专利名称：陶瓷电子元器件的制造方法
技术领域：
本发明涉及积层陶瓷电容器等的陶瓷电子元器件的制造方法。
背景技术：
以下描述一种作为叠层陶瓷电子元器件的积层陶瓷电容器11的常规制造方法。图5A是积层陶瓷电容器11部分切除的透视图。图5B是积层陶瓷电容器11的截面图。多个介电层12及内电极13交替地叠合，从而构成积层体12A。各内电极13的端面交替地露出于积层体12A彼此相对的两个端面12B处，并与形成在积层体两个端面12B处的外电极14交替连接。
以下描述日本未审查专利公开2002-168897公开的积层陶瓷电容器11的常规制造方法。
图9是说明陶瓷电子元器件常规制造方法的流程图。
把主成分为钛酸钡制的陶瓷介电粉末与结合剂、增塑剂及溶剂混合，制得浆体(膏)。使浆体(膏)成形为多个陶瓷片，作为介电层12。将含金属的导电膏印制在这些片上作为内电极13，给出导电层(步骤S901)。把这些片积叠，制得积层体(步骤S902)。将该积层体，也即所述各片和导电膏一起在1200℃-1300℃下烧结，制得烧结后积层体(烧结体)12A(步骤S903)。然后，形成各外电极，从而制得积层陶瓷电容器11。发货前，按照诸如电容量和介电损耗特性，挑选如此制得的电容器11(步骤S905)。
电容器11的电容量很大程度上取决于作为内电极13的导电膏的印制情况。也就是说，导电膏中金属含量大的，制得的电容器的电容量大，而金属含量小的导电膏，制得的电容量小。一般是在制成电容器11之后测量电容量。因而，尽管在印制导电膏时已经发生因金属量所导致的电容量缺陷，但这种缺陷是在制造电容器11的最后阶段才被发现。因此，这类缺陷降低了电容器11的制造效率。
发明内容
把主要包含金属的膏加在至少一个绝缘片上，形成至少一层导电层。烧结其上形成有至少一层所述导电层的至少一个绝缘片，得到至少一个烧结体。检测所述至少一个烧结体的至少一层导电层中所含金属的量。根据检测到的金属含量，从所述至少一个烧结体中选择烧结体。在所选出的烧结体上形成外电极，从而制得陶瓷电子元器件。金属量的检测也可以在绝缘片上形成主成分为金属的导电层之后进行。
这种方法能够在制造过程的早期阶段检测缺陷，所以能高效率制造陶瓷电子元器件。
图1是说明本发明示范实施例制造陶瓷电子元器件方法的示意图；图2示出实施例陶瓷电子元器件的电容量；图3示出所述实施例陶瓷电子元器件的内电极每单位面积的金属量与感应电压之间的关系；图4示出所述实施例陶瓷电子元器件的感应电压与电容量之间的关系；图5A是作为陶瓷电子元器件的一种积层陶瓷电容器部分切除的透视图；图5B是所述积层陶瓷电容器的截面图；图6是说明所述实施例陶瓷电子元器件制造方法的流程图；图7是说明所述实施例陶瓷电子元器件另一种制造方法的流程图；图8是说明所述实施例陶瓷电子元器件又一种制造方法的流程图；图9是说明陶瓷电子元器件常规制造方法的流程图。
具体实施例方式
图1是说明本发明示范实施例制造陶瓷电子元器件方法的示意图。将含金属的样品1保持在线圈2之间，即线圈2的近旁。使样品1沿方向1A振动，在线圈2产生感应电压。这类测量采用比如振动样品磁强计。
图5A和5B分别是本发明实施例积层陶瓷电容器的透视图和截面图。下面描述图5A和5B所示的电容器制造方法。
制得主成分为釱酸钡并含有粘结合剂、增塑剂，且厚度为5μm的多个陶瓷片。这些陶瓷片是介电材料制成的绝缘片，作介电层12之用。把含0.2μm镍粉的镍膏，即含金属的膏印制在这些陶瓷片上，形成作内电极13用的导电层。作为电容器11样品1至5，它们的导电层厚度分别制成为0.5μm、1.0μm、1.4μm、1.8μm和2.4μm，单位面积分别含有0.245mg/cm2，0.505mg/cm2，0.705mg/cm2，0.911mg/cm2和1.215mg/cm2的金属。
继而，把具有厚度彼此相同之导电层的十层陶瓷片叠合并热压结合，制得积层体。然后，将积层体切成尺寸为3.2mm×1.6mm的片。把该积层体片在1250℃下镍不被氧化的气氛中烧结，制得烧结体12A。之后，把铜膏涂布在烧结体12A的两端面12B上，在800℃下于氮气中煅烧，镀上镍和锡，以形成外电极14，制得电容器11的样品1至5。
