多层电容器及其制造方法

本申请要求于2021年1月22日向韩国知识产权局提交的第10-2021-0009479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被全部包含于此。

技术领域

本公开涉及一种多层电容器及其制造方法。

背景技术

多层电容器(多层陶瓷电容器，MLCC)是一种无源电子组件，并且可用于控制电路中的电信号。

近来，随着电子装置(诸如电子产品和计算机)的性能改善，应用于电子装置的多层电容器也需要高可靠性。

为了改善多层电容器的防潮可靠性，可能需要减少湿气渗透路径，并且作为减少湿气渗透路径的方法之一，可将瓶颈结构应用于内电极。

然而，可能在内电极的瓶颈图案的彼此相对的拐角处形成阶梯部，这可能导致短路率增大或可靠性降低。

发明内容

本公开的一个方面在于提供一种多层电容器及其制造方法，在该多层电容器中，瓶颈结构应用于内电极，以减少水分渗透路径以及防止在瓶颈图案的拐角处形成阶梯部，从而改善可靠性并防止短路率增大。

根据本公开的一个方面，一种多层电容器包括：电容器主体，包括在所述电容器主体的第一方向上彼此相对的第一表面和第二表面、在所述电容器主体的第二方向上彼此相对的第三表面和第四表面以及在所述电容器主体的第三方向上彼此相对的第五表面和第六表面，并且所述电容器主体包括多个介电层以及第一内电极和第二内电极，所述第一内电极和所述第二内电极在所述第一方向上交替地设置，且所述介电层介于所述第一内电极与所述第二内电极之间；以及第一外电极和第二外电极，分别设置在所述电容器主体的在所述第二方向上的两端上。所述第一内电极包括第一电容形成部、第一引出部和第一点图案部，所述第一引出部从所述第一电容形成部朝向所述电容器主体的所述第三表面延伸并连接到所述第一外电极，所述第一点图案部设置在所述第一电容形成部的至少一个拐角处。所述第二内电极包括第二电容形成部、第二引出部和第二点图案部，所述第二电容形成部在所述第一方向上与所述第一电容形成部叠置，所述第二引出部从所述第二电容形成部朝向所述电容器主体的所述第四表面延伸并连接到所述第二外电极，所述第二点图案部设置在所述第二电容形成部的至少一个拐角处。

所述第一点图案部和所述第二点图案部具有在所述第一方向上彼此不叠置的点图案。

所述第一引出部在所述第三方向上的长度可小于所述第一电容形成部在所述第三方向上的长度，所述第二引出部在所述第三方向上的长度可小于所述第二电容形成部在所述第三方向上的长度。

在所述第一点图案部中，点形状的第一电极部和点形状的第一间隔部可在所述第二方向上交替地设置且在所述第三方向上交替地设置，并且在所述第二点图案部中，点形状的第二电极部和点形状的第二间隔部可在所述第二方向上交替地设置且在所述第三方向上交替地设置。

所述第一电极部可在所述第一方向上与所述第二间隔部叠置，并且所述第二电极部可在所述第一方向上与所述第一间隔部叠置。

所述第一电极部在所述第一方向上的平均厚度可以是所述第一电容形成部在所述第一方向上的平均厚度的70％至90％，并且所述第二电极部在所述第一方向上的平均厚度可以是所述第二电容形成部在所述第一方向上的平均厚度的70％至90％。

所述电容器主体可包括有效区域、上盖区域和下盖区域，在所述有效区域中所述第一电容形成部和所述第二电容形成部在所述第一方向上彼此叠置，所述上盖区域和所述下盖区域分别设置在所述有效区域的在所述第一方向上的上表面和下表面上。

所述第一外电极可包括设置在所述电容器主体的所述第三表面上的第一连接部以及从所述第一连接部延伸到所述电容器主体的所述第一表面的一部分的第一带部，并且所述第二外电极可包括设置在所述电容器主体的所述第四表面上的第二连接部以及从所述第二连接部延伸到所述电容器主体的所述第一表面的一部分的第二带部。

