多層陶瓷電子元件及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種多層陶瓷電子元件及其制備方法，該多層陶瓷電子元件包括：具有內(nèi)部電極形成其中的陶瓷主體；形成在所述陶瓷主體的外表面并連接到所述內(nèi)部電極的外部電極；和在所述陶瓷主體的內(nèi)部方向上，在陶瓷主體的外表面中，形成在所述內(nèi)部電極和所述外部電極之間的接觸面上的緩沖層，其中，當(dāng)用T表示所述外部電極的厚度，用t表示所述緩沖層的厚度，用TA表示活性區(qū)域的厚度，以及用TC表示所述陶瓷主體的厚度時，T≤10μm，TA/TC>0.8，以及t≤5μm，以致可以實(shí)現(xiàn)具有優(yōu)異可靠性的多層陶瓷電子元件。
【專利說明】多層陶瓷電子元件及其制備方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2013年2月20日提交到韓國知識產(chǎn)權(quán)局的韓國專利申請N0.10-2013-0018275的優(yōu)先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容引入本申請中以作參考。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及多層陶瓷電子元件，并且更具體地，涉及具有優(yōu)良可靠性的多層陶瓷電子元件。
【背景技術(shù)】
[0004]隨著電子產(chǎn)品具有小型化和高功能化的趨勢，電子元件也相應(yīng)需要具有較小的尺寸和較大的電容。由于對電子元件的小型化和高電容量的需要，隨著電子元件能夠被小型化并且提供高水平的電容，多層陶瓷電子元件正在引起注意，并且因此，對多層陶瓷電子元件的需求增加。
[0005]為了在多層陶瓷電子元件中實(shí)現(xiàn)小型化和高水平的電容，多層陶瓷電子元件中的內(nèi)部電極需要同時變薄并且大量層壓。
[0006]通常，提供在多層陶瓷電子元件上的外部電極可以含有玻璃組分，并且玻璃組分在燒結(jié)過程中可以擴(kuò)散并滲透到陶瓷主體中。由于這個原因，存在于外部電極中的玻璃組分的含量降低，導(dǎo)致 外部電極的致密性降低。
[0007]在外部電極的致密性降低的情況下，電鍍液等可以通過外部電極滲透，引起產(chǎn)品可靠性惡化。
[0008]在相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)I中，公開了提供在陶瓷主體整個表面的擴(kuò)散層。相關(guān)文獻(xiàn)2公開了與那些外部電極具有相同導(dǎo)電特性的導(dǎo)電部分被包括在與外部電極的位置相對應(yīng)的最外面陶瓷層的部分，以由此提高它們之間的粘結(jié)性能。
[0009][相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)]
[0010](專利文獻(xiàn)I)日本專利公開特許公報N0.2009-1645
[0011](專利文獻(xiàn)2)日本專利公開特許公報N0.6-151234

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的一方面提供了通過防止外部電極致密性惡化來對電鍍液等的滲透具有優(yōu)良抵抗性的多層陶瓷電子元件。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種多層陶瓷電子元件，該多層陶瓷電子元件包括:具有內(nèi)部電極形成其中的陶瓷主體；形成在所述陶瓷主體的外表面并連接到所述內(nèi)部電極的外部電極；和在所述陶瓷主體的內(nèi)部方向上，在陶瓷主體的外表面中，形成在所述內(nèi)部電極和所述外部電極之間的接觸面上的緩沖層，其中，當(dāng)用T表示所述外部電極的厚度，用t表示所述緩沖層的厚度，用Ta表示活性區(qū)域的厚度，以及用T。表示所述陶瓷主體的厚度時，T ^ 10 μ m, TA/Tc>0.8，以及 t < 5 μ m。[0014]所述緩沖層可以具有50%以上的硼含量。
[0015]所述陶瓷主體可以具有長方體形狀。
[0016]所述內(nèi)部電極可以具有矩形形狀。
[0017]所述外部電極可以形成在所述陶瓷主體的端面上。
[0018]所述外部電極可以延伸至所述陶瓷主體的上面、下面和側(cè)面的部分。
[0019]所述陶瓷主體可以含有鈦酸鋇或鈦酸鍶。
[0020]所述外部電極可以含有玻璃。
