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多层电子组件

文献发布时间:2024-04-18 19:58:21


多层电子组件

本申请要求于2022年5月25日在韩国知识产权局提交的第10-2022-0064307号韩国专利申请的优先权的权益,该韩国专利申请的公开内容通过引用被全部包含于此。

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(诸如图像显示装置(例如,液晶显示器(LCD)、等离子体显示面板(PDP)等)、计算机、智能手机和移动电话)的印刷电路板上以用于对其充电或从其放电的片式电容器。

这种多层陶瓷电容器不仅倾向于越来越多地用于IT产业,而且还倾向于越来越多地用于诸如汽车、工厂等的大型电子设备产业。与根据现有技术的IT产品使用环境相比,电子设备产业的大多数使用环境包括高温、高振动和高湿度,因此制造高可靠性多层陶瓷电容器是重要的。

当在高温下烧结包括介电层和内电极的主体时,可在介电层中形成孔。孔可充当通道,水分可通过该通道渗透到多层电子组件中。例如,当介电层或内电极的暴露部分没有被外电极气密地覆盖时,可促进外部水分的渗透,因此可使防潮可靠性劣化。

发明内容

本公开的一方面在于提供一种具有改善的防潮可靠性的多层电子组件,多层电子组件通过在主体上形成金属氧化物或准金属(metalloid)氧化物以防止外部水分渗透到其中来实现。

然而,本公开不限于此,并且可在描述本公开中的示例性实施例的过程中更容易地理解。

根据本公开的一方面,一种多层电子组件包括:主体,包括多个介电层和内电极;外电极,设置在所述主体上并连接到所述内电极;以及金属氧化物或准金属氧化物,设置在所述主体与所述外电极之间。所述金属氧化物或准金属氧化物包括钙(Ca)、锌(Zn)和硅(Si)的氧化物,并且包括从由钡(Ba)、硼(B)和铝(Al)的氧化物组成的组中选择的至少一种。

根据本公开的另一方面,一种多层电子组件包括:主体,包括多个介电层和内电极;外电极,设置在所述主体上并连接到所述内电极;以及金属氧化物或准金属氧化物,设置在所述主体与所述外电极之间。所述金属氧化物或准金属氧化物通过在所述主体上涂覆金属氧化物或准金属氧化物膏,然后对涂覆的金属氧化物或准金属氧化物膏进行热处理来形成。所述金属氧化物或准金属氧化物膏可包括钙(Ca)、锌(Zn)、硅(Si)的氧化物,并且还可包括从由钡(Ba)、硼(B)和铝(Al)的氧化物组成的组中选择的至少一种。

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;外电极,设置在所述主体上并连接到所述内电极;以及金属氧化物或准金属氧化物,设置在所述主体与所述外电极之间。所述金属氧化物或准金属氧化物包括锌(Zn)和硅(Si)的氧化物,并且包括从由钡(Ba)、硼(B)和铝(Al)的氧化物组成的组中选择的至少一种。

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;外电极,设置在所述主体上并连接到所述内电极;以及金属氧化物或准金属氧化物,设置在所述主体中,并且从所述主体与所述外电极彼此接触的区域沿所述主体的向内方向设置,其中,所述金属氧化物或准金属氧化物包括钙、锌和硅的氧化物,并包括从由钡、硼和铝的氧化物组成的组中选择的至少一种。

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;外电极,设置在所述主体上并连接到所述内电极;以及金属氧化物或准金属氧化物,设置在所述主体中,其中,所述金属氧化物或准金属氧化物通过在所述主体上涂覆金属氧化物或准金属氧化物膏,然后对所述涂覆的所述金属氧化物或准金属氧化物膏进行热处理来形成,并且所述金属氧化物或准金属氧化物膏包括钙、锌和硅的氧化物,并且包括从由钡、硼和铝的氧化物组成的组中选择的至少一种。

附图说明

通过结合附图以及以下具体实施方式,本公开的以上和其他方面、特征和优点将被更清楚地理解。

图1是根据本公开中的示例性实施例的多层电子组件的示意性立体图。

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'截取的截面图。

图4A是图2的区域P1的示意性放大图,图4B是其中金属氧化物或准金属氧化物形成为具有另一形状的区域P1'的示意性放大图。

图5是沿线I-I'截取的截面图,并且示出根据本公开中的示例性实施例的多层电子组件。

图6是沿线I-I'截取的截面图,并且示出根据本公开中的示例性实施例的多层电子组件。

图7是对应于图4B的区域P1'中的区域P2'的SEM图像。

图8A和图8B分别是对主体与外电极之间未形成金属氧化物或准金属氧化物的比较示例以及主体的其上未设置外电极的区域进行SEM-EDS分析而拍摄的图像。

图9A和图9B分别是对主体与外电极之间的金属氧化物或准金属氧化物以及主体的其上未设置外电极的区域中的金属氧化物或准金属氧化物进行SEM-EDS分析而拍摄的示例的图像。

