嵌入式多層陶瓷電子元件以及具有嵌入式多層陶瓷電子元件的印刷電路板的制作方法
【專利摘要】提供了一種嵌入式多層陶瓷電子元件，該嵌入式多層陶瓷電子元件包括：陶瓷本體，所述陶瓷本體包括電介質(zhì)層，所述陶瓷本體具有彼此相對(duì)的第一側(cè)表面和第二側(cè)表面，且所述陶瓷本體的厚度等于或小于250μm；第一內(nèi)電極和第二內(nèi)電極，所述第一內(nèi)電極和第二內(nèi)電極設(shè)置成彼此面對(duì)且它們之間插入有電介質(zhì)層；第一外電極和第二外電極，所述第一外電極形成在陶瓷本體的第一側(cè)表面上并且與第一內(nèi)電極電連接，所述第二外電極形成在第二側(cè)表面上并且與第二內(nèi)電極電連接；以及金屬層，所述金屬層包含銅（Cu）且分別形成在所述第一外電極和第二外電極上，其中當(dāng)金屬層的厚度為tp時(shí)，可以滿足tp≥5μm。
【專利說(shuō)明】嵌入式多層陶瓷電子元件以及具有嵌入式多層陶瓷電子元件的印刷電路板
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2012年12月28日在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局申請(qǐng)的韓國(guó)專利申請(qǐng)N0.10-2012-0157037的優(yōu)先權(quán)，在此通過(guò)引用將該申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容并入本申請(qǐng)中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及一種嵌入式多層陶瓷電子元件以及具有嵌入式多層陶瓷電子元件的印刷電路板(PCB)。
【背景技術(shù)】
[0004]隨著電子電路變得高度密集和高度集成，用于安裝在印刷電路板(PCB)上的無(wú)源元件的安裝空間已經(jīng)變得不足，且為了解決這個(gè)問(wèn)題，已經(jīng)做出了不斷地努力以實(shí)現(xiàn)能夠安裝在板內(nèi)的元件(即嵌入式裝置)。特別地，提出了用于安裝用作板內(nèi)的電容元件的多層陶瓷電子元件的各種方法。
[0005]在板內(nèi)安裝多層陶瓷電子元件的各種方法的一個(gè)方法中，用于多層陶瓷電子元件的相同的電介質(zhì)材料被用作板的材料，而銅線等被用作電極。其他用于實(shí)現(xiàn)嵌入式多層陶瓷電子元件的方法包括通過(guò)在板內(nèi)形成具有高K電介質(zhì)和電介質(zhì)薄膜的聚合物片來(lái)形成嵌入式多層陶瓷電子元件的方法、在板內(nèi)安裝多層陶瓷電子元件的方法等。
[0006]通常，多層陶瓷電子元件包括多個(gè)電介質(zhì)層和插入在電介質(zhì)層之間的內(nèi)電極，所述多個(gè)電介質(zhì)層由陶瓷材料制成。通過(guò)將多層陶瓷電子元件設(shè)置在板內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)具有高電容的嵌入式多層陶瓷電子元件。
[0007]為了制造包括嵌入式多層陶瓷電子元件的印刷電路板(PCB)，多層陶瓷電子元件可以插入到型芯板(core board)中，為了將板線路與多層陶瓷電子元件的外電極連接，需要使用激光在上層壓板和下層壓板內(nèi)形成通孔。然而，激光加工極大地增加了印刷電路板的制造成本。
[0008]在將多層陶瓷電子元件嵌入到板內(nèi)的過(guò)程中，將環(huán)氧樹脂固化并進(jìn)行了熱處理過(guò)程，以使金屬電極成形(crystallize)，且在這種情況下，環(huán)氧樹脂、金屬電極、多層陶瓷電子元件的陶瓷元件等的熱膨脹系數(shù)或者板的熱膨脹系數(shù)之間的差異可能導(dǎo)致板和多層陶瓷電子元件的粘合表面上的缺陷。在可靠性測(cè)試中，該缺陷可能導(dǎo)致粘合表面的分層等。
[0009]同時(shí)，如果多層陶瓷電容器(MLCC)用作例如智能手機(jī)的應(yīng)用處理器、電腦的CPU等的高性能集成電路電源端子的去耦電容器，當(dāng)?shù)刃Т?lián)電感(ESL )增加時(shí)，集成電路的性能可能會(huì)降低，且隨著智能手機(jī)和電腦CPUs具有增加的高性能，多層陶瓷電容器的等效串聯(lián)電感的增加可能極大地引起集成電路的性能降低。
