專利名稱：電子部件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子部件及其制造方法，特別是涉及在數(shù)百M(fèi)Hz～數(shù)GHz的微波帶中，構(gòu)成諧振電路的疊層型電介質(zhì)諧振器中適合使用的電子部件及其制造方法。
背景技術(shù)：
近期，曾有人提出為防止電子部件或加熱器等的結(jié)構(gòu)缺欠的貴金屬粉末(參見，例如特開平8-7644號(hào)公報(bào))。該貴金屬粉末，作為導(dǎo)體糊在基體(生陶瓷等)上形成。然后，通過將形成了上述導(dǎo)體糊的基體進(jìn)行燒成，就可以制成在該基體上形成由導(dǎo)體糊構(gòu)成的電極的電子部件或加熱器等。
該貴金屬粉末，是通過在貴金屬粉末自身的表面上包覆金屬與有機(jī)酸的化合物(即有機(jī)酸鹽)，并在惰性氣氛下進(jìn)行熱處理制得的。但是，在使用該貴金屬粉末制作導(dǎo)體糊時(shí)，該導(dǎo)體糊的熱收縮率要與基體(生陶瓷等)的熱收縮率基本相同那樣去選擇、稱量貴金屬粉末的材料和有機(jī)酸的材料。
因此，通過在基體上形成上述導(dǎo)體糊并進(jìn)行燒成而制作電子部件或加熱器等時(shí)，由于導(dǎo)體糊與基體彼此的熱收縮率大致是相同的，所以可以防止由導(dǎo)體糊構(gòu)成的電極從基體上剝離、或蒸發(fā)之類的現(xiàn)象發(fā)生，從而可防止電子部件或加熱器等的結(jié)構(gòu)缺欠。
發(fā)明的公開發(fā)明要解決的課題且說，在制作導(dǎo)體糊時(shí)，雖然在選擇和稱量貴金屬粉末的材料和有機(jī)酸的材料，以便與形成該導(dǎo)體糊的基體的熱收縮率大致相同，但是這樣的材料的選擇和稱量是非常麻煩的，故有招致增加工時(shí)的擔(dān)心。
另外，以往的方法，對于貴金屬粒子自身的比表面積沒怎么考慮，并且對于貴金屬粒子自身的比表面積、有機(jī)酸金屬鹽的包覆量(涂覆量)和電阻值的關(guān)系也沒有什么考慮。
即，為防止結(jié)構(gòu)缺欠的發(fā)生，由于貴金屬粒子自身的比表面積的值，也發(fā)生不得不增加有機(jī)酸金屬鹽的包覆量的情況，由此，使電阻值上升，因此，作為電子部件的電特性或裝置特性有變差的擔(dān)心。
本發(fā)明正是考慮這樣的課題進(jìn)行的，其目的在于提供，在電介質(zhì)基板內(nèi)形成電極時(shí)，能有效地降低該電介質(zhì)基板燒成時(shí)和燒成后發(fā)生結(jié)構(gòu)缺欠的電子部件及其制造方法。為解決課題的手段本發(fā)明是一種電子部件，它具有疊層多個(gè)電介質(zhì)層并經(jīng)燒成構(gòu)成的電介質(zhì)基板、和該電介質(zhì)基板內(nèi)形成的1個(gè)以上的電極，其特征在于，上述電極是通過形成具有在金屬粉末上包覆無機(jī)氧化物的材料的糊構(gòu)成的。
另外，本發(fā)明涉及的電子部件的制造方法，該方法是具有疊層多個(gè)電介質(zhì)層并經(jīng)燒成構(gòu)成的電介質(zhì)基板，和該電介質(zhì)基板內(nèi)形成的1個(gè)以上的電極的電子部件的制造方法，其特征在于，該方法具有以下所述的三個(gè)工序第一個(gè)工序制作上述多個(gè)電介質(zhì)層；第二個(gè)工序在上述多個(gè)電介質(zhì)層中，在1個(gè)以上的電介質(zhì)層上，形成具有在金屬粉末上包覆無機(jī)氧化物的材料的糊，形成上述電極；第三個(gè)工序疊層上述多個(gè)電介質(zhì)層并進(jìn)行燒成。
