陶瓷电子部件的制作方法

文档序号:25543739发布日期:2021-06-18 20:40
陶瓷电子部件的制作方法

本发明涉及陶瓷电子部件。



背景技术:

作为安装于安装基板上的陶瓷电子部件的一个例子,在专利文献1中公开了一种陶瓷电子部件,具备部件主体和沿上述部件主体的主面设置的外部端子电极,上述外部端子电极具备周缘部和由上述周缘部包围的中央部,上述周缘部的厚度比上述中央部的厚度厚,并且上述周缘部的至少一部分埋入上述部件主体中。在专利文献1中记载了优选沿着部件主体的主面形成有电绝缘性的被覆层,以便覆盖外部端子电极的周缘部的至少一部分。

专利文献1:国际公开第2012/157436号

如专利文献1所记载那样,通过用被覆层覆盖外部端子电极(以下,仅称为端子电极)的周缘部的整周或者一部分,从而能够提高端子电极的紧贴强度。

图11是示意性地表示端子电极的周缘部的整周被被覆层覆盖的以往的陶瓷电子部件的一个例子的俯视图。图12是示意性地表示端子电极的周缘部的一部分被被覆层覆盖的以往的陶瓷电子部件的一个例子的俯视图。

在如图11所示那样用被覆层30覆盖端子电极20的周缘部的整周的情况下,与如图12所示那样用被覆层30覆盖端子电极20的周缘部的一部分的情况相比,端子电极20相对于部件主体10的紧贴强度变高。

然而,由于能够形成在具有规定的尺寸的部件主体的端子电极的面积受到限制,因此在用被覆层覆盖端子电极的周缘部的整周的情况下,端子电极的露出面积变小,所以电阻变高等电特性降低。另外,在部件主体的端面附近形成端子电极的情况下,需要考虑被覆层的宽度来形成端子电极,因此无法减小部件主体的端面与端子电极的距离。

为了解决上述的问题,用被覆层覆盖端子电极的周缘部的一部分而不是覆盖端子电极的周缘部的整周是有效的。然而,在未被被覆层覆盖的端子电极的周缘部,端子电极的紧贴强度变低。

另外,在用被覆层覆盖端子电极的周缘部的一部分而不是覆盖端子电极的周缘部的整周的情况下,由于应力集中在端子电极和被覆层重叠的部位,所以端子电极容易例如相对于欲向图12所示的箭头的方向收缩的端子电极剥离。



技术实现要素:

本发明是为了解决上述的问题而完成的,其目的在于提供端子电极的周缘部的一部分被被覆层覆盖,并且端子电极难以剥离的陶瓷电子部件。

本发明的陶瓷电子部件具备:部件主体,包括陶瓷层;至少一个端子电极,设置于上述部件主体的一个主面;以及绝缘性的被覆层,跨上述陶瓷层以及上述端子电极而设置,以便覆盖上述端子电极的周缘部的一部分而不是覆盖上述端子电极的周缘部的整周,当从上述部件主体的一个主面俯视时,在未被上述被覆层覆盖的上述端子电极与上述被覆层相交的交叉部分,上述被覆层与上述端子电极以不垂直的角度相交。

根据本发明,能够提供端子电极的周缘部的一部分被被覆层覆盖,并且端子电极难以剥离的陶瓷电子部件。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的一个实施方式所涉及的陶瓷电子部件的剖视图。

