层叠陶瓷电容器的制作方法

本发明涉及能够在高频区域利用的层叠陶瓷电容器。

背景技术：

伴随电子设备的高频化，对用于电子设备的层叠陶瓷电容器要求在高频区域的较高的q值(品质系数)。例如，在专利文献1中公开有通过增厚内部电极来实现在高频区域中的q值的提高的层叠陶瓷电容器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000－306762号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

但是，在层叠陶瓷电容器中，当将内部电极增厚时，不得不减少层叠数，因此容量降低。另外，在高频区域中，因趋肤效应而在内部电极的表面附近的电传导起主导作用的。因此，在通过将内部电极增厚使q值提高方面存在限制。

鉴于以上的情况，本发明的目的在于提供一种能够得到较高的q值的层叠陶瓷电容器。

用于解决课题的技术方案

为了实现上述目的，本发明的一方面的层叠陶瓷电容器包括陶瓷主体、第一外部电极和第二外部电极。

所述陶瓷主体包括：沿着一个轴方向层叠的多个陶瓷层、在所述多个陶瓷层之间交替地配置的第一内部电极和第二内部电极、引出有所述第一内部电极的第一端面、引出有所述第二内部电极的第二端面、在所述第一端面与所述第二内部电极之间形成间隔的第一端边缘部、在所述第二端面与所述第一内部电极之间形成间隔的第二端边缘部。

所述第一外部电极覆盖所述第一端面，并与所述第一内部电极连接。

所述第二外部电极覆盖所述第二端面，并与所述第二内部电极连接。

在所述层叠陶瓷电容器中，在与所述第一端面和第二端面平行的所述第一端边缘部和第二端边缘部的截面中，当设所述陶瓷主体的面积为s(μm)、所述第一内部电极和第二内部电极的总面积为se(μm)时，满足s≥s/400+300的关系。

在该结构中，第一内部电极和第二内部电极的截面的总面积大，因此，第一内部电极和第二内部电极的导电性高。由此，在该层叠陶瓷电容器中，由于esr降低，因此能够得到较高的q值。

所述第一内部电极和第二内部电极也可以以铜为主成分。

所述第一内部电极和第二内部电极各自的厚度也可以为6μm以下。

所述多个陶瓷层也可以以包含钙和锆的由通式abo3表示的钙钛矿结构为主相。

发明效果

能够提供一种能够得到较高的q值的层叠陶瓷电容器。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式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着图1的a－a’线的截面图。

图3是上述层叠陶瓷电容器的沿着图1的b－b’线的截面图。

图4a是上述层叠陶瓷电容器的沿着图1的c－c’线的截面图。

图4b是上述层叠陶瓷电容器的沿着图1的d－d’线的截面图。

图5是表示上述层叠陶瓷电容器的制造方法的流程图。

图6是表示陶瓷主体的层叠结构的立体图。

图7是表示实施例和比较例的评价结果的图表。

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。

在附图中，表示了适当彼此正交的x轴、y轴和z轴。x轴、y轴和z轴在全部图中是共通的。

1.层叠陶瓷电容器10的基本结构

图1～3是表示本发明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的沿着图1的a－a’线的截面图。图3是层叠陶瓷电容器10的沿着图1的b－b’线的截面图。

层叠陶瓷电容器10构成为能够在100mhz～2ghz程度的高频区域适当地利用，例如能够作为高频用的电介质谐振器或滤波器等使用。层叠陶瓷电容器10构成为能够在高频区域中得到较高的q值(品质系数)。

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的外表面具有：朝向x轴方向的第一和第二端面e1、e2；朝向y轴方向的第一和第二侧面；以及朝向z轴方向的第一和第二主面。

此外，陶瓷主体11的形状不限定于上述形状。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的各面也可以是曲面，陶瓷主体11作为整体也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从陶瓷主体11的第一和第二端面e1、e2延伸到第一和第二主面、以及第一和第二侧面。由此，在外部电极14、15中，与图2所示的x－z平面平行的截面、和与x－y平面平行的截面均为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也可以不向任一主面和侧面延伸。

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，可举出以铜(cu)、镍(ni)、锡(sn)、钯(pd)、铂(pt)、银(ag)、金(au)等为主成分的金属或合金。

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均为沿着x－y平面延伸的片状，沿着z轴方向交替地配置。

陶瓷主体11具有在第一端面e1与第二内部电极13之间形成间隔的第一端边缘部m1、和在第二端面e2与第一内部电极12之间形成间隔的第二端边缘部m2。即，在端边缘部m1、m2仅配置有内部电极12、13中的一者。

在第一内部电极12设置有引出到第一端面e1的第一引出部12a。即，第一引出部12a向x轴方向外侧贯通第一端边缘部m1，在第一端面e1与第一外部电极14连接。这样，在第一外部电极14仅连接有第一内部电极12。

