CN114664563A - 多层电容器和其中安装有多层电容器的板组件 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种多层电容器和其中安装有多层电容器的板组件。多层电容器包括：电容器主体，包括有效区以及上盖和下盖，有效区具有在其中交替堆叠的介电层和内电极，上盖和下盖分别设置在有效区的上表面和下表面上；以及外电极，设置在电容器主体的外表面上。在上盖和下盖中的至少一者中，上盖和下盖中的所述至少一者中的位于有效区的边界表面与电容器主体的边界表面之间的部分被划分为第一盖区和第二盖区，第一盖区与有效区相邻，第二盖区与电容器主体的边界表面相邻，并且第一盖区包括具有掺杂有Sn的核‑壳结构的晶粒。与第一盖区中的晶粒的总数量相比，第一盖区包括20％或更大的具有掺杂Sn的核‑壳结构的晶粒。

Description

多层电容器和其中安装有多层电容器的板组件
本申请要求于2020年12月22日在韩国知识产权局提交的第10-2020-0180613号韩国专利申请和于2021年12月2日在韩国知识产权局提交的第10-2021-0170635号韩国专利申请的优先权的权益，所述韩国专利申请的全部公开内容出于所有目的通过引用被包含于此。
技术领域
本公开涉及一种多层电容器和其中安装有多层电容器的板组件。
背景技术
近来，由于电子装置已经小型化，片组件也正在小型化，并且多层电容器也需要减小尺寸并具有更大的电容和优异的可靠性。
具体地，为了确保超小型多层电容器的可靠性，在材料选择和制造中需要更精细的控制。
因此，由于多层电容器的小型化和介电层的减薄，所需材料的性质和烧结条件正在改变。
具体地，由于介电层的减薄，可靠性问题正在成为重要的问题，此外随着高温下塑化条件的降低，晶粒的表面扩散降低，因此，确保烧结主体的致密化是重要的。
另外，当电容器主体的盖的致密化程度降低时，耐湿特性会劣化。因此，对解决盖的烧结行为的技术开发的需求正在增加。
然而，目前的盖仅通过改变相同片的堆叠数量而形成，并且具有如下特征：盖的外部的密度与盖的内部的密度相比显著降低。
因此，需要一种用于根据片的特性(诸如耐湿性、韧性和硬度)来改善和适当地控制暴露在外部的盖的密度的方法。
发明内容
提供本发明内容以按照简化的形式介绍所选择的构思，这些构思将在下面的具体实施方式中进一步描述。本发明内容既不意在限定所要求的保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
本公开的一方面在于提供一种多层电容器和其中安装有多层电容器的板组件，在多层电容器中，盖的诸如耐湿性、韧性和硬度以及致密化的性质可确保在特定水平或更高水平。
根据实施例，一种多层电容器包括：电容器主体，包括有效区以及上盖和下盖，所述有效区具有在其中交替堆叠的介电层和内电极，所述上盖和所述下盖分别设置在所述有效区的上表面上和下表面上；以及外电极，设置在所述电容器主体的外表面上。在所述上盖和所述下盖中的至少一者中，所述上盖和所述下盖中的至少一者中的位于所述有效区的边界表面与所述电容器主体的边界表面之间的部分被划分为第一盖区和第二盖区，所述第一盖区与所述有效区相邻，所述第二盖区与所述电容器主体的所述边界表面相邻，并且所述第一盖区包括具有掺杂Sn的核-壳结构的晶粒。与所述第一盖区中的晶粒的总数量相比，所述第一盖区包括20％或更多的具有掺杂Sn的核-壳结构的晶粒。
在所述具有掺杂Sn的核-壳结构的晶粒中，一个晶粒中的掺杂Sn的部分中的Sn与所述一个晶粒中的Ba的摩尔比被称为覆盖率，并且所述覆盖率可以为30％或更大。
包括在所述第二盖区中的晶粒可不包括Sn。
所述第二盖区的晶粒的粒径可大于所述第一盖区的晶粒的粒径。
所述第一盖区的厚度可以是所述第一盖区和所述第二盖区的厚度之和的40％至80％。
所述第二盖区的晶粒的粒径可大于所述第一盖区的晶粒的粒径，并且所述第一盖区的厚度可以是所述第一盖区和所述第二盖区的厚度之和的40％至80％。
所述第一盖区的晶粒的粒径可以是100nm至180nm。
所述第二盖区的晶粒的粒径可以是200nm或更大。
所述第一盖区的晶粒的粒径可以是100nm至180nm，并且所述第二盖区的晶粒的粒径可以是200nm或更大。
所述第一盖区的晶粒的Ba和Ti的摩尔比可高于所述有效区的晶粒的Ba和Ti的摩尔比。
