层叠陶瓷电子部件的制作方法_2

文档序号:9769263阅读:来源:国知局
1由具有钙钛矿构造的电介 质陶瓷(在本实施方式中为BaTi03系陶瓷)形成,此外,内部电极2(2a、2b)是以Ni为导电成 分的卑金属电极。
[0045]接下来,说明该层叠陶瓷电子部件(层叠陶瓷电容器)的制造方法。
[0046] [1]陶瓷坯体的制作
[0047] (1)调制对以Ba、Ti为主要成分的钙钛矿型化合物(BaTi03系陶瓷粉末),以规定的 比例混合了有机粘合剂、有机溶剂、可塑剂以及分散剂的陶瓷浆料。
[0048]然后,将该陶瓷浆料涂敷在树脂薄膜上,以使得干燥后的厚度为4. Ομπι,从而制作 出陶瓷生片。
[0049] (2)通过将平均粒径0.3μπι的Ni粉末50重量部、向丁基卡必醇溶解了 10重量部的乙 基纤维素的树脂溶液45重量部、剩余部分的分散剂以及增粘剂混合,来制作出内部电极形 成用的导电性糊膏(内部电极糊膏)。
[0050]作为构成内部电极糊膏的导电成分,除了Ni粉末以外,也能够适当地使用Ni合金、 Cu、Cu合金等卑金属粉末。根据情况,也能够使用Ag等贵金属粉末。
[0051] (3)将上述(1)的工序中所制作出的陶瓷生片层叠规定片数,以使得在烧制后形成 具有规定的厚度的外层部,并形成下侧外层部。
[0052] (4)在上述(3)的工序中形成的下侧外层部上层叠规定片数(本实施方式中为350 片)的电极图案形成陶瓷生片,该电极图案形成陶瓷生片是将上述(2)的工序中制作出的以 Ni为导电成分的导电性糊膏(内部电极糊膏),以烧制后的陶瓷元件的大小(3.2_(长度)X 1.6mm(宽度))所对应的图案,通过网版印刷来涂敷于上述(1)的工序中使用的陶瓷生片,以 使得干燥后的厚度为2μπι的电极图案形成陶瓷生片。
[0053] (5)在上述(4)的工序中层叠的电极图案形成陶瓷生片上层叠规定片数,来形成上 侧外层部,以使得形成在烧制后具有规定的厚度的外层部,从而形成未烧结层叠块。
[0054] (6)通过在规定的位置切割上述(5)的工序中制作出的未烧结层叠块,来得到未烧 结陶瓷坯体。
[0055] (7)使用分批炉,在氮气环境中、400°C、10小时的条件下对上述(6)的工序中得到 的未烧结陶瓷坯体进行脱脂处理后,在氮气-氢气-水蒸气混合环境中,在最高温度1200°C、 氧气分压1〇_ 9~l〇_1()MPa的条件下进行烧结,得到外部电极形成前的烧结完的陶瓷坯体。
[0056] 另外,该陶瓷坯体是具有长度(L) :3.2mm、宽度(W) :1.6mm、厚度(T) :1.6mm的尺寸 的立方体形状的部件。
[0057] [2]外部电极的形成
[0058] (1)外部电极形成用的导电性糊膏的制作
[0059] 作为为了形成外部电极而使用的导电性糊膏,制作了含有以下物质的外部电极糊 膏:Cu粉末70~75重量部、Si02含有率为43重量%的硼硅酸系玻璃料5~10重量部、向丁基 卡必醇溶解了 20重量%乙基纤维素的树脂溶液20重量部。
[0060] (2)外部电极形成用的导电性糊膏的涂敷
[0061]通过浸渍涂敷的方法来将如上述那样制作出的外部电极形成用的导电性糊膏涂 敷于烧结完的陶瓷坯体。例如,在平板以规定的厚度涂敷外部电极形成用的导电性糊膏,从 其上方浸渍由保持夹具保持的陶瓷坯体的一端面侧,在陶瓷坯体的端面以及从端面绕回到 侧面的区域涂敷外部电极糊膏。
[0062] 然后,在使涂敷的导电性糊膏干燥后,同样地,浸渍陶瓷坯体的另一端面侧,在陶 瓷坯体的另一侧的端面和从端面绕回到侧面的区域涂敷导电性糊膏,并使其干燥。
[0063] (3)由于对涂敷于陶瓷坯体的外部电极形成用的导电性糊膏进行烧结,因此使用 带式炉来对陶瓷坯体进行热处理。
[0064] 热处理在氮气-空气-水蒸气混合环境或氮气-氢气-水蒸气混合环境中,以最高温 度790~880°C、在最高温度时的氧电动势为220~280mV的条件下进行,在陶瓷坯体的两端 部形成Cu烧制电极(外部电极主体)。