图10A是比较示例的高加速温度和湿度应力测试(HAST)评估曲线图,图10B是示例的HAST评估曲线图。

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。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下面描述的实施例。此外,可提供本公开的实施例以向普通技术人员更完整地描述本公开。因此,为了描述的清楚性,可夸大附图中的要素的形状和尺寸,并且在附图中由相同的附图标记表示的要素可以是相同的要素。

在附图中,为了说明本公开,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表示相同组件。此外,在整个说明书中,除非另有具体说明,否则当要素被称为“包含”或“包括”另一要素时,这意味着该要素也还可包括其他要素,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方向,第二方向可被定义为长度方向,并且第三方向可被定义为宽度方向。

多层电子组件

图1是根据本公开中的示例性实施例的多层电子组件的示意性立体图。

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'截取的截面图。

图4A是图2的区域P1的示意性放大图,图4B是其中金属氧化物或准金属氧化物形成为具有另一形状的区域P1'的示意性放大图。

图5是沿线I-I'截取的截面图,并且示出根据本公开中的示例性实施例的多层电子组件。

图6是沿线I-I'截取的截面图,并且示出根据本公开中的示例性实施例的多层电子组件。

在下文中,将参照图1至图6详细描述根据示例性实施例的多层电子组件。

根据示例性实施例的多层电子组件100可包括主体110、外电极131和132以及金属氧化物或准金属氧化物141和141',主体110包括多个介电层111以及内电极121和122,外电极131和132设置在主体110上并连接到内电极121和122,金属氧化物或准金属氧化物141可设置在主体110与外电极131和132之间,或者金属氧化物或准金属氧化物141'可设置在主体110中。金属氧化物或准金属氧化物141和141'可包括钙(Ca)、锌(Zn)和硅(Si)的氧化物,并且还可包括从由钡(Ba)、硼(B)和铝(Al)的氧化物组成的组中选择的至少一种。

主体110可包括多个介电层111以及内电极121和122,内电极121和122设置成彼此面对且相应的介电层111介于内电极121和122之间。

主体110的形状不受特别限制,并且可以是如图所示的六面体形状或与六面体形状类似的形状。虽然由于在烧结工艺中包括在主体110中的陶瓷颗粒的收缩,主体110可能不具有带有完美直线的六面体形状,但是主体110可具有大体六面体形状。

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。

构成主体110的多个介电层111可处于烧结状态,并且相邻的介电层111可彼此一体化,使得在不使用扫描电子显微镜(SEM)的情况下它们之间的边界不容易区分。

介电层111的材料可不限于任何特定材料,只要能够用其获得足够的电容即可。通常,可使用钙钛矿(ABO

作为介电层111的材料,可根据预期目的将各种陶瓷添加剂、有机溶剂、增塑剂、偶联剂、分散剂等添加到诸如钛酸钡(BaTiO

介电层111的厚度(td)不需要受到限制。然而,为了更容易地实现多层电子组件100的小型化和高电容,介电层111的厚度可以是0.6μm或更小,具体地,可以是0.4μm或更小。介电层111的厚度(td)可指介电层111在第一方向上的尺寸,并且可指介电层111在第一方向上的平均厚度或介电层111在第一方向上的平均尺寸。

介电层111的平均厚度可通过用放大倍数为10000的扫描电子显微镜(SEM)扫描主体110的在第一方向和第二方向(长度方向和厚度方向)上的截面来测量。例如,介电层111的厚度(td)的平均值可通过在扫描图像中的在长度方向上的三十(30)个等间隔的点处测量单个介电层的厚度来确定。可在有效部Ac中指定三十(30)个等间隔的点。另外,当通过对十(10)个介电层的测量值求平均值来确定厚度的平均值时,可使介电层111的平均厚度更一般化。

主体110可包括用于形成电容的有效部Ac,有效部Ac设置在主体110中并且包括设置成彼此相对的第一内电极121和第二内电极122以及介于第一内电极121和第二内电极122之间的介电层111。例如,主体110可通过以下方式形成:在第一方向上交替层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,然后烧结层叠的陶瓷生片。

