陶瓷电子组件的制作方法

陶瓷电子组件
1.本技术是申请日为2019年2月21日、优先权日为2018年9月21日、申请号为201910128559.5、发明名称为“陶瓷电子组件”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
2.本公开涉及一种陶瓷电子组件。


背景技术：

3.作为一种陶瓷电子组件的多层陶瓷电容器安装在各种电子产品(包括诸如液晶显示器(lcd)和等离子体显示面板(pdp)等的显示装置、计算机、智能电话、移动电话等)的印刷电路板上用于充电或放电。
4.由于多层陶瓷电容器的诸如紧凑性、高电容和易于安装的优点，因此这种多层陶瓷电容器可用作各种类型的电子装置的组件。由于诸如计算机、移动装置等电子装置的小尺寸和高功率的趋势，对小尺寸、高电容多层陶瓷电容器的需求有所增加。
5.近来，随着业界对电子组件的兴趣的增加，要求多层陶瓷电容器具有高可靠性和高强度特性以在汽车或信息娱乐系统中使用。
6.详细地，已经要求多层陶瓷电容器具有高弯曲强度特性。相应地，需要改善内部和外部结构。


技术实现要素：

7.本公开的一方面可提供一种具有优异可靠性的陶瓷电子组件。
8.根据本公开的一方面，一种陶瓷电子组件包括：主体，包括介电层以及设置为彼此面对的多个内电极，且所述介电层介于所述多个内电极之间，所述主体具有设置为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设置为彼此相对的第三表面和第四表面及连接到所述第一表面至所述第四表面并且设置为彼此相对的第五表面和第六表面；以及外电极，包括设置在所述主体的所述第三表面或所述第四表面上的连接部以及从所述连接部延伸到所述第一表面的部分和所述第二表面的部分的带部。所述外电极包括电连接到所述内电极的电极层、设置在所述电极层上的导电树脂层、设置在所述导电树脂层上的镍(ni)镀层以及设置在所述ni镀层上的锡(sn)镀层。所述ni镀层延伸超过所述导电树脂层，并且所述sn镀层延伸超过所述ni镀层。当t1是所述ni镀层在所述带部与所述主体直接接触的宽度，并且t2是所述sn镀层在所述带部与所述主体直接接触的宽度时，t1大于或等于0.5微米并且小于7微米，而t1/t2满足0《t1/t2《0.7或1.0≤t1/t2《7.0。
9.根据本公开的另一方面，一种陶瓷电子组件包括：主体，包括介电层和设置为彼此面对的多个内电极，且所述介电层介于所述多个内电极之间，所述主体具有设置为彼此相对的第一表面和第二表面、设置为彼此相对的第三表面和第四表面及设置为彼此相对的第五表面和第六表面；以及外电极，包括设置在所述主体的所述第三表面或所述第四表面上的连接部以及从所述连接部延伸到所述第一表面的部分和所述第二表面的部分的带部。所
述外电极包括连接到所述内电极的电极层、设置在所述电极层上的导电树脂层、设置在所述导电树脂层上的镍(ni)镀层以及设置在所述ni镀层上的锡(sn)镀层。当带部的电极层厚度定义为t3，带部的导电树脂层厚度定义为t4并且带部的镍(ni)镀层厚度定义为t5时，t5大于或等于0.5微米且小于7微米，并且t5/(t3 t4)在t3 t4小于或等于100微米的情况下满足1≤100
×
t5/(t3 t4)《17.5并且在t3 t4大于100微米的情况下满足0.3≤100
×
t5/(t3 t4)《4.38。
附图说明
10.通过以下结合附图的详细描述，将更清楚地理解本公开的以上和其他方面、特征和优点，其中：
11.图1是根据本公开中的示例性实施例的陶瓷电子组件的透视图；
12.图2是沿着图1中的线i-i
′
截取的截面图；
13.图3a示出其上印刷有第一内电极的陶瓷生片，图3b示出其上印刷有第二内电极的陶瓷生片；
14.图4是图2中的区域“p1”的放大图；
15.图5是图2中的区域“p2”的放大图；以及
16.图6是图2中的区域“p3”的放大图。
具体实施方式
17.在下文中，如下将参照附图描述本公开中的实施例。然而，本公开可以以许多不同的形式实施，并且不应该被解释为限于在此阐述的实施例。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地传达本公开的范围。在附图中，为了清楚起见，可夸大元件的形状和尺寸，并且将始终使用相同的附图标记来表示相同或相似的组件。
