本发明涉及层叠陶瓷电容器及其制造方法。
背景技术：
在层叠陶瓷电容器中，在引出了内部电极的陶瓷主体的端面设置有外部电极，使内部电极与外部电极导通。但是，有时在烧制时在陶瓷主体的端面附近，内部电极发生氧化，从而妨碍内部电极与外部电极的导通。
相对于此，已知有一种通过将氧化后的内部电极的端部通过药液或研磨等除去，从而确保内部电极与外部电极的导通的技术(例如，参照专利文献1、2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016－134456号公报
专利文献2：日本特开2010－205812号公报
技术实现要素：
发明所要解决的课题
但是，在除去氧化后的内部电极的端部的方法中，在由药液、研磨屑等残留的影响下，容易产生层叠陶瓷电容器的性能的降低。
鉴于上述情况，本发明的目的在于：提供能够确保内部电极与外部电极的导通的层叠陶瓷电容器及其制造方法。
用于解决课题的技术方案
为了实现上述目的，本发明的一个方式涉及的层叠陶瓷电容器包括陶瓷主体以及第一和第二外部电极。
上述陶瓷主体具有在第一方向上层叠的多个陶瓷层、在上述多个陶瓷层之间交替配置的第一和第二内部电极、朝向与上述第一方向正交的第二方向的第一和第二端面、在上述第一和第二端面沿上述第一方向形成的第一和第二内槽部。
上述第一和第二外部电极覆盖上述第一和第二端面。
上述第一内部电极引出到上述第一端面，在上述第一内槽部中突出。
上述第二内部电极引出到上述第二端面，在上述第二内槽部中突出。
在该构成中，第一和第二内部电极在第一和第二内槽部突出，因此，至少在第一和第二内槽部中，第一和第二内部电极与第一和第二外部电极导通。因此，即使第一和第二内部电极在与第一和第二端面相邻的区域氧化，也能够确保第一和第二内部电极与第一和第二外部电极的导通。
上述陶瓷主体可以具有多个上述第一和第二内槽部。
在该构成中，能够更可靠地得到第一和第二内部电极与第一和第二外部电极的导通。
上述第一和第二外部电极可以具有与上述第一和第二内槽部对应的沿上述第一方向形成的第一和第二外槽部。
在该构成中，在进行层叠陶瓷电容器的安装时，使焊料沿第一和第二外槽部进行润湿，焊料的接合强度增大。
上述第一和第二外部电极可以由溅射膜构成。
在该构成中，能够不使用湿式工艺而形成第一和第二外部电极。
在本发明的一个实施方式涉及的层叠陶瓷电容器的制造方法中，制作未烧制的陶瓷主体，上述陶瓷主体具有在第一方向上层叠的多个陶瓷层、在上述多个陶瓷层之间交替配置的第一和第二内部电极、朝向与上述第一方向正交的第二方向的第一和第二端面，上述第一内部电极引出到上述第一端面，上述第二内部电极引出到上述第二端面。
烧制上述陶瓷主体。
在烧制后的上述陶瓷主体的上述第一和第二端面，通过短脉冲激光的照射，沿上述第一方向形成第一和第二槽部，在上述第一和第二槽部，使上述第一和第二内部电极突出。
在形成有上述第一和第二槽部的上述第一和第二端面形成第一和第二外部电极。
上述短脉冲激光可以是皮秒激光或飞秒激光。
在该构成中，通过短脉冲激光的照射，能够形成第一和第二内部电极突出的第一和第二槽部。由此，能够制造确保了第一和第二内部电极与第一和第二外部电极的导通的层叠陶瓷电容器。
可以通过溅射形成上述第一和第二外部电极。
在该构成中，能够不使用湿式工艺而形成第一和第二外部电极。
可以在使烧制后的上述陶瓷主体再氧化之后，形成上述第一和第二槽部。