第一内电极121可与第四表面4间隔开并且通过第三表面3暴露,并且第二内电极122可与第三表面3间隔开并且通过第四表面4暴露。第一内电极121和第二内电极122可分别通过第三表面3和第四表面4暴露。在这种情况下,第一内电极121和第二内电极122可通过设置在其间的介电层111彼此电分离。

根据上述构造,当将预定电压施加到第一外电极131和第二外电极132时,电荷可在第一内电极121和第二内电极122之间累积。在这种情况下,多层电子组件100的电容可与在有效部Ac中的第一内电极121和第二内电极122在第一方向上彼此重叠的重叠面积成比例。

内电极121和122的材料不受限制,并且可包括例如镍(Ni)、铜(Cu)、钯(Pd)、银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、锡(Sn)、钨(W)、钛(Ti)和它们的合金中的至少一种,并且内电极121和122可使用导电膏形成。

内电极121和122中的每个的厚度(te)不需要被限制。为了更容易地实现多层电子组件100的小型化和高电容,内电极121和122中的每个的厚度(te)可以为0.6μm或更小,具体地,可以为0.4μm或更小。内电极121和122中的每个的厚度(te)可指内电极121和122中的每个在第一方向上的尺寸,并且可指内电极121和122中的每个在第一方向上的平均厚度或内电极121和122中的每个在第一方向上的平均尺寸。

内电极121和122中的每个的平均厚度可通过用放大倍数为10000的扫描电子显微镜(SEM)扫描主体110的在第一方向和第二方向(长度方向和厚度方向)上的截面来测量。例如,内电极121和122中的每个的厚度的平均值可通过在扫描图像中的在第二方向(长度方向)上的三十(30)个等间隔的点处测量一个(1)内电极的厚度来确定。可在有效部Ac中指定三十(30)个等间隔的点。另外,当通过对十(10)个内电极121和122的测量值求平均值来确定厚度的平均值时,可使内电极121和122中的每个的平均厚度更一般化。

主体110可包括覆盖部112和113,覆盖部112和113分别在第一方向上设置在有效部Ac的上方和下方。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层叠单个介电层111或者两个或更多个介电层111来形成,并且可基本上用于防止由物理应力或化学应力引起的对内电极121和122的损坏。

上覆盖部112和下覆盖部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。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(BaTiO

覆盖部112和113中的每个的厚度(tc)不需要受到限制。为了更容易地实现多层电子组件的小型化和高电容,覆盖部112和113中的每个的厚度可以是100μm或更小,具体地,可以是30μm或更小,更具体地,可以是20μm或更小。覆盖部112和113中的每个的厚度(tc)可指覆盖部112和113中的每个在第一方向上的尺寸,并且可指覆盖部112和113在第一方向上的平均厚度或覆盖部112和113在第一方向上的平均尺寸。

覆盖部112和113中的每个的平均厚度可通过用放大倍数为10000的扫描电子显微镜(SEM)扫描主体110的在第一方向和第三方向(宽度方向和厚度方向)上的截面来测量。例如,覆盖部112和113中的每个的厚度的平均值可通过在扫描图像中在第三方向上的三十(30)个等间隔的点处测量其在第一方向上的尺寸来确定。另外,当通过将平均值的测量扩展到上覆盖部112和下覆盖部113两者来测量平均值时,可使覆盖部112和113的平均厚度更一般化。覆盖部112和113的平均厚度可指覆盖部112和113在第一方向上的平均尺寸。

边缘部114和115可设置在有效部Ac在第三方向上的相对的侧表面上。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,第一边缘部114和第二边缘部115可分别设置在有效部Ac在第三方向上的一个侧表面和另一侧表面上。边缘部114和115可指在主体110的在第一方向和第三方向(宽度方向和厚度方向)上切割的截面中,第一内电极121和第二内电极122在第三方向上的相对的端表面与主体110的外表面之间的区域。

边缘部114和115可基本上起到防止由物理应力或化学应力引起的损坏内电极的作用。

为了抑制由内电极121和122引起的台阶差,内电极121和122可在层叠之后被切割成暴露于有效部Ac在第三方向上的相对的侧表面。然后,可通过在有效部Ac在第三方向上的相对的侧表面上层叠单个介电层111或者两个或更多个介电层111来形成边缘部114和115。