18.此外，在各个实施例的附图中示出的相同构思的范围内具有相同功能的元件将通过使用相同的附图标记来描述。本说明书中使用的术语用于解释实施例而不是限制本发明。除非明确地相反描述，否则在本说明书中单数形式包括复数形式。词语“包括”和诸如“包含”或“含有”的变型将被理解为暗示包括所陈述的组成、步骤、操作和/或元件，但不排除任意其他组成、步骤、操作和/或元件。
19.在附图中，x方向可定义为第二方向、l方向或长度方向，y方向可定义为第三方向、w方向或宽度方向，z方向可定义为第一方向、层叠方向、t方向或厚度方向。
20.陶瓷电子组件
21.图1是根据本公开中的示例性实施例的陶瓷电子组件的透视图。
22.图2是沿着图1中的线i-i
′
截取的截面图。
23.图3a示出其上印刷有第一内电极的陶瓷生片，图3b示出其上印刷有第二内电极的陶瓷生片。
24.参照图1至图3b，根据示例性实施例的电容器组件100包括主体110以及外电极131和132。主体110包括多个介电层111以及交替地设置为彼此面对并且介电层111介于其间的第一内电极121和第二内电极122，并且所述主体110具有设置为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并且设置为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至第四表面4并且设置为彼此相对的第五表面5和第六表面6。外电极131和132包括设置在主体110的第三表面3和第四表面4上的连接部c以及从连接部c延伸到第一表面1的部分和第二表面2的部分的带部b。外电极131和132包括连接到内电极121和122的电极层131a和132a、设置在电极层131a和132a上的导电树脂层131b和132b、设置在导电树脂层131b和132b上的镍(ni)镀层131c和132c以及设置在镍(ni)镀层131c和132c上的锡(sn)镀层131d和132d。当ni镀层131c或132c在带部b与主体110直接接触的宽度被定义为t1并且sn镀层131d或132d在带部b与主体110直接接触的宽度被定义为t2时，t1大于或等于0.5微米(μm)且小于7μm，同时t1/t2满足0《t1/t2《0.7或1.0≤t1/t2《7.0。
25.在下文中，将描述根据示例性实施例的陶瓷电子组件。详细地，将描述多层陶瓷电容器，但描述将不限于此。
26.在主体110中，介电层111与内电极121和122交替地层叠。
27.主体110的形状不受限制，而是可具有六面体形状或与六面体形状类似的形状。在烧结过程中在包含在主体110中的陶瓷粉末的收缩期间，主体110可具有大体上六面体形状而不是具有完全直线的六面体形状。
28.主体110可具有设置为在厚度方向(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并且设置为在长度方向(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及第三表面3和第四表面4并且被设置为在宽度方向(y方向)上彼此相对的第五表面5和第六表面6。
29.构成主体110的多个介电层111被烧结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，介电层111之间的边界可以是不容易显而易见的。
30.根据示例性实施例，介电层111的材料不受限制，只要能获得足够的电容即可。例如，介电层111的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。
31.根据本发明的目的，可将陶瓷添加剂、有机溶剂、增塑剂、粘合剂、分散剂等添加到作为介电层111的材料的诸如钛酸钡(batio3)的粉末中。
32.多个内电极121和122可设置为以介电层111介于内电极121和122之间的方式彼此面对。
33.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。
34.参照图1和图2，第一内电极121可与第四表面4分开并通过第三表面3暴露，并且第二内电极122可与第三表面3分开并通过第四表面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。
35.第一内电极121和第二内电极122可通过介于其间的介电层111彼此电隔离。参照图3a和3b，主体110可通过在厚度方向(z方向)上交替层叠其上印刷有第一内电极121的陶瓷生片“a”和其上印刷有第二内电极122的陶瓷生片“b”并烧结层叠的陶瓷生片“a”和陶瓷生片“b”来形成。
