專利名稱：多層陶瓷電容器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多層陶瓷電容器(multilayer ceramic condenser)及其制造方法，更具體地，涉及一種制造通過(guò)消除殘余應(yīng)力而具有增強(qiáng)的可靠性的多層陶瓷電容器的方法以及通過(guò)這種方法制造的多層陶瓷電容器。
背景技術(shù)：
電容器，一種能夠儲(chǔ)電的器件，通過(guò)在相對(duì)的電極上施加電壓而將電存儲(chǔ)在每個(gè)電極上。當(dāng)將DC電壓施加到電容器時(shí)，電流流入電容器，同時(shí)電被儲(chǔ)存至電容器中，但是當(dāng)儲(chǔ)電過(guò)程結(jié)束時(shí)，電流不能在電容器中流動(dòng)。同時(shí)，當(dāng)將AC電壓施加到電容器時(shí)，AC電流在電容器中持續(xù)流動(dòng)，與此同時(shí)電極的極性交替變化。根據(jù)設(shè)置在電極之間的絕緣材料的類型，電容器可以被劃分為以下電容器之一 鋁電解電容器(aluminum electrolytic condenser)，其電極由鋁制成，在鋁電極之間設(shè)置有薄氧化層；鉭電解電容器(tantalum electrolytic condenser)，其使用鉭作為電極材料；陶瓷電容器，其在電極之間使用諸如鈦酸鋇(barium titanate)的高k電介質(zhì)；多層陶瓷電容器(MLCC)，其使用由高k陶瓷制成的多層結(jié)構(gòu)作為設(shè)置在電極之間的電介質(zhì)；薄膜電容器，其使用聚苯乙烯薄膜作為電極之間的電介質(zhì)；等等。在這些電容器中，多層陶瓷電容器可以被小型化而同時(shí)具有優(yōu)良的耐熱性和頻率特性，從而其被廣泛地應(yīng)用在各種應(yīng)用場(chǎng)合，比如高頻電路等。在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的多層陶瓷電容器中，可以通過(guò)層疊多個(gè)介電片(dielectric sheet)來(lái)形成層壓結(jié)構(gòu)，具有不同極性的外部電極可以形成于該層壓結(jié)構(gòu)的外面，交替地層疊在該層壓結(jié)構(gòu)中的內(nèi)部電極可以電連接至各外部電極。交替形成在介電片之間的內(nèi)部電極彼此相對(duì)并成對(duì)，以使得在它們之間存在極性以產(chǎn)生電容耦合，從而使得該多層陶瓷電容器具有電容值。近來(lái)，隨著電子產(chǎn)品變得小型化和高集成化，人們已經(jīng)進(jìn)行了小型化和高集成化多層陶瓷電容器的研究。具體地，人們已經(jīng)在薄化和高度層疊介電層以實(shí)現(xiàn)多層陶瓷的高電容和小型化并優(yōu)化多層主體的邊緣部(margin portion)以確保內(nèi)部電極的重疊面積的方面進(jìn)行了各種嘗試。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種制造通過(guò)消除多層陶瓷電容器中的多層主體與側(cè)部之間的殘余應(yīng)力而具有增強(qiáng)的可靠性的多層陶瓷電容器的方法，以及用該方法制造的多層陶瓷電容器。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種多層陶瓷電容器，包括多層主體，通過(guò)層疊包括第一陶瓷介電粉末的多個(gè)介電層而形成，并被第一側(cè)、第二側(cè)、第三側(cè)和第四側(cè)順序地包圍；第一內(nèi)部電極圖案和第二內(nèi)部電極圖案，形成于多個(gè)介電層上，并被形成為分別暴露于多層主體的彼此相對(duì)的第一側(cè)和第三側(cè)；以及第一側(cè)部和第二側(cè)部，均形成在多層主體的第二側(cè)和第四側(cè)上，并包括顆粒直徑比第一陶瓷介電粉末小的第二陶瓷介電粉末。第一陶瓷介電粉末的累計(jì)顆粒尺寸分布的累計(jì)重量90%的顆粒直徑D90可以是 δΟμ300μπι。第二陶瓷介電粉末的累計(jì)顆粒尺寸分布的累計(jì)重量90%的顆粒直徑D90可以是 300μπι。第二陶瓷介電粉末的BET比表面積可以被設(shè)置為比第一陶瓷介電粉末的BET比表面積大lm2/g至50m2/g。多層陶瓷電容器還可以包括第一覆蓋層和第二覆蓋層，層疊在多個(gè)介電層的頂面和底面并包括第三陶瓷介電粉末。第三陶瓷介電粉末的顆粒直徑可以與第一陶瓷介電粉末的顆粒直徑相近。多個(gè)介電層以及第一和第二側(cè)部的燒結(jié)溫度可以為800°C至1200°C。第一覆蓋層和第二覆蓋層的燒結(jié)溫度可以為800°C至1200°C。多個(gè)介電層以及第一和第二側(cè)部燒結(jié)之后的陶瓷顆粒的累計(jì)顆粒尺寸分布的累計(jì)重量90%的顆粒直徑D90可以為20μπι至ΙΟΟΟμπι。