多层电容器及其制造方法与流程

公开了一种多层电容器及其制造方法。

背景技术：

1、近来，汽车电气装置部件的开发已经迅速发展。多层电容器(mlcc)作为电气装置部件之一具有小但容量高的优点，因此用作各种电子产品的部件。

2、多层电容器的性能由介电常数、耐受电压特性、温度特性、可靠性等确定。多层电容器具有介电层，介电层通过将预定量的各种类型的添加剂添加到陶瓷粉末中形成，并且当介电层基于钛酸钡时，可通过控制微结构(诸如介电晶粒尺寸、核尺寸、壳的尺寸等)或缺陷(诸如氧缺陷)行为来改善多层电容器的性能。

3、关于微结构控制，当介电晶粒尺寸增加时，介电常数可增加，但存在由于介电层中的晶粒比率降低和壳比率增加导致的耐受电压特性和高温特性劣化的问题。为了解决此问题，由于必须不可避免地减小粒度，这可能导致降低介电常数的副作用，为了减轻这种副作用，需要进行研究以将核尺寸保持在预定水平，同时仍然减小晶粒尺寸。

4、为了控制缺陷行为，需要掺杂适当比例的供体(donner)和受体(acceptor)。基于钛酸钡基陶瓷的供体可主要是稀土材料。稀土掺杂对钛酸钡基陶瓷的特性变化具有非常大的影响，特别是产生诸如改善耐受电压特性、施加dc电压时的介电常数、温度稳定性等的各种效果。因此，控制介电层中的核/壳比和尺寸的技术可主要用于改善陶瓷电容器的性能。

5、增加介电层的介电常数的常规努力已经通过提出使用具有大晶粒尺寸的母材以增加具有核-壳结构的介电晶粒中的核分数(或体积分数)的方法或通过研究随着烧制时间增加而增加晶粒尺寸(这导致核分数减少)来进行的。然而，随着mlcc逐渐更小和更薄，由于介电晶粒的开发也趋向更小，因此在使用具有大晶粒尺寸的母材或调节烧制时间方面存在限制。

技术实现思路

1、通过控制介电晶粒的核-壳分数，可改善多层电容器的诸如介电常数、耐受电压特性、在dc电压施加下的介电常数和温度稳定性的性能。

2、根据一个方面的多层电容器，包括：电容器主体，包括介电层和内电极，以及外电极，设置在所述电容器主体的外表面上，其中，所述介电层包括多个介电晶粒，所述多个介电晶粒中的至少一个具有核-壳结构，并且在具有所述核-壳结构的所述介电晶粒中，所述核的直径与所述介电晶粒的直径的比率为约60％至约80％。

3、所述核-壳结构的核的直径与具有所述核-壳结构的所述介电晶粒的直径的比率可以是约60％至约76％、或约70％至约80％或约74.5％至约80％、或约63.1％至约76％或约63.1％至约74.5％。

4、具有所述核-壳结构的所述介电晶粒的直径可以是约300nm至约500nm，并且所述核的直径可以是约200nm至约400nm。

5、相对于所述核-壳结构的介电晶粒的直径，所述壳的厚度的标准偏差可小于等于约10％。

6、所述介电晶粒可包括：主成分，包括钛酸钡基化合物；以及副成分，包括锰(mn)、铬(cr)、硅(si)、铝(al)、镁(mg)、锡(sn)、锑(sb)、锗(ge)、镓(ga)、铟(in)或它们的组合。

7、在所述核-壳结构的介电晶粒中，所述壳可相对于100摩尔份的所述主成分包括大于约0.1摩尔份且小于等于约30.0摩尔份的量的所述副成分，所述核可相对于100摩尔份的主成分包括小于等于约0.1摩尔份的量的副成分。

8、例如，所述主成分可包括batio3、ba(ti,zr)o3、ba(ti,sn)o3、(ba,ca)tio3、(ba,ca)(ti,zr)o3、(ba,ca)(ti,sn)o3、(ba,sr)tio3、(ba,sr)(ti,zr)o3、(ba,sr)(ti,sn)o3或它们的组合。具体地，所述主成分包括bamtio3(0.995≤m≤1.01)、(ba1-xcax)m(ti1-yzry)o3(0.995≤m≤1.01，0≤x≤0.1，0<y≤0.2)、bam(ti1-xzrx)o3(0.995≤m≤1.01，0≤x≤0.1)、(ba1-xcax)m(ti1-ysny)o3(0.995≤m≤1.010，0≤x≤0.1，0<y≤0.2)或它们的组合。