通常，用金屬膜形成電極的場合，由于該金屬膜與電介質(zhì)層之間的熱收縮率有很大的不同，所以在其后的燒成時(shí)金屬膜的收縮比電介質(zhì)層的收縮更嚴(yán)重，故在形成金屬膜的部分發(fā)生間隙，同時(shí)在燒成后電介質(zhì)層上產(chǎn)生發(fā)生殘留應(yīng)力等現(xiàn)象，結(jié)果產(chǎn)生結(jié)構(gòu)缺欠。
但是，在本發(fā)明中，由于使用具有在金屬粉末上包覆無機(jī)氧化物的材料的糊來形成電極，通過上述無機(jī)氧化物的包覆，使電極的熱收縮率與電介質(zhì)層的熱收縮率接近，故不會(huì)發(fā)生燒成時(shí)的間隙，也不會(huì)因殘留應(yīng)力而導(dǎo)致裂紋發(fā)生。
即，在本發(fā)明中，電介質(zhì)基板內(nèi)形成電極的場合，可以有效地降低電介質(zhì)基板燒成時(shí)和燒成后結(jié)構(gòu)缺欠的發(fā)生。
而且，在本發(fā)明中，作為上述金屬粉末，優(yōu)選使用Ag。另外，優(yōu)選使上述金屬粉末的BET比表面積成為0.05～2m2/g。BET比表面積不足0.05m2/g時(shí)，金屬粒子過大，燒成時(shí)在電極內(nèi)部有發(fā)生孔隙的擔(dān)心。另一方面，BET比表面積大于2m2/g時(shí)，為防止結(jié)構(gòu)缺欠不得不增加無機(jī)氧化物的包覆量，其結(jié)果，使作為電極的電阻上升，故作成電子部件時(shí)的電特性或裝置特性有變差的擔(dān)心。因此，優(yōu)選金屬粉末的BET比表面積是0.05～2m2/g。
上述無機(jī)氧化物優(yōu)選的是氧化鋁。另外，相對于上述金屬粉末，按氧化物換算優(yōu)選包覆0.01～2％程度的上述無機(jī)氧化物。
發(fā)明的實(shí)施方案下面，參照

圖1～圖8，說明本發(fā)明涉及的電子部件及其制造方法用于例如疊層型電介質(zhì)濾波器的實(shí)施方案。
如圖1所示，本實(shí)施方案涉及的疊層型電介質(zhì)濾波器10是在多個(gè)電介質(zhì)層疊層構(gòu)成的電介質(zhì)基板12內(nèi)具有2組諧振器(第1和第2諧振器14A和14B)構(gòu)成的。各諧振器14A和14B例如由3枚諧振電極16A～16C沿其疊層方向重疊構(gòu)成的，并且疊層方向的各諧振電極16A與16B之間和16B與16C之間分別夾入電介質(zhì)層。
如圖2所示，將諧振電極16A～16C分別作成1/4波長的諧振電極時(shí)，在電介質(zhì)基板12的側(cè)面中，諧振電極16A～16C露出的面上形成接地電極20并采用使各諧振電極16A～16C的一端與接地電極20成短路的結(jié)構(gòu)。這種場合，通過內(nèi)層電極22和24將各諧振電極16A～16C的開放端與接地電極20電容耦合，故可縮短各諧振電極16A～16C的電氣長度。
另外，如圖3所示，將諧振電極16A～16C分別作成1/2波長的諧振電極時(shí)，不使各諧振電極16A～16C從電介質(zhì)基板12的側(cè)面露出來，而采用通過各內(nèi)層接地電極26、28、30和32將各諧振電極16A～16C的兩端部與接地電極20電容耦合的結(jié)構(gòu)。
而且，在該實(shí)施方案涉及的疊層型電介質(zhì)濾波器10中，至少諧振電極16A～16C是通過形成具有在金屬粉末上包覆無機(jī)氧化物的材料的導(dǎo)體糊構(gòu)成的。
具體地說，在該實(shí)施方案中，如圖4所示，準(zhǔn)備材料44，它是由氧化鋁42包覆在Ag粉末40的表面上構(gòu)成的，如圖5所示，由上述材料44調(diào)制導(dǎo)體糊46，將該導(dǎo)體糊46通過例如絲網(wǎng)印刷在電介質(zhì)層48上形成，形成由上述導(dǎo)體糊46構(gòu)成的電極圖形50。