36.第一内电极121和第二内电极122的材料不受限制。例如，第一内电极121和第二内电极122可使用包括诸如钯(pd)、钯-银(pd-ag)合金的贵金属、镍(ni)和铜(cu)中的至少一
种的导电膏来形成。
37.导电膏的印刷方法可以是丝网印刷法、凹版印刷法等，但不限于此。
38.根据另一示例性实施例的电容器组件100可包括电容形成部和盖部112。电容形成部设置在主体110的内部，并包括设置为以介电层111介于其间的方式彼此面对的第一内电极121和第二内电极122，电容以这种方式形成。盖部112设置在电容形成部的上方和下方。
39.盖部112不包括内电极121和122，并且盖部112可包括与介电层111相同的材料。例如，盖部112可包括诸如钛酸钡基材料、铅复合钙钛矿基材料、钛酸锶基材料等的陶瓷材料。
40.盖部112可通过分别在电容形成部的顶表面和底表面上竖直地层叠单个介电层或者两个或更多个介电层来形成。盖部112可主要用于防止内电极被物理或化学应力损坏。
41.根据另一示例性实施例的电容器组件100包括外电极131和132，外电极131和132包括设置在主体110的第三表面3或第四表面4上的连接部c以及从连接部c延伸到第一表面1的部分和第二表面2的部分的带部b。
42.带部b可从连接部c延伸到第一表面1的部分和第二表面2的部分以及第五表面5的部分和第六表面6的部分。但实施例不限于此，带部b可从连接部c仅延伸到第一表面1的部分和第二表面2的部分。
43.外电极131和132可包括：第一外电极131，包括设置在第三表面3上的连接部；以及第二外电极132，包括设置在第四表面4上的连接部。
44.第一外电极131和第二外电极132可分别电连接到第一内电极121和第二内电极122以形成电容。第二外电极132可连接到与连接到第一外电极131的电位不同的电位。
45.在下文中，将主要描述第一外电极131，但描述将类似地应用于第二外电极132。
46.外电极131和132包括连接到内电极121和122的电极层131a和132a、设置在电极层131a和132a上的导电树脂层131b和132b、设置在导电树脂层131b和132b上的镍(ni)镀层131c和132c以及设置在ni镀层131c和132c上的锡(sn)镀层131d和132d。
47.电极层131a和132a可包括导电金属和玻璃。
48.在电极层131a和132a中使用的导电金属不受限制，只要其可电连接到内电极以形成电容即可。例如，导电金属可以是从利用铜(cu)、银(ag)、镍(ni)及它们的合金构成的组中选择的至少一种。
49.电极层131a和132a可通过涂覆通过向导电金属粉末添加玻璃粉而制备的导电膏并烧结该导电膏来形成。
50.导电树脂层131b和132b可设置在电极层131a和132a上，以完全覆盖电极层131a和132a。
51.导电树脂层131b和132b可包括导电金属和基体树脂。
52.包含在导电树脂层131b和132b中的基体树脂不受限制，只要其可具有粘合和振动吸收性并可与导电金属粉末混合以制备膏体即可。例如，基体树脂可包括环氧基树脂。
53.包含在导电树脂层131b和132b中的导电金属不受限制，只要其可电连接到电极层131a和132a即可。例如，导电金属可包括从利用铜(cu)、银(ag)、镍(ni)及它们的合金构成的组中选择的至少一种。
54.ni镀层131c和132c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。
55.sn镀层131d和132d可设置在ni镀层131c和132c上，以完全覆盖ni镀层131c和132c。
56.sn镀层131d和132d可用于改善安装特性。
57.图4是图2中的区域“p1”的放大图。
58.参照图4，在根据示例性实施例的陶瓷电子组件中，当ni镀层131c在带部b与主体110直接接触的宽度被定义为t1并且sn镀层131d在带部b与主体110直接接触的宽度被定义为t2时，t1可大于或等于0.5微米(μm)且小于7μm并且t1/t2可满足0《t1/t2《0.7或1.0≤t1/t2《7.0。
59.当ni镀层131c在带部b与主体110直接接触的宽度t1小于0.5μm时，可能会难以确保可焊性。当宽度t1大于或等于7μm时，可能会增大由镀覆应力引起的弯曲开裂的发生频率，从而使弯曲强度特性劣化。