所述第二盖区的晶粒的材料可与所述有效区的晶粒的材料相同。
所述第二盖区的晶粒的平均粒径可大于所述第一盖区的晶粒的平均粒径。
所述第一盖区的晶粒的平均粒径可以是100nm至180nm。
所述第二盖区的晶粒的平均粒径可以是200nm或更大。
所述第一盖区的晶粒的平均粒径可以是100nm至180nm，并且所述第二盖区的晶粒的平均粒径可以是200nm或更大。
根据实施例，一种其中安装有多层电容器的板组件，所述板组件包括：基板，具有设置在所述基板的上表面上的多个电极焊盘；以及所述多层电容器，以所述多层电容器的外电极安装在所述多个电极焊盘上的方式安装在所述基板上。所述多层电容器包括：电容器主体，包括有效区以及上盖和下盖，所述有效区具有在其中交替堆叠的介电层和内电极，所述上盖和所述下盖分别设置在所述有效区的上表面和下表面上；以及外电极，设置在所述电容器主体的外表面上。在所述上盖和所述下盖中，所述上盖和所述下盖中的位于所述有效区的边界表面与所述电容器主体的边界表面之间的部分包括两个盖区，并且在所述两个盖区中，与所述有效区相邻的第一盖区包括具有掺杂Sn的核-壳结构的晶粒。与所述第一盖区中的晶粒的总数量相比，所述第一盖区包括20％或更多的具有掺杂Sn的核-壳结构的晶粒。
根据实施例，一种多层电容器包括：电容器主体，包括有效区以及上盖和下盖，所述有效区具有在其中交替堆叠的介电层和内电极，所述上盖和所述下盖分别设置在所述有效区的上表面和下表面上；以及外电极，设置在所述电容器主体的外表面上。所述上盖和所述下盖中的至少一者包括第一区域和第二区域，所述第一区域与所述有效区相邻，所述第二区域与所述电容器主体的边界表面相邻。所述第一区域包括具有核-壳结构的晶粒，所述具有核-壳结构的晶粒比所述第二区域中的晶粒掺杂有多的Sn。所述第二区域的晶粒的平均粒径大于所述第一区域的晶粒的平均粒径。
包含在所述第二区域中的晶粒可不包含Sn。
所述第一区域的晶粒的Ba和Ti的摩尔比可高于所述有效区的晶粒的Ba和Ti的摩尔比。
所述第二区域的晶粒的材料可与所述有效区的晶粒的材料相同。
所述第一区域的平均粒径可以是100nm至180nm，并且所述第二区域的平均粒径可以是200nm或更大。
附图说明
通过下面结合附图的具体实施方式，本公开的以上和其他方面、特征和优点将被更清楚地理解，在附图中：
图1是示意性地示出根据示例性实施例的多层电容器的一部分的立体图；
图2是沿图1的线I-I'截取的截面图；
图3是沿图1的线II-II′截取的截面图；
图4是图1的A区域的放大图；
图5是示意性地示出根据示例性实施例的其中安装有多层电容器的板组件的立体图，并且是示出多层电容器的一部分被切割的示图；
图6是沿图5的线III-III′截取的截面图；
图7和图8是在有效区和上盖之间的边界处通过分析型透射电镜-能谱仪(TEM-EDS)分析的图像；
图9是示出第一盖区中的晶粒结构的放大的扫描电子显微镜(SEM)图像；
图10是示出第二盖区中的晶粒结构的放大的SEM图像；
图11是示出第一盖区和第二盖区中晶粒的粒径的曲线图；
图12是示出比较例的当第一盖区中具有掺杂Sn的核-壳结构的晶粒的数量与第一盖区中晶粒的总数量的比为18％时的耐湿性的曲线图；以及
图13是示出示例性实施例的当第一盖区中具有掺杂Sn的核-壳结构的晶粒的数量与第一盖区中晶粒的总数量的比为20％时的耐湿性的曲线图。
具体实施方式
提供以下具体实施方式以帮助读者获得对在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在此所描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改及等同方案对于本领域普通技术人员将是易于理解的。在此描述的操作的顺序仅仅是示例，并且不限于在此阐述的顺序，而是除了必须按照特定顺序发生的操作之外，可做出对于本领域普通技术人员将是易于理解的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略对于本领域普通技术人员将是公知的功能和构造的描述。
在此描述的特征可以以不同的形式实施，并且将不被解释为局限于在此描述的示例。更确切地，已经提供在此描述的示例，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普通技术人员。
在此，注意，关于实施例或示例的术语“可”的使用(例如，关于实施例或示例可包括或实现什么)意味着存在包括或者实现这样的特征的至少一个实施例或示例，并不限于所有实施例或示例包括或实现这样的特征。
在整个说明书中，当要素(诸如层、区域或者基板)被描述为“在”另一要素“上”、“连接到”另一要素或者“结合到”另一要素时，该要素可直接“在”该另一要素“上”、直接“连接到”该另一要素或者直接“结合到”该另一要素，或者可存在介于它们之间的一个或者更多个其他要素。相比之下，当要素被描述为“直接在”另一要素“上”、“直接连接到”另一要素或者“直接结合到”另一要素时，不存在介于它们之间的其他要素。
如在此所使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的任何一个或者任何两个或更多个的任何组合。
尽管可在此使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语以描述各种构件、组件、区域、层或者部分，但这些构件、组件、区域、层或者部分不受这些术语的限制。更确切地，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，在不脱离示例的教导的情况下，在此描述的示例中所提及的第一构件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分也可被称为第二构件、第二组件、第二区域、第二层或者第二部分。
为了易于描述，在此可使用诸如“上方”、“上”、“下方”和“下”的空间相对术语来描述如附图中所示的一个要素与另一要素的关系。这样的空间相对术语意图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，被描述为相对于另一要素处于“上方”或“上”的要素于是将相对于该另一要素处于“下方”或“下”。因此，术语“上方”根据装置的空间方位包含“上方”和“下方”两种方位。装置也可以以其他方式(例如，旋转90度或处于其他方位)定位，并且在此使用的空间相对术语将被相应地解释。
在此使用的术语仅用于描述各种示例，并且将不用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式也意图包括复数形式。术语“包含”、“包括”和“具有”列举存在所陈述的特征、数量、操作、构件、要素和/或它们的组合，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、要素和/或它们的组合。
由于制造技术和/或公差，附图中示出的形状可能发生变化。因此，在此描述的示例不局限于附图中示出的特定形状，而是包括在制造期间发生的形状的改变。
在此描述的示例的特征可以以在获得对本申请的公开内容的理解之后将易于理解的各种方式组合。此外，尽管在此描述的示例具有各种构造，但是在理解本申请的公开内容之后将易于理解的其他构造是可行的。
为了清楚、说明和方便，附图可不按照比例绘制，并且附图中的要素的相对尺寸、比例和描绘可被夸大。
图1是示出根据实施例的通过切割多层电容器获得的多层电容器的一部分的示意性立体图，图2是沿图1的线I-I'截取的截面图，并且图3是沿图1的线II-II'截取的截面图。
参照图1至图3，根据实施例的多层电容器100包括电容器主体110以及第一外电极131和第二外电极132。
根据实施例，附图中所示的Z方向表示电容器主体110的厚度方向，X方向表示电容器主体110的长度方向，并且Y方向表示电容器主体110的宽度方向。
在这种情况下，Z方向可指内电极和介电层的堆叠方向。
电容器主体110可具有在Z方向上彼此相对的第一表面1和第二表面2、在X方向上彼此相对的第三表面3和第四表面4以及在Y方向上彼此相对的第五表面5和第六表面6。
电容器主体110的形状没有特别限制。例如，电容器主体110可不具有完全直的六面体形状，而是可具有近似六面体形状。
电容器主体110包括有效区115以及上盖140和下盖150，上盖140和下盖150分别设置在有效区115之上和有效区115之下。
有效区115包括多个介电层111和多个第一内电极121和多个第二内电极122。
