CN114694967A - 多层电容器 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种多层电容器。所述多层电容器包括主体以及外电极，所述主体包括多个介电层和多个内电极，所述多个内电极在第一方向上层叠。所述主体包括有效部、覆盖部和侧边缘部，所述有效部中设置有所述多个内电极以形成电容，所述有效部对应于所述多个内电极中的设置在所述第一方向上的最外侧处的内电极之间的区域，所述覆盖部在所述第一方向上覆盖所述有效部，所述侧边缘部在垂直于所述第一方向的第二方向上覆盖所述有效部，并且，1.49<A1/A2<2.50，其中，A1是在所述有效部的中央区域中的介电层的平均晶粒尺寸，并且A2是在所述有效部的与所述覆盖部相邻的有效‑覆盖边界部中的介电层的平均晶粒尺寸。

Description

多层电容器
本申请要求于2020年12月29日在韩国知识产权局提交的第10-2020-0186436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被包含于此。
技术领域
本公开涉及一种多层电容器。
背景技术
电容器是能够存储电荷的装置，在电容器中，当向电容器施加电压时，电荷通常在两个相对电极中的每个中积聚。当施加直流(DC)电压时，电流在电容器中流动，同时电荷在电容器中积聚。当积聚完成时，没有电流流动。另一方面，当施加交流(AC)电压时，AC电流流动，同时电极的极性变化。
可存在各种类型的电容器，根据电极的材料或设置在电极之间的绝缘材料的类型，可存在诸如铝电解电容器(包括铝电极和设置在铝电极之间的薄氧化物膜)、使用钽作为电极材料的钽电容器、在电极之间使用具有高介电常数的介电材料(诸如钛酸钡)的陶瓷电容器、在多层结构中使用具有高介电常数的陶瓷材料作为设置在电极之间的介电材料的多层陶瓷电容器(MLCC)以及使用聚苯乙烯膜作为设置在电极之间的介电材料的薄膜电容器。
在这些电容器中，多层陶瓷电容器可具有优异的温度特性和频率特性，并且可具有小尺寸，使得多层陶瓷电容器已经越来越多地用于各种领域的装置，诸如射频(RF)电路。最近，一直在尝试实现小尺寸的多层陶瓷电容器。为此，介电层和内电极已经被设计成具有减小的厚度。然而，随着组件的尺寸减小，可能难以提高电气和结构可靠性。
发明内容
本公开的一方面在于提供一种多层电容器，所述多层电容器通过调节每个区域的介电层的平均晶粒尺寸而具有改善的可靠性，例如耐受电压特性和电容特性。
根据本公开的一方面，一种多层电容器包括：主体，包括多个介电层和多个内电极，所述多个内电极在第一方向上层叠且相应的介电层介于所述多个内电极之间；以及外电极，形成在所述主体的外表面上并连接到所述内电极。所述主体包括有效部、覆盖部和侧边缘部，所述有效部中设置有所述多个内电极以形成电容，所述有效部对应于所述多个内电极中的设置在所述第一方向上的最外侧处的内电极之间的区域，所述覆盖部在所述第一方向上覆盖所述有效部，所述侧边缘部在垂直于所述第一方向的第二方向上覆盖所述有效部，并且，1.49<A1/A2<2.50，其中，A1是在所述有效部的中央区域中的介电层的平均晶粒尺寸，并且A2是在所述有效部的与所述覆盖部相邻的有效-覆盖边界部中的介电层的平均晶粒尺寸。
A1可以是存在于所述主体的切割表面的A1矩形中的晶粒的平均尺寸，并且所述A1矩形的水平长度可为WA/3且竖直长度可为TA/3，并且所述A1矩形可相对于所述有效部的沿所述第一方向的中心线和沿所述第二方向的中心线对称，其中，基于所述主体的所述切割表面，TA是所述有效部在所述第一方向上的长度，并且WA是所述有效部在所述第二方向上的长度，所述主体的所述切割表面垂直于第三方向，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向。
A2可以是存在于所述切割表面的A2矩形中的晶粒的平均尺寸，并且所述A2矩形的水平长度可为WA/3且竖直长度可为TA/6，并且所述A2矩形可相对于所述有效部的沿所述第一方向的中心线对称并且可与所述多个内电极中的设置在所述第一方向上的最外侧处的内电极接触。
C1<M1，其中，C1是所述覆盖部的中央区域中的介电层的平均晶粒尺寸，并且M1是所述侧边缘部的中央区域中的介电层的平均晶粒尺寸。
C1可以是存在于所述主体的切割表面的C1矩形中的晶粒的平均尺寸，并且所述C1矩形的水平长度可为WA/3且竖直长度可为TC/3，并且所述C1矩形可相对于所述覆盖部的沿所述第一方向的中心线和沿所述第二方向的中心线对称，其中，基于所述主体的所述切割表面，TC是所述覆盖部在所述第一方向上的长度，并且WA是所述有效部在所述第二方向上的长度，所述主体的所述切割表面垂直于第三方向，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向。