在第二内部电极13设置有引出到第二端面e2的第二引出部13a。即，第二引出部13a向x轴方向外侧贯通第二端边缘部m2，在第二端面e2与第二外部电极15连接。这样，在第二外部电极15仅连接有第二内部电极13。

通过这种结构，在层叠陶瓷电容器10中，当在第一外部电极14与第二外部电极15之间施加电压时，对第一内部电极12与第二内部电极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，蓄积着与第一外部电极14与第二外部电极15之间的电压对应的电荷。

在层叠陶瓷电容器10中，要求容量的温度变化小以使得能够在高频区域中发挥稳定的性能。因此，在陶瓷主体11中，需要使用介电常数的温度变化小的电介质陶瓷，以使得各陶瓷层的容量的温度变化变小。

因此，陶瓷主体11优选由包含介电常数的温度变化小的钙(ca)和锆(zr)的、且以通式abo3(“a”表示a位元素，“b”表示b位元素。)表示的钙钛矿结构为主相的多晶体形成。

在该多晶体的主相的钙钛矿结构中，钙(ca)为a位元素，锆(zr)为b位元素。具体而言，构成陶瓷主体11的多结晶体的主相能够形成为由caxzro3(0.90≤x≤1.15)表示的组成。

内部电极12、13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。内部电极12、13优选以铜(cu)为主成分。由此，在层叠陶瓷电容器10中，由于内部电极12、13的导电性变高，esr(等效串联电阻)降低，因此，能够得到较高的q值。

此外，内部电极12、13也可以不以铜(cu)为主要成分。在该情况下，内部电极12、13例如能够由以选自镍(ni)、钯(pd)、铂(pt)、银(ag)、金(au)中的一种或两种以上为主成分的金属或合金形成。

此外，本实施方式的层叠陶瓷电容器10的基本结构不限定于图1～3所示的结构，可进行适当地变更。例如，陶瓷主体11和外部电极14、15的形状能够根据层叠陶瓷电容器10中要求的大小和性能，适当地决定。

2.端边缘部m1、m2的详细结构

图4a是层叠陶瓷电容器10的沿着图1的c－c’线的截面图。图4b是层叠陶瓷电容器10的沿着图1的d－d’线的截面图。即，图4a是表示与第一端面e1平行的第一端边缘部m1的截面，图4b是表示与第二端面e2平行的第二端边缘部m2的截面。

在图4a、图4b中表示了陶瓷主体11的y轴方向的尺寸w和陶瓷主体11的z轴方向的尺寸t。另外，在图4a、图4b中表示了第一和第二内部电极12、13的y轴方向的尺寸we以及作为第一和第二内部电极12、13的z轴方向的尺寸的厚度te。

图4a、图4b所示的截面优选为端边缘部m1、m2的x轴方向中央部的截面。即，陶瓷主体11的尺寸w、t以及内部电极12、13的尺寸we和厚度te优选在端边缘部m1、m2的x轴方向中央部进行测定。

在图4a、图4b所示的截面中，陶瓷主体11的面积s能够使用尺寸w、t，表示为“s＝w×t”。另外，在图4a、图4b所示的截面中，内部电极12、13的总面积se能够使用尺寸we、厚度te和各内部电极12、13的个数n，表示为“se＝we×te×n”。

在本实施方式中，通过将内部电极12、13的总面积se相对于端边缘部m1、m2的截面中的陶瓷主体11的面积s的比率增大，能够确保内部电极12、13的高导电性。由此，在层叠陶瓷电容器10中，由于esr被降低，因此，能够得到较高的q值。

具体而言，在本实施方式的层叠陶瓷电容器10中，在图4a、图4b所示的截面中，通过构成为陶瓷主体11的面积s和内部电极12、13的总面积se满足下述式(1)的关系，能够得到较高的q值。

se≥s/400+300…(1)

另外，通过将内部电极12、13总面积se相对于图4a、图4b所示的截面中的陶瓷主体11的面积s的比率增大，在陶瓷主体11的端面e1、e2中的内部电极12、13所占的比例变大。由此，外部电极14、15和内部电极12、13的接合强度变高。

另一方面，在高频区域，由于趋肤效应，即使增大内部电极12、13的厚度te，电流也仅在从表面至规定的深度的表皮流动。因此，通过增大内部电极12、13的厚度te产生的降低电阻的效果根据内部电极12、13的表皮深度而饱和。

例如，铜(cu)的表皮深度在100mhz的情况下约为6.6μm，在1ghz的情况下约为2.1μm，在2ghz的情况下约为1.5μm。因此，以铜(cu)为主要成分时的各内部电极12、13的厚度te优选限于6μm以下，更优选限于2μm以下，进一步优选限于1.5μm以内。这样，通过将各内部电极12、13的厚度te限于较小的程度，能够增加陶瓷主体11中的陶瓷层的层叠数。由此，使层叠陶瓷电容器10的容量增大。

