专利名称：具有薄金属层的陶瓷生片及制造陶瓷电容器的方法
技术领域：
本发明涉及具有薄金属层的陶瓷生片(green sheet)，以及制造陶瓷电容器的方法。更具体地，本发明涉及适于制造陶瓷电容器的具有薄金属层的陶瓷生片，以及制造采用具有薄金属层的陶瓷生片的陶瓷电容器的方法。
背景技术：
作为一种制造陶瓷电容器的方法，例如，日本专利第2,990,621号、第2,970,238号等公开了一种制造层叠陶瓷电容器的方法，该叠层陶瓷电容器具有作为内部电极的具有预定图形的薄金属层，其在底膜(base film)上形成具有预定图形的薄金属层，在包含所述薄金属层的底膜表面上形成陶瓷生片以覆盖所述薄金属层，由此形成具有支撑在底膜上的薄金属层的陶瓷生片，随后，通过在为了每次叠置而剥离底膜后依次叠置形成由多个如此获得的具有所述薄金属层的陶瓷生片构成的叠层，并随后烧制所得的叠层。
更具体地，日本专利第2,990,621号公开了一种制造包括陶瓷生片和形成在陶瓷生片表面上的电极的叠层陶瓷电子元件的方法，其包括以下步骤(a)通过汽相沉积在膜上形成第一金属层；(b)通过湿式电镀在第一金属层上形成第二金属层；(c)图形化第一和第二金属层；(d)利用陶瓷浆料涂敷该膜以便覆盖所述金属层，形成陶瓷生片；(e)将支撑在该膜上的集成有金属的生片压力接合到陶瓷生片或其它集成有金属的生片上，以进行叠置；(f)剥离该膜；以及(g)烧制叠层陶瓷生片。
另外，日本专利第2,970,238号公开了一种制造叠层陶瓷电容器的方法，其包括第一步骤，通过薄膜形成工艺在底膜上形成具有预定图形的金属膜；第二步骤，在该底膜上形成陶瓷介电层以便覆盖该金属膜，从而制备具有底膜的生片；第三步骤，叠置具有底膜的所述生片到介电片上，使得所述介电片与具有底膜的所述陶瓷介电层相连，并且随后剥离该底膜；第四步骤，将通过第一步骤和第二步骤获得的具有底膜的另一生片叠置在通过第三步骤获得的生片上，使得前一陶瓷介电层与后一陶瓷介电层相连，并且随后剥离前一陶瓷介电层的底膜，以便进一步进行叠置；第五步骤，以相同的方式重复第四步骤的操作预定次数，以获得叠层生片；第六步骤，切割所获得的生片以制备一薄片(chip)并烧制该薄片；以及第七步骤，在该薄片上形成外部电极。
但是，在上述的方法中烧制叠层陶瓷生片时，各个陶瓷生片中的粘合剂消失，使得整个陶瓷生片收缩。此时，形成用作内部电极的薄金属层的部分具有与没有形成薄金属层的部分不同的收缩百分比，这造成不均匀的收缩，使得在整个陶瓷生片上诱发应变。这有时导致内部电极与绝缘层之间分离、上部和下部绝缘层之间分离或者在最终的叠层陶瓷电容器中的绝缘层中出现内部裂纹。
另外，当陶瓷生片形成在底膜上时，用于陶瓷生片的浆料首先涂敷到底膜上。但是，由于对于底膜表面浆料的润湿性低，所以浆料有时在底膜的表面上受到排斥，造成无法获得均匀的涂层。
而且，在用于形成薄金属层的掩模薄膜形成在底膜上的情况下，薄金属层的形成可能超出预定的布线电路图形，除非底膜和掩模薄膜之间的粘接力足够大。
发明内容
本发明是在考虑到以上事实的情况下做出的。
因此，本发明的一个目的在于提供具有薄金属层的陶瓷生片，当烧制叠层分散陶瓷粉末层时其均匀地收缩，以便防止内部电极与绝缘层之间分离、上部和下部绝缘层之间分离或者在绝缘层中出现内部裂纹，其中所述分散陶瓷粉末层均匀地形成，此外所述薄金属层被作为高精度图形来形成。
本发明的另一目的在于提供一种用于制造采用具有薄金属层的陶瓷生片的陶瓷电容器的方法。
本发明的其它目的和效果通过以下描述将变得清楚。
为了实现上述目的，本发明提供一种具有薄金属层的陶瓷生片，包括底膜；第一薄金属层，形成在所述底膜的整个表面上的；第二薄金属层，以预定的图形形成在所述第一薄金属层上；以及分散陶瓷粉末层，包括分散在其中的粘合剂和陶瓷粉末，并形成在包括第二薄金属层表面的第一金属层表面上。
取决于这些具有薄金属层的陶瓷生片，当它们被用在陶瓷电容器的制造中并且当烧制通过堆叠陶瓷生片所获得的叠层，整个分散陶瓷粉末由于其中所含的粘合剂的消失而收缩时，由于位于相邻的分散陶瓷粉末层之间的各个第一薄金属层使得在整个分散陶瓷粉末层的表面上均匀地收缩得以保证，由此允许整个分散陶瓷粉末层均匀地收缩。因此，可以有效地防止内部电极与绝缘层之间分离、上部和下部绝缘层之间分离或者在绝缘层中出现内部裂纹。
此外，分散陶瓷粉末层形成在包括第二薄金属层表面的第一金属层表面上，而不是形成在底膜上。因此，例如在制造具有薄金属层陶瓷生片过程中通过将浆料涂敷到包括第二薄金属层表面的第一薄金属层表面上来形成所述分散陶瓷粉末层时，浆料与包括第二薄金属层表面的第一薄金属层表面之间良好的润湿性使得可以均匀地形成分散陶瓷粉末层。
再者，第二薄金属层形成在第一薄金属层上，而不是形成在底膜上。因此，例如在通过使用掩模薄膜以预定图形形成第二薄金属层时，可以保证第一薄金属层与掩模薄膜之间良好的粘接性，由此形成作为高精度图形的第二薄金属层。
而且，在本发明中，优选的是在底膜和第一薄金属层之间提供一树脂层。
