专利名称：层叠型陶瓷电容器的制作方法
技术领域：
本发明涉及层叠型陶瓷电容器。特别地，本发明涉及具备陶瓷烧结体、和在陶瓷烧结体的内部隔着陶瓷层而彼此对置地交替设置的多个第I以及第2内部电极的层叠型陶瓷电容器。
背景技术：
现有技术中，在便携式电话、笔记本型计算机等的电子设备中，例如较多地使用了层叠陶瓷电容器。近年来，搭载有层叠型陶瓷电容器的电子设备的小型化以及高性能化不断进展，针对层叠型陶瓷电容器的小型化以及大容量化也不断进展。例如，作为现有的10 100 μ F的大容量电容器，虽然主流是铝电解电容器或钽电容器，但使用层叠型陶瓷电容器的也日渐增加。 —般,层叠型陶瓷电容器的静电电容与电介质层的相对介电常数、内部电极的对置面积、内部电极的层叠片数成正比，与电介质层的厚度成反比。因此，为了在确定的尺寸内得到较大的静电电容，需要使内部电极的层叠片数较多、电介质层的厚度较薄，但存在烧结时容易导致裂纹、剥离等的缺陷的问题。鉴于此，例如，在下述的专利文献I等中，提出了即使将陶瓷生片以及内部电极薄层化、高层叠化也能在烧制时防止裂纹、剥离等的构造缺陷的各种手段。先行技术文献专利文献专利文献I JP特开2003-318060号公报发明的概要发明要解决的课题但是，陶瓷层较薄、层叠数较多的层叠型电容器存在会由于在焊锡焊接时等所施加的热冲击而容易产生裂纹的问题。
发明内容
本发明鉴于相关问题点而提出，其目的在于提供ー种小型、大容量，且不易引起热冲击导致的裂纹的层叠型陶瓷电容器。用于解决课题的手段本发明所涉及的层叠型陶瓷电容器具备长方体状的陶瓷烧结体和第I以及第2内部电极。陶瓷烧结体包含层叠的多个陶瓷层。陶瓷烧结体具有沿着长度方向和与长度方向垂直的宽度方向而延伸的第I以及第2主面、沿着与长度方向以及宽度方向的两个方向而垂直的厚度方向和长度方向而延伸的第I以及第2侧面、沿着宽度方向以及厚度方向而延伸的第I以及第2端面。第I以及第2内部电极，在陶瓷烧结体的内部，隔着陶瓷层，在第3方向上彼此对置地交替设置。陶瓷层中的设在第I内部电极和第2内部电极之间的陶瓷层的层数为232以上。所述陶瓷烧结体包含内层部，其在从厚度方向观察时，与第I以及第2内部电极对置；外层部，其位于厚度方向上的内层部的两侧，未设有第I以及第2内部电极的任一者；和侧间隙部，其位于宽度方向上的内层部的两侧，未设有所述第I以及第2内部电极中的任一者。陶瓷烧结体中的第I以及第2内部电极所占的体积比例为O. 37以上。宽度方向上的各侧间隙部的尺寸为40 μ m以下。发明的效果在本发明中，陶瓷层中的设在第I内部电极和第2内部电极之间的陶瓷层的层数N为232以上。因此，本发明所涉及的层叠型陶瓷电容器陶瓷层的层叠数较多、小型、且高性能。另外，陶瓷烧结体中的第I以及第2内部电极所占的体积比例为O. 37以上。另外，宽度方向上的侧间隙部的尺寸为40 μ m以下。因此，本发明所涉及的层叠型陶瓷电容器中不易产生裂纹。
图I是本发明的一个实施方式所涉及的陶瓷电容器的概略的立体图。图2是图I的线II-II的概略的截面图。图3是图2的线III-III的概略的截面图。图4是图2的线IV-IV的概略的截面图。图5是印刷有导体图案的陶瓷生片的概略的俯视图。图6是陶瓷部件的概略的立体图。图7是表示在两侧面上形成陶瓷层的エ序的概略的立体图。
