陶瓷电子器件制造技术

本申请提供一种陶瓷电子器件，该陶瓷电子器件包括层叠结构，其中以陶瓷为主要成分的多个电介质层中的每一层和具有孔的多个内部电极层中的每一层交替层叠。多个内部电极层中的至少一层的连续系数为80％以下。多个内部电极层中的至少一层的孔的平均孔径小于等于多个电介质层的每一层的厚度。电介质层的每一层的厚度。电介质层的每一层的厚度。

【技术实现步骤摘要】
陶瓷电子器件


[0001]本专利技术的某一方面涉及一种陶瓷电子器件。

技术介绍

[0002]近来，电子设备例如智能手机的尺寸变小。并且，电子设备具有高性能。因此，要求安装在电子设备上的陶瓷电子器件尺寸减小。然而，例如，当陶瓷电子器件的芯片尺寸减小时，内部电极层面向电介质层的面积也会减小。在这种情况下，静电容量也会减小。为了确保静电容量并减小芯片尺寸，要求以高密度层叠，其中电介质层的厚度和内部电极层的厚度减小并且所层叠的层的数量增大。此外，提高电介质层的性能例如介电常数也是必需的。在下式中，静电容量与电介质层的厚度成反比。因此，减小电介质层的厚度是有效的。
[0003]C＝ε
×
S/d
[0004]C：静电容量[F]；ε：电介质材料的介电常数[F/n]；S：电极面积[m2]；电极的间隔(电介质层的厚度)：d[m]。