[0010]所謂的低電感芯片電容器(LICC)已經(jīng)被設(shè)計(jì)出，以通過(guò)減少電流的路徑來(lái)減小電感，其中通過(guò)減小外部接頭之間的距離來(lái)減少電流的路徑。
[0011]在嵌入式多層陶瓷電子元件的情況中，如上所述，為了減小電感，有必要應(yīng)用這種低電感芯片電容器。
[0012]【相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)】
[0013](專利文獻(xiàn)I)韓國(guó)專利公開(kāi)出版物N0.2009-0083568
【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明的一方面提供了一種嵌入式多層陶瓷電子元件以及具有嵌入式多層陶瓷電子元件的印刷電路板(PCB)。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種嵌入式多層陶瓷電子元件，該嵌入式多層陶瓷電子元件包括:陶瓷本體，所述陶瓷本體包括電介質(zhì)層，所述陶瓷本體具有彼此相對(duì)的第一主表面和第二主表面、彼此相對(duì)的第一側(cè)表面和第二側(cè)表面以及彼此相對(duì)的第一端表面和第二端表面，且所述陶瓷本體的厚度等于或小于250 μ m ;第一內(nèi)電極和第二內(nèi)電極，所述第一內(nèi)電極和第二內(nèi)電極設(shè)置成彼此面對(duì)且它們之間插入有電介質(zhì)層，且所述第一內(nèi)電極和第二內(nèi)電極分別交替地暴露于第一側(cè)表面和第二側(cè)表面；第一外電極和第二外電極，所述第一外電極形成在陶瓷本體的第一側(cè)表面上并且與第一內(nèi)電極電連接，所述第二外電極形成在第二側(cè)表面上并且與第二內(nèi)電極電連接；以及金屬層，所述金屬層分別形成在所述第一外電極和第二外電極上且包含銅(Cu)，其中，所述陶瓷本體包括工作層和覆蓋層，所述工作層包括第一內(nèi)電極和第二內(nèi)電極，所述覆蓋層形成所述工作層的上表面或下表面上，且當(dāng)金屬層的厚度為tp時(shí)，可以滿足tp≤5 μ m。[0016]當(dāng)陶瓷本體的厚度為第一主表面和第二主表面之間的距離、陶瓷本體的寬度為形成有所述第一外電極的第一側(cè)表面和形成有所述第二外電極的所述第二側(cè)表面之間的距離、且陶瓷本體的長(zhǎng)度為所述第一端表面和第二端表面之間的距離時(shí)，陶瓷本體的寬度可以短于或等于陶瓷本體的長(zhǎng)度。
[0017]當(dāng)陶瓷本體的長(zhǎng)度為L(zhǎng)且陶瓷本體的寬度為W時(shí)，可以滿足0.5L < W < L。
[0018]當(dāng)陶瓷本體的表面粗糙度為Ral且覆蓋層的厚度為tc時(shí)，可以滿足120nm ^ Ral ^ tc。
[0019]當(dāng)金屬層的表面粗糙度為Ra2且金屬層的厚度為tp時(shí)，可以滿足200nm ^ Ra2 ^ tp。
[0020]所述第一外電極和第二外電極可以延伸至陶瓷本體的第一主表面和第二主表面，且分別形成在第一主表面和第二主表面上的第一外電極和第二外電極的寬度可以等于或大于200 μ m。
[0021]形成在第一主表面和第二主表面上的第一外電極和第二外電極之間的距離可以等于或大于100 U m。
[0022]所述覆蓋層的厚度tc的范圍可以從I μ m到30 μ m。
[0023]所述金屬層可以通過(guò)鍍覆形成。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種具有嵌入式多層陶瓷電子元件的印刷電路板(PCB)，該印刷電路板包括:絕緣板以及嵌入式多層陶瓷電子元件，該嵌入式多層陶瓷電子元件包括陶瓷本體，所述陶瓷本體包括電介質(zhì)層，且所述陶瓷本體具有彼此相對(duì)的第一主表面和第二主表面、彼此相對(duì)的第一側(cè)表面和第二側(cè)表面以及彼此相對(duì)的第一端表面和第二端表面，且所述陶瓷本體的厚度等于或小于250 μ m ;第一內(nèi)電極和第二內(nèi)電極，所述第一內(nèi)電極和第二內(nèi)電極設(shè)置成彼此面對(duì)且它們之間插入有所述電介質(zhì)層，且所述第一內(nèi)電極和第二內(nèi)電極分別交替地暴露于第一側(cè)表面和第二側(cè)表面；第一外電極和第二外電極，所述第一外電極形成在陶瓷本體的第一側(cè)表面上并且與第一內(nèi)電極電連接，所述第二外電極形成在第二側(cè)表面上并且與第二內(nèi)電極電連接；以及包含銅(Cu)的金屬層，所述金屬層分別形成在第一外電極和第二外電極上，其中所述陶瓷本體可以包括工作層和覆蓋層，所述工作層包括所述第一內(nèi)電極和第二內(nèi)電極，所述覆蓋層形成在所述工作層的上表面或下表面上，且當(dāng)所述金屬層的厚度為tp時(shí)，可以滿足tp > 5μπι。