具体实施例方式下面，作为实施本发明的优选的形态的其它的例子，说明图I所示的陶瓷电容器I。但是，本发明的陶瓷电容器并不受到陶瓷电容器I的任何限定。图I是本发明的一个实施方式所涉及的陶瓷电容器的概略的立体图。图2是图I的线II-II的概略的截面图。图3是图2的线III-III的概略的截面图。图4是图2的线IV-IV的概略的截面图。如图I所示，本实施方式的陶瓷电容器I具备长方体状的陶瓷烧结体10。陶瓷烧结体10具备第I以及第2主面10a、10b、第I以及第2侧面10c、10d、以及第I以及第2端面10e、10f。第I以及第2主面10a、10b沿着长度方向L以及宽度方向W延伸。第I以及第2侧面10c、10d沿着长度方向L以及厚度方向T延伸。第I以及第2端面10e、10f沿着宽度方向W以及厚度方向T延伸。另外，在本发明中，“长方体”中也包含角部或棱线部的至少一部分被倒角或倒棱、或者被R倒角或R倒棱后得到的构成。如图2所示，陶瓷烧结体10包含多个陶瓷层15。在本实施方式中，陶瓷层15中的设于第I内部电极11和第2内部电极12之间的陶瓷层的层数N为232以上。
陶瓷层15由陶瓷材料构成。在本实施方式中，陶瓷材料除了陶瓷以外，还包含Si、玻璃成分等的烧制助剂等。作为烧制助剂的玻璃成分的具体例，能举出包含碱金属成分、碱土类金属成分的硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃等。
作为以陶瓷材料为主而包含的陶瓷材料的具体例，能举出电介质陶瓷。作为电介质陶瓷烧结体的具体例，例如能举出BaTiO3,CaTi03、SrTiO3XaZrO3等。在电介质陶瓷中例如也可以适当添加Mn化合物、Fe化合物、Mg化合物、Co化合物、Ni化合物、稀土类化合物等副成分。如图2 图4所示，在陶瓷烧结体10的内部设有多个第I以及第2电极11、12。多个第I以及第2内部电极11、12在厚度方向T上隔着陶瓷层15而彼此对置地交替配置。第I以及第2内部电极11、12分别与第I以及第2主面10a、10b平行地设置。第I以及第2内部电极11、12的各自的平面形状为矩形。第I内部电极11在第I端面IOe露出，另ー方面，不在第2端面10f、第I以及第2侧面10c、IOd还有第I以及第2主面10a、IOb露出。另ー方面，第2内部电极12在第2端面IOf露出，另ー方面，不在第I端面IOf、第I以及第2侧面10c、10d还有第I以及第2主面IOaUOb露出。在第I端面IOe上设有第I外部电极13。第I外部电极13与第I内部电极11连接。另ー方面，在第2端面IOf上设有第2外部电极14。第2外部电极14与第2内部电极12连接。另外，第I以及第2内部电极11、12和第I以及第2外部电极13、14的形成材料只要是导电材料，就没有特别的限定。第I以及第2内部电极11、12和第I以及第2外部电极13、14例如能通过Ag、Au、Pt、Pd、Ni、Cr、Cu等的金属、包含这些金属中的ー种以上的合金来形成。另外，第I以及第2内部电极11、12和第I以及第2外部电极13、14也可以通过多个导电膜的层叠体来构成。如图2 图4所示，在陶瓷烧结体10设有第I以及第2外层部10A、10B、第I以及第2侧间隙部10C、10D、和内层部IOE0第I以及第2外层部10AU0B是在第I以及第2内部电极的层叠方向(=厚度方向T)上比设有第I以及第2内部电极的部分(内层部E)更靠外侧的部分。具体地，在本实施方式中，第I以及第2外层部10AU0B设在陶瓷烧结体10的厚度方向T上的两端部。从层叠方向(=厚度方向)观察时，第I以及第2侧间隙部10CU0D是未设有第I以及第2内部电极11、12的任一者的部分。具体地，在本实施方式中，第I以及第2侧间隙部10CU0D设在陶瓷烧结体10的宽度方向W上的两端部。内层部IOE是陶瓷烧结体10的除了第I以及第2外层部10A、IOB和第I以及第2侧间隙部10CU0D以外的部分。具体地，在本实施方式中，是设于陶瓷烧结体10的除了宽度方向W的两端部和厚度方向T的两端部以外的区域。内层部IOE包括在厚度方向T上第I以及第2内部电极11、12彼此对置的部分；和在从厚度方向T观察时，仅设有第I或第2内部电极11、12的部分。宽度方向W上的侧间隙部10CU0D的尺寸为40 μ m以下。在本实施方式的层叠陶瓷电容器I中，设于第I以及第2内部电极11、12间的陶瓷层15的层叠型N为232以上。