[0065] (4)镀覆
[0066]对已形成的外部电极通过湿式电解镀覆的方法来进行Ni镀覆,在外部电极的表面 形成Ni镀膜,进一步通过湿式电解镀覆的方法来进行Sn镀覆,在Ni镀膜上形成Sn镀膜。 [0067]由此,得到具备图1所示的结构的层叠陶瓷电容器。
[0068] [3]评价
[0069] 针对如上述那样制作出的层叠陶瓷电容器,通过进行以下说明的方法,来进行特 性的评价:
[0070] (a)外部电极4的、向陶瓷坯体10的侧面15的绕回部14的前端区域14a(参照图1、图 2)中的导电成分/无机成分占有面积率的测定;
[0071] (b)外部电极4的、向陶瓷还体10的侧面15的绕回部14的厚度的测定(参照图3); [0072] (c)挠曲试验;以及
[0073] (d)附着有焊锡的外部电极的粘着力的测定。
[0074] (a)导电成分/无机成分占有面积率
[0075] 针对层叠陶瓷电容器(试样),调查了绕回到陶瓷坯体的侧面的外部电极的绕回部 的、从前端起50μπι以内的区域(前端区域)中的导电成分(本实施方式中为Cu)与导电成分 (Cu)以外的无机成分所占的面积相对于导电成分(Cu)与导电成分以外的无机成分以及空 隙所占的面积的比例、即导电成分/无机成分占有面积率。
[0076] 另外,导电成分/无机成分占有面积率通过下述式(1)来求出:
[0077] 导电成分/无机成分占有面积率(%) = {(导电成分的面积+无机成分的面积)/(导 电成分的面积+无机成分的面积+空隙的面积)} X 100……(1)
[0078] 具体来讲,为了调查外部电极的绕回部的从前端起50μπι以内的区域的导电成分/ 无机成分占有面积率,在对层叠陶瓷电容器(试样)进行树脂硬化后,将由长度L和宽度Τ规 定的面即LT面在深度方向上进行研磨,使深度为宽度W方向的尺寸的1/3、1/2以及2/3的面 露出。
[0079] 对于露出的各个面,对外部电极(详细来讲是外部电极主体)的绕回到陶瓷坯体的 侧面的绕回部的从前端起50μηι以内的区域(前端区域)进行FIB(Focused Ion Beam,聚焦离 子束)加工,并得到SIM像(扫描离子显微镜(Scanning Ion Microscope)像)。这里,对一个 试样的上述3个面分别得到5个视野的像,合计得到15个视野的像。另外,在外部电极糊膏不 与外部电极主体连续而岛状存在的情况下,设为不包含于前端区域。
[0080] 通过对得到的SM像进行图像处理,计算出导电成分(Cu)的面积、无机成分的面积 以及空隙的面积。
[0081] 另外,图2是表示在绕回到陶瓷坯体10的侧面15的外部电极4(外部电极主体11)的 绕回部14的前端区域14a存在导电成分(Cu)、无机成分和空隙的状态的示意图。
[0082] 为了计算导电成分(Cu)的面积、无机成分的面积以及空隙的面积,根据FIB-SIM的 通道衬度(channe 1 ing contrast),判断导电成分(Cu)、无机成分、空隙以及陶瓷的各位置, 针对导电成分(Cu)、无机成分、空隙的各个位置,根据图像处理的结果来计算面积。
[0083] 由此,通过上述的式(1),来求出导电成分/无机成分占有面积率。
[0084] 表1中记载了根据计算出的多个导电成分/无机成分占有面积率的值而求出的平 均值。
[0085] (b)向陶瓷坯体的侧面的外部电极的绕回部的厚度的测定
[0086] 为了调查向陶瓷坯体的侧面的外部电极的绕回部的厚度,在将层叠陶瓷电容器 (试样)树脂硬化后,将由长度L和宽度T规定的面即LT面在深度方向上进行研磨,使深度为 宽度W方向的尺寸的1/3、1/2以及2/3的面露出。
[0087] 对于露出的各个面,通过金属显微镜来进行测定,并将向陶瓷坯体的侧面的绕回 部的最大厚度测定为绕回部的厚度。这里,对一个试样的上述3个面调查5个视野的绕回部 的厚度,合计调查15个视野的绕回部
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