專利名稱：疊層電子器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及疊層陶瓷電容器等疊層電子器件。
背景技術(shù)：
對于以往的疊層電子器件，以可以說是疊層陶瓷電子器件的代表的疊層陶瓷電容器進(jìn)行說明。圖5(a)是以往的疊層陶瓷電容器的截面的示意圖，圖5(b)是將圖5(a)的D部分進(jìn)行放大表示的局部放大圖。疊層陶瓷電容器101，具有疊層體105a和形成于疊層體105a的兩端部的外部電極105b。疊層體105a具有由電容生成部106和電極引出部107構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。這里，電容生成部106是電介體層104與內(nèi)部電極層103相互疊層進(jìn)而被絕緣層102覆蓋的部分。電極引出部107是用于將內(nèi)部電極層103交替連接在兩端部的各個外部電極105b上的部分。
近年來，這種疊層陶瓷電容器101，隨著小型大容量化的進(jìn)展，存在將邊緣(margin)(電極引出部107)設(shè)計得較小而將電容生成部106的面積設(shè)計得較大，或者使電介體層104、內(nèi)部電極層03薄膜化且高疊層化的傾向。
這樣，若內(nèi)部電極層103越是薄層化則外部電極105b與內(nèi)部電極層103之間的接合面積越小。因此，存在局部產(chǎn)生外部電極105b與內(nèi)部電極層103之間的導(dǎo)通不良而不能獲得所需靜電電容的問題。
為了解決該問題，在特開平9-232179號公報中公開了一種疊層陶瓷電容器，即如圖5(b)所示，通過使與外部電極105b連接的部分中的內(nèi)部電極層103局部加厚形成而得到的疊層陶瓷電容器。
對于所述專利文獻(xiàn)中的疊層陶瓷電容器，內(nèi)部電極層與外部電極之間的接合性獲得改善。但是，由于相鄰的內(nèi)部電極層的間隙變小，因此若長期使用時，存在產(chǎn)生絕緣劣化，內(nèi)部電極層之間發(fā)生短路的問題。特別是，由于內(nèi)部電極的第1端部的厚度局部變厚而形成角部，因此，與相鄰的內(nèi)部電極之間的短路變得顯著。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供內(nèi)部電極層與外部電極之間的連接性良好、抑制由于絕緣劣化引起的內(nèi)部電極層之間的短路的高可靠性的疊層電子器件。
為了解決所述課題，本申請第一發(fā)明提供一種疊層電子器件，其特征在于，具有近似長方體的疊層體，由電介體層與內(nèi)部電極層交互疊層，相鄰的所述內(nèi)部電極層在兩端部交互地露出；和外部電極，其形成在所述疊層體的兩端部上，且與所述內(nèi)部電極層連接，所述疊層體具有相鄰的內(nèi)部電極層相重疊的電容生成部、以及相鄰的內(nèi)部電極層沒有重疊的電極引出部，所述內(nèi)部電極層的厚度，以從所述內(nèi)部電極層的沒有與所述外部電極連接的第2端部，朝向與所述外部電極連接的第1端部，至少跨過所述電容生成部與所述電極引出部的邊界的方式，向所述內(nèi)部電極層的疊層方向以及所述疊層方向的反方向這兩個方向逐漸變寬。
這樣，通過加厚而形成作為電極引出部的第1端部附近的內(nèi)部電極層，可充分確保與疊層體的外部電極之間的接合面積從而抑制導(dǎo)通不良。另外，內(nèi)部電極層的第1端部的厚度，并非從電容生成部與電極引出部的邊界向外部電極側(cè)急劇地增加厚度，而是以跨過邊界的方式逐漸增加。因此，在與內(nèi)部電極層的外部電極連接的第1端部、和上下相鄰的內(nèi)部電極層的沒有與外部電極連接的第2端部接近的區(qū)域中，在第1端部不形成電壓容易集中的角部。因此，可有效地抑制內(nèi)部電極層之間的短路。
