电容器组件

本申请要求于2021年10月15日在韩国知识产权局提交的第10-2021-0137247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

本公开涉及一种电容器组件。

背景技术

多层陶瓷电容器(MLCC，一种电容器组件)由于其小尺寸、高容量和易于安装，是在诸如通信、计算机、家用电器、汽车等的行业中使用的重要的片组件，并且特别地，多层陶瓷电容器是在诸如移动电话、计算机、数字电视等的各种电气装置、电子装置和信息通信装置中使用的关键无源元件。

通常，MLCC可通过以下步骤制造：在介电生片上丝网印刷用于形成内电极层的导电膏、堆叠其上印刷有导电膏的多个介电生片、压制多个堆叠的介电生片以形成堆叠主体以及烧结堆叠主体。

另外，在形成堆叠主体时，设置在堆叠主体下部的介电生片可被压制与要堆叠的数量一样多的次数。因此，与设置在堆叠主体上部中的介电生片的厚度相比，设置在堆叠主体下部中的介电生片的厚度可更薄。当烧结堆叠主体时，可能发生在电容器组件的下部中MLCC的击穿电压(BDV)降低的现象。

发明内容

本公开的一方面在于提供一种能够改善耐压性能的电容器组件。

根据本公开的一方面，一种电容器组件包括：主体，包括介电层和多个内电极层，所述多个内电极层设置为彼此相对并且所述介电层介于所述多个内电极层之间；以及外电极，设置在所述主体上并连接到所述多个内电极层，其中，所述多个内电极层中的每个内电极层具有电容形成部和引出部，所述电容形成部设置成与相邻的内电极层叠置，所述引出部从所述电容形成部延伸并连接到所述外电极，高度差H2与高度差H1的比值(H2/H1)为0.2或更小，其中，所述高度差H2是所述多个内电极层中的最下面的内电极层的所述电容形成部与所述引出部之间的高度差，并且所述高度差H1是所述多个内电极层中的最上面的内电极层的所述电容形成部与所述引出部之间的高度差，并且所述介电层的平均厚度为420nm或更小。

根据本公开的一方面，一种电容器组件包括：主体，包括介电层和多个内电极层，所述多个内电极层设置为彼此相对并且所述介电层介于所述多个内电极层之间；以及外电极，设置在所述主体上并连接到所述多个内电极层。所述多个内电极层中的每个内电极层具有电容形成部和引出部，所述电容形成部设置成与相邻的内电极层叠置，所述引出部从所述电容形成部延伸并连接到所述外电极。所述多个内电极层中的第一最外面的内电极层的所述电容形成部与所述引出部之间的高度差与所述多个内电极层中的第二最外面的内电极层的所述电容形成部与所述引出部之间的高度差不同。在所述多个内电极层中，除了所述第一最外面的内电极层和所述第二最外面的内电极层之外，具有最小的所述电容形成部和所述引出部之间的高度差的内电极层的位置偏离所述多个内电极层在厚度方向上的中央。

附图说明

通过结合附图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是示意性地示出根据本公开的实施例的电容器组件的立体图；

图2是示意性地示出图1的沿线I-I'截取的截面的示图；

图3是图2的A部的放大图；

图4是图2的B部的放大图；

图5是示意性地示出比较示例的截面的示图；以及

图6是示出比较示例和试验示例的BDV破坏测试数据的示图。

具体实施方式

在本公开的描述中使用的术语用于描述特定实施例，并且不旨在限制本公开。除非另有说明，否则单数术语包括复数形式。本公开的描述中的术语“包括”、“包含”、“被构造为”等用于指示存在特征、数量、步骤、操作、要素、部件或它们的组合，并且不排除组合或添加一个或更多个附加特征、数量、步骤、操作、要素、部件或它们的组合的可能性。此外，术语“设置在……上”、“定位在……上”等可指示要素位于物体上方或物体下方，并且不一定意味着要素相对于重力方向位于物体上方。