当树脂层形成在底膜和第一薄金属层之间时，包括第二薄金属层的第一薄金属层可以形成在树脂层上，而不是形成在底膜上。因此，在制造陶瓷电容器过程中底膜被剥离掉时，底膜可以在与树脂层形成的界面处剥离，使得当剥离底膜时防止包括第二薄金属层的第一薄金属层的损伤。
另外，在本发明中，优选的是树脂层包括与分散陶瓷粉末层的粘合剂大致相同的材料。
在树脂层由与分散陶瓷粉末层的粘合剂大致相同的材料构成的情况下，在制造陶瓷电容器过程中的烧制通过堆叠具有薄金属层的陶瓷生片所获得的叠层时可以允许树脂层在与粘合剂相同的条件下消失。
另外，优选地，第一薄金属层具有0.001到1.0μm的厚度。
当第一薄金属层具有0.001到1.0μm的厚度时，在制造陶瓷电容器过程中的烧制通过堆叠具有薄金属层的陶瓷生片所获得的叠层时第一薄金属层上没有形成有第二薄金属层的部分可以确实被球化处理或分割。因此，第一薄金属层造成的连续性可以确实避免，而可以确保以预定图形形成的第二薄金属层的连续性。因而，使用具有薄金属层的陶瓷生片的陶瓷电容器的可靠性可以提高。
另外，在本发明中，优选地，第二薄金属层的厚度是第一薄金属层的厚度的两倍或更多。
当第二薄金属层的厚度小于第一薄金属层的厚度的两倍时，在制造陶瓷电容器过程中的烧制通过堆叠具有薄金属层的陶瓷生片所获得的叠层时第一薄金属层的球化处理或分割变得重要，由此造成第二薄金属层损伤。然而，当第二薄金属层的厚度是第一薄金属层的厚度的两倍或更多时，这种损伤得以避免，以保证内部电极的可靠形成。
另外，本发明还提供一种制造陶瓷电容器的方法，包括以下步骤制备多个如上所述的具有薄金属层的陶瓷生片；剥离所述多个具有薄金属层的陶瓷生片中的一个的底膜；通过使另一个具有薄金属层的陶瓷生片的分散陶瓷粉末层与所述剥离了底膜的陶瓷生片的第一薄金属层或树脂层相接触，在所述剥离了底膜的陶瓷生片上叠置所述另一个具有薄金属层的陶瓷生片；重复所述剥离步骤和所述叠置步骤预定次数，以形成所述多个陶瓷生片的叠层产物；以及烧制所述叠层产物。
根据这种用于制造陶瓷电容器的方法，由于使用本发明的具有薄金属层的陶瓷生片，所以在烧制具有薄金属层的陶瓷生片的叠层的步骤中可以允许整个分散陶瓷粉末层均匀地收缩。因此，可以有效地防止由于不均匀收缩造成的内部电极与绝缘层之间分离、上部和下部绝缘层之间分离或者在绝缘层中出现内部裂纹，因而使得制造具有高可靠性的陶瓷电容器成为可能。
图1构成一组流程图，显示了用于制造本发明的具有薄金属层的陶瓷生片的一示例的方法的一实施例，其中图1(a)示出了准备底膜的步骤；
图1(b)示出了在所述底膜上形成树脂膜的步骤；图1(c)示出了在所述树脂膜的整个表面上形成第一薄金属层的步骤；图1(d)示出了在第一薄金属层上以预定布线电路图形形成第二薄金属层的步骤；以及图1(e)示出了在包括第二薄金属层表面的第一薄金属层表面上形成分散陶瓷粉末层的步骤；图2构成一组流程图，显示了在如图1所示的具有薄金属层的陶瓷生片的制造方法中在第一薄金属层上以预定布线电路图形形成第二薄金属层的步骤的一实施例，其如图1(d)所示，其中图2(a)示出了在第一薄金属层上以与所述布线电路图形相反的图形形成电镀抗蚀剂的步骤；图2(b)示出了通过电镀在从所述电镀抗蚀剂暴露出的第一薄金属层上形成作为布线电路图形的第二薄金属层的步骤；以及图2(c)示出了去除所述电镀抗蚀剂的步骤；图3构成一组流程图，显示了本发明的陶瓷电容器的制造方法的一实施例，其中图3(a)示出了剥离具有薄金属层的第一陶瓷生片的底膜的步骤；图3(b)示出了具有薄金属层的第一陶瓷生片上叠置第二陶瓷生片的步骤，使得具有薄金属层的第二陶瓷生片的分散陶瓷粉末层的表面与具有薄金属层的第一陶瓷生片的树脂层的表面相接触；图3(c)示出了剥离具有薄金属层的第二陶瓷生片的底膜的步骤；图3(d)示出了堆叠所需数目的具有薄金属层的陶瓷生片的步骤；以及图3(e)示出了烧制步骤；图4为一示意性的剖视图，显示了通过图3所示的陶瓷电容器的制造方法获得的叠层陶瓷电容器的一实施例；图5构成一组流程图，显示了制造本发明的具有薄金属层的陶瓷生片的另一示例的方法的一实施例，其中图5(a)示出了准备底膜的步骤；图5(b)示出了在所述底膜的整个表面上形成第一薄金属层的步骤；图5(c)示出了在第一薄金属层上以预定布线电路图形形成第二薄金属层的步骤；以及图5(d)示出了在包括第二薄金属层表面的第一薄金属层表面上形成分散陶瓷粉末层的步骤；图6构成一组流程图，显示了制造对照示例1的具有薄金属层的陶瓷生片的步骤，其中图6(a)示出了准备底膜的步骤；图6(b)示出了在所述底膜的整个表面上形成第一薄金属层的步骤；图6(c)示出了在第一薄金属层上以预定布线电路图形形成第二薄金属层的步骤；图6(d)示出了将第一薄金属层加工成预定布线电路图形的形状的步骤；以及图6(e)示出了在包含有第二薄金属层表面的底膜上形成分散陶瓷粉末层的步骤；图7构成一组流程图，显示了用于制造对照示例2的具有薄金属层的陶瓷生片的方法，其中图7(a)示出了准备底膜的步骤；图7(b)示出了在所述底膜上形成树脂层的步骤；图7(c)示出了在所述树脂层的整个表面上形成第一薄金属层的步骤；图7(d)示出了在第一薄金属层上以预定布线电路图形形成第二薄金属层的步骤；图7(e)示出了将第一薄金属层加工成预定布线电路图形的形状的步骤；以及图7(f)示出了在包括第二薄金属层表面的所述树脂层表面上形成分散陶瓷粉末层的步骤。