60.当ni镀层131c在带部b与主体110直接接触的宽度t1小于sn镀层131d在带部b的端部与主体110直接接触的宽度t2时，t1/t2应小于0.7以确保足够的弯曲强度。当ni镀层131c在带部b与主体110直接接触的宽度t1大于或等于sn镀层131d在带部b与主体110直接接触的宽度t2时，t1/t2应小于7，以确保足够的弯曲强度。例如，t1/t2应满足0《t1/t2《0.7或1.0≤t1/t2《7.0，以确保足够的弯曲强度。
61.当t1大于或等于0.5μm且小于7μm且同时t1/t2满足0《t1/t2《0.7或1.0≤t1/t2《7.0时，可确保5mm或更大的足够的弯曲强度。
62.在这种情况下，sn镀层131d在带部b与主体110直接接触的宽度t2大于或等于0.5μm并且小于12μm。
63.当sn镀层131d在带部b与主体110直接接触的宽度t2小于0.5μm时，可能会难以确保可焊性。当sn镀层131d在带部b的端部与主体110直接接触的宽度t2大于或等于12μm时，可能会增大由镀覆应力引起的弯曲开裂的发生频率，从而使弯曲强度特性劣化。
64.sn镀层131d和132d可设置在ni镀层131c和132c上，以完全覆盖ni镀层131c和132c。
65.sn镀层131d和132d用于改善安装特性。
66.图6是图2中的区域“p3”的放大图。
67.参照图6，在根据示例性实施例的电容器组件中，介电层111的厚度td以及内电极121和122中的每个的厚度te可满足td》2
×
te。
68.例如，根据另一示例性实施例，介电层111的厚度td大于内电极121和122中的每个的厚度te的两倍。
69.通常，用于高电压电气部件的电子组件的重要问题是由在高电压环境下的击穿电压降低引起的可靠性问题。
70.在根据示例性实施例的电容器组件中，介电层111被设置为具有大于内电极121和122中的每个的厚度te的两倍的厚度td，以防止在高电压环境下击穿电压降低。因此，可增大介电层的为内电极之间的距离的厚度，以改善击穿电压特性。
71.在介电层111的厚度td至多是内电极121和122中的每个的厚度te的两倍的情况下，介电层的作为内电极之间的距离的厚度可能太小以至于击穿电压降低。
72.内电极121和122中的每个的厚度te可小于1微米(μm)，并且介电层的厚度td可小
于2.8μm，但它们的厚度不限于此。
73.在下文中，将详细描述根据另一示例性实施例的电容器组件。
74.为了避免重复说明，将在另一示例性实施例中省略对于与在以上示例性实施例中阐述的相同或相似元件的描述。
75.与根据示例性实施例的陶瓷电子组件类似，根据另一示例性实施例的陶瓷电子组件包括主体110以及外电极131和132。主体110包括多个介电层111以及交替地设置为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，并且主体110具有设置为在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并且设置为在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至第四表面4并且设置为彼此相对的第五表面5和第六表面6。外电极131和132包括设置在主体110的第三表面3和第四表面4上的连接部c以及从连接部c延伸到第一表面1的部分和第二表面2的部分的带部b。外电极131和132可包括电极层131a和132a、设置在电极层131a和132a上的导电树脂层131b和132b、设置在导电树脂层131b和132b上的镍(ni)镀层131c和132c以及设置在ni镀层131c和132c上的锡(sn)镀层131d和132d。
76.当带部b的电极层131a和132a中的每个的厚度被定义为t3、导电树脂层131b和132b中的每个的厚度被定义为t4、ni镀层131c和132c中的每个的厚度被定义为t5并且sn镀层131d和132d中的每个的厚度被定义为t6时，t5大于或等于0.5μm且小于7μm。在t3 t4小于或等于100μm的情况下，t3和t4满足1≤100
×
t5/(t3 t4)《17.5。在t3 t4大于100μm的情况下，t3和t4满足0.3≤100
×
t5/(t3 t4)《4.38。
77.在这种情况下，t3至t6可以是在带部b的中央部分中测量的厚度。
78.在下文中，将主要描述第一外电极131，但描述将类似地应用于第二外电极132。
79.图5是图2中的区域“p2”的放大图。
80.参照图5，带部b的镍(ni)镀层131c具有大于或等于0.5μm且小于7μm的厚度t5。
81.当ni镀层131c的厚度t5小于0.5μm时，可能会难以确保可焊性。当ni镀层131c的厚度t5大于或等于7μm时，可能会增大由镀覆应力引起的弯曲开裂的发生频率，从而使弯曲强度特性劣化。