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種制造多層陶瓷電容器的方法，包括使用包括第一陶瓷介電粉末、有機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)溶劑的陶瓷漿料形成多個(gè)陶瓷生片；在陶瓷生片上印刷第一內(nèi)部電極圖案或第二內(nèi)部電極圖案；通過(guò)層疊多個(gè)陶瓷生片以交替層疊第一內(nèi)部電極圖案和第二內(nèi)部電極圖案而形成順序包括第一側(cè)、第二側(cè)、第三側(cè)和第四側(cè)的多層主體；通過(guò)分別向第二側(cè)和第四側(cè)涂敷包括顆粒直徑比第一陶瓷介電粉末小的第二陶瓷介電粉末、有機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)溶劑的第二陶瓷漿料來(lái)形成第一側(cè)部和第二側(cè)部。制造多層陶瓷電容器的方法還可以包括分別形成第一覆蓋層和第二覆蓋層，該第一覆蓋層和第二覆蓋層形成于多個(gè)介電層的頂面和底面上，并包括顆粒直徑與第一陶瓷介電粉末相近的第三陶瓷介電粉末。第一陶瓷介電粉末的累計(jì)顆粒尺寸分布的累計(jì)重量90%的顆粒直徑D90可以是 δΟμ300μπι。第二陶瓷介電粉末的累計(jì)顆粒尺寸分布的累計(jì)重量90%的顆粒直徑D90可以是 300μπι。第二陶瓷介電粉末的BET比表面積可以被設(shè)置為比第一陶瓷介電粉末的BET比表面積大lm2/g至50m2/g。多個(gè)介電層以及第一和第二側(cè)部的燒結(jié)溫度可以為800°C至1200°C。多個(gè)介電層以及第一和第二側(cè)部燒結(jié)之后的陶瓷顆粒的累計(jì)顆粒尺寸分布的累計(jì)重量90%的顆粒直徑D90可以為20μπι至1000 μ m。制造多層陶瓷電容器的方法還可以包括形成分別連接至暴露于第一側(cè)的第一內(nèi)部電極圖案和暴露于第三側(cè)的第二內(nèi)部電極圖案的第一外部電極和第二外部電極。


從下列結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述的以及其他的方面、特征和其他優(yōu)點(diǎn)將得到更清楚地理解。其中圖1為根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的多層陶瓷電容器的透視圖。圖2為示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的多層主體的分解透視圖。圖3為沿圖1中的多層陶瓷電容器的A-A’方向的截面圖。
具體實(shí)施例方式將參照附圖描述本發(fā)明的示例性實(shí)施方式。然而，本發(fā)明可以以很多不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，其不應(yīng)該被解釋為局限于這里所描述的具體實(shí)施方式
。而是，提供這些實(shí)施方式以使得本發(fā)明透徹完整，并向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分傳達(dá)本發(fā)明的思想。在下文中，將參照?qǐng)D1至圖3來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的多層陶瓷電容器及其制造方法。圖1為根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的多層陶瓷電容器的透視圖。圖2為示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的多層主體的分解透視圖。圖3為沿圖1中的多層陶瓷電容器的 A-A'方向的截面圖。參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的多層陶瓷電容器可以被配置為包括多層主體20和形成在多層主體20兩端的第一外部電極IOa和第二外部電極10b。多層主體20通過(guò)層疊多個(gè)介電層形成，并包括第一側(cè)、第二側(cè)、第三側(cè)和第四側(cè)。 第一側(cè)和第三側(cè)形成為彼此相對(duì)，第二側(cè)和第四側(cè)也形成為彼此相對(duì)。多層主體20可以被配置為包括多個(gè)介電層和形成于多個(gè)介電層之間而暴露于第一側(cè)和第三側(cè)的第一內(nèi)部電極圖案和第二內(nèi)部電極圖案。第一內(nèi)部電極圖案和第二內(nèi)部電極圖案交替層疊，至少一層介電層設(shè)置在其間。第一內(nèi)部電極圖案和第二內(nèi)部電極圖案被形成為分別暴露于第一側(cè)和第三側(cè)，第一側(cè)和第三側(cè)各自設(shè)置有第一外部電極IOa和第二外部電極10b，使得第一內(nèi)部電極圖案或第二內(nèi)部電極圖案可以分別電連接至第一外部電極IOa和第二外部電極10b。構(gòu)成多層主體的多個(gè)介電層可以由高k的陶瓷生片形成，該陶瓷生片依次經(jīng)過(guò)層疊處理和燒結(jié)處理以形成具有多個(gè)層疊的介電層的多層主體。第一外部電極IOa和第二外部電極IOb可以由具有優(yōu)良的導(dǎo)電性的材料制成，并可以用來(lái)將形成于多層陶瓷電容器中的第一內(nèi)部電極圖案、第二內(nèi)部電極圖案或其他各種電極圖案電連接至外部器件。 第一外部電極IOa和第二外部電極IOb并不限于此，而是可以由具有優(yōu)良的導(dǎo)電性的材料(諸如Ni、Ag或Pd等)制成。