技术实现思路

[0005]根据实施方式的第一方面，提供一种陶瓷电子器件，包括：层叠结构，其中以陶瓷为主要成分的多个电介质层中的每一层和具有孔的多个内部电极层中的每一层交替层叠，其中多个内部电极层中的至少一层的连续系数为80％以下，并且其中多个内部电极层中的至少一层的孔的平均孔径小于等于多个电介质层的每一层的厚度。
附图说明
[0006]图1是层叠陶瓷电容器的部分剖面透视图；
[0007]图2是沿图1中的A
‑
A线截取的剖视图；
[0008]图3是沿图1中的B
‑
B线截取的剖视图；
[0009]图4示出内部电极层的连续系数；
[0010]图5示出平均孔径的计算方法；
[0011]图6A至图6D示出用于模拟的模型的一部分；
[0012]图7A至图7D示出用于模拟的模型的一部分；
[0013]图8示出静电容量的图；
[0014]图9示出静电容量保持率的图；以及
[0015]图10示出层叠陶瓷电容器的制造方法的流程。
具体实施方式
[0016]通过将电介质生片和包括金属颗粒例如Ni或Cu的金属导电膏层叠，将电介质生片和金属导电膏烧结和收缩，从而形成层叠陶瓷电容器。在这种情况下，金属颗粒的烧结起始温度与电介质材料的烧结起始温度大为不同。因此，烧制工序中金属导电膏的收缩与烧制
工序中电介质生片的收缩之间的差异变大。在这种情况下，内部电极层中会发生结构缺陷例如孔。因此，内部电极层的连续系数会降低。当连续系数降低时，会发生性能劣化，例如静电容量降低或变化。更甚者，内部电极层会破裂。在这种情况下，电容器的功能无法实现。
[0017]为了提高内部电极层的连续系数，已进行许多项研究。例如，为了减小烧制工序中金属导电膏的收缩与电介质生片的收缩之间的差异，已提出有多种在金属导电膏中添加由陶瓷制成的共材(co
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material)的方法(例如，参见日本专利申请公开号2014
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082435)。已提出有通过向金属导电膏中添加金属元素例如Ca、Mg、Ba或Mn来提高金属导电膏与电介质生片之间的润湿性的方法(例如，参见日本专利申请公开号2016
‑
192477)。已提出有通过在金属导电膏的Ni颗粒上形成涂膜来调节Ni的烧结特性的方法(例如，参见日本专利申请公开号2015
‑
131982)。已提出有通过在金属导电膏中添加Pt或Au来提高Ni的耐热性的方法(例如，参见日本专利申请公开号2011
‑
228023)。
[0018]另一方面，当内部电极层的连续系数变大时，烧制工序中内部电极层和电介质层之间的收缩差异导致的应力不会被吸收。在这种情况下，很容易出现裂缝。因此，已提出有限制连续系数的方法(例如，参见日本专利申请公开号2013
‑
089944、日本专利申请公开号2006
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332334、日本专利申请公开号H11
‑
031633和日本专利申请公开号H10
‑
012476)。然而，当限制连续系数时，静电容量会降低。
[0019]现将参考附图对示例性实施方式进行说明。
[0020][示例性实施方式][0021]图1示出根据一实施方式的层叠陶瓷电容器100的透视图，其中示出层叠陶瓷电容器100的一部分的剖面。图2示出沿图1中的A
‑
A线截取的剖视图。图3示出沿图1中的B
‑
B线截取的剖视图。如图1至图3所示，层叠陶瓷电容器100包括：具有长方体形状的层叠芯片10；和分别设置在层叠芯片10的彼此相对的两个端面上的外部电极20a和20b。在层叠芯片10的两个端面以外的四个面当中，将层叠方向上的顶面和底面以外的两个面称作侧面。外部电极20a和20b中的每一个均延伸至层叠芯片10的层叠方向上的顶面和底面以及两个侧面。然而，外部电极20a和20b彼此间隔开。
[0022]层叠芯片10具有被设计成具有交替地层叠的电介质层11和内部电极层12的结构。电介质层11含有充当电介质材料的陶瓷材料。内部电极层12含有贱金属。内部电极层12的端缘(end edge)交替地露出于层叠芯片10的第一端面和层叠芯片10的不同于第一端面的第二端面。外部电极20a设置在第一端面上。外部电极20b设置在第二端面上。由此，内部电极层12交替地电连接至外部电极20a和外部电极20b。因此，层叠陶瓷电容器100具有如下结构：其中层叠有多个电介质层11，其间夹有内部电极层12。在电介质层11和内部电极层12的层叠结构中，层叠方向上的最外层是内部电极层12，覆盖层13覆盖层叠结构的顶面和底面。覆盖层13主要由陶瓷材料构成。例如，覆盖层13的主要成分与电介质层11的主要成分相同。
[0023]例如，层叠陶瓷电容器100可以为长度0.25mm，宽度0.125mm和高度0.125mm。层叠陶瓷电容器100可以为长度0.4mm，宽度0.2mm和高度0.2mm。层叠陶瓷电容器100可以为长度0.6mm，宽度0.3mm和高度0.3mm。层叠陶瓷电容器100可以为长度1.0mm，宽度0.5mm和高度0.5mm。层叠陶瓷电容器100可以为长度3.2mm，宽度1.6mm和高度1.6mm。层叠陶瓷电容器100可以为长度4.5mm，宽度3.2mm和高度2.5mm。然而，层叠陶瓷电容器100的尺寸并不限于以上尺寸。
[0024]内部电极层12主要由贱金属例如镍(Ni)、铜(Cu)或锡(Sn)构成。内部电极层12可以由贵金属例如铂(Pt)、钯(Pd)、银(Ag)或金(Au)或包括其一种或多种的合金构成。
[0025]电介质层11主要由通式ABO3所表示的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，陶瓷材料为例如具有钙钛矿结构的BaTiO3(钛酸钡)、CaZrO3(锆酸钙)、CaTiO3(钛酸钙)、SrTiO3(钛酸锶)、MgTiO3(钛酸镁)、B本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷电子器件，包括：层叠结构，其中以陶瓷为主要成分的多个电介质层中的每一层和具有孔的多个内部电极层中的每一层交替层叠，其中所述多个内部电极层中的至少一层的连续系数为80％以下，并且其中所述多个内部电极层中的至少一层的孔的平均孔径小于等于所述多个电介质层的每一层的厚度。2.根据权利要求1所述的陶瓷电子器件，其中所述连续系数为50％以上。3.根据权利要求1或2所述的陶瓷电子器件，其中所述平均孔径为100μm以下。4.根据权利要求1至3中任一项所述的陶瓷电子器件，其中所述多个电介质层的平均厚度...

【专利技术属性】
技术研发人员：渥美照夫，
申请(专利权)人：太阳诱电株式会社，
类型：发明
国别省市：