多层陶瓷电子组件及用于制造多层陶瓷电子组件的方法技术

本公开提供一种多层陶瓷电子组件及用于制造多层陶瓷电子组件的方法。所述多层陶瓷电子组件包括：主体，包括介电层和内电极；以及外电极，设置在所述主体的外部。所述介电层包括多个介电晶粒和存在于所述介电晶粒之间的晶界。所述晶界中包括的Al与Ti的摩尔比Al/Ti满足0.022至0.028的范围。足0.022至0.028的范围。足0.022至0.028的范围。

【技术实现步骤摘要】
多层陶瓷电子组件及用于制造多层陶瓷电子组件的方法
[0001]本申请要求于2021年12月27日在韩国知识产权局提交的第10
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2021
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0188004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。


[0002]本公开涉及一种多层陶瓷电子组件及用于制造多层陶瓷电子组件的方法。

技术介绍

[0003]通常，使用陶瓷材料的电子组件(诸如电容器、电感器、压电元件、压敏电阻或热敏电阻)包括利用陶瓷材料形成的陶瓷主体、形成在主体内部的内电极以及设置在陶瓷主体的表面上以连接到内电极的外电极。
[0004]近来，随着电子产品的小型化和多功能化，片组件也已经小型化和多功能化。因此，多层陶瓷电容器(MLCC)(一种多层电子组件)也要求具有减小的尺寸并实现高电容。
[0005]一种用于同时实现多层陶瓷电容器的小型化和高电容的方法包括减小介电层和内电极层的厚度来堆叠大量的层。目前，具有约0.6μm的厚度的介电层已经被持续开发以具有减小的厚度。如上所述，由于多层陶瓷电容器的小型化，难以确保可靠性。为了解决这样的问题，已经进行了对介电组合物的研究。
[0006]在现有技术中，已经将各种氧化物和/或碳酸盐副成分添加到诸如钛酸钡的主成分中，以改善多层陶瓷电容器的耐受电压和可靠性。然而，为了使副成分对多层陶瓷电容器的电性能有贡献，副成分需要被电离并溶解在包括主成分的介电晶粒中。然而，电离过程需要大量的能量。当能量不足时，副成分在介电晶粒之间的晶界中偏析。
[0007]因此，需要研究一种通过添加一定水平的副成分，将副成分溶解在介电晶粒中，并控制在晶界中偏析的副成分的含量来提高多层陶瓷电容器的可靠性的方法。