在这样的层叠型陶瓷电容器中，易于因在焊锡焊接等所施加的热冲击而产生裂纹。但是，在本实施方式中，还将陶瓷烧结体10中的第I以及第2内部电极11、12所占的体积比例设为O. 37以上。因此，陶瓷烧结体10中的金属成分(包括金属和合金)所占的比例较高。因此，能实现较高的机械强度。即，根据本实施方式，能谋求兼顾小型以及高性能、和较高的弯曲強度、耐折强度等的机械强度。从使陶瓷烧结体10中的第I以及第2内部电极11、12所占的比例较高的观点出发，优选未设有第I以及第2内部电极11、12的侧间隙部10C、10D和外层部10A、10B分别较小。具体地，宽度方向上的侧间隙部10CU0D的尺寸为40 μ m以下。由此，在层叠型陶瓷电容器I中难以产生裂纹。该原因虽然还未定论，但是在对层叠型陶瓷电容器I施加热冲击的情况下，内部电极11、12的比例比较高的内层部IOE要在厚度方向T上热膨胀，另ー方面，配置在其两侧的侧间隙部10C、IOD并不会抵抗内层部IOE的热膨胀，而是会灵活相应地追随。由此，认为是因为内层部IOE和侧间隙部10CU0D之间的形变的差较小。 接下来，參照图5 图7来详细说明本实施方式的陶瓷电容器I的制造方法的一例。首先，使图5所示的陶瓷生片20成形。陶瓷生片20的成形方法并没有特别的限定。接下来，在陶瓷生片20上形成多条线状的导电图案21。该导电图案21是用于形成第I以及第2内部电极11、12的导电图案。导电图案21的形成方法并没有特别的限定。导电图案21例如能通过丝网印刷法、喷墨法、凹版印刷法等来形成。接下来，将未形成导体图案21的陶瓷生片20层叠多片之后，使形成有导体图案21的陶瓷生片20在X方向的一方侧和另一方侧交替错开来层叠多片。然后，在其上再层叠多片未形成导体图案21的陶瓷生片20，由此完成层叠体。另外，最初和最后所层叠的未形成导体图案21的陶瓷生片20是用于形成第I以及第2外层部10AU0B的构成。接下来，通过静水压加压法等对得到的层叠体在层叠方向z上进行加压。接下来，沿着图5所示的假设切割线L来切断加压后的层叠体，由此形成多个图6所示的长方体状的陶瓷部件23。另外，层叠体的切断能通过切割或压切来进行。另外，也可以使用激光器来切断层叠体。接下来，如图7所示，在陶瓷部件23的侧面23e、23f上按照覆盖侧面23e、23f的方式来形成陶瓷层24、25。该陶瓷层24、25是用于形成第I以及第2侧间隙部10CU0D的构成。另外，陶瓷层24、25的形成方法并没有特别的限定，能通过丝网印刷法等的印刷法、喷墨法、凹版印刷法等涂敷法、喷雾法等来进行。接下来，烧结已形成了陶瓷层24、25的陶瓷部件23。由此，完成陶瓷烧结体10。然后，最后通过形成第I以及第2外部电极13、14，完成了图I 图4所示的陶瓷电容器I。另外，第I以及第2外部电极13、14的形成方法并没有特别的限定。第I以及第2外部电极13、14例如也可以通过涂敷导电性膏之后进行烘焙来形成。这种情况下，也可以在上述陶瓷部件23的烧制前来涂敷导电性膏，与烧制同时形成第I以及第2外部电极13、14。另外，第I以及第2外部电极13、14例如也可以通过镀敷等来形成。在上述实施方式中，说明了如下示例第I以及第2内部电极11、12与第I以及第2侧面10c、10d平行，且第I内部电极11在第I主面IOa引出，另ー方面，内部电极12在第2主面IOb引出。但是，本发明中，只要在陶瓷烧结体上形成间隙层，对第I以及第2内部电极的配置就没有特别的限定。例如，第I以及第2内部电极也可以与第I以及第2主面或者第I以及第2端面平行地形成。(实验例)用相同的材料，以下述表I 表3所示的条件，针对每个条件都制作300个样品，即上述实施方式所涉及的层叠陶瓷电容器I。另外，关于下述表I 3所示的各种尺寸中的陶瓷烧结体的长度、宽度、厚度，通过光学显微镜(株式会社尼康制，MEASURESCOPE MM-10)，以倍率50倍、精度±0. Imm来进行測定。