[0025]當(dāng)陶瓷本體的厚度為第一主表面和第二主表面之間的距離、陶瓷本體的寬度為形成有所述第一外電極的第一側(cè)表面和形成有所述第二外電極的所述第二側(cè)表面之間的距離、且陶瓷本體的長(zhǎng)度為所述第一端表面和第二端表面之間的距離時(shí)，陶瓷本體的寬度可以短于或等于陶瓷本體的長(zhǎng)度。
[0026]當(dāng)陶瓷本體的長(zhǎng)度為L(zhǎng)且陶瓷本體的寬度為W時(shí)，可以滿足0.5L < W < L。
[0027]當(dāng)陶瓷本體的表面粗糙度為Ral且覆蓋層的厚度為tc時(shí)，可以滿足120nm ^ Ral ^ tc。
[0028]當(dāng)金屬層的表面粗糙度為Ra2且金屬層的厚度為tp時(shí)，可以滿足200nm ^ Ra2 ^ tp。
[0029]所述第一外電極和第二外電極可以延伸至陶瓷本體的第一主表面和第二主表面，且分別形成在第一主表面和第二主表面上的第一外電極和第二外電極的寬度可以等于或大于200 μ m。
[0030]形成在第一主表面和第二主表面上的第一外電極和第二外電極之間的距離可以等于或大于100 U m。
[0031]所述覆蓋層的厚度tc的范圍可以從I μπι到30 μ m。
[0032]所述金屬層可以通過(guò)鍍覆形成。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0033]本發(fā)明的上述和其它方面、特征和其他優(yōu)點(diǎn)將在下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述中更加清楚地得到理解，其中:
[0034]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的嵌入式多層陶瓷電子元件的立體圖；
[0035]圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的陶瓷本體的示意圖；
[0036]圖3是圖2中的陶瓷本體的立體分解圖；
[0037]圖4是沿線X-X’剖切的圖2中的陶瓷本體的剖視圖；
[0038]圖5是圖4中的區(qū)域“A”的放大圖；
[0039]圖6是具有根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的嵌入式多層陶瓷電子元件的印刷電路板的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]現(xiàn)在將參考附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。但是，本發(fā)明可以通過(guò)不同的形式實(shí)現(xiàn)，并且不應(yīng)該被理解為局限于此處所述的【具體實(shí)施方式】。此外，提供這些【具體實(shí)施方式】的目的在于使得這些公開(kāi)更加徹底和完整，并將本發(fā)明的范圍完全傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。在附圖中，出于清楚的目的，可以放大部件的形狀和尺寸，并且相同的附圖標(biāo)記始終用于表示相同或相似的部件。
[0041]除非另有明確的說(shuō)明，否則詞語(yǔ)“包括(comprise)”以及例如“包括(comprises)”或“包括(comprising)”的變形將理解成表示包含所述元件但不排除任何其他元件。
[0042]為了使本發(fā)明清楚，將略去不相關(guān)的描述部分，且為了清楚地表達(dá)幾層和幾個(gè)區(qū)域，對(duì)厚度進(jìn)行了放大，并且在整個(gè)說(shuō)明書中相同的附圖標(biāo)記用于相似的部件。
