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      多層電子部件及用于制造其的方法與流程

      文檔序號:11412439閱讀:240來源:國知局
      多層電子部件及用于制造其的方法與流程
      多層電子部件及用于制造其的方法相關(guān)申請的引用如下通過參考而要求且并入本國優(yōu)先權(quán)申請和外國優(yōu)先權(quán)申請:“相關(guān)申請的引用本申請要求于2012年5月4日提交的韓國專利申請序列號10-2012-0047686的權(quán)益,將其全部內(nèi)容由此通過參考并入本申請中?!奔夹g(shù)領域本發(fā)明涉及多層電子部件(多層電子元件,multilayerelectroniccomponent)及用于制造其的方法。

      背景技術(shù):
      多層陶瓷電容器(在下文中為MLCC)通過使用絲網(wǎng)、凹版印刷或其他方法在形成的介電層片上印刷導電糊以印刷內(nèi)部電極層并且層壓其上印刷了內(nèi)部電極層的片來制造。此時所使用的導電糊主要由無機物質(zhì)例如諸如Ni和Cu的金屬粉末和陶瓷粉末(抑制劑)以及有機物質(zhì)諸如分散劑、樹脂、添加劑和溶劑組成。通常,由于在內(nèi)部電極糊中使用的金屬粉末諸如Ni和Cu具有比在介電層中使用的陶瓷粉末低的熔點,因此,燒結(jié)收縮開始的溫度較低。因此,由于陶瓷粉末作為抑制劑加入以使收縮開始溫度盡可能多地移動至類似于電介質(zhì)的高溫,并且在燒成內(nèi)部電極層的過程中用作抑制劑的陶瓷粉末被吸收到介電層中從而最終有助于介電特性,抑制劑設計成與介電層具有相同或類似的組成。在通常的情況下,與介電層的組成相同的鈦酸鋇(BaTiO3)被用作抑制劑的主要成分,并且各種氧化物次要成分可以用來增加燒結(jié)開始溫度。內(nèi)部電極在制造MLCC中通過以下工藝(方法)來燒結(jié)。金屬粉末在800至1000°C下收縮的同時抑制劑漏出的步驟(1)。介電層在1000至1100°C下收縮的同時內(nèi)部電極層連接的步驟(2)。介電層在高于1100°C下變得致密的同時內(nèi)部電極層凝聚的步驟(3)。因此,隨著燒結(jié)溫度增加,電極斷開增加,并且由于顆粒狀金屬粉末用于薄化,因此電極斷開大大增加。在常規(guī)的方法中,電極連接性(連通性)通過使用具有與用于內(nèi)部電極層中的金屬粉末的尺寸相同或更小的陶瓷粉末作為抑制劑來改善,以抑制金屬粉末之間的接觸,因此增加內(nèi)部電極的收縮開始溫度。通常,由于在燒結(jié)之后抑制劑被吸收到介電層中從而最終有助于介電特性,因此設計成與介電層具有相同或類似的組成。而且,由于抑制劑應當分布在金屬顆粒之間以限制燒結(jié),因此通常其具有比金屬粉末更小的粒徑,并且其量根據(jù)片(chip)的燒成溫度來調(diào)節(jié)。在MLCC中,加入到內(nèi)部電極層中的抑制劑成分在燒結(jié)過程中移動至介電層從而影響電介質(zhì)的特性。由于超薄/超高容量的MLCC包括薄的電介質(zhì),因此抑制劑成分的效果較大。根據(jù)MLCC的高容量和薄型化的趨勢,內(nèi)部電極層以及介電層變得更薄,并且需要更薄的內(nèi)部電極。然而,除非電介質(zhì)的燒成溫度顯著降低,否則由于內(nèi)部電極變得更薄,很難形成具有優(yōu)異的連接性的內(nèi)部電極。因此,將抑制劑加入到內(nèi)部電極層中以抑制內(nèi)部電極的燒結(jié)收縮。內(nèi)部電極越薄,抑制劑的效果越大。當在電極與電介質(zhì)之間的界面上形成許多氧空位(oxygenvacancies)時,不利地影響了諸如耐受特性、加速壽命和容量的電特性。抑制劑的作用是盡可能多地降低燒結(jié)收縮開始的溫度。然而,當用作內(nèi)部電極的金屬的燒結(jié)開始時,大多數(shù)抑制劑被推出到介電層中,或者它們中的一些被截留(捕獲)在金屬和被推出到介電層的抑制劑之間,以與介電層反應使得進行燒結(jié)。因此,在接近于內(nèi)部電極層20a和20b的介電層10的界面上形成很大程度上受抑制劑成分影響的層(在下文中,為抑制劑影響層(inhibitor-influencinglayer)30a和30b)。在超高容量/薄MLCC的情況下,界面層的分數(shù)(部分,fraction)增加。抑制劑使用具有比用于內(nèi)部電極中的Ni的尺寸更小的鈦酸鋇(BaTiO3,BT)作為主要成分,并且該BT具有比應用于介電層的BT粉末更小的尺寸和更低的結(jié)晶度。并且,由于電介質(zhì)和電極之間的界面被用作用于在燒成過程中除去粘結(jié)劑的通路,因此還原氣氛相對起作用。因此,受抑制劑影響的層具有相對高頻率的氧空位并且使耐電壓特性、可靠性和容量特性劣化。[相關(guān)領域文獻][專利文獻]專利文獻1:日本專利申請公開號1996-241828