[0021]所述內(nèi)部電極可以含有選自由金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鈀(Pd) JS(Pt)和它們的合金組成的組中的至少一種。
[0022]所述外部電極可以含有選自由金(Au )、銀(Ag)、鈀(Pd)、銅(Cu )、鎳(Ni )和它們的合金組成的組中的至少一種。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種多層陶瓷電子元件，該多層陶瓷電子元件包括:外部電極，該外部電極包括形成在陶瓷主體端面上彼此相反的第一和第二外部電極；內(nèi)部電極，該內(nèi)部電極包括彼此分離并層壓在所述陶瓷主體內(nèi)部的第一和第二內(nèi)部電極，所述第一和第二內(nèi)部電極分別連接到所述第一和第二外部電極；以及在所述陶瓷主體的內(nèi)部方向上從所述陶瓷主體的端面形成的緩沖層，其中，當(dāng)用T表示所述外部電極的厚度，用t表示所述緩沖層的厚度，用Ta表示活性區(qū)域的厚度，以及用T。表示所述陶瓷主體的厚度時，T ≤ 10 μ m，TA/Tc>0.8，以及 t < 5 μ m。
[0024]所述緩沖層可以提供為從所述陶瓷主體的端面到檢測到硼組分的部分的區(qū)域。
[0025]所述陶瓷主體可以具有長方體形狀。
[0026]所述內(nèi)部電極可以具有矩形形狀。
[0027]所述外部電極可以延伸至所述陶瓷主體的上面、下面和側(cè)面的部分。
[0028]所述陶瓷主體可以含有鈦酸鋇或鈦酸鍶。
[0029]所述外部電極可以含有玻璃。
[0030]所述內(nèi)部電極可以含有選自由金、銀、銅、鎳、鈀、鉬和它們的合金組成的組中的至少一種。
[0031]所述外部電極可以含有選自由金、銀、鈀、銅、鎳和它們的合金組成的組中的至少一種。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種制備多層陶瓷電子元件的方法，該方法包括:制備含有玻璃的用于外部電極的漿糊；通過使用用于外部電極的漿糊在燒結(jié)的芯片上形成外部電極，內(nèi)部電極層壓在燒結(jié)的芯片中；以及通過在玻璃的軟化點(diǎn)或更高的溫度下調(diào)節(jié)升溫速率以控制緩沖層的厚度來燒結(jié)所述外部電極。
[0033]可以增大升溫速率以降低所述緩沖層的厚度。
[0034]可以降低升溫速率以增大所述緩沖層的厚度。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種制備多層陶瓷電子元件的方法，該方法包括:制備含有玻璃的用于外部電極的漿糊；通過使用用于外部電極的漿糊在燒結(jié)的芯片上形成外部電極，內(nèi)部電極層壓在燒結(jié)的芯片中；以及燒結(jié)所述外部電極，其中，在用于外部電極的漿糊的制備過程中，通過調(diào)節(jié)玻璃中含有的堿金屬和氧化釩的含量控制緩沖層的厚度。
[0036] 所述堿金屬可以選自由鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)、銣(Rb)和銫(Cs)組成的組中的至少一種。
[0037]通過增加堿金屬和氧化釩的含量可以增加所述緩沖層的厚度。
[0038]通過降低堿金屬和氧化釩的含量可以降低所述緩沖層的厚度。
[0039]此處，在燒結(jié)過程中，通過在玻璃的軟化點(diǎn)或更高的溫度下調(diào)節(jié)升溫速率可以控制所述緩沖層的厚度。
[0040]可以增大升溫速率以降低所述緩沖層的厚度。
[0041 ]可以降低升溫速率以增大所述緩沖層的厚度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0042]結(jié)合附圖的詳細(xì)描述將更清楚地理解本發(fā)明的上述和其他方面、特征和其它優(yōu)點(diǎn)，其中:
[0043]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的多層陶瓷電子元件的透視圖；
[0044]圖2是沿圖1的X-X’線的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]在下文中，將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式來體現(xiàn)，并且不應(yīng)該被解釋為限于這里所闡述的實(shí)施方式。
[0046]相反，提供這些實(shí)施方式是為了使本發(fā)明公開的徹底和完整，并且向本領(lǐng)域的技術(shù)人員充分地傳達(dá)本發(fā)明的范圍。
