CN117238663A - 多层电子组件 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种多层电子组件。所述多层电子组件包括主体和外电极，所述主体包括多个介电层和内电极，所述内电极包括导电材料，所述外电极设置在主体上并连接到所述内电极。所述内电极在与所述外电极连接的区域包括包含Sn的Sn扩散部，所述Sn扩散部中包括的Sn原子的平均数量相对于所述Sn扩散部中包括的所述内电极的导电材料的主成分的原子的平均数量的比率大于等于3％且小于等于50％。

Description

多层电子组件
本申请要求于2022年06月15日在韩国知识产权局提交的第10-2022-0072706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全部包含于此。
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)是安装在各种类型的电子产品(诸如包括液晶显示器(LCD)和等离子体显示面板(PDP)的成像装置以及计算机、智能电话和移动电话)的印刷电路板上以充电或放电的片式电容器。
这种多层陶瓷电容器由于小尺寸、高电容和易于安装而可用作各种电子装置的组件。随着各种电子装置(诸如计算机和移动装置)小型化并具有高输出，对小型化且高电容的多层陶瓷电容器的需求正在增加。
另一方面，尽管在多层陶瓷电容器的外电极上，为了易于安装等而形成有镀层，但在镀覆工艺中产生的氢容易渗入到实现单个金属外电极的产品(诸如多层陶瓷电容器)中。通过外电极进入的氢渗透到主体的内电极中，并且当施加电压时，氢原子被氧化从而释放电子，存在电子可能在主体内部累积从而导致绝缘电阻劣化的风险。
发明内容
本公开的一方面在于提供一种通过如下方式而提高可靠性的多层电子组件：在内电极与外电极接触的区域设置氢扩散系数低的Sn扩散部，从而防止内电极的绝缘电阻劣化。
本公开的一方面在于提供一种由于外电极不包括Sn扩散部而提高可靠性的多层电子组件。
根据本公开的一方面，一种多层电子组件包括：主体，包括多个介电层和内电极，所述内电极包括导电材料；以及外电极，设置在所述主体上并连接到所述内电极。所述内电极在与所述外电极连接的区域包括包含Sn的Sn扩散部，所述Sn扩散部中包括的Sn原子的平均数量相对于所述Sn扩散部中包括的所述内电极的所述导电材料的主成分的原子的平均数量的比率大于等于3％且小于等于50％。
根据本公开的一方面，一种多层电子组件包括：主体，包括多个介电层和内电极，所述内电极包括导电材料；以及外电极，设置在所述主体上并连接到所述内电极。所述内电极在与所述外电极连接的区域包括包含Sn的Sn扩散部，所述外电极的与所述主体接触的层不包括所述Sn扩散部。
根据本公开的一方面，一种多层电子组件包括：主体，包括多个介电层和内电极，所述内电极包括导电材料；以及外电极，设置在所述主体上并连接到所述内电极。所述内电极在与所述外电极连接的区域包括包含Sn的Sn扩散部，所述Sn扩散部中的Sn相对于所述Sn扩散部中的所述导电材料的主成分的原子比率从所述内电极与所述外电极的接触的点在向所述主体内侧的方向上降低。
附图说明
通过以下结合附图的具体实施方式，将更清楚地理解本公开的以上和其他方面、特征和优点，在附图中：
图1示意性地示出了根据实施例的多层电子组件的立体图；
图2是示意性地示出图1的主体的堆叠结构的分解立体图；
图3示意性地示出了沿图1的线I-I'截取的截面图；
图4示意性地示出了沿图1的线II-II'截取的截面图；
图5示意性地示出了图3的区域P的放大图；
图6A至图6C是根据实施例的内电极与外电极彼此接触的区域的扫描电子显微镜(SEM)图像；
图7A和图7B是根据实施例的Sn扩散部的在高角环形暗场(HAADF)模式下捕获的图像；
图8A是未形成Sn扩散部的比较例的SEM图像，图8B和图8C是形成有Sn扩散部的实施例的SEM图像；
图9A是与图8A的比较例对应的高加速寿命测试(HALT)的曲线图，图9B是与图8B的实施例对应的HALT的曲线图，图9C是与图8C的实施例对应的HALT的曲线图；
图10A是与图8A的比较例对应的耐湿可靠性的曲线图，图10B是与图8B的实施例对应的耐湿可靠性的曲线图，图10C是与图8C的实施例对应的耐湿可靠性的曲线图；
图11A是过深的Sn扩散部的SEM图像，图11B是包含过量Sn的Sn扩散部的SEM图像；以及
图12是与图11B的比较例对应的耐湿可靠性的曲线图。
具体实施方式
在下文中，将参照具体实施例和附图描述本公开的实施例。然而，本公开的实施例可以各种其他形式修改，并且本公开的范围不限于下面描述的实施例。此外，提供本公开的实施例是为了向本领域技术人员更完整地描述本公开。因此，为了更清楚的描述，附图中的要素的形状和尺寸可能被夸大，并且在附图中由相同的附图标记指示的要素是相同的要素。
为了在附图中清楚地描绘本公开，省略了与描述无关的部分。由于附图中示出的每个要素的尺寸(例如，厚度)是为了便于描述而任意指示的，因此本公开不必限于所示出的内容。另外，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要素。此外，在整个说明书中，当部件“包括”某个要素时，除非另有说明，否则这意味着还可包括其他要素而不排除其他要素。
