CN108735508B - 多层陶瓷电容器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种多层陶瓷电容器，其包括：多层结构，其中多个陶瓷电介质层中的每一个与多个内部电极层中的每一个交替地堆叠，其中：端部边缘区域和侧部边缘区域中的至少一个的稀土元素的浓度低于容量区域的稀土元素的浓度；端部边缘区域和侧部边缘区域中的上述至少一个的Si和B的总浓度高于容量区域的Si和B的总浓度。
Description
技术领域
本发明的某方面涉及多层陶瓷电容器及其制造方法。
背景技术
多层陶瓷电容器具有电介质层和内部电极层交替堆叠的多层结构，并且堆叠的内部电极层中的每一个交替地露出到多层结构的两个边缘面中的每一个。多层陶瓷电容器具有容量区域和在容量区域周围的边缘区域。在容量区域中，露出到不同边缘面的两个内部电极层彼此相对。边缘区域包括端部边缘区域和侧部边缘区域。在边缘区域中，与容量区域相比，烧结期间的收缩可能延迟。由于收缩的差异，在多层陶瓷电容器中可能会出现开裂。因此，日本专利申请公开第2003-17356号公开了一种用于减少收缩差异的技术。
发明内容
然而，用这种技术，难以充分减少收缩的差异。
本发明的目的在于提供能够充分减少收缩差异的多层陶瓷电容器以及该多层陶瓷电容器的制造方法。
根据本发明的一方面，提供一种多层陶瓷电容器，其包括：多层结构，其中多个陶瓷电介质层中的每一个和多个内部电极层中的每一个交替地堆叠，多个电介质层的主要成分是陶瓷，多层结构具有长方体形状，多个内部电极层交替地暴露于多层结构的第一边缘面和第二边缘面，第一边缘面与第二边缘面相对，其中：端部边缘区域和侧部边缘区域中的至少一个的稀土元素相对于主要成分陶瓷的浓度低于容量区域的稀土元素相对于主要成分陶瓷的浓度；端部边缘区域和侧部边缘区域中的上述至少一个的Si和B相对于主要成分陶瓷的总浓度高于容量区域的Si和B相对于主要成分陶瓷的总浓度；容量区域是其中暴露于多层结构的第一边缘面的一组内部电极层与暴露于多层结构的第二边缘面的另一组内部电极层相对的区域；端部边缘区域是其中与多层结构的第一边缘面连接的内部电极层彼此相对而不夹着连接到多层结构的第二边缘面的内部电极层的区域以及其中与多层结构的第二边缘面连接的内部电极层彼此相对而不夹着连接到多层结构的第一边缘面的内部电极层的区域；并且侧部边缘区域是覆盖多个内部电极层向第一边缘面和第二边缘面以外的两个侧面延伸的边缘部分的区域。
根据本发明的一方面，提供一种多层陶瓷电容器的制造方法，其包括：第一步骤，在包含主要成分陶瓷颗粒的生片上提供金属导电糊料的第一图案；第二步骤，在生片上金属导电糊料周围的部分提供包含主要成分陶瓷颗粒的第二图案；和第三步骤，烘烤通过将多个在第二步骤中获得的层单元堆叠而获得的陶瓷多层结构，其中：第二图案的Si和B相对于第二图案的主要成分陶瓷的总浓度高于生片的Si和B相对于生片的主要成分陶瓷的总浓度，并且第二图案的稀土元素相对于第二图案的主要成分陶瓷的浓度低于生片的稀土元素相对于生片的主要成分陶瓷的浓度。
附图说明
图1示出多层陶瓷电容器的局部透视图；
图2示出沿着图1的线A-A截取的截面图；
图3示出沿着图1的线B-B截取的截面图；
图4A示出侧部边缘区域的截面放大图；
图4B示出端部边缘区域的截面放大图；
图5示出多层陶瓷的制造方法的流程；
图6示出实施例和比较例的结果；
图7示出实施例和比较例的结果；且
图8示出在实施例和比较例的反转图案材料的烧结期间的热机械分析(TMA)。