[0043]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的嵌入式多層陶瓷電子元件的立體圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的陶瓷本體的示意圖。圖3是圖2中的陶瓷本體的立體分解圖。圖4是沿線X-X’剖切的圖2中的陶瓷本體的剖視圖。圖5是圖4中的區(qū)域“A”的放大圖。
[0044]參見(jiàn)圖1至圖5，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的嵌入式多層陶瓷電子元件可以包括陶瓷本體10，該陶瓷本體10包括電介質(zhì)層11，且陶瓷本體10具有彼此相對(duì)的第一主表面SI和第二主表面S2、彼此相對(duì)的第一側(cè)表面S5和第二側(cè)表面S6以及彼此相對(duì)的第一端表面S3和第二端表面S4，且陶瓷本體10的厚度等于或小于250 μ m ;第一內(nèi)電極21和第二內(nèi)電極22，所述第一內(nèi)電極21和第二內(nèi)電極22設(shè)置成彼此面對(duì)且它們之間插入有電介質(zhì)層11，且第一內(nèi)電極21和第二內(nèi)電極22分別交替地暴露于第一側(cè)表面S5和第二側(cè)表面S6 ；第一外電極31a和第二外電極32a,第一外電極31a形成在陶瓷本體10的第一側(cè)表面S5上并且與第一內(nèi)電極21電連接，第二外電極32a形成在第二側(cè)表面S6上并且與第二內(nèi)電極22電連接；以及鍍層31b和32b，所述鍍層31b和32b分別形成在第一外電極31a和第二外電極32a上。
[0045]下面，將描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的多層陶瓷電子元件。特別地，多層陶瓷電容器(MLCC)將作為實(shí)施例而被描述，但是本發(fā)明不限于此。
[0046]在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的多層陶瓷電容器(MLCC)中，在圖1中定義“長(zhǎng)度方向”為“L”方向、“寬度方向”為“W”方向以及“厚度方向”為“T”方向。這里，“厚度方向”可以使用為與電介質(zhì)層層疊的“層疊方向”具有相同的概念。
[0047]在本發(fā)明的實(shí)施方式中，陶瓷本體10可以具有彼此相對(duì)的第一主表面SI和第二主表面S2，以及與第一主表面SI和第二主表面S2連接的第一側(cè)表面S5、第二側(cè)表面S6、第一端表面S3和第二端表面S4。如圖所示，陶瓷本體110可以為六面體形狀，但是陶瓷本體110的形狀不受特別地限制。
[0048]用于形成電介質(zhì)層11的材料不受特別地限制，只要能夠獲得足夠的電容即可。例如，可以使用鈦酸鋇(BaTiO3)粉末。
[0049]至于電介質(zhì)層11的材料，可以根據(jù)本發(fā)明的目的將各種陶瓷添加劑、有機(jī)溶劑、增塑劑、粘合劑、分散劑等添加到鈦酸鋇(BaTiO3)粉末或者類似物中。
[0050]用于形成電介質(zhì)層11的陶瓷粉末的平均顆粒直徑不受特別地限制，且該顆粒直徑可以調(diào)整為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。例如，陶瓷粉末的平均顆粒直徑可以調(diào)整為等于或小于400nmo
[0051]用于形成第一內(nèi)電極21和第二內(nèi)電極22的材料不受特別地限制，該材料可以用包括一種或多種材料的導(dǎo)電衆(zhòng)料來(lái)形成，所述材料例如包括諸如鈕(Pd)、鈕-銀(Pd-Ag)合金等的貴金屬以及鎳(Ni)和銅(Cu)。
[0052]第一內(nèi)電極21和第二內(nèi)電極22可以設(shè)置成彼此面對(duì)，且電介質(zhì)層11插入在第一內(nèi)電極21和第二內(nèi)電極22之間，且第一內(nèi)電極21和第二內(nèi)電極22可以交替地暴露于第一側(cè)表面S5和第二側(cè)表面S6。
[0053]因?yàn)榈谝粌?nèi)電極21和第二內(nèi)電極22交替地暴露于第一側(cè)表面S5和第二側(cè)表面S6，如下所述，可以實(shí)現(xiàn)逆幾何電容器(RGC)或者低電感芯片電容器(LICC)。
[0054]陶瓷本體10的厚度ts可以等于或小于250 μ m。
[0055]因?yàn)樘沾杀倔w10制造成具有等于或小于250 μ m的厚度，所以陶瓷本體10可以合適地作為嵌入式多層陶瓷電容器(MLCC)。