在附图中，第一方向可被定义为堆叠方向或厚度(T)方向，第二方向可被定义为长度(L)方向，并且第三方向可被定义为宽度(W)方向。
多层电子组件
图1示意性地示出了根据实施例的多层电子组件的立体图。
图2是示意性地示出图1的主体的堆叠结构的分解立体图。
图3示意性地示出了沿图1的线I-I'截取的截面图。
图4示意性地示出了沿图1的线II-II'截取的截面图。
图5示意性地示出了图3的区域P的放大图。
在下文中，将参照图1至图5详细描述根据实施例的多层电子组件。
根据实施例的多层电子组件100包括：主体110，包括多个介电层111以及内电极121和122，内电极121和122包括导电材料；以及外电极131和132，设置在主体110上并连接到内电极121和122。内电极121和122在与外电极131和132连接的区域包括包含Sn的Sn扩散部121a和122a，并且Sn扩散部121a和122a中包括的Sn原子的平均数量相对于Sn扩散部121a和122a中包括的内电极的导电材料的主成分的原子的平均数量的比率可大于等于3％且小于等于50％。
在主体110中，介电层111以及内电极121和122交替堆叠。
主体110的具体形状没有特别限制，例如，如图所示，主体110可具有六面体形状或类似形状。由于用于形成主体110的陶瓷粉末在烧制工艺期间的收缩，主体110可不具有完全直的六面体形状，而是可具有基本上六面体形状。
主体110可具有在第一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并且在第二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、第二表面2、第三表面3和第四表面4并且在第三方向上彼此相对的第五表面5和第六表面6。
形成主体110的多个介电层111可处于烧制状态，并且相邻介电层111可一体化到在不使用扫描电子显微镜(SEM)的情况下可能难以确定它们之间的边界的程度。
主体110可划分为包括：有效部Ac，设置在主体110内部并且包括设置成彼此面对的第一内电极121和第二内电极122且介电层111介于第一内电极121和第二内电极122之间，以在有效部Ac中形成电容；上覆盖部112和下覆盖部113，形成在有效部在第一方向上的两个表面上；以及边缘部114和115，设置在有效部Ac在第三方向上的两个侧表面上。
用于形成介电层111的原材料不受限制，只要可获得足够的电容即可。通常，可使用钙钛矿(ABO3)基材料，例如，可使用钛酸钡基材料、铅复合钙钛矿基材料或钛酸锶基材料。钛酸钡基材料可包括BaTiO3基陶瓷粉末，并且BaTiO3基陶瓷粉末的示例可包括BaTiO3、钙(Ca)、锆(Zr)等部分固溶在BaTiO3中的(Ba1-xCax)TiO3(0<x<1)、Ba(Ti1-yCay)O3(0<y<1)、(Ba1-xCax)(Ti1-yZry)O3(0<x<1,0<y<1)或Ba(Ti1-yZry)O3(0<y<1)等。
此外，根据本公开的用途，可将各种陶瓷添加剂、有机溶剂、粘合剂、分散剂等添加到诸如钛酸钡(BaTiO3)的粉末中作为用于形成介电层111的原材料。
另一方面，介电层111的厚度td不需要特别限制。
然而，为了更容易地获得多层电子组件的小型化和高电容，介电层111的厚度td可以是0.6μm或更小，具体地，可以是0.4μm或更小。
在这种情况下，介电层111的厚度td可指示设置在相邻的第一内电极121和第二内电极122之间的介电层111的厚度。
另一方面，介电层111的厚度td可指示至少一个介电层111的平均厚度。
介电层111的平均厚度可从通过用放大倍数为10000的扫描电子显微镜(SEM)扫描主体110的长度和厚度方向(L-T方向)截面而获得的图像来测量。具体地，在扫描图像中，可通过测量一个介电层111在长度方向上等间隔的30个点处的厚度来获得平均值。可在有效部Ac中指定等间隔的30个点。另外，在通过将平均值的测量扩展到十个介电层111来获得平均值的情况下，介电层111的平均厚度可更一般化。在这种情况下，介电层111的平均厚度可指示介电层111在第一方向上的平均尺寸。
内电极121和122可与介电层111交替堆叠。
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交替地设置成彼此面对且介电层111介于第一内电极121和第二内电极122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。
具体地，第一内电极121与第四表面4间隔开并且可通过第三表面3暴露(或从第三表面3延伸或与第三表面3接触)，并且第二内电极122与第三表面3间隔开并且可通过第四表面4暴露(或从第四表面4延伸或与第四表面4接触)。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，并且第二外电极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不与第二外电极132连接，而是与第一外电极131连接，第二内电极122不与第一外电极131连接，而是与第二外电极132连接。在这种情况下，第一内电极121和第二内电极122可通过设置在它们之间的介电层111彼此电分离。