M1可以是存在于所述主体的切割表面的M1矩形中的晶粒的平均尺寸，并且所述M1矩形的水平长度可为WM/3且竖直长度可为TA/3，并且所述M1矩形可相对于所述侧边缘部的沿所述第一方向的中心线和沿所述第二方向的中心线对称，其中，基于所述主体的所述切割表面，WM是所述侧边缘部在所述第二方向上的长度，并且TA是所述有效部在所述第一方向上的长度，所述主体的所述切割表面垂直于第三方向，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向。
0.9<C2/M1<1.1，其中，C2是所述覆盖部的与所述有效部相邻的覆盖-有效边界部中的介电层的平均晶粒尺寸。
C2可以是存在于所述主体的切割表面的C2矩形中的晶粒的平均尺寸，并且所述C2矩形的水平长度可为WA/3且竖直长度可为TC/6，所述C2矩形可相对于所述覆盖部的沿所述第一方向的中心线对称并且可与所述多个内电极中的设置在所述第一方向上的最外侧处的内电极接触，其中，基于所述主体的所述切割表面，TC是所述覆盖部在所述第一方向上的长度，并且WA是所述有效部在所述第二方向上的长度，所述主体的所述切割表面垂直于第三方向，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向。
所述多个介电层可包括钛酸钡成分，并且所述有效部的所述中央区域中的介电层的钡(Ba)与钛(Ti)的摩尔比小于所述覆盖部的中央区域中的介电层的Ba与Ti的摩尔比。
所述侧边缘部的中央区域中的介电层的Ba与Ti的摩尔比可小于所述覆盖部的所述中央区域中的介电层的Ba与Ti的摩尔比，并且可大于所述有效部的所述中央区域中的介电层的Ba与Ti的摩尔比。
所述多个介电层中的至少一个可具有小于0.4μm的平均厚度。
根据本公开的另一方面，一种多层电容器包括：主体，包括多个介电层和多个内电极，所述多个内电极在第一方向上层叠且相应的介电层介于所述多个内电极之间，以及外电极，形成在所述主体的外表面上并连接到所述内电极。所述主体包括有效部、覆盖部和侧边缘部，所述有效部中设置有所述多个内电极以形成电容，所述有效部对应于所述多个内电极中的设置在所述第一方向上的最外侧处的内电极之间的区域，所述覆盖部在所述第一方向上覆盖所述有效部，所述侧边缘部在垂直于所述第一方向的第二方向上覆盖所述有效部，并且，1.14≤A1/A3<1.50，其中，A1是所述有效部的中央区域中的介电层的平均晶粒尺寸，并且A3是所述有效部的与所述侧边缘部相邻的有效-侧边界部中的介电层的平均晶粒尺寸。
根据本公开的另一方面，一种多层电容器包括：电容形成部，包括在厚度方向上堆叠的内电极和设置在所述内电极之间的介电层，所述电容形成部的中央区域中的介电层的介电晶粒的平均晶粒尺寸为A1；介电覆盖部，在所述厚度方向上设置在所述电容形成部的上方和下方，所述电容形成部的与所述介电覆盖部相邻的边界区域中的介电晶粒的平均晶粒尺寸为A2；以及外电极，设置在所述电容形成部的在长度方向上相对的表面上，其中，1.49<A1/A2<2.50，并且其中，所述内电极设置在垂直于所述厚度方向的长度方向-宽度方向平面中，所述宽度方向垂直于所述厚度方向。
附图说明
通过结合附图以及以下具体实施方式，将更清楚地理解本公开的上述和其他方面、特征和优点。
图1是示出根据本公开的示例性实施例的多层电容器的外观的示意性立体图。
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'截取的截面放大图。
图4示出了图3的主体的各个区域的细分区域。
图5至图9示出了主体的每个区域的介电晶粒的形状。
具体实施方式
在下文中，将参照附图如下描述本公开的实施例。
然而，本公开可以以许多不同的形式例示，并且不应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传达本公开的范围。因此，为了清楚描述，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实施例的附图中表示的相同概念的范围内具有相同功能的元件。
在附图中，相同的元件将由相同的附图标记表示。此外，将省略可能不必要地使本发明的要点模糊的已知功能和元件的冗余描述和详细描述。在附图中，一些元件可被夸大、省略或简要示出，并且元件的尺寸不一定反映这些元件的实际尺寸。此外，应当理解，除非另有说明，否则当一部分“包括”元件时，该部分还可包括其他元件，而不排除其他元件。
图1是示出根据本公开的示例性实施例的多层电容器的外观的示意性立体图。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'截取的截面放大图，并且图4示出了图3的主体的各个区域的细分区域。图5至图9示出了主体的每个区域的介电晶粒的形状。