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，可以在多層主體的側(cè)面上形成邊緣部，以確保多層主體的耐久性，從而提高芯片的可靠性。可以通過(guò)制造包括第一陶瓷介電粉末、有機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)溶劑的第一陶瓷漿料、 通過(guò)將第一陶瓷漿料涂敷于基板上制造多個(gè)陶瓷生片以及層疊所制造的陶瓷生片來(lái)形成多層主體。同時(shí)，為了形成邊緣部，可以使用制造包括第二陶瓷介電粉末、有機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)溶劑的第二陶瓷漿料并將多層主體浸入第二陶瓷漿料的方法。在這種情況下，形成邊緣部的陶瓷漿料需要具有合適的強(qiáng)度和稠度，以便與形成陶瓷生片(其被構(gòu)成為多層主體)的陶瓷漿料同時(shí)進(jìn)行燒結(jié)。然而，當(dāng)?shù)谝惶沾山殡姺勰?dielectric powder)和第二陶瓷介電粉末具有大致相同的顆粒直徑時(shí)，在第一陶瓷介電粉末中，顆粒之間的間距經(jīng)過(guò)層疊處理和壓合處理后增密，從而相對(duì)降低了燒結(jié)溫度，由此導(dǎo)致了包括第一陶瓷介電粉末的多層主體的燒結(jié)溫度較低的現(xiàn)象。因此，當(dāng)邊緣部形成在多層主體中并對(duì)其施加同時(shí)燒結(jié)處理時(shí)，該邊緣部未被燒結(jié)，因而在邊緣部和多層主體之間產(chǎn)生殘余應(yīng)力，從而導(dǎo)致裂紋。但是，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，構(gòu)成邊緣部的第二陶瓷介電粉末的顆粒直徑與第一陶瓷介電粉末的顆粒直徑不同，從而可以進(jìn)行同時(shí)燒結(jié)。此外，通過(guò)僅在第二側(cè)和第四側(cè)上形成第一側(cè)部和第二側(cè)部而不是在多層主體的整個(gè)表面上形成邊緣部，并通過(guò)優(yōu)化側(cè)部的厚度，可以進(jìn)一步提高燒結(jié)特性。由于多層主體和邊緣部被同時(shí)燒結(jié)，因此在多層主體和邊緣部之間不會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，從而防止了在其中產(chǎn)生裂紋。下文中，將參照?qǐng)D2和圖3來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施方式的制造多層陶瓷電容器的方法。根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的制造多層陶瓷電容器的方法包括用包括第一陶瓷介電粉末、有機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)溶劑的第一陶瓷漿料形成多個(gè)陶瓷生片；在陶瓷生片上印刷第一內(nèi)部電極圖案或第二內(nèi)部電極圖案；通過(guò)層疊多個(gè)陶瓷生片以交替層疊第一內(nèi)部電極圖案和第二內(nèi)部電極圖案而形成順序地包括第一側(cè)、第二側(cè)、第三側(cè)和第四側(cè)的多層主體; 通過(guò)用包括顆粒直徑比該第一陶瓷介電粉末小的第二陶瓷介電粉末、有機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)溶劑的第二陶瓷漿料分別涂覆第二側(cè)和第四側(cè)來(lái)形成第一側(cè)部和第二側(cè)部。參照示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的多層陶瓷電容器的圖2，準(zhǔn)備了多個(gè)陶瓷生片201和202以制造根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的多層陶瓷電容器。多個(gè)陶瓷生片201和202可以通過(guò)將包括第一陶瓷介電粉末、有機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)溶劑的第一陶瓷漿料涂敷至作為載體薄膜的基板上形成。第一陶瓷介電粉末可以由高k材料制成。可以使用但不限于以下材料鈦酸鋇基 (barium titanate-based) Ψ 14>^^^1 ^ '" (lead complex Perovskite-based) 或鈦酸鍶基(strontium titanate-based)材料等，優(yōu)選地，可以使用鈦酸鋇粉末?？梢酝ㄟ^(guò)控制用于確保超細(xì)陶瓷介電粉末的分散性和粘度的有機(jī)粘結(jié)劑的量來(lái)控制陶瓷漿料的粘度。樹脂可以用來(lái)作為有機(jī)粘結(jié)劑且并不限于此，而是可以使用諸如乙基纖維素(ethyl cellulose)、聚乙烯醇縮丁醛(polyvinyl butyral)等的樹脂。暴露于不同表面的第一內(nèi)部電極圖案30a和第二內(nèi)部電極圖案30b可以印刷在多個(gè)陶瓷生片201和202上。因此，可以制造印刷有第一內(nèi)部電極圖案30a的多個(gè)第一陶瓷生片201，并且可以制造印刷有第二內(nèi)部電極圖案30b的多個(gè)第二陶瓷生片202。多個(gè)第一陶瓷生片201和多個(gè)第二陶瓷生片202交替層疊以形成多層主體。該多層主體包括第一側(cè)、第二側(cè)、第三側(cè)和第四側(cè)。