另一方面，主体110可通过交替堆叠其上印刷有用于第一内电极121的导电膏的陶瓷生片和其上印刷有用于第二内电极122的导电膏的陶瓷生片然后烧制而形成。
用于形成内电极121和122的材料没有特别限制，并且可使用具有优异导电性的导电材料。例如，内电极121和122可包括镍(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。
另外，内电极121和122可通过在陶瓷生片上印刷用于内电极的导电膏来形成，该导电膏包括镍(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。作为用于内电极的导电膏的印刷方法，可使用丝网印刷方法或凹版印刷方法，但是本公开不限于此。
另一方面，在形成镀层的镀覆工艺期间可能产生氢(将在稍后描述)，氢可能渗透到内电极中。在这种情况下，当施加电压时，渗透到内电极中的氢被氧化，从而向与其相邻的介电层释放电子，因此，介电层可能逐渐被还原，并且最终存在诸如绝缘电阻劣化等问题的风险。
在通常用作内电极的导电材料的Ni的情况下，已知氢渗透率为10-11m2/s。在这种情况下，当在内电极与外电极接触的区域中扩散有Sn(氢渗透率为10-14m2/s，Sn的氢扩散系数比Ni的氢扩散系数低)时，可防止氢渗透到内电极中，从而抑制绝缘电阻的劣化。例如，即使在可能导致绝缘电阻劣化的氢通过外电极渗透到内电极的末端的情况下，由于Sn扩散部存在于内电极与外电极接触的区域，因此可减少氢向主体内的扩散，并且可防止由于氢离子化引起的多层电子组件的可靠性变差。
在下文中，将更详细地描述Sn扩散部121a和122a。
Sn扩散部121a和122a可通过以下方式形成：在将外电极膏涂覆到主体110上之前，将Sn膏涂覆到主体110的暴露有内电极121和122的表面，例如涂覆到主体110的第三表面3和第四表面4，然后对其进行热处理。
Sn膏的热处理温度可以是600℃或更高，具体地，可以是700℃或更高，但不限于此，并且优选地，可以是使Sn容易从主体110的外侧扩散到内电极121和122的温度，但是可进行热处理的温度不超过可能使主体110的可靠性劣化的温度。
通过Sn膏的热处理，可通过从内电极121和122与外电极131和132彼此接触的点在向主体110内侧的方向上(例如，在第二方向(长度方向)上)的Sn扩散形成Sn扩散部121a和122a。
另一方面，在Sn扩散部121a和122a中，包含在内电极中的导电材料和Sn可反应从而形成合金，例如，Sn扩散部121a和122a可包括Ni和Sn的合金，但是本公开不限于此，并且即使未形成合金，当Sn渗透到内电极121和122中时，也可实现氢渗透抑制效果。
在这种情况下，内电极121和122与外电极131和132之间的接触点可指：对于任意内电极121和122的相邻介电层111，介电层111的介电材料与外电极131和132的玻璃接触的点或它们接触的界面的延伸线中，对应于内电极所处区域的点或线段。
更具体地，参照图7A和图7B，在重复间隔开并具有不同对比度的多个层中，其中检测到Sn的层对应于内电极，并且其中未检测到Sn的层对应于介电层。例如，其中检测到Sn的内电极和其中未检测到Sn的介电层交替堆叠。另一方面，玻璃可分布在外电极与介电层接触的区域中而不是外电极与内电极的界面处。在这种情况下，内电极与外电极彼此接触的点或界面可被定义为：在介电层与玻璃接触的点或它们接触的界面的延伸线中，对应于内电极所处区域的点或线段。
在限定内电极与外电极彼此接触的点或界面的另一种方法中，内电极与外电极彼此接触的点或界面可被限定为：在通过延伸将任意介电层与玻璃之间的界面的中心和与任意介电层相邻的介电层与玻璃之间的界面的中心连接的线而提供的延伸线中，位于在任意介电层与相邻介电层之间的内电极所处区域的点，或者对应于设置在任意介电层与相邻介电层之间的内电极所处区域的线段。另一方面，关于在介电层之间连接的延伸线，当不包含玻璃时，延伸线可定义为连接任意介电层和相邻介电层的第二方向端部的中心点的线的延伸线。
具体地，参照图3和图5，Sn扩散部121a和122a可包括：第一Sn扩散部121a，包括在第一内电极121中；以及第二Sn扩散部122a，包括在第二内电极122中。例如，第一Sn扩散部121a可设置在第一内电极121中，位于与主体110的第三表面3相邻的区域中，第一内电极121与第一外电极131在第三表面3中接触，并且第二Sn扩散部122a可设置在第二内电极122中，位于与主体110的第四表面4相邻的区域中，第二内电极122与第二外电极132在第四表面4中接触。除非本文另有限制，否则Sn扩散部121a和122a将被描述为包括第一Sn扩散部121a和第二Sn扩散部122a。
在这种情况下，相对于内电极121和122中包含的导电材料的主成分的原子的平均数量，Sn扩散部121a和122a中包括的Sn元素的原子的平均数量的比率可大于等于3％且小于等于50％。