参照图1至图3，根据示例性实施例的多层电容器100可包括主体110以及外电极131和132，主体110包括介电层111以及多个内电极121和122，多个内电极121和122在第一方向(X方向，厚度方向)上层叠且介电层111介于多个内电极121和122之间。可针对主体110的每个区域调节介电层111的平均晶粒尺寸。
主体110可具有其中多个介电层111在第一方向(X方向)上层叠的层叠结构，并且可通过例如层叠多个生片并烧结层叠的生片来获得。由于这种烧结工艺，多个介电层111可具有一体形式。如图1所示，主体110可具有类似于长方体的形状。包括在主体110中的介电层111可包括具有高介电常数的陶瓷材料，例如钛酸钡(BaTiO3)基陶瓷，但是可使用本领域已知的其他材料，只要能够用其获得足够的电容即可。根据需要，除了作为主要成分的陶瓷材料之外，介电层111还可包括添加剂、有机溶剂、增塑剂、粘合剂和分散剂。添加剂可包括金属成分，并且在制造工艺期间，添加剂可以以金属氧化物的形式添加。作为金属氧化物添加剂的示例，可包括MnO2、Dy2O3、BaO、MgO、Al2O3、和Cr2O3中的至少一种。添加剂还可包括SiO2和CaCO3。
多个内电极121和122可通过以下方式获得：在陶瓷生片的一个表面上印刷含有导电金属的膏体至预定厚度并烧结印刷的膏体。如图2所示，多个内电极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分别暴露于主体110的在第三方向(Z方向)上彼此相对的一个表面和另一表面。如图3所示，多个内电极121和122可暴露于主体110的有效部112的在第二方向(Y方向，宽度方向)上彼此相对的第一表面S1和第二表面S2。当主体110的有效部112的第一表面S1和第二表面S2彼此相对的方向被称为第二方向(Y方向)时，第三方向(Z方向)可以是垂直于第一方向(X方向)和第二方向(Y方向)的方向。第一内电极121和第二内电极122可连接到不同的外电极131和132以在被驱动时具有相反的极性，并且第一内电极121和第二内电极122可通过设置在其间的介电层111彼此电隔离。外电极131和132的数量或将外电极131和132连接到内电极121和122的方法可根据示例性实施例而改变。内电极121和122的主要材料可以是镍(Ni)、铜(Cu)、钯(Pd)、银(Ag)或它们的合金。
外电极131和132可形成在主体110的外表面上，并且可连接到内电极121和122。例如，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。在这种情况下，第一外电极131和第二外电极132可被设置为在第三方向(Z方向)上彼此相对。外电极可通过以下方式形成：将包括导电金属的材料制备为膏体，并将制备的膏体施加到主体110。导电金属的示例可包括镍(Ni)、铜(Cu)、钯(Pd)、金(Au)或它们的合金。外电极131和132还可包括包含镍(Ni)、锡(Sn)等的镀层。
参照图3，就本实施例而言，主体110可包括：有效部112，在有效部112中设置有多个内电极121和122以形成电容，有效部112对应于多个内电极121和122中的设置在第一方向(X方向)上的最外侧处的内电极之间的区域；覆盖部114，在第一方向(X方向)上覆盖有效部112；以及侧边缘部113，在第二方向(Y方向)上覆盖有效部112。包括在侧边缘部113和覆盖部114中的介电层的特性(例如，平均晶粒尺寸、Ba/Ti比等)可与包括在有效部112中的介电层111的特性不同。这是通过分析主体110的每个区域的影响耐受电压特性等的因素来设计的。例如，介电层的平均晶粒尺寸可针对主体110的每个区域而改变，这是考虑到诸如耐受电压、高温可靠性等的特性来调节的。
将参照图4更详细地描述上述内容。在图4中，针对主体的每个区域进行细分，并且内电极未被示出。在本实施例中，A1和A2满足1.49<A1/A2<2.50的条件，其中，A1是在有效部112的中央区域中的介电层111的平均晶粒尺寸，A2是在有效部112的与覆盖部114相邻的有效-覆盖边界部中的介电层的平均晶粒尺寸。如上所述，在主体110中，有效部112可被限定为设置在第一方向(X方向)上的最外侧处的内电极121和122之间的区域，并且覆盖部114可被限定为从与设置在最外侧处的内电极121和122接触的区域在第一方向(X方向)上向外到主体110的表面的区域。