术语“结合到”、“组合到”等不仅可指示要素彼此直接且物理地接触，而且还包括其中其他组件介于要素之间使得要素也与其他组件接触的构造。

为了便于描述，附图中所示的要素的尺寸和厚度被指示为示例，并且本公开不限于此。

在附图中，第一方向可被定义为Z方向或厚度方向，第二方向可被定义为X方向或长度方向，并且第三方向可被定义为Y方向或宽度方向。

在下文中，将参照附图详细描述根据本公开的实施例的电容器组件。参照附图，相同或相应的组件可利用相同的附图标记表示，并且将省略重复的描述。

图1是示意性地示出根据本公开的实施例的电容器组件的立体图。图2是示意性地示出图1的沿线I-I'截取的截面的示图。图3是图2的A部的放大图。图4是图2的B部的放大图。图5是示意性地示出比较示例的截面的示图。图6是示出比较示例和试验示例的BDV破坏测试数据的示图。

参照图1至图4，根据该实施例的电容器组件1000可包括主体100以及外电极210及220。主体100可包括介电层110以及多个内电极层121和122。

根据该实施例，主体100可形成电容器组件1000的外观。尽管主体100的具体形状没有特别限制，但是如所示出的，主体100可具有六面体形状或与六面体形状类似的形状。由于在烧结工艺期间包含在主体100中的陶瓷粉末的收缩，主体100可不具有拥有完美直线的六面体形状，而是可具有大体上六面体形状。

基于图1和图2，主体100可包括在厚度Z方向上彼此相对的第一表面101和第二表面102、在长度X方向上彼此相对的第三表面103和第四表面104以及在宽度Y方向上彼此相对的第五表面105和第六表面106。主体100的第三表面103、第四表面104、第五表面105和第六表面106中的每个表面可以是主体100的连接第一表面101和第二表面102的壁表面。在下文中，主体100的两个端表面(一个端表面和另一端表面)可分别指主体100的第三表面103和第四表面104，并且主体100的两个侧表面(一个侧表面和另一侧表面)可分别指主体100的第五表面105和第六表面106。另外，主体100的一个表面和另一表面可分别指主体100的第一表面101和第二表面102。当根据该实施例的电容器组件1000安装在安装基板(诸如印刷电路板)上时，主体100的一个表面101可用作安装表面。

主体100可包括介电层110以及交替布置的第一内电极层121和第二内电极层122，并且介电层110介于第一内电极层121和第二内电极层122之间。介电层110、第一内电极层121和第二内电极层122可以以多个层设置。在下文中，除了需要区别的情况之外，第一内电极层121和第二内电极层122将被统称为内电极层121和122。因此，统称为内电极层121和122的部分的描述可共同应用于多个第一内电极层121和多个第二内电极层122。

形成主体100的多个介电层110可以以烧结状态设置，并且相邻介电层110之间的边界可被一体化到在不使用扫描电子显微镜(SEM)的情况下难以区分的程度。

用于形成介电层110的原材料没有特别限制，只要其可获得足够的电容即可，并且可以是例如钛酸钡(BaTiO

基于图2中所示的方向，在介电层110的厚度中，最上面的介电层110的厚度可与最下面的介电层110的厚度基本上相同。在这种情况下，表述“最上面的介电层110的厚度可与最下面的介电层110的厚度基本上相同”可意味着根据用于测量介电层110的厚度的方法(将在后面描述)，两者在数值上彼此相同，以及例如两者差异在5％以内的情况。也就是说，本领域普通技术人员将理解，表述“基本上相同”是指通过允许制造工艺中可能发生的工艺误差、位置偏差和/或测量误差而相同。通常，由于多个介电层中的最下面的介电层相对于其他介电层经受最多的压制工艺，因此最下面的介电层可形成为比最上面的介电层相对较薄。在该实施例中，例如，在堆叠工艺之后的压制工艺中，可将相对高的压力施加到最上面的介电层110，并且可将相对低的压力施加到最下面的介电层，以在两个介电层之间具有基本上相同的厚度。另外，多个介电层110中的每个介电层可具有相同的厚度。可使用通过扫描X-Z截面获得的光学图像或SEM图像来测量介电层110中的每个介电层的厚度，所述X-Z截面通过切割电容器组件的沿宽度Y方向的中央部分获得。例如，介电层110的厚度可指如下得到的尺寸的算术平均值：通过选择图像中所示的介电层110中的一个介电层，并且在X方向上多次测量所选择的一个介电层110在Z方向上的尺寸。在X方向上的多次测量可在X方向上以相等的间隔执行，但不限于此。