边缘部114和115可不包括内电极121和122,并且可包括与介电层111的材料相同的材料,例如,钛酸钡(BaTiO

边缘部114和115的平均宽度不需要受到限制。为了更容易地实现多层电子组件的小型化和高电容,边缘部114和115的平均宽度可以为80μm或更小,具体地,可以为30μm或更小,更具体地,可以为20μm或更小。边缘部114和115的平均宽度可指其在第三方向上的平均尺寸。

边缘部114和115中的每个的平均宽度可通过用放大倍数为10000的扫描电子显微镜(SEM)扫描主体110的在第一方向和第三方向(宽度方向和厚度方向)上的截面来测量。例如,边缘部114和115中的每个的宽度的平均值可通过在扫描图像中在第一方向上的三十(30)个等间隔的点处测量其在第三方向上的尺寸来确定。另外,当通过将平均值的测量扩展到第一边缘部114和第二边缘部115两者来测量平均值时,可使边缘部114和115的平均宽度更一般化。边缘部114和115的平均宽度可指边缘部114和115在第三方向上的平均尺寸。

通常,当包括多个介电层和内电极的主体在高温下经受烧结热处理时,可在介电层中形成孔,并且可用作外部水分和湿气渗透到主体中的通道。当主体的暴露介电层和内电极的表面未被外电极气密密封时,外部水分和湿气可能渗透到介电层和内电极的脆弱部分中,导致防潮性变差。

目前,最常用的外电极是烧结的铜(Cu)电极,并且在烧结的铜(Cu)电极中不可避免地形成孔。当在烧结工艺期间形成的孔从主体的内部延伸到外部成为开放通道时,外部水分和湿气可能渗透到形成电容器的电容的有效部Ac,并且可能最终导致故障。

为了解决由上述制造方法引起的防潮可靠性问题,在根据示例性实施例的多层电子组件中,在将外电极膏涂覆在主体上之前,可将金属氧化物或准金属氧化物膏涂覆在主体上以在主体上形成金属氧化物或准金属氧化物,从而改善多层电子组件的防潮可靠性。金属氧化物或准金属氧化物可设置在主体上以形成致密的外部膜,该外部膜可填充或阻挡开放通道。即使当外电极膏涂覆在金属氧化物或准金属氧化物上时,也可提高气密性以抑制外部水分、湿气等渗透到主体内。

作为更具体的示例,在根据示例性的多层电子组件100中,金属氧化物或准金属氧化物141可设置在主体110与外电极131和132之间。金属氧化物或准金属氧化物141作为致密的外部膜,能够填充介电层111或外电极131和132中形成的裂纹或孔或者填充从主体110的内部形成的开放通道,并且可具有抑制外部水分、湿气等渗透到主体110中的效果。金属氧化物或准金属氧化物141可设置在主体110上,以提高多层电子组件100的防潮可靠性。

可通过烧结多个介电层111以及内电极121和122然后涂覆金属氧化物或准金属氧化物膏来将金属氧化物或准金属氧化物141和141'设置在主体110上。作为涂覆金属氧化物或准金属氧化物膏的方法,可使用将主体110浸没或浸渍在金属氧化物或准金属氧化物膏中的方法,但是示例性实施例不限于此,并且可使用涂覆金属氧化物或准金属氧化物膏的任何方法。

基于金属氧化物或准金属氧化物膏的总重量,金属氧化物或准金属氧化物膏可包括1.5wt%至2.5wt%的金属氧化物或准金属氧化物颗粒,具体地,可包括2.0wt%的金属氧化物或准金属氧化物颗粒。

金属氧化物或准金属氧化物膏可包括钙(Ca)、锌(Zn)和硅(Si)的氧化物,并且还可包括从由钡(Ba)、硼(B)和铝(Al)的氧化物组成的组中选择的至少一种。

在这种情况下,金属元素或准金属元素可以以金属氧化物或准金属氧化物形式的颗粒添加,并且相对于金属氧化物或准金属氧化物膏组合物,金属氧化物颗粒或准金属氧化物颗粒的添加量可以为1.5wt%至2.5wt%。

作为更具体的示例,锌(Zn)可以以氧化物(例如ZnO

钙(Ca)可以以氧化物(例如CaO)的形式添加,意在防止当仅添加氧化锌(ZnO

相对于1摩尔的硅(Si),金属氧化物或准金属氧化物膏中包括的锌(Zn)的平均含量可大于等于3.5摩尔且小于等于4.5,并且相对于1摩尔的硅(Si),钙(Ca)的平均含量可大于等于1.5摩尔且小于等于2.0摩尔。