图2是将图1所示的陶瓷电子部件的端子电极附近放大后的剖视图的一个例子。

图3是将图1所示的陶瓷电子部件的端子电极附近放大后的俯视图的一个例子。

图4是图3所示的交叉部分附近的放大图。

图5是将图1所示的陶瓷电子部件的端子电极附近放大后的俯视图的另一例子。

图6是示意性地表示前端部从端子电极突出的被覆层的另一例子的俯视图。

图7是示意性地表示前端部未从端子电极突出的被覆层的一个例子的俯视图。

图8是用于说明陶瓷层、端子电极以及被覆层的线膨胀率的关系的剖视图。

图9是示意性地表示与端子电极相交的被覆层的一个例子的俯视图,其中,被覆层与端子电极相交,以使得被覆层与端子电极所成的角度为钝角。

图10是图9所示的交叉部分附近的放大图。

图11是示意性地表示端子电极的周缘部的整周被被覆层覆盖的以往的陶瓷电子部件的一个例子的俯视图。

图12是示意性地表示端子电极的周缘部的一部分被被覆层覆盖的以往的陶瓷电子部件的一个例子的俯视图。

具体实施方式

以下,对本发明的陶瓷电子部件进行说明。

然而,本发明并不限定于以下的结构,能够在不变更本发明的主旨的范围内进行适当变更并应用。此外,将以下所记载的各个优选的结构组合两个以上而成的结构也是本发明。

本发明的陶瓷电子部件是能够安装在安装基板上的陶瓷电子部件。本发明例如能够应用于多层陶瓷基板等各种层叠陶瓷电子部件。但是,本发明的陶瓷电子部件并不限于层叠构造,也可以是单层构造。

图1是示意性地表示本发明的一个实施方式所涉及的陶瓷电子部件的剖视图。

图1所示的陶瓷电子部件1是层叠陶瓷电子部件。陶瓷电子部件1具备包括层叠的多个陶瓷层11的部件主体10。在部件主体10的内部设置为,沿着陶瓷层11间的特定的界面设置内部导体膜12作为内部导体,另外,通孔导体13贯通特定的陶瓷层11。但是,陶瓷电子部件1并不限于层叠构造,也可以是单层构造。即,部件主体10既可以包括多个陶瓷层11,也可以包括一层陶瓷层11。

图1所示的陶瓷电子部件1还具备设置于部件主体10的一个主面10a的端子电极20。陶瓷电子部件1通过将端子电极20与未图示的安装基板电连接并且机械地固定而安装在安装基板上。

图2是将图1所示的陶瓷电子部件的端子电极附近放大后的剖视图的一个例子。在图2中,与图1相比,将端子电极20上下颠倒示出。另外,图3是将图1所示的陶瓷电子部件的端子电极附近放大后的俯视图的一个例子。在图3中,示出从层叠方向俯视部件主体的一个主面时的俯视图。

如图2和图3所示,在图1所示的陶瓷电子部件1中,跨陶瓷层11和端子电极20设置有绝缘性的被覆层30,以便覆盖端子电极20的周缘部的一部分而不是覆盖端子电极20的周缘部的整周。

端子电极20的平面形状没有特别限定,但如图3所示,优选为方形或者大致方形。在图3中,被覆层30覆盖端子电极20的两个边,但也可以覆盖端子电极20的三个边,或者可以覆盖一个边。另外,被覆层30也可以覆盖到端子电极20的边的中途。

虽然未图示,但优选在端子电极20的表面形成有镀覆膜。该情况下,优选镀覆膜形成为除了端子电极20的整体之外还覆盖被覆层30的一部分。

在本实施方式中,如图2所示,端子电极20被埋入部件主体10中,端子电极20的表面与部件主体10的一个主面10a位于同一面上。另外,被覆层30也埋入部件主体10中,被覆层30的表面与端子电极20的表面及部件主体10的一个主面10a位于同一面上。但是,端子电极20及被覆层30也可以不埋入部件主体10中。另外,即使在端子电极20及被覆层30被埋入部件主体10的情况下,端子电极20的表面及被覆层30的表面也可以不与部件主体10的一个主面10a位于同一面上。

如图3所示,在未被被覆层30覆盖的端子电极20与被覆层30相交的交叉部分(图3中,点x所示的部分),被覆层30与端子电极20以不垂直的角度相交。即,被覆层30不与端子电极20垂直地相交。