在这种情况下，内电极121和122中包含的导电材料的主成分可表示内电极121和122的导电材料中的含量最高的成分，并且具体地，可指Sn扩散部121a和122a中包括的除Sn外的导电材料中占据最大摩尔比率的导电材料。例如，内电极121和122中包含的导电材料的主成分是Sn以外的成分，并且内电极121和122中包含的导电材料的主成分可以是Ni。
另一方面，由于Sn可通过扩散形成到主体110内部(例如，内电极121和122中)，因此Sn的元素含量或原子数量可从内电极121和122与外电极131和132接触的点朝向主体110的内部逐渐减少，或者，Sn扩散部121a和122a中包括的Sn原子的平均数量相对于Sn扩散部121a和122a中包括的内电极121和122的导电材料的主成分的原子的平均数量的比率可从内电极与外电极接触的点在向主体110内侧的方向上降低，但是本公开不限于此。例如，通过控制应用于主体110的Sn的量、热处理温度等，内电极121和122与外电极131和132接触的点处的Sn元素的含量可与扩散到主体110中的Sn元素的含量基本相同。
在这种情况下，Sn的平均元素含量或原子数量可表示：在内电极121和122或Sn扩散部121a和122a中，在距内电极121和122与外电极131和132接触的点的预定深度(即，距内电极121和122与外电极131和132接触的点在第二方向上的距离)处多次测量的平均值。更具体地，Sn的平均元素含量或原子数量可指的是通过如下方式获得的值的平均值：在距内电极121和122(或Sn扩散部121a和122a)与外电极131和132之间的接触点(或界面)的中心处的特定深度处的任意点测量的Sn的元素含量或原子百分比(Sn/Ni，at％)，以及在Sn扩散部的与所述任意点相同的特定深度处且与所述任意点相距0.1μm的点处测量的Sn的元素含量或原子百分比(Sn/Ni，at％)。优选地，可以按照这种方式在更多点处进行测量。
另外，当在向主体110内侧的方向扩散的Sn均匀地渗透到多个内电极121和122中或者Sn深入地扩散到任意一个内电极中时，可实现氢渗透抑制效果，但是本公开不限于此。当在内电极121和122中形成Sn扩散部121a和122a时，可实现氢渗透抑制效果。
如果Sn扩散部121a和122a中包括的Sn元素的原子的平均数量相对于内电极121和122中包括的导电材料的主成分的原子的平均数量的比率小于3％，则Sn向内电极121和122的扩散不充分，因此，氢渗透抑制效果可能较差，并且如果Sn扩散部121a和122a中包括的Sn元素的原子的平均数量相对于内电极121和122中包括的导电材料的主成分的原子的平均数量的比率超过50％，则存在由于Sn连接在相邻的内电极121和122之间使得可靠性可能降低的担忧。
另一方面，图6A至图6C是在内电极121和122中形成有Sn扩散部121a和122a的SEM图像。参照图6A至图6C，在本公开的实施例中，Sn扩散部121a和122a的从内电极121和122与外电极131和132接触的点在向主体110内侧的方向(第二方向)上的尺寸可大于等于1μm且小于等于30μm。例如，Sn扩散部121a和122a可具有大于等于1μm且小于等于30μm的长度。
如果Sn扩散部121a和122a的长度小于1μm，则氢渗透抑制效果可能较差，并且如果长度超过30μm，则产生孔并且可靠性可能降低。参照图11A，可确认，由于Sn向内电极中的扩散过深而产生孔，并且在产生孔的情况下，氢渗透抑制效果可能较差。参照评价了相同比较例的耐湿可靠性的图12，可确认，在相对快的时间(约30分钟)内在多个样品片中发生绝缘电阻的击穿，并且稍后将描述与该示例的更详细的比较。
另一方面，在距内电极121和122与外电极131和132接触的点在向主体110内侧的方向上1μm的点处，Sn扩散部121a和122a中包括的Sn原子的平均数量相对于Sn扩散部121a和122a中包括的内电极的导电材料的主成分的原子的平均数量的比率可大于等于30％且小于等于50％。
另外，在距内电极121和122与外电极131和132接触的点在向主体110内侧的方向上5μm的点处，Sn扩散部121a和122a中包括的Sn原子的平均数量相对于Sn扩散部121a和122a中包括的内电极的导电材料的主成分的原子的平均数量的比率可大于等于15％且小于等于30％。
另外，在从内电极121和122与外电极131和132接触的点在向主体110内侧的方向上大于等于10μm且小于等于30μm的区域中，Sn扩散部121a和122a中包括的Sn原子的平均数量相对于Sn扩散部121a和122a中包括的内电极的导电材料的主成分的原子的平均数量的比率可大于等于3％且小于等于10％。
如果在上述点或区域处，Sn扩散部121a和122a中包括的Sn原子的平均数量相对于Sn扩散部121a和122a中包括的内电极的导电材料的主成分的原子的平均数量的比率小于下限，则氢渗透抑制效果可能较差，并且如果超过上限，则存在可靠性可能降低的风险。
具体地，图11B是包含过量Sn的Sn扩散部的SEM图像。可确认，产生了孔并且相邻的内电极被连接。在这种情况下，可靠性可能较差，可能存在诸如内电极之间的短路缺陷。