3.层叠陶瓷电容器10的制造方法

图5是表示层叠陶瓷电容器10的制造方法的流程图。以下，对层叠陶瓷电容器10的制造方法根据图5进行说明。

3.1步骤s01：陶瓷主体制作

在步骤s01中，制作未烧制的陶瓷主体11。如图6所示，未烧制的陶瓷主体11通过将多个陶瓷片在z轴方向上层叠并进行热压接而得到。通过在陶瓷片上事先印刷规定图案的导电膏，能够配置内部电极12、13。

陶瓷片是将陶瓷浆料成型为片状的未烧制的电介质生片。陶瓷片例如使用辊涂法或刮涂法等成型为片状。陶瓷浆料的成分以能够得到规定的组成的陶瓷主体11的方式来调整。

图4a、图4b所示的截面中的各内部电极12、13的厚度te能够通过在陶瓷片中印刷的导电膏的厚度来控制。因此，图4a、图4b所示的截面中的内部电极12、13的总面积se能够通过导电膏的厚度和陶瓷片的层叠数等进行控制。

3.2步骤s02：烧制

在步骤s02中，烧制通过步骤s01所得到的未烧制的陶瓷主体11。由此，陶瓷主体11烧结。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。陶瓷主体11的烧制条件能够适当决定。

3.3步骤s03：外部电极形成

在步骤s03中，通过在步骤s02中所得到的陶瓷主体11上形成外部电极14、15，制作图1～3所示的层叠陶瓷电容器10。在步骤s03中，例如在陶瓷主体11的端面e1、e2上形成构成外部电极14、15的基底膜、中间膜和表面膜。

更详细而言，在步骤s03中，首先，以覆盖陶瓷主体11的端面e1、e2的方式涂敷未烧制的电极材料。通过例如在还原气氛下或低氧分压气氛下对所涂敷的未烧制的电极材料进行烤印(烘烤热粘)，在陶瓷主体11形成外部电极14、15的基底膜。

然后，在烤印于陶瓷主体11的外部电极14、15的基底膜上形成外部电极14、15的中间膜，进而，形成外部电极14、15的表面膜。在外部电极14、15的中间膜和表面膜的形成中，例如能够使用电解电镀等湿式镀敷。

此外，也可以在步骤s02之前进行上述步骤s03中的处理的一部分。例如，也可以在步骤s02之前在未烧制的陶瓷主体11的端面e1、e2涂敷未烧制的电极材料。由此，在步骤s02中，能够同时进行陶瓷主体11的烧制和电极材料的烤印。

4.实施例和比较例

对上述实施方式的实施例和比较例进行说明。以下说明的实施例和比较例只不过是用于确认上述实施方式的效果的一例。因此，上述实施方式的结构不限定于实施例的结构。具体而言，在实施例1～5和比较例1～5中，基于上述的制造方法制作层叠陶瓷电容器10的试样。

在实施例1～5和比较例1～5中，均将试样的容量设为1.0pf。在实施例1～5及比较例1～5的试样中，陶瓷主体11和内部电极12、13的结构彼此不同。表1表示实施例1～5和比较例1～5的各试样的陶瓷主体11和内部电极12、13的结构。

【表1】

表1中，关于实施例1～5和比较例1～5的各试样的陶瓷主体11，表示了尺寸w、t和根据它们计算出的面积s。另外，表1中，关于实施例1～5和比较例1～5的各试样的内部电极12、13，表示了尺寸we、厚度te、个数n和根据它们计算出的总面积se。

在实施例1～5和比较例1～5中，陶瓷主体11和内部电极12、13的结构彼此不同。在实施例1和比较例1、实施例2和比较例2、实施例3和比较例3、实施例4和比较例4、实施例5和比较例5中，陶瓷主体11的面积s分别是共通(相同)的，内部电极12、13的总面积se不同。

图7是关于实施例1～5和比较例1～5的各试样，绘制陶瓷主体11的面积s和内部电极12、13的总面积se的图表。在图7中，横轴表示陶瓷主体11的面积s，纵轴表示内部电极12、13的总面积se。

另外，图7中示出了由se＝s/400+300表示的直线。实施例1～5的分布均位于比该直线靠上侧，即满足上述式(1)的关系。另一方面，比较例1～5的分布均位于比该直线靠下侧，即不满足上述式(1)的关系。

对实施例1～5和比较例1～5的各试样进行高频区域中的q值的测定。实施例1～5和比较例1～5的各试样的q值的测定的频率为1ghz、2ghz、3ghz。表2表示实施例1～5和比较例1～5的各试样的q值的测定结果。

【表2】

陶瓷主体11的面积s是共通(相同)的，比较实施例1和比较例1、实施例2和比较例2、实施例3和比较例3、实施例4和比较例4、实施例5和比较例5时，即使在任意的频率中，在实施例1～5中也能够得到比比较例1～5高20％～50％左右的q值。

符号说明

10…层叠陶瓷电容器

11…陶瓷主体

12、13…内部电极

12a，12b…引出部

14、15…外部电极

m1、m2…端边缘部

e1、e2…端面。