具体实施方式
将参照附图给出对实施方式的描述。
(实施方式)图1示出根据实施方式的多层陶瓷电容器100的局部透视图。图2示出沿着图1的线A-A截取的截面图。图3示出沿着图1的线B-B截取的截面图。如图1至图3所示，多层陶瓷电容器100包括具有长方体形状的多层芯片10以及分别设置在多层芯片10的彼此相对的两个边缘面处的一对外部电极20a和20b。在多层芯片10的该两个边缘面以外的四个面中，将多层芯片10的堆叠方向上的上表面和下表面以外的两个面称为侧面。外部电极20a和20b延伸到多层芯片10的上表面、下表面以及两个侧面。然而，外部电极20a和20b彼此间隔开。
多层芯片10具有设计成具有交替堆叠的电介质层11和内部电极层12的结构。电介质层11包括用作为电介质材料的陶瓷材料。内部电极层12包括贱金属材料。内部电极层12的端缘交替地暴露于多层芯片10的第一边缘面和多层芯片10的不同于第一边缘面的第二边缘面。在该实施方式中，第一面与第二面相对。外部电极20a设置在第一边缘面上。外部电极20b设置在第二边缘面上。由此，内部电极层12交替地导通至外部电极20a和外部电极20b。因此，多层陶瓷电容器100具有其中堆叠多个电介质层11并且每两个电介质层11夹着内部电极层12的结构。在多层芯片10中，内部电极层12位于最外层。多层芯片10的上表面和下表面是内部电极层12，由覆盖层13覆盖。覆盖层13的主要成分是陶瓷材料。例如，覆盖层13的主要成分与电介质层11的主要成分相同。
例如，多层陶瓷电容器100可具有0.2mm的长度、0.125mm的宽度和0.125mm的高度。多层陶瓷电容器100可具有0.4mm的长度、0.2mm的宽度和0.2mm的高度。多层陶瓷电容器100可具有0.6mm的长度、0.3mm的宽度和0.3mm的高度。多层陶瓷电容器100可具有1.0mm的长度、0.5mm的宽度和0.5mm的高度。多层陶瓷电容器100可具有3.2mm的长度、1.6mm的宽度和1.6mm的高度。多层陶瓷电容器100可具有4.5mm的长度、3.2mm的宽度和2.5mm的高度。然而，多层陶瓷电容器100的尺寸不受限制。
内部电极层12的主要成分是比如镍(Ni)、铜(Cu)、锡(Sn)等的贱金属。内部电极层12可由比如铂(Pt)、钯(Pd)、银(Ag)、金(Au)的贵金属或其合金制成。电介质层11主要由以通式ABO3表示并具有钙钛矿结构的陶瓷材料构成。钙钛矿结构包括具有非化学计量组成的ABO3-α。例如陶瓷材料是比如BaTiO3(钛酸钡)、CaZrO3(锆酸钙)、CaTiO3(钛酸钙)、SrTiO3(钛酸锶)、具有钙钛矿结构的Ba1-x-yCaxSryTi1-zZrzO3(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1)。
如图2所示，与外部电极20a连接的一组内部电极层12面向与外部电极20b连接的另一组内部电极层12的区域是在多层陶瓷电容器100中产生电容量的区域。因此，将该区域称为容量区域14。即，容量区域14是与不同外部电极连接的彼此相邻的内部电极层12彼此相对的区域。
将连接到外部电极20a的内部电极层12彼此相对而不夹着连接到外部电极20b的内部电极层12的区域称为端部边缘区域15。连接到外部电极20b的内部电极层12彼此相对而不夹着连接到外部电极20a的内部电极层12的区域是另一端部边缘区域15。即，端部边缘区域15是连接到一个外部电极的一组内部电极层12彼此相对而不夹着连接到另一外部电极的内部电极层12的区域。端部边缘区域15是在多层陶瓷电容器100中不产生电容量的区域。