这样,在本发明的陶瓷电子部件中,其特征在于,当从部件主体的一个主面俯视时,在未被被覆层覆盖的端子电极与被覆层相交的交叉部分,被覆层与端子电极以不垂直的角度相交。

如图3所示,通过用被覆层30覆盖端子电极20的周缘部的一部分,从而与如图11所示那样用被覆层30覆盖端子电极20的周缘部的整周的情况相比,能够增大端子电极20的露出面积,因此能够抑制电特性的降低。另外,在部件主体10的端面附近形成端子电极20的情况下,通过不用被覆层30覆盖离部件主体10的端面较近的端子电极20的周缘部,从而能够减小部件主体10的端面与端子电极20的距离。

并且,与如图12所示那样用被覆层30覆盖使得与端子电极20垂直相交的情况不同,如图3所示,通过用被覆层30覆盖使得不与端子电极20垂直相交,从而能够难以剥离端子电极20。

作为其理由之一,可以认为是因为,与图12的情况不同,朝向交叉部分x的被覆层30与欲向图3所示的箭头的方向收缩的端子电极20倾斜地相交,从而能够防止应力集中。

图4是图3所示的交叉部分附近的放大图。

在图4中,被覆层30与端子电极20所成的角度(图4中,θ1所示的角度)成为锐角。即,被覆层30和被被覆层30覆盖的端子电极20的缘端(图4中,示出为端子电极20的延长线的部分)相交成锐角。因此,被覆层30的宽度朝向交叉部分x变宽。

在本发明的陶瓷电子部件中,如图4所示,优选在未被被覆层覆盖的端子电极与被覆层的交叉部分被覆层与端子电极相交,以使得被覆层与端子电极所成的角度为锐角。

在图12所示的构造中,应力容易集中在交叉部分,与此相对,在图3和图4所示的构造中,应力不集中在交叉部分,容易分散。

此外,如图4所示,在被覆层具有弯曲形状的情况下,被覆层与端子电极所成的角度意味着被覆层的切线与被被覆层覆盖的端子电极的缘端所成的角度。

在本发明的陶瓷电子部件中,在被覆层与端子电极所成的角度θ1为锐角的情况下,上述角度θ1优选为20°以上,优选为60°以下。

在本发明的陶瓷电子部件中,如图3和图4所示,优选被覆层30朝向交叉部分x具有弯曲形状。该情况下,能够使施加于交叉部分x的应力更分散。

在被覆层30朝向交叉部分x具有弯曲形状的情况下,可以是向上凸的弯曲形状,或可以是向下凸的弯曲形状。弯曲形状的顶部可以位于端子电极20的外侧,或可以位于内侧。另外,也可以是具有多个屈曲部的弯曲形状。

图5是将图1所示的陶瓷电子部件的端子电极附近放大后的俯视图的另一例子。

如图5所示,被覆层30也可以朝向交叉部分x具有直线形状。

在被覆层30朝向交叉部分x具有直线形状的情况下,也可以是具有多个屈曲部的直线形状。

在本发明的陶瓷电子部件中,如图3和图5所示,优选当从部件主体10的一个主面俯视时,被覆层30的前端部从端子电极20突出,并设置在陶瓷层11的表面。

若被覆层30的前端部从端子电极20突出,则由于被覆层30而受到应力的面积增加,因此能够分散应力。

在被覆层30的前端部从端子电极20突出并设置在陶瓷层11的表面的情况下,优选被覆层30的前端部具有弯曲形状。该情况下,能够使施加于被覆层30的前端部的应力更分散。

在被覆层30的前端部具有弯曲形状的情况下,如图3和图5所示,优选是相对于端子电极20向上凸的弯曲形状,但也可以是相对于端子电极20向下凸的弯曲形状。另外,也可以是具有多个屈曲部的弯曲形状。

图6是示意性地表示前端部从端子电极突出的被覆层的另一例子的俯视图。

如图6所示,在被覆层30的前端部从端子电极20突出并设置在陶瓷层11的表面的情况下,被覆层30的前端部也可以具有直线形状。

在被覆层30的前端部具有直线形状的情况下,也可以是具有多个屈曲部的直线形状。

图7是示意性地表示前端部不从端子电极突出的被覆层的一个例子的俯视图。

如图7所示,被覆层30的前端部也可以不从端子电极20突出,而位于与端子电极20的端面相同的位置。

在被覆层的前端部从端子电极突出的情况下,优选从端子电极突出的被覆层的长度(图3中,d1所示的长度)比被覆端子电极的被覆层的宽度(图3中,w1所示的长度)长。被覆端子电极的被覆层的宽度w1如图3所示是从端子电极20侧的被覆层30的端部到端子电极20的端部的长度。