具体实施例方式
图1构成一组流程图，显示了用于制造本发明的具有薄金属层的陶瓷生片的一示例的方法的一实施例。请参照图1，用于制造本发明的具有薄金属层的陶瓷生片的一示例的方法描述如下。
首先，在该方法中，如图1(a)所示准备底膜2。
对于底膜2没有特别的限制，它的示例包括已知的塑料膜(plastic film)，例如聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚苯乙烯膜、聚氯乙稀膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚碳酸酯膜、TPX(甲基戊烯树脂)膜、醋酸树脂膜、聚酰亚胺膜、聚砜膜、聚苯醚砜膜、聚酰胺膜、聚酰胺亚胺(polyamideimide)膜、聚醚酮(po1yetherketone)膜和聚亚苯基膜。尽管对于底膜2的厚度没有特别的限制，但优选地其厚度为从5到500μm，更优选地为从10μm到100μm。
对于底膜2，优选地使用具有已进行脱模(mold releasing)处理的表面的膜。对于脱模处理，优选地使用已知的脱模处理。例如，如硅酮化合物、氟化硅酮(silicone fluoride)化合物、含氟化合物或者长链醇酸化合物的脱模剂(release agent)可以被涂敷到底膜2的表面上。附带说明的是，具有例如聚丙烯膜或TPX膜的脱模能力(mold releasability)的塑料膜在不经任何脱模处理的情况下可以同样被使用。
随后，在该方法中，如图1(b)所示在底膜2上形成树脂层3。
形成树脂层3的树脂为在随后描述的制造陶瓷电容器11的过程中烧制通过堆叠具有薄金属层的陶瓷生片1获得的叠层时消失的树脂，并且只要它相对于底膜2具有良好的释放性质就没有特殊限制。它的示例包括例如乙基纤维素、羟基丙基纤维素和羧甲基纤维素的纤维素树脂，例如甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的丙烯酸树脂，聚乙烯醇缩丁醛树脂，聚乙烯醇树脂，乙酸乙烯树脂以及氨基甲酸酯树脂。
这些树脂可以单独使用或者作为它们中的两个或更多的组合来使用。
另外，形成树脂层3的树脂优选地为与随后描述的分散陶瓷粉末层7的粘合剂相同的材料。当所述树脂为与分散陶瓷粉末层7的粘合剂相同的材料时，它可以允许在陶瓷电容器11的制造过程中烧制通过堆叠具有薄金属层的陶瓷生片1所获得的叠层时在与用于所述粘合剂相同的条件下消失。
对于在底膜2上形成树脂层3的方法没有特别的限制。例如，所述树脂层可以通过制备所述树脂的溶液，将所述溶液涂敷到底膜2上，并干燥该涂敷的溶液来形成。
对于制备所述树脂溶液的方法没有特别限制。例如，上述的树脂可以溶解在与随后描述的用于粘合剂的分散媒介物相同或相似的溶剂中，以便给出重量百分比为1到50％的树脂浓度(固体浓度)，优选地重量百分比为3到30％。
另外，为了涂敷所述树脂溶液，可以使用例如旋涂、刮刀式涂敷(doctorblade coating)和喷涂的已知方法。
在涂敷之后，干燥温度可以根据树脂或者溶剂的类型加以适当地选择，例如为从40到200℃，优选地为60到150℃。
由此形成的树脂层3的厚度，例如，优选地为0.1到1.0μm，更优选地为0.1到0.5μm。当树脂层3的厚度在此范围内时，可以保证底膜2的良好的释放性质。
随后，在该方法中，第一薄金属层4被形成在树脂层3的整个表面上。
对于形成第一薄金属层4的金属没有特别的限制，只要它是用作叠层陶瓷电容器11的内部电极的金属，并且它的示例包括铜、镍、铬、钯或者它们的合金。
尽管对于在树脂层3上形成第一薄金属层4的方法没有特别限制，例如，可以使用诸如真空沉积、离子镀或者溅射的真空薄膜形成方法。当第一薄金属层4通过真空薄膜形成方法形成时，第一薄金属层4上未形成第二薄金属层5的部分(单独由第一薄金属层4构成的部分)，在叠层陶瓷电容器11的制造过程中烧制通过堆叠具有薄金属层的陶瓷生片1所获得的叠层时，可以确定地被球化处理或分割，例如，以形成大约1nm到大约10μm的颗粒尺寸。
由此形成的第一薄金属层4的厚度，例如，优选地为0.001到1.0μm，更优选地为0.05到0.2μm。当第一薄金属层4的厚度在此范围内时，第一薄金属层4在叠层陶瓷电容器11的制造过程中烧制通过堆叠具有薄金属层的陶瓷生片1所获得的叠层时，可以确定地被球化处理或分割。
接着，在该方法中，第二薄金属层5以预定的布线电路图形形成在第一薄金属层4上，如图1(d)所示。
与第一薄金属层4类似，对于形成第二薄金属层5的金属没有特别限制，只要它是用作叠层陶瓷电容器11的内部电极的金属，并且它的示例包括铜、镍、铬、钯或者它们的合金。形成第二薄金属层5的金属可以与形成第一薄金属层4的金属相同或者不同。