      技術(shù)實現(xiàn)要素:
      為了克服上述問題已經(jīng)發(fā)明了本發(fā)明,因此本發(fā)明的一個目的是提供一種多層電子部件,其通過將Ca成分加入到抑制劑(所述抑制劑加入到用于多層電子部件諸如MLCC的內(nèi)部電極層中)中來盡可能多地抑制氧空位的出現(xiàn)而具有優(yōu)異的電特性諸如耐電壓特性、加速壽命和容量。而且,本發(fā)明的另一個目的是提供一種多層電子部件,當在內(nèi)部電極層和介電層之間的界面上形成抑制劑影響層時通過將Ca成分加入到抑制劑(所述抑制劑加入到內(nèi)部電極層中)中而能夠抑制在抑制劑影響層中出現(xiàn)氧空位。本發(fā)明的又一個目的是提供一種用于制造多層電子部件的方法。根據(jù)用于實現(xiàn)該目的的本發(fā)明的一個方面,提供了一種具有其中交替層壓了介電層和內(nèi)部電極層的結(jié)構(gòu)的多層電子部件,其中內(nèi)部電極層包括金屬粉末和抑制劑,所述抑制劑是基于100mol%的鈦酸鋇(BT)基礎材料為0.5至20mol%的鈣(Ca)成分。優(yōu)選的是,基于金屬粉末的重量,抑制劑的含量為0.5至20wt%。根據(jù)本發(fā)明的實施方式,優(yōu)選的是,Ca成分以CaCO3或Ba-Ca-Si(BCS)的形式被包括。Ba-Ca-Si(BCS)可以由20至25mol%的Ba、19至24.5mol%的Ca、和50至60mol%的Si組成。當以BCS的形式包括鈣(Ca)成分時,優(yōu)選的是,基于100mol%的鈦酸鋇(BT)基礎材料,鈣(Ca)成分以小于4.5mol%的量被包括。鎳或銅可以優(yōu)選用作內(nèi)部電極層的金屬粉末。根據(jù)本發(fā)明的實施方式,優(yōu)選的是,介電層的厚度為0.1至0.5μm。而且,根據(jù)用于實現(xiàn)該目的的本發(fā)明的另一個方面,提供了一種具有其中交替層壓了介電層和內(nèi)部電極層的結(jié)構(gòu)的多層電子部件,其中內(nèi)部電極層包括金屬粉末和抑制劑,所述抑制劑是基于100mol%的鈦酸鋇(BT)基礎材料為0.5至20mol%的鈣(Ca)成分,從而當在燒結(jié)通過交替層壓介電層和內(nèi)部電極層形成的層壓體之后通過移動在內(nèi)部電極層中包括的抑制劑而在介電層和內(nèi)部電極層之間形成抑制劑影響層時抑制在抑制劑影響層中出現(xiàn)氧空位。優(yōu)選的是,作為抑制劑包括的鈣(Ca)成分并不與金屬粉末反應。金屬粉末可以是鎳(Ni)或銅(Cu)。而且,根據(jù)用于實現(xiàn)該目的的本發(fā)明的又一個方面,提供了一種用于制造多層電子部件的方法,包括以下步驟:形成成為介電層的生片(greensheet),在所述生片上形成內(nèi)部電極層;層壓其上形成了內(nèi)部電極層的所述生片;以及對層壓的片進行燒成,其中內(nèi)部電極層包括金屬粉末和抑制劑,所述抑制劑是基于100mol%的鈦酸鋇(BT)基礎材料為0.5至20mol%的鈣(Ca)成分。優(yōu)選的是,基于金屬粉末的重量,抑制劑的含量為0.5至20wt%。優(yōu)選的是,Ca成分以CaCO3或Ba-Ca-Si(BCS)的形式被包括。附圖說明根據(jù)以下結(jié)合附圖的實施方式的描述,本發(fā)明的總發(fā)明構(gòu)思的這些和/或其他方面以及優(yōu)點將變得顯而易見并且更容易理解,在附圖中:圖1是現(xiàn)有技術(shù)的用于說明MLCC中內(nèi)部電極層的抑制劑的影響的結(jié)構(gòu)的示意圖;以及圖2是示出了MLCC中的典型抑制劑的作用的示意圖。具體實施方式在下文中,將詳細地描述本發(fā)明。提供了本文中使用的術(shù)語以說明具體實施方式,不是限制本發(fā)明。在整個本說明書中,除非上下文另外明確指明,否則單數(shù)形式包括復數(shù)形式。而且,本文中使用的術(shù)語“包括”和/或“包含”規(guī)定所述形狀、數(shù)量、步驟、操作、構(gòu)件、元件、和/或其組的存在,但是不排除一個或多個其他形狀、數(shù)量、步驟、操作、構(gòu)件、元件、和/或其組的存在或添加。本發(fā)明涉及一種多層電子部件及用于制造其的方法,其能夠使當在內(nèi)部電極層中包括的抑制劑成分移動至介電層時形成的界面上的氧空位的出現(xiàn)最小化,并且實現(xiàn)優(yōu)異的電特性和電極連接性。圖2示出了在制造作為多層電子部件的MLCC中典型的抑制劑的作用。參考此,當燒結(jié)其中在介電層110a和110b之間形成內(nèi)部電極層120的介電片時,通過抑制用作內(nèi)部電極層120的金屬粉末的鎳金屬122的收縮開始,內(nèi)部電極層120中包括的抑制劑121執(zhí)行抑制劑的天然作用(1)。接著,鎳金屬粉末122的收縮在700至900°C下開始,并且開始鎳金屬粉末122的頸縮(necking),使得在鎳金屬粉末122之間以及在抑制劑121之間發(fā)生凝聚(2)。最后,抑制劑121從內(nèi)部電極層120中漏出,然后移動以被吸收到介電層110a和110b中或者在高于900°C下形成單獨的抑制劑影響層(3)。介電層110a和110b與從內(nèi)部電極層120引入的抑制劑反應,同時開始燒結(jié)。因此,抑制劑的組成影響介電層...
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