此外，由于并非加厚內(nèi)部電極層整體的厚度，而是朝向作為與外部電極連接的部分的第1端部逐漸加厚厚度而形成，因此可在電容生成部中，向疊層方向較寬地設(shè)計相鄰的內(nèi)部電極層彼此的間隙。由此，也可有效地抑制電容生成部中的內(nèi)部電極層彼此的接觸引起的短路。
本申請第二發(fā)明，其特征在于，在第一發(fā)明中，所述電容生成部的電介體層的厚度Dm與所述電極引出部的電介體層的厚度Ds，滿足1.1≤Ds/(2×Dm)≤1.3的關(guān)系式。
若以使所述電容生成部的電介體層的厚度Dm與所述電極引出部的電介體層的厚度Ds，滿足1.1≤Ds/(2×Dm)的關(guān)系式的方式設(shè)定，則由于可增大相鄰內(nèi)部電極層之間的間隙，因此可防止內(nèi)部電極層之間的短路于未然。另外，若以滿足Ds/(2×Dm)≤1.3的關(guān)系式的方式設(shè)定，則由于可增大內(nèi)部電極層與外部電極之間的接合面積，因此可進(jìn)一步防止導(dǎo)通不良并提供高可靠性的疊層電子器件。
本申請第三發(fā)明提供一種疊層電子器件，其特征在于，在第一發(fā)明中，所述內(nèi)部電極層的第2端部形成為凸曲面形狀。
在內(nèi)部電極層中，與外部電極連接的第1端部以厚度逐漸變厚的方式形成，第2端部形成為凸曲面形狀從而去除角部。由于內(nèi)部電極層的第1端部與上下相鄰的內(nèi)部電極層的第2端部如所述而形成，尤其在電極引出部中，換而言之在外部電極與內(nèi)部電極層的接合區(qū)域中，內(nèi)部電極層彼此的間隔進(jìn)一步增大，因此可防止絕緣破壞。內(nèi)部電極層彼此的間隔進(jìn)一步增大，因此可防止絕緣破壞。另外，由于內(nèi)部電極層彼此的間隔較大，因此也可使內(nèi)部電極層的第2端部進(jìn)一步向外部電極側(cè)延長而形成。由此，由于可較大地設(shè)定電容生成部的面積，所以可獲得更高的靜電電容。
本申請第四發(fā)明提供一種疊層電子器件，其特征在于，在第一發(fā)明中，所述內(nèi)部電極層的第2端部，以朝向相鄰的外部電極的方向其厚度逐漸變薄的方式形成。
在內(nèi)部電極層中，向外部電極的方向引出的第1端部以朝向外部電極的方向厚度逐漸變厚的方式形成，第2端部以朝向外部電極的方向其厚度逐漸變薄的方式形成。因此，與第三發(fā)明相同，尤其在電極引出部中，內(nèi)部電極層彼此的間隔進(jìn)一步增大，因此可防止絕緣破壞。另外，通過進(jìn)一步向外部電極側(cè)延長內(nèi)部電極層的第2端部，可獲得高的靜電電容。
本申請第五發(fā)明提供一種疊層電子器件，其特征在于，在第一發(fā)明中，所述外部電極是以所述內(nèi)部電極層的第1端部為起點而析出的鍍膜。
由鍍膜形成外部電極的情況，外部電極與疊層體之間的接合強(qiáng)度，主要由外部電極與內(nèi)部電極的露出部分之間的接合部分中的兩者的金屬粒子彼此的結(jié)合來維持。以往的疊層電子器件(電容器)，由鍍膜形成外部電極的情況，由于內(nèi)部電極的露出面積較小，因此容易發(fā)生剝離。與此相對，根據(jù)本發(fā)明，內(nèi)部電極層的厚度以向疊層方向的兩端逐漸變寬的方式形成，由于與鍍膜的接合面積增大，因此可提高與外部電極的電容器主體的接合強(qiáng)度，從而防止剝離。