当A1和A2满足1.49<A1/A2<2.50的条件时，可充分确保电容并且可改善耐受电压特性。出于这种原因，在有效部112的中央区域和有效-覆盖边界部中，晶粒生长速率可改变，从而晶粒的平均尺寸可不同，以确保有效部112中的足够电容，并通过相对细小和均匀的晶粒来改善有效-覆盖边界部中的耐受电压特性。从稍后描述的实验结果可看出，与A1/A2小于等于1.49的情况相比，在A1/A2大于1.49的情况下，可提高电容或耐受电压可靠性。然而，当A1/A2增加到2.50或更大，并且每个区域的平均晶粒尺寸偏差因此而显著增加时，电容特性等会劣化。
除了1.49<A1/A2<2.50的条件之外，A3满足1.14≤A1/A3<1.50的条件，其中，A3是在有效部112的与侧边缘部113相邻的有效-侧边界部中的介电层111的平均晶粒尺寸。从稍后描述的实验结果可看出，与A1/A3小于1.14的情况相比，在A1/A3为1.14或更大的情况下，可提高电容或耐受电压可靠性。然而，当A1/A3增加到1.50或更大，并且每个区域的平均晶粒尺寸偏差因此而显著增加时，电容特性等会劣化。如上所述，在本实施例中，在有效部112的中央区域中，介电层111的晶粒可充分生长，使得平均晶粒尺寸相对较大，因此可改善电容特性。此外，在侧边缘部113和覆盖部114中，可相对抑制晶粒生长，使得平均晶粒尺寸可较小。在这种情况下，有效部112的有效-覆盖边界部和有效-侧边界部中的介电层的平均晶粒尺寸也可较小，A1、A2和A3可满足1.49<A1/A2<2.50的条件和1.14≤A1/A3<1.50的条件二者。
参照图5至图9以及图4，作为测量平均晶粒尺寸的方法的示例，介电层111的平均晶粒尺寸可基于切割表面(例如，主体110的垂直于第三方向(Z方向)的切割表面，该切割表面通过沿第一方向(X方向)和第二方向(Y方向)切割主体110而形成)来测量。在这种情况下，可使用通过切割主体110的在第三方向(Z方向)上的中央而形成的切割表面。例如，平均晶粒尺寸可使用通过用电子显微镜(诸如扫描电子显微镜(SEM)或透射电子显微镜(TEM))拍摄切割表面而获得的图像来测量。
A1(在有效部112的中央区域中的介电层111的平均晶粒尺寸)可以是存在于切割表面的A1矩形RA1中的晶粒G1的平均尺寸。在这种情况下，A1矩形RA1的水平长度可为WA/3且竖直长度可为TA/3(其中，TA是有效部112在第一方向(X方向)上的长度，WA是有效部112在第二方向(Y方向)上的长度)，并且A1矩形RA1可相对于有效部112的沿第一方向(X方向)的中心线L1和沿第二方向(Y方向)的中心线L2对称。A2(在有效部112的与覆盖部114相邻的有效-覆盖边界部中的介电层111的平均晶粒尺寸)可以是存在于切割表面的A2矩形RA2中的晶粒G2的平均尺寸。A2矩形RA2的水平长度可为WA/3且竖直长度可为TA/6，并且A2矩形RA2可相对于有效部112的沿第一方向(X方向)的中心线L1对称并且可与多个内电极121和122中的设置在第一方向(X方向)上的最外侧处的内电极接触。A3可以是存在于切割表面的A3矩形RA3中的晶粒G3的平均尺寸。A3矩形RA3的水平长度可为WA/4且竖直长度可为TA/3，并且A3矩形RA3可相对于有效部112的中心线L2对称并且可与侧边缘部113接触。当测量晶粒G1、G2和G3的尺寸时，可使用以下方法：测量晶粒G1、G2和G3的面积并将测量的面积转换为圆当量直径的方法，测量长轴长度和短轴长度以计算它们的平均值的方法等。此外，可仅选择作为参考的A1矩形RA1、A2矩形RA2和A3矩形RA3中的整个区域被晶界包围的晶粒G1、G2和G3，以提高测量的精度。这样的测量方法可应用于其他晶粒G4和G6。
本发明发现，当介电层111的每个区域满足上述平均晶粒尺寸条件(例如，1.49<A1/A2<2.5的条件和1.14≤A1/A3<1.50的条件)中的至少一个时，可改善与多层电容器的可靠性标准相关的特性，诸如耐受电压特性等。另外，本发明确认，有效部112的中央区域、有效-覆盖边界部和有效-侧边界部的平均晶粒尺寸关系是影响上述特性的重要参数。这将在后面更详细地描述。
作为更详细的平均晶粒尺寸条件，C1和M1可满足C1<M1的条件，其中，C1是覆盖部114的中央区域中的介电层的平均晶粒尺寸，并且M1是侧边缘部113的中央区域中的介电层的平均晶粒尺寸。例如，本实施例采用以下结构：覆盖部114的中央区域中的介电层的平均晶粒尺寸小于侧边缘部113的中央区域中的介电层的平均晶粒尺寸。因此，还可提高覆盖部114的防潮可靠性。在这种情况下，C2可满足0.9<C2/M1<1.1的条件，其中，C2是覆盖部114的与有效部112相邻的覆盖-有效边界部中的介电层的平均晶粒尺寸。这意味着介电层的微观结构在侧边缘部113的中央区域和覆盖部114的与有效部112相邻的覆盖-有效边界部中整体上是均匀的。