[0056]同樣，陶瓷本體10的厚度ts可以為第一主表面SI和第二主表面S2之間的距離。
[0057]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，可以分別形成外電極31和32，該外電極31和32包括第一外電極31a和第二外電極32a以及包含銅(Cu)的金屬層31b和32b,所述金屬層31b和32b形成在第一外電極和第二外電極上。
[0058]為了形成電容，第一外電極31a和第二外電極32a可以形成在陶瓷本體10的外側(cè)上且可以與第一內(nèi)電極21和第二內(nèi)電極22電連接。
[0059]第一外電極31a和第二外電極32a可以由與第一內(nèi)電極21和第二內(nèi)電極22的導(dǎo)電材料相同的材料制成，但是本發(fā)明不限于此，且第一外電極31a和第二外電極32a可以由例如銅(Cu)、銀(Ag)、鎳(Ni)等制成。
[0060]第一外電極31a和第二外電極32a可以通過(guò)涂覆導(dǎo)電漿料并燒結(jié)導(dǎo)電漿料形成，所述導(dǎo)電衆(zhòng)料通過(guò)將玻璃粉(glass frit)添加到金屬粉末中而配制成。
[0061]通常的多層陶瓷電容器的長(zhǎng)度長(zhǎng)于寬度，且外電極可以設(shè)置在沿陶瓷本體的長(zhǎng)度方向的彼此相對(duì)的端表面上。
[0062]這樣，當(dāng)交流(AC)電壓施加于外電極時(shí)，因?yàn)殡娏鞯穆窂较鄬?duì)較長(zhǎng)，電流環(huán)路(current loop)可以形成為增加，以擴(kuò)大感應(yīng)磁場(chǎng),從而增加電感。
[0063]在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的多層陶瓷電容器中，為了減小電流路徑，第一外電極31a和第二外電極32a可以形成在陶瓷本體10的第一側(cè)表面S5和第二側(cè)表面S6上。
[0064]陶瓷本體10的寬度可以等于第一側(cè)表面S5和第二側(cè)表面S6之間的距離，第一側(cè)表面S5上形成有第一外電極31，第二側(cè)表面S6上形成有第二外電極，并且陶瓷本體10的長(zhǎng)度可以等于第一端表面S3和第二端表面S4之間的距離。
[0065]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，分別形成有第一外電極31和第二外電極32的第一側(cè)表面S5和第二側(cè)表面S6之間的寬度W可以短于或等于從第一端表面S3到第二端表面S4的長(zhǎng)度L。
[0066]相應(yīng)地，第一外電極31和第二外電極32之間的距離減小，電流路徑減小，這樣，電流環(huán)路減小以減少電感。
[0067]第一外電極31和第二外電極32形成在陶瓷本體10的第一側(cè)表面S5和第二側(cè)表面S6上以使得陶瓷本體10的寬度W (即第一外電極31和第二外電極32之間的距離)短于或等于陶瓷本體10的長(zhǎng)度L的多層陶瓷電子元件可以被稱作逆幾何電容器(RGC)或者低電感芯片電容器(LICC)。
[0068]同樣，當(dāng)陶瓷本體10的長(zhǎng)度為L(zhǎng)且寬度為W時(shí)，可以滿足0.5L < W < L，但是本發(fā)明不限于此。
[0069]如此一來(lái)，通過(guò)調(diào)整陶瓷本體10的長(zhǎng)度和寬度至滿足0.5L < W < L，可以減小多層陶瓷電容器的電感。
[0070]因此，由于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的多層陶瓷電子元件實(shí)現(xiàn)了低電感，可以提高該多層陶瓷電子元件的電性能。
[0071]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，包含銅(Cu)的金屬層31b和32b可以分別形成在第一外電極31a和第二外電極32a上。
[0072]通常，多層陶瓷電容器安裝在印刷電路板上，所以外電極上形成了鎳/錫鍍層。
[0073]然而，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的多層陶瓷電容器是嵌入到印刷電路板中，而不是安裝在印刷電路板上，所以多層陶瓷電容器的第一外電極31a和第二外電極32a通過(guò)由銅(Cu)制成的通道與板上的電路電連接。
