陶瓷电子器件及其制造方法技术

本申请提供一种陶瓷电子器件，其包括层叠芯片，其中主要成分为陶瓷的多个电介质层中的每一层与包括Ni作为主要成分的多个内部电极层中的每一层交替地层叠，层叠芯片具有长方体形状，多个内部电极层中的每一层露出于彼此相对的两个端面；和分别设置在两个端面上且主要成分为Ni的外部电极。多个内部电极层包括除Ni以外的次要金属元素和共材。多个内部电极层中次要金属元素的浓度高于在外部电极中次要金属元素的浓度。属元素的浓度。属元素的浓度。

【技术实现步骤摘要】
陶瓷电子器件及其制造方法


[0001]本专利技术的某一方面涉及陶瓷电子器件和陶瓷电子器件的制造方法。

技术介绍

[0002]随着电池容量的增加，以及以手机为代表的移动终端或其他电子设备的多功能、高性能，作为元件之一的层叠陶瓷电容器等小型化、大容量陶瓷电子元件的需求也在不断增加。

技术实现思路

[0003]根据本专利技术的一个方面，提供一种陶瓷电子器件，其包括：层叠芯片，其中主要成分为陶瓷的多个电介质层中的每一层与包括Ni作为主要成分的多个内部电极层中的每一层交替地层叠，层叠芯片具有长方体形状，多个内部电极层中的每一层露出于彼此相对的两个端面；和分别设置在两个端面上且主要成分为Ni的外部电极，其中多个内部电极层包括除Ni以外的次要金属元素(sub metal element)和共材，并且其中多个内部电极层中次要金属元素的浓度高于外部电极中次要金属元素的浓度。
[0004]根据本专利技术的另一方面，提供一种陶瓷电子器件的制造方法，其包括：通过交替地层叠多个电介质生片中的每一个和多个内部电极图案中的每一个，形成陶瓷层叠结构，并使多个内部电极图案交替地露出于陶瓷层叠结构的彼此相对的两个端面，多个电介质生片中的每一个包括陶瓷粉末，多个内部电极图案中的每一个包括作为主要成分金属的Ni、共材和次要金属元素；在两个端面上施用金属膏，金属膏的主要成分金属为Ni；和烧制陶瓷层叠结构，使得由多个内部电极图案形成的内部电极层中次要金属元素的浓度高于由金属膏形成的外部电极中次要金属元素的浓度。
[0005]根据本专利技术的一个方面，提供一种陶瓷电子器件，其包括：层叠芯片，其中主要成分为陶瓷的多个电介质层中的每一层与包括Ni作为主要成分的多个内部电极层中的每一层交替地层叠，层叠芯片具有长方体形状，多个内部电极层中的每一层露出于彼此相对的两个端面；和分别设置在两个端面上的外部电极，外部电极具有主要成分Ni，并且包括除Ni之外的次要金属元素和共材，其中外部电极中次要金属元素的浓度高于多个内部电极层中次要金属元素的浓度。
[0006]根据本专利技术的另一方面，提供一种陶瓷电子器件的制造方法，其包括：通过交替地层叠包括陶瓷粉末的多个电介质生片中的每一个和包括Ni作为主要成分金属的多个内部电极图案中的每一个，形成陶瓷层叠结构，并且使多个内部电极图案交替地露出于陶瓷层叠结构的彼此相对的两个端面；在两个端面上施用金属膏，金属膏的主要成分金属为Ni，并且金属膏包括除Ni以外的次要金属元素和共材；和烧制陶瓷层叠结构，使得由金属膏形成的外部电极中次要金属元素的浓度高于由内部电极图案形成的内部电极层中次要金属元素的浓度。
附图说明
[0007]图1示出层叠陶瓷电容器的透视图，其中示出层叠陶瓷电容器的一部分的截面；
[0008]图2示出沿着图1的线A
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A截取的剖视图；
[0009]图3示出沿着图1的线B
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B截取的剖视图；
[0010]图4示出连续系数；
[0011]图5示出共材的体积分布；
[0012]图6示出层叠陶瓷电容器的制造方法；
[0013]图7A和图7B示出层叠工序；
[0014]图8示出裂纹；
[0015]图9示出共材的体积分布；
[0016]图10示出层叠陶瓷电容器的制造方法；
[0017]图11A和图11B示出层叠工序；
[0018]图12A是通过追踪实施例1的层叠方向上的截面的SEM照片而获得的图；
[0019]图12B是通过追踪比较例1的层叠方向上的截面的SEM照片而获得的图；
[0020]图13是根据实施例1和比较例1的共材的直径和体积分布计算的曲线图；
[0021]图14A是通过追踪实施例10的层叠方向上的截面的SEM照片而获得的图；
[0022]图14B是通过追踪比较例2的层叠方向上的截面的SEM照片而获得的图；和
[0023]图15是根据实施例10和比较例2的共材的直径和体积分布计算的曲线图。
具体实施方式
[0024]关于陶瓷电子器件容量的增加，正在采取诸如材料组分研究等措施来提高电介质材料的介电常数和使电介质层变薄。通过使内部电极层变薄来增加层数也是有效的手段。然而，当使内部电极层变薄时，在烧制过程中，电介质层和内部电极层之间的致密化温度范围不同。在这种情况下，内部电极层会过度烧结，并且内部电极层的连续系数会降低。因此，内部电极层和外部电极之间的接合性(bondability)会恶化，并且不会必然实现所期望的特性。
[0025]当外部电极和电介质层同时烧制时，电介质层和外部电极在烧制过程中具有不同的致密化温度范围。在这种情况下，外部电极可能过度烧结并收缩。因此，层与外部电极之间的接合性可能恶化，并且可能不一定获得期望的特性。
