阅读说明：本技术 多层陶瓷电容器 (Multilayer ceramic capacitor ) 是由 李种晧 曺义铉 李长烈 朴明俊 具贤熙 于 2018-12-19 设计创作，主要内容包括：本公开提供一种多层陶瓷电容器。所述陶瓷电容器包括主体和位于所述主体上的外电极。所述主体包括介电层和内电极。所述外电极包括：电极层,连接到所述内电极；第一镀覆部,位于所述电极层上；以及第二镀覆部,位于所述第一镀覆部上。所述第一镀覆部包括多个镀层,所述多个镀层中交替地堆叠有锡(Sn)镀层和镍(Ni)镀层。(The present disclosure provides a multilayer ceramic capacitor. The ceramic capacitor includes a body and an external electrode on the body. The body includes a dielectric layer and an inner electrode. The outer electrode includes: an electrode layer connected to the internal electrode; a first plating section on the electrode layer; and a second plating section located on the first plating section. The first plating section includes a plurality of plating layers in which tin (Sn) plating layers and nickel (Ni) plating layers are alternately stacked.)

多层陶瓷电容器

本申请要求于2018年6月29日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0075286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陶瓷电容器。

背景技术

多层陶瓷电容器(MLCC)是工业领域(诸如，通信、计算、电子设备制造、车辆制造以及其它)中使用的重要芯片组件。多层陶瓷电容器尺寸小，可确保高容量，并且可易于安装。多层陶瓷电容器也是各种电子装置(诸如，蜂窝电话、计算机、数字TV等)中使用的核芯无源元件。

最近，对移动装置、可穿戴装置等的需求已经增加，并且确保多层陶瓷电容器的防潮可靠性以允许它们在各种气候和环境中的使用是重要的。

通常，通过在多层陶瓷电容器的外电极的电极层上形成Ni镀层和Sn镀层来确保防潮可靠性。然而，当使用普通的镀覆方法时，存在诸如由于电极层的不连续、电极层中包括的玻璃向外突出的玻璃珠化现象(glass beading phenomenon)等而引起镀覆的不连续问题。没有形成镀层的部分变成湿气渗入的路径，这可能会降低防潮可靠性。

发明内容

本公开的一方面提供了一种通过防止镀覆不连续而具有优异的防潮可靠性的多层陶瓷电容器。

根据本公开的一方面，一种多层陶瓷电容器包括主体和位于所述主体上的外电极。所述主体包括介电层和内电极。所述外电极包括：电极层，连接到所述内电极；第一镀覆部，位于所述电极层上；以及第二镀覆部，位于所述第一镀覆部上。所述第一镀覆部包括多个镀层，所述多个镀层中交替地堆叠有锡(Sn)镀层和镍(Ni)镀层。

根据本公开的另一方面，一种多层陶瓷电容器包括主体和位于所述主体上的外电极。所述主体包括介电层和内电极。所述外电极包括：电极层，接触所述内电极；第一镀覆部，位于所述电极层上；以及第二镀覆部，位于所述第一镀覆部上。所述第一镀覆部包括多个镀层，所述多个镀层包括交替地堆叠的锡(Sn)镀层和镍(Ni)镀层。锡镍(Sn-Ni)金属间化合物层位于所述第一镀覆部的所述锡(Sn)镀层与所述镍(Ni)镀层之间的界面区域处。

根据本公开的另一方面，一种多层陶瓷电容器包括主体和位于所述主体上的外电极。所述主体包括介电层和内电极。所述外电极包括与所述内电极接触的电极层。第一镀覆部位于所述电极层上并包括锡(Sn)、镍(Ni)和锡镍(Sn-Ni)金属间化合物。第二镀覆部位于所述第一镀覆部上。

