層疊型陶瓷電子部件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種即使介電層薄也具有優(yōu)異的可靠性以及抗熱沖擊性的層疊型陶瓷電子部件。所述層疊型陶瓷電子部件的結(jié)構(gòu)的特征在于：具備：長(zhǎng)方體形狀的素體主體，其具有沿著長(zhǎng)度方向和寬度方向延伸的第1主面和第2主面、沿著長(zhǎng)度方向和高度方向延伸的第1側(cè)面和第2側(cè)面、沿著寬度方向和高度方向延伸的第1端面和第2端面；和一對(duì)內(nèi)部電極層，其以露出于所述第1端面或者所述第2端面的方式在所述陶瓷素體的內(nèi)部夾著介電層在高度方向上相互相對(duì)，所述介電層的厚度從中央部向著所述第1側(cè)面和第2側(cè)面變大。
【專利說(shuō)明】
層疊型陶瓷電子部件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及層疊型陶瓷電容器等層疊型陶瓷電子部件。
【背景技術(shù)】
[0002] 對(duì)于層疊陶瓷電容器的小型大容量化的需求依然很高，進(jìn)一步正在進(jìn)行介電層的 薄層化?多層化。但是，如果介電層變薄，則由于施加于介電層的電場(chǎng)強(qiáng)度增大而變得容易 發(fā)生絕緣電阻值的劣化，并有可靠性惡化的問(wèn)題。而且，由于介電層的機(jī)械強(qiáng)度降低，從而 還有抗熱沖擊性惡化的問(wèn)題。在專利文獻(xiàn)1中，通過(guò)減小介電層的厚度偏差從而抑制可靠性 的惡化。在專利文獻(xiàn)2中，通過(guò)將靠近外層的介電層加厚至少2倍W上從而抑制在端部的由 于電場(chǎng)集中引起的故障。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004] 專利文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2001-217135號(hào)公報(bào)
[0006] 專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2000-173852號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題
[000引在專利文獻(xiàn)1所記載的方法中，因?yàn)椴荒軌蚧乇茉趦?nèi)部電極層端部附近產(chǎn)生的電 場(chǎng)集中，所W不能充分地抑制絕緣電阻的劣化。另外，沒(méi)有記載有關(guān)抗熱沖擊性的技術(shù)問(wèn) 題。
[0009] 如果是專利文獻(xiàn)2所記載的方法，則能夠抑制在端部的由于電場(chǎng)集中引起的絕緣 電阻的劣化，但是，由于介電層變厚導(dǎo)致部件尺寸大型化。另外，也沒(méi)有記載有關(guān)抗熱沖擊 性的技術(shù)問(wèn)題。
[0010] 本發(fā)明鑒于運(yùn)樣的實(shí)際情況，其目的在于提供一種即使介電層薄也具有優(yōu)異的可 靠性W及抗熱沖擊性的層疊型陶瓷電子部件。
[0011] 解決技術(shù)問(wèn)題的手段
[0012] 為了解決W上所述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的層疊型陶瓷電子部件的特征在于:具備： 長(zhǎng)方體形狀的素體主體，其具有沿著長(zhǎng)度方向和寬度方向延伸的第1和第2主面、沿著長(zhǎng)度 方向和高度方向延伸的第1和第2側(cè)面、沿著寬度方向和高度方向延伸的第1和第2端面;和 一對(duì)內(nèi)部電極層，其W露出于所述第1端面或者所述第2端面的方式在所述陶瓷素體的內(nèi)部 夾著介電層在高度方向上相互相對(duì)，所述介電層的厚度從中央部向著所述第1和第2側(cè)面變 大。
[0013] 通過(guò)內(nèi)部電極層端部所夾著的介電層的厚度變厚，從而緩和了電場(chǎng)集中，并且可 靠性有所提高。
[0014] 另外，將所述介電層的中央部的厚度設(shè)定為di，將所述第1和第2側(cè)面方向的介電 層端部的厚度設(shè)定為Cb, Cb相對(duì)于山的比（cb/山)從層疊最外層向著層疊方向中央?yún)^(qū)域變大。
[0015] 不與外部電極連接的介電層端部越是往層疊方向中央?yún)^(qū)域放熱性越低，從而起因 于電場(chǎng)集中的高溫化導(dǎo)致絕緣電阻的劣化容易進(jìn)行，但是因?yàn)橥ㄟ^(guò)成為上述的分布從而重 點(diǎn)改善了容易發(fā)生劣化的層疊方向中央?yún)^(qū)域，所W可靠性會(huì)進(jìn)一步提高。
[0016] 另外，在所述層疊方向中央?yún)^(qū)域中，介電層中央部的厚度di與所述第1和第2側(cè)面 方向的介電層端部的厚度d2之比（ds/di)優(yōu)選為1.15~1.30。
[0017] 因?yàn)橥ㄟ^(guò)控制在上述范圍從而能夠抑制由于高電場(chǎng)強(qiáng)度被施加于相對(duì)薄的介電 體中央部而引起的故障并且抑制在端部所發(fā)生的故障，所W可靠性提高。