作为C1、C2和M1的测量标准的示例，C1可以是存在于切割表面的C1矩形RC1中的晶粒G4的平均尺寸。C1矩形RC1的水平长度可为WA/3且竖直长度可为TC/3，其中，TC是覆盖部114在第一方向(X方向)上的长度，并且C1矩形RC1可相对于覆盖部114的沿第一方向的中心线L1(此时覆盖部114和有效部112共用中心线L1，但不限于此)和沿第二方向的中心线L3对称。此外，M1可以是存在于切割表面的M1矩形RM1中的晶粒G5的平均尺寸。M1矩形RM1的水平长度可为WM/3且竖直长度可为TA/3，其中WM是侧边缘部113在第二方向(Y方向)上的长度，并且M1矩形RM1可相对于侧边缘部113的沿第一方向的中心线L4和沿第二方向的中心线L2(此时，侧边缘部113和有效部112共用中心线L2，但不限于此)对称。另外，C2可以是存在于切割表面的C2矩形RC2中的晶粒G6的平均尺寸。C2矩形RC2的水平长度可为WA/3且竖直长度可为TC/6，并且C2矩形RC2可相对于覆盖部114的沿第一方向的中心线L1对称并且可与多个内电极121和122中的设置在第一方向(X方向)上的最外侧处的内电极接触。在这种情况下，M1和C2可具有相似的水平，并且存在于M1矩形RM1中的晶粒的尺寸可与存在于C2矩形RC2中的晶粒G6的尺寸相似。然而，M1和C2具有相似的水平，但不必须具有相同的水平。另外，如图9所示，G5和G6不必须具有相同的形状。
为了实现上述介电晶粒尺寸条件，作为示例，可使用以下方法。例如，当通过混合陶瓷粉末、粘合剂和溶剂来制备陶瓷生片以形成主体110时，对于用于形成有效部112、侧边缘部113或覆盖部114的片，可使用调节相应片中的陶瓷颗粒尺寸分布、粘合剂的含量、Ba/Ti值(例如，Ba与Ti的摩尔比)等的方法。当用于形成侧边缘部113和覆盖部114的片中的粘合剂的含量比例低于用于形成有效部112的片中的粘合剂的含量比例时，或者当用于形成侧边缘部113和覆盖部114的片中的Ba/Ti值大于用于形成有效部112的片中的Ba/Ti值时，用于形成侧边缘部113和覆盖部114的片首先收缩。在这种情况下，侧边缘部113和覆盖部114的收缩率可高于有效部112的边界部的收缩率。相比之下，有效部112的中央区域中的收缩率可高于有效部112的边界部中的收缩率。因此，侧边缘部113和覆盖部114的介电层中的平均晶粒尺寸可相对较小。由于在烧结工艺之后，在有效部112、侧边缘部113和覆盖部114中很少检测到粘合剂，因此不能比较粘合剂的含量，但是Ba/Ti值条件可与制造工艺中的Ba/Ti值条件相同。例如，有效部112的中央区域中的介电层111的Ba与Ti的摩尔比可小于覆盖部114的中央区域中的介电层的Ba与Ti的摩尔比。另外，侧边缘部113的中央区域中的介电层的Ba与Ti的摩尔比可小于覆盖部114的中央区域中的介电层的Ba与Ti的摩尔比，并且可大于有效部112的中央区域中的介电层111的Ba与Ti的摩尔比。
陶瓷颗粒尺寸分布也可对有效部112中的介电层111、侧边缘部113和覆盖部114中的介电层在烧结工艺之后的平均晶粒尺寸具有影响。然而，根据本发明的研究，陶瓷粒度尺寸分布的影响小于粘合剂的含量或Ba/Ti值的影响。因此，在用于形成侧边缘部113或覆盖部114的片中不必须使用颗粒尺寸比用于形成有效部112的片的陶瓷颗粒的颗粒尺寸小的陶瓷颗粒来获得本实施例的上述平均晶粒尺寸条件。
另外，在本实施例中，多个介电层111中的至少一个可具有小于0.4μm的平均厚度。可通过切割表面的图像来测量介电层111的厚度，并且介电层111的平均厚度可通过计算在以规则间隔排布的多个点(例如，十个点)处测量的厚度的平均值来获得。当介电层111被实现为具有小于0.4μm的厚度的薄膜时，可适当地减小多层电容器100的尺寸并提高电容，但是存在以下可能性：介电层111的耐受电压特性可能劣化。然而，当满足本实施例中提出的上述平均晶粒尺寸条件时，可针对每个区域调节平均晶粒尺寸以确保耐受电压特性得到改善。
本发明使用在有效部、侧边缘部和覆盖部中具有彼此不同的平均晶粒尺寸的样品，测量了有效部、侧边缘部和覆盖部中的每者中的平均晶粒尺寸并计算了它们的比，并对每个样品执行电容测试和击穿电压(BDV)测试。测试结果列于表1中，并且平均晶粒尺寸的单位为纳米(nm)。在样品中，样品1和2对应于本公开的示例，并且样品3*至11*对应于其中A1/A2条件和A1/A3条件均不满足的比较示例。
表1
Figure BDA0003204253430000101
Figure BDA0003204253430000111
SMP：样品编号
C(μF)：电容(μF)
*：比较示例