Sn扩散部121a和122a中包括的内电极的导电材料的主成分的原子的平均数量或Sn扩散部121a和122a中包括的Sn原子的平均数量可通过如下方式测量：在Sn扩散121a和122a的相同点(深度)处，例如深度大于等于1μm且小于等于30μm，深度大于等于5μm且小于等于30μm，或深度大于等于10μm且小于等于30μm，通过EDS分析测量每种元素，并且这种测量值可以是通过扩展到5个Sn扩散部121a和122a而求平均的值，并且优选地，可对更多个点处的测量值求平均。
另一方面，内电极121和122的厚度te不需要特别限制。
然而，为了更容易地获得多层电子组件的小型化和高电容，内电极121和122的厚度te可以是0.6μm或更小，具体地，0.4μm或更小。
另一方面，内电极121和122的厚度te可指示内电极121和122的平均厚度。
内电极121和122的平均厚度可从通过用放大倍数为10000的扫描电子显微镜(SEM)扫描主体110的长度和厚度方向(L-T方向)截面而获得的图像来测量。具体地，在扫描图像中，可通过测量内电极121和122中的一个内电极在长度方向上等间隔的30个点处的厚度来获得平均值。可在有效部Ac中指定等间隔的30个点。另外，当通过将平均值的测量扩展到十个内电极121和122来获得平均值时，内电极121和122的平均厚度可更一般化。在这种情况下，内电极121和122的平均厚度可指示内电极121和122在第一方向上的平均尺寸。
覆盖部112和113可包括在第一方向上设置在有效部Ac上的上覆盖部112和在第一方向上设置在有效部Ac下方的下覆盖部113。
上覆盖部112和下覆盖部113可通过在第一方向上分别在有效部Ac的上表面和下表面上堆叠单个介电层或者两个或更多个介电层来形成，并且可基本上用于防止由于物理应力或化学应力而对内电极121和122的损坏。
上覆盖部112和下覆盖部113不包括内电极121和122，并且可包括与介电层111的材料相同的材料。例如，上覆盖部112和下覆盖部113可包括陶瓷材料(例如钛酸钡(BaTiO3)基陶瓷材料)。
覆盖部112和113的厚度tc不需要特别限制。然而，为了更容易地获得多层电子组件的小型化和高电容，覆盖部112和113的厚度tc可以是30μm或更小，具体地，在超小产品中可以是20μm或更小。
在这种情况下，覆盖部112和113的厚度tc可指示覆盖部112和113的平均厚度。
覆盖部112和113的平均厚度可从通过用放大倍数为10000的扫描电子显微镜(SEM)扫描主体110的长度和厚度方向(L-T方向)截面而获得的图像来测量。具体地，平均厚度可以是通过在扫描图像中测量一个覆盖部在长度方向上等间隔的十个点处的厚度而获得的平均值。可在上覆盖部112中指定等间隔的十个点。另外，当通过将平均值的测量扩展到下覆盖部113来测量平均值时，覆盖部112和113的平均厚度可更一般化。在这种情况下，覆盖部112和113的平均厚度可指示覆盖部112和113在第一方向上的平均尺寸。
边缘部114和115可包括设置在有效部Ac在第三方向上的一个侧表面上的第一边缘部114和设置在有效部Ac在第三方向上的另一侧表面上的第二边缘部115。例如，边缘部114和115可设置在有效部Ac在第三方向上的两个侧表面上。
如图所示，基于主体110的厚度和宽度(W-T)方向截面，边缘部114和115可指示第一内电极121和第二内电极122在三个方向上的两端与主体110的外表面之间的区域。
边缘部114和115可基本上用于防止由于物理应力或化学应力对内电极121和122的损坏。
边缘部114和115可通过在陶瓷生片(要形成边缘部114和115的地方除外)上涂覆导电膏来形成内电极121和122而形成。如上所述，为了抑制由内电极121和122引起的台阶差，可通过如下方式形成边缘部114和115：在获得层叠体之后，按照使内电极121和122暴露于有效部Ac在宽度方向上的两个侧表面的方式切割层叠体，然后，在有效部Ac在宽度方向上的两个侧表面上堆叠单个介电层或者两个或更多个介电层。
第一边缘部114和第二边缘部115的厚度(在主体的宽度方向上的尺寸)不需要特别限制。然而，为了更容易地获得多层电子组件100的小型化和高电容，第一边缘部114和第二边缘部115的厚度可以是30μm或更小，具体地，在超小型产品中可以是20μm或更小。
在这种情况下，边缘部114和115的厚度可指示边缘部114和115的平均厚度。
边缘部114和115的平均厚度可从通过用放大倍数为10000的扫描电子显微镜(SEM)扫描主体110的厚度和宽度方向(W-T方向)截面而获得的图像来测量。具体地，平均厚度可以是通过在扫描图像中测量一个边缘部在主体的厚度方向上的十个等间隔点处的厚度而获得的平均值。可在第一边缘部114中指定等间隔的十个点。另外，如果通过将平均值的测量扩展到第二边缘部115来测量平均值，则边缘部114和115的平均厚度可更一般化。在这种情况下，边缘部114和115的平均厚度可指示边缘部114和115在第三方向上的平均尺寸。
在本公开的实施例中，描述了多层电子组件100具有两个外电极131和132的结构，但是外电极131和132的数量和形状等可根据内电极121和122的形式或其他用途而变化。
外电极131和132可设置在主体110上以连接到内电极121和122。