[0074]這樣，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，包含銅(Cu)的金屬層31b和32b可以包括具有優(yōu)良的電連接性的銅(Cu)和作為板內(nèi)的通道的材料的銅(Cu)。
[0075]用于形成包含銅(Cu)的金屬層31b和32b的方法不受特別地限制。例如，金屬層31b和32b可以通過(guò)鍍覆形成，且在這種情況下，金屬層31b和32b可以形成為包含銅(Cu)的鍍層。
[0076]參見(jiàn)圖4和圖5，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的多層陶瓷電子元件的陶瓷本體10可以包括工作層和覆蓋層，所述工作層包括第一內(nèi)電極21和第二內(nèi)電極22，所述覆蓋層形成在工作層的上表面或下表面上。當(dāng)金屬層31b和32b的厚度為tp時(shí)，可以滿足tp≥5 urn.[0077]陶瓷本體10可以包括工作層，該工作層包括第一內(nèi)電極21和第二內(nèi)電極22，且這里，工作層可以指的是有助于形成電容的層。
[0078]同樣，陶瓷本體10可以包括形成在工作層的上表面或下表面上的覆蓋層。
[0079]金屬層31b和32b的厚度tp可以滿足tp≥5 μ m,但是本發(fā)明不限于此,且金屬層31b和32b的厚度tp可以等于或小于15 μ m。
[0080]由于金屬層31b和32b的厚度tp滿足tp≥5 μ m且該厚度調(diào)整為等于或小于15 μ m，因此板內(nèi)的通道設(shè)置優(yōu)良，且可以實(shí)現(xiàn)具有高可靠性的多層陶瓷電容器。
[0081]如果金屬層31b和32b的厚度tp小于5 μ m,當(dāng)多層陶瓷電子元件嵌入到印刷電路板100內(nèi)時(shí)，導(dǎo)電通孔140可能形成為與陶瓷本體10連接，這會(huì)產(chǎn)生缺陷。
[0082] 如果金屬層31b和32b的厚度tp大于5 μ m,由于金屬層31b和32b的應(yīng)力，陶瓷本體10內(nèi)可能會(huì)產(chǎn)生裂紋。
[0083]同時(shí)，當(dāng)金屬層31b和32b的表面粗糙度為Ra2且金屬層31b和32b的厚度為tp時(shí)，可以滿足200nm ≤ Ra2 ≤ tp。
[0084]通過(guò)將金屬層31b和32b的表面粗糙度Ra2調(diào)整為滿足200nm≤ Ra2≤tp，可以改善多層陶瓷電子元件與板之間的分層現(xiàn)象，且可以防止裂紋的產(chǎn)生。
[0085]同樣，當(dāng)陶瓷本體的表面粗糙度為Ral且覆蓋層的厚度為tc時(shí)，可以滿足120nm≤ Ral≤tc。
[0086]通過(guò)將陶瓷本體的表面粗糙度Ral調(diào)整為滿足120nm ≤ Ral ≤ tc，可以改善多層陶瓷電子元件與板之間的分層現(xiàn)象，且可以防止裂紋的產(chǎn)生。
[0087]表面粗糙度指的是當(dāng)加工金屬表面時(shí)在金屬表面上形成細(xì)小的凹陷和突起的程度。
[0088]不管加工方法是否合適，表面粗糙度都將由于加工過(guò)程中使用的工具而產(chǎn)生，形成表面的槽被刮擦并且生銹等。確定粗糙度時(shí)，沿垂直于陶瓷本體的方向切割一個(gè)表面且檢測(cè)具有特定彎曲度的陶瓷本體的橫截面。提取從曲線的最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的高度并將該高度確定為由Ra表示的平均中心線粗糙度。
[0089]在本實(shí)施方式中，定義陶瓷本體10的表面粗糙度為Ral，而鍍層31b和32b的平均中心線粗糙度為Ra2。
[0090]圖5是區(qū)域“A”的放大圖，顯示了陶瓷本體10的平均中心線粗糙度Ral和鍍層31b和32b的平均中心線粗糙度Ra2。
[0091]參見(jiàn)圖5，在本發(fā)明的多層陶瓷電子元件中，當(dāng)陶瓷本體10的表面粗糙度為Ral且覆蓋層的厚度為tc時(shí)，可以滿足120nm≤Ral ≤ tc，且當(dāng)金屬層31b和32b的表面粗糙度為Ra2且金屬層31b和32b的厚度為tp時(shí)，可以滿足200nm ≤Ra2 ≤ tp。