根据本公开的另一方面，一种多层陶瓷电容器包括：主体，包括多个第一内电极和多个第二内电极，所述多个第一内电极延伸到所述主体的与堆叠方向平行的第一侧表面并且与所述多个第二内电极交替地堆叠，所述多个第二内电极延伸到所述主体的与堆叠方向平行并与所述第一侧表面背对的第二侧表面，并且介电层介于所述第一内电极与所述第二内电极之间；第一外电极，电连接到所述多个第一内电极，并包括位于所述主体的所述第一侧表面上的第一电极层、位于所述第一电极层上的第一内镀层和位于所述第一内镀层上的第一外镀层；以及第二外电极，电连接到所述多个第二内电极，并包括位于所述主体的所述第二侧表面上的第二电极层、位于所述第二电极层上的第二内镀层和位于所述第二内镀层上的第二外镀层，其中，所述第一内镀层和所述第二内镀层均包括位于所述第一电极层和所述第二电极层上的第一锡层、位于所述第一锡层上的第一镍层以及位于所述第一镍层上的第二锡层，其中，所述第一外镀层和所述第二外镀层均包括位于所述第一内镀层和所述第二内镀层上的第二镍层和位于所述第二镍层上的第三锡层。

根据本公开的另一方面，一种多层陶瓷电容器包括：主体，包括多个第一内电极和多个第二内电极，所述多个第一内电极延伸到所述主体的与堆叠方向平行的第一侧表面并且与所述多个第二内电极交替地堆叠，所述多个第二内电极延伸到所述主体的与所述堆叠方向平行并与所述第一侧表面背对的第二侧表面，并且介电层介于所述第一内电极与所述第二内电极之间；第一外电极，电连接到所述多个第一内电极，并包括位于所述主体的所述第一侧表面上的第一电极层、位于所述第一电极层上的第一锡镍金属间化合物层和位于所述第一锡镍金属间化合物层上的第一外镀层；以及第二外电极，电连接到所述多个第二内电极，并包括位于所述主体的所述第二侧表面上的第二电极层、位于所述第二电极层上的第二锡镍金属间化合物层和位于所述第二锡镍金属间化合物层上的第二外镀层，其中，所述第一外镀层和所述第二外镀层均包括位于所述第一锡镍金属间化合物层和所述第二锡镍金属间化合物层上的第二镍层和位于所述第二镍层上的第三锡层。

根据本公开的另一方面，一种多层陶瓷电容器包括：主体；以及外电极，位于所述主体上，包括：第一电极层，位于所述主体的表面上并包括第一导电金属；第一镀层，位于所述第一电极层上并包括第二导电金属和第三导电金属；以及第二镀层，位于所述第一镀层上并包括所述第三导电金属的第一层和所述第二导电金属的第二层，其中，所述第一导电金属、所述第二导电金属和所述第三导电金属为各自不同的材料，其中，所述第二导电金属为锡。

附图说明

通过结合附图的以下详细的描述，本公开的以上和其它方面、特征以及优点将被更清楚地理解，在附图中：

图1是根据本公开中的示例性实施例的多层陶瓷电容器的示意性透视图；

图2是沿着图1中的I-I'线截取的截面图；

图3A和图3B是其上印刷有内电极以制造多层陶瓷电容器的主体的陶瓷生片的平面图；

图4是根据本公开中的第一示例性实施例的图2中的A部分的放大图；

图5是根据本公开中的第二示例性实施例的图2中的A部分的放大图；

图6是根据本公开中的第三示例性实施例的图2中的A部分的放大图；以及

图7是根据本公开中的第四示例性实施例的图2中的A部分的放大图。

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来举例说明，并且不应该被解释为局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彻底的和完整的，并将要把本公开的范围充分地传达给本领域的技术人员。相应地，为了清楚描述，可夸大元件的形状和尺寸。此外，将使用相同的标记来描述每个示例性实施例的附图中表示的同一构思的范围内具有相同功能的元件。

图1是根据第一示例性实施例至第四示例性实施例的多层陶瓷电容器的示意性透视图。图2是沿图1中的I-I'线截取的截面图。图3A和图3B是其上印刷有内电极以制造多层陶瓷电容器的主体的陶瓷生片的平面图。