如图3所示，将多层芯片10的从其两侧到内部电极层12的区域称为侧部边缘区域16。即，侧部边缘区域16是覆盖堆叠的内部电极层12在朝向两个侧面的延伸方向上的边缘的区域。
图4A示出侧部边缘区域16的截面放大图。侧部边缘区域16具有电介质层11中的每一个和反转图案层17中的每一个在容量区域14中电介质层11和内部电极层12的堆叠方向上交替地堆叠的结构。容量区域14的电介质层11中的每一个和侧部边缘区域16的电介质层11中的每一个连续地形成。利用该结构，间隙在容量区域14和侧部边缘区域16之间得到抑制。
图4B示出端部边缘区域15的截面放大图。与侧部边缘区域16不同，在端部边缘区域15中，每隔一个的内部电极层12延伸到端部边缘区域15的边缘面。在延伸到端部边缘区域15的边缘面的内部电极层12中，不堆叠反转图案层17。容量区域14的电介质层11中的每一个和端部边缘区域15的电介质层11中的每一个彼此连续地形成。利用该结构，间隙在容量区域14和端部边缘区域15之间得到抑制。
在端部边缘区域15和侧部边缘区域16(以下称为边缘区域)中，与容量区域14相比，烧结期间的收缩可能延迟。例如，原因是比如边缘区域和容量区域14之间的密度差异、内部电极层12中共用材料的扩散等。特别地，当在烘烤之后将要成为反转图案层17的陶瓷糊料通过印制工序形成时，陶瓷糊料的膜密度较低。因此，边缘区域的收缩倾向于比容量区域14的收缩更慢。由于收缩差异引起的应力的发生，在多层陶瓷电容器100中可能发生开裂。开裂倾向于在边缘区域(特别是侧部边缘区域16)与覆盖层13之间的界面中发生。由于应力的发生，多层陶瓷电容器100的耐湿性可能降低。
因此，在实施方式中，反转图案层17中的烧结添加剂相对于主要成分陶瓷的浓度高于电介质层11中的浓度。反转图案层17中的稀土元素相对于主要成分陶瓷的浓度低于电介质层11中的浓度。当烧结添加剂的浓度较高时，烧结温度变低。烧结添加剂包括以网络形成氧化物的形式形成玻璃骨架的Si和B。在实施方式中，反转图案层17的Si(硅)和B(硼)相对于主要成分陶瓷的总浓度高于电介质层11的Si和B相对于主要成分陶瓷的总浓度。因此，反转图案层17的烧结温度变低。Si和B的总浓度是指可能不一定包含Si和B之一。然而，由于B降低液相烧结期间的软化点(熔点)，所以优选包含B。优选的是，在反转图案层17中与Si和B一起以网络形成氧化物或中间氧化物的形式形成玻璃的烧结添加剂比如Al(铝)、Mn(锰)、Mg(镁)、Zn(锌)、Cu、Li(锂)、Na(钠)、K(钾)、Ca(钙)、Zr(锆)等的各自浓度高于电介质层11中的各自浓度。
稀土元素具有提高液相烧结的软化点(熔点)的功能。因此，当反转图案层17的稀土元素的浓度较低时，反转图案层17的烧结温度变低。稀土元素为比如Y(钇)、Eu(铕)、Gd(钆)、Tb(铽)、Dy(镝)、Ho(钬)、Er(铒)、Yb(镱)等。
利用该结构，边缘区域的相对于主要陶瓷的稀土元素浓度低于容量区域14的稀土元素浓度，并且边缘区域的Si和B的总浓度高于容量区域14的Si和B的总浓度。反转图案层17的烧结温度变得足够低。因此，边缘区域和容量区域14的收缩的差异变得足够小。因此，抑制由收缩差异引起的应力的发生。因此，抑制开裂的发生，并且提高耐湿性。