根据上述测试结果，当满足1.49<A1/A2<2.50的条件时，电容高至大于4.7μF的水平，并且耐受电压特性相对地得到了改善。此外，即使当满足1.14≤A1/A3<1.50的条件时，电容特性和耐受电压特性也得到改善。这可能是因为在有效部中的介电层的晶粒充分生长，从而确保足够的电容，同时有效部中的介电层具有相对致密的结构(具有均匀的平均晶粒尺寸)，从而提高可靠性。除了这些条件之外，当满足0.9<C2/M1<1.1的条件并且因此覆盖-有效边界部中的平均晶粒尺寸与侧边缘部中的平均晶粒尺寸之间的差异不大时，在电容特性和耐受电压特性方面是有利的。尽管没有呈现C1的结果值，但是在示例性实施例中满足C1<M1的条件。这意味着在侧边缘部的中央区域中的介电层的平均晶粒尺寸大于在覆盖部的中央区域中的介电层的平均晶粒尺寸。
如上所述，就根据示例性实施例的多层电容器而言，可改善耐受电压特性、电容特性等。
虽然上面已经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易于理解的是，在不脱离本公开的由所附权利要求限定的范围的情况下，可做出修改和变型。

Claims (24)

1.一种多层电容器，包括：
主体，包括多个介电层和多个内电极，所述多个内电极在第一方向上层叠且相应的介电层介于所述多个内电极之间；以及
外电极，形成在所述主体的外表面上并连接到所述内电极，
其中，所述主体包括有效部、覆盖部和侧边缘部，所述有效部中设置有所述多个内电极以形成电容，所述有效部对应于所述多个内电极中的设置在所述第一方向上的最外侧处的内电极之间的区域，所述覆盖部在所述第一方向上覆盖所述有效部，所述侧边缘部在垂直于所述第一方向的第二方向上覆盖所述有效部，并且
其中，1.49<A1/A2<2.50，
其中，A1是在所述有效部的中央区域中的介电层的平均晶粒尺寸，并且A2是在所述有效部的与所述覆盖部相邻的有效-覆盖边界部中的介电层的平均晶粒尺寸。
2.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，A1是存在于所述主体的切割表面的A1矩形中的晶粒的平均尺寸，并且所述A1矩形的水平长度为WA/3且竖直长度为TA/3，并且所述A1矩形相对于所述有效部的沿所述第一方向的中心线和沿所述第二方向的中心线对称，
其中，基于所述主体的所述切割表面，TA是所述有效部在所述第一方向上的长度，并且WA是所述有效部在所述第二方向上的长度，所述主体的所述切割表面垂直于第三方向，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向。
3.根据权利要求2所述的多层电容器，其中，A2是存在于所述切割表面的A2矩形中的晶粒的平均尺寸，并且所述A2矩形的水平长度为WA/3且竖直长度为TA/6，并且所述A2矩形相对于所述有效部的沿所述第一方向的中心线对称并且与所述多个内电极中的设置在所述第一方向上的最外侧处的内电极接触。
4.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，
C1<M1，
其中，C1是所述覆盖部的中央区域中的介电层的平均晶粒尺寸，并且M1是所述侧边缘部的中央区域中的介电层的平均晶粒尺寸。
5.根据权利要求4所述的多层电容器，其中，C1是存在于所述主体的切割表面的C1矩形中的晶粒的平均尺寸，并且所述C1矩形的水平长度为WA/3且竖直长度为TC/3，并且所述C1矩形相对于所述覆盖部的沿所述第一方向的中心线和沿所述第二方向的中心线对称，
其中，基于所述主体的所述切割表面，TC是所述覆盖部在所述第一方向上的长度，并且WA是所述有效部在所述第二方向上的长度，所述主体的所述切割表面垂直于第三方向，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向。
6.根据权利要求4所述的多层电容器，其中，M1是存在于所述主体的切割表面的M1矩形中的晶粒的平均尺寸，并且所述M1矩形的水平长度为WM/3且竖直长度为TA/3，并且所述M1矩形相对于所述侧边缘部的沿所述第一方向的中心线和沿所述第二方向的中心线对称，
其中，基于所述主体的所述切割表面，WM是所述侧边缘部在所述第二方向上的长度，并且TA是所述有效部在所述第一方向上的长度，所述主体的所述切割表面垂直于第三方向，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向。
7.根据权利要求4所述的多层电容器，其中，
0.9<C2/M1<1.1，
其中，C2是所述覆盖部的与所述有效部相邻的覆盖-有效边界部中的介电层的平均晶粒尺寸。
8.根据权利要求7所述的多层电容器，其中，C2是存在于所述主体的切割表面的C2矩形中的晶粒的平均尺寸，并且所述C2矩形的水平长度为WA/3且竖直长度为TC/6，所述C2矩形相对于所述覆盖部的沿所述第一方向的中心线对称并且与所述多个内电极中的设置在所述第一方向上的最外侧处的内电极接触，