根据实施例，可通过在Z方向上交替堆叠第一内电极121和第二内电极122以及介电层111来形成有效区115。
在本实施例中，除非另有说明，否则上盖140和下盖150在电容器主体中不是彼此单独区分的，并且可理解，上盖140和下盖150分别是有效区115与电容器主体110在Z方向上彼此相对的第二表面2和第一表面1之间的区域。
介电层111可包括具有高介电常数的陶瓷材料，并且可包括例如钛酸钡(BaTiO3)基粉末或钛酸锶(SrTiO3)基粉末，但是介电层111的材料没有特别限制，只要可获得足够的电容即可。
此外，如果需要，还可将陶瓷添加剂、有机溶剂、增塑剂、粘合剂和分散剂与陶瓷粉末一起用作用于形成介电层111的材料。
作为陶瓷添加剂，可使用过渡金属氧化物、过渡金属碳化物、稀土元素、镁(Mg)、铝(Al)等，但是本公开不限于此。
在这种情况下，介电层111的厚度可根据多层电容器100的电容设计任意改变。
第一内电极121和第二内电极122可在Z方向上交替地设置，介电层111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可通过设置在第一内电极121和第二内电极122之间的介电层111而彼此电绝缘。
另外，第一内电极121和第二内电极122是施加不同极性的电压的电极，并且第一内电极121和第二内电极122可通过在介电层111的一个表面上印刷预定厚度的包含导电金属的导电膏来形成。
第一内电极121可通过电容器主体110的第三表面3暴露(或与电容器主体110的第三表面3接触或从电容器主体110的第三表面3延伸)，并且第二内电极122可通过电容器主体110的第四表面4暴露(或与电容器主体110的第四表面4接触或从电容器主体110的第四表面4延伸)。
第一内电极121和第二内电极122可通过第一内电极121和第二内电极122的暴露于电容器主体110的外表面的部分分别连接到第一外电极131和第二外电极132。
因此，当电压施加到第一外电极131和第二外电极132时，电荷在彼此面对的第一内电极121和第二内电极122之间累积，并且在这种情况下，多层电容器100的电容与有效区115中的第一内电极121和第二内电极122的叠置区域的面积成比例。
另外，包含在形成第一内电极121和第二内电极122的导电膏中的导电金属可以是镍(Ni)、铜(Cu)、钯(Pd)或它们的合金，并且本公开不限于此。
第一外电极131和第二外电极132可设置在电容器主体110在X方向上的两端以分别连接到第一内电极121和第二内电极122。
在这种情况下，第一外电极131和第二外电极132包括分别形成在电容器主体110的第三表面3和第四表面4上的导电层，并且如果需要，第一外电极131和第二外电极132还可包括形成在导电层上的镀层。
镀层可包括形成在导电层上的镍(Ni)镀层和形成在镍(Ni)镀层上的锡(Sn)镀层。
第一外电极131可包括第一连接部131a和第一带部131b。
第一连接部131a形成在电容器主体110的第三表面3上并连接到第一内电极121的暴露的部分，并且第一带部131b是从第一连接部131a延伸到电容器主体110的第一表面1的一部分的部分。
在这种情况下，第一带部131b还可延伸到电容器主体110的第五表面5的一部分和第六表面6的一部分以及第二表面2的一部分，以改善固定强度。
第二外电极132可包括第二连接部132a和第二带部132b。
第二连接部132a形成在电容器主体110的第四表面4上并且连接到第二内电极122的暴露的部分，并且第二带部132b是从第二连接部132a延伸到电容器主体110的第一表面1的一部分的部分。
在这种情况下，第二带部132b还可延伸到电容器主体110的第五表面5的一部分和第六表面6的一部分以及第二表面2的一部分，以改善固定强度。
图7和图8是在有效区与上盖之间的边界处通过TEM-EDS分析的图像。图9是示出第一盖区中的晶粒结构的放大的SEM图像。图10是示出第二盖区中的晶粒结构的放大的SEM图像。图11是示出第一盖区和第二盖区中晶粒的粒径的曲线图。图12是示出比较例的当第一盖区中具有掺杂Sn的核-壳结构的晶粒的数量与第一盖区中的晶粒的总数量的比为18％时的耐湿性的曲线图。图13是示出示例性实施例的当第一盖区中掺杂有Sn的核-壳结构的晶粒的数量与第一盖区中的晶粒的总数量的比为20％时的耐湿性的曲线图。