[0092]陶瓷本體10的平均中心線粗糙度為Ral以及金屬層31b和32b的平均中心線粗糙度Ra2分別為陶瓷本體10以及金屬層31b和32b的粗糙度的計(jì)算值，且這些值可以指的是通過(guò)以粗糙度的虛擬中心線為基準(zhǔn)計(jì)算平均值而獲得的陶瓷本體10以及金屬層31b和32b的粗糙度。
[0093]詳細(xì)地，參見(jiàn)圖5，為了計(jì)算陶瓷本體10的平均中心線粗糙度Ral以及金屬層31b和32b的平均中心線粗糙度Ra2，可以關(guān)于形成在陶瓷本體10以及金屬層31b和32b上的粗糙面繪制虛擬中心線。
[0094]然后，測(cè)量基于粗糙面的虛擬中心線的每一個(gè)距離(例如R 1、r2、r3..r13)，計(jì)算這些距離的平均值以獲得分別作為陶瓷本體10的平均中心線粗糙度Ral以及金屬層31b和32b的平均中心線粗糙度Ra2。
【權(quán)利要求】
1.一種嵌入式多層陶瓷電子元件，該嵌入式多層陶瓷電子元件包括: 陶瓷本體,所述陶瓷本體包括電介質(zhì)層,所述陶瓷本體具有彼此相對(duì)的第一主表面和第二主表面、彼此相對(duì)的第一側(cè)表面和第二側(cè)表面以及彼此相對(duì)的第一端表面和第二端表面，且所述陶瓷本體的厚度等于或小于250 μ m ; 第一內(nèi)電極和第二內(nèi)電極，所述第一內(nèi)電極和所述第二內(nèi)電極設(shè)置成彼此面對(duì)且所述第一內(nèi)電極和所述第二內(nèi)電極之間插入有所述電介質(zhì)層，且所述第一內(nèi)電極和所述第二內(nèi)電極分別交替地暴露于所述第一側(cè)表面和所述第二側(cè)表面； 第一外電極和第二外電極，所述第一外電極形成在所述陶瓷本體的所述第一側(cè)表面上并且與所述第一內(nèi)電極電連接，所述第二外電極形成在所述第二側(cè)表面上并且與所述第二內(nèi)電極電連接；以及 金屬層，所述金屬層分別形成在所述第一外電極和所述第二外電極上且包含銅， 其中，所述陶瓷本體包括工作層和覆蓋層，所述工作層包括所述第一內(nèi)電極和第二內(nèi)電極，所述覆蓋層形成在所述工作層的上表面或下表面上，且當(dāng)所述金屬層的厚度為tp時(shí)，滿足tp≥5 μ m。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式多層陶瓷電子元件，其中當(dāng)所述陶瓷本體的厚度為所述第一主表面和所述第二主表面之間的距離、所述陶瓷本體的寬度為形成有所述第一外電極的所述第一側(cè)表面和形成有所述第二外電極的所述第二側(cè)表面之間的距離、且所述陶瓷本體的長(zhǎng)度為所述第一端表面和所述第二端表面之間的距離時(shí)，所述陶瓷本體的寬度短于或等于所述陶瓷本體的長(zhǎng)度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的嵌入式多層陶瓷電子元件，其中當(dāng)所述陶瓷本體的長(zhǎng)度為L(zhǎng)且所述陶瓷本體的寬度為W時(shí)，滿足0.5L ≤ W ≤L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式多層陶瓷電子元件，其中當(dāng)所述陶瓷本體的表面粗糙度為Ral且所述覆蓋層的厚度為tc時(shí)，滿足120nm ≤Ral ≤ tc。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式多層陶瓷電子元件，其中當(dāng)所述金屬層的表面粗糙度為Ra2且所述金屬層的厚度為tp時(shí)，滿足200nm ≤Ra2 ≤tp。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式多層陶瓷電子元件，其中所述第一外電極和所述第二外電極延伸至所述陶瓷本體的所述第一主表面和所述第二主表面，且分別形成在所述第一主表面和所述第二主表面上的所述第一外電極和所述第二外電極的寬度等于或大于200 μ m。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的嵌入式多層陶瓷電子元件，其中形成在所述第一主表面和所述第二主表面上的所述第一外電極和所述第二外電極之間的距離等于或大于100 μ m。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式多層陶瓷電子元件，其中所述覆蓋層的厚度tc的范圍從 I μ m 至Ij 30 μ m。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式多層陶瓷電子元件，其中所述金屬層通過(guò)鍍覆形成。