从端子电极突出的被覆层的长度d1没有特别限定,例如,可以是被覆端子电极的被覆层的宽度w1的4倍以下,或可以是2倍以下。另外,从端子电极突出的被覆层的长度d1也可以等于或大于被覆端子电极的被覆层的宽度w1。

在本发明的陶瓷电子部件中,在将陶瓷层的线膨胀率设为α1、将端子电极的线膨胀率设为α2、将被覆层的线膨胀率设为α3时,优选α3<α1<α2的关系成立。

图8是用于说明陶瓷层、端子电极以及被覆层的线膨胀率的关系的剖视图。在图8中,用箭头的长度表示线膨胀率的大小。

一般,陶瓷层11的线膨胀率α1小于端子电极20的线膨胀率α2。因此,在端子电极20向图8所示的箭头的方向收缩时,端子电极20周边的陶瓷层11受到拉伸应力。因此,通过用具有最小的线膨胀率α3的被覆层30覆盖端子电极20,从而如图8中虚线的箭头所示,产生与由端子电极20的收缩引起的拉伸应力对抗的力。其结果,能够防止由端子电极20的收缩引起的应力的集中,提高强度。

此外,线膨胀率作为通过热机械分析(tma),从室温到500℃以5℃/min的升温速度测定的值而得到。

至此,对如下实施方式进行了说明:在未被被覆层覆盖的端子电极与被覆层的交叉部分被覆层与端子电极相交,以使得被覆层与端子电极所成的角度为锐角。然而,在未被被覆层覆盖的端子电极与被覆层的交叉部分被覆层与端子电极相交,以使得被覆层与端子电极所成的角度也可以为钝角。

图9是示意性地表示与端子电极相交的被覆层的一个例子的俯视图,其中,被覆层与端子电极相交,以使得被覆层与端子电极所成的角度为钝角。图10是图9所示的交叉部分附近的放大图。

在图9和图10中,与图3和图4同样地,跨陶瓷层11和端子电极20设置有绝缘性的被覆层30,以便覆盖端子电极20的周缘部的一部分而不是覆盖端子电极20的周缘部的整周。另一方面,在图9和图10中,被覆层30与端子电极20所成的角度(图10中,θ2所示的角度)为钝角。即,被覆层30和被被覆层30覆盖的端子电极20的缘端(图10中,作为端子电极20的延长线示出的部分)相交成钝角。因此,被覆层30的宽度朝向交叉部分x变窄。

即使是图9以及图10所示的构造,也与图3和图4所示的构造同样地,能够难以剥离端子电极20。

作为其理由之一,与图3的情况同样地可以认为是因为,朝向交叉部分x的被覆层30与欲向图9所示的箭头的方向收缩的端子电极20倾斜地相交,从而能够防止应力集中。

并且,在图9和图10所示的构造中,与图3和图4所示的构造相比,能够增大端子电极20的露出面积。因此,能够进一步抑制电特性的降低。另外,在部件主体10的端面附近形成端子电极20的情况下,与图3和图4所示的构造同样地能够减小部件主体10的端面与端子电极20的距离。

在本发明的陶瓷电子部件中,在被覆层与端子电极所成的角度θ2为钝角的情况下,上述角度θ2优选为120°以上,优选为160°以下。

如图9和图10所示,优选被覆层30朝向交叉部分x具有弯曲形状。

该情况下,可以是向上凸的弯曲形状,或可以是向下凸的弯曲形状。弯曲形状的顶部可以位于端子电极20的外侧,或可以位于内侧。另外,也可以是具有多个屈曲部的弯曲形状。

或者,被覆层30也可以朝向交叉部分x具有直线形状。

该情况下,也可以是具有多个屈曲部的直线形状。

如图9和图10所示,当从部件主体10的一个主面俯视时,被覆层30的前端部优选从端子电极20突出并设置在陶瓷层11的表面。该情况下,优选被覆层30的前端部具有弯曲形状。