[0047]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的多層陶瓷電子元件的透視圖。圖2是沿圖1的χ-χ’線的剖視圖。
[0048]參見圖1和2，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的多層陶瓷電子元件可以包括陶瓷主體10、層壓在陶瓷主體10內(nèi)部的內(nèi)部電極30、形成在陶瓷主體10外表面上的外部電極20，和形成在陶瓷主體內(nèi)部的緩沖層41和42。
[0049]陶瓷主體10可以具有長方體形狀?！癓方向”、“W方向”和“T方向”可以分別表示“長度方向”、“寬度方向”和“厚度方向”。本文中，厚度方向可以指內(nèi)部電極30被層壓的方向。關(guān)于陶瓷主體10，寬度可以等于它的厚度。陶瓷主體10可以包括上表面S1、下表面S4、側(cè)表面S3和S6，以及端面S2和S5。
[0050]陶瓷主體10可以含有具有高介電常數(shù)的電介質(zhì)材料，具體地，鈦酸鋇或鈦酸鍶。然而，本發(fā)明不限于此。
[0051 ] 由于電介質(zhì)材料包括電偶極子，它可能能夠積累更大量的電荷。
[0052]外部電極20可以形成在陶瓷主體10的外表面上，以及具體地，可以形成在它的長度方向(“L方向”)的端面S2和S5上。外部電極20可以延長到陶瓷主體10的上表面SI和下表面S4以及側(cè)表面S3和S6的部分。
[0053]外部電極20可以包括第一和第二外部電極21和22，并且可以施加具有相反極性的電荷到第一和第二外部電極21和22。
[0054]外部電極20可以含有導(dǎo)電金屬和玻璃。導(dǎo)電金屬可以包括選自由金、銀、鈕1、銅、鎳和它們的合金組成的組中的至少一種。
[0055]玻璃可以添加到形成在外部電極20中的填充孔隙中，并且因此可以提高外部電極20的致密性。當(dāng)在外部電極20中存在孔隙時，電鍍液等可能通過孔隙滲透，導(dǎo)致電子元件的可靠性惡化。
[0056]內(nèi)部電極30可以層壓在陶瓷主體10的內(nèi)部，并且可以具有矩形形狀，沒有限制。內(nèi)部電極30可以包括第一和第二內(nèi)部電極31和32。第一和第二內(nèi)部電極31和32可以在相反方向拔出并且分別連接到第一和第二外部電極21和22，以致第一和第二內(nèi)部電極31和32可以帶有具有相反極性的電荷。
[0057]內(nèi)部電極30可以含有選自由金、銀、銅、鎳、鈀、鉬和它們的合金組成的組中的至少一種。然而，本發(fā)明不限于此，而且能夠給予內(nèi)部電極30電導(dǎo)率的任意一種材料都可以使用，沒有特別限制。
[0058]緩沖層41和42可以分別形成在陶瓷主體10從第一和第二內(nèi)部電極31和32與第一和第二外部電極21和22之間的接觸面51和52的內(nèi)部方向上。接觸面是指在陶瓷主體10的外表面中內(nèi)部電極30接觸外部電極20的陶瓷主體10的表面。具體地，參見圖2，陶瓷主體的端面S2和S5可以為接觸面51和52。
[0059]外部電極20中含有的玻璃組分可能通過陶瓷主體10的晶界滲透到陶瓷主體10中。滲透到陶瓷主體10中的玻璃組分可能溶解組成陶瓷主體10的氧化物，并且因此可以形成玻璃相的緩沖層41和42。
[0060]根據(jù)組成玻璃的元素的含量，緩沖層41和42可以高于陶瓷主體10。組成玻璃的元素可以主要包括硅(Si)、硼(B)等，能夠形成玻璃網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的元素等等。
[0061]從不同的視角，根據(jù)鋇(Ba)的含量，緩沖層41和42可以低于陶瓷主體10。陶瓷主體10可以主要由鈦酸鋇組成。在玻璃從外部電極20滲透的情況下，鋇(Ba)的含量可能相對較低。
[0062]緩沖層41和42可以由檢測到硼(B)(—種組成玻璃組分的元素并且在陶瓷基體材料中不存在)的區(qū)域界定。
[0063]緩沖層41或42的厚度(t)可以為緩沖層41或42在長度方向(‘L’方向)的尺寸，該尺寸從陶瓷主體10的端面S2和S5測量。
[0064]緩沖層41或42的厚度(t)可以從陶瓷主體10的端面S2或S5在長度方向使用EPMA，EDX等等掃描測量。即，緩沖層41或42的厚度(t)可以通過從陶瓷主體10的端面到檢測到硼(B)的區(qū)域的距離確定。
[0065]緩沖層41或42的厚度(t)可以提供為平均值。緩沖層41或42的厚度(t)可以通過使用掃描電子顯微鏡掃描通過陶瓷主體10的長度方向和厚度方向(L-T橫截面)定義的橫截面獲得的圖像，測量該圖像上的10個等距點(diǎn)區(qū)域的厚度值，然后平均測量的數(shù)值而確定。