根据本公开的一个方面，一种其上安装有多层电容器的安装板包括：板，在所述板的一个表面上具有多个电极焊盘；以及所述多层电容器，所述多层电容器的外电极连接到所述电极焊盘。

根据本公开的一个方面，一种制造多层电容器的方法包括：分别在第一陶瓷片上和第二陶瓷片上形成第一内电极和第二内电极；通过层叠其上形成有所述第一内电极的多个所述第一陶瓷片和其上形成有所述第二内电极的多个所述第二陶瓷片，使得所述第一内电极和所述第二内电极彼此相对且所述第一陶瓷片或所述第二陶瓷片介于所述第一内电极与所述第二内电极之间，并且压制所述第一陶瓷片和所述第二陶瓷片从而形成层叠体；通过切割所述层叠体并进行烧制来形成电容器主体，所述电容器主体包括在所述电容器主体的第一方向上彼此相对的第一表面和第二表面、在所述电容器主体的第二方向上彼此相对的第三表面和第四表面以及在所述电容器主体的第三方向上彼此相对的第五表面和第六表面，并且所述电容器主体包括分别通过所述第三表面和所述第四表面暴露的所述第一内电极的第一引出部和所述第二内电极的第二引出部；以及在所述电容器主体上形成分别电连接到所述第一引出部和所述第二引出部的第一外电极和第二外电极。所述第一内电极包括第一电容形成部、所述第一引出部和第一点图案部，所述第一引出部从所述第一电容形成部朝向所述电容器主体的所述第三表面延伸并连接到所述第一外电极，所述第一点图案部设置在所述第一电容形成部的至少一个拐角处，并且所述第二内电极包括第二电容形成部、所述第二引出部和第二点图案部，所述第二电容形成部在所述第一方向上与所述第一电容形成部叠置，所述第二引出部从所述第二电容形成部朝向所述电容器主体的所述第四表面延伸并连接到所述第二外电极，所述第二点图案部设置在所述第二电容形成部的至少一个拐角处。

所述第二点图案部的第二电极部可被形成为在所述第一方向上与所述第一点图案部的第一电极部不叠置。

可通过以下方式形成所述第一内电极：在所述第一陶瓷片上设置包括丝网的印刷丝网，将导电膏以预定厚度涂敷到所述丝网，在涂敷有导电膏的所述丝网上印刷第一内电极图案，使得所述第二方向上的一端形成为具有瓶颈形状的所述第一引出部并在至少一个拐角处形成所述第一点图案，并且使暴露的导电膏显影。可通过以下方式形成所述第二内电极：在所述第二陶瓷片上设置包括丝网的印刷丝网，将导电膏以预定厚度涂敷到所述丝网，在涂敷有导电膏的所述丝网上印刷第二内电极图案，使得所述第二方向上的另一端形成为具有瓶颈形状的所述第二引出部并在至少一个拐角处形成所述第二点图案，并且使暴露的导电膏显影。

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，在附图中：

图1是示出根据本公开的示例实施例的一部分被切除的多层电容器的立体图；

图2A和图2B是分别示出根据本公开的示例实施例的第一内电极和第二内电极的平面图；

图3是沿着图1中的线I-I'截取的截面图；

图4是示出多层电容器的电容根据点图案部的厚度的变化而变化的曲线图；以及

图5是示出其上安装有图1所示的多层电容器的安装板的立体图。

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全面和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本公开的范围。