作为更具体的示例,相对于1摩尔SiO

由于添加的ZnO

当锌(Zn)相对于1摩尔硅(Si)的平均含量小于3.5摩尔时,可能难以将金属氧化物或准金属氧化物的熔点充分降低至易于进行处理的温度。当锌(Zn)相对于1摩尔硅(Si)的平均含量大于4.5摩尔时,金属氧化物或准金属氧化物膏可能过度溶解在水中,使得可能不容易形成玻璃。

作为更具体的示例,根据金属氧化物或准金属氧化物的成分,锌(Zn)可用作网络改性剂(network modifier)。当锌(Zn)相对于1摩尔硅(Si)的平均含量大于4.5摩尔时,在内电极121和122与外电极131和132彼此接触的区域(主体110与金属氧化物或准金属氧化物141之间的边界)中可能过度产生SiO

另一方面,当钙(Ca)相对于1摩尔硅(Si)的平均含量小于1.5摩尔时,玻璃可能过度溶解在水中而不足以形成玻璃。当钙(Ca)相对于1摩尔硅(Si)的平均含量大于2.0摩尔时,金属氧化物或准金属氧化物膏中包括的材料不能均匀地混合。

在根据示例性实施例的多层电子组件100中,可对金属氧化物或准金属氧化物膏进行热处理以在主体110上形成金属氧化物或准金属氧化物141和141'。基于金属氧化物或准金属氧化物141和141'的总重量,例如,基于金属氧化物或准金属氧化物141和141'中的钡(Ba)、硅(Si)、铝(Al)、钙(Ca)、锌(Zn)、锶(Sr)、钠(Na)、氧(O)和钛(Ti)的总重量,设置在主体110与外电极131和132之间的金属氧化物或准金属氧化物141或者设置在主体110中的金属氧化物或准金属氧化物141'中包括的钙(Ca)、锌(Zn)和硅(Si)中的每种的平均含量可以为大于0wt%且小于等于13wt%。

将参照图7至图10提供更详细的描述。

图7是其中金属氧化物或准金属氧化物141'形成为填充介电层111的暴露在主体110的表面(例如,主体110与外电极131和132之间)上的孔的SEM图像。可填充介电层111的孔以防止从主体110的内部到外部形成外部开放通道并提高防潮可靠性。

图8A是在主体110与外电极131和132之间未形成金属氧化物或准金属氧化物141和141'的比较示例的SEM图像,图8B是与图8A中相同的比较示例的通过拍摄主体110的其上未设置外电极131和132的区域而获得的SEM图像,图10A是其中未形成金属氧化物或准金属氧化物的同一比较示例的高加速温度和湿度应力测试(HAST)曲线图。

图9A是在主体110与外电极131和132之间形成金属氧化物或准金属氧化物141的实施例的SEM图像,图9B是与图9A中相同的实施例的通过在主体110的其上未设置外电极131和132的区域上拍摄金属氧化物或准金属氧化物141而获得的SEM图像,图10B是形成金属氧化物或准金属氧化物的同一实施例的HAST曲线图。

在图8A和图8B以及图9A和图9B的光谱点处检测元素含量的结果列于稍后描述的表1中。可通过在图8A和图8B以及图9A和图9B的光谱点处检测元素含量来确认是否形成金属氧化物或准金属氧化物。从图10A和图10B可以看出,当在主体上形成金属氧化物或准金属氧化物时,防潮可靠性得到改善。

元素的含量可根据元素的EDS分析位置而被测量为不同。然而,当对形成有金属氧化物或准金属氧化物的区域进行多次EDS分析时,钙(Ca)、锌(Zn)和硅(Si)中的每种的平均含量可收敛到大于0wt%且小于等于13wt%。由于设置在金属氧化物或准金属氧化物上的外电极131和132中包括的金属元素,导致平均含量可被测量为高于金属氧化物或准金属氧化物膏中包括的每种元素的含量,但是可通过上述测量方法计算金属氧化物或准金属氧化物中包括的元素的平均含量。例如,钙(Ca)、锌(Zn)和硅(Si)中的每种的平均含量可通过以下方式来测量:使用放大倍数为10000的扫描电子显微镜(SEM)对其上设置有金属氧化物或准金属氧化物的主体110的在第一方向和第二方向(长度方向和厚度方向)上的截面中的五个或十个点进行EDS分析。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。