对于以预定布线图形的形式在第一薄金属层4上形成第二薄金属层5的方法没有特别限制。例如，其可以如此形成首先以与所述布线电路图形相反的图形在第一薄金属层4上形成电镀抗蚀剂6，接着通过电镀在暴露出的作为所述布线电路图形的第一薄金属层4的剩余表面上形成第二薄金属层5，其中使用电镀抗蚀剂6作为掩模，随后去除电镀抗蚀剂6。
更具体地，首先，以与所述布线电路图形相反的图形(以反转图形)在第一薄金属层4上形成电镀抗蚀剂6，如图2(a)所示。对于形成电镀抗蚀剂6的方法没有特殊限制。例如，可以使用印刷方法或者干膜(dry film)方法。
另外，尽管对于电镀抗蚀剂的厚度没有特别限制，优选地例如为1到100μm，更优选地为5到25μm。
接着，通过电镀在从电镀抗蚀剂6暴露出的作为所述布线电路图形(也就是，与电镀抗蚀剂6的图形相反的图形)的第一薄金属层4的剩余表面上形成第二薄金属层5，如图2(b)所示。
尽管电镀的方式没有特别限制，并可以使用电解电镀或者非电解电镀，然而优选地是使用第一薄金属层4作为电极的电解电镀。如果第二薄金属层5通过电镀形成，那么第二薄金属层5开始球化处理或分割的温度变得比通过真空薄膜形成方法形成第二薄金属层5的情况下的更高。因此，在叠层陶瓷电容器11的制造过程中烧制通过堆叠具有薄金属层的陶瓷生片1所获得的叠层时，可以防止其上形成有第二薄金属层5的第一薄金属层4的部分的球化处理和分割。
根据前述的用于形成第二薄金属层5的方法，电镀抗蚀剂6可以形成在第一薄金属层4上，而不是在底膜2上，随后进行电镀，使得第一薄金属层4可以与电镀抗蚀剂6形成良好的粘接，以形成作为高精度布线电路图形的第二薄金属层5。
接着，由此以预定布线电路图形的形式形成的第二薄金属层5的厚度，例如，优选地为0.002到2.0μm，更优选地为0.1到0.6μm。另外，第二薄金属层5的厚度优选地为第一薄金属层4的厚度的两倍或更多，更优选地为3到10倍。
当第二薄金属层5的厚度小于第一薄金属层4的厚度的两倍，第一薄金属层4的球化处理或分割在叠层陶瓷电容器11的制造过程中烧制通过堆叠具有薄金属层的陶瓷生片1所获得的叠层时变得重要，由此造成第二薄金属层5损伤。然而，当第二薄金属层5的厚度为第一薄金属层4的厚度的两倍或更多时，可以避免这种损伤，以保证内部电极的可靠形成。
另外，依赖与其目的和使用，第二薄金属层5也可以被形成具有两层或者更多层的多层结构。
接着，如图2(c)所示，去除电镀抗蚀剂6。对于去除电镀抗蚀剂6的方法没有特别限制。例如，电镀抗蚀剂6可以被剥离或者蚀刻掉。
在该方法中，分散陶瓷粉末层7形成在具有第二薄金属层5表面的第一薄金属层4的表面上，由此获得具有薄金属层的陶瓷生片1，如图1(e)所示。
对于形成分散陶瓷粉末层7的方法没有特殊限制。例如，它可以通过制备至少含有陶瓷粉末和粘合剂的浆料，并将这种浆料涂敷到包括第二薄金属层5的第一薄金属层4的整个表面上，且随后加以干燥而形成。
对于制备所述浆料的方法没有特别限制，只要它是制造用在陶瓷生片制造过程中的浆料的方法。例如，它可以通过在分散媒介物(溶剂)调制(blend)陶瓷粉末和粘合剂并随后加以混合(mix)来制备。
对于所述陶瓷粉末没有特别限制，它的示例包括例如钛酸钡粉末、钛酸锶粉末和钛酸铅粉末的电介质陶瓷粉末，例如铁氧体粉末的磁性陶瓷粉末，压电陶瓷粉末以及例如氧化铝和氧化硅的绝缘陶瓷粉末。所述陶瓷粉末可以单独使用或者以其中的两种或更多的组合物来使用，特别是，它们可以根据它们的目的和用途加以适当的选择。
对于所述粘合剂没有特别限制，它的示例包括与上述形成树脂层3的树脂类似的树脂，也即，例如乙基纤维素、羟基丙基纤维素和羧甲基纤维素的纤维素树脂，例如甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的丙烯酸树脂，聚乙烯醇缩丁醛树脂，聚乙烯醇树脂，乙酸乙烯树脂以及氨基甲酸酯树脂。所述粘合剂可以单独使用或者以其中两种或更多的组合物形式来使用，特别是，它们可以根据它们的目的和用途加以适当的选择。
所述分散媒介物包括，例如，水，例如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇和丁醇的醇类溶剂，例如乙烯乙二醇、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、甲基卡必醇和乙基卡必醇的乙二醇类溶剂，例如丙酮、甲基乙基酮和甲基异丁酮(methyl isobutyl ketone)的酮类溶剂，例如乙酸乙酯和乙酸丁酯的酯类溶剂，例如苯、甲苯、二甲苯和溶剂石脑油的芳香族的溶剂，以及例如二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、乙脲和氮-甲基吡咯烷酮的极性溶剂。所述分散媒介物可以单独使用或者以其中两种或更多的组合物形式来使用。
在所述浆料的制备过程中，可以根据它的目的和用途适当地添加已知的添加剂，例如增塑剂(plasticizer)和分散剂。例如，对于所述增塑剂没有特别限制，它的示例包括聚乙二醇及其衍生物、脂肪酸酯、邻苯二甲酸酯和磷酸酯(phosphoric ester)。