为了描述清楚，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。

此外，应当理解，当一部分“包括”一个要素时，除非另有说明，否则它还可包括其他要素，而不是排除其他要素。

在示例实施例中，关于电容器主体的方向，附图中所示的X、Y和Z可分别表示多层电容器的长度方向、宽度方向和厚度方向。

厚度方向可用作第一方向，长度方向可用作第二方向，宽度方向可用作第三方向。

Z方向可与层叠介电层的层叠方向相同。

图1是示出根据示例实施例的一部分被切除的多层电容器的立体图。图2A和图2B是分别示出根据示例实施例的第一内电极和第二内电极的平面图。图3是沿着图1中的线I-I'截取的截面图。

参照图1至图3，示例实施例中的多层电容器100可包括电容器主体110以及第一外电极131和第二外电极132。

电容器主体110可包括在Z方向上交替地设置的多个介电层111以及多个第一内电极121和多个第二内电极122，且介电层111介于第一内电极121与第二内电极122之间。

电容器主体110可通过在Z方向上层叠多个介电层111然后对其进行烧制来形成，并且电容器主体110的彼此相邻的介电层111之间的边界可一体化，使得在不使用扫描电子显微镜(SEM)的情况下可能难以识别它们之间的边界。

电容器体110可具有大致六面体的形状，但是其示例实施例不限于此。此外，电容器主体110的形状和尺寸以及层叠的介电层111的数量不限于附图中所示的形状、尺寸和数量。

在示例实施例中，电容器体110的在Z方向上彼此相对的两个表面可被定义为第一表面1和第二表面2，连接到第一表面1和第二表面2并且在X方向上相对的两个表面可被定义为第三表面3和第四表面4，连接到第一表面1和第二表面2以及第三表面3和第四表面4并且在Y方向上彼此相对的两个表面可被定义为第五表面5和第六表面6。

此外，在示例实施例中，多层电容器100的安装表面可以是电容器主体110的第一表面1。

介电层111可包括具有高介电常数的陶瓷材料(例如，钛酸钡(BaTiO

除了陶瓷粉末之外，介电层111还可包括陶瓷添加剂、有机溶剂、增塑剂、粘合剂和分散剂。

过渡金属氧化物或过渡金属碳化物、稀土元素、镁(Mg)或铝(Al)可用作陶瓷添加剂。

电容器主体110可包括有效区域以及上盖112和下盖113(即，上盖区域和下盖区域)，有效区域对形成电容器的电容有贡献，上盖112和下盖113分别形成在有效区域的在Z方向上的上表面和下表面上作为上边缘部和下边缘部。

上盖112和下盖113不包括内电极，除此之外，上盖112和下盖113可具有与第一介电层111和第二介电层112的材料和构造相同的材料和构造。

上盖112和下盖113可通过分别在有效区域的在Z方向上的上表面和下表面上层叠单个介电层或者两个或更多个介电层来形成，并且可防止第一内电极121和第二内电极122由于物理应力或化学应力而损坏。

第一内电极121和第二内电极122可被施加有不同的极性，并且可在Z方向上交替地设置且介电层111介于第一内电极121与第二内电极122之间，并且第一内电极121的一端和第二内电极122的一端可分别暴露于电容器主体110的第三表面3和第四表面4(或者，分别与电容器主体110的第三表面3和第四表面4接触或分别从电容器主体110的第三表面3和第四表面4延伸)。

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而彼此电绝缘。

因此，通过电容器主体110的第三表面3和第四表面4分别暴露的第一内电极121的端部和第二内电极122的端部可分别电连接到第一外电极130和第二外电极140，第一外电极130和第二外电极140分别设置在电容器主体110的第三表面3和第四表面4上。

第一内电极121可包括第一电容形成部121a、第一引出部121d和第一点图案部。附图标记121b和121c表示位于点图案部之间并且形成为从第一电容形成部121a突出的部分。

第一电容形成部121a可与电容器主体110的第三表面3、第四表面4、第五表面5和第六表面6间隔开，并且可对形成电容器的电容有贡献。

第一引出部121d可从第一电容形成部121a朝向电容器主体110的第三表面3延伸以从电容器主体110的第三表面3暴露，并且可连接到第一外电极131。

在这种情况下，第一引出部121d在Y方向上的长度可小于第一电容形成部121a在Y方向上的长度。例如，第一内电极121可具有第一引出部121d呈瓶颈形状的瓶颈图案。