[0066]10個區(qū)域可以分別為對應(yīng)于從陶瓷主體的中心到厚度方向的兩側(cè)的內(nèi)部電極的5層的區(qū)域。
[0067]在本發(fā)明的實(shí)施方式中，外部電極的厚度(T)可以小于或等于ΙΟμπι。即，T < 10 μ m0
[0068]隨著內(nèi)部電極的厚度變薄，由于外部電極的致密性的惡化可能惡化可靠性。本發(fā)明旨在解決當(dāng)外部電極的厚度(T)小于或等于ΙΟμπι時可能出現(xiàn)可靠性惡化的問題。
[0069]關(guān)于隨著外部電極的厚度降低可靠性惡化的事實(shí)，當(dāng)緩沖層的厚度具有相同的厚度時，在外部電極的燒結(jié)過程中，從外部電極移向陶瓷主體的玻璃的含量可能不變。因此，隨著外部電極的厚度的降低，外部電極中剩余的玻璃的含量可以更小。
[0070]玻璃可以用于填充外部電極的孔隙。所以，隨著玻璃含量變得更小，外部電極可能含有更多孔隙。因此，在電鍍過程中電鍍液可以通過孔隙容易地滲透，并且因此可以進(jìn)一步惡化可靠性。
[0071]就形成在陶瓷主體10的端面S2或S5上的外部電極20而論，外部電極20的厚度(T)可以指從陶瓷主體10的端面S2或S5在長度方向(‘L’方向)的尺寸。
[0072]外部電極20的厚度(T)可以通過平均值表示。
[0073]外部電極20的厚度(T)可以通過使用掃描電子顯微鏡通過在陶瓷主體10的寬度方向掃描陶瓷主體10的長度方向(L方向)和厚度方向(T方向)(L-T橫截面)定義的橫截面獲得的圖像，通過測量該圖像上陶瓷主體10在厚度方向上的中心部分的任意10個區(qū)域的厚度，然后平均測量的數(shù)值而確定。
[0074]在寬度方向的中心部分可以為從陶瓷主體10的中心朝向陶瓷主體的寬度方向(在陶瓷主體10的寬度的30%以內(nèi))的兩側(cè)的范圍區(qū)域。在上述范圍內(nèi)，外部電極20的厚度(T)可以顯示出穩(wěn)定值。
[0075]在寬度方向的中心部分可以為從陶瓷主體10的中心朝向陶瓷主體的厚度方向(在第五個內(nèi)部電極30以內(nèi))的兩側(cè)的范圍區(qū)域。 [0076]另外，活性區(qū)域的厚度(Ta)與陶瓷主體的厚度(Tc)的比值1/%可以大于0.8。即，TA/Tc〉0.8。
[0077]活性區(qū)域A可以指在陶瓷主體的厚度方向(T方向)在最上面的內(nèi)部電極31a和最下面的內(nèi)部電極31b之間的區(qū)域。覆蓋區(qū)C可以指陶瓷主體10的上表面SI和最上面的內(nèi)部電極31a之間的區(qū)域以及陶瓷主體10的下表面S4和最下面的內(nèi)部電極31b之間的區(qū)域。
[0078]當(dāng)涉及外部電極的金屬元素擴(kuò)散到內(nèi)部電極的現(xiàn)象時，外部電極的玻璃可以擴(kuò)散到陶瓷主體中。隨著外部電極擴(kuò)散到內(nèi)部電極的金屬元素的含量增加,外部電極的玻璃可以進(jìn)一步擴(kuò)散。隨著存在于陶瓷主體的內(nèi)部電極增多，外部電極的玻璃的運(yùn)動可以進(jìn)一步增加。
[0079]事實(shí)上，活性區(qū)域的厚度與陶瓷主體的厚度的比值大可以意味著在陶瓷主體中內(nèi)部電極的百分比是大的。因此，隨著活性區(qū)域的厚度與陶瓷主體的厚度相比的比值增大，可以進(jìn)一步增加外部電極的玻璃的運(yùn)動。
[0080]隨著外部電極的玻璃的離去，存在于外部電極的玻璃的含量進(jìn)一步降低，并且因此電鍍液等可以通過外部電極的孔隙滲透，導(dǎo)致可靠性惡化。
[0081]在本發(fā)明中，緩沖層41或42的厚度(t)可以小于或等于5μπι。即，t≤5μπι。
[0082]當(dāng)緩沖層41或42的厚度(t)為5μπι以上時，可靠性可能惡化。緩沖層41或42的厚度(t)為5μπι以上的情況可以指在外部電極20中含有大量的玻璃滲透或擴(kuò)散到陶瓷主體10以形成相對厚的緩沖層41或42的情況。
[0083]外部電極20中含有的玻璃滲透或擴(kuò)散到陶瓷主體10，并且因此外部電極20中含有的玻璃的含量可能下降，并且可能在外部電極20中存在更多的孔隙以降低外部電極20的致密性。
[0084]在外部電極20的致密性降低的情況下，電鍍液可以通過外部電極20滲透，導(dǎo)致可靠性的惡化。當(dāng)外部電極20的厚度(T)降低時，這種現(xiàn)象可能更嚴(yán)峻。
