介电材料及使用该介电材料的多层陶瓷电子组件制造技术

本公开提供一种介电材料及使用该介电材料的多层陶瓷电子组件，所述介电材料包括：主成分，由(Ba1‑

【技术实现步骤摘要】
介电材料及使用该介电材料的多层陶瓷电子组件
[0001]本申请要求于2020年6月5日在韩国知识产权局提交的第10
‑
2020
‑
0068305号韩国专利申请的优先权的权益，该韩国专利申请的全部公开内容出于所有目的通过引用被包含于此。


[0002]本公开涉及一种介电材料及使用该介电材料的多层陶瓷电子组件。

技术介绍

[0003]通常，诸如电容器、电感器、压电元件、变阻器、热敏电阻器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。
[0004]随着近来小尺寸和多功能电子组件的趋势，芯片组件已趋向于具有更小的尺寸和更高的性能。因此，要求多层陶瓷电容器在具有较小尺寸的同时具有较高的电容。
[0005]例如，在多层陶瓷电容器中层叠更多数量的减薄的介电层和电极层作为实现多层陶瓷电容器的较小尺寸和较高电容的方法。当前的介电层均具有大约0.7μm的厚度，并且正在开发薄的介电层。
[0006]多层陶瓷电容器的小型化导致产品可靠性、高温耐压特性和DC偏置特性的劣化。术语“DC偏置特性”指的是电容或介电常数随着施加到产品的DC偏置场的尺寸增大而减小的现象。
[0007]例如，如在电源管理集成电路等的可应用示例中那样，通常在施加DC偏置的状态下使用产品。此外，在施加高DC偏置场的条件下，越来越需要实现高效的介电常数或电容。