多个介电层110的平均厚度可以是420nm或更小。当多个介电层110的平均厚度超过420nm时，可能不利于减小电容器组件的整个厚度。在这种情况下，多个介电层110的平均厚度可指通过上述方法获得图像中所示的多个介电层110的厚度并将厚度的总和除以图像中所示的介电层110的总数而确定的算术平均值。另外，“上述介电层110的厚度基本上彼此相同”的表述可指介电层中的每个介电层的厚度在上述算术平均值的5％以内。

覆盖层130可设置在主体100上方和主体100下方(例如，在厚度方向上(在Z方向上)的两个端部)。覆盖层130可用于保持电容器组件抵抗外部冲击的可靠性。覆盖层130可使用用于形成介电层110的材料或与用于形成介电层110的材料不同的材料来形成。例如，在后者的情况下，用于形成介电层110的材料和用于形成覆盖层130的材料可就材料的陶瓷颗粒的成分、尺寸、含量或分散程度中的至少一者而言彼此不同，或者可就材料的副成分的成分、尺寸、含量或分散程度中的至少一者而言彼此不同。

内电极层121和122可与介电层110交替布置，并且内电极层121和122可包括第一内电极层121和第二内电极层122。第一内电极层121和第二内电极层122可交替地布置成彼此相对，并且介电层110介于第一内电极层121和第二内电极层122之间，并且第一内电极层121和第二内电极层122可分别从主体100的第三表面103和第四表面104暴露。

内电极层121和122中的每个内电极层可具有电容形成部121A和122A以及引出部121B和122B，电容形成部121A和122A设置成与其他相邻的内电极层121和122叠置，引出部121B和122B从电容形成部121A和122A延伸并连接到外电极210和220(将在后面描述)。

内电极层121和122的电容形成部121A和122A整体上可具有与板的形状类似的形状。当通过外电极210和220施加电场时，内电极层121和122的电容形成部121A和122A可经由介电层110与其他相邻的内电极层121和122的电容形成部121A和122A一起形成电容。

内电极层121和122的引出部121B和122B可分别从主体100的第三表面103和第四表面104(可以是在长度X方向上的两个端表面)交替地暴露，并且可分别连接到第一外电极210和第二外电极220。例如，第一内电极层121的引出部121B可从主体100的第三表面103暴露，并且可连接到第一外电极210。第二内电极层122的引出部122B可从主体100的第四表面104暴露，并且可连接到第二外电极220。因此，第一内电极层121可与主体100的第四表面104间隔开预定距离，并且第二内电极层122可与主体100的第三表面103间隔开预定距离。

内电极层121和122中的至少一个内电极层可在相应的电容形成部121A和122A与相应的引出部121B和122B之间具有高度差(图2中的在Z方向上的高度差)。在该实施例中，由于相应的电容形成部121A和122A与相应的引出部121B和122B之间的高度差，因此最上面的第一内电极层121的电容形成部和引出部以及最下面的第二内电极层122的电容形成部和引出部可分别具有高度差H1和H2。另外，在该实施例中，在相应的电容形成部121A和122A与相应的引出部121B和122B之间的高度差中，最上面的第一内电极层121的电容形成部121A和引出部121B的高度差H1可大于最下面的第二内电极层122的电容形成部122A和引出部122B的高度差H2(H1>H2)。例如，在堆叠和压制多个介电生片的工艺中，与最下面的第二内电极层122相比，施加到最上面的第一内电极层121的相对高的压缩压力可通过不对称压缩来执行，但是本公开的范围不限于此。

最上面的第一内电极层121中的电容形成部121A和引出部121B之间的高度差H1以及最下面的第二内电极层122中的电容形成部122A和引出部122B之间的高度差H2可满足H2/H1≤0.2。作为非限制性示例，可通过将施加到堆叠主体的上侧的压缩压力增加到大于施加到堆叠主体的下侧的压缩压力来实现上述不对称压缩。

在最上面的第一内电极层121和最下面的第二内电极层122中的每个内电极层中，与电容形成部121A和122A相比，引出部121B和122B可被设置成更靠近主体100在厚度Z方向上的中央。例如，引出部121B和122B可被设置成朝向主体100在厚度Z方向上的中央弯曲。因此，最上面的第一内电极层121在厚度Z方向上的高度可从主体100的暴露引出部121B的第三表面朝向电容形成部121A增大。另外，最下面的第二内电极层122在厚度Z方向上的高度可从主体100的暴露引出部122B的第四表面朝向电容形成部122A减小。

在从最上面的第一内电极层121朝向最下面的第二内电极层122的方向上，内电极层121和122的相应的电容形成部121A和122A与相应的引出部121B和122B之间的高度差可减小然后增大。结果，内电极层121和122的相应的电容形成部121A和122A与相应的引出部121B和122B之间的高度差可在除了最上面的第一内电极层121和最下面的第二内电极层122之外的剩余的内电极层121和122中的任何一个中最小。在这种情况下，与最上面的第一内电极层121相比，具有最小的相应的电容形成部121A和122A与相应的引出部121B和122B之间的高度差的内电极层121和122中的任何一个可设置成更靠近最下面的第二内电极层122。也就是说，除了最上面的内电极层和最下面的内电极层之外，多个内电极层121和122中具有最小的电容形成部与引出部之间的高度差的内电极层的位置偏离主体100在厚度Z方向上的中央。另外，与最下面的第二内电极层122的引出部相比，最上面的第一内电极层121的引出部可被设置为更靠近主体100在厚度Z方向上的中央。作为非限制性示例，在上述不对称压缩中，通过将施加到堆叠主体上侧的压缩压力增加到大于施加到堆叠主体下侧的压缩压力，这可能是因为在堆叠主体中实现了上压缩压力和下压缩压力之间的平衡，并且可能是因为在堆叠主体的下侧相对地实现了上压缩压力和下压缩压力之间的平衡。

根据另一实施例，在电容器组件1000中，多个内电极层121和122中的最上面的第一内电极层121的电容形成部与引出部之间的高度差和多个内电极层121和122中的最下面的第二内电极层122的电容形成部与引出部之间的高度差可不同。在多个内电极层121和122中，除了最上面的第一内电极层121和最下面的第二内电极层122之外，在电容形成部和引出部之间具有最小高度差的内电极层的位置可偏离主体100在厚度Z方向上的中央。

内电极层121和122可包括例如钯(Pd)、银(Ag)、镍(Ni)和铜(Cu)的一种或更多种导体。例如，内电极层121和122可通过在介电生片上涂覆包括导电粉末(包含镍(Ni))、粘合剂、溶剂等的导电膏然后烧结该导电膏来形成。内电极层121和122可包括镍(Ni)。

内电极层121和122可分别具有大于等于10nm且小于等于500nm的厚度。当内电极层121和122中的每个内电极层的厚度小于10nm时，内电极层121和122的连接性会劣化，从而减小电容器组件1000的电容。基于具有相同尺寸的组件，当内电极层121和122中的每个内电极层的厚度大于500nm时，因为形成具有薄厚度的介电层110，所以会难以实现内电极层121和122之间的电绝缘。可使用通过扫描X-Z截面获得的光学图像或SEM图像来测量内电极层121和122中的每个内电极层的厚度，所述X-Z截面通过切割电容器组件的沿宽度Y方向的中央部分获得。例如，内电极层121和122中的每个内电极层的厚度可指通过如下而得到的尺寸的算术平均值：选择图像中所示的内电极层121和122中的每者中的一个内电极层，并且在X方向上多次测量所选择的一个内电极层的Z方向上的尺寸。可在X方向上以相等的间隔执行X方向上的多次测量，但不限于此。另外，内电极层121和122中的每个内电极层的厚度可指通过上述方法获得图像中所示的内电极层121和122中的每个内电极层的厚度，并且可将厚度的总和除以图像中所示的内电极层121和122的总数。

空隙和陶瓷颗粒可设置在内电极层121和122中。陶瓷颗粒可利用另外添加到用于形成内电极层的导电膏中的陶瓷粉末(例如钛酸钡等)形成。陶瓷颗粒可以以与介电层110的电介质相同的方式利用钛酸钡基材料制成，但不限于此。空隙可由于包含在导电膏中的镍(Ni)粉末在烧结工艺中的扩散和再结晶而形成，或者可通过在烧结工艺期间去除导电膏中包含的有机材料(例如溶剂等)而形成。

外电极210和220可设置在主体100上，并且可连接到内电极层121和122。如图1和图2中所示，外电极210和220可分别设置在主体100的第三表面103和第四表面104上，外电极210和220包括连接到第一内电极层121的第一外电极210和连接到第二内电极层122的第二外电极220。