[0085]緩沖層41和42可以對緩解由于內(nèi)部電極30和外部電極20之間的金屬元素的互擴(kuò)散產(chǎn)生的壓力產(chǎn)生作用，并且這將進(jìn)行如下解釋。
[0086]首先，將描述由于內(nèi)部電極和外部電極之間的金屬元素的互擴(kuò)散在陶瓷主體中產(chǎn)生的壓力的原理。
[0087]外部電極20中含有的導(dǎo)電金屬的擴(kuò)散率可以大于內(nèi)部電極30中含有的導(dǎo)電金屬的擴(kuò)散率。具體地，在外部電極20中含有銅以及在內(nèi)部電極30中含有鎳的情況下，銅的擴(kuò)散率可以大于鎳的擴(kuò)散率。
[0088]在燒結(jié)過程中，外部電極20的銅擴(kuò)散到內(nèi)部電極30中以及內(nèi)部電極30的鎳擴(kuò)散到外部電極20中以形成銅-鎳合金。因為銅的擴(kuò)散率快于鎳的擴(kuò)散率，內(nèi)部電極30的體積可以進(jìn)一步膨脹。
[0089]由于體積上的區(qū)別，在陶瓷主體10中可能產(chǎn)生壓力。在壓力超出臨界值的情況下，在陶瓷主體10中可能出現(xiàn)例如放射狀裂紋的缺陷。
[0090]隨著內(nèi)部電極30變的更薄以及層壓更多的內(nèi)部電極30，通過內(nèi)部電極30和外部電極20之間的金屬元素的互擴(kuò)散引起體積的區(qū)別可能更大。在陶瓷主體10中產(chǎn)生的壓力可能進(jìn)一步增大，并且可能產(chǎn)生更多的放射狀裂紋。
[0091]然后，將描述緩解由于內(nèi)部電極30和外部電極20之間的金屬元素的互擴(kuò)散產(chǎn)生壓力的原理。
[0092]由于內(nèi)部電極30和外部電極20之間的金屬元素的互擴(kuò)散的體積區(qū)別可以在陶瓷主體10中產(chǎn)生壓力。同時，外部電極20中的玻璃組分滲透到陶瓷主體10的晶界從而溶解組成陶瓷主體10的氧化物。
[0093]即使在由于內(nèi)部電極30和外部電極20之間的金屬元素的互擴(kuò)散在陶瓷主體10中產(chǎn)生壓力的情況下，同時，陶瓷主體10的一部分被溶解成液相，并且因此，在陶瓷主體10的一部分為液相時可以緩解壓力。
[0094]下文中，將根據(jù)工藝條件和玻璃組成描述緩沖層41或42的厚度(t)的控制。
[0095]第一，根據(jù)工藝條件，緩沖層41或42的厚度(t)可以通過調(diào)節(jié)在外部電極20的燒結(jié)過程中在玻璃軟化點(diǎn)或更高溫度下的停留時間來控制。具體地，緩沖層41或42的厚度(t)可以通過調(diào)節(jié)在玻璃軟化點(diǎn)或更高溫度下的升溫速率來控制。
[0096]在玻璃軟化點(diǎn)或更低溫度下，玻璃不具有流動性并且因此不能滲透或擴(kuò)散到陶瓷主體10。在玻璃軟化點(diǎn)或更高溫度下，玻璃具有流動性并且因此能夠滲透或擴(kuò)散到陶瓷主體10。
[0097]當(dāng)降低升溫速率從而在玻璃的軟化點(diǎn)或更低溫度下增加停留時間，或者快速提高升溫速率從而在玻璃的軟化點(diǎn)或更高溫度下減少停留時間時，緩沖層41或42的厚度(t)可能下降。相反，當(dāng)在玻璃的軟化點(diǎn)或更低溫度下升溫速率溫和從而增加停留時間時，緩沖層41或42的厚度(t)可能增加。
[0098]第二，根據(jù)玻璃組成，可以通過調(diào)節(jié)堿金屬和氧化釩的含量來控制緩沖層41或42的厚度(t)。
[0099]使用具有大量堿金屬和氧化釩的玻璃可以進(jìn)一步增加緩沖層41或42的厚度(t)。原因是玻璃的軟化點(diǎn)可以隨著堿金屬和氧化釩的含量的增加而降低，導(dǎo)致玻璃的流動性增加并且更積極的允許玻璃的滲透或擴(kuò)散。
[0100]相反，當(dāng)使用具有少量堿金屬和氧化釩的玻璃時，玻璃的流動性相對較低，玻璃的滲透或擴(kuò)散可能困難，并且因此，可能降低緩沖層41或42的厚度(t)。
[0101]根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施方式，提供了一種制備多層陶瓷電子元件的方法，該方法可以包括:制備含有玻璃的用于外部電極的漿糊；通過使用用于外部電極的漿糊在燒結(jié)的芯片上形成外部電極20，內(nèi)部電極30層壓在燒結(jié)的芯片中；以及通過在玻璃的軟化點(diǎn)或更高的溫度下調(diào)節(jié)升溫速率以控制緩沖層41或42的厚度來燒結(jié)所述外部電極。
[0102]首先，用于外部電極20的漿糊可以通過混合給予外部電極20導(dǎo)電性的導(dǎo)電金屬粉末、用于獲得外部電極20致命性的玻璃粉末、作為有機(jī)溶劑的乙醇，作為粘結(jié)劑的聚乙烯醇縮丁醛，等等，然后進(jìn)行球磨來制備。