在实施方式中，优选的是，容量区域14中的V浓度高于边缘区域中的V浓度，并且边缘区域中的Mg浓度高于容量区域14中的浓度。例如，优选的是，将V(钒)添加至电介质层11，不将V添加至反转图案层17，将Mg添加至反转图案层17，而不将Mg添加至电介质层11。这是因为：当V固溶于电介质层11的主要成分陶瓷中时，寿命特性得到改善，并且耐还原性增加；当Mg降低反转图案层17的烧结起始温度时，可烧结性得到改善；并且多层陶瓷电容器100的容量、寿命和可烧结性以很平衡的方式得到改善。
接着，将给出对多层陶瓷电容器100的制造方法的描述。图5示出多层陶瓷电容器100的制造方法。
(原材料粉末的制备工序)如图5所示，制备用于形成电介质层11的原材料粉末。通常，A位元素和B位元素以BaTiO3颗粒的烧结相包含在电介质层11中。例如，BaTiO3是具有钙钛矿结构并具有高介电常数的四方化合物。通常，BaTiO3通过使钛材料比如二氧化钛与钡材料比如碳酸钡反应并合成钛酸钡而获得。作为构成电介质层11的陶瓷的合成方法，可以使用各种方法。例如，可以使用固相法、溶胶-凝胶法、水热法等。实施方式可使用这些方法中的任何一种。
根据目的，可将添加剂化合物添加到所得的陶瓷材料粉末中。添加剂化合物可以是Mn、V、Cr(铬)或稀土元素(Y(钇)、Dy(镝)、Tm(铥)、Ho、Tb(铽)、Yb(镱)、Sm(钐)、Eu(铕)、Gd(钆)和Er(铒))的氧化物，或Co(钴)、Ni、Li(锂)、B、Na、K和Si的氧化物，或玻璃。
在实施方式中，优选的是，将构成电介质层11的陶瓷颗粒与含有添加剂的化合物混合，并在820℃至1150℃的温度范围内进行煅烧。接着，将得到的陶瓷颗粒与添加剂进行湿混、干燥并粉碎。由此获得陶瓷粉末。例如，从电介质层11的厚度减小的观点来看，所得陶瓷粉末的平均粒径优选为50nm至300nm。例如，可根据需要通过将得到的陶瓷粉末粉碎来对粒径进行调整。或者，可通过将粉碎和分级进行组合来对所得陶瓷粉末的粒径进行调整。
制备用于形成反转图案层17的反转图案。可根据目的将添加剂化合物添加到通过与电介质材料的制备工序相同的工序而获得的钛酸钡的陶瓷粉末中。添加剂化合物可以是Mn、V、Cr或稀土元素(Y、Dy、Tm、Ho、Tb、Yb、Sm、Eu、Gd和Er)的氧化物或Co、Ni、Li、B、Na、K和Si的氧化物或玻璃。在实施方式中，反转图案材料的Si和B的总浓度大于电介质材料的总浓度。反转图案材料的稀土元素浓度小于电介质材料的稀土元素浓度。
在实施方式中，优选的是，将构成反转图案层17的陶瓷颗粒与含有添加剂的化合物混合，并在820℃至1150℃的温度范围内进行煅烧。接着，将得到的陶瓷颗粒与添加剂进行湿混、干燥并粉碎。由此获得陶瓷粉末。例如，所得到的陶瓷粉末的平均粒径优选为50nm至300nm。例如，可根据需要通过将得到的陶瓷粉末粉碎来对得到的陶瓷粉末的粒径进行调整。或者，可通过将粉碎和分级进行组合来对所得陶瓷粉末的粒径进行调整。
(堆叠工序)接着，将粘合剂如聚乙烯醇缩丁醛(PVB)树脂、有机溶剂如乙醇或甲苯、以及增塑剂如邻苯二甲酸二辛酯(DOP)，加入所得的电介质材料并湿混。使用所得到的浆料，通过例如模涂机法或刮刀法将厚度为1.2μm或更小的条形电介质生片涂覆在基材上，然后干燥。
然后，通过使用丝网印制或凹版印制来印制用于形成内部电极的金属导电糊料，在电介质生片的表面上提供内部电极层的第一图案。导电糊料包括有机粘合剂。多个第一图案交替地暴露于所述一对外部电极。作为共用材料，将陶瓷颗粒添加到金属导电糊料中。陶瓷颗粒的主要成分不受限制。然而，陶瓷颗粒的主要成分优选与电介质层11的主要成分相同。例如，平均粒径为50nm或更小的BaTiO3可以均匀地分散。