金属氧化物或准金属氧化物141和141'既可从外电极131和132延伸,也可在主体110与外电极131和132之间延伸,并且也可设置在主体的其上未设置外电极131和132的区域中。

在这种情况下,基于金属氧化物或准金属氧化物141和141'中的钡(Ba)、硅(Si)、铝(Al)、钙(Ca)、锌(Zn)、锶(Sr)、钠(Na)、氧(O)和钛(Ti)的总重量,设置在主体110的未设置外电极131和132的区域中的金属氧化物或准金属氧化物141和141'中的每个的平均含量可大于0wt%且小于等于6wt%。

由于在主体110的未设置外电极131和132的区域中,外电极131和132未设置在金属氧化物或准金属氧化物上,因此可检测到平均含量低于其上设置有外电极131和132的金属氧化物或准金属氧化物中包括的元素的含量。

测量主体110的未设置外电极131和132的区域中的元素的平均含量的方法可与测量设置在主体110与外电极131和132之间的金属氧化物或准金属氧化物141和141'的元素的平均含量的方法相同。

金属氧化物或准金属氧化物141和141'可通过以下方法形成:浸渍主体110的将要涂覆外电极131和132的一些表面(例如,主体110的第三表面3和第四表面4)并对金属氧化物或准金属氧化物膏进行热处理。可选地,金属氧化物或准金属氧化物141和141'可通过以下方法形成:在主体110的整个表面上涂覆金属氧化物或准金属氧化物膏,然后对涂覆的金属氧化物或准金属氧化物膏进行热处理。

当将金属氧化物或准金属氧化物膏涂覆在主体上然后进行热处理时,金属氧化物或准金属氧化物141可形成在主体110的表面上,并且可扩散以渗透到主体110中的介电层111中,以在主体110的向内方向上形成金属氧化物或准金属氧化物141'(例如,金属氧化物或准金属氧化物可从主体与外电极彼此接触的区域延伸到主体中)。在这种情况下,只要金属氧化物或准金属氧化物141'可形成在介电层111或外电极131和132的暴露在主体110的表面上的裂纹或孔中就足够,并且不需要区分主体110的外表面和内表面之间的边界。

在涂覆金属氧化物或准金属氧化物膏之后,可涂覆用于形成外电极的膏来形成外电极131和132。在这种情况下,在对用于形成外电极的膏进行热处理期间,外电极中包括的导电金属可连接到内电极。因此,金属氧化物或准金属氧化物141和141'可不设置在内电极121和122与外电极131和132彼此连接的区域中。这是因为,由于内电极121和122与外电极131和132中包括的导电金属之间的能量稳定性所产生的驱动力,金属氧化物或准金属氧化物141和141'的材料可不设置在内电极121和122与外电极131和132彼此连接的区域中。

在示例性实施例中,金属氧化物或准金属氧化物141在垂直于主体110的一个表面的方向上的平均尺寸可以为4.5μm或更小。在垂直于主体110的一个表面的方向上的平均尺寸可指厚度。

当金属氧化物或准金属氧化物141'在主体的向内方向上渗透时,金属氧化物或准金属氧化物141'在主体110的向内方向上的平均尺寸可以为4.5μm或更小。在主体110的向内方向上的平均尺寸可指在第二方向上的尺寸或长度。

当在垂直于主体110的一个表面的方向上的平均尺寸和在主体110的向内方向上的平均尺寸大于4.5μm时,可提高防潮可靠性,但是内电极121和122与外电极131和132之间的连接性可能降低或者电容可能减小。

金属氧化物或准金属氧化物141和141'的平均厚度或平均长度的下限没有设定,但是平均厚度或平均长度可以为0.05μm或更大,具体地,可以为0.1μm或更大,更具体地,可以为0.5μm或更大。即使在主体110上少量涂覆金属氧化物或准金属氧化物141和141'时,也可提高防潮可靠性。另外,即使在金属氧化物或准金属氧化物141和141'部分地设置在主体110与外电极131和132之间的区域中或部分地设置在主体110中时,也可提高防潮可靠性。

金属氧化物或准金属氧化物141和141'中的每个的厚度或长度可通过以下方式来测量:用放大倍数为10000的扫描电子显微镜(SEM)扫描其上设置有金属氧化物或准金属氧化物141和141'的主体110的在第一方向和第二方向(长度方向和厚度方向)上的截面。