(發(fā)明的效果)根據(jù)本發(fā)明，可提供內(nèi)部電極與外部電極之間的連接性良好、抑制由于絕緣劣化引起的內(nèi)部電極層之間短路的高可靠性的疊層電子器件。


圖1a是表示本發(fā)明的一實施方式的疊層陶瓷電容器的截面圖的示意圖。
圖1b是放大表示圖1a的A部分的局部放大圖。
圖1c是表示接合區(qū)域中的內(nèi)部電極層3a、3b的各種形狀的截面圖(1)。
圖1d是表示接合區(qū)域中的內(nèi)部電極層3a、3b的各種形狀的截面圖(2)。
圖2(a)是在電介體層上形成印刷內(nèi)部電極層而形成的復(fù)合片的工序圖。
圖2(b)是在電介體層上疊層印刷內(nèi)部電極層而形成的復(fù)合片的工序圖。
圖2(c)是表示疊層體的圖。
圖3是表示加壓本發(fā)明的一實施方式的疊層體的工序的截面圖。
圖4(a)是壓接疊層體15’的平面圖。
圖4(b)是表示內(nèi)部電極層的厚度的變形的圖4(a)中的a-a’截面圖。
圖5(a)是表示以往的疊層陶瓷電容器的截面的示意圖。
圖5(b)是放大表示圖5(a)的D部位部分的局部放大圖。
圖中，1-疊層陶瓷電容器(疊層電子器件)；2-絕緣層；3a、3b-內(nèi)部電極層；4-電介體層；5a-疊層體；5b-外部電極；6-電容生成部；7-電極引出部；10-支撐體；11-吸附板；12-復(fù)合片；13-疏部(電極引出部)；14-密部(電容生成部)；15-疊層體。
具體實施例方式
(1)整體結(jié)構(gòu)以下，結(jié)合表示作為疊層電子器件的例子的疊層陶瓷電容器的附圖對本發(fā)明的一實施方式進(jìn)行說明。圖1a是表示本發(fā)明的一實施方式的疊層陶瓷電容器的截面圖的示意圖。
如圖1(a)所示，疊層陶瓷電容器1，具有疊層體5a和被覆疊層體5a的兩端部并形成于其上的外部電極5b。疊層體5a，具有由電容生成部6和電極引出部7構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。這里，電容生成部6是具有規(guī)定的電容率的電介體層4與內(nèi)部電極層3a、3b相互疊層，該結(jié)果物的上下兩主面進(jìn)而被絕緣層2被覆而形成的部分。電介體層4與絕緣層2由同一材料構(gòu)成。電極引出部7是用于將內(nèi)部電極層3a、3b交替電連接在兩端部的各個外部電極5b上的部分。
相關(guān)疊層陶瓷電容器1，經(jīng)由外部電極5b向相鄰的內(nèi)部電極層之間3a-3b施加規(guī)定的電壓，使配設(shè)于內(nèi)部電極層之間3a-3b的電介體層4形成規(guī)定的靜電電容，由此作為電容器而起作用。
另外，電介體層4或內(nèi)部電極層3a、3b的疊層數(shù)適當(dāng)設(shè)定即可，例如設(shè)定為30層～600層。另外，電介體層4的材質(zhì)或厚度、以及內(nèi)部電極層3a、3b的相對面積等，對應(yīng)希望的靜電電容適當(dāng)確定即可。