[0103]其次，使用用于外部電極20的漿糊，通過浸潰法或印刷法在燒結(jié)的芯片上形成外部電極20。
[0104]燒結(jié)的芯片可以如下制備。即，可以通過使用含有高介電陶瓷粉末例如鈦酸鋇的陶瓷衆(zhòng)料來制備陶瓷生片(ceramic green sheets)。內(nèi)部電極30通過使用用于內(nèi)部電極30的含有導(dǎo)電金屬例如鎳等的漿糊分別印刷在陶瓷生片上。在陶瓷生片上層壓印刷內(nèi)部電極30以制備生片層壓體(green sheet laminate)。將生片層壓體切割成生芯片(greenchips),然后燒結(jié)以制備層壓內(nèi)部電極30的各個燒結(jié)的芯片。
[0105]然后，在外部電極20的燒結(jié)步驟中，調(diào)整升溫速率在玻璃的軟化點(diǎn)或更高溫度下，從而控制緩沖層41或42的厚度(t)。
[0106]在玻璃的軟化點(diǎn)或更低溫度下，玻璃沒有流動性因此不能滲透或擴(kuò)散到陶瓷主體10中。在軟化點(diǎn)或更高溫度下，玻璃具有流動性因此可以滲透或擴(kuò)散到陶瓷主體10中。
[0107]當(dāng)升溫速率降低從而在玻璃的軟化點(diǎn)或更低溫度下增加停留時間，或者溫度快速升高從而在玻璃的軟化點(diǎn)或更高溫度下減少停留時間時，緩沖層41或42的厚度(t)可能下降。相反，當(dāng)升溫速率在玻璃的軟化點(diǎn)或更低溫度下溫和從而增加停留時間，緩沖層41或42的厚度(t)可能下降。
[0108]陶瓷粉末、外部電極20、內(nèi)部電極30以及緩沖層41和42的其他描述與它們在上述實(shí)施方式中的相同。
[0109]根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施方式，制備多層陶瓷電子元件的方法可以包括制備含有玻璃的用于外部電極20的漿糊；通過使用用于外部電極的漿糊在燒結(jié)的芯片上形成外部電極20，內(nèi)部電極30層壓在燒結(jié)的芯片中；以及燒結(jié)外部電極20，在制備用于外部電極20的漿糊的過程中，通過調(diào)整玻璃中含有的堿金屬和氧化釩的含量來控制緩沖層41或42的厚度(t)。
[0110]首先，用于外部電極20的漿糊可以通過混合給予外部電極20導(dǎo)電性的導(dǎo)電金屬粉末，用于外部電極20獲得致密性的玻璃粉末、用于獲得外部電極20致命性的玻璃粉末、作為有機(jī)溶劑的乙醇，作為粘結(jié)劑的聚乙烯醇縮丁醛，等等，然后進(jìn)行球磨來制備。
[0111]其次，使用用于外部電極20的漿糊，通過浸潰法或印刷法在燒結(jié)的芯片上形成外部電極20。其描述與上述實(shí)施方式中的相同。
[0112]其次，通過燒結(jié)外部電極20可以在陶瓷主體10的內(nèi)部形成緩沖層41和42。在外部電極20的燒結(jié)步驟中，外部電極20的玻璃可以滲透或擴(kuò)散到陶瓷主體10中以形成緩沖層41和42。
[0113]在制備用于外部電極20的過程中，通過調(diào)整玻璃中含有的堿金屬氧化物的含量可以來控制緩沖層41或42的厚度(t)。
[0114]含有大量堿金屬和氧化釩的玻璃的使用可以進(jìn)一步增加緩沖層41或42的厚度(t)。原因是玻璃的軟化點(diǎn)可以隨著堿金屬和氧化釩含量的增加而降低，導(dǎo)致玻璃流動性的增加，這樣可以引起更多玻璃積極的滲透或擴(kuò)散。
[0115]相反，當(dāng)使用含有少量堿金屬和氧化釩的玻璃時，因為玻璃的流動性相對較低，玻璃的滲透或擴(kuò)散可能較困難，并且因此，緩沖層41或42的厚度(t)可能下降。
[0116]具體地，堿金屬可以為選自由鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)、銣(Rb)和銫(Cs)組成的組中的至少一種。
[0117]另外，在燒結(jié)過程中，可以通過調(diào)整升溫速率在玻璃的軟化點(diǎn)或更高溫度下控制緩沖層41或42的厚度(t)。其描述與上述實(shí)施方式中的相同。
[0118]外部電極20、內(nèi)部電極30以及緩沖層41和42的其他描述與它們在上述實(shí)施方式中的相同。
[0119]下文中，將描述本發(fā)明實(shí)施例和對比例。