在该构成中，通过使陶瓷主体再氧化，容易得到容量较大的层叠陶瓷电容器。另外，即使在使陶瓷主体再氧化时第一和第二内部电极在与第一和第二端面相邻的区域氧化，之后也能够通过形成第一和第二内槽部而使第一和第二内部电极露出。由此，能够确保第一和第二内部电极与第一和第二外部电极的导通。
发明效果
本发明能够提供可以确保内部电极与外部电极的导通的层叠陶瓷电容器及其制造方法。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式涉及的层叠陶瓷电容器的立体图。
图2是上述层叠陶瓷电容器的沿图1的A－A’线的截面图。
图3是上述层叠陶瓷电容器的沿图1的B－B’线的截面图。
图4是上述层叠陶瓷电容器的陶瓷主体的立体图。
图5是上述陶瓷主体的沿图4的C－C’线的截面图。
图6是放大表示上述陶瓷主体的图5的区域P的局部截面图。
图7是表示上述层叠陶瓷电容器的安装时的状态的图。
图8是表示上述层叠陶瓷电容器的制造方法的流程图。
图9是步骤S01中的陶瓷主体的分解立体图。
图10是步骤S02中得到的陶瓷主体的立体图。
图11是例示步骤S02之后的陶瓷主体的状态的局部截面图。
图12是例示步骤S03之后的陶瓷主体的状态的局部截面图。
图13是步骤S04中的陶瓷主体的立体图。
图14是步骤S05中的陶瓷主体的截面图。
图15是步骤S05中的陶瓷主体的截面图。
图16是步骤S05中的陶瓷主体的截面图。
附图标记说明
10…层叠陶瓷电容器
11…陶瓷主体
12、13…内部电极
12a、13a…突出部
14、15…外部电极
16、17…内槽部
18、19…外槽部
E1、E2…端面
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
附图中，适当地表示彼此正交的X轴、Y轴和Z轴。X轴、Y轴和Z轴在所有图中是共通的。
1.层叠陶瓷电容器10的基本构成
图1～3是表示本发明的一个实施方式的层叠陶瓷电容器10的图。图1是层叠陶瓷电容器10的立体图。图2是层叠陶瓷电容器10的沿图1的A－A’线的截面图。图3是层叠陶瓷电容器10的沿图1的B－B’线的截面图。
层叠陶瓷电容器10包括陶瓷主体11、第一外部电极14和第二外部电极15。陶瓷主体11具有朝向X轴方向的第一端面E1和第二端面E2、朝向Y轴方向的两个侧面、朝向Z轴方向的两个主面。连接陶瓷主体11的各面的棱部被倒角。
此外，陶瓷主体11的形状不限定于上述的形状。即，陶瓷主体11可以不是图1～3所示的长方体形状。例如，陶瓷主体11的各面可以是曲面，陶瓷主体11作为整体可以是带有圆角的形状。
第一外部电极14覆盖陶瓷主体11的第一端面E1。第二外部电极15覆盖陶瓷主体11的第二端面E2。外部电极14、15夹着陶瓷主体11在X轴方向上相对，作为层叠陶瓷电容器10的端子起作用。
外部电极14、15由导电性良好的导体形成。作为形成外部电极14、15的导电性良好的导体，例如可以举出以铜(Cu)、镍(Ni)、锡(Sn)、钯(Pd)、铂(Pt)、银(Ag)、金(Au)等作为主要成分的金属或合金。
外部电极14、15从陶瓷主体11的端面E1、E2向主面延出，也略微地在侧面扩展。由此，外部电极14、15在从Y轴方向看时的外观为U字状。另外，外部电极14、15的与X－Z平面平行的截面也为U字状。
此外，外部电极14、15的形状不限定于图1所示的形状。例如，也可以是：外部电极14、15仅从陶瓷主体11的端面E1、E2向一个主面延伸，与X－Z平面平行的截面成为L字状。另外，外部电极14、15的向侧面的延出量也可以与向主面的延出量相等。并且，外部电极14、15也可以不向陶瓷主体11的主面和侧面延出，而控制在端面E1、E2内。
