介电陶瓷组合物和包括其的多层陶瓷电容器制造技术

提供一种介电陶瓷组合物和包括该介电陶瓷组合物的多层陶瓷电容器。所述介电陶瓷组合物包括BaTiO

【技术实现步骤摘要】
介电陶瓷组合物和包括其的多层陶瓷电容器本申请要求于2019年6月14日在韩国知识产权局提交的第10-2019-0070783号韩国专利申请的优先权的权益，所述韩国专利申请的公开内容通过引用被全部包含于此。
本公开涉及一种具有改善的可靠性的介电陶瓷组合物和包括该介电陶瓷组合物的多层陶瓷电容器。
技术介绍
通常，诸如电容器、电感器、压电元件、压敏电阻、热敏电阻等的使用陶瓷材料的电子组件包括利用陶瓷材料形成的陶瓷主体、形成在陶瓷主体中的内电极以及安装在陶瓷主体的表面上以连接到内电极的外电极。由于近来存在使电子产品以及片式组件小型化和多功能化的趋势，因此存在对尺寸较小但具有较大电容的多层陶瓷电容器的需要。用于既使多层陶瓷电容器小型化同时又增大其电容的方法是减小介电层和内电极层的厚度以层叠更多数量的层。目前，介电层的厚度为约0.6μm，并且已经在努力开发更薄的介电层。在这样的情况下，确保介电层的可靠性正成为介电材料的主要问题。另外，由于介电材料的绝缘电阻的劣化增加，因此难以管理质量和良率已经成为问题。为了解决这样的问题，需要不仅针对多层陶瓷电容器的结构而且特别针对电介质的组分开发一种用于确保高可靠性的新方法。当确保能够改善目前的可靠性的介电组合物时，可制造较薄的多层陶瓷电容器。
技术实现思路
本公开的一方面在于提供一种具有改善的可靠性的介电陶瓷组合物和包括该介电陶瓷组合物的多层陶瓷电容器。根据本公开的一方面，一种介电陶瓷组合物包括钛酸钡(BaTiO3)基基体材料主成分和副成分。所述副成分包含作为第一副成分的镝(Dy)和钕(Nd)。基于100mol的所述钛酸钡基基体材料主成分的钛(Ti)，包含在所述介电陶瓷组合物中的Nd的总含量小于0.699mol。根据本公开的另一方面，一种多层陶瓷电容器包括：陶瓷主体，包括介电层以及第一内电极和第二内电极，所述第一内电极和所述第二内电极设置为彼此面对且各介电层介于所述第一内电极和所述第二内电极之间；以及第一外电极和第二外电极，设置在所述陶瓷主体的外表面上。所述第一外电极电连接到所述第一内电极，所述第二外电极电连接到所述第二内电极，并且所述介电层包含含有介电陶瓷组合物的介电晶粒。所述介电陶瓷组合物包含BaTiO3基基体材料主成分和副成分，其中，所述副成分包含作为第一副成分的Dy和Nd。基于100mol的所述钛酸钡基基体材料主成分的Ti，Nd的总含量小于0.699mol。附图说明通过以下结合附图进行的详细描述，将更清楚地理解本公开的以上和其他方面、特征和优点，在附图中：图1是根据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；以及图3是根据实施例示例以及比较示例的I-V曲线的曲线图。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，本公开可按照许多不同的形式呈现，并且不应该解释为限于这里阐述的实施例。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，并且将要把本公开的范围充分地传达给本领域技术人员。在附图中，为了清楚起见，可夸大元件的形状和尺寸，并且相同的附图标记将始终用于指示相同或相似的元件。图1是根据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。参照图1和图2，根据实施例的多层陶瓷电容器100包括：陶瓷主体110，包括介电层111以及设置为彼此面对的第一内电极121和第二内电极122，且各介电层介于第一内电极121和第二内电极122之间；以及第一外电极131和第二外电极132，设置在陶瓷主体110的外表面上。第一外电极131电连接到第一内电极121，第二外电极132电连接到第二内电极122。关于根据实施例的多层陶瓷电容器100，图1的“长度方向”、“宽度方向”和“厚度方向”分别被定义为“L”方向、“W”方向和“T”方向。“厚度方向”可按照与介电层堆叠所沿的方向(例如，“层叠方向”)的含义相同的含义使用。虽然没有特别限制，但是陶瓷主体110的构造可以是如附图中所示的矩形长方体形状。形成在陶瓷主体110内部的多个第一内电极121和多个第二内电极122具有暴露于陶瓷主体110的一个表面或者陶瓷主体110的与所述一个表面背对设置的另一表面的一端。内电极可包括具有不同极性的成对的第一内电极121和第二内电极122。第一内电极121的一端可暴露于陶瓷主体的一个表面，第二内电极122的一端可暴露于陶瓷主体的与所述一个表面背对设置的另一表面。第一外电极131和第二外电极132分别形成在陶瓷主体110的一个表面和陶瓷主体110的与所述一个表面背对设置的另一表面上，以电连接到内电极。第一内电极121和第二内电极122的材料没有特别限制，并且可以是包含从由例如银(Ag)、铅(Pb)、铂(Pt)、镍(Ni)和铜(Cu)组成的组中选择的至少一种元素的导电膏。第一外电极131和第二外电极132可分别电连接到第一内电极121和第二内电极122以产生电容。第二外电极132可连接到与连接到第一外电极131的电位不同的电位。包含在第一外电极131和第二外电极132中的导电材料没有特别限制，而可包含从由镍(Ni)、铜(Cu)组成的组中选择的至少一种元素，或者它们的合金。第一外电极131和第二外电极132的厚度可根据其用途等合适地确定，并没有特别限制，而可以是，例如，10μm至50μm。根据实施例，形成介电层111的材料没有特别限制，只要可利用该材料获得足够的电容即可，并且可以是，例如，钛酸钡(BaTiO3)粉末。形成介电层111的材料可包括添加到BaTiO3粉末等中的各种添加剂、有机溶剂、增塑剂、粘合剂、分散剂等。处于烧结状态的介电层111可一体化为单个主体，使得相邻介电层111之间的边界可能不是显而易见的。第一内电极121和第二内电极122可形成在介电层111上，并且内电极121和122可通过烧结形成在陶瓷主体110内部，同时在它们之间具有一个介电层。介电层111的厚度可根据电容器的电容设计而可选择地改变。实施例中烧结之后的介电层的厚度可以是每层0.4μm或更小。此外，烧结之后的第一内电极121和第二内电极122的厚度可以是每层0.4μm或更小。根据实施例，介电层111包括包含介电陶瓷组合物的介电晶粒。介电陶瓷组合物包括BaTiO3基基体材料主成分(基体材料主成分)和副成分，其中，副成分包含作为第一副成分的镝(Dy)和钕(Nd)。基于100mol的基体材料主成分的钛(Ti)，介电陶瓷组合物中的Nd的总含量可大于0mol并且小于0.699mol。为了开发具有高电容的小型化的多层陶瓷电容器，近来需要开发一种介电组合物的组分，当在包含添加剂的BaTiO3基基体材料主成分中形成相似尺寸的晶粒时，该介电组合物的组分通过增强畴壁运动而实现高的介电常数。在这方面，研本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种介电陶瓷组合物，包括：/n钛酸钡基基体材料主成分和副成分，其中：/n所述副成分包含作为第一副成分的Dy和Nd；并且/n基于100mol的所述钛酸钡基基体材料主成分的Ti，Nd的含量小于0.699mol。/n