在被覆层30的前端部具有弯曲形状的情况下,如图9所示,优选是相对于端子电极20向上凸的弯曲形状,但也可以是相对于端子电极20向下凸的弯曲形状。另外,也可以是具有多个屈曲部的弯曲形状。

或者,在被覆层30的前端部从端子电极20突出并设置在陶瓷层11的表面的情况下,被覆层30的前端部也可以具有直线形状。在被覆层30的前端部具有直线形状的情况下,也可以是具有多个屈曲部的直线形状。另外,被覆层30的前端部也可以不从端子电极20突出,而位于与端子电极20的端面相同的位置。

在被覆层的前端部从端子电极突出的情况下,从端子电极突出的被覆层的长度(图9中,d2所示的长度)优选比被覆端子电极的被覆层的宽度(图9中,w2所示的长度)长。被覆端子电极的被覆层的宽度w2如图9所示是从端子电极20侧的被覆层30的端部到端子电极20的端部的长度。

从端子电极突出的被覆层的长度d2没有特别限定,例如,可以是被覆端子电极的被覆层的宽度w2的4倍以下,或可以是2倍以下。另外,从端子电极突出的被覆层的长度d2也可以等于或大于被覆端子电极的被覆层的宽度w2。

即使在被覆层与端子电极所成的角度为钝角的情况下,在将陶瓷层的线膨胀率设为α1、将端子电极的线膨胀率设为α2、将被覆层的线膨胀率设为α3时,也优选α3<α1<α2的关系成立。

本发明的陶瓷电子部件优选如以下那样制造。以下,对制造图1所示的陶瓷电子部件1的方法的一个例子进行说明。

首先,准备应成为多个陶瓷层11的多个陶瓷生片。陶瓷生片例如通过在载体膜上对陶瓷浆料应用刮刀法等而成形。

陶瓷生片的厚度例如是5μm以上且100μm以下。

陶瓷浆料中例如包含陶瓷粉末、粘合剂以及增塑剂等。作为陶瓷生片所包含的陶瓷材料,例如能够使用低温烧结陶瓷(ltcc)材料。低温烧结陶瓷材料是能够在1000℃以下的温度下烧结且能够与比电阻小的au、ag、cu等同时烧制的陶瓷材料。作为低温烧结陶瓷材料,具体而言,可列举将硼硅酸系玻璃与氧化铝、氧化锆、氧化镁、镁橄榄石等陶瓷粉末混合而制成的玻璃复合系低温烧结陶瓷材料、使用zno-mgo-al2o3-sio2系的结晶玻璃的结晶玻璃系低温烧结陶瓷材料、使用bao-al2o3-sio2系陶瓷粉末、al2o3-cao-sio2-mgo-b2o3系陶瓷粉末等的非玻璃系低温烧结陶瓷材料等。

针对特定的陶瓷生片,使用导电性糊剂来形成内部导体膜12和通孔导体13。内部导体膜12例如通过利用丝网印刷等方法印刷导电性糊剂而形成。通孔导体13例如通过向陶瓷生片照射激光或者应用机械冲头来设置贯通孔,并向该贯通孔填充导电性糊剂而形成。

导电性糊剂中例如包含导电性金属粉末、粘合剂以及增塑剂等。也可以在导电性糊剂中添加收缩率调整用的通用材料(陶瓷粉末)。作为导电性糊剂所包含的导电性金属材料,例如能够使用以ag、ag-pt合金、ag-pd合金、cu、ni、pt、pd、w、mo以及au的至少一种为主成分的金属等。在这些导电性金属材料中,ag、ag-pt合金、ag-pd合金以及cu的比电阻较小,因此能够更优选尤其在面向高频的导体图案中使用。

另外,作为被覆层30的构成材料,将通过在上述的陶瓷层11用的陶瓷粉末中适量添加氧化铝(al2o3)粉末并进行混合而得到的混合原料粉末分散在有机载体中并进行混炼,从而制备被覆层用的陶瓷糊剂。