参照图7至图11，可看出，上盖140的第一盖区141(将在后面详细描述)的晶粒的粒径小于上盖140的第二盖区142(将在后面详细描述)的晶粒的粒径和有效区115的晶粒的粒径，并且第一盖区141的密度相对高。这里，晶粒的粒径可以为晶粒的平均粒径、晶粒的最大粒径或者晶粒的最小粒径。
图7和图8的TEM-EDS映射(mapping)图像是在第一盖区中施加掺杂有3mol的Sn(相对于100mol的Ba)的核-壳结构粉末的结果。其中，包括在第二盖区中的晶粒不包括Sn。
从图7和图8中，可掌握通过烧结掺杂Sn的粉末形成的晶粒的形状，从而可看出第一盖区和有效区之间的结构差异。图8示出了具有掺杂Sn的核-壳结构的晶粒的示图。其中，C表示核-壳结构中的核。
分析Sn含量的方法如下。
使用聚焦离子束(FIB)设备将烧结的多层电容器减薄至多层电容器的在X方向上的中心处的Y-Z截面，从而制备减薄的分析样品(即，片样品)。然后，使用氩(Ar)离子研磨去除片样品表面上的受损层。
然后，使用扫描透射电子显微镜-能量弥散X射线探测仪(STEM-EDX)，在位于Y-Z截面中央的三个介电层上执行Ba和Sn的映射和定量分析。在映射图像中确认掺杂Sn的核-壳结构的晶粒数量，并且获得掺杂Sn的核-壳结构的晶粒与未掺杂Sn的晶粒的比。
此外，计算一个晶粒中Sn含量与Ba含量的比，并将其表示为一个晶粒中掺杂Sn的部分中的Sn与所述一个晶粒中Ba的摩尔比(即，覆盖率)。
参照图7和图8，在第一盖区中掺杂Sn的核-壳结构的晶粒中，一个晶粒中的掺杂Sn的部分中的Sn与所述一个晶粒中的Ba的摩尔比被定义为覆盖率，并且当分析一个晶粒时，确认覆盖率应为30％或更高。
如果第一盖区中的覆盖率小于30％，则Sn的掺杂效果降低，在这种情况下，类似于使用普通BT(例如，BaTiO3)，在烧结期间伴随着晶粒生长，并且可能存在第一盖区的致密化程度劣化的问题。
与电容器主体中的边缘部不同，如果在盖中发生过度异常的晶粒生长，则异常晶粒生长的效果会影响有效区，并且有效区的一部分可能不会被适当地烧结，导致低电容的问题。
可通过在堆叠盖时改变Sn的掺杂量来防止该问题。随着Sn的掺杂量的增加，烧结工艺期间晶粒的异常晶粒生长的效果相对强。因此，在将第一盖区中的Sn的掺杂量减少至1mol至3mol(相对于100mol的Ba)后，在烧结后，具有掺杂Sn的核-壳结构的晶粒相对于整个第一盖区的总晶粒的占有率(occupancy rate)被确保为20％或更大，可减少由于在大于3mol(相对于100mol的Ba)的掺杂量下出现的异常晶粒生长而导致的有效区中的未烧结的问题。在一个示例中，晶粒的占有率可指在第一盖区的在截面(诸如在宽度方向上的中心处切割的长度-厚度方向的截面或在长度方向上的中心处切割的宽度-厚度方向的截面)中的一个区域中通过例如STEM-EDX测量的具有掺杂Sn的核-壳结构的晶粒的数量与第一盖区的所述一个区域中的晶粒的总数量的比。这些作用和原理应用于本实施例的盖的结构。参照图12和图13，在该试验中使用的多层电容器具有0.4mm×0.2mm的长度×宽度(产品公差±0.1mm)，堆叠的内电极的数量为267，并且容量为约0.9μF。该试验旨在使用20个这样的多层电容器测量绝缘电阻(IR)，并由此确定多层电容器的耐湿可靠性。在图12和图13中，横轴表示时间，纵轴表示绝缘电阻(Ω)。参照图12，比较例的一些多层电容器具有IR降低的问题。相比之下，参照图13，在根据示例性实施例的多层电容器的情况下，应用了具有掺杂Sn的核-壳结构的晶粒，由于粒径相对小并且密度得到改善，因此IR几乎没有变化。因此，可看出，根据示例性实施例的多层电容器在耐湿性方面没有问题。
在本实施例中，在上盖140和下盖150的情况下，上盖140和下盖150的位于有效区115的边界表面与电容器主体110的边界表面之间的部分各自被划分为两个区域，并且所述两个区域中的与有效区115相邻的部分被定义为第一盖区141和151，并且所述两个区域中的与电容器主体110的边界表面相邻的部分被定义为第二盖区142和152。
图4的A区域是图1的上盖140的一部分的放大图。上盖140和下盖150的唯一区别在于下盖150位于电容器主体110的第一表面1侧，并且由于上盖140和下盖150的构造类似，因此将基于上盖140进行描述，但是认为关于上盖140的描述可应用于下盖150。
