括基体树脂,并且包括由二氧化硅、氧化铝、玻璃和二氧化锆组成的组中的一种或更多种填料。
3.根据权利要求1所述的多层电子组件,其中,所述第一非导电树脂层和所述第二非导电树脂层中的每个包括环氧树脂和二氧化硅,并且所述二氧化硅的含量为10体积%或更多。
4.根据权利要求1所述的多层电子组件,其中,当所述主体的所述第三表面和所述第四表面彼此相对的方向被定义为所述主体的长度方向时,所述第一非导电树脂层和所述第二非导电树脂层在所述长度方向上彼此间隔开,所述主体在所述长度方向上的中央部分介于所述第一非导电树脂层和所述第二非导电树脂层之间。
5.根据权利要求4所述的多层电子组件,其中,在所述长度方向上,所述第一非导电树脂层和所述第二非导电树脂层之间的间隙小于或等于所述主体的长度的30%。
6.根据权利要求1所述的多层电子组件,其中,所述第一导电树脂层和所述第二导电树脂层中的每个包括导电金属和基体树脂。
7.根据权利要求1所述的多层电子组件,其中,所述第一导电树脂层和所述第二导电树脂层中的每个包括多个金属颗粒、金属间化合物和基体树脂。
8.根据权利要求7所述的多层电子组件,其中,所述多个金属颗粒包括Ag、Ni和Cu中的至少一种,并且
所述金属间化合物包括Ag3Sn、Ni3Sn4、Cu6Sn5和Cu3Sn中的至少一种。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的多层电子组件,其中,当所述第一连接部和所述第一带部之间的部分被定义为第一角部并且所述第二连接部和所述第二带部之间的部分被定义为第二角部时,所述第一非导电树脂层被设置为覆盖所述第一角部的所述第一电极层,并且所述第二非导电树脂层被设置为覆盖所述第二角部的所述第二电极层。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的多层电子组件,其中,所述第一非导电树脂层延伸到所述第一连接部的所述第一导电树脂层与所述第一电极层之间的部分,并且
所述第二非导电树脂层延伸到所述第二连接部的所述第二导电树脂层与所述第二电极层之间的部分。
11.根据权利要求1至8中任一项所述的多层电子组件,其中,当所述主体的所述第三表面和所述第四表面彼此相对的方向被定义为所述主体的长度方向时,在所述长度方向上,所述第一带部的所述第一导电树脂层的长度和所述第二带部的所述第二导电树脂层的长度分别为所述主体的长度的10%至20%。
12.根据权利要求1至8中任一项所述的多层电子组件,其中,多个第一岛状粘合部设置在所述第一连接部的所述第一电极层上,多个第二岛状粘合部设置在所述第二连接部的所述第二电极层上,并且
所述多个第一岛状粘合部和所述多个第二岛状粘合部中的每个包括基体树脂。
13.根据权利要求12所述的多层电子组件,其中,所述多个第一岛状粘合部和所述多个第二岛状粘合部中的每个还包括二氧化硅、氧化铝、玻璃和二氧化锆中的至少一种。
14.根据权利要求12所述的多层电子组件,其中,所述多个第一岛状粘合部和所述多个第二岛状粘合部中的每个包括与所述第一非导电树脂层和所述第二非导电树脂层的材料相同的材料。
15.根据权利要求12所述的多层电子组件,其中,所述多个第一岛状粘合部的合计面积为所述第一连接部的所述第一电极层的面积的20%至40%,所述多个第二岛状粘合部的合计面积为所述第二连接部的所述第二电极层的面积的20%至40%。
16.根据权利要求1所述的多层电子组件,其中,在所述第一连接部的与所述主体的所述第三表面对应的区域以及所述第二连接部的与所述主体的所述第四表面对应的区域中,
所述第一电极层的一部分通过所述第一非导电树脂层的开口与所述第一导电树脂层接触,所述第二电极层的一部分通过所述第二非导电树脂层的开口与所述第二导电树脂层接触。
17.一种多层电子组件,包括:
主体,包括介电层以及第一内电极和第二内电极,所述第一内电极和所述第二内电极交替地堆叠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,并且所述主体具有在堆叠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并且彼此相对的第五表面和第六表面;
第一外电极,包括连接到所述第一内电极的第一电极层和设置在所述第一电极层上的第一导电树脂层;
第二外电极,包括连接到所述第二内电极的第二电极层和设置在所述第二电极层上的第二导电树脂层;以及
第一非导电树脂层和第二非导电树脂层,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上并且彼此间隔开,
其中,所述第一非导电树脂层在所述第一导电树脂层和所述第一电极层之间延伸,并且所述第二非导电树脂层在所述第二导电树脂层和所述第二电极层之间延伸,并且
其中,所述第一非导电树脂层包括一个或更多个第一开口,所述第一电极层的一部分通过所述一个或更多个第一开口暴露到所述第一导电树脂层,并且所述第二非导电树脂层包括一个或更多个第二开口,所述第二电极层的一部分通过所述一个或更多个第二开口暴露到所述第二导电树脂层。
18.根据权利要求17所述的多层电子组件,其中,所述一个或更多个第一开口和所述一个或更多个第二开口分别包括彼此间隔开的多个离散开口。
19.根据权利要求17所述的多层电子组件,其中,所述一个或更多个第一开口仅布置在与所述主体的所述第三表面对应的区域中,所述一个或更多个第二开口仅布置在与所述主体的所述第四表面对应的区域中。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的多层电子组件,其中,当所述主体的所述第三表面和所述第四表面彼此相对的方向被定义为所述主体的长度方向时,在所述长度方向上,所述第一非导电树脂层和所述第二非导电树脂层之间的间隙小于或等于所述主体的长度的30%。
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