[0018] 另外，所述內(nèi)部電極層的厚度優(yōu)選從中央部向著所述第IW及第2側(cè)面變小。
[0019] 因?yàn)樵趥?cè)面部與層疊有內(nèi)部電極層和介電層的內(nèi)層部的接合邊界部中能夠減小 側(cè)面部與內(nèi)層部的熱膨脹系數(shù)的差，所W能夠抑制由于熱沖擊造成的開(kāi)裂。
[0020] 另外，在將所述內(nèi)部電極層的中央部的厚度設(shè)定為ei并且將所述第1和第2側(cè)面方 向的內(nèi)部電極層端部的厚度設(shè)定為62的時(shí)候，與所述介電層的中央部的厚度di、所述第1和 第2偵曬方向的介電層端部的厚度Cb之間優(yōu)選滿足0.9<(d2+e2)/(di+eiHl.0的關(guān)系。由此 能夠更進(jìn)一步提高抗熱沖擊性。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種即使介電層薄也具有優(yōu)異的可靠性W及抗熱沖擊性的 層疊陶瓷電容器等層疊型陶瓷電子部件。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施例所設(shè)及的層疊陶瓷電容器的立體概略圖。
[0023] 圖2是沿著圖1所示的層疊陶瓷電容器的I-I線的截面概略圖。
[0024] 圖3是沿著圖1所示的層疊陶瓷電容器的ii-n線的截面概略圖。
[0025] 圖4是表示圖3的一部分的放大截面圖。
[0026] 圖5是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所設(shè)及的熱壓燒成爐的概略圖。
[0027] 圖6是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所設(shè)及的熱壓燒成爐的燒成時(shí)的概略圖。
[0028] 圖7是比較例1、比較例2W及本發(fā)明的實(shí)施例1所設(shè)及的沿著圖3所示的Il-n線的 截面上的介電層的寬度方向的厚度分布的圖。
[0029] 圖8是本發(fā)明的實(shí)施例1、實(shí)施例2W及實(shí)施例3所設(shè)及的沿著圖3所示的Il-n線的 截面上的介電層的層疊方向的厚度比分布的圖。
[0030] 符號(hào)的說(shuō)明
[0031 ] 1…層疊型陶瓷電子部件、2…介電層、3…內(nèi)部電極層、4…外層部、5…端部、6…夕F 部電極、7…側(cè)面部、10…素體主體、IOa…第1主面、1化…第2主面、IOc…第1側(cè)面、IOd…第2 偵曬、IOe…第1端面、IOf…第2端面、20…加壓沖頭加熱室、21…加壓室、22…沖頭、23…工 作臺(tái)、24…加熱器、25…推板、26…接受板、27…層疊體試樣、28…高強(qiáng)度板、29…陶瓷臺(tái)。
【具體實(shí)施方式】
[0032] W下參照附圖并就本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。但是，本發(fā)明并不限定于 W下的實(shí)施方式。另外，對(duì)于相同部件賦予相同的符號(hào)，省略重復(fù)的說(shuō)明。另外，附圖是示意 性的，部件互相之間的尺寸的比率和部件的形狀等可W與實(shí)物不同。
[0033] 〈層疊型陶瓷電子部件(層疊陶瓷電容器）〉
[0034] 作為本發(fā)明的層疊型陶瓷電子部件的一個(gè)實(shí)施方式，在圖1、圖及圖3中表示層 疊陶瓷電容器的立體圖W及截面示意圖。
[0035] 圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所設(shè)及的層疊陶瓷電容器1(實(shí)施例1)的立體圖。素 體主體10被形成為長(zhǎng)方體形狀。素體主體10具備第1和第2主面10a，10b、第1和第2側(cè)面IOc, IOcU W及第1和第2端面lOe，IOf。第1和第2主面10a，IOb沿著長(zhǎng)度方向L和寬度方向W延伸。 第1和第2側(cè)面IOc, IOd沿著長(zhǎng)度方向L和高度方向T延伸。第1和第2端面IOe，IOf沿著寬度方 向W和高度方向T延伸。
[0036] 圖2是沿著圖1所示的層疊陶瓷電容器的I-I線的截面示意圖。層疊陶瓷電容器1通 過(guò)介電層2而層疊有配置于素體主體10內(nèi)部的內(nèi)部電極層3,并且素體主體10的層疊方向的 最外部由外層部4構(gòu)成。在第1和第2端面上W交替與露出于相反側(cè)的端面的內(nèi)部電極層3導(dǎo) 通的方式配置一對(duì)外部電極6。圖3是沿著圖1所示的層疊陶瓷電容器的ii-n線的截面概略 圖。介電層2W及內(nèi)部電極層3的兩端部由側(cè)面部7構(gòu)成。
[0037] 素體主體10的形狀沒(méi)有特別地限制，可W根據(jù)目的W及用途進(jìn)行適當(dāng)選擇，但是 形狀通常為長(zhǎng)方體。素體主體10的表面形狀可W是凹面形狀或者凸面形狀。關(guān)于尺寸也沒(méi) 有限制，可W根據(jù)目的W及用途適當(dāng)選擇，通常為長(zhǎng)(0.4~3.2mm) X寬（0.2~2.5mm) X高 (0.15~1.9mm)的程度。
[003引介電層2例如由將BaTi化、CaZr03、（Bio.5化o.5)Ti03、化師化等作為主成分的介電體 陶瓷組合物構(gòu)成。
[0039] 在本實(shí)施方式中，上述介電體顆粒可W根據(jù)所希望的特性含有添加成分元素。進(jìn) 一步，也可W包含含有Si、B、Li的氧化物。
[0040] 圖4是表示圖3的一部分的放大截面圖。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，介電層2的厚 度從中央部向著第1和第2側(cè)面變大。關(guān)于所述介電層2的中央部的厚度di、第1和第2側(cè)面方 向的端部的厚度Cb, Cb相對(duì)于山的比（cb/di)為IW上。從中央部到端部的介電層2的厚度分布 沒(méi)有特別地限制，可W伴隨增減但作為整體變大。另外，從兩端部到20WI1內(nèi)側(cè)的厚度優(yōu)選比 從端部到另一個(gè)端部的厚度的平均值大。
[0041 ]介電層厚度能夠用5,000倍（視野區(qū)域25iimX20Ml)的掃描型電子顯微鏡（SEM: Scanning Electron Microscope)分割圖像來(lái)對(duì)素體主體10的截面進(jìn)行測(cè)定。更具體地說(shuō)， 能夠在寬度方向或者層疊方向上在20WI1間隔的地方測(cè)定介電層2的厚度。
[0042] 山為多個(gè)介電層2在中央部的厚度的平均值。Cb為多個(gè)介電層2在側(cè)面部方向的端 部的厚度的平均值。如果將從一方層疊最外層開(kāi)始數(shù)第k層的介電層2中央部的厚度設(shè)定為 di-k并且將不與外部電極6連接的端部的厚度設(shè)定為cb-k，則優(yōu)選在k=l~n滿足di-k<d2-k。
[0043] 層疊方向中央?yún)^(qū)域是指在將介電層2的層疊數(shù)設(shè)定為n的時(shí)候，將第n/2層(但是在 n為奇數(shù)的情況下是第n/2+0.5層)作為中屯、并且包含上下各[0.05Xn]層W下的區(qū)域。（[] 表示高斯符號(hào)）。
[0044] 第k層中的介電層厚度比（cb-k/di-k)優(yōu)選層疊方向中央?yún)^(qū)域的介電體厚度比 (d2-n/2/dl-n/2；)大于層疊最外層的介電體厚度比（d2-l/dl-l似及(d2-n/dl-n)，并且為從層疊最 外層向著層疊方向中央?yún)^(qū)域變大的分布。另外，不需要是平滑的分布，只要伴隨增減但作為 整體變大即可。另外，第n/2層的介電體厚度比不需要成為最大值，并且如果成為最大值的 層存在于層疊方向中央?yún)^(qū)域的范圍內(nèi)，則能夠得到本發(fā)明的效果。
[0045] 另外，對(duì)于層疊方向中央?yún)^(qū)域中的中央部的厚度的平均值di、側(cè)面部方向的端部 的厚度的平均值cb，（cb/di)優(yōu)選為1.15~1.30。
[0046] di、d2可W根據(jù)目的或用途適當(dāng)決定。優(yōu)選為0.15~0.祉m，更加優(yōu)選為0.2~0.扣 m。夾著介電層2的2層的內(nèi)部電極層3的長(zhǎng)度可W不同，在該情況下，只要將從位于內(nèi)側(cè)的內(nèi) 部電極層3的端部起與夾著介電層2的另一個(gè)內(nèi)部電極的距離設(shè)定為Cb即可。
[0047] 介電層2的層疊數(shù)可W根據(jù)目的或用途適當(dāng)決定。優(yōu)選為100層W上。更加優(yōu)選為 200層W上。
[0048] 內(nèi)部電極層3所含有的導(dǎo)電材料沒(méi)有特別地限定，例如能夠使用Ni、Cu、Ni-Cu合 金、Ag-Pd合金專。
[0049] 內(nèi)部電極層3的厚度可W根據(jù)目的或用途適當(dāng)決定。內(nèi)部電極層3的中央部的厚度 優(yōu)選為向著側(cè)面部7變小的分布。從中央部到端部的內(nèi)部電極3的厚度分布沒(méi)有特別地限 審IJ，只要伴隨增減并且作為整體變小即可。內(nèi)部電極層3的中央部的厚度eiW及側(cè)面部方向 的端部的厚度62可W根據(jù)目的或用途適當(dāng)決定。優(yōu)選為0.6皿W下，更加優(yōu)選為0.4皿W下。 ei是多個(gè)內(nèi)部電極層3在中央部的厚度的平均值。62是多個(gè)內(nèi)部電極層3在側(cè)面部方向的端 部的厚度的平均值。
[0050] 在中央部、端部的介電層2、內(nèi)部電極層3的厚度優(yōu)選滿足0.9< (d2+e2)/(di+ei)< 1.0的關(guān)系。另外，在內(nèi)部電極層3的末端區(qū)域被氧化的情況下，可W將沒(méi)有被氧化的區(qū)域的 末端部作為62。
[0051] 外層部4W及側(cè)面部7可W由與介電層2不同的介電體陶瓷組合物構(gòu)成。另外，也可 W由玻璃或樹(shù)脂材料構(gòu)成。外層部4W及側(cè)面部7的厚度可W根據(jù)目的或用途適當(dāng)決定，優(yōu) 選為1皿~50]im，進(jìn)一步優(yōu)選為扣m~40]im，更加優(yōu)選為2皿~20]im。也可W W消除由多個(gè)介 電層2W及內(nèi)部電極層3的厚度、長(zhǎng)度的分布而引起的表面凹凸的方式對(duì)外層部4W及側(cè)面 部7進(jìn)行加工。
[0052] 外部電極6所含有的導(dǎo)電材料沒(méi)有特別地限定，在本發(fā)明中能夠使用廉價(jià)的M、 Cu、運(yùn)些的合金?；蛘?，也可W在外部電極6上設(shè)置由分別將熱固化性樹(shù)脂和導(dǎo)電性顆粒作 為主成分的導(dǎo)電性樹(shù)脂構(gòu)成的樹(shù)脂電極層。
[0053] 〈層疊陶瓷電容器的制造方法〉
[0054] 本實(shí)施方式的層疊陶瓷電容器與現(xiàn)有的層疊陶瓷電容器同樣地可W通過(guò)W使用 了膏體的通常的印刷法或薄片法制作生巧忍片（green chip),在將其燒成之后，印刷或者 轉(zhuǎn)印外部電極并進(jìn)行燒結(jié)來(lái)制造。W下就制造方法進(jìn)行具體地說(shuō)明。
[0055] 首先，準(zhǔn)備用于形成介電體陶瓷層的介電體陶瓷原料，將其涂料化，制作出介電體 陶瓷層用膏體。
[0化6] 作為介電層陶瓷原料，首先，準(zhǔn)備將BaTi〇3、化化化、（Bi〇.5^〇.5)Ti〇3、NaNM3、KNb^ 等作為主成分的粉末。作為運(yùn)些的原料，可W使用上述成分的氧化物或其混合物、復(fù)合氧化 物。另外，可W從成為上述的氧化物或復(fù)合氧化物的各種化合物中適當(dāng)選擇使用，也可W將 運(yùn)些混合使用。作為各種化合物，例如可W列舉碳酸鹽、草酸鹽、硝酸鹽、氨氧化物、有機(jī)金 屬化合物等。
[0057]另外，介電體陶瓷原料可W使用通過(guò)所謂的固相法、草酸鹽法，另外，各種液相法 (例如，水熱合成法、醇鹽法、溶膠凝膠法等)制得的物質(zhì)等W各種方法制得的介電體陶瓷原 料。
[0058] 進(jìn)一步，在介電體陶瓷組合物中含有除了上述的主成分W外的成分的情況下，作 為該成分的原料，可W使用運(yùn)些成分的氧化物或其混合物、復(fù)合氧化物。
[0059] 接著，將有機(jī)載體(organic vehicle)混合于上述的介電體陶瓷原料中來(lái)制作出 介電層用膏體。有機(jī)載體是將粘合劑溶解于有機(jī)溶劑中而成的混合物。粘結(jié)劑沒(méi)有特別地 限定，可W從乙基纖維素、聚乙締醇縮下醒等公知的各種粘結(jié)劑中適當(dāng)選擇。有機(jī)溶劑也沒(méi) 有特別地限定，可W根據(jù)印刷法或薄片法等從二氨松油醇、下基卡必醇、丙酬、甲苯等各種 有機(jī)溶劑中適當(dāng)選擇。
[0060] 內(nèi)部電極層用膏體通過(guò)混合由導(dǎo)電性金屬或合金構(gòu)成的導(dǎo)電材料和上述的有機(jī) 載體來(lái)進(jìn)行制作。作為用作導(dǎo)電材料的金屬，可W使用Ni Xu、Ni-化合金、Ag-Pd合金等。
[0061] 然后，通過(guò)印刷法等將介電層用膏體制成生巧薄片形狀，將內(nèi)部電極層用膏體印 刷到該生巧薄片上，形成內(nèi)部電極層圖案。
[0062] 層疊多層由此獲得的完成內(nèi)部電極層圖案印刷的生巧薄片，W成為長(zhǎng)方體狀的方 式切斷。
[0063] 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所設(shè)及的生巧忍片工序通過(guò)例如刮刀法將介電層用膏體 涂布于側(cè)面排列的面整體來(lái)制作在燒成后成為側(cè)面部7的區(qū)域，從而獲得生巧忍片。但是， 本發(fā)明的效果在于結(jié)構(gòu)體，只要是能夠制造本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體的方法，也可W在層疊工序中 形成成為側(cè)面部7的區(qū)域。
[0064] 接著，將所獲得的生巧忍片提供給脫粘結(jié)劑工序，通過(guò)加熱除去有機(jī)成分。之后， 經(jīng)過(guò)燒成工序、退火工序從而成為素體主體10。
[0065] 作為脫粘結(jié)劑工序中的條件，優(yōu)選將升溫速度設(shè)定為10~300°C/小時(shí)、優(yōu)選將保 持溫度設(shè)定為500~800°C、優(yōu)選將溫度保持時(shí)間設(shè)定為0.5~24小時(shí)。另外，氣氛為空氣或 者還原性氣氛。
[0066] 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所設(shè)及的燒成工序中，為了使介電層2W及內(nèi)部電極層3成 為所希望的厚度分布，可W使用特殊的熱壓燒結(jié)法，所述熱壓燒結(jié)法通過(guò)溫度W及加壓分 布的控制或燒成夾具的選定從而能夠?qū)囟确植糤及應(yīng)力分布賦予燒成工序中的試樣內(nèi) 部。但是，本發(fā)明的效果在于結(jié)構(gòu)體，只要是能夠制作本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體的方法，可W使用任 何介電體陶瓷膏體、內(nèi)部電極膏體、各種燒成方法，例如可W例示漉道害燒成、熱等靜壓 化Ot isos1:atic pressing)燒成、間歇式爐燒成等。
[0067] 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所設(shè)及的熱壓燒成裝置如圖5、圖6所示是連續(xù)式高速熱壓 燒成。
[0068] 如圖5所示，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所設(shè)及的連續(xù)式高速熱壓燒成爐由加壓沖頭 加熱室20、加壓室21、沖頭22、工作臺(tái)23、加熱器24、推板25、接受板26構(gòu)成，層疊體試樣27放 置于高強(qiáng)度板28上，高強(qiáng)度板安裝于陶瓷臺(tái)29上和沖頭22的底部。
[0069] 如圖6所示，本發(fā)明的連續(xù)式高速熱壓燒成爐通過(guò)用加壓沖頭加熱室20從Iioor 被加熱到1300°C的沖頭22和高強(qiáng)度板28對(duì)通過(guò)推板25被送到工作臺(tái)23并且放置于陶瓷臺(tái) 29和高強(qiáng)度板28上的層疊體試樣27進(jìn)行加壓加熱，由此進(jìn)行燒結(jié)。燒結(jié)后的層疊體試樣通 過(guò)接受板26送出至加壓室21之外。
[0070] 作為燒成條件，例如可W列舉升溫速度為7000°C/hW上且looooor/hW下、并且 加壓量為1.0 MPa W上且SOMPa W下的條件。
[0071] 燒成氣氛優(yōu)選為經(jīng)過(guò)加濕的化氣(氧分壓：1.0 X 1(T7~1.0 X 1(T中a)。如果氧分壓 過(guò)低，則在脫粘結(jié)劑工序中殘留的碳也會(huì)在燒成工序中殘留并且退火條件會(huì)移動(dòng)到高溫 偵U，因而不優(yōu)選。相反地，如果過(guò)高，則導(dǎo)電性金屬會(huì)發(fā)生氧化，從而不優(yōu)選。
[0072] 作為上述的高強(qiáng)度板，可W列舉碳化鶴、碳化娃、氮化娃等抗熱沖擊性強(qiáng)并且彎曲 強(qiáng)度大的材料。從與試樣的反應(yīng)性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選使用碳化娃。
[0073] 作為上述的加壓沖頭，可W列舉碳化娃、氮化侶等比導(dǎo)熱率高的材料。從耐熱性、 比導(dǎo)熱率的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選使用碳化娃。
[0074] 作為上述的陶瓷臺(tái)，可W列舉穩(wěn)定化氧化錯(cuò)、氧化侶、氮化娃等比導(dǎo)熱率低的材 料。從抗熱沖擊性、比導(dǎo)熱率的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選使用穩(wěn)定化氧化錯(cuò)、氮化娃。
[0075] 退火過(guò)程中的保持溫度優(yōu)選為650~Iioor，保持時(shí)間優(yōu)選為0.1~20小時(shí)。另外， 退火工序的氣氛優(yōu)選為經(jīng)過(guò)加濕的化氣(氧分壓：1.0 X 1(T3~1.OPa)。
[0076] 在上述的脫粘結(jié)劑工序、燒成工序W及退火工序中，在將化氣或混合氣體等加濕 的情況下，可W使用例如濕潤(rùn)劑等。
[0077] 脫粘結(jié)劑工序、燒成工序W及退火工序可W連續(xù)進(jìn)行，也可W獨(dú)立地進(jìn)行。另外， 也可W根據(jù)需要實(shí)施多次燒成工序和退火工序。
[0078] 另外，也可W在實(shí)施了 1次W上的燒成工序、退火工序之后通過(guò)涂布介電層用膏體 或玻璃并進(jìn)行熱處理從而形成外層部4W及側(cè)面部7。
[0079] 通過(guò)例如滾筒研磨或噴砂等對(duì)由此獲得的素體主體10實(shí)施端面研磨，印刷或轉(zhuǎn)印 外部電極用膏體并進(jìn)行燒成，從而形成外部電極6。然后，根據(jù)需要通過(guò)電鍛等在外部電極6 的外面形成包覆層。
[0080] 由此制造的本發(fā)明的層疊型陶瓷電子部件可W通過(guò)焊接等而被安裝于印制基板 上等，從而用于各種電子設(shè)備等。
[0081] 另外，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，可W在本發(fā)明的范圍內(nèi)進(jìn)行各種改變。
[0082] 例如，在上述實(shí)施方式中作為本發(fā)明所設(shè)及的層疊型陶瓷電子部件列舉了層疊陶 瓷電容器，但是作為本發(fā)明所設(shè)及的層疊型陶瓷電子部件，不限定于層疊陶瓷電容器，可W 列舉層疊壓敏電阻、層疊熱敏電阻等。
[0083] 實(shí)施例
[0084] W下基于更詳細(xì)的實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，但是本發(fā)明并不限定于運(yùn)些實(shí)施例。
[0085] 在本實(shí)施例中，制造具有組成為（8日日.96〔日日.日4)(1'1日.942^).日6)〇3+1旨0(0.1質(zhì)量份）+ Mn0(0.3質(zhì)量份)+Y203(0.4質(zhì)量份)+Si〇2(0.3質(zhì)量份)+V205(0.05質(zhì)量份）的介電層2的層疊 型陶瓷電子部件。
[0086] 首先，通過(guò)球磨機(jī)對(duì)粒徑為0.1 ~1皿的 BaTi〇3、CaTi〇3、BaZr〇3、MgC〇3、MnC〇3、Y203、 Si化的材料粉末進(jìn)行16小時(shí)的濕式混合并進(jìn)行干燥，由此準(zhǔn)備了介電粉末。
[0087] 用球磨機(jī)混合所獲得的介電體陶瓷原料100質(zhì)量份、聚乙締醇縮下醒樹(shù)脂10質(zhì)量 份、作為增塑劑的鄰苯二甲酸二辛醋(D0P)5質(zhì)量份、作為溶劑的丙醇100質(zhì)量份并進(jìn)行膏體 化，從而得到介電層用膏體。
[0088] 接著，相對(duì)于100質(zhì)量份的平均粒徑為0.10皿的Ni顆粒，通過(guò)S漉研磨機(jī)將有機(jī)載 體(將乙基纖維素8質(zhì)量份和礦物油精40質(zhì)量份溶解于二氨松油醇52質(zhì)量份而得到的混合 物)40質(zhì)量份進(jìn)行混煉并進(jìn)行膏體化，從而獲得內(nèi)部電極層用膏體。
[0089] 使用所獲得的介電體陶瓷層用膏體，通過(guò)刮刀法在PET薄膜上進(jìn)行薄片成形，并進(jìn) 行干燥，由此形成生巧薄片。在其上印刷了內(nèi)部電極用膏體之后，從PET薄膜上剝離薄片。接 著，將內(nèi)部電極層圖案層印刷完成的生巧薄片（242片）、外層部用生巧薄片(沒(méi)有印刷內(nèi)部 電極層用膏體)層疊，進(jìn)行壓合，從而獲得生巧層疊體。
[0090] 接著，適用切割機(jī)來(lái)切斷所獲得的多個(gè)生巧層疊體，W側(cè)面部7配置于相同平面的 方式進(jìn)行排列，通過(guò)刮刀法涂布介電層用膏體。通過(guò)對(duì)另一個(gè)側(cè)面部7也同樣地進(jìn)行涂布， 從而制得生巧忍片。
[0091] 接著，實(shí)施脫粘結(jié)劑工序。
[0092] 脫粘結(jié)劑工序在下述條件下進(jìn)行。
[0093] 升溫速度:50°C/小時(shí)
[0094] 保持溫度:750°C
[0095] 保持時(shí)間：2小時(shí)
[0096] 降溫速度:200 °C/小時(shí)
[0097] 氣氛：6.0X10-1 中 a
[0098] 用高強(qiáng)度板28夾持脫粘結(jié)劑后的忍片，使用熱壓燒成裝置進(jìn)行燒成，從而獲得燒 結(jié)體忍片。
[0099] 對(duì)于所獲得的高強(qiáng)度板28上的脫粘結(jié)劑后的層疊體忍片，使用圖5所示的熱壓燒 成裝置在下述的條件下進(jìn)行燒成。
[0100] 升溫速度:25000 °C/小時(shí)
[0101] 保持溫度:1100°C
[0102] 保持時(shí)間:0.2小時(shí)
[0103] 降溫速度:2000°C/小時(shí)
[0104] 加壓量:IOMPa
[0105] 氣氛:2.0Xl〇-5pa
[0106] 作為上述的熱壓燒成裝置的夾具材料種類，在本實(shí)施例中作為沖頭22使用碳化 娃，作為陶瓷臺(tái)29使用氮化娃。
[0107] 使用無(wú)加壓的間歇式爐在下述的條件下對(duì)由此燒結(jié)的層疊體進(jìn)行退火。
[010引升降溫速度:200 °C/小時(shí)
[0109] 保持溫度:900°C
[0110] 保持時(shí)間：1小時(shí)
[0111] 氣氛:2.0Xl〇-2pa
[0112] 另外，脫粘結(jié)劑工序、燒成工序W及退火工序的氣氛為此與加濕后的化的混合氣 氛。
[0113] 用滾筒研磨來(lái)對(duì)退火后的燒結(jié)體忍片實(shí)施端面研磨，燒結(jié)Cu端子電極用膏體形成 端子電極6,從而形成實(shí)施例1所設(shè)及的層疊陶瓷電容器。
[0114] 所獲得的層疊陶瓷電容器的不包括端子電極部的尺寸為0.6mm X 0.3mm X 0.22mm。
[0115] 〈介電體厚度評(píng)價(jià)〉
[0116] 對(duì)于所獲得的層疊陶瓷電容器，W與形成有端子電極的面平行的面進(jìn)行切斷，用 掃描型電子顯微鏡(SEM似5,000倍（I視野區(qū)域，長(zhǎng)25皿X寬20皿)對(duì)截面進(jìn)行分割觀察。介 電層2的寬度方向的厚度分布通過(guò)在每個(gè)視野測(cè)量任意部分的介電體厚度300點(diǎn)并求得平 均值，從而導(dǎo)出每20WI1的介電體厚度。將相對(duì)于實(shí)施例1的測(cè)定結(jié)果示于圖7中。將相對(duì)于介 電層241層的測(cè)定結(jié)果的介電層2中央部的厚度平均值設(shè)定為山，將側(cè)面部方向端部的厚度 平均值設(shè)定為Cb。另外，求得從介電層2的端部到另一個(gè)端部的平均值，將其設(shè)定為dAVE。將 結(jié)果示于表1中。
[0117] 〈可靠性評(píng)價(jià)〉