具体地，外电极131和132可包括分别设置在主体110的第三表面3和第四表面4上并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。
另一方面，外电极131和132可由任意材料(诸如金属等)形成，只要该材料具有导电性即可，并且外电极131和132的具体材料可考虑电特性、结构稳定性等来确定，并且还可具有多层结构。
例如，外电极131和132可包括设置在主体110上的电极层131a和132a以及设置在电极层131a和132a上的镀层131b和132b。
作为电极层131a和132a的更具体的示例，电极层131a和132a可以是包括导电金属和玻璃的烧制电极或者包括导电金属和树脂的树脂基电极。
另外，电极层131a和132a可呈在主体110上依次形成烧制电极和树脂基电极的形式。此外，电极层131a和132a可通过将包括导电金属的片材转印到主体110上或通过将包括导电金属的片材转印到烧制电极上来形成。
作为电极层131a和132a包括的导电金属，可使用导电性优异的材料。例如，导电金属可以是镍(Ni)、铜(Cu)以及它们的合金中的至少一种，但不限于此。
在实施例中，外电极131和132可不包括Sn扩散部121a和122a。
具体地，可优选使得Sn扩散部121a和122a不设置在电极层131a和132a(作为外电极131和132的与内电极121和122接触的区域)中。
如果Sn扩散部121a和122a保留在主体的外侧上，则难以均匀地涂覆外电极膏，因此，可能更容易产生孔或裂缝，并且可能促进外部水分或镀液的渗透，从而降低多层电子组件的可靠性并降低主体110与外电极131和132之间的粘附性。
在将Sn膏涂覆到主体上，然后进行热处理以使Sn扩散到内电极中之后，可优选使用喷砂方法除去残留的Sn。通过除去残留的Sn，可均匀地涂覆外电极膏，从而防止孔等的形成，不会降低外电极与主体之间的结合力，且因此提高了多层电子组件的可靠性。作为除去残留Sn的方法，可使用喷砂法，但方法不限于此，只要不对多层电子组件施加过度的冲击或降低可靠性，则可使用任意方法。
参照示出本公开的实施例中的FE-SEM图像的图7B，可看出，内电极121和122包括位于内电极121和122与外电极131和132彼此接触的区域中的Sn扩散部121a和122b，但是几乎没有Sn扩散部121a和122b保留在外电极131和132中。因此，可看出，在外电极131、132中未产生孔。
镀层131b和132b用于改善安装特性，并且可设置在包括导电金属的电极层131a和132a或烧制电极上。
镀层131b和132b的类型不受特别限制，并且可以是包括镍(Ni)、锡(Sn)、钯(Pd)以及它们的合金中的至少一种的单层的镀层131b和132b，或者可以是包括多个层的形式。
作为镀层131b和132b的更具体示例，镀层131b和132b可以是Ni镀层或Sn镀层，或者可以是在电极层131a和132a上依次形成Ni镀层和Sn镀层的形式，或者可以是依次形成Sn镀层、Ni镀层和Sn镀层的形式。另外，镀层131b和132b可包括多个Ni镀层和/或多个Sn镀层。
多层电子组件100的尺寸不需要特别限制。
然而，为了同时获得小型化和高电容，需要通过相对减小介电层和内电极的厚度来增加堆叠的层数。因此，在尺寸为0402(长×宽，0.4mm×0.2mm)或更小的多层电子组件100中，由于抑制氢渗透所带来的提高可靠性、提高每单位体积的电容、提高绝缘电阻的效果可更显著。
在下文中，将通过示例实施例更详细地描述本公开，但是这些描述旨在帮助具体理解本公开，并且本公开的范围不限于示例实施例。
具体地，将参照图8A至图12详细描述本公开的示例实施例和比较例。
(示例实施例)
下面的表1对应于通过测量Sn扩散部的各个深度的Sn原子的数量而获得的数据。在Sn扩散部中测量Sn的测量深度(测量点)位于距内电极与外电极接触的点在向主体内侧的方向上1μm、5μm以及10μm或更大的任意点处，并且at％表示Sn元素的原子的数量(或摩尔数)相对于内电极中包含的Ni元素的原子的数量(或摩尔数)的百分比(％)(Sn/Ni，at％)。
[表1]
参照表1，在形成有Sn扩散部的区域中，可确认，在距内电极与外电极接触的点在向主体内侧的方向上1μm的点处的Sn的原子百分比为大于等于30at％且小于等于50at％，并且Sn的平均原子百分比对应于39.7at％。可看出，5μm点处的Sn的原子百分比大于等于15at％且小于等于30at％，并且Sn的平均原子百分比对应于19.2at％。可确认，在10μm或更大的任意点处，Sn的原子百分比大于等于3at％且小于等于10at％，并且Sn的平均原子百分比对应于5.2at％。
在下文中，将详细描述针对例如包括Sn扩散部的多层电子组件的耐湿可靠性评价的如[表1]所示的满足本公开的数值范围的示例实施例，Sn扩散部满足：测量深度为1μm处的Sn的平均原子百分比大于等于30at％且小于等于50at％，测量深度为5μm处的Sn的平均原子百分比大于等于15at％且小于等于30at％，测量深度为10μm或更大时的Sn的平均原子百分比大于等于3at％且小于等于10at％。
比较例1(图8A、图9A和图10A)对应于应用了现有技术的Ni内电极和Cu外电极且未形成Sn扩散部的多层电子组件。