第一点图案部可形成在第一电容形成部121a的至少一个拐角处。

第一点图案部可包括具有点形状的第一电极部121e以及具有点形状并用作边缘部的第一间隔部121f，第一电极部121e和第一间隔部121f可在X方向上交替地设置且在Y方向上交替地设置并且可设置为例如棋盘(checkerboard)形状。

在这种情况下，第一电极部121e在Z方向上的平均厚度可以是第一电容形成部121a的平均厚度的70％至90％。

当第一电极部121e的平均厚度小于第一电容形成部121a的平均厚度的70％时，电极连接性可能降低，这可能导致电容器的电容减小。当第一电极部121e的平均厚度超过第一电容形成部121a的平均厚度的90％时，可能无法适当地实现通过点图案部改善阶梯差异的效果。

在示例实施例中，第一点图案部可形成在第一电容形成部121a的四个拐角中的全部拐角处，但是第一点图案部也可形成在第一电容形成部121a的三个或更少的拐角处，优选地，为了减小阶梯差异，第一点图案部可以形成在第一电容形成部121a的四个拐角处。

第二内电极122可包括第二电容形成部122a、第二引出部122d和第二点图案部。附图标记122b和122c表示位于点图案部之间并且形成为从第二电容形成部122a突出的部分。

第二电容形成部122a可与电容器主体110的第三表面3、第四表面4、第五表面5和第六表面6间隔开，并且可在Z方向上与第一电容形成部121a叠置。第二电容形成部122a可对形成电容器的电容有贡献。

第二引出部122d可从第二电容形成部122a朝向电容器主体110的第四表面4延伸以从电容器主体110的第四表面4暴露，并且可连接到第二外电极132。

在这种情况下，第二引出部122d在Y方向上的长度可小于第二电容形成部122a在Y方向上的长度。例如，在第二内电极122中，第二引出部122d可具有类似于瓶颈形状的瓶颈图案。

第二点图案部可形成在第二电容形成部122a的至少一个拐角处。

第二点图案部可包括具有点形状的第二电极部122e以及具有点形状并用作边缘部的第二间隔部122f，第二电极部122e和第二间隔部122f可在X方向上交替地设置且在Y方向上交替地设置并且可设置为例如棋盘形状。

在这种情况下，第二电极部122e在Z方向上的平均厚度可以是第二电容形成部122a的平均厚度的70％至90％。

当第二电极部122e的平均厚度小于第二电容形成部122a的平均厚度的70％时，电极连接性可能降低，这可能导致电容器的电容减小。当第二电极部122e的平均厚度超过第二电容形成部122a的平均厚度的90％时，可能无法适当地实现通过点图案部改善阶梯差异的效果。

在示例实施例中，第二点图案部可形成在第二电容形成部122a的四个拐角处，但是第二点图案部也可形成在第二电容形成部122a的三个或更少的拐角处，优选地，为了减小阶梯差异，第二点图案部可形成在第二电容形成部122a的四个拐角处。

此外，第一点图案部和第二点图案部可分别具有在Z方向上彼此不叠置的点图案。

更具体地，第一点图案部的第一电极部121e可在Z方向上与第二点图案部的第二间隔部122f叠置，并且第一点图案部的第一间隔部121f可在Z方向上与第二点图案部的第二电极部122e叠置。

通过上述构造，当将预定电压施加到第一外电极131和第二外电极132时，电荷可积累在第一内电极121与第二内电极122之间。

在这种情况下，多层电容器100的电容可与在电容器主体110的有效区域中在Z方向上彼此叠置的第一内电极121的第一电容形成部121a与第二内电极122的第二电容形成部122a之间的叠置面积成比例。