技术实现思路

[0008]本公开的一方面在于提供一种具有改善的DC偏置场介电常数的介电材料和多层陶瓷电子组件。
[0009]本公开的一方面在于提供一种具有改善的高温耐压特性的介电材料和多层陶瓷电子组件。
[0010]本公开的一方面在于提供一种能够满足X5R的介电材料和多层陶瓷电子组件。
[0011]根据本公开的一方面，一种介电材料包括：主成分，由(Ba1‑
x
Ca
x
)(Ti1‑
y
Zr
y
)O3、(Ba1‑
x
Ca
x
)(Ti1‑
y
Sn
y
)O3或(Ba1‑
x
Ca
x
)(Ti1‑
y
Hf
y
)O3(0≤x≤1且0≤y≤0.05)表示；以及副成分。当在使用Cu Kα1辐射(波长)的X射线衍射(XRD)图谱的(002)和(200)面的峰中，对应于最大峰的角度被称为θ0并且对应于半峰全宽(FWHM)的角度分别被称为θ1和θ2(θ1<θ2)时，(θ2‑
θ0)/(θ0‑
θ1)大于0.54且小于或等于1.0。
[0012]根据本公开的一方面，一种多层陶瓷电子组件包括：陶瓷主体，包括介电层、第一内电极和第二内电极；以及第一外电极和第二外电极，分别设置在所述陶瓷主体的外表面上并且分别连接到所述第一内电极和所述第二内电极。所述介电层包括由(Ba1‑
x
Ca
x
)(Ti1‑
y
Zr
y
)O3、(Ba1‑
x
Ca
x
)(Ti1‑
y
Sn
y
)O3或(Ba1‑
x
Ca
x
)(Ti1‑
y
Hf
y
)O3(0≤x≤1且0≤y≤0.05)表示的主成分以及副成分。当在使用Cu Kα1辐射(波长)的XRD图谱的(002)和(200)面的峰中，对应于最大峰的角度被称为θ0并且对应于半峰全宽(FWHM)的角度分别被称为θ1和θ2(θ1<θ2)时，(θ2‑
θ0)/(θ0‑
θ1)大于0.54且小于或等于1.0。
[0013]根据本公开的一方面，一种介电材料包括：由(Ba1‑
x
Ca
x
)(Ti1‑
y
Zr
y
)O3、(Ba1‑
x
Ca
x
)(Ti1‑
y
Sn
y
)O3或(Ba1‑
x
Ca
x
)(Ti1‑
y
Hf
y
)O3表示的主成分，其中，0≤x≤1且0≤y≤0.05；以及副成分，包括第三副成分、第四副成分和第五副成分。所述第三副成分包含从包含Y、Dy、Ho、Er、Gd、Ce、Nd、Sm、Tb、Tm、La、Gd和Yb的元素中选择的至少一种元素的化合物。所述第四副成分包含从包含Ba和Ca的元素中选择的至少一种元素的化合物。所述第五副成分包含从由以下组成的组中选择的至少一种化合物：Si元素的氧化物、Si元素的碳酸盐和包含Si元素的玻璃。基于100摩尔份的所述主成分，当X轴表示所述第五副成分的摩尔份并且Y轴表示所述第三副成分和所述第四副成分的摩尔份之和时，所述第三副成分、所述第四副成分和所述第五副成分的摩尔份之间的关系属于连接点A(0.500，1.900)、点B(0.500，3.10)、点C(5.000，5.400)和点D(5.000，3.900)的四边形形的边界或内部。
附图说明
[0014]通过下面结合附图的详细描述，本公开的以上和其他方面、特征和优点将被更清楚地理解。
[0015]图1是根据本公开的实施例的烧结之后的显微结构的示意图。
[0016]图2是沿着图1中的线I
‑
I'截取的截面图。
[0017]图3是图2中的“A”区域的放大图。
[0018]图4至图6是本公开的专利技术的原型样品的扫描电子显微镜(SEM)分析图像。
[0019]图7示出了本公开的专利技术的原型样品的XRD分析结果。
[0020]图8是示出本公开的专利技术的原型样品的根据DC偏置场的介电常数的曲线图。
[0021]图9是示出本公开的专利技术的原型样品的根据在各种温度下的DC偏置场的介电常数的曲线图。
[0022]图10是示出本公开的专利技术的试验示例的第三副成分、第四副成分和第五副成分的含量的示图。
具体实施方式
[0023]在下文中，将参照附图详细描述本公开的实施例。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实施例，而应被理解为包括本公开的实施例的各种修改、等同物和/或取代方案。关于附图的描述，类似的附图标记可用于类似的组件。
[0024]在描述中，将省略不相关的描述以清楚地描述本公开。在附图中，可放大厚度以清楚地表示多个层和多个区域。在相同构思的范围内具有相同功能的相同元件将使用相同的附图标记来描述。在整个说明书中，除非另有具体说明，否则当组件被称为“包括”或“包含”一个或更多个其他组件时，意味着其也可包括另外的组件，而不排除另外的组件。
[0025]在本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种介电材料，包括：主成分，由(Ba1‑
x
Ca
x
)(Ti1‑
y
Zr
y
)O3、(Ba1‑
x
Ca
x
)(Ti1‑
y
Sn
y
)O3或(Ba1‑
x
Ca
x
)(Ti1‑
y
Hf
y
)O3表示，其中，0≤x≤1且0≤y≤0.05，以及副成分，其中，在使用具有的波长λ的Cu Kα1辐射的X射线衍射图谱的(002)和(200)面的峰中，(θ2‑
θ0)/(θ0‑
θ1)大于0.54且小于或等于1.0，其中，θ0是对应于最大峰的角度，并且θ1和θ2分别是对应于半峰全宽的角度，其中，θ1<θ2。2.根据权利要求1所述的介电材料，其中，所述介电材料包含晶粒和晶界。3.根据权利要求1所述的介电材料，其中，所述副成分包含第一副成分、第二副成分、第三副成分、第四副成分、第五副成分和第六副成分中的至少一种，其中：所述第一副成分包含从包含Mn、V、Cr、Fe、Ni、Co、Cu和Zn的可变价受主元素中选择的至少一种元素的化合物；所述第二副成分包含从包含Mg的固定价受主元素中选择的至少一种元素的化合物；所述第三副成分包含从包含Y、Dy、Ho、Er、Gd、Ce、Nd、Sm、Tb、Tm、La、Gd和Yb的元素中选择的至少一种元素的化合物；所述第四副成分包含从包含Ba和Ca的元素中选择的至少一种元素的化合物；所述第五副成分包含从由以下组成的组中选择的至少一种化合物：Si元素的氧化物、Si元素的碳酸盐和包含Si元素的玻璃；并且所述第六副成分包含从包含Na和Li的元素中选择的至少一种元素的化合物。4.根据权利要求1所述的介电材料，其中，所述副成分包含第一副成分，所述第一副成分包含从包含Mn、V、Cr、Fe、Ni、Co、Cu和Zn的可变价受主元素中选择的至少一种元素的化合物，并且基于100摩尔份的所述主成分，包含在大于或等于0.1摩尔份且小于或等于1.0摩尔份的范围内的所述第一副成分。5.根据权利要求1所述的介电材料，其中，所述副成分包含第二副成分，所述第二副成分包含从包含Mg的固定价受主元素中选择的至少一种元素的化合物，并且基于100摩尔份的所述主成分，包含在小于或等于2.0摩尔份的范围内的所述第二副成分。6.根据权利要求1所述的介电材料，其中，所述副成分包含第三副成分，所述第三副成分包含从包含Y、Dy、Ho、Er、Gd、Ce、Nd、Sm、Tb、Tm、La、Gd和Yb的元素中选择的至少一种元素的化合物，并且基于100摩尔份的所述主成分，包含在大于或等于0.3摩尔份且小于或等于5.4摩尔份的范围内的所述第三副成分。7.根据权利要求1所述的介电材料，其中，所述副成分包含第四副成分，所述第四副成分包含从包含Ba和Ca的元素中选择的至少一种元素的化合物，并且基于100摩尔份的所述主成分，包含小于或等于5.0摩尔份的量的所述第四副成分。8.根据权利要求1所述的介电材料，其中，所述副成分包含第五副成分，所述第五副成分包含从由以下组成的组中选择的至少一种：Si元素的氧化物、Si元素的碳酸盐和包含Si元素的玻璃，并且
基于100摩尔份的所述主成分，包含在大于或等于0.5摩尔份且小于或等于5.0摩尔份的范围内的所述第五副成分。9.根据权利要求1所述的介电材料，其中，所述副成分包含第六副成分，所述第六副成分包含从包含Na和Li的元素中选择的至少一种元素的化合物，并且基于100摩尔份的所述主成分，包含小于或等于1.0摩尔份的量的所述第六副成分。10.根据权利要求1所述的介电材料，其中，所述多层陶瓷电子组件的所述副成分包括第三副成分、第四副成分和第五副成分，其中：所述第三副成分包含从包含Y、Dy、Ho、Er、Gd、Ce、Nd、Sm、Tb、Tm、La、Gd和Yb的元素中选择的至少一种元素的化合物；所述第四副成分包含从包含Ba和Ca的元素中选择的至少一种元素的化合物；并且所述第五副成分包含从由以下组成的组中选择的至少一种化合物：Si元素的氧化物、Si元素的碳酸盐和包含Si元素的玻璃，并且基于100摩尔份的所述主成分，当X轴表示所述第五副成分的摩尔份并且Y轴表示所述第三副成分和所述第四副成分的摩尔份之和时，所述第三副成分、所述第四副成分和所述第五副成分的摩尔份之间的关系属于连接点A(0.500，1.900)、点B(0.500，3.10)、点C(5.000，5.400)和点D(5.000，3.900)的四边形的边界或内部。11.一种多层陶瓷电子组件，包括：陶瓷主体，包括介电层、第一内电极和第二内电极；以及第一外电极和第二外电极，分别设置在所述陶瓷主体的外表面上并且分别连接到所述第一内电极和所述第二内电极，其中，所述介电层包括由(Ba1‑
x
Ca
x
)(Ti1‑
y
Zr
y
)O3、(Ba1‑
x
Ca
x
)(Ti1‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹硕晛，金东勳，金珍友，
申请(专利权)人：三星电机株式会社，
类型：发明
国别省市：