第一內(nèi)部電極圖案30a可以形成為暴露于多層主體的第一側(cè)，第二內(nèi)部電極圖案 30b可以形成為暴露于多層主體的第三側(cè)。第一內(nèi)部電極圖案30a和第二內(nèi)部電極圖案30b可以由具有優(yōu)良導(dǎo)電性的導(dǎo)電金屬制成，第一內(nèi)部電極圖案30a和第二內(nèi)部電極圖案30b可以包括但不限于從由Ag、Ni、Cu、 Pd及其合金組成的組中選擇的至少一種。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，多層主體可以包括層疊在其最上表面上的第一覆蓋層IOOa和層疊在其最下表面上的第二覆蓋層100b。第一覆蓋層IOOa和第二覆蓋層IOOb分別層疊于多層主體的最上表面和最下表面以保護(hù)層疊在多層主體中的多個(gè)第一陶瓷生片和多個(gè)第二陶瓷生片免受外界的物理或化學(xué)應(yīng)力。第一覆蓋層IOOa和第二覆蓋層IOOb可以通過(guò)將包括第三陶瓷介電粉末、有機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)溶劑的第三陶瓷漿料涂敷至諸如載體薄膜的基板上而形成。第三陶瓷介電粉末可以具有與第一陶瓷介電粉末的顆粒直徑相近的顆粒直徑。為了同時(shí)燒結(jié)多層主體中的多個(gè)第一陶瓷生片201、多個(gè)第二陶瓷生片202、第一覆蓋層IOOa和第二覆蓋層100b，第三陶瓷介電粉末可以被制造成具有與第一陶瓷介電粉末大致相等的顆粒直徑。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，多層主體20可以通過(guò)層疊并壓合包括第一陶瓷介電粉末的多個(gè)介電層和包括第三陶瓷介電粉末的第一和第二覆蓋層而形成，其中第一陶瓷介電粉末和第三陶瓷介電粉末具有相近的顆粒尺寸，因此，可以同時(shí)燒結(jié)。此外，在根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的多層主體20中，內(nèi)部電極圖案被設(shè)置為覆蓋多個(gè)介電層的除了保持多個(gè)介電層的絕緣性所要求的最小區(qū)域之外的整個(gè)區(qū)域，因此，內(nèi)部電極圖案可以確保多層主體20中的最大區(qū)域以確保多層陶瓷電容器的電容。在多層陶瓷電容器的情況下，可以根據(jù)第一內(nèi)部電極圖案30a和第二內(nèi)部電極圖案30b的重疊面積來(lái)確保多層陶瓷電容器的電容。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，可以充分地增大第一內(nèi)部電極圖案30a和第二內(nèi)部電極圖案30b的重疊面積。從而，可以實(shí)現(xiàn)大電容的多層陶瓷電容器。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，多層主體20的第二側(cè)和第四側(cè)可以分別設(shè)置有第一側(cè)部150a和第二側(cè)部150b。第一內(nèi)部電極圖案30a和第二內(nèi)部電極圖案30b被分別形成為暴露于第一側(cè)和第三側(cè)并覆蓋介電層，從而，第一內(nèi)部電極圖案30a和第二內(nèi)部電極圖案30b這兩者可以暴露于第一側(cè)、第二側(cè)、第三側(cè)和第四側(cè)中的所有側(cè)。因此，當(dāng)以芯片形式制造第一內(nèi)部電極圖案和第二內(nèi)部電極圖案時(shí)，這些電極圖案可以暴露至外部，因此，它們會(huì)被外界的物理和化學(xué)應(yīng)力損壞，從而對(duì)第一內(nèi)部電極圖案和第二內(nèi)部電極圖案產(chǎn)生了缺陷。多層主體的頂面和底面設(shè)置有第一覆蓋層IOOa和第二覆蓋層100b，從而可以保護(hù)第一內(nèi)部電極圖案和第二內(nèi)部電極圖案。此外，多層主體的第一側(cè)和第三側(cè)設(shè)置有第一外部電極和第二外部電極，從而，形成于其中的第一內(nèi)部電極圖案和第二內(nèi)部電極圖案可以得到保護(hù)。在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)?shù)谝粌?nèi)部電極圖案和第二內(nèi)部電極圖案印刷在介電層中時(shí)，第一內(nèi)部電極圖案和第二內(nèi)部電極圖案不暴露于第二側(cè)和第四側(cè)。因此，第一內(nèi)部電極圖案和第二內(nèi)部電極圖案可以免于受到外部應(yīng)力而無(wú)需形成單獨(dú)的邊緣。然而，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，第一內(nèi)部電極圖案和第二內(nèi)部電極圖案被印刷為覆蓋介電層，從而，第一內(nèi)部電極圖案和第二內(nèi)部電極圖案暴露于第二側(cè)和第四側(cè)。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，第二側(cè)和第四側(cè)可以分別設(shè)置有第一側(cè)部150a 和第二側(cè)部150b。第一側(cè)部150a和第二側(cè)部150b通過(guò)選擇性地將漿料僅涂敷至第二側(cè)和第四側(cè)而形成，因此，第一覆蓋層IOOa和第二覆蓋層IOOb的厚度可以不受影響。本發(fā)明的示例性實(shí)施方式可以使用選擇性地將漿料僅涂敷至第二側(cè)和第四側(cè)的方法。即，可以通過(guò)使用一種方法將漿料僅涂敷至第二側(cè)和第四側(cè)來(lái)形成第一側(cè)部150a和第二側(cè)部150b，但并不限于此，在所述方法中，薄膜以可去除的方式附接至多層主體的除了第二側(cè)和第四側(cè)的所有表面，然后浸入漿料，并去除所附接的薄膜。第一側(cè)部150a和第二側(cè)部150b可以被形成為覆蓋有第二陶瓷漿料。第二陶瓷漿料可以包括第二陶瓷介電粉末、有機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)溶劑。有機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)溶劑可以用來(lái)將第二陶瓷介電粉末分散在第二陶瓷漿料中。具體地，作為有機(jī)粘結(jié)劑，可以使用諸如乙基纖維素或聚乙烯醇縮丁醛等的樹脂，但并不限于此。作為高k材料，第二陶瓷介電粉末可以由與第一陶瓷介電粉末相同的材料制成。 用于第二陶瓷介電粉末的材料可以是鉛絡(luò)合鈣鈦礦基材料或鈦酸鍶基材料等，優(yōu)選地，可以是鈦酸鋇粉末，但并不限于此。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，可以將第二陶瓷介電粉末的顆粒直徑設(shè)置為小于第一陶瓷介電粉末的顆粒直徑。當(dāng)?shù)谝惶沾山殡姺勰┑念w粒直徑與第二陶瓷介電粉末的顆粒直徑相近時(shí)，包括第一陶瓷介電粉末的介電層在比包括第二陶瓷介電粉末的第一和第二側(cè)部的燒結(jié)溫度低的
溫度燒結(jié)。通過(guò)層疊和壓合處理，介電層具有陶瓷介電粉末的致密度，因此介電層可以在相對(duì)較低的溫度下燒結(jié)。就燒結(jié)溫度而言，當(dāng)介電層與第一側(cè)部和第二側(cè)部不同時(shí)，在第一側(cè)部和第二側(cè)部形成在多層主體中之后進(jìn)行同時(shí)燒結(jié)處理過(guò)程中，第一側(cè)部和第二側(cè)部未被燒結(jié)。因此，在介電層與第一側(cè)部和第二側(cè)部之間會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，從而在介電層與第一側(cè)部和第二側(cè)部之間會(huì)出現(xiàn)裂紋或發(fā)生變形。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，第二陶瓷介電粉末的顆粒直徑可以比第一陶瓷介電粉末的顆粒直徑小，以將介電層的燒結(jié)溫度和側(cè)部的燒結(jié)溫度相匹配。第一陶瓷介電粉末的累計(jì)顆粒尺寸分布的累計(jì)重量90%的顆粒直徑D90可以為 50 μ m至300 μ m。第二陶瓷介電粉末的累計(jì)顆粒尺寸分布的累計(jì)重量90%的顆粒直徑D90 可以為20μπι至300μπι。更具體地，第二陶瓷介電粉末的BET比表面積可以被設(shè)置為比第一陶瓷介電粉末大 lm2/g 至 50m2/go當(dāng)?shù)诙沾山殡姺勰┖偷谝惶沾山殡姺勰┑腂ET比表面積之差小于lm2/g時(shí)，第一和第二側(cè)部可能會(huì)未燒結(jié)。此外，當(dāng)?shù)诙沾山殡姺勰┖偷谝惶沾山殡姺勰┑腂ET比表面積之差超過(guò)50m2/ g時(shí)，在燒結(jié)過(guò)程中第一和第二側(cè)部的收縮率會(huì)變得過(guò)大，從而由于介電層與第一和第二側(cè)部之間的收縮率的差異而導(dǎo)致可能產(chǎn)生裂紋或變形。具體地，在燒結(jié)處理中，可能會(huì)發(fā)生多層主體的內(nèi)部電極擴(kuò)散到外部電極的現(xiàn)象。 在這種情況下，當(dāng)?shù)谝缓偷诙?cè)部過(guò)度收縮時(shí)，由于第一和第二側(cè)部與多層主體之間的內(nèi)部電極的擴(kuò)散力和影響該第一和第二側(cè)部的收縮力，可能導(dǎo)致出現(xiàn)裂紋。因此，第二陶瓷介電粉末和第一陶瓷介電粉末的BET比表面積之差可以為lm2/g 至 50m2/g。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，包括第一陶瓷介電粉末的多個(gè)介電層的燒結(jié)溫度可以與包括第二陶瓷介電粉末的第一和第二側(cè)部的燒結(jié)溫度相近。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，多個(gè)介電層和第一側(cè)部和第二側(cè)部的燒結(jié)溫度可以為 800°C至 1200°C。多個(gè)介電層的燒結(jié)溫度可以與第一和第二側(cè)部的燒結(jié)溫度相近，從而可以將多層主體與第一和第二側(cè)部同時(shí)進(jìn)行燒結(jié)。因此，可以防止在燒結(jié)處理中多層主體以及第一和第二側(cè)部被部分燒結(jié)的現(xiàn)象發(fā)生。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，多層主體包括多個(gè)介電層以及分別形成在介電層的頂面和底面上的第一覆蓋層和第二覆蓋層。該第一和第二覆蓋層包括顆粒直徑與包括在多個(gè)介電層中的第一陶瓷介電粉末相近的第三陶瓷介電粉末。因此，多個(gè)介電層和第一和第二覆蓋層可以在大致相同的溫度下燒結(jié)，從而，第一和第二覆蓋層的燒結(jié)溫度可以為800°C至1200°C。當(dāng)多層主體以及第一和第二側(cè)部被燒結(jié)時(shí)，其中的有機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)溶劑可以被完全蒸發(fā)，陶瓷粉末被致密化而生長(zhǎng)成為陶瓷顆粒。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，在第一陶瓷介電粉末構(gòu)成介電層以及第二陶瓷介電粉末構(gòu)成第一和第二側(cè)部之后，陶瓷顆粒的累計(jì)顆粒尺寸分布的累計(jì)重量90%的顆粒直徑D90可以為20 μ m至1000 μ m。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，構(gòu)成介電層的第一陶瓷介電粉末和構(gòu)成第一和第二覆蓋層的第三陶瓷介電粉末通過(guò)層疊和壓合處理而致密化，從而，燒結(jié)后得到的陶瓷顆粒的顆粒直徑與由第二陶瓷介電粉末組成的第一和第二側(cè)部的陶瓷顆粒的顆粒直徑相近。具體地，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，第一陶瓷介電粉末和第二陶瓷介電粉末的BET比表面積之差為lm2/g至50m2/g，從而，燒結(jié)后的陶瓷顆粒具有大致相同的尺寸。因此，多層主體與第一和第二側(cè)部可以包括以相同尺寸生長(zhǎng)的陶瓷顆粒，可以防止多層主體與第一和第二側(cè)部之間的殘余應(yīng)力的產(chǎn)生。因此，通過(guò)在多層主體以及第一和第二側(cè)部的燒結(jié)處理中消除殘余應(yīng)力，可以防止多層主體以及第一和第二側(cè)部出現(xiàn)裂紋和變形。此外，多層主體以及第一和第二側(cè)部可以集成在完成的多層陶瓷電容器中，從而提高多層陶瓷電容器的耐久性。參照?qǐng)D1和圖3，根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的多層陶瓷電容器可以被配置為包括多層主體20，其中層疊了通過(guò)涂敷包括第一陶瓷介電粉末、有機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)溶劑的第一陶瓷漿料而形成的多個(gè)介電層，并順序地被第一側(cè)、第二側(cè)、第三側(cè)和第四側(cè)包圍 ’第一內(nèi)部電極圖案30a和第二內(nèi)部電極圖案30b，形成于多個(gè)介電層之間并被形成為暴露于多層主體中彼此相對(duì)的第一側(cè)和第三側(cè)；第一側(cè)部150a和第二側(cè)部150b，分別形成在多層主體20的第二側(cè)和第四側(cè)上，并通過(guò)向其上涂敷包括顆粒直徑比第一陶瓷介電粉末小的第二陶瓷介電粉末、有機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)溶劑的第二陶瓷漿料而形成。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，為了將包括第一陶瓷介電粉末的多個(gè)介電層的燒結(jié)溫度與包括第二陶瓷介電粉末的第一和第二側(cè)部的燒結(jié)溫度相匹配，第二陶瓷介電粉末的顆粒直徑可以比第一陶瓷介電粉末的顆粒直徑小。更具體地，第一陶瓷介電粉末的累計(jì)顆粒尺寸分布的累計(jì)重量90%的顆粒直徑 D90可以為50 μ m至300 μ m。第二陶瓷介電粉末的累計(jì)顆粒尺寸分布的累計(jì)重量90%的顆粒直徑D90可以為20 μ m至300 μ m。換言之，第二陶瓷介電粉末的BET比表面積可以被設(shè)置為比第一陶瓷介電粉末的 BET比表面積大lm2/g至50m2/g。因此，經(jīng)受層疊和壓合處理的多個(gè)介電層和第一和第二側(cè)部可以被同時(shí)燒結(jié)，可以防止在燒結(jié)過(guò)程中在多個(gè)介電層和第一和第二側(cè)部之間產(chǎn)生殘余應(yīng)力。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，可以設(shè)置層疊在多個(gè)介電層的頂面和底面并包括第三陶瓷介電粉末的第一覆蓋層IOOa和第二覆蓋層100b。因此，多個(gè)介電層可以免于外部的應(yīng)力。第一覆蓋層IOOa和第二覆蓋層IOOb可以具有與第一陶瓷介電粉末相近的顆粒直徑。第一覆蓋層IOOa和第二覆蓋層IOOb和多個(gè)介電層經(jīng)受層疊和壓合處理，從而，盡管它們包括顆粒直徑與第一陶瓷介電粉末的相近的第三陶瓷介電粉末，它們也可以具有大致相同的燒結(jié)溫度。