此時(shí)，作為上述Ag粉末40的BET比表面積，優(yōu)選的是0.05～2m2/g。其理由是，BET比表面積不足0.05m2/g時(shí)，上述Ag粉末40過大，在燒成時(shí)在電極內(nèi)部有生成孔隙的擔(dān)心。另一方面，當(dāng)上述Ag粉末40的BET比表面積大于2m2/g時(shí)，為防止結(jié)構(gòu)缺欠，不得不增加氧化鋁42的包覆量，其結(jié)果，在制成電極圖形50時(shí)，該電極圖形50的電阻上升，作為疊層型電介質(zhì)濾波器10時(shí)的電特性和裝置特性有變差的擔(dān)心。因此，作為上述Ag粉末40的BET比表面積優(yōu)選0.05～2m2/g。
另外，相對于Ag粉末40，按氧化物換算，優(yōu)選包覆0.01～2％程度的上述氧化鋁42。
下面，參照圖6的流程圖，對于本實(shí)施方案的疊層型電介質(zhì)濾波器10的制造方法進(jìn)行說明。
首先，在工序S1中，混合為制作電介質(zhì)層48的原料。例如，在使用Ag和Cu等導(dǎo)體作為電極的構(gòu)成材料時(shí)，由于難以與通常的電介質(zhì)材料同時(shí)燒成，所以要使用在比這些導(dǎo)體的熔點(diǎn)(1100℃)低的溫度下可以燒成的電介質(zhì)材料。
另外，從作為微波濾波器的裝置的性能上考慮，使用形成的并聯(lián)諧振電路的諧振頻率的溫度特性(溫度系數(shù))達(dá)到±50ppm/℃以下那樣的電介質(zhì)材料。
作為這樣的電介質(zhì)材料，有如下的一些例如堇青石系玻璃粉末和TiO2粉末以及Nd2Ti2O7粉末的混合物等的玻璃系材料、和BaO-TiO2-Re2O3-Bi2O3系組成(Re稀土成分)中添加若干形成玻璃的成分或玻璃粉末組成的材料、氧化鋇-氧化鈦-氧化釹系電介質(zhì)磁性組合物粉末中添加若干玻璃粉末的材料。
在本實(shí)施方案中，作為其一例，大約混合19.0wt％BaO粉末、37.0wt％TiO2粉末、36.0wt％NdO3粉末、8.0wt％BiO2粉末，調(diào)制原料。
然后，在工序S2中，將上述原料例如在1250℃下進(jìn)行焙燒，接著，在工序S3中，將上述焙燒后的原料微粉碎。然后，在工序S4中，將例如硼硅酸系玻璃混合到上述微粉碎后的原料粉末中，進(jìn)而，在工序S5中，制作素坯帶。在本實(shí)施方案中，在混合了上述玻璃的原料中，加入丁縮醛類有機(jī)粘合劑、增塑劑、甲苯和醇類溶劑，用氧化鋁卵石充分混合制成泥漿。然后使用該泥漿，采用刮涂法，制作0.2mm～0.5mm厚的素坯帶。
其次，在工序S6中，成型上述素坯帶制作多枚電介質(zhì)層48。然后，在工序S7中，例如用絲網(wǎng)印刷在為形成電極的電介質(zhì)層48上形成上述Ag粉末40的表面上包覆氧化鋁42構(gòu)成的材料44的導(dǎo)體糊46，形成由該導(dǎo)體糊46構(gòu)成的電極圖形50。
然后，在工序S8中，將上述電極圖形50形成的電介質(zhì)層48與其他的電介質(zhì)層48疊層制作由電介質(zhì)層48構(gòu)成的疊層體，最后，在工序S9中，例如在900℃下燒成上述疊層體。
在上述工序S9的燒成結(jié)束了的階段，完成由多個(gè)電介質(zhì)層48構(gòu)成的電介質(zhì)基板12內(nèi)至少諧振電極16A～16C形成的疊層型電介質(zhì)濾波器10。
如上所述，在本實(shí)施方案中，使用具有在Ag粉末40上包覆氧化鋁42的材料44的導(dǎo)體糊46形成諧振電極16A～16C等。
通常，用金屬膜形成諧振電極16A～16C的場合，由于該金屬膜與電介質(zhì)層48熱收縮行為有較大的不同，在其后的燒成時(shí)，金屬膜的收縮比電介質(zhì)層48的收縮更嚴(yán)重，因此，①在金屬膜形成的部分發(fā)生間隙，②在燒成后在電介質(zhì)層48上產(chǎn)生發(fā)生殘留應(yīng)力等現(xiàn)象，結(jié)果，產(chǎn)生結(jié)構(gòu)缺欠。