圖1b是放大表示圖1a的A部分的局部放大圖。如圖1b所示，內(nèi)部電極層3a的厚度，以從內(nèi)部電極層3a的未與外部電極5b連接的第2端部，朝向與外部電極5b連接的第1端部，至少跨過電容生成部6與電極引出部7的邊界的方式，向內(nèi)部電極層3a、3b的疊層方向以及疊層方向的反方向這兩個方向逐漸變寬。例如，內(nèi)部電極層3a，在與外部電極5b相連接的第1端部附近，以其厚度的中心線C1(以下，稱為厚度中心線C1)為基準(zhǔn)，形成向疊層方向換而言之與中心線C1交叉的上下方向的兩個方向逐漸變寬的形狀。此外，第1端部附近的內(nèi)部電極層3a，以跨過電容生成部6與電極引出部7的邊界線C2的方式，換而言之，以跨過電容生成部6的末端位置的方式，朝向外部電極5b其厚度逐漸變厚而形成。另外，內(nèi)部電極層3a，在與外部電極接合的部分的第1端部，其厚度變厚，并以跨過邊界線C2的方式，逐漸變厚直至接合部分即可，厚度開始變厚的位置(開始位置)不特別限定。另外，內(nèi)部電極層不必以中心線C1作為中心，對稱地變厚的方式形成，只要以向疊層方向以及其反方向這兩個方向變寬的方式形成，就可為非對稱。
這樣，通過加厚而形成作為電極引出部7的第1端部附近的內(nèi)部電極層3a，可充分確保與疊層體的外部電極5b之間的接合面積從而抑制導(dǎo)通不良。另外，內(nèi)部電極層3a的第1端部的厚度，并非從電容生成部6與電極引出部7的邊界向外部電極5b側(cè)急劇地增加厚度，而是以跨過邊界的方式逐漸增加。因此，在與內(nèi)部電極層3a的外部電極5b連接的第1端部、和未與上下相鄰的內(nèi)部電極層3b的外部電極5b連接的第2端部接近的區(qū)域中，在內(nèi)部電極層3a的第1端部不形成容易集中電壓的角部。因此，可有效地抑制內(nèi)部電極層之間的短路。
另外，由于并非加厚內(nèi)部電極層3a、3b整體的厚度，而是如所述，在作為與外部電極5a連接的部分的第1端部附近，內(nèi)部電極層3a的厚度加厚形成，因此可在電容生成部6中，較寬地設(shè)計在疊層方向上相鄰的內(nèi)部電極層3a、3b彼此的間隙。由此，可有效地抑制電容生成部6中的內(nèi)部電極層3a、3b彼此的接觸引起的短路。
(2)電介體層的厚度電介體層4形成為，電容生成部6的電介體層的厚度Dm與電極引出部7的電介體層的厚度Ds的關(guān)系，滿足1.1≤Ds/(2×Dm)≤1.3所示的關(guān)系式的形狀。由此，相鄰的內(nèi)部電極層之間的間隙變大，并防止內(nèi)部電極層之間的短路于未然，且由于可增大內(nèi)部電極層3a與外部電極5b之間的接合面積，因此可進(jìn)一步防止導(dǎo)通不良。另外，內(nèi)部電極層3a、3b的厚度與一般的電容器的內(nèi)部電極層的厚度程度相同的的情況，例如在內(nèi)部電極層的厚度為0.5μm～5.0μm等情況下，所述關(guān)系式有效。
(3)內(nèi)部電極層的各種形狀圖1c及圖1d是表示接合區(qū)域中的內(nèi)部電極層3a、3b的各種形狀的截面圖。
如圖1c所示，在與外部電極5b接合的內(nèi)部電極層3a的第1端部附近，使內(nèi)部電極層3a的厚度逐漸增大。另一方面，在與該內(nèi)部電極層3a相鄰的內(nèi)部電極層3b，使未與外部電極5b連接的第2端部(圖中，B部分)形成為凸面形狀。于是，若使由B表示的第2端部形成為凸曲面的形狀，則可進(jìn)一步增大相鄰的內(nèi)部電極層之間的間隙，防止絕緣破壞于未然。該凸曲面的曲率半徑R，在將電容生成部6的內(nèi)部電極層3b的厚度設(shè)為T的情況下，優(yōu)選為以滿足(T×1/2)≥R≥(T×1/20)的方式設(shè)定。由此，例如將疊層陶瓷電容器1載置于配線基板上的情況，可有效地緩和施加于疊層陶瓷電容器1的應(yīng)力，抑制裂縫的產(chǎn)生。