参照图1至图3B，根据示例性实施例的多层陶瓷电容器100可包括主体110以及外电极130和140。

主体110可包括有助于电容器的容量形成的有效区域。主体110也可包括上覆盖部112和下覆盖部113，上覆盖部112和下覆盖部113是分别形成在有效区域的上部和下部上的上边缘部和下边缘部。

在示例性实施例中，主体110可以是六面体的，但不限于此。

由于内电极的设置以及边缘抛光引起厚度差异，因此主体110可以是不精确的六面体，并且可以是接近于六面体。

为了清楚地描述示例性实施例，在附图中，可相对于第一(长度)方向(示出为“X”方向)、第二(宽度)方向(示出为“Y”方向)和第三(厚度或堆叠)方向(示出为“Z”方向)来论述主体的方向。

主体110的表面包括在Z方向上彼此背对的第一表面1和第二表面2、连接到第一表面1和第二表面2并在X方向上彼此背对的第三表面3和第四表面4以及连接到第一表面至第四表面并在Y方向上彼此背对的第五表面5和第六表面6。第一表面1可以是安装表面。

有效区域可形成为其中多个第一内电极和多个第二内电极交替地堆叠且介电层介于第一内电极与第二内电极之间的结构。参照图3A和图3B，主体110可通过使其上印刷有第一内电极121的陶瓷生片(图3A)和其上印刷有第二内电极122的陶瓷生片(图3B)交替地堆叠并烧结堆叠的陶瓷生片来形成。

形成主体110的多个介电层111处于烧结状态。介电层111可被一体化，使得相邻的介电层111之间的边界在不使用扫描电子显微镜(SEM)的情况下可能会难以识别。

介电层111的材料不受具体限制，只要能够通过使用介电层111获得足够的电容即可。例如，介电层111可包括钛酸钡(BaTiO₃)粉末或钛酸锶(SrTiO₃)粉末，但不限于此。除了钛酸钡(BaTiO₃)粉末等之外，可添加各种陶瓷添加剂、有机溶剂、偶联剂、分散剂等。

介电层111中的每个的厚度可根据多层陶瓷电容器100的期望电容而选择。在烧结之后，单个介电层111的厚度可在0.1μm至10μm的范围内，但不限于此。

第一内电极121可面对第二内电极122，并且一个或更多个介电层111介于第一内电极与第二内电极之间。

第一内电极121和第二内电极122可以为具有不同极性的一对电极。第一内电极121和第二内电极122可通过在介电层111上印刷特定厚度的包括导电金属的导电膏并且以介电层111介于第一内电极121与第二内电极122之间的方式而形成。第一内电极121和第二内电极122可沿介电层111的堆叠方向在主体110的第三表面3和第四表面4处交替地暴露。第一内电极121和第二内电极122可通过介于第一内电极121与第二内电极122之间的介电层111而彼此电绝缘。

第一内电极121可通过位于主体110的第三表面3上的电极层131电连接到第一外电极130。第二内电极122可通过位于主体110的第四表面4上的电极层141电连接到第二外电极140。

当向第一外电极130和第二外电极140施加电压时，电荷在彼此面对的第一内电极121和第二内电极122之间累积，并且多层陶瓷电容器100的电容可与第一内电极121和第二内电极122之间的叠置面积成比例。

第一内电极121和第二内电极122的厚度可根据预期用途来确定。例如，第一内电极121和第二内电极122的厚度可基于主体110的期望尺寸和容量而在0.2μm至1.0μm的范围内。然而，第一内电极121和第二内电极122的厚度不限于此。

包括在第一内电极121和第二内电极122中的导电金属可以是镍(Ni)、铜(Cu)、钯(Pd)或它们的合金，但不限于此。

上覆盖部112和下覆盖部113可没有内电极，从而不同于有效区域。上覆盖部112和下覆盖部113可与有效区域的介电层111具有相同的材料和成分。

上覆盖部112和下覆盖部113可通过沿Z方向在有效区域的上表面和下表面上层叠一个或更多个介电层来形成。例如，上覆盖部112和下覆盖部113可用于防止由于物理应力或化学应力而对第一内电极121和第二内电极122造成损坏。