但是，在本發(fā)明的實(shí)施方案中，使用具有在Ag粉末40上包覆氧化鋁42的材料44的導(dǎo)體糊46形成電極圖形50，所以通過上述氧化鋁42的包覆使電極圖形50的熱收縮行為與電介質(zhì)層48的熱收縮行為接近，因此，①不出現(xiàn)燒成時(shí)的間隙發(fā)生現(xiàn)象和②不出現(xiàn)因殘留應(yīng)力而引起的裂紋發(fā)生現(xiàn)象。
即，在本實(shí)施方案中，在電介質(zhì)基板12內(nèi)至少諧振電極16A～16C形成的場合，可以有效地降低電介質(zhì)基板12的燒成時(shí)結(jié)構(gòu)缺欠的發(fā)生。
下面，示出一個(gè)實(shí)驗(yàn)例。該實(shí)驗(yàn)例，各批中分別準(zhǔn)備200個(gè)試樣，在各批中，改變Ag粉末40的BET比表面積、氧化鋁42的包覆量(涂覆量)和印刷厚度進(jìn)行可靠性實(shí)驗(yàn)。而且，試樣批號(hào)1～13、14～20，各電介質(zhì)層48的坯料不同，即各組成相同但粒徑不同。試樣批號(hào)1～13的坯料粒徑比試樣批號(hào)14～20的坯料粒徑大。
可靠性試驗(yàn)的具體操作方法是，在①燒成后、②熱沖擊試驗(yàn)、③耐濕試驗(yàn)的3個(gè)條件下，確認(rèn)是否在試樣內(nèi)發(fā)生裂紋(龜裂和空洞等)，并記錄產(chǎn)生裂紋的試樣個(gè)數(shù)。裂紋的確認(rèn)是采用超聲波探傷。
熱沖擊試驗(yàn)，以從低溫(-40℃)到高溫(85℃)，再到低溫作為1個(gè)循環(huán)時(shí)，觀察反復(fù)進(jìn)行33個(gè)循環(huán)時(shí)的裂紋發(fā)生狀況。
耐濕試驗(yàn)，觀察在溫度70℃、濕度90～95％的氣氛下曝露240小時(shí)時(shí)的裂紋發(fā)生情況。特別是，在該耐濕試驗(yàn)中，觀察經(jīng)過途中(48小時(shí)、120小時(shí))的裂紋發(fā)生情況。
上述實(shí)驗(yàn)例的結(jié)果示于圖7和圖8中。圖7示出了，在批號(hào)1～13的坯料中，裂紋發(fā)生數(shù)對于氧化鋁42的包覆量和Ag粉末40的BET比表面積的不同，圖8示出了，在批號(hào)14～20的坯料中，裂紋發(fā)生數(shù)對于氧化鋁42的包覆量和Ag粉末40的BET比表面積的不同。
從圖7和圖8的結(jié)果清楚地看到，Ag粉末40的BET比表面積0.9m2/g的裂紋發(fā)生數(shù)比0.6m2/g的裂紋發(fā)生數(shù)多，氧化鋁42的包覆量少的裂紋發(fā)生數(shù)多。
從該實(shí)驗(yàn)例可以看到，通過調(diào)節(jié)Ag粉末40的BET比表面積和氧化鋁42的包覆量可以大幅度地降低裂紋發(fā)生數(shù)。
此外，本發(fā)明涉及的電子部件和其制造方法，并不限于上述的實(shí)施方案，在不脫離本發(fā)明要點(diǎn)的情況下，當(dāng)然可以采用各種構(gòu)成。
發(fā)明的效果如上所述，按照本發(fā)明涉及的電子部件及其制造方法，在電介質(zhì)基板內(nèi)形成電極的場合，可以有效地降低該電介質(zhì)基板燒成時(shí)的結(jié)構(gòu)缺欠的發(fā)生。
附圖的簡單說明圖1是示出本實(shí)施方案涉及的疊層型電介質(zhì)濾波器的斜視圖。
圖2是示出在使用1/4波長的諧振電極時(shí)，沿諧振電極的長邊切斷狀態(tài)的縱斷面圖。
