专利名称：陶瓷电子组件及其生产方法
技术领域：
本发明涉及陶瓷电子组件及其生产方法，更具体的是涉及一种端电极的改进结构，该结构提供有由陶瓷组成的主要陶瓷电子组件的芯片的端电极，及涉及制造具有此种的端电极的陶瓷电子组件的方法。
本发明涉及的陶瓷电子组件的实例(其具有由陶瓷构成的主要电子组件的芯片)包含电容器，电阻，及电感和滤波器。这些陶瓷电子组件都封装在相关的布线板上。
在大多数的将要封装在表面上的陶瓷电子组件中，在主要电子组件中形成内部布线，在主要电子组件的至少一侧面上形成各个电极。通常是通过将上述的端电极焊接到布线板上的给出的导电连接盘上而将此类的陶瓷电子组件进行封装。由于固化焊锡造成的收缩引起的应力会使陶瓷电子组件产生拉向每个端电极的变形。结果，在陶瓷电子组件中的主电子组件中产生诸如断裂的机械损伤。
当陶瓷电子组件被封装在包含具有好的热释放特性的铝的布线板上时，在陶瓷电子组件中特别易于产生机械损伤。由于铝板和陶瓷电子组件热膨胀系数间的差别较大，由于重复的温度升高和降低的循环，在主电子组件中或在焊锡填料中会产生断裂。
当将铅-基介电陶瓷的高电容的层叠陶瓷电容器封装在布线板上时，由于板的抗断裂力很小，很容易产生此类的机械损伤。
为了解决上述的问题，日本公开的专利申请No.8-162359中建议通过制造具有双层结构的端电极同时提供具有多孔结构的内层，借助端电极减缓施加到主电子组件上的应力。
然而，上述的具有双层结构的端电极的陶瓷电子组件仍然存在下面的问题。在主电子组件内形成的内部布线和层叠陶瓷电容器册内部电极应与端电极电连接，端电极的内层在具有上述的双层结构的端电极中用于保持电连续性。然而，由于此内层具有多孔的结构，其有时无法与内层布线保持足够的电连续性。在将层叠陶瓷电容器制得足够的精巧的情况下，更易产生此类的断电现象。
相应的，本发明的目的是提供一种陶瓷电容器，其目的在于克服上述的问题，还涉及其制造方法。
在本发明的第一方面中，本发明提供一种陶瓷电子组件，其提供有主电子组件的芯片，在芯片内已形成内层布线，且端电极形成在主电子组件的外表面上，从而与内层布线进行电连接，其中端电极包含形成在主电子组件的外表面上的第一层，形成在第一层外面的第二层和形成在第二层外面的第三层，第二层具有多孔的结构。
最好的，第二层包含尺寸为3到6微米的导电粒子。
更具体的，第一和第三层包含尺寸为0.5到2微米的导电粒子，第二层包含尺寸为0.5到2微米的导电粒子和尺寸为3到6微米的导电粒子。
根据本发明的另一方面，用于生产陶瓷电子组件的方法包含如下步骤制备主电子组件；在主电子组件的外表面上通过烘干形成包含将要形成为第一层的导电粒子的第一导电糊状膜；通过烘干形成包含导电粒子的将要成为第二层的第二糊状膜，及通过烘干在第一糊状膜的外面形成将要熔蚀的添加物；通过在第二导电糊状膜的外部烘干形成包含导电粒子的将要成为第三层的第三糊状层；及对第一，第二及第三糊状膜进行烘干。
另外，可通过控制第二导电糊状膜中的附加物的量从而调节第二层的多孔结构中的空隙比。
同样的，在用于形成第三导电糊状膜的台阶之前提供用于烘干第二导电糊状膜的步骤，其中第二导电糊状膜和第三导电糊状膜被同时进行烘干。
凝胶，纤维素或碳都可被用做上述的添加物。
图1示出了根据本发明的一个实施例的陶瓷电子组件的截面示意图。