第一外电极130可包括电极层131、第一镀覆部132和第二镀覆部133，第二外电极140可包括电极层141、第一镀覆部142和第二镀覆部143。

第一外电极130和第二外电极140可均延伸到主体110的第一表面1的一部分和第二表面2的一部分上。第一外电极130和第二外电极140也可均延伸到主体110的第五表面5的一部分和第六表面6的一部分上。

电极层131和141可机械地连接主体110与外电极130和140，并使内电极121和122电连接且机械地连接到外电极130和140。

形成电极层131和141的方法不受具体限制。电极层131和141可以为通过使用包括导电金属和玻璃的膏体形成的烧结电极，或可以为通过使用包括导电金属和基体树脂的膏体形成的树脂电极。电极层131和141也可通过无电镀覆方法、溅射工艺或原子层沉积方法形成。

当电极层131和141为包括导电金属和玻璃的烧结电极时，如果使用普通的镀覆方法，则很有可能发生由于电极层的不连续、电极层中包括的玻璃向外突出的玻璃珠化现象等而引起镀覆不连续。因此，当电极层为烧结电极时，根据下面描述的本公开，防潮可靠性效果可以是显著的。

包括导电金属和玻璃的烧结电极可通过涂敷待烧结的包括导电金属和玻璃的膏体来形成。

玻璃可用于使主体110与外电极130和140机械地结合，导电金属可用于使内电极121和122与外电极130和140电结合和机械地结合。导电金属可以为Cu。

图4、图5、图6和图7分别是根据第一示例性实施例、第二示例性实施例、第三示例性实施例和第四示例性实施例的图2中的A部分的放大图。

A部分是电连接到第一内电极121的第一外电极130的一部分。第一外电极130的构造可与第二外电极140的构造类似，且区别仅在于：第二外电极140连接到第二内电极122。将参照第一外电极130描述示例性实施例，且该描述也适用于第二外电极140。

在下面的描述中，将参照图4和图5更详细地描述根据第一示例性实施例和第二示例性实施例的第一镀覆部和第二镀覆部。

参照图4，第一镀覆部132可包括锡(Sn)镀层132a和镍(Ni)镀层132b交替地堆叠的多个镀层。第二镀覆部133可以为常规的镀层并包括Ni镀层133b和Sn镀层133a。

如在图4中的第二镀覆部133中所示，多层陶瓷电容器的外电极的镀层通常可包括Ni镀层133b和位于Ni镀层133b上的Sn镀层133a。镀层可通过在电极层131上顺序地镀覆Ni和Sn而形成。

常规的镀层可能会具有由于电极层的不连续或电极层中包括的玻璃向外突出的玻璃珠化现象而引起镀覆不连续的问题。电极层的未通过镀覆被覆盖的区域变成湿气渗入的路径，这可能会使防潮可靠性劣化。由于当镀覆Sn时Sn在水平方向上生长而当镀覆Ni时Ni在竖直方向上生长，因此可能发生镀覆不连续。因为Sn通常平行于主体的表面生长，使得Sn覆盖主体的表面，所以当镀覆Sn时通常不会发生镀覆不连续。然而，当镀覆Ni时Ni通常垂直于主体的表面生长，可能容易发生镀覆不连续。当存在没有镀覆Ni的大间隙时，即使Sn在水平方向上生长，Sn的镀覆也可能是不连续的。