比较例2(图11A)对应于形成有Sn扩散部的多层电子组件，但Sn在内电极中扩散得过深。其他结构与比较例1相同。
比较例3(图11B和图12)对应于形成有Sn扩散部的多层电子组件，但由于Sn的过度扩散而产生内电极间的连接。其他结构与比较例1相同。
在示例实施例1(图8B、图9B、图10B)中，将Sn膏涂覆到主体的暴露内电极的表面，并且在660℃下热处理之后，通过喷砂除去残留的Sn，并且形成Cu外电极。其他结构与比较例1相同。
在示例实施例2(图8C、图9C、图10C)中，将Sn膏涂覆到主体的暴露内电极的表面，并且在730℃下热处理之后，通过喷砂除去残留的Sn，并且形成Cu外电极。其他结构与比较例1相同。
对于比较例和示例实施例，进行剧烈充氢，并且对经受剧烈充氢的样品进行高加速寿命测试(HALT)和耐湿可靠性实验。
对于剧烈充氢，使待评价的样品位于含有0.01M(mol/L)NaOH的水浴中的还原电极上，并且铂位于氧化电极上。此后，通过在3.5V至4.0V的电压条件和0.03A的电流条件下进行60分钟，通过还原电极产生氢气。
其后，评价经受剧烈充氢的比较例和示例实施例的样品的HALT和耐湿可靠性。
在85℃的温度条件和1.2Vr(额定电压)的电压条件下进行2小时HALT可靠性评价，并且可在图9A-图9C的曲线图中确认结果。理想的目标值设定为绝缘电阻(IR)值相对于初始绝缘电阻值(1.00E+09，图中的最高值)没有降低的情况。将绝缘电阻值相对于初始绝缘电阻值降低至1/10或降低的更少的情况(例如，绝缘电阻值为1.00E+08或更大的情况)评价为优异，将绝缘电阻值降至小于1.00E+08的情况评价为不合格。
在85℃的温度条件、85％的相对湿度和1.0Vr的电压条件下进行2小时耐湿可靠性评价，并且可在图10A至图10C和图12的曲线图中确认结果。理想的目标值设定为绝缘电阻值相对于初始绝缘电阻值(1.00E+09，图中的最高值)没有降低的情况，绝缘电阻值相对于初始绝缘电阻值降低至1/1000或降低的更少的情况(例如，绝缘电阻值为1.00E+06或更大的情况)被评价为优异，降至小于1.00E+06的情况被评价为不合格。
首先，在未形成Sn扩散部的比较例1中，可确认，在加速充氢后的HALT评价(图9A)中，降至小于1.00E+08的样品数比示例实施例的降至小于1.00E+08的样品数多，类似地，可看出，在耐湿可靠性评价(图10A)中，降至小于1.00E+06的样品数比示例实施例的降至小于1.00E+06的样品数多。
在含有过量Sn的比较例3中，可确认，在加速充氢后，在耐湿可靠性评价(图12)中，降至小于1.00E+06的样品数比示例实施例的降至小于1.00E+06的样品数多，并且还可查看到发生绝缘电阻击穿的样品。
另一方面，在示例实施例1中，可确认，在加速充氢后的HALT评价(图9B)中，几乎不存在降至小于1.00E+08的样品，在示例实施例2中，可确认，在加速充氢后的HALT评价(图9C)中，不存在降至小于1.00E+08的样品。另外，在示例实施例1中，可看出，在耐湿可靠性评价(图10B)中，几乎不存在降至小于1.00E+06的样品，并且可确认样品具有约1.00E+06或更大的绝缘电阻值。在示例实施例2中，可看出，在耐湿可靠性评价(图10C)中，几乎不存在降至小于1.00E+06的样品，并且可看出样品具有约1.00E+06或更大的绝缘电阻值。
因此，可确认，当存在Sn扩散部时，与不存在Sn扩散部的情况相比，氢渗透抑制效果优异，并且可看出，在Sn元素的原子的平均数量相对于内电极的导电材料的主成分的原子的平均数量的比率满足大于等于3％且小于等于50％的情况下，氢渗透抑制效果优异。
如上所述，根据实施例，由于在内电极与外电极接触的区域设置氢扩散系数相对低的Sn扩散部，可通过防止内电极的绝缘电阻劣化来提高多层电子组件的可靠性。
由于外电极不包括Sn扩散部，因此能够提高多层电子组件的可靠性。
虽然上面已经示出和描述了示例实施例，但是对于本领域技术人员来说将易于理解的是，在不脱离由所附权利要求限定的本公开的范围的情况下，可进行修改和变化。

Claims (25)

1.一种多层电子组件，包括：
主体，包括多个介电层和内电极，所述内电极包括导电材料；以及
外电极，设置在所述主体上并连接到所述内电极，
其中，所述内电极在与所述外电极连接的区域包括包含Sn的Sn扩散部，并且
所述Sn扩散部中包括的Sn原子的平均数量相对于所述Sn扩散部中包括的所述内电极的所述导电材料的主成分的原子的平均数量的比率大于等于3％且小于等于50％。
2.根据权利要求1所述的多层电子组件，其中，所述Sn扩散部的从所述内电极与所述外电极接触的点在向所述主体内侧的方向上的尺寸大于等于1μm且小于等于30μm。
3.根据权利要求1所述的多层电子组件，其中，在距所述内电极与所述外电极接触的点在向所述主体内侧的方向上1μm的点处，所述Sn扩散部中包括的Sn原子的平均数量相对于所述Sn扩散部中包括的所述内电极的所述导电材料的主成分的原子的平均数量的比率大于等于30％且小于等于50％。
4.根据权利要求1所述的多层电子组件，其中，在距所述内电极与所述外电极接触的点在向所述主体内侧的方向上5μm的点处，所述Sn扩散部中包括的Sn原子的平均数量相对于所述Sn扩散部中包括的所述内电极的所述导电材料的主成分的原子的平均数量的比率大于等于15％且小于等于30％。