[0120]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多層陶瓷電容器和本發(fā)明的對比例通過下述方法制備。 [0121]將鈦酸鋇粉末、作為有機(jī)溶劑的乙醇，作為粘結(jié)劑的聚乙烯醇縮丁醛混合，然后進(jìn)行球磨，從而制備陶瓷漿料，該陶瓷漿料隨后用于制備陶瓷生片。
[0122]將用于內(nèi)部電極30含有鎳的導(dǎo)電漿糊印刷在陶瓷生片上，以形成內(nèi)部電極30在其上。層壓得到的片以制備生片層壓體，該生片層壓體隨后在lOOOkgf/cm2在85°C下進(jìn)行等靜壓成型。
[0123]將層壓的生片層壓體切割成生芯片，然后將它們在230°C在空氣氣氛中維持60小時的進(jìn)行脫粘結(jié)劑過程。將生芯片在950°C下燒結(jié)以制備燒結(jié)的芯片。燒結(jié)在還原氣氛中進(jìn)行從而防止內(nèi)部電極30的氧化。還原氣氛設(shè)定在lO—H-l0.atm，低于Ni/NiO平衡氧分壓。
[0124]通過使用用于外部電極20含有銅粉末和玻璃粉末的漿糊在燒結(jié)的芯片的外表面形成外部電極，并且在780 °C下燒結(jié)。通過電鍍在外部電極20上形成鎳電鍍層和錫電鍍層。
[0125]首先，為了檢查外部電極的厚度的適宜性，當(dāng)外部電極的厚度(T)變化時制備0603尺寸的多層陶瓷電容器。在其上進(jìn)行可靠性測試，0603尺寸是指具有
0.6mmX0.3mmX0.3mm尺寸的多層陶瓷電容器的情況。
[0126]作為可靠性測試的結(jié)果，當(dāng)絕緣電阻沒有降至lE+07Qcm或更低時確定是好。40個樣品的加速壽命評價在130°C，2Vr，以及4小時的條件下進(jìn)行。
[0127]表1
[0128]

T ( um) I可靠性

5^
7^
【權(quán)利要求】
1.一種多層陶瓷電子元件，該多層陶瓷電子元件包括: 具有內(nèi)部電極形成其中的陶瓷主體； 形成在所述陶瓷主體的外表面并連接到所述內(nèi)部電極的外部電極；和在陶瓷主體的外表面中，在所述陶瓷主體的內(nèi)部方向上，形成在所述內(nèi)部電極和所述外部電極之間的接觸面上的緩沖層， 其中，當(dāng)用T表示所述外部電極的厚度，用t表示所述緩沖層的厚度，用Ta表示活性區(qū)域的厚度，以及用Tc表示所述陶瓷主體的厚度時，IOym, TA/Tc>0.8，以及t≤5 μ m。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層陶瓷電子元件，其中，所述緩沖層具有50%以上的硼含量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層陶瓷電子元件，其中，所述陶瓷主體具有長方體形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層陶瓷電子元件，其中，所述內(nèi)部電極具有矩形形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層陶瓷電子元件，其中，所述外部電極形成在所述陶瓷主體的端面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層陶瓷電子元件，其中，所述外部電極延伸至所述陶瓷主體的上面、下面和側(cè)面的部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層陶瓷電子元件，其中，所述陶瓷主體含有鈦酸鋇或鈦酸銀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層陶瓷電子元件，其中，所述外部電極含有玻璃。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層陶瓷電子元件，其中，所述內(nèi)部電極含有選自由金、銀、銅、鎳、鈀、鉬和它們的合金組成的組中的至少一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層陶瓷電子元件，其中，所述外部電極含有選自由金、銀、鈀、銅、鎳和它們的合金組成的組中的至少一種。