然而，在本公开中，第一镀覆部132包括在水平方向上生长的Sn镀层132a和在竖直方向上生长的Ni镀层132b交替地设置的多个镀层，因此可防止镀覆不连续。

考虑Sn镀层形成为预镀层的可选方案。在这种情况下，第一镀覆部可形成为Sn镀层，并且第二镀覆部为形成在第一镀覆部上的常规镀层。然而，如果第一镀覆部仅是作为预镀层的Sn镀层，然后Sn镀层可需要达到特定最小厚度。但是增大Sn镀层的厚度可能会降低第一镀覆部与电极层之间的粘结性(coherence)，并且也可能导致当多层陶瓷电容器接合到基板时Sn在回流工艺中聚集。回流可以指通过热处理熔化焊料以在基板和多层陶瓷电容器之间形成电接触而使得多层陶瓷电容器可稳定地接合到基板的工艺。

在本公开中，第一镀覆部132可通过交替地布置Sn镀层132a和Ni镀层132b而形成。第二镀覆部133的镀覆不连续也可通过在第一镀覆部132上形成为常规镀层的第二镀覆部133而被防止。具有Sn镀层132a与Ni镀层132b交替地堆叠的结构也可防止Sn在回流期间聚集。

第一镀覆部的与电极层接触的镀层可以是Sn镀层。随着Sn镀层在水平方向上在电极层上生长，电极层可被镀覆而不会不连续。

如图4所示，第一镀覆部132可包括顺序地设置在电极层上的第一Sn镀层132a、Ni镀层132b和第二Sn镀层132a。

如图5所示，第一镀覆部132'可包括顺序地设置在电极层上的第一Sn镀层132a、第一Ni镀层132b、第二Sn镀层132a、第二Ni镀层132b和第三Sn镀层132a。

第一镀覆部132可比第二镀覆部133薄。当第一镀覆部132比第二镀覆部133厚时，多层陶瓷电容器的体积可增大，这可能会引起每单位体积的容量下降。

优选地，第一镀覆部132的厚度可以为第二镀覆部133的厚度的1/2或更小。

第一镀覆部的Sn镀层132a的厚度可在0.1μm至1μm的范围内。

如果Sn镀层132a的厚度小于0.1μm，则Sn镀层的连续性可能会降低，位于Sn镀层上的Ni镀层可能会不连续，并且防止镀覆不连续的效果可能会减弱。

当第一镀覆部的Sn镀层132a的厚度大于1μm时，当使用回流焊接使多层陶瓷电容器接合到基板时Sn可能会聚集。当Sn聚集时，第一镀覆部的Sn镀层132a中可能会形成孔，并且该孔可能会形成湿气渗入的路径。

第一镀覆部的Ni镀层132b的厚度不受具体限制，但考虑到主体110的尺寸，Ni镀层132b的厚度可在1μm至5μm的范围内。

下面的表1示出了基于Sn镀层和Ni镀层的厚度的关于镀覆不连续和Sn镀覆聚集的实验数据。

准备陶瓷主体。将包括Cu粉末和玻璃的膏体涂敷到陶瓷主体的在长度方向上的两侧并烧结，并形成电极层。通过在电极层上依次执行第一Sn镀覆工艺、Ni镀覆工艺和第二Sn镀覆工艺而形成第一镀覆部，使得第一Sn镀层、Ni镀层和第二Sn镀层获得表1中显示的厚度。通过在第一镀覆部上依次镀覆Ni和Sn来形成第二镀覆部，以形成具有表1中显示的厚度的Ni镀层和Sn镀层。如此制造了多层陶瓷电容器。在实验编号1的情况下，在电极层上仅形成第二镀覆部而未形成第一镀覆部。

在基于100个样品完成镀覆之后，通过分析第一镀覆部和第二镀覆部的截面并确定Ni镀层上是否发生不连续来测量镀覆不连续的发生率。

在基于100个样品的回流之后，通过确定第一镀覆部的Sn镀层中是否形成孔来测量Sn镀覆聚集的缺陷率。

[表1]