另外，如圖1d所示，也可使未與外部電極5b接合的第2端部(圖中，B部分)朝向外部電極5b逐漸變薄。更優(yōu)選的為，以內(nèi)部電極層的厚度方向的中心線C3為基準(zhǔn)，從兩端逐漸變薄。于是，通過使由B表示的第2端部逐漸變薄，可增大相鄰的內(nèi)部電極層3a、3b之間的間隙。尤其，相對與如所述的內(nèi)部電極層3a的第1端部附近的厚度逐漸變厚而形成，反之使另一內(nèi)部電極層3b的第2端部附近的厚度逐漸變薄，可充分確保內(nèi)部電極層之間的接近區(qū)域中的相互的間隔從而抑制短路。另外，由于這樣在接近區(qū)域中可增大相鄰的內(nèi)部電極層的間隔，因此也可使內(nèi)部電極層3b的第2端部進(jìn)一步向外部電極5b側(cè)延長而形成。由此，由于可較大地設(shè)定電容生成部6的面積，因此能夠獲得更高的靜電電容。
另外，內(nèi)部電極層3a、3b也可從未與外部電極5b連接的第2端部逐漸加厚直至與外部電極5b接合，換而言之還可以使整個內(nèi)部電極層3a、3b形成為逐漸加厚直至達(dá)到外部電極5b。優(yōu)選的為，由于若電介體層4的厚度(內(nèi)部電極層之間距離)不同則靜電電容發(fā)生變化，因此內(nèi)部電極層3a、3b形成為從內(nèi)部電極層3a、3b的中心部逐漸加厚直至達(dá)到與外部電極5b連接的第1端部。更優(yōu)選的為，由所述的觀點考慮，內(nèi)部電極層3，如圖1d所示，形成為從小于或等于電極引出部7的長度L7的5倍(5×L7)長度的地方，向疊層方向的兩端逐漸加寬直至達(dá)到外部電極5b。
使內(nèi)部電極層3a、3b逐漸開始加厚的開始位置，可以根據(jù)使內(nèi)部電極層的硬度與電介體層的硬度接近到何種程度來進(jìn)行控制。例如，如所述，將開始位置設(shè)為距離第1端部5×L7以下的地方時，將形成電介體層的電介體糊的有機(jī)粘結(jié)劑、增塑劑、溶劑等的含量設(shè)為如下所述，即相對于陶瓷的電介體粉末100重量份，將聚乙烯醇縮丁醛作為有機(jī)粘結(jié)劑調(diào)制9～13重量份，將鄰苯二甲酸二異壬酯(diisononyl phthalate)作為增塑劑調(diào)制1～3重量份，將乙醇作為溶劑調(diào)制120重量份。另外，將形成內(nèi)部電極層的導(dǎo)電糊的有機(jī)粘結(jié)劑、增塑劑、溶劑等的含量設(shè)為如下所述，即相對于金屬鎳粉末100重量份，將聚乙烯醇縮丁醛作為有機(jī)粘結(jié)劑調(diào)制為4.5～7.5重量份，將鄰苯二甲酸二異壬酯作為增塑劑調(diào)制為0.5～3重量份，將辛酸作為溶劑調(diào)制為90重量份。
以上的內(nèi)部電極層3a、3b的構(gòu)成，也可適當(dāng)組合。
(4)材料電介體層4通過刮涂(doctor blade)法等將電介體陶瓷糊涂布干燥而形成，該電介體陶瓷糊是將電介體陶瓷材料、有機(jī)粘結(jié)劑、有機(jī)溶劑、分散劑以及增塑劑等混合而形成。
電介體陶瓷材料，如果是使用于一般的疊層陶瓷電容器則并無特別限定，也用作溫度補償用材料或高電容率類材料。例如，可以列舉鈦酸鋇類材料等。
使用于電介體陶瓷糊的有機(jī)粘結(jié)劑，并無特別限定，從聚乙烯醇縮丁醛、乙基纖維素、丙烯酸系聚合物、氯化乙烯系聚合物、酯系聚合物、亞胺系聚合物、氨乙酯系聚合物等通常的各種有機(jī)粘結(jié)劑中適當(dāng)選擇即可。