其中，基于所述主体的所述切割表面，TC是所述覆盖部在所述第一方向上的长度，并且WA是所述有效部在所述第二方向上的长度，所述主体的所述切割表面垂直于第三方向，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向。
9.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，所述多个介电层包括钛酸钡成分，并且
所述有效部的所述中央区域中的介电层的钡与钛的摩尔比小于所述覆盖部的中央区域中的介电层的钡与钛的摩尔比。
10.根据权利要求9所述的多层电容器，其中，所述侧边缘部的中央区域中的介电层的钡与钛的摩尔比小于所述覆盖部的所述中央区域中的介电层的钡与钛的摩尔比，并且大于所述有效部的所述中央区域中的介电层的钡与钛的摩尔比。
11.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，所述多个介电层中的至少一个具有小于0.4μm的平均厚度。
12.一种多层电容器，包括：
主体，包括多个介电层和多个内电极，所述多个内电极在第一方向上层叠且相应的介电层介于所述多个内电极之间，以及
外电极，形成在所述主体的外表面上并连接到所述内电极，
其中，所述主体包括有效部、覆盖部和侧边缘部，所述有效部中设置有所述多个内电极以形成电容，所述有效部对应于所述多个内电极中的设置在所述第一方向上的最外侧处的内电极之间的区域，所述覆盖部在所述第一方向上覆盖所述有效部，所述侧边缘部在垂直于所述第一方向的第二方向上覆盖所述有效部，并且，
其中，1.14≤A1/A3<1.50，
其中，A1是所述有效部的中央区域中的介电层的平均晶粒尺寸，并且A3是所述有效部的与所述侧边缘部相邻的有效-侧边界部中的介电层的平均晶粒尺寸。
13.根据权利要求12所述的多层电容器，其中，A1是存在于所述主体的切割表面的A1矩形中的晶粒的平均尺寸，并且所述A1矩形的水平长度为WA/3且竖直长度为TA/3，并且所述A1矩形相对于所述有效部的沿所述第一方向的中心线和沿所述第二方向的中心线对称，
其中，基于所述主体的所述切割表面，TA是所述有效部在所述第一方向上的长度，并且WA是所述有效部在所述第二方向上的长度，所述主体的所述切割表面垂直于第三方向，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向。
14.根据权利要求13所述的多层电容器，其中，A3是存在于所述切割表面的A3矩形中的晶粒的平均尺寸，并且所述A3矩形具有WA/4的水平长度和TA/3的竖直长度，所述A3矩形相对于所述有效部的沿所述第二方向上的中心线对称并且与所述侧边缘部接触。
15.根据权利要求12所述的多层电容器，其中，
C1<M1，
其中，C1是所述覆盖部的中央区域中的介电层的平均晶粒尺寸，并且M1是所述侧边缘部的中央区域中的介电层的平均晶粒尺寸。
16.根据权利要求15所述的多层电容器，其中，C1是存在于所述主体的切割表面的C1矩形中的晶粒的平均尺寸，并且所述C1矩形的水平长度为WA/3且竖直长度为TC/3，并且所述C1矩形相对于所述覆盖部的沿所述第一方向上的中心线和沿所述第二方向的中心线对称，
其中，基于所述主体的所述切割表面，TC是所述覆盖部在所述第一方向上的长度，并且WA是所述有效部在所述第二方向上的长度，所述主体的所述切割表面垂直于第三方向，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向。
17.根据权利要求15所述的多层电容器，其中，M1是存在于所述主体的切割表面的M1矩形中的晶粒的平均尺寸，并且所述M1矩形的水平长度为WM/3且竖直长度为TA/3，并且所述M1矩形相对于所述侧边缘部的沿所述第一方向的中心线和沿所述第二方向的中心线对称，
其中，基于所述主体的所述切割表面，WM是所述侧边缘部在所述第二方向上的长度，并且TA是所述有效部在所述第一方向上的长度，所述主体的所述切割表面垂直于第三方向，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向。
18.根据权利要求15所述的多层电容器，其中，
0.9<C2/M1<1.1，
其中，C2是所述覆盖部的与所述有效部相邻的覆盖-有效边界部中的介电层的平均晶粒尺寸。
19.根据权利要求18所述的多层电容器，其中，C2是存在于所述主体的切割表面的C2矩形中的晶粒的平均尺寸，并且所述C2矩形的水平长度为WA/3且竖直长度为TC/6，所述C2矩形相对于所述覆盖部的沿所述第一方向的中心线对称，并且与所述多个内电极中的设置在所述第一方向上的最外侧处的内电极接触，
其中，基于所述主体的所述切割表面，TC是所述覆盖部在所述第一方向上的长度，并且WA是所述有效部在所述第二方向上的长度，所述主体的所述切割表面垂直于第三方向，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向。