有机载体是将粘合剂和溶剂混合后的材料,粘合剂、溶剂的种类、它们的配合比没有特别限定。作为有机载体,例如,能够使用将丙烯酸树脂、醇酸树脂、丁缩醛树脂、乙基纤维素等溶解在萜品醇、异丙醇、丁基卡必醇、二甘醇丁醚醋酸酯等醇类中的物质。另外,也可以根据需要添加各种分散剂、增塑剂、活性剂。

在制作被覆层用的陶瓷糊剂时,通过调整氧化铝粉末的添加量,能够调整被覆层的线膨胀率。其结果,在将陶瓷层的线膨胀率设为α1、将端子电极的线膨胀率设为α2、将被覆层的线膨胀率设为α3时,优选成为α3<α1<α2的关系。例如,优选设为陶瓷层的线膨胀率α1:10ppm/℃、端子电极的线膨胀率α2:16ppm/℃、被覆层的线膨胀率α3:9ppm/℃。

针对层叠后配置于一个主面的陶瓷生片使用上述的导电性糊剂形成端子电极20。端子电极20例如通过利用丝网印刷等方法印刷导电性糊剂而形成。

端子电极20的印刷后的厚度例如是10μm以上且20μm以下。

然后,通过丝网印刷等方法印刷被覆层用的陶瓷糊剂,以便覆盖端子电极20的周缘部的一部分而不是覆盖端子电极20的周缘部的整周。例如,使用形成具有图3等的形状的被覆层30那样的丝网版印刷。

被覆层30的印刷后的厚度例如是20μm以上且30μm以下。另外,被覆层30与端子电极20的重叠量例如是30μm以上且200μm以下。

此外,印刷被覆层用的陶瓷糊剂的工序可以如上述那样对陶瓷生片实施,另外,也可以在后述的层叠工序完成之后到开始烧制工序为止的期间实施。

按照规定的顺序层叠多个陶瓷生片并压接,从而制备未烧制的部件主体10。

通过烧制得到的未烧制的部件主体10,获得烧结后的部件主体10。此处,内部导体膜12、通孔导体13以及端子电极20也烧结。

根据需要,实施镀覆工序,在端子电极20上形成镀覆膜。

根据以上,获得图1所示的陶瓷电子部件1。

在图1所示的陶瓷电子部件1中,例如,将ic芯片或者无源元件那样的表面安装部件安装于部件主体10的上表面(与一个主面10a相反侧的主面),另外,将金属罩装配于部件主体10,以便覆盖表面安装部件。

此外,在能够取出多个陶瓷电子部件1的母电子部件的状态下实施上述的工序的情况下,还实施分割母电子部件以取出各个陶瓷电子部件1的工序。

本发明的陶瓷电子部件并不限定于上述实施方式,例如,关于陶瓷电子部件的结构、制造条件等,能够在本发明的范围内施加各种应用、变形。

在本发明的陶瓷电子部件中,优选是在未被被覆层覆盖的端子电极与被覆层的交叉部分中的所有交叉部分,被覆层不与端子电极垂直相交,但是只要在至少一个交叉部分,被覆层不与端子电极垂直相交即可。

被覆层的前端部的平面形状既可以分别相同,也可以不同。例如,在某个交叉部分被覆层与端子电极相交,以使得被覆层与端子电极所成的角度为锐角的情况下,也可以在另一交叉部分被覆层与端子电极相交,以使得被覆层与端子电极所成的角度为钝角。

附图标记说明:

1…陶瓷电子部件;10…部件主体;10a…部件主体的一个主面;11…陶瓷层;12…内部导体膜;13…通孔导体;20…端子电极;30…被覆层;d1、d2…从端子电极突出的被覆层的长度;w1、w2…被覆端子电极的被覆层的宽度;x…未被被覆层覆盖的端子电极与被覆层的交叉部分;θ1、θ2…被覆层与端子电极所成的角度。

再多了解一些
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