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，多個(gè)介電層以及第一側(cè)部和第二側(cè)部的燒結(jié)溫度可以為800°C至1200°C。此外，第一覆蓋層和第二覆蓋層的燒結(jié)溫度可以為800°C至1200°C。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，第一陶瓷介電粉末和第二陶瓷介電粉末被選擇為具有適當(dāng)?shù)某叽?，從而它們可以具有大致相同的燒結(jié)溫度。因而，即使同時(shí)燒結(jié)多個(gè)介電層和第一和第二側(cè)部，也不會(huì)出現(xiàn)未燒結(jié)部分。根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式，在有機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)溶劑通過(guò)燒結(jié)處理去除之后， 陶瓷漿料生長(zhǎng)成為尺寸大致相同的陶瓷顆粒。在多個(gè)介電層和第一側(cè)部和第二側(cè)部被燒結(jié)之后，陶瓷顆粒的累計(jì)顆粒尺寸分布的累計(jì)重量90%的顆粒直徑D90可以為20μπι至ΙΟΟΟμπι。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，即使第一陶瓷介電粉末的顆粒直徑大于第二陶瓷介電粉末的顆粒直徑，但第一陶瓷介電粉末通過(guò)層疊和壓合處理被致密化，從而經(jīng)受燒結(jié)處理之后從第一陶瓷介電粉末生長(zhǎng)的陶瓷顆粒具有與從第二陶瓷介電粉末生長(zhǎng)的陶瓷顆粒相近的尺寸。因此，可以集成作為多層主體構(gòu)成的多個(gè)介電層、第一和第二覆蓋層以及附接至多層主體的第一和第二側(cè)部，從而它們對(duì)于使用中所涉及的外部應(yīng)力具有相對(duì)強(qiáng)的耐久性。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，可以在多個(gè)介電層中印刷能夠確保最大重疊面積的內(nèi)部電極圖案。因此，可以實(shí)現(xiàn)高容量的多層陶瓷電容器。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，燒結(jié)溫度與多層主體相近的第一和第二側(cè)部形成在多層主體中，從而，第一和第二側(cè)部可以與多層主體同時(shí)被燒結(jié)。因此，通過(guò)在燒結(jié)處理中消除多層主體以及第一和第二側(cè)部中的殘余應(yīng)力可以防止產(chǎn)品的裂紋和變形。此外，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，由于在其中生長(zhǎng)了尺寸大致相同的陶瓷顆粒，所以可以將多層主體和第一和第二側(cè)部集成，從而可以確保多層陶瓷電容器的耐久性。如前文所述，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，可以防止其中層疊了多層陶瓷電容器的多個(gè)介電層層的多層主體與形成在多層主體側(cè)上的側(cè)部之間的殘余應(yīng)力。因此，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，可以防止燒結(jié)處理中側(cè)部和多層主體之間的裂紋或芯片的變形。從而，可以制造具有增強(qiáng)的可靠性的多層陶瓷電容器。盡管結(jié)合示例性實(shí)施方式示出和描述了本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見的是，在不脫離如所附的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以進(jìn)行各種修改和變形。
權(quán)利要求
1.一種多層陶瓷電容器，包括多層主體，通過(guò)層疊包括第一陶瓷介電粉末的多個(gè)介電層而形成，并順序地被第一側(cè)、 第二側(cè)、第三側(cè)和第四側(cè)包圍；第一內(nèi)部電極圖案和第二內(nèi)部電極圖案，形成在所述多個(gè)介電層上，并被形成為分別暴露于所述多層主體的所述第一側(cè)和所述第三側(cè)；以及第一側(cè)部和第二側(cè)部，各自形成在所述多層主體的所述第二側(cè)和所述第四側(cè)上，并包括顆粒直徑比所述第一陶瓷介電粉末小的第二陶瓷介電粉末。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層陶瓷電容器，其中，所述第一陶瓷介電粉末的累計(jì)顆粒尺寸分布的累計(jì)重量90%的顆粒直徑D90為50 μ m至300 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層陶瓷電容器，其中，所述第二陶瓷介電粉末的累計(jì)顆粒尺寸分布的累計(jì)重量90%的顆粒直徑D90為20 μ m至300 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層陶瓷電容器，其中所述第二陶瓷介電粉末的BET比表面積被設(shè)置為比所述第一陶瓷介電粉末的BET比表面積大lm2/g至50m2/g。