11.一種多層陶瓷電子元件，該多層陶瓷電子元件包括: 外部電極，該外部電極包括形成在陶瓷主體端面上彼此相反的第一和第二外部電極； 內(nèi)部電極，該內(nèi)部電極包括彼此分離并層壓在所述陶瓷主體內(nèi)部的第一和第二內(nèi)部電極，所述第一和第二內(nèi)部電極分別連接到所述第一和第二外部電極；以及在所述陶瓷主體的內(nèi)部方向上從所述陶瓷主體的端面形成的緩沖層， 其中，當(dāng)用T表示所述外部電極的厚度，用t表示所述緩沖層的厚度，用Ta表示活性區(qū)域的厚度，以及用Tc表示所述陶瓷主體的厚度時，IOym, TA/Tc>0.8，以及t≤5 μ m。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的多層陶瓷電子元件，其中，所述緩沖層提供為從所述陶瓷主體的端面到檢測到硼組分的部分的區(qū)域。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的多層陶瓷電子元件，其中，所述陶瓷主體具有長方體形狀。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的多層陶瓷電子元件，其中，所述內(nèi)部電極具有矩形形狀。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的多層陶瓷電子元件，其中，所述外部電極延伸至所述陶瓷主體的上面、下面和側(cè)面的部分。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的多層陶瓷電子元件，其中，所述陶瓷主體含有鈦酸鋇或鈦酸鍶。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的多層陶瓷電子元件，其中，所述外部電極含有玻璃。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的多層陶瓷電子元件，其中，所述內(nèi)部電極含有選自由金、銀、銅、鎳、鈀、鉬和它們的合金組成的組中的至少一種。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的多層陶瓷電子元件，其中，所述外部電極含有選自由金、銀、鈀、銅、鎳和它們的合金組成的組中的至少一種。
20.一種制備多層陶瓷電子元件的方法，該方法包括: 制備含有玻璃的用于外部電極的衆(zhòng)糊； 通過使用用于外部電極的漿糊在燒結(jié)的芯片上形成外部電極，內(nèi)部電極層壓在燒結(jié)的芯片中；以及 通過在玻璃的軟化點(diǎn)或更高的溫度下調(diào)節(jié)升溫速率以控制緩沖層的厚度來燒結(jié)所述外部電極。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，增大升溫速率以降低所述緩沖層的厚度。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，降低升溫速率以增大所述緩沖層的厚度。
23.—種制備多層陶瓷電子元件的方法，該方法包括: 制備含有玻璃的用于外部電極的衆(zhòng)糊； 通過使用用于外部電極的漿糊在燒結(jié)的芯片上形成外部電極，內(nèi)部電極層壓在燒結(jié)的芯片中；以及 燒結(jié)所述外部電極， 其中，在用于外部電極的漿糊的制備過程中，通過調(diào)節(jié)玻璃中含有的堿金屬和氧化釩的含量控制緩沖層的厚度。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述堿金屬選自由鋰、鈉、鉀、銣和銫組成的組中的至少一種。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，通過增加堿金屬和氧化釩的含量增加所述緩沖層的厚度。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，通過降低堿金屬和氧化釩的含量降低所述緩沖層的厚度。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，在燒結(jié)過程中，通過在玻璃的軟化點(diǎn)或更高的溫度下調(diào)節(jié)升溫速率控制所述緩沖層的厚度。
28.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，增大升溫速率以降低所述緩沖層的厚度。
29.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，降低升溫速率以增大所述緩沖層的厚度。
【文檔編號】H01G4/30GK103996537SQ201310228286
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2013年6月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月20日
【發(fā)明者】全炳俊, 李圭夏, 具賢熙, 金昶勛, 樸明俊 申請人:三星電機(jī)株式會社