在与有效区115的边界表面相邻的第一盖区141中，整个第一盖区141的总晶粒的数量的20％或更多可包含异常晶粒生长的晶粒。
异常晶粒生长的晶粒具有掺杂Sn的核-壳结构，其中作为B位的壳部分掺杂有Sn。
另外，与电容器主体110的作为边界表面的第二表面2相邻的第二盖区142包括不包含Sn的正常晶粒生长的晶粒。
包括在第一盖区141中的异常晶粒生长的晶粒的Ba和Ti的摩尔比高于普通BT的Ba和Ti的摩尔比，因此，第一盖区141的Ba和Ti的摩尔比可高于有效区115的Ba和Ti的摩尔比。
另外，相对于第一盖区141的总晶粒的数量，第一盖区141可包括20％或更多的具有掺杂Sn的核-壳结构的晶粒。
因此，如从图9至图11中可看出的，当应用具有掺杂Sn的核-壳结构的晶粒时，与普通BT相比，粒径相对更小并且密度得到提高。
当由于近来的MLCC片的小型化而应用快速升温的烧制条件时，可形成相对更小的晶粒，并且抑制了包括在第一盖区141中的晶粒的过度生长，以将粒径减小到180nm或更小(具体地，100nm至180nm)，并且与第二盖区142的致密化程度相比，第一盖区141的致密化程度可增加。在一个示例中，第一盖区141中的晶粒的平均粒径可指第一盖区141中的晶粒的算术平均粒径，但是本公开不限于此，并且第一盖区141中的晶粒的平均粒径可以是180nm或更小(具体地，100nm至180nm)。例如，可使用扫描电子显微镜(SEM)来测量平均粒径。即使在本公开中没有描述，也可使用本领域普通技术人员理解的其他方法和/或工具。
在这种情况下，如果第一盖区141中的具有掺杂Sn的核-壳结构的晶粒的数量与第一盖区141中的晶粒的总数量的比小于20％，则掺杂Sn的核-壳结构粉末的异常晶粒生长的效果是不显著的，因此，可能存在如在使用普通BT的盖的情况下出现晶粒的晶粒生长和相对低的致密化特性的问题。
另外，第一盖区141的厚度可以是第一盖区141和第二盖区142的厚度之和的40％至80％。
如果第一盖区141的厚度小于40％，则掺杂Sn的粉末的致密化的效果和异常晶粒生长不显著，并且当第一盖区141的厚度超过80％时，由于掺杂Sn的粉末的异常晶粒生长而形成相对小的晶粒，并且相对小的晶粒还影响有效区115，因此，由于有效区115的异常晶粒生长而可能难以实现电容。
因此，当满足该比(40％至80％)时，第一盖区141可在用于实现片特性的合适的烧制温度下显著降低烧制行为对有效区115的影响，并且还可改善致密化的程度。
在本实施例中，第二盖区142包括不包含Sn的正常晶粒生长的晶粒，并且不包含具有核-壳结构(其中壳部分掺杂有Sn)的晶粒。
例如，第二盖区142的晶粒可利用与包括在有效区115中的晶粒的材料相同的材料形成，而不是利用与包括在第一盖区141中的晶粒的材料相同的材料形成。
因此，如图9至图11中所示，包括在第二盖区142中的晶粒的粒径可大于第一盖区141中的晶粒的粒径，并且具体地，包括在第二盖区142中的晶粒的粒径可以是200nm或更大。在一个示例中，第二盖区142中的晶粒的平均粒径可指第二盖区142中的晶粒的算术平均粒径，但是本公开不限于此，并且第二盖区142中的晶粒的平均粒径可以是200nm或更大，并且大于第一盖区141的平均粒径。
在现有技术中，通过调节构成盖的组合物中Ba和Ti的摩尔比来确保盖的密度。
具体地，通过在有效区的上部和下部堆叠盖来形成电容器主体，所述盖具有能够确保在实现多层电容器的合适的电容的烧结温度下的致密化的Ba和Ti的摩尔比。
在这种情况下，由于仅通过控制具有单一基体材料的堆叠的介电层的数量来形成盖，因此难以根据盖的位置来控制烧结行为。
因此，从盖的内部到外部，粒径会减小并且致密化程度会降低。因此，可在盖的内部中确保致密化程度，但是在盖的外部中致密化程度显著降低，从而导致影响多层电容器的耐湿性。
然而，如果仅通过降低Ba和Ti的摩尔比以改善盖的致密化程度，则与有效区相比，盖可能由于过度烧结而过度收缩，因此，可能存在在有效区中发生片形状变形(chip shapedeformation)或晶粒过度生长的问题。
在这种情况下，由于晶粒过度生长，可能发生电极聚集或击穿电压(BDV)的劣化。
在本实施例中，在有效区115上首先形成第一盖区141之后，在第一盖区141上形成第二盖区142，并且第二盖区142利用与第一盖区141相比具有相对更高的烧结驱动力的材料形成，从而降低了在上盖140的外部(也就是，第二盖区142)中出现孔的频率。