陶瓷主体11由电介质陶瓷形成。陶瓷主体11具有被电介质陶瓷覆盖的第一内部电极12和第二内部电极13。内部电极12、13均为沿X－Y平面延伸的片状，沿Z轴方向交替配置。
即，内部电极12、13夹持陶瓷层在Z轴方向上相对。第一内部电极12引出到陶瓷主体11的第一端面E1，与第一外部电极14连接。第二内部电极13引出到陶瓷主体11的第二端面E2，与第二外部电极15连接。
内部电极12、13分别由导电性良好的导体形成，作为层叠陶瓷电容器10的内部电极起作用。作为形成内部电极12、13的导电性良好的导体，例如可以举出以镍(Ni)、铜(Cu)、钯(Pd)、铂(Pt)、银(Ag)、金(Au)等作为主要成分的金属或合金。
在陶瓷主体11中，为了增大内部电极12、13之间的各陶瓷层的容量，可以使用高电介质常数的电介质陶瓷。作为高电介质常数的电介质陶瓷，例如可以举出以钛酸钡(BaTiO3)为代表的包含钡(Ba)和钛(Ti)的钙钛矿结构的材料。
此外，陶瓷层也可以由钛酸锶(SrTiO3)系、钛酸钙(CaTiO3)系、钛酸镁(MgTiO3)系、锆酸钙(CaZrO3)系、钛酸锆酸钙(Ca(Zr，Ti)O3)系、锆酸钡(BaZrO3)系、氧化钛(TiO2)系等构成。
通过上述的构成，在层叠陶瓷电容器10中，在向第一外部电极14和第二外部电极15之间施加电压时，向第一内部电极12和第二内部电极13之间的多个陶瓷层施加电压。由此，在层叠陶瓷电容器10中，蓄积与第一外部电极14和第二外部电极15之间的电压对应的电荷。
此外，本实施方式涉及的层叠陶瓷电容器10的基本构成不限于图1～3所示的构成，可以适当地变更。例如，内部电极12、13的片数、陶瓷层的厚度可以根据层叠陶瓷电容器10所要求的尺寸、性能而适当地决定。
2.层叠陶瓷电容器10的详细构成
图4是层叠陶瓷电容器10的陶瓷主体11的立体图。在陶瓷主体11中，在第一端面E1形成有第一内槽部16，在第二端面E2形成有第二内槽部17。内槽部16、17作为在X轴方向上凹陷且沿Z轴方向直线状延伸的槽而构成。
内槽部16、17在成为端面E1、E2的镜像对称的位置分别在Y轴方向上隔开间隔地各配置3个。各内槽部16、17在各端面E1、E2以通过所有的内部电极12、13的X轴方向端部的方式遍及端面E1、E2的Z轴方向的全部宽度而延伸。
图5是陶瓷主体11的沿图4的C－C’线的截面图。即，图5表示陶瓷主体11的沿内槽部16、17的截面。第一内部电极12具有形成于第一内槽部16的第一突出部12a。第二内部电极13具有形成于第二内槽部17的第二突出部13a。
图6是放大表示由图5的点划线围成的区域P的局部截面图。第一突出部12a在第一内槽部16中在X轴方向突出而裸露出。与此相同，第二突出部13a在第二内槽部17中在X轴方向突出而裸露出。
由此，外部电极14、15能够可靠地与在端面E1、E2裸露出的突出部12a、13a导通。即，在层叠陶瓷电容器10中，至少在内槽部16、17中能够确保内部电极12、13与外部电极14、15的导通。
另外，如图1所示，在层叠陶瓷电容器10的外部电极14、15，沿陶瓷主体11的内槽部16、17形成有外槽部18、19。外槽部18、19通过使陶瓷主体11的端面E1、E2的内槽部16、17的形状反映在外部电极14、15的形状上而体现。
图7是表示层叠陶瓷电容器10的安装时的状态的图。图7表示从层叠陶瓷电容器10的第一外部电极14侧向X轴方向看的状态。图7表示第一外部电极14，但第二外部电极15也相同。图7中用虚线表示陶瓷主体11的位置。
层叠陶瓷电容器10被安装于在基材101上形成有电极102的安装基板100上。层叠陶瓷电容器10在将外部电极14、15经由焊料S配置于安装基板100的电极102上的状态下，通过回流炉等进行加热。
由此熔融的焊料S在安装基板100的电极102和层叠陶瓷电容器10的外部电极14、15的两者润湿扩展。这时，在外部电极14、15中，如图7所示，熔融的焊料S通过毛细管现象而沿外槽部18、19向Z轴方向进行润湿。
通过这样的焊料S的举动，外部电极14、15的与焊料S连接的区域向Z轴方向扩张。因此，焊料S相对于外部电极14、15的连接强度增大。因此，在层叠陶瓷电容器10中，通过外槽部18、19的作用，安装的可靠性提高。
另外，为了使焊料S在外部电极14、15的全部区域向Z轴方向充分地润湿而需要大量的焊料S，但在使用了外槽部18、19的构成中能够用少量的焊料S使连接强度提高。因此，在层叠陶瓷电容器10中，能够以低成本实现安装可靠性的提高。
此外，在层叠陶瓷电容器10中，在外部电极14、15形成有外槽部18、19的构成不是必须的。因此，在上述的效果不是特别期待的情况下，也可以不在外部电极14、15形成外槽部18、19，外部电极14、15的表面是平滑的。
3.层叠陶瓷电容器10的制造方法
图8是表示层叠陶瓷电容器10的制造方法的流程图。图9～16是表示层叠陶瓷电容器10的制造过程的图。以下，针对层叠陶瓷电容器10的制造方法，根据图8，适当参照图9～16进行说明。
3.1步骤S01：制作陶瓷主体
在步骤S01中，制作未烧制的陶瓷主体11。未烧制的陶瓷主体11如图9所示，通过将多个陶瓷片在Z轴方向上进行层叠并热压接而得到。通过在陶瓷片上预先印刷规定图案的导电性膏，能够配置内部电极12、13。
3.2步骤S02：烧制
在步骤S02中，烧制在步骤S01中得到的未烧制的陶瓷主体11。在使用钛酸钡系材料作为电介质陶瓷的情况下，能够将烧制温度设为1000～1300℃左右。另外，陶瓷主体11的烧制例如能够在还原气氛下或低氧分压气氛下进行。
图10是烧制后的陶瓷主体11的立体图。内部电极12、13与电介质陶瓷相比，烧结时的收缩量大。因此，有时在烧制时内部电极12、13从端面E1、E2向X轴方向内侧引入，成为在端面E1、E2未露出内部电极12、13的状态。
即，如图11所示，有时在第一内部电极12和第一端面E1之间形成有空隙D1。同样，有时在第二内部电极13和第二端面E2之间也形成有空隙D1。在这种情况下，外部电极14、15在端面E1、E2难以与内部电极12、13导通。
但是，在本实施方式涉及的制造方法中，即使在本步骤S02中形成有空隙D1，通过在后述的步骤S04(短脉冲激光照射)中，在陶瓷主体11的端面E1、E2设置内槽部16、17，也能够确保内部电极12、13与外部电极14、15的导通。
3.3步骤S03：再氧化
在步骤S03中，使在步骤S02中烧制后的陶瓷主体11再氧化。在步骤S03中，在构成烧制后的陶瓷主体11的电介质陶瓷中补充缺损的氧。由此，能够提高层叠陶瓷电容器10的容量。此外，步骤S03也可以适当省略。
陶瓷主体11的再氧化例如能够通过在氧化气氛下加热至600～1000℃左右而进行。通过陶瓷主体11的再氧化，有时在陶瓷主体11的端面E1、E2露出的内部电极12、13的X轴方向端部发生氧化。