尽管对于所述浆料的制备方法没有特殊限制，它可以例如通过调制(blend)和混合(mix)上述的各种组分来制备，所述混合是通过使用已知的粉末混合设备，例如珠磨(bead mill)、球磨或砂磨。每一组分的调制比例没有特别限制，并且可以根据它的目的和用途加以适当的选择。
在这种方法中，由此制得的浆料被涂敷到包括第二薄金属层5的表面的第一薄金属层4的整个表面上，并随后被干燥，由此形成分散陶瓷粉末层7。
将浆料涂敷到包括第二薄金属层5的表面的第一薄金属层4的整个表面上的方法没有特殊限制。例如，可以使用如刮刀式涂敷或者辊涂(rollcoating)的已知的涂敷方法。
因而，分散陶瓷粉末层7形成在包括第二薄金属层5表面的第一薄金属层4的表面上，而不是形成在底膜2上。因此，当所述浆料被涂敷到包括第二薄金属层5的第一薄金属层4上时，可以保证所述浆料与包括第二薄金属层5的第一薄金属层4之间的良好润湿性。因此均匀地形成分散陶瓷粉末层7是可能的。
另外，所涂敷的浆料的干燥温度没有特别限制，并且所述浆料可以例如在50到200℃的温度下干燥，优选地为80到150℃。
根据由此获得的具有薄金属层的陶瓷生片1，当底膜2在叠层陶瓷电容器11的制造过程中被剥离时，底膜2可以在与树脂层3形成的界面处剥离，因为包括第二薄金属层5的第一薄金属层4形成在树脂层3上，而不是形成在底膜2上。因此，可以避免剥离底膜2时包括第二薄金属层5的第一薄金属层4被损伤。
另外，根据由此获得的具有薄金属层的陶瓷生片1，当整个分散陶瓷粉末层7，在叠层陶瓷电容器11的制造过程中烧制通过堆叠具有薄金属层的陶瓷生片1所获得的叠层时，由于分散陶瓷粉末层7中的粘合剂的消失而收缩时，由于插入在相邻分散陶瓷粉末层7之间的各个第一薄金属层4分布在它的整个表面上，故而一致的收缩百分比可以被保证，由此允许整个分散陶瓷粉末层7均匀地收缩。因此，可以有效地防止由于不均匀收缩造成的内部电极12与绝缘层13之间分离、上部和下部绝缘层13之间分离或者在绝缘层13中出现内部裂纹。
因此，具有薄金属层的陶瓷生片1可以很适合地用于叠层陶瓷电容器11的制造方法中，该方法包括依序地在为了每次叠置而剥离底膜2之后堆叠多个具有薄金属层的陶瓷生片1，并随后烧制所得的叠层，由此制成叠层陶瓷电容器11。
通过参照图3描述这种用于制造叠层陶瓷电容器11的方法。在图3中，为了将多个具有薄金属层的陶瓷生片1彼此区分开来，为了方便起见，具有薄金属层的第一陶瓷生片被指定为101，具有薄金属层的第二陶瓷生片被指定为102，...，而具有薄金属层的第n个陶瓷生片被指定为10n。
在该方法中，多个具有薄金属层的陶瓷生片1被制备，并且如图3(a)所示具有薄金属层的第一陶瓷生片101被剥离。因而，底膜201被很容易地从与树脂层301的界面出脱开。因此，可以有效地防止包括第二薄金属层5的第一薄金属层4在剥离底膜2时受到损伤。
接着，在该方法中，具有薄金属层的第二陶瓷生片102被叠置在具有薄金属层的第一陶瓷生片101上，使得具有薄金属层的第二陶瓷生片102的分散陶瓷粉末层702的表面与具有薄金属层的第一陶瓷生片101的树脂层301的表面相接触，如图3(b)所示。
接着，所得到的叠层进行利用热的压力接合。所述热压力接合可以在例如2到70MPa及50到150℃的条件下执行。
此后，在该方法中，具有薄金属层的第二陶瓷生片102的底膜202以上述的相同方式被剥离，如图3(c)所示。
接着，在该方法中，叠置操作以上述相同的方式重复所需数量的具有薄金属层的生片(n片)，如图3(d)所示，随后切割成所需的薄片(chip)形状。所得到的叠层随后在树脂层3合分散陶瓷粉末层7的粘合剂的消失温度(利用火加以破坏的温度)或更高的温度(例如，大约400℃到1500℃)下进行烧制处理，由此使得树脂层3和分散陶瓷粉末层7消失(被烧尽)，并且同时，球化或分割其上没有形成第二薄金属层5的第一薄金属层4的部分(单独由第一薄金属层4构成的部分)，如图3(e)所示。因而，制备出如图4所示的叠层陶瓷电容器11。
各个第一薄金属层4在各个界面的整个表面上插入在相邻的分散陶瓷粉末层7之间。因此，当各个分散陶瓷粉末层7在上述的烧制步骤中由于分散陶瓷粉末层7中的粘合剂的消失而收缩时，可以保证整体的均匀收缩。因此，在所得到的叠层陶瓷电容器11中，可以有效地防止由于不均匀收缩造成的内部电极12与绝缘层13之间分离、上部和下部绝缘层13之间分离或者在绝缘层13中出现内部裂纹。
另外，在该烧制步骤中，其上形成有第二薄金属层5的第一薄金属层4的部分(由第二薄金属层5和第一薄金属层4构成的部分)的球化或分割被禁止，使得通过第二薄金属层5和第一薄金属层4形成高精度布线电路图形。在另一方面，其上没有形成第二薄金属层5的第一薄金属层4的部分(单独由第一薄金属层4构成的部分)被球化或分割，以形成绝缘部分，这可靠地防止由第一薄金属层4造成的连续性，并可以保证以预定图形的形式形成的第二薄金属层5的连续性。因此，可以改善使用具有薄金属层的陶瓷生片1的陶瓷电容器11的可靠性。