圖3是示出在使用1/2波長的諧振電極時(shí)，沿諧振電極的長邊切斷狀態(tài)的縱斷面圖。
圖4是模擬地示出氧化鋁包覆Ag粉末表面構(gòu)成的材料的斷面圖。
圖5是示出在電介質(zhì)層上形成由導(dǎo)體糊構(gòu)成的電極圖形的狀態(tài)的斷面圖。
圖6是示出本實(shí)施方案涉及的疊層型電介質(zhì)濾波器的制造方法的工藝階段流程圖。
圖7是示出在批號(hào)1～13的坯料中，裂紋發(fā)生數(shù)對于氧化鋁包覆量和Ag粉末的BET比表面積的不同的圖。
圖8是示出在批號(hào)14～20的坯料中，裂紋發(fā)生數(shù)對于氧化鋁包覆量和Ag粉末的BET比表面積的不同的圖。
符號(hào)的說明10疊層型電介質(zhì)濾波器 12電介質(zhì)板16A～16C諧振電極 40Ag粉末42氧化鋁 44材料46導(dǎo)體糊 48電介質(zhì)層50電極圖形
權(quán)利要求
1.一種電子部件，該部件是具有疊層多個(gè)電介質(zhì)層并燒成構(gòu)成的電介質(zhì)基板、和在該電介質(zhì)基板內(nèi)形成的1個(gè)以上的電極的電子部件，其特征在于，上述電極通過形成具有在金屬粉末上包覆無機(jī)氧化物的材料的糊構(gòu)成的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子部件，其特征在于，上述金屬粉末是Ag。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電子部件，其特征在于，上述金屬粉末的BET比表面積是0.05～2m2/g。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3的任一項(xiàng)所述的電子部件，其特征在于，上述無機(jī)氧化物是氧化鋁。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4的任一項(xiàng)所述的電子部件，其特征在于，相對于上述金屬粉末，按氧化物換算，包覆0.01～2％程度的上述無機(jī)氧化物。
6.一種電子部件的制造方法，該方法是具有疊層多個(gè)電介質(zhì)層并燒成構(gòu)成的電介質(zhì)基板、和在該電介質(zhì)基板內(nèi)形成的1個(gè)以上的電極的電子部件的制造方法，其特征在于，該方法具有以下三個(gè)工序第1個(gè)工序制作上述多個(gè)電介質(zhì)層；第2個(gè)工序上述多個(gè)電介質(zhì)層中，在1個(gè)以上的電介質(zhì)層上，形成具有在金屬粉末上包覆無機(jī)氧化物的材料的糊并形成上述電極；第3個(gè)工序疊層上述多個(gè)電介質(zhì)層并進(jìn)行燒成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電子部件及其制造方法,該方法可以有效降低電介質(zhì)基板內(nèi)形成電極時(shí),電介質(zhì)基板燒成時(shí)和燒成后結(jié)構(gòu)缺欠的發(fā)生。其工序是,準(zhǔn)備在Ag粉末40的表面上包覆氧化鋁42構(gòu)成的材料44,由該材料44調(diào)制導(dǎo)體糊,使用例如絲網(wǎng)印刷將該導(dǎo)體糊在電介質(zhì)層上形成,形成由上述導(dǎo)體糊構(gòu)成的電極圖形。此時(shí)Ag粉末40的BET比表面積為0.05～2m
文檔編號(hào)H01P11/00GK1369883SQ02103438
公開日2002年9月18日 申請日期2002年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月5日
發(fā)明者鈴木秀之, 阿部真博 申請人:日本礙子株式會(huì)社