技术实现思路

[0008]本公开的一方面提供一种具有优异的耐电压性能的多层陶瓷电子组件。
[0009]本公开的另一方面提供一种具有优异的可靠性的多层陶瓷电子组件。
[0010]然而，本公开的各方面不限于上述内容，并且在描述本公开的特定示例实施例的过程中将更容易理解。
[0011]根据本公开的一方面，提供一种多层陶瓷电子组件，所述多层陶瓷电子组件包括：主体，具有介电层和内电极；以及外电极，设置在所述主体的外部。所述介电层可包括多个介电晶粒和存在于所述介电晶粒之间的晶界，并且所述晶界中包括的Al与Ti的摩尔比(Al/Ti)可满足0.022至0.028的范围。
[0012]根据本公开的另一方面，提供一种多层陶瓷电子组件，所述多层陶瓷电子组件包括：主体，具有介电层和内电极；以及外电极，设置在所述主体的外部。所述介电层可包括具有核
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壳结构的介电晶粒和存在于所述介电晶粒之间的晶界。当所述晶界中包括的Al与Ti的摩尔比(Al/Ti)为Rg，所述介电晶粒的壳中包括的Al与Ti的摩尔比(Al/Ti)为Rs时，Rg/Rs
可小于等于0.953。
[0013]根据本公开的另一方面，提供一种用于制造多层陶瓷电子组件的方法，所述方法包括：制备钛酸钡(BaTiO3)粉末，包括将钛酸钡(BaTiO3)颗粒与包括Dy和硝酸铝的溶液混合。
[0014]根据本公开的示例实施例，即使当介电层薄时，多层陶瓷电子组件也可具有优异的耐电压性能。
[0015]根据本公开的示例实施例，即使当介电层薄时，多层陶瓷电子组件也可具有优异的可靠性。
附图说明
[0016]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、特征及优点将被更清楚地理解，在附图中：
[0017]图1是根据本公开的示例实施例的多层陶瓷电子组件的示意性立体图；
[0018]图2是图1的多层陶瓷电子组件的主体的示意性立体图；
[0019]图3是沿图1的线I
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I'截取的示意性截面图；
[0020]图4是图3的区域B的放大图；
[0021]图5和图6是根据本公开的示例的透射电子显微镜(TEM)分析图像；以及
[0022]图7和图8是比较示例的TEM分析图像。
具体实施方式
[0023]在下文中，参照附图描述本公开的示例实施例。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示例实施例。此外，可提供本公开的示例实施例以向本领域技术人员更完整地描述本公开。因此，为了清楚地描述，可夸大附图中的要素的形状和尺寸，并且在附图中由相同附图标记表示的要素可以是相同的要素。
[0024]为了清楚地说明本公开，省略与描述无关的部分，并且放大尺寸和厚度以清楚地表示层和区域，并且在整个说明书中，由相同的附图标记表示在相同范围内具有相同功能的类似部分。在整个说明书中，除非另有明确说明，否则当要素由“包含”或“包括”表示时，意味着该要素也可包括其他要素，而不排除其他要素。
[0025]在附图中，第一方向可被定义为长度方向，第二方向可被定义为厚度方向，并且第三方向可被定义为宽度方向。
[0026]图1是根据本公开的示例实施例的多层陶瓷电子组件的示意性立体图。
[0027]图2是图1的多层陶瓷电子组件的主体的示意性立体图。
[0028]图3是沿图1的线I
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I'截取的示意性截面图。
[0029]图4是图3的区域B的放大图。
[0030]在下文中，将参照图1至图4详细描述根据本公开的示例实施例的多层陶瓷电子组件100。另外，作为多层陶瓷电子组件的示例，将描述多层陶瓷电容器，但本公开不限于此，本公开也可应用于使用陶瓷材料的各种陶瓷电子组件，例如电感器、压电元件、压敏电阻、热敏电阻。
[0031]本公开的示例实施例提供一种多层陶瓷电子组件100，包括主体110以及外电极
131和132，主体110包括介电层111以及内电极121和122，外电极131和132设置在主体110的外部。介电层111可包括多个介电晶粒11和存在于介电晶粒11之间的晶界11c，并且晶界11c中包括的Al与Ti的摩尔比(Al/Ti)可满足0.022至0.028的范围。
[0032]主体110的具体形状没有特别限制。然而，如图所示，主体110可具有六面体形状或类似六面体形状的形状。在烧结工艺期间，由于主体110中包括的陶瓷粉末颗粒的收缩或边缘部的研磨，主体110可不具有完美的六面体形状，而是可具有大体六面体形状。
[0033]主体110可具有在第一方向上彼此相对的第一表面1和第二表面2、连接到第一表面1和第二表面2并且在第二方向上彼此相对的第三表面3和第四表面4以及连接到第一表面1和第二表面2、连接到第三表面3和第四表面4并且在第三方向上彼此相对的第五表面5和第六表面6。
[0034]介电层111以及内电极121和122可交替地堆叠在主体110中。形成主体110的多个介电层111可处于烧结状态，并且相邻的介电层111可彼此一体化，使得它们之间的边界在不使用扫描电子显微镜(SEM)的情况本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多层陶瓷电子组件，包括：主体，包括介电层和内电极；以及外电极，设置在所述主体的外部，其中，所述介电层包括多个介电晶粒和存在于所述介电晶粒之间的晶界，并且所述晶界中包括的Al与Ti的摩尔比Al/Ti满足0.022至0.028的范围。2.根据权利要求1所述的多层陶瓷电子组件，其中，所述介电晶粒具有核
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壳结构。3.根据权利要求2所述的多层陶瓷电子组件，其中，Rg/Rs小于等于0.953，其中，Rg是所述晶界中包括的Al与Ti的摩尔比Al/Ti，Rs是所述介电晶粒的壳中包括的Al与Ti的摩尔比Al/Ti。4.根据权利要求1所述的多层陶瓷电子组件，其中，所述介电晶粒包括由ABO3表示的主成分，其中，A是Ba、Sr、Pb和Ca中的至少一种，B是Ti和Zr中的至少一种。5.根据权利要求1所述的多层陶瓷电子组件，其中，所述介电层包括Y、Ac、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、La和Lu中的一种或更多种。6.根据权利要求1所述的多层陶瓷电子组件，其中，所述介电层包括Mn、V、Cr、Fe、Ni、Co、Cu和Zn中的一种或更多种以及Mg。7.根据权利要求1所述的多层陶瓷电子组件，其中，所述介电层包括含有Ba的氧化物或碳酸盐。8.根据权利要求1所述的多层陶瓷电子组件，其中，所述介电层包括含有Ca、Ti和Zr中的一种或更多种的氧化物或碳酸盐。9.根据权利要求1所述的多层陶瓷电子组件，其中，所述介电晶粒具有50nm至500nm的平均晶粒尺寸。10.根据权利要求1所述的多层陶瓷电...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜雄基，全炯俊，吴知燮，金正烈，金恩重，
申请(专利权)人：三星电机株式会社，
类型：发明
国别省市：