关于陶瓷层的厚度以及内部电极的厚度，则是通过扫描型电子显微镜(日本电子株式会社制，JSM-5800)，以加速电压20kV、倍率15000倍、精度±0. Ιμπι来进行測定。关于其它的尺寸，通过光学显微镜，以500倍、精度±0. OOlmm来进行測定。从内部电极的前端到外部电极为止的距离在电容器的宽度方向的中央来进行测定。 侧间隙部的尺寸在长度方向的中央部进行測定。外层部的厚度、陶瓷层的厚度、内部电极的厚度在俯视观察下的中心进行測定。内部电极的覆盖率用以下的要领来进行測定。即，对电容器进行抛光，只留下内层部中的第I以及第2内部电极在厚度方向T上对置的部分。对该部分进行抛光，直到厚度成为一半，使内部电极露出。通过浸溃到氢氧化钾水溶液中，剥离内部电极。接下来，使用光学显微镜来拍摄剥离的内部电极的中央部，通过ニ值化求得有电极的部分的比例，从而得到覆盖率。陶瓷烧结体中的内部电极所占的体积通过如下来求取(陶瓷烧结体的长度-端间隙部的长度)X (陶瓷烧结体的宽度-侧间隙部的宽度X 2) X内部电极的厚度X (陶瓷层的层叠数+1) X内部电极的覆盖率。另外，端间隙部是内层部中未与第I以及第2内部电极在厚度方向上对置的部分。端间隙部的长度是沿着端间隙部的长度方向的尺寸。侧间隙部的宽度是侧间隙部的宽度方向尺寸。陶瓷烧结体的体积通过如下来求取陶瓷烧结体的长度X (陶瓷烧结体的宽度-侧间隙部的宽度X2) X陶瓷层的层叠数+陶瓷烧结体的长度X陶瓷烧结体的宽度X外层部的厚度X2+侧间隙部的宽度X (陶瓷烧结体的厚度-外层部的厚度Χ2) Χ2。关于接下来作成的样品，用以下的要领来进行热冲击试验。即，对各样品，使用显微镜来观察以下述的条件浸溃到浴槽中来施加热冲击时的裂纹不良的产生率。将结果在上述表I 表3中进行表不。[表 I]
权利要求
1.ー种层叠型陶瓷烧结体，具备 长方体状的陶瓷烧结体，其包含层叠的多个陶瓷层，具有沿着长度方向和与所述长度方向垂直的宽度方向而延伸的第I以及第2主面、沿着与所述长度方向以及宽度方向的两个方向而垂直的厚度方向和所述长度方向而延伸的第I以及第2侧面、沿着所述宽度方向以及所述厚度方向而延伸的第I以及第2端面；和 第I以及第2内部电极，在所述陶瓷烧结体的内部，隔着所述陶瓷层，在所述厚度方向上彼此对置地交替设置， 所述陶瓷层中的设在所述第I内部电极和所述第2内部电极之间的陶瓷层的层数(N)为232以上， 所述陶瓷烧结体包含 在从所述厚度方向观察时，与所述第I以及第2内部电极对置的内层部； 位于所述厚度方向上的所述内层部的两侧，未设有所述第I以及第2内部电极的任一者的外层部；和 位于所述宽度方向上的所述内层部的两侧，未设有所述第I以及第2内部电极中的任一者的侧间隙部， 所述陶瓷烧结体中的所述第I以及第2内部电极所占的体积比例为0. 37以上， 所述宽度方向上的各侧间隙部的尺寸为40 以下。
全文摘要
提供小型大容量、且难以产生因热冲击而导致的裂纹的层叠型陶瓷电容器。层叠型陶瓷电容器(1)具备陶瓷烧结体(10)，其包含层叠的多个陶瓷层(15)；和第1以及第2内部电极(11、12)，其在陶瓷烧结体(10)的内部隔着陶瓷层(15)在层叠方向上彼此对置地交替设置。陶瓷层(15)中的设在第1内部电极和第2内部电极之间的陶瓷层的层数为232以上。陶瓷烧结体(10)中的第1以及第2内部电极(11、12)所占的体积比例为0.37以上。侧间隙部(10C、10D)的尺寸为40μm以下。
文档编号H01G4/12GK102652342SQ20108005523
公开日2012年8月29日 申请日期2010年12月10日 优先权日2009年12月11日
发明者冈岛健一, 山下泰治, 村西直人, 田中秀明, 福永大树 申请人:株式会社村田制作所