层叠陶瓷电子器件及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种层叠陶瓷电子器件，其包括层叠芯片。层叠芯片具有电容部和侧缘。侧缘包括硼和硅，并且包括从电容部侧依次向外的第一部分和第二部分。第一部分的硼浓度大于第二部分的硼浓度。第二部分中硅的偏析度大于第一部分中硅的偏析度。分中硅的偏析度。分中硅的偏析度。

【技术实现步骤摘要】
层叠陶瓷电子器件及其制造方法


[0001]本专利技术涉及层叠陶瓷电子器件及其制造方法。

技术介绍

[0002]在层叠陶瓷电容器的小型化和增加电容方面正在取得进展。因此，电介质层和内部电极层变得越来越薄。

技术实现思路

[0003]根据本专利技术的一方面，提供一种层叠陶瓷电子器件，包括：具有层叠部的层叠芯片，在层叠部中多个电介质层中的每一个电介质层和多个内部电极层中的每一个内部电极层交替层叠，内部电极层交替地露出于层叠芯片的第一端面和与第一端面相对的第二端面，层叠芯片具有在层叠方向上的上表面和下表面，以及除了第一端面和第二端面之外的两个侧面，其中，层叠芯片具有电容部和侧缘，在电容部中露出于层叠芯片的第一端面的一组内部电极层与露出于层叠芯片的第二端面的另一组内部电极层相对，侧缘覆盖多个内部电极层和多个电介质层的在两个侧面侧的端部，侧缘的主成分是陶瓷，其中，侧缘包含硼和硅，并且包括从电容部侧至外侧依次布置的第一部分和第二部分，其中，第一部分的硼浓度大于第二部分的硼浓度，并且其中，第二部分中硅的偏析度大于第一部分中硅的偏析度。
[0004]根据本专利技术的另一方面，提供一种层叠陶瓷电子器件的制造方法，包括：制备各层叠单元，在层叠单元中，在电介质生片上形成内部电极图案、包含硼和硅且位于内部电极图案外侧的第一电介质图案、以及包含硼和硅并位于第一电介质图案外侧且其中硼浓度低于第一电介质图案中的硼浓度的第二电介质图案；通过层叠多个层叠单元获得未烧制的层叠芯片；以及对未烧制的层叠芯片进行烧制。
附图说明
[0005]图1示出层叠陶瓷电容器的立体图，其中示出层叠陶瓷电容器的局部截面；
[0006]图2示出沿图1中A
‑
A线截取的截面图；
[0007]图3示出沿图1中B
‑
B线截取的截面图；
[0008]图4示出硅的偏析；
[0009]图5A示出孔隙；
[0010]图5B示出在孔隙中硅的偏析；
[0011]图6示出LA
‑
ICP
‑
MS的测量结果；
[0012]图7示出层叠陶瓷电容器的制造方法；
[0013]图8A和图8B示出层叠工序；和
[0014]图9A和图9B示出另一种层叠工序。
具体实施方式
[0015]随着将电介质层和内部电极层制造得更薄，电介质材料和内部电极材料的直径也明显减小。因此，变得难以确保在烧结过程中的稳定性。然而，对于可靠性设计而言，除了电容部以外，从防止水分侵入的角度出发，侧缘的烧结设计也很重要。
[0016]当内部电极层的金属成分在还原烧制过程中被氧化时，在周围的电介质(电容部和侧缘)中发生扩散。然而，金属成分在电容部中的扩散浓度大于在侧缘中的扩散浓度。金属成分的扩散有助于促进烧制工序中的致密化，因此相比于电容部，侧缘的致密化倾向于被延迟。因此，可以想到的是，将侧缘的烧结推进到确保耐湿性所需的致密化水平。然而，在这种情况下，存在电容部过度烧结的问题，由于内部电极层的球形化而缩短了寿命，并且不能获得足够的可靠性。
[0017]将参考附图对实施方式进行描述。
[0018](第一实施方式)图1示出根据第一实施方式的层叠陶瓷电容器100的立体图，其中示出层叠陶瓷电容器100的一部分的截面。图2是沿图1中的A
‑
A线截取的截面图。图3是沿图1中的B
‑
B线截取的截面图。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、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的在层叠方向上的上表面和下表面以外的两个面称作侧面(side face)。每个外部电极20a、20b延伸到层叠芯片10的在层叠方向上的上表面和下表面并延伸到两个侧面。然而，外部电极20a、20b彼此间隔开。