作为更具体的示例,厚度可通过在扫描图像中测量在垂直于主体110的一个表面的方向上的尺寸来获得,并且厚度可通过在与厚度方向垂直的方向上的三十(30)个等间隔的点处测量在垂直于主体110的一个表面的方向上的尺寸来获得,可获得平均值以测量平均尺寸,例如在垂直于主体110的一个表面的方向上的平均厚度。

另外,可通过测量主体110的在第二方向上的尺寸(例如从沿主体110的向内方向渗透的主体110与外电极131和132彼此接触的区域向主体110的向内方向)来计算金属氧化物或准金属氧化物141'的长度,并且可通过在第一方向上的十(10)个等间隔的点处测量金属氧化物或准金属氧化物141'在第二方向上的尺寸来计算平均值。另外,当通过将金属氧化物或准金属氧化物141'的长度的平均值的测量扩展到其上设置有金属氧化物或准金属氧化物141'的所有介电层111来测量平均值时,金属氧化物或准金属氧化物141'在主体110的向内方向上的尺寸可更一般化。

在此已经描述多层电子组件100具有两个外电极131和132的结构。然而,外电极131和132的数量和形状可根据内电极121和122的形状或其他目的而变化。

外电极131和132可设置在主体110的外部,并且可连接到内电极121和122。作为更具体的示例,外电极131和132可设置在主体110的第三表面3和第四表面4上。

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。更具体地,外电极131和132可包括设置在主体110的第三表面3上的第一外电极131和设置在主体110的第四表面4上的第二外电极132。在这种情况下,第二外电极132可连接到与第一外电极131的电位不同的电位。

外电极131和132可利用任意材料(诸如金属)形成,只要其具有导电性即可,并且可考虑电特性、结构稳定性等来确定具体的材料,并且外电极131和132还可具有多层结构。

例如,外电极131和132可包括设置在金属氧化物或准金属氧化物141和141'上的电极层131a、132a、131b和132b以及设置在电极层131a、132a、131b和132b上的镀层131c、132c、131d和132d。

作为更具体的示例,电极层131a、132a、131b和132b可包括连接到内电极121和122并且包括第一导电金属和玻璃的第一电极层131a和132a以及设置在第一电极层131a和132a上并且包括第二导电金属和树脂的第二电极131b和132b。

在这种情况下,第一导电金属和第二导电金属可包括从由铜(Cu)、镍(Ni)、银(Ag)、钯(Pd)和它们的合金组成的组中选择的至少一种,但是示例性实施例不限于此。第一导电金属和第二导电金属可用于提供内电极121和122与外电极131和132的导电性。因此,当多层电子组件100安装在印刷电路板上以连接到电极焊盘时,第一导电金属和第二导电金属可用于从其接收电压并将电压传输到内电极121和122。在这种情况下,当电极层131a、132a、131b和132b具有多层结构时,第一导电金属的主要成分和第二导电金属的主要成分可彼此不同。

玻璃可用于提高外电极131和132的粘结性和防潮性。例如,可通过玻璃成分来保持外电极的电极层131a和132a与主体110的介电层111之间的粘附性,并且也可保持电极层131a和132a与金属氧化物或准金属氧化物141和141'之间的粘附性。

玻璃可具有其中混合有氧化物的成分,并且可包括从由例如氧化硅、氧化硼、氧化铝、过渡金属氧化物、碱金属氧化物和碱土金属氧化物组成的组中选择的至少一种。

外电极131和132可包括设置在电极层131a、132a、131b和132b上的镀层131c、132c、131d和132d。

镀层131c、132c、131d和132d可用于改善安装特性。镀层可通过溅射或电解电镀形成,并且可形成为多个层,但是示例性实施例不限于此。例如,镀层131c、132c、131d和132d可具有顺序地形成设置在电极层131a、132a、131b和132b上的第一镀层131c和132c以及设置在第一镀层131c和132c上的第二镀层131d和132d的形式,并且第一镀层131c和132c以及第二镀层131d和132d中包括的镀覆金属可包括从由镍(Ni)、锡(Sn)、钯(Pd)、铂(Pt)、金(Au)、银(Ag)、铅(Pb)和它们的合金组成的组中选择的至少一种。在这种情况下,当镀层131c、132c、131d和132d具有多层结构时,第一镀层131c和132c中包括的镀覆金属的主要成分与第二镀层131d和132d中包括的镀覆金属的主要成分可彼此不同。