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層陶瓷電容器，進(jìn)一步包括第一覆蓋層和第二覆蓋層，層疊在所述多個(gè)介電層的頂面和底面上，并包括第三陶瓷介電粉末。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多層陶瓷電容器，其中，所述第三陶瓷介電粉末的顆粒直徑與所述第一陶瓷介電粉末的顆粒直徑相近。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層陶瓷電容器，其中，所述多個(gè)介電層以及所述第一側(cè)部和所述第二側(cè)部的燒結(jié)溫度為800°C至1200°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多層陶瓷電容器，其中所述第一覆蓋層和所述第二覆蓋層的燒結(jié)溫度為800°C至1200°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層陶瓷電容器，其中，所述多個(gè)介電層以及所述第一側(cè)部和所述第二側(cè)部燒結(jié)之后的陶瓷顆粒的累計(jì)顆粒尺寸分布的累計(jì)重量90%的顆粒直徑 D90 為 20μπι至 1000 μ m0
10.一種多層陶瓷電容器的制造方法，包括使用包括第一陶瓷介電粉末、有機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)溶劑的第一陶瓷漿料形成多個(gè)陶瓷生片；在所述陶瓷生片上印刷第一內(nèi)部電極圖案或第二內(nèi)部電極圖案；通過(guò)層疊所述多個(gè)陶瓷生片以交替層疊所述第一內(nèi)部電極圖案和所述第二內(nèi)部電極圖案來(lái)形成順序包括第一側(cè)、第二側(cè)、第三側(cè)和第四側(cè)的多層主體；以及通過(guò)分別向所述第二側(cè)和所述第四側(cè)涂敷包括顆粒直徑比所述第一陶瓷介電粉末小的第二陶瓷介電粉末、有機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)溶劑的第二陶瓷漿料來(lái)形成第一側(cè)部和第二側(cè)部。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括形成第一覆蓋層和第二覆蓋層，所述第一覆蓋層和所述第二覆蓋層形成在所述多個(gè)介電層的頂面和底面上，并包括顆粒直徑與所述第一陶瓷介電粉末相近的第三陶瓷介電粉末。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述第一陶瓷介電粉末的累計(jì)顆粒尺寸分布的累計(jì)重量90%的顆粒直徑D90為50 μ m至300 μ m。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述第二陶瓷介電粉末的累計(jì)顆粒尺寸分布的累計(jì)重量90%的顆粒直徑D90為20 μ m至300 μ m。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述第二陶瓷介電粉末的BET比表面積被設(shè)置為比所述第一陶瓷介電粉末的BET比表面積大lm2/g至50m2/g。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述多個(gè)介電層以及所述第一側(cè)部和所述第二側(cè)部的燒結(jié)溫度為800°C至1200°C。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述多個(gè)介電層以及所述第一側(cè)部和所述第二側(cè)部被燒結(jié)之后的陶瓷顆粒的累計(jì)顆粒尺寸分布的累計(jì)重量90%的顆粒直徑D90為 20μπι 至 1000 μ m0
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括形成分別連接至暴露于所述第一側(cè)的第一內(nèi)部電極圖案和暴露于所述第三側(cè)的第二內(nèi)部電極圖案的第一外部電極和第二外部電極。
全文摘要
本發(fā)明披露了多層陶瓷電容器及其制造方法。提供了一種多層陶瓷電容器，包括多層主體，通過(guò)層疊包括第一陶瓷介電粉末的多個(gè)介電層而形成，并被第一側(cè)、第二側(cè)、第三側(cè)和第四側(cè)順序包圍；第一內(nèi)部電極圖案和第二內(nèi)部電極圖案，形成在多個(gè)介電層上，并被形成為分別暴露于多層主體的第一側(cè)和第三側(cè)；以及第一側(cè)部和第二側(cè)部，分別形成在多層主體的第二側(cè)和第四側(cè)上，并包括顆粒直徑比第一陶瓷介電粉末小的第二陶瓷介電粉末。
文檔編號(hào)H01G4/12GK102568822SQ20111024671
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者金亨俊 申請(qǐng)人:三星電機(jī)株式會(huì)社