此外，用于形成第一内电极121和第二内电极122的材料不限于任何特定材料，并且例如可使用包括贵金属材料(诸如，铂(Pt)、钯(Pd)、钯-银(Pd-Ag)合金等)、镍(Ni)和铜(Cu)中的至少一种的导电膏。

在这种情况下，用于印刷导电膏的方法可以是丝网印刷法或凹版印刷法，但是其示例实施例不限于此。

第一外电极131和第二外电极132可被提供有不同极性的电压，可设置在电容器主体110的在X方向上的两端上，并且可分别电连接到第一内电极121的暴露部分和第二内电极122的暴露部分。

在这种情况下，第一外电极131和第二外电极132可包括形成在电容器主体110上的导电层以及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可形成在电容器主体110的第三表面3上并可连接到第一内电极121的暴露部分，第一带部131b可从第一连接部131a延伸到电容器主体110的第一表面1的一部分。

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、第六表面6的一部分以及第二表面2的一部分，以改善粘合强度。

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可形成在电容器主体110的第四表面4上并可连接到第二内电极122的暴露部分，第二带部132b可从第二连接部132a延伸到电容器主体110的第一表面1的一部分。

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、第六表面6的一部分以及第二表面2的一部分，以改善粘合强度。

在一般的多层电容器中，瓶颈结构可应用于内电极以改善防潮可靠性，并且内电极的可成为瓶颈图案的拐角部可能成为空的部分，使得可能极大地形成阶梯差异，可能增大电容器的短路率，并且可能发生电压击穿。

在示例实施例中，第一点图案部可形成在第一内电极的第一电容形成部的拐角部处，第二点图案部可形成在第二内电极的第二电容形成部的拐角部处，并且第一点图案部和第二点图案部的点图案可在Z方向上彼此不叠置，从而可获得改善一般瓶颈图案结构的内电极的防潮可靠性的效果，并且还可防止阶梯部。

因此，可防止多层电容器的电容减小，可改善电容器的短路率，并且可改善耐压特性。

在下文中，可执行测试以识别第一点图案部的第一电极部和第二点图案部的第二电极部的厚度与电容器的电容之间的相互关系。

就点图案部的平均厚度而言，通过观察多层电容器的在Z方向上的中央部分的平行于Z方向和X方向的截面表面来观察10层内电极，并且在每层内电极的点图案部的电极部上测量五个点(相邻点之间的距离相等)的厚度并计算五个点的厚度的平均值，最后计算10层内电极的厚度的平均值作为点图案部的平均厚度。

就电容形成部的平均厚度而言，通过观察多层电容器的在Z方向上的中央部分的平行于Z方向和X方向的截面表面来观察10层内电极，并且在每层内电极的电容形成部上测量五个点(相邻点之间的距离相等)的厚度并计算五个点的厚度的平均值，最后计算10层内电极的厚度的平均值作为电容形成部的平均厚度。

图4是示出多层电容器的电容根据点图案部的厚度的变化而变化的曲线图。

参照图4，当电极部的平均厚度(即，点图案部的平均厚度)小于电容形成部的平均厚度的70％时，电容迅速减小。

因此，如在示例实施例中，当电极部在Z方向上的平均厚度为电容形成部在Z方向上的平均厚度的70％或更大时，电容的减小可以不显著。

图5是示出其上安装有图1所示的多层电容器的安装板的立体图。

参照图5，示例实施例中的多层电容器的安装板可包括：板210，多层电容器100安装在板210上；以及第一电极焊盘221和第二电极焊盘222，设置在板210的上表面上并彼此间隔开。

多层电容器100可安装在板210上，使得第一外电极131和第二外电极132可分别与第一电极焊盘221和第二电极焊盘222接触并连接。

在此情况下，第一外电极131可通过焊料231电连接且物理连接到第一电极焊盘221并结合到第一电极焊盘221，第二外电极132可通过焊料232电连接且物理连接到第二电极焊盘222并结合到第二电极焊盘222。