使用于電介體陶瓷糊的有機(jī)溶劑也無特別限定，從丙酮、甲丁酮(MEK)、甲基異丁基甲酮(MIBK)、環(huán)己酮等酮系溶劑、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯系溶劑、甲醇、乙醇、異丙醇、α-松油醇等醇系溶劑、己烷、苯、甲苯、二甲苯等炭化氫系溶劑、乙二醇二甲醚、乙二醇單乙基醚、二噁烷、四氫呋喃等醚系溶劑、乙酸、丙酸、己酸、異壬酸、辛酸等羧酸系溶劑的各種溶劑中適當(dāng)選擇即可，這些溶劑，也可混合兩種以上而使用。
內(nèi)部電極層3a、3b通過由絲網(wǎng)印刷或涂布法等將導(dǎo)電糊涂布并干燥而形成，導(dǎo)電糊是將導(dǎo)電材料、有機(jī)粘結(jié)劑、有機(jī)溶劑、分散劑以及增塑劑等混合而形成。
導(dǎo)電材料選擇適用于所述的電介體陶瓷材料的電極材料即可，使用由鎳、銀、鉑、鈀、金、銅等各種導(dǎo)電性金屬或合金構(gòu)成的導(dǎo)電材、或燒成后成為所述的導(dǎo)電材的各種氧化物、有機(jī)金屬化合物等即可。例如，從由Pb、Pt、Ag、Au等選擇的一種以上的貴金屬或其合金、或Ni、Cu等賤金屬中適當(dāng)選擇即可。
使用于導(dǎo)電糊的有機(jī)粘結(jié)劑無特別限定，從聚乙烯醇縮丁醛、乙基纖維素、丙烯酸系聚合物、氯化乙烯系聚合物、酯系聚合物、亞胺系聚合物、氨乙酯系聚合物等通常的各種有機(jī)粘結(jié)劑中適當(dāng)選擇即可。
使用于導(dǎo)電糊的有機(jī)溶劑也無特別限定，從丙酮、甲丁酮(MEK)、甲基異丁基甲酮(MIBK)、環(huán)己酮等酮系溶劑，乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯系溶劑、甲醇、乙醇、異丙醇、α-松油醇等醇系溶劑，己烷、苯、甲苯、二甲苯等炭化氫系溶劑、乙二醇二甲醚、乙二醇單乙基醚、二噁烷、四氫呋喃等醚系溶劑，乙酸、丙酸、己酸、異壬酸、辛酸等羧酸系溶劑的各種溶劑中適當(dāng)選擇即可，這些溶劑，也可混合兩種以上而使用。
(5)制造方法以下，結(jié)合圖2及圖3對所述的疊層陶瓷電容器的制造方法進(jìn)行說明。
這里，圖2是用于說明本發(fā)明的一實施方式的疊層電子器件的制造工序的截面圖，(a)是表示形成復(fù)合片的工序的圖，(b)是表示疊層復(fù)合片的工序的圖，(c)是表示疊層體的圖。圖3是表示對本發(fā)明的一實施方式的疊層體加壓的工序的截面圖。
<工序1>
首先，如圖2(a)所示，在支撐體10上，由刮涂法等將所述的電介體糊涂布干燥而形成電介體層4。進(jìn)而，在電介體層4上由絲網(wǎng)印刷或涂布法等將所述的導(dǎo)電糊涂布干燥而形成內(nèi)部電極層3a、3b，將此作為復(fù)合片12。另外，內(nèi)部電極層3a、3b，也可通過包含無電解鍍、化學(xué)鍍以及熔融鍍等的鍍法、濺射等其他方法形成。
這里，調(diào)整有機(jī)粘結(jié)劑、分散劑以及增塑劑等的含量，以使內(nèi)部電極層3a、3b的硬度與電介體層4的硬度大致相等。
另外，作為支撐體10的材料，可使用例如聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚亞乙烯-2，6-萘酸酯等聚酯類，聚丙稀等聚烯類，纖維素電介體、聚酰胺、聚碳酸酯等的塑料等。由于拉抗強(qiáng)度及耐熱性優(yōu)越的特點，因此優(yōu)選為聚對苯二甲酸乙二醇酯。
<工序2>