图4示意性地显示了沿垂直图3的方向的剖视图。在这种叠层陶瓷电容器11中，第二薄金属层5(包括其上形成有第二薄金属层5的第一薄金属层4的部分)形成内部电极12，并且树脂层3和分散陶瓷粉末层7的粘合剂在烧制时允许消失，以形成绝缘层13。因此，叠层结构得以获得，在该叠层结构中内部电极12和绝缘层13交替叠置。此外，在该叠层陶瓷电容器11中，外部电极14在烧制后形成在它的两个端面处。
在根据本发明的用于制造叠层陶瓷电容器11的方法中，由于使用上述的具有薄金属层的陶瓷生片1，所以可以有效地防止由于不均匀收缩造成的内部电极12与绝缘层13之间分离、上部和下部绝缘层13之间分离或者在绝缘层13中出现内部裂纹，因而使得制造具有高可靠性的陶瓷电容器11成为可能。
在以上描述中，树脂层3设置在具有薄金属层的陶瓷生片1中的底膜2和第一薄金属层4之间。但是，例如图5(d)所示，可以忽略在底膜2和第一薄金属层4之间设置树脂层3。在这种具有薄金属层陶瓷生片1的制造中，例如，如图1(b)所示的在底膜2上形成树脂层3的步骤被忽略，该工艺可以为如下。首先，以与图1(a)所示的相同的方式制备底膜2(见图5(a))，并且第一薄金属层4以与图1(c)所示的相似的方式形成在底膜2的整个表面上。接着，第二薄金属层以与图1(d)所示的相似的方式以预定的布线电路图形的形式形成在第一薄金属层4上(见图5(c))，并且随后，分散陶瓷粉末层7以与图1(e)所示的相似的方式形成在包括第二薄金属层5的第一薄金属层4上(见图5(d))。
也根据由此获得的具有薄金属层的陶瓷生片1，在叠层陶瓷电容器11的制造过程中烧制通过堆叠陶瓷生片1所获得的叠层时，利用在各个界面的整个表面上插入在相邻的分散陶瓷粉末层7之间的各个第一薄金属层4，可以保证均匀的收缩百分比，由此允许整个分散陶瓷粉末层7均匀地收缩。因此，可以有效地防止由于不均匀收缩造成的内部电极12与绝缘层13之间分离、上部和下部绝缘层13之间分离或者在绝缘层13中出现内部裂纹。
实施例参照以下实施例和比较例，将更加详细地展示本发明，但是本发明不应该被认为仅限于该些实施例。
第一实施例位于经过硅酮脱模处理的表面上的由聚对苯二甲酸乙二醇酯膜制成的底膜2被制备(见图5(a))，而由薄的镍膜制成的第一薄金属层4通过使用真空沉积设备形成在底膜2的整个表面上，并且厚度为0.08μm(见图5(b))。
接着，由干膜抗蚀剂制成的电镀抗蚀剂6利用热被压力接合在第一薄金属层4的整个表面上，此后，电镀抗蚀剂6被曝光并显影，由此形成与布线电路图形相反的图形(见图2(a)，然而，在本实施例中，树脂层3被忽略了)。
接着，第二薄金属层5通过电解镍电镀采用第一薄金属层4做电极被形成在第一薄金属层4上，并且厚度为0.2μm(见图2(b)，然而，在本实施例中，树脂层3被忽略了)。此后，电镀抗蚀剂6被从第一薄金属层4上移除(见图2(c)，然而，在本实施例中，树脂层3被忽略了)，由此以预定布线电路图形的形式在第一薄金属层4上形成第二薄金属层5(见图5(c))。由于第一薄金属层4和电镀抗蚀剂6之间的粘着力良好，所以第二薄金属层5可以以预定布线电路图形的形式高精度地形成。
此后，以钛酸钡为主要成分的陶瓷粉末并以乙基纤维素为粘合剂的浆料被涂敷到包括第二薄金属层5的第一薄金属层4上，并在100℃干燥，以在包括第二薄金属层5的第一薄金属层4上形成具有1.0μm厚度的分散陶瓷粉末层7(见图5(d))，由此获得具有薄金属层的陶瓷生片1。所示浆料可以均匀地涂敷且在第一薄金属层4上没有被排斥，使得分散陶瓷粉末层7可以形成为均匀的层。
接着，在为了每次叠置而剥离相应的底膜2后，1000片由此获得的具有薄金属层的陶瓷生片1被依序堆叠，随后所得到的叠层在1300℃下被烧制，由此制造叠层陶瓷电容器11(见图3，然而，在本实施例中，树脂层3被忽略了)。
烧制后所获得的叠层陶瓷电容器11的截面在电子显微镜下加以观察。结果，对于其上形成有第二薄金属层5的第一薄金属层4的部分，确认了球化处理被禁止以通过第二薄金属层5和第一薄金属层4形成高精度布线电路图形。在另一方面，确认了其上没有形成第二薄金属层5的第一薄金属层4的部分被球化或分割以形成绝缘部分。还确认了没有产生内部电极12与绝缘层13之间分离、上部和下部绝缘层13之间分离或者在绝缘层13中出现内部裂纹。
第一比较例位于经过硅酮脱模处理的表面上的由聚对苯二甲酸乙二醇酯膜制成的底膜2被制备(见图6(a))，而由薄的镍膜制成的第一薄金属层4通过使用真空沉积设备形成在底膜2的整个表面上，并且厚度为0.08μm(见图6(b))。
接着，由干膜抗蚀剂制成的电镀抗蚀剂6利用热被压力接合在第一薄金属层4的整个表面上，此后，电镀抗蚀剂6被曝光并显影，由此形成与布线电路图形相反的图形(见图2(a)，然而，在本实施例中，树脂层3被忽略了)。
接着，第二薄金属层5通过电解镍电镀采用第一薄金属层4做电极被形成在第一薄金属层4上，并且厚度为0.2μm(见图2(b)，然而，在本实施例中，树脂层3被忽略了)。此后，电镀抗蚀剂6被从第一薄金属层4上移除(见图2(c)，然而，在本实施例中，树脂层3被忽略了)，由此以预定布线电路图形的形式在第一薄金属层4上形成第二薄金属层5(见图6(c))。由于第一薄金属层4和电镀抗蚀剂6之间的粘着力良好，所以第二薄金属层5可以以预定布线电路图形的形式高精度地形成。