20.根据权利要求12所述的多层电容器，其中，所述多个介电层中的至少一个具有小于0.4μm的平均厚度。
21.一种多层电容器，包括：
电容形成部，包括在厚度方向上堆叠的内电极和设置在所述内电极之间的介电层，所述电容形成部的中央区域中的介电层的介电晶粒的平均晶粒尺寸为A1；
介电覆盖部，在所述厚度方向上设置在所述电容形成部的上方和下方，所述电容形成部的与所述介电覆盖部相邻的边界区域中的介电晶粒的平均晶粒尺寸为A2；以及
外电极，设置在所述电容形成部的在长度方向上相对的表面上，
其中，1.49<A1/A2<2.50，并且，
其中，所述内电极设置在垂直于所述厚度方向的长度方向-宽度方向平面中，所述宽度方向垂直于所述厚度方向。
22.根据权利要求21所述的多层电容器，其中，所述电容形成部的所述中央区域被限定为矩形，所述矩形形成为关于所述电容形成部的沿所述厚度方向的中心线和所述电容形成部的沿所述宽度方向的中心线对称，并且所述矩形在所述厚度方向上的尺寸为TA/3且在所述宽度方向上的尺寸为WA/3，其中，TA是所述电容形成部在所述厚度方向上的尺寸，WA是所述电容形成部在所述宽度方向上的尺寸。
23.根据权利要求21所述的多层电容器，其中，所述电容形成部的与所述介电覆盖部相邻的所述边界区域被限定为矩形，所述矩形关于所述电容形成部的沿在所述厚度方向的中心线对称，并且与所述电容形成部的在所述厚度方向上的最外内电极接触，并且所述矩形在所述厚度方向上的尺寸为TA/6且在所述宽度方向上的尺寸为WA/3，其中，TA是所述电容形成部在所述厚度方向上的尺寸，并且WA是所述电容形成部在所述宽度方向上的尺寸。
24.根据权利要求21所述的多层电容器，所述多层电容器还包括：
介电侧边缘部，设置在所述电容形成部的在所述宽度方向上的侧部上，所述电容形成部的与所述介电侧边缘部相邻的边界区域中的介电晶粒的平均晶粒尺寸为A3，
其中，1.14≤A1/A3<1.50。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20220057263A (ko) * 2020-10-29 2022-05-09 삼성전기주식회사 적층 세라믹 전자부품
KR20220067994A (ko) * 2020-11-18 2022-05-25 삼성전기주식회사 적층형 전자 부품
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100110608A1 (en) 2008-11-06 2010-05-06 Frank Wei Core-shell structured dielectric particles for use in multilayer ceramic capacitors
JP5271377B2 (ja) * 2011-04-18 2013-08-21 太陽誘電株式会社 積層セラミックコンデンサ
KR20130012716A (ko) 2011-07-26 2013-02-05 삼성전기주식회사 적층 세라믹 전자부품
KR101580349B1 (ko) * 2012-01-31 2015-12-24 삼성전기주식회사 적층 세라믹 전자 부품 및 그 제조 방법
KR101771728B1 (ko) * 2012-07-20 2017-08-25 삼성전기주식회사 적층 세라믹 전자부품 및 이의 제조방법
JP5462962B1 (ja) 2013-01-31 2014-04-02 太陽誘電株式会社 積層セラミックコンデンサ
KR101681358B1 (ko) 2013-04-08 2016-11-30 삼성전기주식회사 적층 세라믹 커패시터 및 그 제조방법
KR102089700B1 (ko) * 2014-05-28 2020-04-14 삼성전기주식회사 적층 세라믹 커패시터, 적층 세라믹 커패시터의 제조 방법 및 적층 세라믹 커패시터의 실장 기판
JP7028416B2 (ja) * 2018-05-25 2022-03-02 太陽誘電株式会社 積層セラミック電子部品
JP7274372B2 (ja) * 2019-07-11 2023-05-16 太陽誘電株式会社 セラミック電子部品およびその製造方法
KR20220059150A (ko) * 2020-11-02 2022-05-10 삼성전기주식회사 적층형 커패시터
KR20220094816A (ko) * 2020-12-29 2022-07-06 삼성전기주식회사 적층형 커패시터

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