下面，如圖2(b)所示，與電介體層4相同組成而形成的絕緣層2上，使用吸附板11將復(fù)合片12與支撐體10一同疊層，之后多次反復(fù)進(jìn)行只將支撐體10剝離的工序，由此將復(fù)合片12多個疊層。由此，如圖2(c)所示，形成疊層體15，其包括疏部13，其對應(yīng)內(nèi)部電極層3a、3b彼此之間在疊層方向上未相互重疊的區(qū)域；密部14，其對應(yīng)內(nèi)部電極層3a、3b彼此之間在疊層方向上相互重疊的區(qū)域。
<工序3>
圖3是表示向疊層體15加壓的狀況的放大說明圖。在圖3中，只表示了加壓的狀況的一部分。如圖3所示，向疊層方向加壓疊層體15，通過使導(dǎo)電模板層3以及電介體層4的一部分從密部14向疏部13移動，由此形成壓接疊層體15’。
結(jié)合圖4對加壓后的內(nèi)部電極層3a、3b的變形進(jìn)行具體的說明。圖4(a)是壓接疊層體15’的平面圖，圖4(b)是表示內(nèi)部電極層的厚度的變形的圖4(a)中的a-a’截面圖。如圖3所示，通過加壓疊層體15(或復(fù)合片12)，內(nèi)部電極層3a、3b以及電介體層4，以從加壓力大的密部14向加壓力小的疏部13頂出的方式移動·變形。因此，如圖4(b)所示，對應(yīng)密部14與密部14之間的疏部13的內(nèi)部電極層3a、3b的中央部的厚度以逐漸增加的方式變形。變厚而形成的中央部成為內(nèi)部電極層3a、3b的第1端部。另外對應(yīng)密部14與密部14之間的疏部13的內(nèi)部電極層的端部的厚度以逐漸變薄的方式變形。變薄而形成的端部成為內(nèi)部電極層3a、3b的第2端部。此時，由于內(nèi)部電極層3a、3b的厚度的高低差變得緩和，因此也可進(jìn)行疊層體15整體的均一的加壓壓接。另外，這樣形成的壓接疊層體15’，還可以有效地抑制包括燒成后的層間剝離的發(fā)生。
按以上的方法而形成的壓接疊層體15’，分離為各個片型的疊層陶瓷素坯，并在1340℃下燒成。另外，壓接疊層體15’在圖4(b)中所示的箭頭方向的切斷位置被切斷。由此，厚度逐漸增加的內(nèi)部電極層的第1端部露出。另一方面，厚度逐漸減少的內(nèi)部電極層的第2端部不露出。
之后，在厚度逐漸增加的內(nèi)部電極層的兩端部，電連接而形成用于取電的外部電極5b，并獲得如圖1所示的疊層陶瓷電容器1。此時，厚度逐漸增加的內(nèi)部電極層在陶瓷素坯的兩端部露出，但優(yōu)選以該露出的第1端部為起點，由鍍膜形成外部電極。例如，由無電解鍍膜形成外部電極的情況，將獲得的陶瓷素坯以規(guī)定時間浸漬于Cu無電解鍍液中，由此以內(nèi)部電極的露出部為起點，在陶瓷素坯的兩端部析出Cu的無電解鍍膜，然后，在無電解鍍膜的外表面形成Ni鍍膜，進(jìn)而在Ni鍍膜的外表面形成Sn鍍膜。另外，電鍍也可采用無電解鍍以外的電鍍、熔融鍍等。這樣由鍍膜形成外部電極的情況，外部電極與疊層體之間的接合強(qiáng)度，主要由外部電極與內(nèi)部電極的露出部分之間的接合部分中的兩者的金屬粒子彼此的結(jié)合維持。在以往的疊層電子器件(電容器)中，由電鍍形成外部電極的情況，由于內(nèi)部電極的露出面積較小因此容易產(chǎn)生剝離。與此相對，根據(jù)本發(fā)明，由于內(nèi)部電極層的厚度以向疊層方向的兩端逐漸加厚的方式而形成，因此與鍍膜的接合面積增大，所以可提高外部電極與電容器主體的接合強(qiáng)度，防止剝離。