多层电容器100可以是上述示例实施例中的多层电容器，并且将不提供其详细描述以避免重复。

在下文中，将描述示例实施例中的多层电容器的制造方法。

可制备第一陶瓷片和第二陶瓷片。

可提供第一陶瓷片和第二陶瓷片以形成电容器主体110的介电层111以及作为上边缘的上盖112和作为下边缘的下盖113，并且就陶瓷片而言，可通过混合陶瓷粉末、聚合物和溶剂来形成浆料，可通过诸如刮刀法的方法将浆料涂敷到载体膜上并可使浆料干燥，从而形成厚度为几μm的片。

此后，可将导电膏印刷在第一陶瓷片和第二陶瓷片上，从而形成第一内电极和第二内电极。

丝网印刷法或凹版印刷法可用作印刷导电膏的方法，但是其示例实施例不限于此。

在这种情况下，在形成第一内电极时，可在第一陶瓷片上设置包括丝网的印刷丝网，可将导电膏以预定厚度涂敷到丝网，可在涂敷有导电膏的丝网上印刷第一内电极图案，使得长度方向上的一端可形成为具有瓶颈形状的引出部并且在至少一个拐角处可形成第一点图案部，并且可使暴露的导电膏显影。

因此，可形成包括第一电容形成部、第一引出部和第一点图案部的第一内电极，第一引出部从第一电容形成部朝向电容器主体的第三表面延伸并连接到第一外电极，第一点图案部形成在第一电容形成部的至少一个拐角处。

在形成第二内电极时，可在第二陶瓷片上设置包括丝网的印刷丝网，可将导电膏以预定厚度涂敷到丝网，可在涂敷有导电膏的丝网上印刷第二内电极图案，使得长度方向上的另一端可形成为具有瓶颈形状的引出部并且在至少一个拐角处可形成不与第一点图案叠置的第二点图案部，并且可使暴露的导电膏显影。

因此，可形成包括第二电容形成部、第二引出部和第二点图案部的第二内电极，第二电容形成部在第一方向上与第一电容形成部叠置，第二引出部从第二电容形成部朝向电容器主体的第四表面延伸并连接到第二外电极，第二点图案部形成在第二电容形成部的至少一个拐角处并且第二点图案部的第二电极部与第一点图案部的第一电极部在第一方向上不叠置。

此后，可层叠其上形成有第一内电极的多个第一陶瓷片和其上形成有第二内电极的多个第二陶瓷片，使得第一内电极和第二内电极可彼此相对且第一陶瓷片或第二陶瓷片介于第一内电极与第二内电极之间，并且可压制陶瓷片从而形成层叠体。

在这种情况下，可首先层叠其上没有形成内电极的陶瓷片，然后可层叠多个第一陶瓷片和多个第二陶瓷片，随后可进一步层叠其上没有形成内电极的陶瓷片，最后可对获得的结构进行压制。

此后，可针对与单个电容器对应的各个区域对层叠体进行切割，并且可烧制每个切割的层叠体，使得可制造如下的电容器主体：该电容器主体包括在第一方向上彼此相对的第一表面和第二表面、在垂直于第一方向的第二方向上彼此相对的第三表面和第四表面以及在垂直于第一方向的第三方向上彼此相对的第五表面和第六表面，并且该电容器主体包括分别通过第三表面和第四表面暴露的第一内电极的第一引出部和第二内电极的第二引出部。

此后，通过在电容器主体上形成分别电连接到第一引出部和第二引出部的第一外电极和第二外电极，可制造多层电容器。

根据上述示例实施例，点图案部可形成在内电极的电容形成部的拐角处，并且竖直叠置的内电极的点图案部可被构造为彼此不叠置，使得可改善多层电容器的防潮可靠性，可获得防止阶梯差异的效果。

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，可以做出修改和变型。