此后，其上没有形成第二薄金属层5的第一薄金属层4的部分(从第二薄金属层5暴露出的部分)利用被硝酸的水溶液加以蚀刻，由此将第一薄金属层4加工成具有与第二薄金属层5的图形相似的形状的布线电路图形(见图6(d))。
接着，以钛酸钡为主要成分的陶瓷粉末并以乙基纤维素为粘合剂的浆料被涂敷到包括第二薄金属层5的底膜2上，并在100℃干燥，以在包括第二薄金属层5的底膜2上形成具有1.0μm厚度的分散陶瓷粉末层7(见图6(e))，由此获得具有薄金属层的陶瓷生片1。
接着，在为了每次叠置而剥离相应的底膜2后，1000片由此获得的具有薄金属层的陶瓷生片1被依序堆叠，随后所得到的叠层在1300℃下被烧制，由此制造叠层陶瓷电容器11(见图3，然而，在本实施例中，第一薄金属层4被形成为布线电路图形，而树脂层3被忽略了)。
烧制后所获得的叠层陶瓷电容器11的截面在电子显微镜下加以观察。结果，对于其上形成有第二薄金属层5的第一薄金属层4的部分，确认了球化处理被禁止以通过第二薄金属层5和第一薄金属层4形成高精度布线电路图形。
但是，内部电极12与绝缘层13之间分离以及上部和下部绝缘层13之间分离被观察到，并且绝缘层13中的内部裂纹也被部分地观察到。
第二实施例位于经过硅酮脱模处理的表面上的由聚对苯二甲酸乙二醇酯膜制成的底膜2被制备(见图1(a))，并且在甲苯和一甲基乙二醇(monomethyl glycol)的混合溶剂中，与分散陶瓷粉末层7的粘合剂的材料相同的乙基纤维素的溶液通过旋涂被涂敷到底膜2上以作为树脂层3，其厚度为0.5μm(见图1(b))。
接着，由薄的镍膜制成的第一薄金属层4通过使用真空沉积设备形成在树脂层3的整个表面上，并且厚度为0.08μm(见图1(c))。
接着，由干膜抗蚀剂制成的电镀抗蚀剂6利用热被压力接合在第一薄金属层4的整个表面上，此后，电镀抗蚀剂6被曝光并显影，由此形成与布线电路图形相反的图形(见图2(a))。
接着，第二薄金属层5通过电解镍电镀采用第一薄金属层4做电极被形成在第一薄金属层4上，并且厚度为0.2μm(见图2(b))。此后，电镀抗蚀剂6被从第一薄金属层4上移除(见图2(c))，由此以预定布线电路图形的形式在第一薄金属层4上形成第二薄金属层5(见图1(d))。由于第一薄金属层4和电镀抗蚀剂6之间的粘着力良好，所以第二薄金属层5可以以预定布线电路图形的形式高精度地形成。
此后，以钛酸钡为主要成分的陶瓷粉末并以乙基纤维素为粘合剂的浆料被涂敷到包括第二薄金属层5的第一薄金属层4上，并在100℃干燥，以在包括第二薄金属层5的第一薄金属层4上形成具有1.0μm厚度的分散陶瓷粉末层7(见图1(e))，由此获得具有薄金属层的陶瓷生片1。所示浆料可以均匀地涂敷且在第一薄金属层4上没有被排斥，使得分散陶瓷粉末层7可以形成为均匀的层。
接着，在为了每次叠置而剥离相应的底膜2后，1000片由此获得的具有薄金属层的陶瓷生片1被依序堆叠，随后所得到的叠层在1300℃下被烧制，由此制造叠层陶瓷电容器11(见图3)。
在叠层陶瓷电容器11的制造过程中底膜2被从具有薄金属层的陶瓷生片1的树脂层3剥离时，确认了100％保留了第二薄金属层5而没有被分隔。
烧制后所获得的叠层陶瓷电容器11的截面在电子显微镜下加以观察。结果，对于其上形成有第二薄金属层5的第一薄金属层4的部分，确认了球化处理被禁止以通过第二薄金属层5和第一薄金属层4形成高精度布线电路图形。在另一方面，确认了其上没有形成第二薄金属层5的第一薄金属层4的部分被球化或分割以形成绝缘部分。还确认了没有产生内部电极12与绝缘层13之间分离、上部和下部绝缘层13之间分离或者在绝缘层13中出现内部裂纹。
第二比较例位于经过硅酮脱模处理的表面上的由聚对苯二甲酸乙二醇酯膜制成的底膜2被制备(见图7(a))，并且在甲苯和一甲基乙二醇(monomethyl glycol)的混合溶剂中，与分散陶瓷粉末层7的粘合剂的材料相同的乙基纤维素的溶液通过旋涂被涂敷到底膜2上以作为树脂层3，其厚度为0.5μm(见图7(b))。
接着，由薄的镍膜制成的第一薄金属层4通过使用真空沉积设备形成在树脂层3的整个表面上，并且厚度为0.08μm(见图7(c))。
接着，由干膜抗蚀剂制成的电镀抗蚀剂6利用热被压力接合在第一薄金属层4的整个表面上，此后，电镀抗蚀剂6被曝光并显影，由此形成与布线电路图形相反的图形(见图2(a))。
接着，第二薄金属层5通过电解镍电镀采用第一薄金属层4做电极被形成在第一薄金属层4上，并且厚度为0.2μm(见图2(b))。此后，电镀抗蚀剂6被从第一薄金属层4上移除(见图2(c))，由此以预定布线电路图形的形式在第一薄金属层4上形成第二薄金属层5(见图7(d))。由于第一薄金属层4和电镀抗蚀剂6之间的粘着力良好，所以第二薄金属层5可以以预定布线电路图形的形式高精度地形成。
此后，其上没有形成第二薄金属层5的第一薄金属层4的部分(从第二薄金属层5暴露出的部分)利用被硝酸的水溶液加以蚀刻，由此将第一薄金属层4加工成具有与第二薄金属层5的图形相似的形状的布线电路图形(见图7(e))。