9、所述副成分还可包括镧(la)、钇(y)、锕(ac)、铈(ce)、镨(pr)、钕(nd)、钷(pm)、钐(sm)、铕(eu)、钆(gd)、铽(tb)、镝(dy)、钬(ho)、铒(er)、铥(tm)、镱(yb)、镥(lu)、铪(hf)、钒(v)或它们的组合。

10、所述介电晶粒可相对于100摩尔份的主成分包括例如约0.1摩尔份至约1.0摩尔份的dy2o3、约0.1摩尔份至约1.0摩尔份的tb2o3、约0摩尔份(或大于0摩尔份)至约0.2摩尔份的mno2、约0摩尔份(或大于0摩尔份)至约0.15摩尔份的v2o5、约1.5摩尔份至约3.3摩尔份的baco3、约0.5摩尔份至约4.0摩尔份的sio2、约0.4摩尔份至约0.6摩尔份的al2o3和约0摩尔份(或大于0摩尔份)至约0.8摩尔份的caco3作为副成分。

11、所述介电层的平均厚度可以是约0.2μm至约10μm。

12、根据一个方面的制造多层电容器的方法，包括：混合陶瓷粉末和液体金属氧化物添加剂以制备包括核-壳结构的介电晶粒的介电膏，利用所述介电膏制造介电生片，以及在所述介电生片的表面上形成导电膏层，将其上形成有所述导电膏层的所述介电生片堆叠以制备介电生片堆叠体，烧制所述介电生片堆叠体以制造电容器主体，以及在所述电容器主体的第一表面上形成外电极。在此，在制备所述介电膏时，基于100摩尔份的所述陶瓷粉末，所述液体金属氧化物添加剂以约0.05摩尔份至约4.5摩尔份的量添加。

13、所述液体金属氧化物添加剂可包括酸性溶剂和离子金属氧化物，并且还可选择性地包括离子表面活性剂。

14、所述陶瓷粉末可包括钛酸钡，并且液体金属氧化物添加剂可包括锰(mn)、铬(cr)、硅(si)、铝(al)、镁(mg)、锡(sn)、锑(sb)、锗(ge)、镓(ga)、铟(in)或它们的组合。

15、所述液体金属氧化物添加剂相对于100摩尔份的陶瓷粉末包括0.1摩尔份至1.0摩尔份的dy2o3、0.1摩尔份至1.0摩尔份的tb2o3、0摩尔份至0.2摩尔份的mno2、0摩尔份至0.15摩尔份的v2o5、1.5摩尔份至3.3摩尔份的baco3、0.5摩尔份至4.0摩尔份的sio2、0.4摩尔份至0.6摩尔份的al2o3和0摩尔份至0.8摩尔份的caco3中的至少一种。

16、多层电容器具有改进的性能，诸如介电常数、耐受电压特性、dc电压施加下的介电常数、温度稳定性等。

技术特征：

1.一种多层电容器，包括：

2.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，

3.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，

4.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，

5.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，

6.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，

7.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，

8.根据权利要求7所述的多层电容器，其中，

9.根据权利要求7所述的多层电容器，其中，

10.根据权利要求7所述的多层电容器，其中，

11.根据权利要求7所述的多层电容器，其中，

12.根据权利要求7所述的多层电容器，其中，

13.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，

14.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，

15.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，

16.一种制造多层电容器的方法，包括：

17.根据权利要求16所述的方法，其中，

18.根据权利要求16所述的方法，其中，

19.根据权利要求16所述的方法，其中，

20.根据权利要求16所述的方法，其中，

21.根据权利要求20所述的方法，其中，

22.根据权利要求20所述的方法，其中，

23.根据权利要求20所述的方法，其中，

技术总结提供一种多层电容器及其制造方法，所述多层电容器包括：电容器主体，包括介电层和内电极，以及外电极，在所述电容器主体的外部，其中，所述介电层包括多个介电晶粒，所述多个介电晶粒中的至少一个具有核‑壳结构，并且在具有所述核‑壳结构的所述介电晶粒中，所述核的直径与具有所述核‑壳结构的所述介电晶粒的直径的比率为约60％至约80％。技术研发人员：车润聢,印垠祉,申瑜罗受保护的技术使用者：三星电机株式会社技术研发日：技术公布日：2024/8/20