5.根据权利要求1所述的多层电子组件，其中，在距所述内电极与所述外电极接触的点在向所述主体内侧的方向上大于等于10μm且小于等于30μm的区域中，所述Sn扩散部中包括的Sn原子的平均数量相对于所述Sn扩散部中包括的所述内电极的所述导电材料的主成分的原子的平均数量的比率大于等于3％且小于等于10％。
6.根据权利要求1所述的多层电子组件，其中，所述Sn扩散部中包括的Sn原子的平均数量相对于所述Sn扩散部中包括的所述内电极的所述导电材料的主成分的原子的平均数量的比率从所述内电极与所述外电极接触的点在向所述主体内侧的方向上降低。
7.根据权利要求1所述的多层电子组件，其中，所述Sn扩散部包括包含所述内电极的所述导电材料和Sn的合金。
8.根据权利要求1所述的多层电子组件，其中，所述内电极的所述导电材料包括从由Ni、Pd、Ag、Au、Pt、W、Ti以及它们的合金组成的组中选择的至少一种。
9.根据权利要求1所述的多层电子组件，其中，所述导电材料包括Ni，并且
所述Sn扩散部中的Sn原子的平均数量相对于所述Sn扩散部中的Ni原子的平均数量的比率大于等于3％且小于等于50％。
10.一种多层电子组件，包括：
主体，包括多个介电层和内电极，所述内电极包括导电材料；以及
外电极，设置在所述主体上并连接到所述内电极，
其中，所述内电极在与所述外电极连接的区域包括包含Sn的Sn扩散部，并且
所述外电极的与所述主体接触的层不包括所述Sn扩散部。
11.根据权利要求10所述的多层电子组件，其中，所述Sn扩散部中包括的Sn原子的平均数量相对于所述Sn扩散部中包括的所述内电极的所述导电材料的主成分的原子的平均数量的比率大于等于3％且小于等于50％。
12.根据权利要求10所述的多层电子组件，其中，所述Sn扩散部的从所述内电极与所述外电极接触的点在向所述主体内侧的方向上的尺寸大于等于1μm且小于等于30μm。
13.根据权利要求10所述的多层电子组件，其中，在距所述内电极与所述外电极接触的点在向所述主体内侧的方向上1μm的点处，所述Sn扩散部中包括的Sn原子的平均数量相对于所述Sn扩散部中包括的所述内电极的所述导电材料的主成分的原子的平均数量的比率大于等于30％且小于等于50％。
14.根据权利要求10所述的多层电子组件，其中，在距所述内电极与所述外电极接触的点在向所述主体内侧的方向上5μm的点处，所述Sn扩散部中包括的Sn原子的平均数量相对于所述Sn扩散部中包括的所述内电极的所述导电材料的主成分的原子的平均数量的比率大于等于15％且小于等于30％。
15.根据权利要求10所述的多层电子组件，其中，在距所述内电极与所述外电极接触的点在向所述主体内侧的方向上大于等于10μm且小于等于30μm的区域中，所述Sn扩散部中包括的Sn原子的平均数量相对于所述Sn扩散部中包括的所述内电极的所述导电材料的主成分的原子的平均数量的比率大于等于3％且小于等于10％。
16.根据权利要求10所述的多层电子组件，其中，所述Sn扩散部中包括的Sn原子的平均数量相对于所述Sn扩散部中包括的所述内电极的所述导电材料的主成分的原子的平均数量的比率从所述内电极与所述外电极接触的点在向主体内侧的方向上降低。
17.根据权利要求10所述的多层电子组件，其中，所述Sn扩散部包括包含所述内电极的所述导电材料和Sn的合金。
18.根据权利要求10所述的多层电子组件，其中，所述内电极的所述导电材料包括选自由Ni、Pd、Ag、Au、Pt、W、Ti以及它们的合金组成的组中的至少一种。
19.根据权利要求10所述的多层电子组件，其中，所述导电材料包括Ni，并且
所述Sn扩散部中的Sn原子的平均数量相对于所述Sn扩散部中的Ni原子的平均数量的比率大于等于3％且小于等于50％。
20.一种多层电子组件，包括：
主体，包括多个介电层和内电极，所述内电极包括导电材料；以及
外电极，设置在所述主体上并连接到所述内电极，
其中，所述内电极在与所述外电极连接的区域包括包含Sn的Sn扩散部，
所述Sn扩散部中的Sn相对于所述Sn扩散部中的所述导电材料的主成分的原子比率从所述内电极与所述外电极接触的点在向所述主体内侧的方向上降低。
21.根据权利要求20所述的多层电子组件，其中，所述Sn扩散部的从所述内电极与所述外电极接触的点在向所述主体内侧的方向上的尺寸大于等于1μm且小于等于30μm。
22.根据权利要求20所述的多层电子组件，其中，所述Sn扩散部的从所述内电极与所述外电极接触的点在向所述主体内侧的方向上的尺寸大于等于5μm且小于等于30μm。
23.根据权利要求20所述的多层电子组件，其中，所述Sn扩散部的从所述内电极与所述外电极接触的点在向所述主体内侧的方向上的尺寸大于等于10μm且小于等于30μm。
24.根据权利要求20所述的多层电子组件，其中，所述导电材料包括Ni，并且
所述Sn扩散部中的Sn相对于所述Sn扩散部中的Ni的原子比率大于等于3at％且小于等于50at％。
25.根据权利要求20所述的多层电子组件，其中，所述导电材料包括Ni，并且
所述Sn扩散部包括Ni和Sn的合金。
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