[0118] 實(shí)施高溫加速壽命試驗(yàn)（HALT:Highly Accelerated Life Test)。對(duì)于30個(gè)試樣， 進(jìn)行在溫度為140°C下施加4V電壓的高溫負(fù)載壽命試驗(yàn)，測(cè)定從開(kāi)始試驗(yàn)到絕緣電阻值成 為10 5〇的時(shí)間的平均故障時(shí)間(1刊。:1日日111'1111日1'〇化1111的）和偏差大小的指標(biāo)的111值。 MTTF優(yōu)選為20h W上，m值優(yōu)選為3 W上。MTTF進(jìn)一步優(yōu)選為40h W上，m值進(jìn)一步優(yōu)選為4 W 上。
[0119] 〈比較例1〉
[0120] 除了將生巧薄片的厚度變更成0.9倍W外，與實(shí)施例1同樣地制作生巧薄片。另外， 除了在燒成工序中使用間歇式爐并且在無(wú)加壓條件下進(jìn)行W外，其它條件與實(shí)施例1相同。 [0121 ]在下述條件下進(jìn)行燒成。
[0122] 升溫速度:20000 °C/小時(shí)
[0123] 保持溫度:1100 °C
[0124] 保持時(shí)間：1.0小時(shí)
[0125] 降溫速度:1000°C/小時(shí)
[0126] 氣氛:2.0Xl〇-5pa
[0127] 〈比較例2〉
[01%]除了在生巧薄片的層疊工序中形成素體主體10的側(cè)面部7,之后在85°C、1000kgf/ cm2的條件下進(jìn)行等壓加壓成形，并且W介電層2的端部的厚度與中央部相比變薄的方式進(jìn) 行處理W外，W與比較例1相同的條件進(jìn)行制作。
[01巧]將實(shí)施例1、比較例1、比較例2的結(jié)果示于表1、圖7中。
[0130][表 1] 「011
L0132」看到表1、閣7明顯可知，如果介電層2是向著側(cè)面部變厚的分布，則可靠性為良好。 另一方面，比較例1中，介電層2的厚度平均值大于實(shí)施例并且是偏差小的厚度分布，但是 MTTF短并且m值也低。
[0133] 比較例2中，介電層2是向著側(cè)面部變薄的分布，并且可靠性進(jìn)一步惡化。運(yùn)樣可 知，介電層2的絕緣強(qiáng)度的劣化受端部的電場(chǎng)集中所支配。或者，如果是實(shí)施例1的分布，貝U 由于介電層2的厚度平均值沒(méi)有變厚，所W不使靜電容量下降并且能夠獲得良好的可靠性。
[0134] 〈實(shí)施例2〉
[0135] 除了在使用圖5所示的熱壓燒成裝置的燒成工序中，使上部的高強(qiáng)度板28為碳化 娃并且使下部的高強(qiáng)度板28為與碳化娃相比熱導(dǎo)率低的碳化鶴W外，與實(shí)施例1同樣地進(jìn) 行制作。接觸于熱導(dǎo)率高的上部的面成為高溫，在燒成中的試樣的上下產(chǎn)生溫度梯度，由此 形成介電體中央部與端部的厚度比從外層側(cè)向著另一個(gè)外層側(cè)變大的分布。
[0136] 〈實(shí)施例3〉
[0137] 在使用熱壓燒成裝置的燒成工序中，在W下所示的條件下進(jìn)行加壓量，除此W外， W與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行制作。
[013引加壓量:燒成工序開(kāi)始時(shí):3MPa
[0139] 到達(dá)900°C到結(jié)束時(shí)：10MPa
[0140] 對(duì)于實(shí)施例1~3的試樣，將從一個(gè)外層開(kāi)始數(shù)第k層的介電層2中央部的厚度設(shè)定 為di-k，將側(cè)面部方向端部的厚度設(shè)定為cb-k，每20層測(cè)定第k層的介電體厚度比(cb-k/di-k)。 將厚度分布的測(cè)定結(jié)果示于圖8中。
[0141] [表 2]
[0143] 看到表2、圖8明顯可知，介電層2的中央部的厚度與端部的厚度之比成為從層疊最 外層向著層疊方向中央?yún)^(qū)域變大的分布的實(shí)施例3中，m值高并且偏差小。
[0144] 〈實(shí)施例4~8〉
[0145] 在使用熱壓燒成裝置的燒成工序中，W表3所示的條件進(jìn)行從保持溫度90(TC到結(jié) 束時(shí)的加壓W外，W與實(shí)施例3相同的方法進(jìn)行制作。測(cè)定在層疊方向中央?yún)^(qū)域(第109層到 第133層）中的介電層2的中央部的厚度與側(cè)面部方向端部的厚度之比(cb/di)，與可靠性試 驗(yàn)結(jié)果一起示于表3中。
[0146] [表 3]
[01471
[0148] 看到表3明顯可知，在層疊方向中央?yún)^(qū)域中的di與端部的厚度Cb之比（cb/di)為 1.15~1.30的范圍內(nèi)的實(shí)施例4~7具有特別優(yōu)異的可靠性。
[0149] 〈實(shí)施例9~11〉
[0150] 在使用熱壓燒成裝置的燒成工序中，從溫度保持工序開(kāi)始到結(jié)束慢慢降低加壓 量。將保持工序開(kāi)始W及保持工序結(jié)束時(shí)的加壓量示于表4中。
[0151 ]在冷卻工序中維持保持工序結(jié)束時(shí)的加壓量。
[0152] W其它條件與實(shí)施例1相同的條件下實(shí)行熱壓燒成。