作为镀层的更具体示例,镀层可以是Ni镀层或Sn镀层,并且可具有其中Ni镀层和Sn镀层分别依次形成为第一镀层131c和132c以及第二镀层131d和132d的形式,或者其中依次形成Sn镀层、Ni镀层和Pd镀层的形式。由于包括镀层,因此可改善与基板的可安装性、结构可靠性、对外部环境的耐久性、耐热性和/或等效串联电阻(ESR)。

在此描述的多层电子组件100的尺寸不需要受到限制。然而,为了同时实现小型化和高电容,应当减小介电层和内电极的厚度以增加层叠层的数量。因此,在具有0402(长度×宽度,0.4mm×0.2mm)或更小的尺寸的多层电子组件中,可进一步提高根据示例性实施例的可靠性改善效果。

在下文中,尽管将参照出于说明性目的而公开的实施例详细描述本公开,但是本公开不限于此。

(示例)

表1示出未形成金属氧化物或准金属氧化物的比较示例和形成金属氧化物或准金属氧化物的示例的通过SEM-EDS测得的元素含量的数据。

图8A和图8B示出通过SEM-EDS分析仪对未形成金属氧化物或准金属氧化物的比较示例的多层电子组件的元素含量进行测量时所测量的点。更具体地,图8A示出主体与外电极之间的测量点(光谱点26),并且图8B示出主体的其上未设置外电极的区域的测量点(光谱点30)。

图9A和图9B示出通过SEM-EDS分析仪对形成有金属氧化物或准金属氧化物的示例的多层电子组件的元素含量进行测量时所测量的点。更具体地,图9A示出主体与外电极之间的测量点(光谱点33),并且图9B示出主体的其上未设置外电极的区域的测量点(光谱点57)。

图9A和图9B是示出通过SEM-EDS分析仪测量的点的图,以测量其中形成金属氧化物或准金属氧化物的示例的多层电子组件的元素含量,更具体地,图9A是示出设置在主体与外电极之间的金属氧化物或准金属氧化物的某一测量点(光谱点33)的图,并且图9B是主体的其上未设置外电极的区域上的金属氧化物或准金属氧化物的某一测量点(光谱点57)。每种元素的含量被列为四舍五入到小数点后两位的值。

表1

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在比较示例的光谱点26中,没有检测到Al和Zn,因此可以看出,在主体与外电极之间未形成金属氧化物或准金属氧化物,并且可预测检测到的Si是从外电极中包括的玻璃中检测到的。在光谱点30(另一测量点)中,没有检测到Zn和Si,因此可以看出,在主体的其上未设置外电极的区域上未形成金属氧化物或准金属氧化物,并且预测检测到的Ca是介电层中包括的副成分。

在示例的光谱点33中,检测到Ca、Zn和Si,由此可以看出,在主体与外电极之间形成金属氧化物或准金属氧化物。在光谱点57(另一测量点)中,检测到Ca、Zn和Si,因此可以看出,即使在主体的其上未设置外电极的区域上也形成金属氧化物或准金属氧化物。

在下文中,将描述进行防潮可靠性评估,例如,高加速温度和湿度应力测试(HAST)。

在制备200个其中未形成金属氧化物或准金属氧化物的多层电子组件(比较示例)和200个其中形成金属氧化物或准金属氧化物的多层电子组件(示例)之后,将200个比较示例的多层电子组件和200个示例的多层电子组件分别安装在20个通道上,其中每个通道安装10个多层电子组件,以制备基板。在安装有多层电子组件的状态下,进行一次基板回流,并将其送入ESPEC设备中以暴露于具有120℃的温度和95%的相对湿度的环境200小时,以进行HAST。在这种情况下,将其绝缘电阻IR与初始绝缘电阻IR

表2

图10A是比较示例的HAST评估曲线图,图10B是示例的HAST评估曲线图。参照图10A和图10B解释表2中的结果。在未形成金属氧化物或准金属氧化物的比较示例的情况下,在多层电子组件的20个通道中的18个通道中,绝缘电阻IR与初始绝缘电阻IR

从上述结果可以看出,与未形成金属氧化物或准金属氧化物的多层电子组件相比,形成金属氧化物或准金属氧化物的多层组件的防潮可靠性得到改善。

如上所述,可在主体上形成金属氧化物或准金属氧化物以防止外部水分渗透,从而提高多层电子组件的防潮可靠性。

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将易于理解的是,在不脱离本发明的由所附权利要求限定的范围的情况下,可进行修改和变化。

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