即，如图12所示，有时在第一内部电极12的X轴方向端部形成有氧化区域D2。同样，有时在第二内部电极13的X轴方向端部也形成氧化区域D2。在该情况下，氧化区域D2不具有导电性，因此，外部电极14、15在端面E1、E2难以与内部电极12、13导通。
但是，在本实施方式涉及的制造方法中，即使在本步骤S03中形成氧化区域D2，通过在后述的步骤S04(短脉冲激光照射)中，在陶瓷主体11的端面E1、E2设置内槽部16、17，也能够确保内部电极12、13与外部电极14、15的导通。
3.4步骤S04：短脉冲激光照射
在步骤S04中，在步骤S03中再氧化的陶瓷主体11的端面E1、E2，通过照射脉冲宽度短的短脉冲激光而形成内槽部16、17。通过使用短脉冲激光，能够使构成陶瓷主体11的端面E1、E2的材料升华。
具体而言，在步骤S04中利用的短脉冲激光可以从脉冲宽度为皮秒范围以下的脉冲激光中选择。作为这样的短脉冲激光，可以举出脉冲宽度为皮秒范围的皮秒激光或脉冲宽度为飞秒范围的飞秒激光等。
图13表示在陶瓷主体11的第一端面E1通过激光照射装置200照射短脉冲激光的状态。通过如图13中的箭头所示使短脉冲激光进行扫描，能够在第一端面E1形成第一内槽部16。另外，与之同样，能够在第二端面E2形成第二内槽部17。
激光照射装置200的激光点径、激光强度、扫描速度、扫描次数、反复扫描次数等工作条件可以适当决定，使得内槽部16、17成为图5、6所示的构成。具体而言，激光照射装置200的工作条件可以适当决定，使得在端面E1、E2，根据构成陶瓷层、内部电极12、13的材料、陶瓷主体11的端面E1、E2的形状、氧化区域D2的宽度等，氧化物选择性升华，并且金属不易升华。
由此，在端面E1、E2，电介质陶瓷、形成于内部电极12、13的氧化区域D2通过选择性升华而被除去。其另一方面，因为由金属构成的内部电极12、13不易升华，因此，在内槽部16、17中，形成如图5、6所示的内部电极12、13的突出部12a、13a。
此外，在图13中，表示对单个陶瓷主体11扫描短脉冲激光的例子。但是，在步骤S04中，从制造效率的观点来看，优选在并排多个陶瓷主体11的状态下实施。由此，能够在多个陶瓷主体11的端面E1、E2连续地形成内槽部16、17。
3.5步骤S05：外部电极形成
在步骤S05中，通过在步骤S04中形成了内槽部16、17的陶瓷主体11形成外部电极14、15，制作如图1～3所示的层叠陶瓷电容器10。以下，对外部电极14、15的形成例1～3进行说明，但外部电极14、15的形成方法不限定于此。
图14是表示外部电极14、15的形成例1的过程的截面图。首先，如图14的(A)所示，在陶瓷主体11的表面，在不形成外部电极14、15的区域配置掩模M。然后，如图14的(B)所示，对配置有掩模M的陶瓷主体11进行溅射。
由此，在陶瓷主体11的端面E1、E2形成由溅射膜构成的外部电极14、15。这时，在掩模M上也形成金属膜Ma。然后，通过将掩模M与金属膜Ma一起从陶瓷主体11除去，得到如图1～3所示的层叠陶瓷电容器10。
在外部电极14、15的形成例1中，通过利用溅射，陶瓷主体11的端面E1、E2的形状容易反映在外部电极14、15的形状上。即，在外部电极14、15，容易出现反映了形成于陶瓷主体11的端面E1、E2的内槽部16、17的外槽部18、19(参照图1)。
在外部电极14、15的形成例1中，能够不使用电解镀法等的湿式工艺，而仅通过干燥工艺得到外部电极14、15。因此，不产生废液等，所以能够降低环境负荷。另外，在层叠陶瓷电容器10中不会产生氢吸藏、镀液的侵入和附着等引起的不良。
另外，在外部电极14、15的形成例1中，能够不进行热处理而形成外部电极14、15。因此，在使用外部电极14、15的形成例1而制造的层叠陶瓷电容器10中，能够得到内部电极12、13与外部电极14、15不进行热扩散的特征性的组成分布。
图15是表示外部电极14、15的形成例2的过程的截面图。首先，在陶瓷主体11的表面中的形成外部电极14、15的区域涂布导电性膏。作为导电性膏的涂布方法，例如能够使用浸渍法、印刷法等。
然后，通过对涂布于陶瓷主体11的导电性膏进行烧附，形成图15的(A)所示的外部电极14、15的内层14a、15a。导电性膏的烧附例如能够在还原气氛下或低氧分压气氛下进行。
接着，如图15的(B)所示，在陶瓷主体11的表面中的未形成内层14a、15a的区域配置掩模M。然后，如图15的(C)所示，通过对配置有掩模M的陶瓷主体11进行溅射，形成外部电极14、15的外层14b、15b。
由此，能够得到具有内层14a、15a和外层14b、15b的两层结构的外部电极14、15。然后，通过将掩模M与形成于掩模M上的金属膜Ma一起从陶瓷主体11除去，能够得到图1～3所示的层叠陶瓷电容器10。
此外，外部电极14、15的外层14b、15b也可以利用溅射以外的方法形成，例如，能够通过湿式镀敷法、蒸镀法形成。另外，外部电极14、15可以为在内层14a、15a和外层14b、15b之间具有中间层的三层结构，进一步也可以为四层以上的结构。
图16是表示外部电极14、15的形成例3的过程的截面图。首先，在陶瓷主体11的端面E1、E2中的引出了内部电极12、13的区域涂布导电性膏。然后，通过对涂布于陶瓷主体11的导电性膏进行烧附，形成图16的(A)所示的连接层14c、15c。
接着，如图16的(B)所示，在形成有连接层14c、15c的陶瓷主体11的表面中的不形成外部电极14、15的区域配置掩模M。然后，通过对配置有掩模M的陶瓷主体11进行溅射，形成图16的(C)所示的覆盖层14d、15d。
由此，能够得到由连接层14c、15c和覆盖层14d、15d构成的外部电极14、15。然后，通过将掩模M与形成于掩模M上的金属膜Ma一起从陶瓷主体11除去，得到图1～3所示的层叠陶瓷电容器10。
在外部电极14、15的形成例3中，在形成覆盖层14d、15d之前，通过导电性膏的烧附而形成连接层14c、15c，由此，外部电极14、15相对于内部电极12、13的连接性提高。由此，能够更可靠地得到内部电极12、13与外部电极14、15的导通。
另一方面，通过将形成连接层14c，15c的区域控制在陶瓷主体11的端面E1、E2中的引出了内部电极12、13的区域，能够抑制层叠陶瓷电容器10的Z轴方向的厚度。该构成对层叠陶瓷电容器10的大容量化、低背化是有利的。
4.其他的实施方式
以上，对本发明的实施方式进行说明，但本发明不限定于上述的实施方式，当然可以进行各种变更。
例如，在层叠陶瓷电容器10中，可以任意决定陶瓷主体11的端面E1、E2的内槽部16、17的个数。但是，从内部电极12、13与外部电极14、15的导通的可靠性的观点来看，优选在陶瓷主体11的端面E1、E2形成有多个内槽部16、17。
另外，在陶瓷主体11中，第一端面E1的第一内槽部16的构成和第二端面E2的第二内槽部17的构成也可以互不相同。例如，在陶瓷主体11中，内槽部16、17的个数、内槽部16、17的配置、内槽部16、17的形状等也可以互不相同。