[0153] 如果在介電層2的致密化結(jié)束之前使熱壓燒成工序的加壓量慢慢降低，則利用內(nèi) 部電極層3向試樣的中屯、部收縮而形成內(nèi)部電極層3的中央部的厚度向著側(cè)面部變小的分 布。
[0154] 〈內(nèi)部電極層厚度評(píng)價(jià)〉
[0155] 對(duì)于所獲得的層疊陶瓷電容器，與介電層厚度評(píng)價(jià)同樣地使用掃描型電子顯微鏡 (SEM)來(lái)測(cè)量相對(duì)于內(nèi)部電極層全部242層的測(cè)定結(jié)果的內(nèi)部電極層3中央部的厚度平均值 ei、側(cè)面部方向端部的厚度平均值62。
[0156] 〈抗熱沖擊性評(píng)價(jià)〉
[0157] 使用設(shè)定成30(TC的焊錫槽，將層疊陶瓷電容器浸潰于焊錫槽中約1秒鐘，使用立 體顯微鏡WlOO倍的倍率對(duì)浸潰后的試樣進(jìn)行觀察，確認(rèn)有無(wú)開(kāi)裂，獲取不良個(gè)數(shù)。試樣個(gè) 數(shù)為100個(gè)。另外，如果100個(gè)中不良個(gè)數(shù)為5個(gè)W下，則在家用設(shè)備用途中具有充分的可靠 性。
[015引[表4]
[0159]
[0160] 看到表4明顯可知，如果內(nèi)部電極層3的中央部的厚度向著側(cè)面部變小，則抗熱沖 擊性提高。
[0161] 〈實(shí)施例12~14〉
[0162] 在使用熱壓燒成裝置的燒成工序中，從保持工序結(jié)束后開(kāi)始降低至到800°C期間 慢慢降低加壓量。除了 W表5所示的條件進(jìn)行800°C下的加壓量W外，W與實(shí)施例11相同的 方法進(jìn)行制作。測(cè)定對(duì)于介電層241層的測(cè)定結(jié)果的介電層2中央部的厚度平均值di、端部 的厚度平均值cb、對(duì)于內(nèi)部電極層(全部242層）的測(cè)定結(jié)果的內(nèi)部電極層3中央部的厚度平 均值61、端部的厚度平均值62,求得化+62)/(山+61)。耐熱沖擊試驗(yàn)中，將浸潰到焊錫槽的次 數(shù)增加到3次，給予更嚴(yán)酷的熱沖擊。將對(duì)于實(shí)施例11~14的結(jié)果示于表5中。
[0163] [表 5]
[0164]
[01化]看到表5明顯可知，如果滿足0.9< (d2+e2)/(di+ei) < 1.0的關(guān)系，則抗熱沖擊性更 進(jìn)一步提局。
[0166] 產(chǎn)業(yè)上利用的可能性
[0167] 本發(fā)明能夠提供一種可靠性W及抗熱沖擊性優(yōu)異的層疊型陶瓷電子部件。另外， 本發(fā)明并不限于層疊陶瓷電容器，也能夠適用于其它表面安裝型電子部件，例如壓敏電阻、 熱敏電阻、LC復(fù)合部件等。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種層疊型陶瓷電子部件，其特征在于： 具備： 長(zhǎng)方體形狀的素體主體，其具有沿著長(zhǎng)度方向和寬度方向延伸的第1主面和第2主面、 沿著長(zhǎng)度方向和高度方向延伸的第1側(cè)面和第2側(cè)面、沿著寬度方向和高度方向延伸的第1 端面和第2端面;和 一對(duì)內(nèi)部電極層，其以露出于所述第1端面或者所述第2端面的方式在所述陶瓷素體的 內(nèi)部夾著介電層在高度方向上相互相對(duì)， 所述介電層的厚度從中央部向著所述第1側(cè)面和第2側(cè)面變大。2. 如權(quán)利要求1所述的層疊型陶瓷電子部件，其特征在于： 將所述介電層的中央部的厚度設(shè)定為cU，將所述第1側(cè)面和第2側(cè)面方向的介電層端部 的厚度設(shè)定為d2，d2相對(duì)于di之比d2/di從層疊最外層向著層疊方向中央?yún)^(qū)域變大。3. 如權(quán)利要求2所述的層疊型陶瓷電子部件，其特征在于： 在所述層疊方向中央?yún)^(qū)域中，介電體中央部的厚度di與所述第1側(cè)面和第2側(cè)面方向的 介電層端部的厚度d2之比d2/di為1.15~1.30。4. 如權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的層疊型陶瓷電子部件，其特征在于： 所述內(nèi)部電極層的厚度從中央部向著所述第1側(cè)面和第2側(cè)面變小。5. 如權(quán)利要求4所述的層疊型陶瓷電子部件，其特征在于： 在將所述內(nèi)部電極層的中央部的厚度設(shè)定Sei并且將所述第Ι?面和第2?面方向的內(nèi) 部電極層端部的厚度設(shè)定為e2的時(shí)候，與所述介電層的中央部的厚度cU、所述第1和第2側(cè)面 方向的介電層端部的厚度d2之間滿足0.9< (d2+e2)/(di+ei) < 1.0的關(guān)系。
【文檔編號(hào)】H01G4/30GK105845438SQ201610069480
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年2月1日
【發(fā)明人】遠(yuǎn)藤誠(chéng), 石田慶介, 山口孝, 山口孝一, 田邊新平
【申請(qǐng)人】Tdk株式會(huì)社