另外，由于具有尺寸大于在第一盖区141中使用的介电基体材料的尺寸(例如，基体材料的晶粒的粒径)的基体材料被应用到第二盖区142以增加晶粒生长驱动力，因此用作盖140的外部的第二盖区142的致密化程度低于第一盖区141的致密化程度，反而可改善诸如韧性和硬度的性质。
因此，可改善多层电容器100的可靠性，并且可降低裂纹发生率。
图5是示意性地示出根据实施例的其中安装有多层电容器的板组件的立体图，并且示出了多层电容器的局部剖视图，并且图6是沿着图5的线III-III'截取的截面图。
参照图5和图6，根据本实施例的其中安装有多层电容器的板组件包括多层电容器100和其上安装有多层电容器100的基板210。
在这种情况下，多层电容器100是根据本公开的实施例的多层电容器，并且将省略其详细描述以避免重复。
基板210包括形成在基板210的上表面上的第一电极焊盘221和第二电极焊盘222。
第一电极焊盘221和第二电极焊盘222可分别连接到多层电容器100的第一外电极131和第二外电极132。
例如，在多层电容器100的第一外电极131和第二外电极132被定位为分别与第一电极焊盘221和第二电极焊盘222接触的状态下，第一外电极131和第二外电极132可分别通过焊料231和232安装在基板210上。
如上面所阐述的，根据实施例，在电容器主体的盖中，内部的第一盖区可具有相对高的致密化程度而不影响片特性的实现，并且外部的第二盖区被构造为诱导晶粒生长，从而将多层电容器的诸如韧性和硬度的特性确保在特定水平或更高水平。
虽然本公开包括具体示例，但是对于本领域普通技术人员将易于理解的是，在不脱离权利要求及其等同方案的精神和范围的情况下，可在这些示例中进行形式和细节上的各种改变。在此描述的示例仅被认为是描述性含义的，而不是出于限制的目的。每个示例中的特征或方面的描述被认为可适用于其他示例中的相似特征或方面。如果以不同的顺序执行所描述的技术，和/或如果以不同的方式来组合描述的系统、架构、装置或电路中的组件，和/或通过其它组件或它们的等同方案替换或者增添描述的系统、架构、装置或电路中的组件，则可实现合适的结果。因此，本公开的范围不是由具体实施方式限定的，而是由权利要求及其等同方案限定，权利要求及其等同方案的范围内的所有变型将被解释为包括在本公开中。

Claims (22)

1.一种多层电容器，包括：
电容器主体，包括有效区以及上盖和下盖，所述有效区具有在其中交替堆叠的介电层和内电极，所述上盖和所述下盖分别设置在所述有效区的上表面和下表面上；以及
外电极，设置在所述电容器主体的外表面上，
其中，在所述上盖和所述下盖中的至少一者中，所述上盖和所述下盖中的所述至少一者中的位于所述有效区的边界表面与所述电容器主体的边界表面之间的部分被划分为第一盖区和第二盖区，所述第一盖区与所述有效区相邻，所述第二盖区与所述电容器主体的所述边界表面相邻，并且所述第一盖区包括具有掺杂Sn的核-壳结构的晶粒，并且
与所述第一盖区中的晶粒的总数量相比，所述第一盖区包括20％或更多的具有掺杂Sn的核-壳结构的晶粒。
2.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，在所述具有掺杂Sn的核-壳结构的晶粒中，一个晶粒中的掺杂Sn的部分中的Sn与所述一个晶粒中的Ba的摩尔比被称为覆盖率，并且所述覆盖率为30％或更大。
3.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，包括在所述第二盖区中的晶粒不包括Sn。
4.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，所述第二盖区的晶粒的粒径大于所述第一盖区的晶粒的粒径。
5.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，所述第一盖区的厚度是所述第一盖区和所述第二盖区的厚度之和的40％至80％。
6.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，所述第二盖区的晶粒的粒径大于所述第一盖区的晶粒的粒径，并且
