多层电容器

摘要

本公开提供了一种多层电容器。所述多层电容器包括主体和多个外电极，所述主体包括利用多个介电层和多个内电极形成的堆叠结构。每个外电极包括导电层和覆盖所述导电层的镀层，所述导电层设置在所述主体的相应的端部并且连接到所述多个内电极的相应部分。每个导电层包括镍(Ni)和钛酸钡(BT)，并且相应的所述导电层的截面中被镍占据的面积相对于所述截面的总面积的比率为30％至65％。

权利要求

1.一种多层电容器，包括：

主体，包括利用多个介电层和多个内电极形成的堆叠结构；以及多个外电极，均包括导电层和覆盖所述导电层的镀层，所述导电层设置在所述主体的相应的端部并且连接到所述多个内电极的相应的部分，其中，在每个外电极中，所述导电层包括镍和钛酸钡，并且在所述导电层的截面中被镍占据的面积是所述截面的总面积的30％至65％。

2.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，

所述导电层的被镍占据的面积相对于总面积的比率为40％至55％。

3.根据权利要求1所述的多层电容器，所述多层电容器还包括：导电树脂层，设置在所述导电层和所述镀层之间。

4.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，

所述镀层包括铜镀层、覆盖所述铜镀层的镍镀层以及覆盖所述镍镀层的锡镀层。

5.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，

所述镀层包括镍镀层以及覆盖所述镍镀层的锡镀层。

6.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，

所述镀层是锡镀层。

7.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，

在所述主体中，所述多个介电层的平均厚度小于2.8μm，所述多个内电极的平均厚度小于1μm，并且所述多个介电层的平均厚度等于或大于所述多个内电极的平均厚度的两倍。

8.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，

所述多个外电极中的每个的所述导电层包括：引出部，形成在所述主体的相应的端表面上并且连接到所述多个内电极的所述相应的部分；以及带部，从所述引出部延伸至所述主体的安装表面的一部分。

9.根据权利要求8所述的多层电容器，所述多层电容器还包括：导电树脂层，设置在所述导电层和所述镀层之间，

其中，从所述主体的端表面到所述导电层的带部的端部的距离短于从所述主体的所述端表面到所述导电树脂层的带部的端部的距离。

10.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，

所述主体包括彼此背对的第一表面和第二表面以及连接到所述第一表面和所述第二表面并且彼此背对的第三表面和第四表面，并且所述主体包括被设置为交替地暴露于所述主体的所述第三表面和所述第四表面的所述多个内电极，且所述介电层介于所述多个内电极之间。

11.一种多层电容器，包括：

主体，包括交替地堆叠的多个内电极，并且介电层介于所述多个内电极之间；以及第一外电极和第二外电极，设置在所述主体的背对的端表面上并且接触所述多个内电极中的相应的内电极，其中，所述第一外电极和所述第二外电极均包括导电层，所述导电层包括镍，使得在所述导电层的截面中被镍占据的面积是所述截面的总面积的30％至65％。

12.根据权利要求11所述的多层电容器，其中，所述第一外电极和所述第二外电极中的每个的所述导电层还包括钛酸钡。

13.根据权利要求11所述的多层电容器，其中，所述第一外电极和所述第二外电极中的每个的包括镍的所述导电层直接接触所述多层电容器的所述多个内电极中的相应的内电极。

14.根据权利要求11所述的多层电容器，其中，所述第一外电极和所述第二外电极中的每个的所述导电层相对于100vol％的所述导电层包括30vol％至65vol％的镍。

15.根据权利要求11所述的多层电容器，其中，所述第一外电极和所述第二外电极中的每个的所述导电层相对于100vol％的所述导电层包括40vol％至55vol％的镍。

16.根据权利要求11所述的多层电容器，其中，所述多个内电极包括多个第一内电极和第二内电极，所述多个第一内电极和所述多个第二内电极交替地堆叠且介电层位于所述第一内电极和所述第二内电极之间，所述第一外电极仅接触所述第一内电极和所述第二内电极中的所述第一内电极，并且所述第二外电极仅接触所述第一内电极和所述第二内电极中的所述第二内电极。