82.由于仅控制带部b的ni镀层131c的厚度t5可能无法确保足够的弯曲强度，因此应考虑电极层131a的厚度t3和导电树脂层131b的厚度t4的总和来控制带部b的ni镀层131c的厚度t5。
83.相应地，为了确保5mm或更大的足够的弯曲强度，当t5大于或等于0.5μm且小于7μm并且t3 t4小于或等于100μm时，t3 t4应满足1≤100
×
t5/(t3 t4)《17.5，并且当t5大于或等于0.5μm且小于7μm并且t3 t4大于100μm时，t3 t4应满足0.3≤100
×
t5/(t3 t4)《4.38。
84.在这种情况下，带部b的sn镀层131d的厚度t6可大于或等于0.5μm且小于12μm。
85.当带部b的sn镀层131d的厚度t6小于0.5μm时，可能会难以确保可焊性。当带部b的sn镀层131d的厚度t6大于或等于12μm时，可能增大由镀覆应力引起的弯曲开裂的发生频率，从而使弯曲强度特性劣化。
86.在表(1)中，评价并示出了取决于镍(ni)镀层在带部b与主体110直接接触的宽度t1和锡(sn)镀层在带部b与主体110直接接触的宽度t2的可焊性和弯曲强度。
87.关于可焊性，标记
“○”
是指多层陶瓷电容器的样品的外电极浸入焊料中并且外电
极的95％面积或更多被焊料覆盖的情况，并且标记“x”是指外电极的少于95％面积被焊料覆盖的情况。
88.在弯曲强度方面，标记
“○”
是指未发生开裂的情况，标记“x”是指发生开裂的情况。在将多层陶瓷电容器的样品安装在板上之后，将距在弯曲期间受压的中央部分的距离设定为5mm，以观察是否发生开裂。
89.表(1)
[0090][0091][0092]
*：对比示例
[0093]
参照表(1)，在样品编号1至样品编号13和样品编号15中，t1大于或等于0.5μm且小于7μm并且t1/t2满足0《t1/t2《0.7或1.0≤t1/t2《7.0。因此，可焊性和弯曲强度是优异的。
[0094]
同时，在样品编号14中，t1大于或等于0.5μm且小于7μm并且t1/t2为0.7。由于t1满足条件但t1/t2不满足本公开中提出的条件，因此弯曲强度是差的。
[0095]
在样品编号16和样品编号20中，t1为7μm且t1/t2为7和0.7，这不满足本公开中提出的条件。因此，弯曲强度是差的。
[0096]
在样品编号17至样品编号19中，t1/t2满足本公开中提出的条件，但t1高达7μm。因此，弯曲强度是差的。
[0097]
在表(2)中，评估并示出了取决于带部b的电极层的厚度t3、带部b的导电树脂层的厚度t4、带部b的镍(ni)镀层的厚度t5以及带部b的锡(sn)镀层的厚度t6的可焊性和弯曲强度。
[0098]
厚度t3至t5在带部b的中央部分测量，并且在表(2)中评估可焊性和弯曲强度的方法与在表(1)中评估可焊性和弯曲强度的方法相同。
[0099]
表(2)
[0100][0101][0102]
*：对比示例
[0103]
参照表(2)，样品编号21至样品编号32对应于t3 t4小于或等于100μm的情况。满足0.5μm≤t5《7μm和1≤100
×
t5/(t3 t4)《17.5二者的样品编号21至样品编号24以及样品编号27至样品编号30表现出优异的弯曲强度，但不满足0.5μm≤t5《7μm和1.0≤100
×
t5/(t3 t4)《17.5中的至少一者的样品编号25、样品编号26、样品编号31和样品编号32表现出差的
弯曲强度。
[0104]
样品编号33至样品编号50对应于t3 t4大于100μm的情况。满足0.5μm≤t5《7μm和0.3≤100
×
t5/(t3 t4)《4.38二者的样品编号33至样品编号36、样品编号39至样品编号42和样品编号45至样品编号48表现出优异的弯曲强度。不满足0.5μm≤t5《7μm以及0.3≤100
×
t5/(t3 t4)《4.38中的至少一者的样品编号37、样品编号38、样品编号43、样品编号44、样品编号49和样品编号50表现出差的弯曲强度。
[0105]
如上所述，根据示例性实施例，可调节外电极的镍(ni)镀层的厚度以确保可焊性并提高弯曲强度。
[0106]
虽然以上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明显的是，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可进行修改和变化。