第一外电极210可包括第一连接部和第一延伸部，第一连接部设置在主体100的第三表面103上并且连接到第一内电极层121，第一延伸部从第一连接部延伸到主体100的第一表面101；第二外电极220可包括第二连接部和第二延伸部，第二连接部设置在主体100的第四表面104上并且连接到第二内电极层122，第二延伸部从第二连接部延伸到主体100的第一表面101。第一延伸部和第二延伸部可彼此间隔开地设置在主体100的第一表面101上。第一延伸部和第二延伸部不仅可在主体100的第一表面101上延伸，而且可在主体100的第二表面102、第五表面105和第六表面106上延伸，但是本公开的范围不限于此。例如，如图1中所示，本公开的外电极210和220中的每者可以是形成在主体100的五(5)个表面上的普通类型，但不限于此，并且外电极210和220中的每者可以是形成在主体100的两(2)个表面上的L型、形成在主体100的三(3)个表面上的C(匚)型等。

第一外电极210可包括第一层211和第二层212，第一层211设置在主体100上，第二层212设置在第一层211上，第二外电极220可包括第一层221和第二层222，第一层221设置在主体100上，第二层222设置在第一层221上。第一层211和221可分别通过烧结包含导电金属(包含铜(Cu)、镍(Ni)、银(Ag)、铂(Pt)和钯(Pd)中的至少一种)和玻璃的可烧结导电膏来形成，第一层211和221可分别通过固化包含导电金属(包含铜(Cu)、镍(Ni)、银(Ag)、铂(Pt)和钯(Pd)中的至少一种)和基体树脂的可固化导电膏来形成，或者第一层211和221可分别通过气相沉积来形成。第二层212和222可分别通过但不限于例如镀覆方法形成，并且可包括分别在每个第一层上顺序镀覆的镍(Ni)镀层和锡(Sn)镀层。

在本实施例中，尽管描述了电容器组件1000具有两个外电极210和220的结构，但是相应的外电极的数量、形状等可根据相应的内电极层的形状等或其他目的而改变。

试验示例

图5是示意性地示出比较示例的截面的示图。图6是示出比较示例和试验示例的BDV破坏测试数据的示图。

在图5的比较示例(即，图6的比较示例1(#1))中，将其上形成有未烧结的内电极层的介电层从下侧开始顺序堆叠为多个介电层，从而形成堆叠主体。在这种情况下，在堆叠主体上方和堆叠主体下方对称地施加压缩压力。在比较示例(图6的比较示例1)中，最下面的第二内电极层的电容形成部和引出部之间的高度差与最上面的第一内电极层的电容形成部和引出部之间的高度差的比值(H2/H1)为0.33。接下来，在图6的试验示例2(#2)中，将其上形成有未烧结的内电极层的介电层从下侧开始顺序堆叠为多个介电层，从而形成堆叠主体。在这种情况下，在堆叠主体上方和堆叠主体下方不对称地施加压缩压力。在试验示例2中，最下面的第二内电极层的电容形成部和引出部之间的高度差与最上面的第一内电极层的电容形成部和引出部之间的高度差的比值(H2/H1)为0.15。在图5以及图6的比较示例1和试验示例2中，多个介电层的厚度的算术平均值为420nm。在制备相同数量的满足比较示例1和试验示例2中的每者的多个样品之后，测量样品的击穿电压(BDV)。

参照图6，试验示例2的平均击穿电压(由图6中与#2对应的菱形表示)为37.89伏，在试验示例2中，最下面的第二内电极层的电容形成部和引出部之间的高度差与最上面的第一内电极层的电容形成部和引出部之间的高度差的比值(H2/H1)满足0.2或更小。可看出，试验示例2的平均击穿电压高于36.48伏(比较示例1的平均击穿电压(由图6中与#1对应的菱形表示))。此外，参照图6，可看出，在每个样品的击穿电压分布中，示出的比较示例1的击穿电压比试验示例2的击穿电压相对低。这可能是因为，在比较示例中，上介电层和下介电层之间的厚度偏差由于对称压缩而相对较大，并且可判断，与其他区域相比，下介电层具有由于其厚度薄而BDV相对低的区域。

结果，在试验示例2中，可恒定地保持耐压性能，同时还改善耐压性能。

根据本公开的一方面的电容器组件可改善耐压性能。

虽然以上已经示出并描述了示例实施例，但是对于本领域技术人员而言将易于理解的是，在不脱离由所附权利要求所限定的本公开的范围的情况下，可做出修改和变型。