17.根据权利要求11所述的多层电容器，其中，所述第一外电极和所述第二外电极中的每个还包括覆盖所述导电层的包括锡的至少一个镀层，其中，所述导电层与所述主体直接接触。

18.根据权利要求11所述的多层电容器，其中，所述第一外电极和所述第二外电极中的每个还包括：包括铜的镀层，直接覆盖所述导电层；包括镍的镀层，直接覆盖包括铜的所述镀层；以及包括锡的镀层，直接覆盖包括镍的所述镀层。

19.根据权利要求17所述的多层电容器，其中，所述第一外电极和所述第二外电极中的每个还包括：导电树脂层，设置在包括镍的所述导电层和覆盖所述导电层的所述至少一个镀层之间。

20.根据权利要求19所述的多层电容器，其中，所述导电树脂层延伸越过包括镍的所述导电层的整个表面和端部，以直接接触所述主体的表面。

说明书

多层电容器

[0001] 本申请要求于2018年8月16日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0095253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全部包含于此。

技术领域

[0002] 本公开涉及一种多层电容器(或一种多层陶瓷电容器)。

背景技术

[0003] 多层电容器具有小尺寸、提供高容量并且便于安装。因此，多层电容器通常应用于诸如液晶显示器(LCD)、等离子显示面板(PDP)等的视频显示器和诸如计算机、智能电话、蜂窝电话等的电子产品的电路板，以充电或放电。

[0004] 在现有的多层电容器中，使用钛酸钡(BaTiO3)作为主要材料来制备并烧结主体，主体包括利用镍(Ni)形成的内电极，并且将包括铜(Cu)的导电膏通过浸渍法涂敷到主体的暴露内电极的一个表面并对其进行烧结以形成外电极。

[0005] 这里，外电极的铜组分与内电极的镍组分接触，以实现电特性。

[0006] 因此，需要烧结包括介电层和内电极的主体的第一烧结步骤和形成外电极并再次烧结外电极的第二烧结步骤，因此，制造工艺延长。

[0007] 为了将外电极附着到主体的一个表面，通常玻璃被包括在导电膏中。

[0008] 玻璃可能在烧结工艺期间导致裂纹，并且可能在镀覆工艺期间由于玻璃的洗脱(elution)而使镀液渗入到主体中。

[0009] 因此，多层电容器的物理性质可能变差并且防潮可靠性可能劣化。

发明内容

[0010] 本公开的一方面可提供一种具有增强的防潮可靠性的多层电容器。

[0011] 根据本公开的一方面，一种多层电容器可包括主体和多个外电极，所述主体包括利用多个介电层和多个内电极形成的堆叠结构。每个外电极包括导电层和覆盖所述导电层的镀层，所述导电层设置在所述主体的相应的端部并且连接到所述多个内电极的相应的部分。在每个外电极中，所述导电层包括镍(Ni)和钛酸钡(BT)，并且所述导电层的截面中被镍占据的面积相对于所述截面的总面积的比率为30％至65％。

[0012] 所述导电层的被镍占据的面积相对于总面积的比率可以是40％至55％。

[0013] 所述多层电容器还可包括设置在所述导电层和所述镀层之间的导电树脂层。

[0014] 所述镀层可包括铜(Cu)镀层、覆盖所述铜镀层的镍镀层以及覆盖所述镍镀层的锡(Sn)镀层。

[0015] 所述镀层可包括镍镀层以及覆盖所述镍镀层的锡镀层。

[0016] 所述镀层可以是锡镀层。

[0017] 在所述主体中，所述多个介电层的平均厚度可小于2.8μm，所述多个内电极的平均厚度可小于1μm，并且所述多个介电层的平均厚度可等于或大于所述多个内电极的平均厚度的两倍。

[0018] 所述多个外电极中的每个中的所述导电层可包括：引出部，形成在所述主体的相应的端表面上并且连接到所述多个内电极的所述相应的部分；以及带部，从所述引出部延伸至所述主体的安装表面的一部分。

[0019] 所述多层电容器还可包括设置在所述导电层和所述镀层之间的导电树脂层。从所述主体的端表面到所述导电层的带部的端部的距离短于从所述主体的所述端表面到所述导电树脂层的带部的端部的距离。