接着，将粘合剂比如乙基纤维素和有机溶剂比如萜品醇加入到反转图案材料中。反转图案材料通过辊磨机捏合。由此获得反转图案糊料。将反转图案糊料印制在电介质生片上第一图案周围的区域上。由此提供反转图案(第二图案)。因此，第一图案和电介质生片之间的间隙得以减小。
然后，将其上印制有第一图案和第二图案的电介质生片冲压成预定尺寸，并且将预定数量(例如，100至500个)的冲压电介质生片堆叠，同时将基材剥离，使得内部电极层12和电介质层11彼此交替并且内部电极层12的端缘交替地暴露于电介质层的长度方向上的两个端面以便交替地引出至一对不同极化的外部电极。把将要成为覆盖层13的覆盖片材堆叠在所堆叠的生片上和所堆叠的生片下。将得到的压块(compact)切成预定尺寸(例如1.0mm×0.5mm)。之后，把将要成为外部电极20a和20b的金属导电糊料涂覆在所切割的多层结构的两个边缘面上并干燥。由此，获得多层陶瓷电容器100的压块。
(烘烤工序)在250℃至500℃的温度范围的N2气氛中，从得到的压块中除去粘合剂。然后，在1100℃至1300℃的温度范围内将得到的压块在氧分压为10-5atm至10-8atm的还原气氛中烘烤10分钟至2小时。因此，电介质生片的每种化合物得以烧结并生长成颗粒。以这种方式，可以制造多层陶瓷电容器100。
(再氧化工序)之后，可在600℃至1000℃的温度范围内、在N2气氛下进行再氧化工序。
(镀覆工序)之后，通过镀覆工序，可将金属比如Cu、Ni或Sn涂覆在外部电极20a和20b上。
根据该实施方式的制造方法，反转图案材料中的Si和B相对于主要成分陶瓷的总浓度高于电介质材料中的Si和B相对于主要成分陶瓷的总浓度。反转图案材料中的稀土元素相对于主要成分陶瓷的浓度低于电介质材料中的稀土元素相对于主要成分陶瓷的浓度。在这种情况下，反转图案层17的烧结温度变得足够低，并且边缘区域与容量区域14之间的烧结温度的差异变得足够低。因此，抑制由该差异引起的应力的发生。因此，抑制开裂的发生，并且耐湿性得到改善。
除了Si和B之外，优选的是，反转图案材料中烧结助剂比如Al、Mn、Mg、Zn、Cu、Li、Na、K、Ca或Zr相对于主要成分陶瓷的各自浓度高于电介质材料中烧结助剂相对于主要成分陶瓷的各自浓度。在反转图案材料中，优选的是，Si的浓度为大于等于1.5atm％且小于等于3.0atm％，B的浓度为大于等于0atm％且小于等于1.0atm％，Al的浓度为大于等于0atm％且小于等于0.3atm％，Mn的浓度为大于等于1.5atm％且小于等于3.0atm％，并且Mg的浓度为大于等于0.5atm％且小于等于1.5atm％。优选的是，反转图案材料中的稀土元素的浓度小于0.1atm％。更优选的是，反转图案材料中的稀土元素的浓度为0atm％。
[实施例]
制造根据该实施方式的多层陶瓷电容器。并且，测量多层陶瓷电容器的性能。
(电介质材料的制备)在实施例1中，假定Ti为100atm％，称量Ho2O3、MgO、MnCO3和SiO2，使得相对于钛酸钡粉末(平均粒径为150nm)，Ho浓度为0.38atm％，Mg浓度为1atm％，Mn浓度为0.15atm％，并且Si浓度为0.56atm％。在实施例2和3中，假定Ti为100atm％，称量Ho2O3、V2O3、MnCO3和SiO2，使得相对于钛酸钡粉末(平均粒径为150nm)，Ho浓度为0.38atm％，V浓度为0.093atm％，Mn浓度为0.15atm％，并且Si浓度为0.56atm％。之后，将所得到的钛酸钡粉末充分湿混并粉碎。由此获得电介质材料。