【技术特征摘要】
20190614 KR 10-2019-00707831.一种介电陶瓷组合物，包括：
钛酸钡基基体材料主成分和副成分，其中：
所述副成分包含作为第一副成分的Dy和Nd；并且
基于100mol的所述钛酸钡基基体材料主成分的Ti，Nd的含量小于0.699mol。


2.如权利要求1所述的介电陶瓷组合物，其中，基于100mol的所述钛酸钡基基体材料主成分的Ti，Nd的含量满足0.233mol≤Nd≤0.466mol。


3.如权利要求1所述的介电陶瓷组合物，其中，基于100mol的所述钛酸钡基基体材料主成分的Ti，Dy和Nd的总含量小于或等于1.0mol。


4.如权利要求1所述的介电陶瓷组合物，其中，所述第一副成分还包括包含La的氧化物或碳酸盐。


5.如权利要求1所述的介电陶瓷组合物，其中，基于100mol的所述钛酸钡基基体材料主成分的Ti，所述介电陶瓷组合物包含大于或等于0.1mol且小于或等于2.0mol的第二副成分，
其中，所述第二副成分包括包含从由Mn、V、Cr、Fe、Ni、Co、Cu和Zn组成的组中选择的至少一种元素的一种或更多种氧化物和/或包含从由Mn、V、Cr、Fe、Ni、Co、Cu和Zn组成的组中选择的至少一种元素的一种或更多种碳酸盐。


6.如权利要求1所述的介电陶瓷组合物，基于100mol的所述钛酸钡基基体材料主成分的Ti，所述介电陶瓷组合物还包含大于或等于0.001mol且小于或等于0.5mol的第三副成分，
其中，所述第三副成分包括包含固定价态受主元素Mg的氧化物或碳酸盐。


7.如权利要求1所述的介电陶瓷组合物，其中，基于100mol的所述钛酸钡基基体材料主成分的Ti，所述介电陶瓷组合物包含大于或等于0.001mol且小于或等于4.0mol的第四副成分，
其中，所述第四副成分包括包含Si和Al中的至少一种元素的一种或更多种氧化物或者包含Si的玻璃化合物。


8.一种多层陶瓷电容器，包括：
陶瓷主体，包括介电层以及第一内电极和第二内电极，所述第一内电极和所述第二内电极设置为彼此面对且各介电层介于所述第一内电极和所述第二内电极之间；以及
第一外电极和第二外电极，设置在所述陶瓷主体的外表面上，所述第一外电极电连...

【专利技术属性】
技术研发人员：田喜善，杜世翰娜，赵志弘，金庆植，
申请(专利权)人：三星电机株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR