介电陶瓷组合物和包括其的多层陶瓷电容器制造技术

本公开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钛酸钡(BaTiO3)基基体材料主成分和副成分，并且所述副成分包括作为稀土元素的三价镧系稀土元素A和铽(Tb)，并且铽(Tb)的含量与所述三价镧系稀土元素A的含量的摩尔比(Tb/A)满足0.15≤Tb/A<0.50。(Tb/A)满足0.15≤Tb/A<0.50。(Tb/A)满足0.15≤Tb/A<0.50。

【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
[0001]本申请是申请日为2019年10月21日、申请号为201910999590.6的专利技术专利申请“介电陶瓷组合物和包括其的多层陶瓷电容器”的分案申请。


[0002]本公开涉及一种能够改善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

[0003]通常，诸如电容器、电感器、压电器件、变阻器、热敏电阻等的使用陶瓷材料的电子组件可包括利用陶瓷材料形成的陶瓷主体、设置在陶瓷主体中的内电极以及设置在陶瓷主体的表面上并连接到内电极的外电极。
[0004]近来，虽然电子产品已被设计为具有减小的尺寸和多种功能，但芯片组件的尺寸也已减小并且已在其中实现了各种功能。因此，需要具有减小的尺寸和高电容的多层陶瓷电容器。
[0005]为了同时实现具有减小的尺寸和高电容的多层陶瓷电容器，内部的介电层和电极层的厚度可能需要减小，使得可堆叠增加数量的内部的介电层和电极层。通常，介电层的厚度为大约0.6μm，并且已经不断开发出进一步减小介电层的厚度的技术。
[0006]在这种情况下，确保介电层的可靠性是介电材料的主要问题。此外，随着介电材料的绝缘电阻劣化的缺陷增加，在管理产品质量和良率方面存在困难。
[0007]为了解决上述问题，已有必要确保与多层陶瓷电容器的结构方面和介电材料的组分方面有关的高可靠性。
[0008]如果确保可进一步改善电流水平下的可靠性的介电组合物，则多层陶瓷电容器的尺寸可比以前进一步减小。
专利技术内容
[0009]本公开的一方面在于提供一种可改善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。
[0010]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。所述副成分包括作为稀土元素的三价镧系稀土元素A和铽(Tb)，并且铽(Tb)的含量与所述三价镧系稀土元素A的含量的摩尔比(Tb/A)满足0.15≤Tb/A<0.50。
[0011]根据本公开的一方面，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相对且所述介电层介于它们之间；以及第一外电极和第二外电极，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，所述第一外电极和所述第二外电极设置在所述陶瓷主体的外表面上。所述介电层包含介电陶瓷组合物，所述介电陶瓷组合物包含钛酸钡(BaTiO3)基基体材料主成分和副成分，并且所述副成分包括作为稀土元素的三价镧系稀土
元素A和铽(Tb)，并且铽(Tb)的含量与所述三价镧系稀土元素A的含量的摩尔比(Tb/A)满足0.15≤Tb/A<0.50。
附图说明
[0012]通过以下结合附图的详细描述，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：
[0013]图1是示出根据本公开的示例实施例的多层陶瓷电容器的示意性透视图；
[0014]图2是沿着图1的I
‑
I
′
线截取的截面图；以及
[0015]图3是示出根据本公开的实施例和比较示例的高加速寿命试验的结果的曲线图。
具体实施方式
[0016]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实施，并且不应该解释为限于这里阐述的特定的实施例。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，并且将把本公开的范围充分地传达给本领域技术人员。因此，为了清楚描述，可夸大在附图中元件的形状和尺寸，并且在附图中由相同的附图标记指示的元件为相同的元件。
[0017]图1是示出根据本公开的示例实施例的多层陶瓷电容器的示意性透视图。
[0018]图2是沿着图1的I
‑
I
′
线截取的截面图。
[0019]参照图1至图2，根据本公开的实施例的多层陶瓷电容器100可包括：陶瓷主体110，包括介电层111以及第一内电极121和第二内电极122，第一内电极121和第二内电极122设置为彼此相对且介电层111介于它们之间；第一外电极131，电连接到第一内电极121；以及第二外电极132，电连接到第二内电极122(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)。
[0020]在本公开的实施例中的多层陶瓷电容器100中，如图1中所示，“长度方向”是L方向，“宽度方向”是W方向，“厚度方向”是T方向。这里，厚度方向可与介电层堆叠所沿的堆叠方向相同。
[0021]陶瓷主体110的形状不限于任何特定的形状。例如，如图所示，陶瓷主体110可具有矩形的平行六面体形状。
[0022]形成在陶瓷主体110中的多个内电极121和122可被构造为使得多个内电极121和122的一端可暴露到陶瓷主体110的一个表面或暴露到陶瓷主体110的与所述一个表面相对的另一表面。
[0023]关于内电极121和122，可构造一对具有不同极性的第一内电极121和第二内电极122。
[0024]第一内电极121的一端可暴露到陶瓷主体的一个表面，第二内电极122的一端可暴露到陶瓷主体的与所述一个表面相对的另一表面。
[0025]第一外电极131和第二外电极132可分别形成在陶瓷主体110的一个表面上和陶瓷主体110的与所述一个表面相对的另一表面上，并且可电连接到内电极。
[0026]形成第一内电极121和第二内电极122的材料不限于任何特定的材料。例如，第一内电极121和第二内电极122的材料可利用包括银(Ag)、铅(Pb)、铂(Pt)、镍(Ni)和铜(Cu)中
的一种或更多种元素的导电膏形成。
[0027]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以形成电容，并且第二外电极132可连接到与第一外电极131的电位不同的电位。
[0028]包括在第一外电极131和第二外电极132中的导电材料不限于任何特定的材料。例如，镍(Ni)、铜(Cu)或它们的合金可用作导电材料。
[0029]第一外电极131和第二外电极132的厚度可根据使用等适当地确定，不限于任何特定的尺寸。例如，厚度可在10μm至50μm的范围内。
[0030]根据本公开的实施例，介电层111的材料不限于任何特定的材料，只要可利用该材料获得足够的电容即可。例如，该材料可以是钛酸钡(BaTiO3)粉末。
[0031]根据预期目的，可将各种添加剂、有机溶剂、增塑剂、偶联剂、分散剂等添加到钛酸钡(BaTiO3)粉末中作为介电层111的材料。
[0032]介电层111可处于烧结状态，并且介电层111可彼此一体化使得可能难以用肉眼识别相邻介电层111之间的边界。
[0033]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可通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种介电陶瓷组合物，包括：钛酸钡基基体材料主成分和副成分，其中，所述副成分包括作为稀土元素的三价镧系稀土元素A和铽，其中，所述三价镧系稀土元素A是镝，其中，基于100mol％的所述基体材料主成分的钛的所述三价镧系稀土元素A的含量和铽的含量之和大于或等于0.2mol％且小于或等于1.5mol％，其中，铽的含量与所述三价镧系稀土元素A的含量的摩尔比Tb/A满足0.15≤Tb/A<0.50，并且其中，所述介电陶瓷组合物包括基于100mol％的所述基体材料主成分的大于0.0mol％且小于或等于20.0mol％的第五副成分，所述第五副成分包括包含Ca和Zr之间的至少一种元素的氧化物或碳酸盐。2.一种介电陶瓷组合物，包括：钛酸钡基基体材料主成分和副成分，其中，所述副成分包括作为稀土元素的三价镧系稀土元素A和铽，其中，所述三价镧系稀土元素A是镝，其中，基于100mol％的所述基体材料主成分的钛的所述三价镧系稀土元素A的含量和铽的含量之和大于或等于0.2mol％且小于或等于1.5mol％，其中，铽的含量与所述三价镧系稀土元素A的含量的摩尔比Tb/A满足0.15≤Tb/A<0.50，并且其中，所述介电陶瓷组合物包括基于100mol％的所述基体材料主成分的大于0.0mol％且小于或等于4.0mol％的第六副成分，所述第六副成分包括包含Si和Al之间的至少一种元素的氧化物或者包含Si的玻璃化合物。3.如权利要求1或权利要求2所述的介电陶瓷组合物，其中，所述介电陶瓷组合物还包括基于100mol％的所述基体材料主成分的大于0.0mol％且小于或等于4.0mol％的第一副成分，所述第一副成分包括包含Y、Ho、Er、Ce、Nd、Pm、Eu、Gd、Tm、Yb、Lu和Sm中的至少一种元素的氧化物或碳酸盐。4.如权利要求1或权利要求2所述的介电陶瓷组合物，其中，所述介电陶瓷组合物包括基于100mol％的所述基体材料主成分的0.1mol％至2.0mol％的第二副成分，所述第二副成分包括包含Mn、V、Cr、Fe、Ni、Co、Cu和Zn中的至少一种元素的氧化物或碳酸盐。5.如权利要求1或权利要求2所述的介电陶瓷组合物，其中，所述介电陶瓷组合物包括基于100mol％的所述基体材料主成分的大于0.0mol％且小于或等于4.15mol％的第四副成分，所述第四副成分包括包含Ba的氧化物或碳酸盐。6.如权利要求1或权利要求2所述的介电陶瓷组合物，其中，所述介电陶瓷组合物包括基于100mol％的所述基体材料主成分的钛的大于0.0mol％且小于或等于0.5mol％的第三副成分，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或权利要求2所述的介电陶瓷组合物，其中，所述介电陶瓷组合物不包括Mg。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
电极设置为彼此相对且所述介电层介于它们之间；以及第一外电极和第二外电极，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，所述第一外电极和所述第二外电极设置在所述陶瓷主体的外表面上，其中，所述介电层包含介电陶瓷组合物，其中，所述介电陶瓷组合物包含钛酸钡基基体材料主成分和副成分，并且所述副成分包括作为稀土元...

【专利技术属性】
技术研发人员：权亨纯，朴宰成，崔民英，尹基明，金亨旭，咸泰瑛，白承仁，
申请(专利权)人：三星电机株式会社，
类型：发明
国别省市：