(反转图案材料的制备)在实施例1和3中，假定Ti为100atm％，称量MgO、MnCO3、SiO2、B2O3和Al2O3，使得相对于钛酸钡粉末(平均粒径为150nm)，Mg浓度为1atm％，Mn浓度为2.25atm％，Si浓度为2.28atm％，B浓度为0.76atm％，并且Al浓度为0.16atm％。在实施例2中，假定Ti为100atm％，称量V2O3、MnCO3、SiO2、B2O3和Al2O3，使得相对于钛酸钡粉末(平均粒径为150nm)，V浓度为0.093atm％，Mn浓度为2.25atm％，Si浓度为2.28atm％，B浓度为0.76atm％，并且Al浓度为0.16atm％。在比较例1和5中，假定Ti为100atm％，称量Ho2O3、MgO、MnCO3、SiO2和B2O3，使得相对于钛酸钡粉末(平均粒径为150nm)，Ho浓度为0.38atm％，Mg浓度为1atm％，Mn浓度为0.38atm％，Si浓度为1atm％，并且B浓度为0.16atm％。在比较例2和6中，假定Ti为100atm％，称量Ho2O3、MgO、MnCO3、SiO2、B2O3和Al2O3，使得相对于钛酸钡粉末(平均粒径为150nm)，Ho浓度为0.38atm％，Mg浓度为1atm％，Mn浓度为2.25atm％，Si浓度为2.28atm％，B浓度为0.76atm％，并且Al浓度为0.16atm％。之后，将所得到的钛酸钡粉末充分湿混并粉碎。由此获得反转图案材料。在比较例3中，假定Ti为100atm％，称量Ho2O3、V2O3、MnCO3、SiO2和B2O3，使得相对于钛酸钡粉末(平均粒径为150nm)，Ho浓度为0.38atm％，V浓度为0.093atm％，Mn浓度为0.38atm％，Si浓度为1atm％，B浓度为0.16atm％。在比较例4中，假定Ti为100atm％，称量Ho2O3、V2O3、MnCO3、SiO2、B2O3和Al2O3，使得相对于钛酸钡粉末(平均粒径为150nm)，Ho浓度为0.38atm％，V浓度为0.093atm％，Mn浓度为2.25atm％，Si浓度为2.28atm％，B浓度为0.76atm％，并且Al浓度为0.16atm％。之后，将所得到的钛酸钡充分湿混并粉碎。之后，将所得到的钛酸钡充分湿混并粉碎。由此获得反转图案材料。
(反转图案糊料的制备)将有机粘合剂和溶剂加入至反转图案材料。使用珠磨机使所得到的反转图案材料分散。由此获得反转图案糊料。
(多层陶瓷电容器的制造)将有机粘合剂和溶剂加入至电介质材料并通过珠磨机进行分散。并且制造厚度为大约1.2μm的生片。将内部电极用糊料丝网印制在生片上。将反转图案糊料丝网印制在生片上内部电极用糊料周围的区域上。因此，减小间隙。堆叠600个印制有用于形成内部电极的导电糊料和反转图案的生片。在所堆叠片材的下表面和上表面上堆叠厚度为60μm的覆盖片材。之后，通过150MPa的热压结合获得多层结构。并将所得到的多层结构切成预定形状。长度为1.6mm，宽度为0.8mm，并且高度为0.8mm。通过浸渍法在所得到的多层结构上形成Ni外部电极。在N2气氛中除去粘合剂之后，在1230℃、在还原性气氛(O2分压：10-5至10-8atm)中对所得到的多层结构进行烘烤。并形成烧结的多层结构。在1140℃下对所烧结的多层结构进行退火处理，并且在900℃、在N2气氛中进行再氧化。然后，通过镀覆将Cu、Ni和Sn的金属涂覆在外部电极端子的表面上。并且，形成多层陶瓷电容器。对于实施例以及比较例1和2中的每一个制造400个样品。