将样品1至5在室温下保持在线圈2之间，即在线圈2近旁，并使其振动，测量在线圈2上感应的电压。
另一方面，用上述积层陶瓷电容样品1至5所用的镍膏印刷得到五个陶瓷片，切成面积与内电极13相当的片，同样地，再于室温下将各片保持在线圈2中间并使其振动，测量感应电压。与此同时，考虑样品的安装位置，方向和尺寸，以提供精确的测量。
用LCR计(电感电容电阻测定计)在25℃下测量样品1至5在1KHz下的电容量。
图2表示了样品1至5在叠合前处于片状的状态下、在线圈2中产生的感应电压，片叠合后的感应电压，烧结后的感应电压，以及完成后的积层陶瓷电容的电容量。
如图2所示，导电层愈薄，感应电压和电容量愈小。厚度为0.5μm的导电层不能提供正常的电容量。如果导电层太薄，则在烧结过程中镍会变得不连续，导电层不能得到较大的面积，而面积是提供电容量的一重要因素。因此，薄的导电层可能会提供小的电容量。
导电层愈厚，感应电压和电容量愈大。然而，倘若导电层厚度过厚，在烧结体中可能会出现分层，再者，积层体可能会不适当地变厚。
有如上面所讨论的，测量出积层体或烧结体至少任一个的感应电压，借此易于检测电容量大小。
由于印制精度的不均匀、烧结温度以及烧结气氛的变动，导电层的镍的含量不稳定。测量每个积层体或每个烧结体的感应电压，从而，在电容器制造完成之前便检测缺陷，因而能够高效地制造电容器。
诸如积层陶瓷电容器这样的一般元件，通常单批次就制出超过几万个。在所述实施例的制造方法中，不是对该批次所有的电容器都进行检查。而是从该批次抽取几个或几十个作检查，测量积层体或烧结体的感应电压。这种操作能根据感应电压挑选每批次的电容器，从而可以高效地制造电容器。
图3表示图2所示的样品1至5中，陶瓷片、积层体和烧结体的导电层上每单位面积上的金属量与感应电压之间的关系。图4说明样品1至5的感应电压与电容量之间的关系。
如图3所示，可以根据线圈2上感应的电压估计所述电容的电容量。
可以用图4作为标定曲线，以便根据感应电压估计电容量。
与上述类似，将十片陶瓷片积叠、热压，制得积层体，每片陶瓷片包含通过印制含镍导电膏所得的厚度为1.2μm的导电层。把该积层体切成尺寸为3.2mm×1.6mm，然后在1250℃下烧结，制得烧结体；制成10批次样品。
对这10批次样品测量烧结前的积层体和烧结后的烧结体的各片的感应电压。然后，用图4所示的标定曲线，估计所述各样品的电容量。发现一批样品显示小电容量，其它九批样品则呈示电容量在额定范围内。
对这10批次样品，把铜膏加在烧结体的两端面，在氮气中于800℃下煅烧，并镀以镍和锡，制得外电极。然后，作为最终的选择过程，测量这些样品的电容量。
结果，作为根据感应电压作的估计，一批次呈示小电容量，其它九批呈示目标电容量。这个结果与根据感应电压估计的结果一致。
如上所讨论的，按照所述实施例的制造方法，不是在最后的选择过程发现由金属的量所造成的电性能缺陷，而是在制造过程的早期阶段就被发现。
烧结会部分地氧化金属，或者使金属与陶瓷起反应。所以，存在着这种情况，即使印制时的导电膏的量没变化，金属的量也可能改变，因而使电容量改变。对积层体烧结前和烧结后两次的感应电压测量，使得能更精确地选择烧结体。
再者，估计金属量，一般是通过测量其上有印制的导电层前后的陶瓷片重量以测得所印制的导电膏的重量。然而，这种方法可能给出由于导电膏中所含金属量改变和印刷状态可能改变所造成的金属量测量精度上的偏差。
针对这一点，在本实施例的方法中，由于根据感应电压来测量金属量，所以能够容易并精确地测量出金属量。在制得积层体前，可以让其上加有导电膏的陶瓷片在线圈旁振动，以测量在该线圈上感应的电压。然后，可以根据感应电压选择陶瓷片，这也是可行的。较之一般方法这方法能够更可靠地筛选出有缺陷的陶瓷片。可以反馈缺陷状况，以便稳定导电层中所含金属的量。
通过把烧结体内的陶瓷溶解在酸中并测量残留的金属量，可以测出每个烧结体内所含金属量。但是，这种方法是一种破坏性的检查方法，需要大量的时间和劳动，所以不能用作制造过程的选择工序。于是，本实施例的方法，它是在外电极形成前，根据感应电压间接地检测导电层中金属的量，来选择电容器，作为制造过程的选择工序是有效的。
图6到图8是根据上述实施例制造陶瓷电子元器件方法的流程图。
首先，下面将描述图6所示的方法。将导电膏加在陶瓷片上，形成导电层(步骤S601)。根据线圈2上感应的电压，选择其上形成有导电层的各陶瓷片(步骤S602)。用所选出的陶瓷片形成积层体(步骤S603)。煅烧该积层体，形成烧结体(步骤S604)。在此烧结体上形成外电极，制得电容器。有如上面所讨论的，挑选过程的实施不只是在一个阶段，而是也可在从步骤S601到步骤S604多阶段进行，借此能更精确地选择电容器。
接下去，下面将描述图7所示的方法。将导电膏加在陶瓷片上，形成导电层(步骤S701)。用其上形成导电层的各陶瓷片形成积层体(步骤S702)。根据线圈2上感应的电压，选择各积层体(步骤S703)。煅烧所选出的积层体，形成烧结体(步骤S704)。在此烧结体上形成外电极，从而制得电容器。有如上面所讨论的，挑选过程的实施不只是一阶段，而是从步骤S701到步骤S704多阶段进行，借此能更精确地选择电容器。
继而，以下描述图8所示的方法。将导电膏加在陶瓷片上，形成导电层(步骤S801)。用其上形成导电层的各陶瓷片形成积层体(步骤S802)。煅烧所选出的积层体，形成烧结体(步骤S803)。据线圈2上感应的电压选择烧结体(步骤S804)。在此选出的烧结体上形成外电极，从而制得电容器。有如上面所讨论的，挑选过程的实施不只是在一阶段，而是也可在从步骤S801到步骤S804多阶段进行，借此能更精确地选择电容器。
图6到图8所示的制造方法与图9所示的常规方法的不同在于在形成外电极之前，根据导电层内的金属的量选择电容器。因此，这种方法可以免除在有缺陷的电容器上形成外电极的不必要工序。
按照本实施例，描述了制作积层陶瓷电容作为陶瓷电子元器件的方法。按照本实施例，对于包含磁性金属之导电层的每个积层陶瓷电子元器件也有同样的效果。
按照所述实施例的陶瓷片，即绝缘片，可以是由比如聚乙烯对苯二甲酸脂(PET)膜等树脂之类的绝缘材料制成的基膜。
工业应用按照本发明制造陶瓷电子元器件的方法，对测量所述陶瓷电子元器件中所用导电层内所含金属的量。因而，这种方法在制造过程的早期阶段检测缺陷，从而能高效地制造陶瓷电子元器件。
权利要求
1.一种制造陶瓷电子元器件的方法，依序包括如下步骤把主成分为金属的膏加在至少一个绝缘片上，形成至少一层导电层；烧结其上形成有所述至少一层导电层的所述至少一个绝缘片，得到至少一个烧结体；检测所述至少一个烧结体的所述至少一层导电层中所含的所述金属的含量；根据所述检测到的金属的含量，从所述至少一个烧结体中选择烧结体；在所述选择出的烧结体上形成外电极。
2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于检测所述至少一个烧结体的所述至少一层导电层中所含的所述金属的所述含量，包括使所述至少一个烧结体在线圈旁振动；测量所述线圈上的感应电压；以及根据所述测得的感应电压，检测在所述至少一层导电层中所述金属的所述含量。
3.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于还包括用其上形成有所述至少一层导电层的所述至少一个绝缘片，形成至少一个积层体，其中，烧结其上形成有所述至少一层导电层的所述至少一个绝缘片，得到所述至少一个烧结体的步骤包含通过烧结所述至少一个积层体得到所述至少一个烧结体的步骤。
4.一种制造陶瓷电子元器件的方法，依序包括如下步骤把主成分为金属的膏加在至少一个绝缘片上，形成至少一层导电层；用其上形成有所述至少一层导电层的所述至少一个绝缘片，形成至少一个积层体；检测所述至少一个积层体的所述至少一层导电层中所含的所述金属的含量；根据所述检测到的金属含量，从所述至少一个积层体中选择积层体；烧结所述选择的积层体，制得烧结体；在所述烧结体上形成外电极。
5.如权利要求4所述的制造方法，其特征在于所述至少一个积层体的所述至少一层导电层中所含的所述金属的所述含量，包括使所述至少一个积层体在线圈旁振动；测量所述线圈上的感应电压；以及根据所测得的感应电压，检测在所述至少一层导电层中的所述金属的所述含量。
6.一种制造陶瓷电子元器件的方法，包括把主成分为金属的膏加在至少一个绝缘片上，形成至少一层导电层；检测所述至少一层导电层中的所述金属的含量；根据所述检测到的金属含量，从其上形成有所述至少一层导电层的所述至少一个所述绝缘片中选择其上形成有导电层的绝缘片；以及通过烧结形成有所述导电层的所述选出的绝缘片，制得烧结体；在所述烧结体上形成外电极。
7.如权利要求6所述的制造方法，其特征在于所述检测至少一层导电层的金属的含量的步骤包括使其上形成有所述至少一层导电层的所述至少一个绝缘片在线圈旁振动；测量所述线圈上的感应电压；以及根据所述测得的感应电压，检测所述至少一层导电层中所述金属的所述含量。
8.如权利要求6所述的制造方法，其特征在于还包括用其上形成有所述导电层的所选出的绝缘片形成积层体，其中，所述烧结体的制得的步骤包括通过烧结所述积层体制得所述烧结体的步骤。
9.一种制造陶瓷电子元器件的方法，依序包括如下步骤把主成分为金属的膏加在至少一个绝缘片上，形成至少一层导电层；烧结其上形成有所述至少一层导电层的所述至少一个绝缘片，制得至少一个烧结体；使所述至少一个烧结体在线圈旁振动；测量所述线圈上的感应电压；根据所述检测到的感应电压，从所述至少一个烧结体中选择烧结体；以及在所述选择的烧结体上形成外电极。
10.如权利要求9所述制造方法，其特征在于，还包括用其上形成有所述至少一层导电层的所述至少一个绝缘片，形成至少一个积层体，其中，烧结其上形成有所述至少层一导电层的所述至少一个绝缘片，制得至少一个烧结体的步骤包括通过烧结所述至少一个积层体，制得至少一个烧结体的步骤。
11.一种制造陶瓷电子元器件的方法，依序包括如下步骤把主成分为金属的膏涂加至少一个绝缘片上，形成至少一层导电层；用其上形成有所述至少一层导电层的至少一绝缘片，形成至少一个积层体；使所述至少一个积层体在线圈旁振动；测量所述线圈上的感应电压；根据所述检测到的感应电压，从所述至少一个积层体中选择积层体；烧结所述选出的积层体，制得烧结体；以及在所述烧结体上形成外电极。
12.一种制造陶瓷电子元器件的方法，依序包括如下步骤把主成分为金属的膏加在至少一个绝缘片上，形成至少一层导电层；使其上形成有所述至少一层导电层的所述至少一个绝缘片在线圈旁振动；测量所述线圈上的感应电压；根据所述检测的感应电压，从其上形成有所述至少一层导电层的所述至少一个绝缘片中选择其上形成有导电层的绝缘片；烧结其上形成所述导电层的所选出的绝缘片，制得烧结体；以及在所述烧结体上形成外电极。
13.如权利要求12所述制造方法，其特征在于还包括用其上形成有所述导电层的所述选出的绝缘片形成积层体，其中，所述制得烧结体的步骤包括通过烧结所述积层体，制得所述烧结体的步骤。
14.如权利要求1-13任一项所述制造方法，其特征在于所述金属是镍。
15.如权利要求1-13任一项所述制造方法，其特征在于所述绝缘片是陶瓷片。
16.如权利要求1-13任一项所述制造方法，其特征在于所述绝缘片是由绝缘材料制成的基膜。
全文摘要
把主成分为金属的膏加在至少一个绝缘片上，形成至少一层导电层。烧结其上形成有所述至少一层导电层的至少一个绝缘片，得到至少一个烧结体。检测所述至少一个烧结体的至少一层导电层中所含金属的量。根据所测得的金属的量，从所述至少一个烧结体中选择烧结体。在所选出的烧结体上形成外电极，制得陶瓷电子元器件。金属量的检测也可以在绝缘片上形成主成分为金属的导电层之后进行。这种方法能够在制造过程的早期阶段检测缺陷，因此，能高效率制造陶瓷电子元器件。
文档编号H01G4/12GK1826673SQ20048002069
公开日2006年8月30日 申请日期2004年7月13日 优先权日2003年8月7日
发明者大槻淳, 长井淳夫 申请人:松下电器产业株式会社