10.一種具有嵌入式多層陶瓷電子元件的印刷電路板，該印刷電路板包括: 絕緣板；以及 嵌入式多層陶瓷電子元件，該嵌入式多層陶瓷電子元件包括:陶瓷本體，所述陶瓷本體包括電介質(zhì)層，且所述陶瓷本體具有彼此相對(duì)的第一主表面和第二主表面、彼此相對(duì)的第一側(cè)表面和第二側(cè)表面以及彼此相對(duì)的第一端表面和第二端表面，且所述陶瓷本體的厚度等于或小于250 μ m ;第一內(nèi)電極和第二內(nèi)電極,所述第一內(nèi)電極和第二內(nèi)電極設(shè)置成彼此面對(duì)且所述第一內(nèi)電極和第二內(nèi)電極之間插入有所述電介質(zhì)層，且所述第一內(nèi)電極和第二內(nèi)電極分別交替地暴露于所述第一側(cè)表面和所述第二側(cè)表面；第一外電極和第二外電極，所述第一外電極形成在所述陶瓷本體的第一側(cè)表面上并且與所述第一內(nèi)電極電連接，所述第二外電極形成在所述第二側(cè)表面上并且與所述第二內(nèi)電極電連接；以及金屬層，所述金屬層分別形成在所述第一外電極和所述第二外電極上且包含銅，其中所述陶瓷本體包括工作層和覆蓋層，所述工作層包括所述第一內(nèi)電極和所述第二內(nèi)電極，所述覆蓋層形成在所述工作層的上表面或下表面上，且當(dāng)所述金屬層的厚度為tp時(shí)，滿足tp > 5μπι。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的印刷電路板，其中當(dāng)所述陶瓷本體的厚度為所述第一主表面和所述第二主表面之間的距離、所述陶瓷本體的寬度為形成有所述第一外電極的所述第一側(cè)表面和形成有所述第二外電極的所述第二側(cè)表面之間的距離、且所述陶瓷本體的長(zhǎng)度為所述第一端表面和第二端表面之間的距離時(shí)，所述陶瓷本體的寬度短于或等于所述陶瓷本體的長(zhǎng)度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的印刷電路板，其中當(dāng)所述陶瓷本體的長(zhǎng)度為L(zhǎng)且所述陶瓷本體的寬度為W時(shí)，滿足0.5L≤W≤L。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的印刷電路板，其中當(dāng)所述陶瓷本體的表面粗糙度為Ral且所述覆蓋層的厚度為tc時(shí)，滿足120nm ( Ral ( tc。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的印刷電路板，其中當(dāng)所述金屬層的表面粗糙度為Ra2且所述金屬層的厚度為tp時(shí)，滿足200nm ( Ra2 ( tp。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的印刷電路板，其中所述第一外電極和所述第二外電極延伸至所述陶瓷本體的所述第一主表面和所述第二主表面，且分別形成在所述第一主表面和所述第二主表面上的所述第一外電極和所述第二外電極的寬度等于或大于200 μ m。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的印刷電路板，其中形成在所述第一主表面和所述第二主表面上的所述第一外電極和所述第二外電極之間的距離等于或大于100 μ m。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的印刷電路板，其中所述覆蓋層的厚度tc的范圍從Iμ m到30 μ m0
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的印刷電路板，其中所述金屬層通過(guò)鍍覆形成。
【文檔編號(hào)】H01G4/005GK103915252SQ201310067424
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2013年3月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月28日
【發(fā)明者】李鎮(zhèn)宇, 蔡恩赫, 李炳華 申請(qǐng)人:三星電機(jī)株式會(huì)社