(分析)测量实施例1至3以及比较例1至6的开裂发生率、耐湿负荷试验的NG率、容量取得率、寿命特性和可烧结性。开裂发生率通过使用立体显微镜对400个样品进行目测来测量。耐湿负荷试验在环境温度为40℃、相对湿度为95％RH、施加电压为DC 6.3V、保持时间为100小时的条件下对400个样品进行。并且对每个样品测量各自绝缘电阻。当样品的绝缘电阻小于1MΩ时，确定样品是NG样品。容量取得率通过用LCR测量仪测量容量来测量。将测量值与由电介质材料的介电常数、内部电极层12的交叉面积、电介质层11的厚度和堆叠数量计算出的设计值进行比较。通过仅由电介质材料制造φ＝10mm×T＝1mm的盘状烧结结构并测量介电常数来计算介电常数。当容量取得率(测量值/设计值×100)为90％至105％时，将容量取得率确定为较好。在电容的设计值为47μF的情况下，当在OSC为0.5V、频率为120Hz的条件下测量值为47×90％＝42.3μF或更大时，将容量取得率确定为较好。当在140℃–17V/μm的加速寿命试验中50个芯片的50％击穿值为100分钟或更长时，将寿命特性确定为较好。当50％击穿值小于100分钟时，将寿命特性确定为差。对于可烧结性，通过抛光面的SEM观察，通过残留孔隙的二值化定量方法测量孔隙率。当侧部边缘区域16的孔隙率小于6％时，将可烧结性确定为较好。当孔隙率为6％或更大时，将可烧结性确定为差。图6和图7示出该结果。
如图6和图7所示，比较例2的开裂发生率低于比较例1的开裂发生率。比较例4的开裂发生率低于比较例3的开裂发生率。比较例6的开裂发生率低于比较例5的开裂发生率。这是因为比较例2的反转图案材料中Si和B相对于主要成分陶瓷的总浓度高于比较例1的总浓度，比较例4的反转图案材料中Si和B相对于主要成分陶瓷的总浓度高于比较例3的总浓度，比较例6的反转图案材料中Si和B相对于主要成分陶瓷的总浓度高于比较例5的总浓度，并且比较例2、4和6的反转图案材料的烧结温度变低。此外，比较例2的Mn和Al的浓度高于比较例1的Mn和Al的浓度，比较例4的Mn和Al的浓度高于比较例3的Mn和Al的浓度，比较例6的Mn和Al的浓度高于比较例5的Mn和Al的浓度。然而，在比较例2、4和6中，不能抑制耐湿性NG率。这是因为反转图案材料的烧结温度没有得到充分降低。另一方面，在实施例1至3中，开裂发生率和耐湿性NG率低于比较例1至6中的开裂发生率和耐湿性NG率。这是因为：反转图案材料的Si和B相对于主要成分陶瓷的总浓度高于电介质材料的Si和B相对于主要成分陶瓷的总浓度；反转图案材料的稀土元素相对于主要成分陶瓷的浓度低于电介质材料的稀土元素相对于主要成分陶瓷的浓度；并且电介质材料和反转图案材料之间的烧结温度差异变得足够低。
在实施例1中，取得有利的可烧结性。这是因为Mg降低反转图案层17的烧结起始温度。在实施例2中，取得有利的容量取得率和有利的寿命特性。这是因为V固溶在用作为电介质层11的主要成分陶瓷的钛酸钡中，并且耐还原性增大。接着，与实施例1和2相比，在实施例3中，取得有利的容量取得率、有利的寿命特性和有利的可烧结性。这是因为将V加入至电介质材料，不将V加入至反转图案材料，将Mg加入至反转图案材料，不将Mg加入至电介质材料，并且多层陶瓷电容器100的电容、寿命特性和可烧结性以很平衡的方式得到提高。
图8示出实施例3以及比较例5和6的反转图案材料的烧结期间的热机械分析(TMA)。如图8所示，实施例3的反转图案材料的烧结温度变得明显低于比较例5和6的反转图案材料。