[0019]在图1至图3中，X轴方向是层叠芯片10的纵向方向。X轴方向是层叠芯片10的两个端面彼此相对且其中外部电极20a与外部电极20b相对的方向。Y轴方向是内部电极层的宽度方向。Y轴方向是层叠芯片10的两个侧面彼此相对的方向。Z轴方向是层叠方向。Z轴方向是层叠芯片10的上表面与层叠芯片10的下表面相对的方向。X轴方向、Y轴方向和Z轴方向彼此垂直。
[0020]层叠芯片10的结构设计为具有电介质层11和内部电极层12交替层叠。电介质层11包括作为电介质的陶瓷材料。内部电极层12的端部边缘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。在本实施方式中，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。因此，内部电极层12交替地连接至外部电极20a和外部电极20b。由此，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并且每两个电介质层11之间夹有内部电极层12。在电介质层11和内部电极层12的层叠结构中，在层叠方向上的最外层是两个内部电极层12。层叠结构的上表面和下表面(均为内部电极层12)被覆盖层13覆盖。覆盖层13的主成分是陶瓷材料。例如，覆盖层13的主成分可以与电介质层11的主成分相同，也可以与电介质层11的主成分不相同。如果内部电极层交替地露出于两个不同的面并连接至两个不同的外部电极，那么层叠陶瓷电容器100不限于图1至图3所示的结构。
[0021]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的尺寸不限于以上尺寸。
[0022]内部电极层12主要由贱金属组成，诸如镍(Ni)、铜(Cu)或锡(Sn)等。作为内部电极层12，也可以使用贵金属，诸如铂(Pt)、钯(Pd)、银(Ag)、金(Au)和包含这些贵金属的合金。内部电极层12的厚度为，例如0.1μm以上且1μm以下。
[0023]电介质层11的主成分是由通式ABO3所表示的具有钙钛矿结构的陶瓷材料。钙钛矿结构包括具有非化学计量组成的ABO3‑
α
。例如，陶瓷材料是诸如BaTiO3(钛酸钡)、CaZrO3(锆酸钙)、CaTiO3(钛酸钙)、SrTiO3(钛酸锶)、MgTiO3(钛酸镁)、具有钙钛矿结构的Ba1‑
x
‑
y
Ca
x
Sr
y
Ti1‑
z
Zr
z
O3(0≤x≤1，0≤y≤1，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种层叠陶瓷电子器件，包括：具有层叠部的层叠芯片，在所述层叠部中多个电介质层中的每一个电介质层和多个内部电极层中的每一个内部电极层交替层叠，所述内部电极层交替地露出于所述层叠芯片的第一端面和与所述第一端面相对的第二端面，所述层叠芯片具有在层叠方向上的上表面和下表面，以及除了所述第一端面和第二端面之外的两个侧面，其中，所述层叠芯片具有电容部和侧缘，在所述电容部中露出于所述层叠芯片的第一端面的一组内部电极层与露出于所述层叠芯片的第二端面的另一组内部电极层相对，所述侧缘覆盖所述多个内部电极层和所述多个电介质层的在所述两个侧面侧的端部，所述侧缘的主成分是陶瓷，其中，所述侧缘包含硼和硅，并且包括从所述电容部侧至外侧依次布置的第一部分和第二部分，其中，所述第一部分的硼浓度大于所述第二部分的硼浓度，并且其中，所述第二部分中硅的偏析度大于所述第一部分中硅的偏析度。2.根据权利要求1所述的层叠陶瓷电子器件，其中，所述第二部分包括孔隙，并且其中，在所述第二部分中的硅在所述孔隙中偏析。3.根据权利要求1或2所述的层叠陶瓷电子...

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