[0020] 所述主体可包括彼此背对的第一表面和第二表面以及连接到所述第一表面和所述第二表面并且彼此背对的第三表面和第四表面，并且所述主体可包括被设置为交替地暴露于所述主体的所述第三表面和所述第四表面的所述多个内电极，且所述介电层介于所述多个内电极之间。

[0021] 根据本公开的另一方面，一种多层电容器包括：主体，包括交替地堆叠的多个内电极，并且介电层介于所述多个内电极之间；以及第一外电极和第二外电极，设置在所述主体的背对的端表面上并且接触所述多个内电极中的相应的内电极。所述第一外电极和所述第二外电极均包括导电层，所述导电层包括镍，使得在所述导电层的截面中被镍占据的面积是所述截面的总面积的30％至65％。

[0022] 所述第一外电极和所述第二外电极中的每个的所述导电层还可包括钛酸钡(BT)。

[0023] 所述第一外电极和所述第二外电极中的每个的包括镍(Ni)的所述导电层可直接接触所述多层电容器的所述多个内电极中的相应的内电极。

[0024] 所述第一外电极和所述第二外电极中的每个的所述导电层相对于100vol％的所述导电层可包括30vol％至65vol％的镍(Ni)。

[0025] 所述第一外电极和所述第二外电极中的每个的所述导电层相对于100vol％的所述导电层可包括40vol％至55vol％的镍(Ni)。

[0026] 所述多个内电极可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和所述多个第二内电极交替地堆叠且介电层位于所述第一内电极和所述第二内电极之间，所述第一外电极可仅接触所述第一内电极和所述第二内电极中的所述第一内电极，并且所述第二外电极可仅接触所述第一内电极和所述第二内电极中的所述第二内电极。

[0027] 所述第一外电极和所述第二外电极中的每个还可包括覆盖所述导电层的包括锡(Sn)的至少一个镀层，其中，所述导电层与所述主体直接接触。

[0028] 所述第一外电极和所述第二外电极中的每个还可包括：包括铜(Cu)的镀层，直接覆盖所述导电层；包括镍(Ni)的镀层，直接覆盖包括铜(Cu)的所述镀层；以及包括锡(Sn)的镀层，直接覆盖包括镍(Ni)的所述镀层。

[0029] 所述第一外电极和所述第二外电极中的每个还可包括：树脂层，设置在包括镍(Ni)的所述导电层和覆盖所述导电层的所述至少一个镀层之间。

[0030] 所述树脂层可延伸越过包括镍(Ni)的所述导电层的整个表面和端部，以直接接触所述主体的表面。

附图说明

[0031] 通过下面结合附图进行的详细描述，本公开的以上和其它方面、特征和其它优点将被更清楚地理解，在附图中：

[0032] 图1是示出根据示例性实施例的多层电容器的示意性透视图；

[0033] 图2A和图2B分别是图1的多层电容器的第一内电极和第二内电极的平面图；

[0034] 图3是沿着图1的多层电容器的I-I'线截取的截面图；以及

[0035] 图4至图6是示出根据多层电容器的其它示例性实施例的外电极的结构的截面图。

具体实施方式

[0036] 现在将参照附图详细地描述本公开的示例性实施例。

[0037] 图1是示出根据示例性实施例的多层电容器的示意性透视图，图2A和图2B分别是图1的多层电容器的第一内电极和第二内电极的平面图，并且图3是沿着图1的I-I'线截取的截面图。

[0038] 参照图1、图2A、图2B和图3，根据本示例性实施例的多层电容器100包括：主体110，包括利用多个介电层111以及多个交替地堆叠的第一内电极121和第二内电极122形成的堆叠结构；以及第一外电极130和第二外电极140。

[0039] 主体110通过在Z方向上堆叠多个介电层111并随后对其进行烧结而形成，并且主体110的相邻的介电层111可以是一体化的，使得它们之间的边界在不使用扫描电子显微镜(SEM)的情况下可以是不易于明显的。