[0026]将参考附图对实施方式进行说明。
[0027](第一实施方式)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的一部分的截面。图2示出沿图1中的A
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A线截取的剖视图。图3示出沿图1中的B
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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(end face)上的一对外部电极20a和20b。在层叠芯片10的两个端面以外的四个面中，将层叠芯片10的层叠方向上除顶面和底面以外的两个面称作侧面(side face)。外部电极20a和20b延伸到层叠芯片10的顶面、底面和两个侧面。但是，外部电极20a和20b彼此间隔开。
[0028]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包括用作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(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。在实施方式中，第一端面与第二端面相对。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交替地导出至外部电极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，每两个电介质层11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，两个内部电极层12设置在层叠方向上的最外层。层叠结构的作为内部电极层12的顶面和底面被覆盖层13覆盖。覆盖层13的主要成分是陶瓷材料。例如，覆盖层13的主要成分可以与电介质层11的主要成分相同，或者可以与电介质层11的主要成分不同。
[0029]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0.6mm，宽度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷电子器件，包括：层叠芯片，其中主要成分为陶瓷的多个电介质层中的每一层与包括Ni作为主要成分的多个内部电极层中的每一层交替地层叠，所述层叠芯片具有长方体形状，所述多个内部电极层中的每一层露出于彼此相对的两个端面；和分别设置在所述两个端面上且主要成分为Ni的外部电极，其中所述多个内部电极层包括除Ni以外的次要金属元素和共材，并且其中所述多个内部电极层中次要金属元素的浓度高于所述外部电极中次要金属元素的浓度。2.根据权利要求1所述的陶瓷电子器件，其中所述次要金属元素是选自Au、Sn、Cr、Fe、Y、In、As、Co、Cu、Ir、Mg、Os、Pd、Pt、Re、Rh、Ru、Se、Te、Zn和Ge中的一种或多种。3.根据权利要求1或2所述的陶瓷电子器件，其中所述多个内部电极层中次要金属元素的浓度相对于Ni为0.01at％以上且5.0at％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，其中所述外部电极中次要金属元素的浓度与所述多个内部电极层中次要金属元素的浓度的比率为0.1以上且0.5以下。5.根据权利要求1至4中任一项所述的陶瓷电子器件，其中，在所述多个内部电极层中，以各个共材的直径为横轴，以体积分布(％)为纵轴，使得各个共材的总体积为100％，对所获得的曲线图的20％值和80％值之间进行线性近似时，斜率“m”为3.8以上且5.0以下。6.根据权利要求1至5中任一项所述的陶瓷电子器件，其中在端缘中，所述多个内部电极层的次要金属元素的浓度高于所述外部电极的次要金属元素的浓度，所述端缘是一组连接至一个外部电极的多个内部电极层彼此相对、而其间不夹有连接至另一个外部电极的内部电极层的部分。7.根据权利要求1至6中任一项所述的陶瓷电子器件，其中所述多个电介质层中的每一层的厚度为0.8μm以下。8.根据权利要求1至7中任一项所述的陶瓷电子器件，其中所述多个内部电极层中的每一层的厚度为0.8μm以下。9.根据权利要求1至8中任一项所述的陶瓷电子器件，其中所述外部电极包括共材。10.一种陶瓷电子器件的制造方法，包括：通过交替地层叠多个电介质生片中的每一个和多个内部电极图案中的每一个，形成陶瓷层叠结构，并使所述多个内部电极图案交替地露出于所述陶瓷层叠结构的彼此相对的两个端面，所述多个电介质生片中的每一个包括陶瓷粉末，所述多个内部电极图案中的每一个包括作为主要成分金属的Ni、共材和次要金属元素；在所述两个端面上施用金属膏，所述金属膏的主要成分金属为Ni；和烧制所述陶瓷层叠结构，使得由所述多个内部电极图案形成的内部电极层中次要金属元素的浓度高于由所述金属膏形成的外部电极中次要金属元素的浓度。11.一种陶瓷...

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