参考图1，陶瓷电子组件形成叠层电容器。陶瓷电子组件1设置有主电子组件3的芯片，主电子组件3具有多个叠层的陶瓷电容器层2，陶瓷电子组件还包含形成在主电子组件3的至少每个端面上的端电极。下面将详细描述端电极5的结构。
将多个作为内层布线的内部电极6叠加在主电子组件3的内部。内部电极6将以一端和另一端与端电极5相连，所述的一端和另一端是彼此交替设置的。
端电极5包含形成在主电子组件3的各个端面4上的第一层7，形成在此第一层7外部的第二层8及形成在此第二层8外部的第三层9。第二层8具有多孔的结构。
通过下面的步骤制造陶瓷电子组件1制备主陶瓷电子组件3；通过烘干在主陶瓷组件3的每个端面上形成将要成为第一层7的包含导电粒子的第一导电糊状膜；形成包含导电粒子的将要成为第二层8的第二糊状膜，及在烘干期间形成将要熔蚀的添加物，从而覆盖第一导电糊状膜；通过烘干形成包含导电粒子的将要成为第三层9的第三导电糊状膜，从而覆盖第二导电糊状膜。
然后对这些第一，第二及第三糊状膜进行烘干。从而在主电子组件3的每个端面上形成具有第一层7，第二层8及第三层9的端电极5，同时通过熔蚀添加物在第二层8中形成多孔的结构。
虽然如上所述通常在烘干步骤中同时烘干第一，第二及第三导电糊状膜，第一导电糊状膜可在形成第二导电糊状膜之前进行烘干。然而，最好至少在形成第三导电糊状膜之前烘干第二导电糊状膜，而在形成第三导电糊状膜之后与第三导电糊状膜同时烘干第二导电糊状膜。
其原因在于，当在形成第三导电糊状膜之前烘干第二导电糊状膜时，第二导电糊状膜在此步骤被转化为具有多孔结构的第二导电层8。当在第二层8的表面上提供第三导电糊状膜时，包含在第三导电糊状膜中的导电粒子进入多孔结构中的空隙，从而抵消了第二层8的多孔的本质作用。当包含在第三导电糊状膜中的导电粒子穿入第二层8的空隙中时，通过烘干第三导电糊状膜而得到的第三层9同样具有多孔结构，结果导致陶瓷电子组件1的电子及机械特性的降低，这是由于当在在第三层上加上焊锡时，液体焊料会渗入第二层的空隙中。
最好如上所述使用能够在低于第二导电糊状膜的烘干温度的温度下融化的物质作为包含在将要成为第二层8的第二导电糊中的添加物。例如，最好使用凝胶，纤维素或碳做为上述的添加物。
通过改变第二导电糊状膜中的前述添加物的量调节第二层8的多孔结构中的空隙比。可通过对所获得的陶瓷电子组件1进行热循环检测或抗断裂检测确定添加物的最优成分，当陶瓷电子组件1被缩小时，添加物的最优成分也减少。最好对用于形成第二导电糊状膜的导电糊进行彻底的搅拌，从而使导电粒子和附加物被均匀的扩散进糊状物中。
当包含在第一和第三导电糊中的导电粒子被分别形成到第一层7和第三层9时，最好粒子的尺寸相对较小，例如为大约0.5到2微米，将要形成第二层8的第二导电糊状膜最好包含尺寸为0.5到2微米的较小的粒子和3到6微米的较大的粒子。
包含在第二层8中的尺寸较大的导电粒子(例如3到6微米)即使在由第三层9的烘干产生的收缩力被施加到第二层8上时，也可保持第二层8的多孔的本质特性。在最佳实施例中，在第二层中包含比例为1∶2的尺寸为0.5到2微米的粒子和尺寸为3到6微米的导电粒子。最好对用于形成第二导电糊状膜的导电糊进行彻底的搅拌，从而将不同尺寸的导电粒子均匀的散布在导电糊中。
第二层8包含相对较小尺寸的导电粒子，例如0.5到2微米，从而在第一层8和第三层9之间维持交好的电学连续性，以保证使等同的串联电阻被减小。第一层7包含尺寸较小的导电粒子，例如0.5到2微米，从而在层与内层电极6之间保持较好的电学连续性。第三层同样包含尺寸相对较小的导电粒子，例如0.5到2微米，从而在第三层中保持较好的电学连续性，同时在当将焊锡被加到第三层上时，防止焊锡液渗入层中。
结合层状电容器所述的本发明对于具有其他结构及功能的陶瓷电子组件同样有效，所提供的陶瓷组件设置有主电子组件的芯片，其中已经形成有内层布线，并在主电子组件的芯片的外表面上形成有端电极，以便与内层布线相连。
虽然在前述的实施例中建议在第三层9上可形成焊锡膜，端电极5并不仅限于具有第一层7，第二层8和第三层9的这种三层的结构，而且至少在第三层9上可以形成另外的一层，或者在第一层7和第二层8之间形成其他层，及/或在第二层8和第三层9之间形成其他层。
如上所述，在布线板上焊接时或由于布线板的伸展及收缩所产生的应力被具有多孔结构的第二层所吸收，使得端电极有效的缓解在电子器件上所产生的应力，从而防止在主电子组件中及在端电极中所产生的机械损伤。
由于在端电极处的第一层不需要具有多孔的结构，可在层与形成在电子组件中的内层布线间保持较好的电学连续性。在第三层中同样不需要多孔的结构，由此在防止焊锡液渗入的同时可保持较好的电学连续性。
在本发明中，当包含在第二层中的导电粒子的尺寸被在3到6微米的范围内调节时，可很好的保持第二层的多孔的本质特性。
包含在第一层和第三层中的导电粒子的尺寸被在0.5到2微米间进行调节，同时保证在第二层中包含粒子尺寸在0.5到2微米间和3到6微米间的导电粒子。相应的，在保证第二层的多孔的本质特性的同时可获得第一层与内层布线间及第一层与第三层间的好的电学连续性。同时，在维持第三层中的好的电学连续性的同时可防止焊锡液渗入到第三层中。
由于通过烘干熔蚀包含在第二导电糊中的附加物，根据本发明的生产陶瓷电子组件的方法可以很容易的获得第二层中的多孔的结构。
同样，通过调节第二层中的附加物的量，可以控制第二层的多孔结构中的空隙比。相应的，通过上述的调节附加物的量也可容易的获得具有所需的空隙比的第二层，通过参考例如陶瓷电子组件的热循环检测及抗断裂检测的结果，可以容易的确定具有多种尺寸的陶瓷电子组件中的适宜的空隙比。
在根据本发明的形成陶瓷电子组件的方法中，在形成第三导电糊状膜之前干燥第二导电糊状膜，从而第二导电糊状膜和第三导电糊状膜被同时烘干，由此防止包含在第三导电糊状膜中的导电粒子渗入通过烘干第二导电糊状膜所获得的具有多孔结构的第二层中。相应的，还可防止对在第二层中形成多孔结构的抑制或防止在第三层中形成所不需要的多孔结构。
同样，当凝胶、纤维物或碳被用于包含在第二导电糊状膜中的附加物时，在低于第二层的烘干温度的温度可熔蚀附加物，可保证在第二层中形成多孔的结构。
权利要求
1．一种陶瓷电子组件，其特征在于包含电子组件的芯片，其中电子组件包含内层布线和在电子组件的外表面上与内层布线电连接的至少一个端电极，其中端电极包含形成在电子组件的外表面上的第一层，形成在第一层外面的第二层和形成在第二层外面的第三层，第二层具有多孔的结构。
2．根据权利要求1所述的陶瓷电子组件，其特征在于其具有两个设置在电子组件的外表面上的不同位置的所述端电极。
3．根据权利要求2所述的陶瓷电子组件，其特征在于第二层包含被烘干的粒子尺寸为3到6微米的导电粒子。
4．根据权利要求3所述的陶瓷电子组件，其特征在于第一、第二和第三层都包含粒子尺寸为0.5到2微米的被烘干的导电粒子。
5.根据权利要求2所述的陶瓷电子组件，其特征在于第一、第二和第三层都包含粒子尺寸为0.5到2微米的被烘干的导电粒子。
6．一种用于生产陶瓷电子组件芯片的方法，该陶瓷电子组件芯片具有与电子组件的外表面上的端电极电连接的内层布线，其特征在于包含如下步骤制备具有内层布线的所述电子组件；形成包含导电粒子的第一导电糊状膜，通过烘干电子组件的部分外表面形成第一层；在位于电子组件的外部的第一导电糊状膜的侧面形成包含导电粒子和附加物的第二导电糊状层，以形成第二层，其中所述的附加物在当该层被烘干时会熔蚀；通过烘干第一层外部的第二导电糊状膜的侧面形成包含导电粒子的第三导电糊状层，以形成第三层；及烘干所获得的化合物。
7．根据权利要求6所述的制造陶瓷电子组件的方法，其特征在于还包含为了在烘干后在第二层的多孔结构中获得预定的空隙比而调节第二导电糊状膜中的附加物的成分的步骤。
8．根据权利要求7所述的制造陶瓷电子组件的方法，其特征在于在形成第三导电糊状膜的步骤之前变干第二导电糊状膜，并且第二导电糊状膜与第三导电糊状膜被同时进行烘干。
9．根据权利要求8所述的制造陶瓷电子组件的方法，其特征在于附加物包含凝胶、纤维物或碳。
10．根据权利要求9所述的制造陶瓷电子组件的方法，其特征在于第二糊状膜包含粒子尺寸为3到6微米的导电粒子。
11．根据权利要求10所述的制造陶瓷电子组件的方法，其特征在于第一、第二及第三糊状膜都包含粒子尺寸为0.5到2微米的导电粒子。
12．根据权利要求7所述的制造陶瓷电子组件的方法，其特征在于附加物包含凝胶、纤维物或碳。
13．根据权利要求12所述的制造陶瓷电子组件的方法，其特征在于在形成第三导电糊状膜的步骤之前干燥第二导电糊状膜，并且第二导电糊状膜和第三导电糊状膜被同时进行烘干。
14．根据权利要求13所述的制造陶瓷电子组件的方法，其特征在于第二糊状膜包含粒子尺寸为3到6微米的导电粒子。
15．根据权利要求14所述的制造陶瓷电子组件的方法，其特征在于第一、第二和第三糊状膜都包含粒子尺寸为大约0.5到2微米的导电粒子。
16．根据权利要求6所述的制造陶瓷电子组件的方法，其特征在于第二糊状膜包含粒子尺寸为3到6微米的导电粒子。
17．根据权利要求16所述的制造陶瓷电子组件的方法，其特征在于第一、第二和第三糊状膜都包含粒子尺寸为0.5到2微米的导电粒子。
18．根据权利要求6所述的制造陶瓷电子组件的方法，其特征在于第一、第二和第三糊状膜都包含粒子尺寸为0.5到2微米的导电粒子。
19．根据权利要求6所述的制造陶瓷电子组件的方法，其特征在于在形成第三导电糊状膜的步骤之前干燥第二导电糊状膜，而且第二导电糊状膜和第三导电糊状膜被同时进行烘干。
全文摘要
本发明提供一种电子组件,其具有包含第一层、第二层和第三层的三层结构的端电极,所述第二层为多孔的结构,可以有效的吸收由于布线板的延展及收缩所造成的应力,非多孔的第一层与内部电极保持很好的电学连续性,同时非多孔的第三层用于防止焊锡液渗透,同时维持与外部的好的电学连续性,由此当将陶瓷电子组件封装到布线板上时,防止由于布线板的扩展及收缩所造成的机械损伤。
文档编号H01G4/252GK1231487SQ99103240
公开日1999年10月13日 申请日期1999年3月26日 优先权日1998年4月7日
发明者尾笹利明 申请人:株式会社村田制作所