此后，以钛酸钡为主要成分的陶瓷粉末并以乙基纤维素为粘合剂的浆料被涂敷到包括第二薄金属层5的树脂层3上，并在100℃干燥，以在包括第二薄金属层5的第一薄金属层4上形成具有1.0μm厚度的分散陶瓷粉末层7(见图7(f))，由此获得具有薄金属层的陶瓷生片1。所示浆料可以均匀地涂敷且在第一薄金属层4上没有被排斥，使得分散陶瓷粉末层7可以形成为均匀的层。
接着，在为了每次叠置而剥离相应的底膜2后，1000片由此获得的具有薄金属层的陶瓷生片1被依序堆叠，随后所得到的叠层在1300℃下被烧制，由此制造叠层陶瓷电容器11(见图3，然而，在本实施例中，第一薄金属层4形成为所述布线电路图形)。
在叠层陶瓷电容器11的制造过程中底膜2被从具有薄金属层的陶瓷生片1的树脂层3剥离时，确认了100％保留了第二薄金属层5而没有被分隔。
另外，烧制后所获得的叠层陶瓷电容器11的截面在电子显微镜下加以观察。结果，对于其上形成有第二薄金属层5的第一薄金属层4的部分，确认了球化处理被禁止以通过第二薄金属层5和第一薄金属层4形成高精度布线电路图形。
但是，内部电极12与绝缘层13之间分离以及上部和下部绝缘层13之间分离被观察到，并且绝缘层13中的内部裂纹也被部分地观察到。
如上所述，根据本发明的具有薄金属层的陶瓷生片，在陶瓷电容器的制造过程中烧制通过堆叠陶瓷生片所获得的叠层时，利用在各个界面的整个表面上插入在相邻的分散陶瓷粉末层之间的各个第一薄金属层，可以保证均匀的收缩百分比，由此允许整个分散陶瓷粉末层均匀地收缩。
因此，根据本发明的用于制造陶瓷电容器的方法，在烧制具有薄金属层的陶瓷生片的步骤中可以允许整个分散陶瓷粉末层均匀地收缩。因此，可以有效地防止由于不均匀收缩造成的内部电极与绝缘层之间分离、上部和下部绝缘层之间分离或者在绝缘层中出现内部裂纹，因而使得制造具有高可靠性的陶瓷电容器成为可能。
虽然本发明通过参照它的特殊实施例已经被详细地加以描述，但是对于本领域技术人员来说，很显然的是在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以做出各种变化和改动。
本申请以2002年11月27日提交的日本专利申请第2002-343754号为基础，该日本专利申请的内容在此引用作为参考。
权利要求
1.一种具有薄金属层的陶瓷生片，包括底膜；第一薄金属层，形成在所述底膜的整个表面上；第二薄金属层，以预定图形的方式形成在所述第一薄金属层上；以及分散陶瓷粉末层，包括粘合剂和分散在其中的陶瓷粉末，并且形成在包括第二薄金属层表面的第一薄金属层表面上。
2.如权利要求1所述的具有薄金属层的陶瓷生片，其还包括插入在所述底膜和所述第一薄金属层之间的树脂层。
3.如权利要求2所述的具有薄金属层的陶瓷生片，其中所述树脂层包括与所述分散陶瓷粉末层的粘合剂基本上相同的材料。
4.如权利要求3所述的具有薄金属层的陶瓷生片，其中所述第一薄金属层具有0.001到1.0μm的厚度。
5.如权利要求3所述的具有薄金属层的陶瓷生片，其中所述第二薄金属层具有第一薄金属层的厚度的两倍或更多倍的厚度。
6.如权利要求3所述的具有薄金属层的陶瓷生片，其中所述第一薄金属层通过真空薄膜形成方法来形成。
7.如权利要求3所述的具有薄金属层的陶瓷生片，其中所述第二薄金属层通过电解电镀来形成。
8.如权利要求1所述的具有薄金属层的陶瓷生片，其中所述第一薄金属层具有0.001到1.0μm的厚度。
9.如权利要求1所述的具有薄金属层的陶瓷生片，其中所述第二薄金属层具有第一薄金属层的厚度的两倍或更多倍的厚度。
10.如权利要求1所述的具有薄金属层的陶瓷生片，其中所述第一薄金属层通过真空薄膜形成方法来形成。
11.如权利要求1所述的具有薄金属层的陶瓷生片，其中所述第二薄金属层通过电解电镀来形成。
12.一种制造陶瓷电容器的方法，包括以下步骤制备多个如权利要求1所述的具有薄金属层的陶瓷生片；剥离所述多个具有薄金属层的陶瓷生片之一的底膜；通过使另一具有薄金属层的陶瓷生片与第一薄金属层或所述剥离掉底膜的陶瓷生片相接触，在所述剥离掉底膜的陶瓷生片上叠置所述另一陶瓷生片；重复所述剥离步骤和所述叠置步骤预定次数，以形成所述多个陶瓷生片的叠层产物；以及烧制所述叠层产物。
13.如权利要求12所述的制造陶瓷电容器的方法，其中所述多个具有薄金属层的陶瓷生片还包括插入在所述底膜和所述第一薄金属层之间的树脂层，所述树脂层包括与所述分散陶瓷粉末层的粘合剂基本上相同的材料。
全文摘要
本发明提供一种具有薄金属层的陶瓷生片，包括底膜；形成在所述底膜的整个表面上的第一薄金属层；以预定图形的方式形成在第一薄金属层上的第二薄金属层；以及分散陶瓷粉末层，其包括粘合剂和分散在其中的陶瓷粉末，并形成在包括第一薄金属层和第二薄金属层的金属层。本发明还公开了一种用于制造使用多个具有薄金属层的陶瓷生片的陶瓷电容器的方法。
文档编号H01G4/30GK1505073SQ20031011964
公开日2004年6月16日 申请日期2003年11月27日 优先权日2002年11月27日
发明者大内一男, 小田高司, 桶结卓司, 司 申请人:日东电工株式会社