[0040] 这里，主体110可具有大体六面体形状，但是本公开不限于此。

[0041] 主体110的形状和尺寸以及堆叠的介电层111的数量不受限于本示例性实施例的附图中所示出的主体110的形状和尺寸以及堆叠的介电层111的数量。

[0042] 在本示例性实施例中，出于描述的目的，主体110的在Z方向上彼此背对的表面被定义为第一表面1和第二表面2，主体110的连接到第一表面1和第二表面2且在X方向上彼此背对的表面被定义为第三表面3和第四表面4，并且主体110的连接到第一表面1和第二表面2、连接到第三表面3和第四表面4且在Y方向上彼此背对的表面被定义为第五表面5和第六表面6。

[0043] 此外，在该示例性实施例中，多层电容器100的安装表面可以是主体110的第一表面1。

[0044] 介电层111可包括具有高介电常数的陶瓷材料。例如，介电层111可包括钛酸钡(BaTiO3)基陶瓷粉末或钛酸锶(SrTiO3)基陶瓷粉末等，但本公开不限于此，只要获得足够的电容即可。

[0045] 此外，还可将陶瓷添加剂、有机溶剂、增塑剂、粘合剂、分散剂等与陶瓷粉末一起添加到介电层111。

[0046] 陶瓷添加剂可以是例如过渡金属氧化物或过渡金属碳化物、稀土元素、镁(Mg)、铝(Al)等。

[0047] 主体110包括用作对电容器的电容形成有贡献的部分的有效区域。主体110还包括上覆盖部112和下覆盖部113，上覆盖部112和下覆盖部113作为Z方向上的有效区域的上边缘部和下边缘部分别形成在有效区域的上表面和下表面上。

[0048] 除了上覆盖部112和下覆盖部113不包括内电极以外，上覆盖部112和下覆盖部113可具有与介电层111的材料和构造相同的材料和构造。

[0049] 上覆盖部112和下覆盖部113可分别通过沿Z方向在有效区域的上表面和下表面上堆叠单个介电层或者两个或更多个介电层来形成，并且上覆盖部112和下覆盖部113基本上可用于防止由于物理或化学应力而对第一内电极121和第二内电极122造成的损坏。

[0050] 第一内电极121和第二内电极122(为施加有相反极性的电极)在Z方向上交替地布置，并且介电层111介于它们之间。第一内电极121和第二内电极122中的每个的一端可暴露于主体110的第三表面3和第四表面4中的相对应的一个表面。

[0051] 这里，第一内电极121和第二内电极122可通过设置在它们之间的介电层111而彼此电绝缘。

[0052] 第一内电极121和第二内电极122的交替地暴露于主体110的第三表面3和第四表面4的端部可分别电连接到设置在主体110的第三表面3上的第一外电极130和设置在主体110的第四表面4上的第二外电极140。

[0053] 利用所描述的构造，当向第一外电极130和第二外电极140施加预定电压时，电荷积聚在第一内电极121和第二内电极122之间。

[0054] 这里，多层电容器100的电容在有效区域中与第一内电极121和第二内电极122的在Z方向上彼此重叠的面积成比例。

[0055] 用于形成第一内电极121和第二内电极122的材料不受限制。例如，第一内电极121和第二内电极122可利用导电膏形成，该导电膏包括诸如铂(Pt)、钯(Pd)、钯-银(Pd-Ag)合金等的贵金属以及镍(Ni)和铜(Cu)中的一种或更多种材料。

[0056] 这里，导电膏可通过丝网印刷法或凹版印刷法印刷，但是本公开不限于此。

[0057] 同时，在本示例性实施例的主体110中，介电层111的平均厚度小于2.8μm，第一内电极121和第二内电极122的平均厚度小于1μm，并且介电层111的平均厚度可等于或大于第一内电极121和第二内电极122的平均厚度的两倍。

[0058] 第一外电极130和第二外电极140可被提供有相反极性的电压，可设置在主体110的X方向上的相对端，并且可电连接到第一内电极121和第二内电极122的暴露部分。

[0059] 第一外电极130包括形成在主体110的表面上且连接到第一内电极121的第一导电层131，第二外电极140包括形成在主体110的表面上且连接到第二内电极122的第二导电层141。第一外电极130还包括覆盖第一导电层131的第一镀层(包括铜(Cu)镀层132)，第二外电极140还包括覆盖第二导电层141的第二镀层(包括铜(Cu)镀层142)。

[0060] 第一外电极130可包括形成在主体110的第三表面3上的第一引出部以及从第一引出部延伸到第一表面1(为主体110的安装表面)的一部分的第一带部，第二外电极140可包括形成在主体110的第四表面4上的第二引出部以及从第二引出部延伸到第一表面1(为主体110的安装表面)的一部分的第二带部。

[0061] 这里，第一带部和第二带部还可延伸到主体110的第五表面5的一部分和第六表面6的一部分以及第二表面2的一部分，以增强粘合强度等。

[0062] 第一导电层131包括镍(Ni)和钛酸钡(BT)。

[0063] 第一导电层131的被镍占据的面积相对于第一导电层131的总面积的比率可以是30％至65％。

[0064] 例如，在第一导电层131的截面中，截面中的被镍(例如，镍颗粒)占据的面积可以是截面的总面积的30％至65％。在示例中，可通过截取导电层的一个或更多个截面并测量一个或更多个截面中的镍所占据的面积和截面的总面积两者来计算被镍占据的面积占总面积的比率。可选地，可通过测量导电层的表面上的被镍占据的面积和导电层的该表面的总面积两者来针对导电层的该表面执行被镍占据的面积占总面积的比率的计算。在一些实施例中，相对于100vol％的第一导电层131，第一导电层131可包含30vol％至65vol％的镍。

[0065] 更优选地，第一导电层131的被镍占据的面积相对于第一导电层131的总面积的比率可以是40％至55％。

[0066] 例如，在第一导电层131的截面中，在该截面中的被镍(例如，镍颗粒)占据的面积可优选地是该截面的总面积的40％至55％。在一些实施例中，相对于100vol％的第一导电层131，第一导电层131可优选地包含40vol％至55vol％的镍。

[0067] 第二导电层141包括镍(Ni)和钛酸钡(BT)。

[0068] 第二导电层141的被镍占据的面积相对于第二导电层141的总面积的比率可以是30％至65％。

[0069] 例如，在第二导电层141的截面中，截面中的被镍(例如，镍颗粒)占据的面积可以是该截面的总面积的30％至65％。在一些实施例中，相对于100vol％的第二导电层141，第二导电层141可包含30vol％至65vol％的镍。

[0070] 更优选地，第二导电层141的被镍占据的面积相对于第二导电层141的总面积的比率可以是40％至55％。

[0071] 例如，在第二导电层141的截面中，截面中的被镍(例如，镍颗粒)占据的面积可优选地是该截面的总面积的40％至55％。在一些实施例中，相对于100vol％的第二导电层141，第二导电层141可优选地包含40vol％至55vol％的镍。

[0072] 如果被镍占据的面积相对于第一导电层131或第二导电层141的总面积的比率超过65％，则与内电极的结合可以优异的，但是外电极与主体之间的结合是差的。因此，在主体的结合表面中出现裂纹的可能性可能增大，并且导致防潮和可靠性的劣化。

[0073] 同时，如果被镍占据的面积相对于第一导电层131或第二导电层141的总面积的比率小于30％，则电连接性可能由于内电极(121、122)和外电极(130、140)之间接触不良而降低，因此，多层电容器100的容量可能减小。

[0074] 这里，第一外电极130的第一镀层可包括铜(Cu)镀层132、覆盖铜镀层132的镍镀层133以及覆盖镍镀层133的锡(Sn)镀层134，第二外电极140的第二镀层可包括铜(Cu)镀层
142、覆盖铜镀层142的镍镀层143以及覆盖镍镀层143的锡(Sn)镀层144。

[0075] 在另一示例性实施例中，参照图4，第一外电极130’的镀层可包括镍镀层133(例如，设置在第一导电层131上)以及覆盖镍镀层133的锡镀层134，第二外电极140’的镀层可包括镍镀层143(例如，设置在第二导电层141上)以及覆盖镍镀层143的锡镀层144。

[0076] 在另一示例性实施例中，参照图5，第一外电极130”的镀层可以是锡镀层134(例如，设置在第一导电层131上)，第二外电极140”的镀层可以是锡镀层144(例如，设置在第二导电层141上)。

[0077] 根据本公开，由于第一导电层131和第二导电层141利用包括镍的烧结电极形成，因此与现有技术的包括铜的烧结电极相比，外电极与电介质之间的结合以及第一导电层131和第二导电层141的密度是优异的，从而改善了多层电容器100的防潮可靠性。此外，在第一导电层131和第二导电层141形成之后，主体110以及第一外电极130和第二外电极140可同时烧结来制造，从而简化了工艺并降低了制造成本。

[0078] 参照图6，第一导电树脂层135可设置在第一导电层131与第一镀层之间，第二导电树脂层145可设置在第二导电层141与第二镀层之间。

[0079] 第一导电树脂层135可形成为覆盖第一导电层131的端部，第二导电树脂层145可形成为覆盖第二导电层141的端部。

[0080] 也就是说，在X方向上从主体110的第一表面1的端部到第一导电层131和第二导电层141的带部的端部中的每个的距离小于在X方向上从主体110的第一表面1的端部到第一导电树脂层135和第二导电树脂层145的带部的端部中的每个的距离。例如，第一导电树脂层135可形成为延伸越过第一导电层131的端部，第二导电树脂层145可形成为延伸越过第二导电层141的端部。如图6所示，第一导电树脂层135可在与第一导电层131和主体110之间的接触点相邻的位置处与主体110的表面接触(例如，直接接触)，第二导电树脂层145可在与第二导电层141和主体110之间的接触点相邻的位置处与主体110的表面接触(例如，直接接触)。

[0081] 此外，第一导电树脂层135和第二导电树脂层145提供应力吸收效果，并且可包括导电金属和环氧树脂。

[0082] 这里，导电金属可以是铜或镍。

[0083] 实验示例

[0084] 表1示出了根据被镍占据的面积(NA)相对于第一导电层或第二导电层的总面积TA的比率的变化而测试的多层电容器的主体的防潮可靠性和平均容量。

[0085] 这里，多层电容器的示例性实施例被制造为具有20mm的长度和12mm的宽度、具有10.0uF的电特性并且具有包括镍和钛酸盐的外电极。

[0086] 此后，镀层形成为图3至图5中示出的结构中的一种，并且在95℃、95％RH和15Vdc/um的条件下持续24小时来评估400个样品。

[0087] 这里，观察导电层中的引出部的截面面积比作为截面面积比。

[0088] 这里，样品1是导电层包括铜而不包括镍的对比示例。

[0089] [表1]

[0090]

[0091] 参照表1，在作为对比示例的样品1的情况下，防潮可靠性被确认为差。

[0092] 样品2至样品4分别通过将NA/TA固定为0.55并将镀层结构改变为图3至图5而获得。当对比样品2至样品4时，防潮可靠性没有差别，并且平均容量几乎相似。

[0093] 因此，可看出，根据图3至图5中的镀层的结构的防潮可靠性和平均容量不存在显著差别。

[0094] 样品5至样品12通过形成具有图3的镀层结构的镀层并改变NA/TA的数值而获得。

[0095] 可看出，NA/TA超过0.65的样品10至样品12具有差的防潮可靠性。

[0096] 此外，在NA/TA小于0.3的样品5和样品6的情况下，防潮可靠性不差。然而，由于镍含量太小，内电极和外电极之间发生不良接触，并且平均容量分别为56％和75％，其显著低于样品7的平均容量。

[0097] 因此，可看出，可在确保平均容量的同时防止防潮可靠性故障的NA/TA的期望数值范围是0.3至0.65。

[0098] 如以上所阐述的，根据本公开的示例性实施例，可改善多层电容器的防潮可靠性。

[0099] 虽然上面已经示出和描述了示例性实施例，但是对于本领域技术人员将明显的是，在不脱离本公开的由所附权利要求限定的范围的情况下，可做出变型和改变。