所述第一盖区的厚度是所述第一盖区和所述第二盖区的厚度之和的40％至80％。
7.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，所述第一盖区的晶粒的粒径为100nm至180nm。
8.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，所述第二盖区的晶粒的粒径为200nm或更大。
9.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，所述第一盖区的晶粒的粒径为100nm至180nm，并且
所述第二盖区的晶粒的粒径为200nm或更大。
10.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，所述第一盖区的晶粒的Ba和Ti的摩尔比高于所述有效区的晶粒的Ba和Ti的摩尔比。
11.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，所述第二盖区的晶粒的材料与所述有效区的晶粒的材料相同。
12.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，所述第二盖区的晶粒的平均粒径大于所述第一盖区的晶粒的平均粒径。
13.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，所述第一盖区的晶粒的平均粒径为100nm至180nm。
14.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，所述第二盖区的晶粒的平均粒径为200nm或更大。
15.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，所述第一盖区的晶粒的平均粒径为100nm至180nm，并且
所述第二盖区的平均粒径为200nm或更大。
16.一种其中安装有多层电容器的板组件，所述板组件包括：
基板，具有设置在所述基板的上表面上的多个电极焊盘；以及
所述多层电容器，以所述多层电容器的外电极安装在所述多个电极焊盘上的方式安装在所述基板上，
其中，所述多层电容器包括：
电容器主体，包括有效区以及上盖和下盖，所述有效区具有在其中交替堆叠的介电层和内电极，所述上盖和所述下盖分别设置在所述有效区的上表面上和下表面上；以及
外电极，设置在所述电容器主体的外表面上，
在所述上盖和所述下盖中的至少一者中，所述上盖和所述下盖中的所述至少一者中的位于所述有效区的边界表面与所述电容器主体的边界表面之间的部分包括两个盖区，并且在所述两个盖区中，与所述有效区相邻的第一盖区包括具有掺杂Sn的核壳结构的晶粒，并且
与所述第一盖区中的晶粒的总数量相比，所述第一盖区包括20％或更多的具有掺杂Sn的核-壳结构的晶粒。
17.根据权利要求16所述的板组件，其中，在所述两个盖区中，与所述电容器主体的所述边界表面相邻的第二盖区不包括含Sn的晶粒。
18.一种多层电容器，包括：
电容器主体，包括有效区以及上盖和下盖，所述有效区具有在其中交替堆叠的介电层和内电极，所述上盖和所述下盖分别设置在所述有效区的上表面和下表面上；以及
外电极，设置在所述电容器主体的外表面上，
其中，所述上盖和所述下盖中的至少一者包括第一区域和第二区域，所述第一区域与所述有效区相邻，所述第二区域与所述电容器主体的边界表面相邻，
所述第一区域包括具有核-壳结构的晶粒，所述具有核-壳结构的晶粒比所述第二区域中的晶粒掺杂有多的Sn，并且
所述第二区域的晶粒的平均粒径大于所述第一区域的晶粒的平均粒径。
19.根据权利要求18所述的多层电容器，其中，包含在所述第二区域中的晶粒不包含Sn。
20.根据权利要求18所述的多层电容器，其中，所述第一区域的晶粒的Ba和Ti的摩尔比高于所述有效区的晶粒的Ba和Ti的摩尔比。
21.根据权利要求18所述的多层电容器，其中，所述第二区域的晶粒的材料与所述有效区的晶粒的材料相同。
22.根据权利要求18所述的多层电容器，其中，所述第一区域的晶粒的平均粒径为100nm至180nm，并且
所述第二区域的晶粒的平均粒径为200nm或更大。
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