在实验编号1的情况下，由于未形成第一镀覆部，因此镀覆不连续的发生率为40％。相应地，防潮可靠性降低。

由于在实验编号2中第一Sn镀层的厚度超过1μm，并且在实验编号5中第二Sn镀层的厚度超过1μm，因此在回流期间发生Sn聚集。

然而，由于在试验编号3和4中第一Sn镀层和第二Sn镀层的厚度在0.1μm至1μm的范围内，因此没有检测到Sn聚集。

如上所述，第一镀覆部132和第二镀覆部133可用于防止镀覆不连续，并且第二镀覆部133可对应于常规的镀层。因此，第二镀覆部133可包括顺序地设置在第一镀覆部132上的Ni镀层133b和Sn镀层133a。第一镀覆部的与第二镀覆部133接触的镀层可以为Sn镀层。相应地，第一镀覆部132的第一镀层和最后的镀层可以为Sn镀层。

第二镀覆部的Ni镀层133b的厚度可在1μm至10μm的范围内，并且第二镀覆部的Sn镀层133a的厚度可在1μm至10μm的范围内，但不限于此。第二镀覆部的Ni镀层133b和Sn镀层133a的厚度可根据电容器的尺寸而选择。

将参照图6和图7更详细地描述第三示例性实施例和第四示例性实施例。将省略与前面提及的描述重复的描述。

图6是根据第三示例性实施例的图2中的A部分的放大图。

参照图6，根据第三示例性实施例，第一镀覆部132″可包括Sn镀层132a和Ni镀层132b交替地设置的多个镀层，并且Sn-Ni金属间化合物层132c设置在第一镀覆部的Sn镀层132a与Ni镀层132b之间的界面区域处。

Sn-Ni金属间化合物层132c可在回流期间利用Sn镀层132a与Ni镀层132b之间的界面区域中相互扩散的Sn和Ni来形成。

Sn-Ni金属间化合物层132c可包含大约10wt％至90wt％的Sn和大约10wt％至90wt％的Ni。

当第二镀覆部133″包括顺序地设置在第一镀覆部上的Ni镀层133b和Sn镀层133a时，Sn-Ni金属间化合物层133c也可设置在第二镀覆部133″的Sn镀层133a与Ni镀层133b之间的界面区域中。此外，Sn-Ni金属间化合物层132d可设置在第一镀覆部132″与第二镀覆部133″之间的界面区域中。

图7是根据第四示例性实施例的图2中的A部分的放大图。

参照图7，根据第四示例性实施例，第一镀覆部132″′可包括Sn、Ni和Sn-Ni金属间化合物。

根据第四示例性实施例，第一镀覆部132″′可被镀覆为使得Sn镀层和Ni镀层交替地设置，并且可在形成第二镀覆部之前以利用Sn和Ni通过热处理而相互扩散的方式形成，每个镀层的边界被一体化，使得难以识别边界，并使Sn、Ni和Sn-Ni金属间化合物混合。在这种情况下，第一镀覆部132″′可被称作Sn-Ni金属间化合物层。

根据第四示例性实施例，第二镀覆部133可包括顺序地设置在第一镀覆部上的Ni镀层133b和Sn镀层133a。

根据第四示例性实施例，如在第三示例性实施例的第二镀覆部中那样，第二镀覆部可形成为使得Sn-Ni金属间化合物层形成在第二镀覆部的Sn镀层与Ni镀层之间的界面区域处，并且使得Sn-Ni金属间化合物层形成在第一镀覆部与第二镀覆部之间的界面区域处。

虽然示出了在本公开的多个示例性实施例的第一镀覆部中，Sn镀层数量大于Ni镀层的数量，但不限于此，Sn镀层数量也可等于或小于Ni镀层的数量，只要Sn镀层与Ni镀层交替地堆叠即可。

如上所阐述，根据示例性实施例，通过在电极层与第二镀覆部之间设置包括多个镀层的第一镀覆部，可防止镀覆不连续，相应地，可提供具有优异的防潮可靠性的多层陶瓷电容器。

虽然上面已经示出并描述了示例性实施例，但对于本领域技术人员而言将明显的是，在不脱离如由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可做出修改和变形。