尽管已经详细描述了本发明的实施方式，但是应该理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行各种改变、替换和更改。
Claims (8)
1.一种多层陶瓷电容器，其包括：
多层结构，其中多个陶瓷电介质层中的每一个和多个内部电极层中的每一个交替地堆叠，多个电介质层的主要成分是陶瓷，所述多层结构具有长方体形状，所述多个内部电极层交替地暴露于所述多层结构的第一边缘面和第二边缘面，所述第一边缘面与所述第二边缘面相对，
其中：
端部边缘区域和侧部边缘区域的至少一个中的稀土元素相对于主要成分陶瓷的浓度低于容量区域的稀土元素相对于主要成分陶瓷的浓度；
所述端部边缘区域和所述侧部边缘区域的所述至少一个中的Si和B相对于主要成分陶瓷的总浓度高于所述容量区域的Si和B相对于主要成分陶瓷的总浓度；
所述容量区域是其中暴露于所述多层结构的第一边缘面的一组内部电极层与暴露于所述多层结构的第二边缘面的另一组内部电极层相对的区域；
所述端部边缘区域是其中与所述多层结构的第一边缘面连接的内部电极层彼此相对而不夹着与所述多层结构的第二边缘面连接的内部电极层的区域和其中与所述多层结构的第二边缘面连接的内部电极层彼此相对而不夹着与所述多层结构的第一边缘面连接的内部电极层的区域；并且
所述侧部边缘区域是覆盖所述多个内部电极层向所述第一边缘面和所述第二边缘面以外的两个侧面延伸的边缘部分的区域。
2.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器，其中所述端部边缘区域和所述侧部边缘区域的所述至少一个中的Mn和Al的各自浓度高于所述容量区域中的Mn和Al的各自浓度。
3.根据权利要求1或2所述的多层陶瓷电容器，其中：
所述容量区域的V的浓度高于所述端部边缘区域和所述侧部边缘区域中的至少一者的V的浓度；并且
所述端部边缘区域和所述侧部边缘区域中的至少一者的Mg的浓度高于所述容量区域的Mg的浓度。
4.根据权利要求1或2所述的多层陶瓷电容器，其还包括在所述多层结构的上表面和下表面中的至少一个上的覆盖层，所述覆盖层的主要成分与所述多个电介质层的主要成分相同。
5.根据权利要求1或2所述的多层陶瓷电容器，其中所述容量区域、所述端部边缘区域和所述侧部边缘区域的主要成分陶瓷是钛酸钡。
6.根据权利要求1或2所述的多层陶瓷电容器，其中
所述端部边缘区域中的Si和B相对于主要成分陶瓷的总浓度和所述侧部边缘区域中的Si和B相对于主要成分陶瓷的总浓度均高于所述容量区域中的Si和B相对于主要成分陶瓷的总浓度。
7.一种多层陶瓷电容器的制造方法，其包括：
第一步骤，在包含主要成分陶瓷颗粒的生片上提供金属导电糊料的第一图案；
第二步骤，在所述生片上所述金属导电糊料周围的部分提供包含主要成分陶瓷颗粒的第二图案；和
第三步骤，烘烤通过将多个在所述第二步骤中获得的层单元堆叠而获得的陶瓷多层结构，
其中：
所述第二图案的Si和B相对于所述第二图案的主要成分陶瓷的总浓度高于所述生片的Si和B相对于所述生片的主要成分陶瓷的总浓度；并且
所述第二图案的稀土元素相对于所述第二图案的主要成分陶瓷的浓度低于所述生片的稀土元素相对于所述生片的主要成分陶瓷的浓度。
8.根据权利要求7所述的多层陶瓷电容器的制造方法，其中：
所述生片包含V而不包含Mg；并且
所述第二图案包含Mg而不包含V。
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