另外，外部電極并不限于如所述以內(nèi)部電極的露出部分為起點而形成鍍膜的方法，也可在露出內(nèi)部電極的陶瓷素坯的兩端部，通過涂布導(dǎo)電性糊并將其燒結(jié)而基極，并在該基極上析出Ni、Cu等的無電解鍍膜，由此而形成。
<實施例>
首先，電介體層4，準(zhǔn)備如下所述的電介體糊，并成形干燥該電介體糊而形成，使得燒成后的厚度為1.6μm，即相對陶瓷的電介體粉末100重量份，將聚乙烯醇縮丁醛(PVB)作為有機(jī)粘結(jié)劑混合9～13重量份，將鄰苯二甲酸二異壬酯(DINPDiisononyl phthalate)作為增塑劑混合1～3重量份，將乙醇作為溶劑混合120重量份而形成，。
然后，如下所述地準(zhǔn)備導(dǎo)電糊，并將該導(dǎo)電糊以在電介體層4上燒成后的厚度為0.9μm的方式由絲網(wǎng)印刷法等印刷干燥，由此作為內(nèi)部電極層3a、3b，即相對金屬鎳粉末100重量份，將PVB作為有機(jī)粘結(jié)劑混合4.5～7.5重量份，將DINP作為增塑劑混合0.5～3重量份，將辛酸作為溶劑混合90重量份而形成。另外，以使內(nèi)部電極層3a、3b與電介體層4的硬度大致相等的方式制作。
將疊層這些電介體層4與內(nèi)部電極層3a、3b而形成的復(fù)合片12，在成為最外層的絕緣層2上順次以3.92MPa的壓力加壓疊層243層后，再次疊層最外層的絕緣層2從而形成疊層體15。并且，對該疊層體15整體以98MPa的壓力加壓而形成壓接疊層體15’。
并且，按所述的方法而形成的壓接疊層體15’，分離為各個片型的疊層陶瓷素坯，并在1340℃下燒成。之后，在內(nèi)部電極兩端部，電連接而形成用于取電的外部電極5b，從而獲得了尺寸為1.6mm×0.8mm、有效電極面積為1.4mm×0.6mm的疊層陶瓷電容器1。若將該疊層陶瓷電容器從圖1中所示的截面方向切斷并由掃描電子顯微鏡(SEM)進(jìn)行截面觀察，則內(nèi)部電極層的厚度，以跨過從電容生成部到電極引出部這兩個部位的邊界的方式，以厚度中心線C1為基準(zhǔn)，向疊層方向的兩端逐漸變寬。
在實驗的結(jié)果形成的疊層陶瓷電容器中，電容生成部6中的內(nèi)部電極層的厚度為1.25μm，電介體層的厚度為2.09μm。另一方面，電極引出部7中的內(nèi)部電極層的厚度為1.54μm，電介體層的厚度為3.00μm。另外，加壓·壓接前的內(nèi)部電極層的厚度為1.30μm，電介體層的厚度為2.20μm。
<比較例>
另一方面，以往的電容器由以下的制造方法制作。關(guān)于導(dǎo)體糊劑，將所述的導(dǎo)電糊調(diào)節(jié)為大于電介體層的硬度，由絲網(wǎng)印刷將內(nèi)部電極層印刷干燥后再次進(jìn)行絲網(wǎng)印刷以加厚電極引出部，由上述方式制作內(nèi)部電極層以外，按與所述相同的方法，制作以往形狀的電容器。同樣，若切斷該電容器進(jìn)行截面觀察，則電極引出部的內(nèi)部電極層的厚度在疊層方向的一方向上大于電容生成部的內(nèi)部電極層的厚度的形狀。換而言之，并不是如本發(fā)明的以內(nèi)部電極層的中心線C1為中心的厚度變寬的形狀。
然后，對制作的電容器分別進(jìn)行溫濕度試驗等可靠性試驗后，使用LCR測量器，測定頻率1.0kHz、室溫下的靜電電容，并將靜電電容大于4.7μm的產(chǎn)品作為優(yōu)良品。
進(jìn)行所述可靠性試驗后，若觀察電容器的截面，則可知以往電容器的樣品，多次發(fā)生了絕緣劣化引起的內(nèi)部電極層之間的短路。進(jìn)而，在內(nèi)部電極層與外部電極之間的連接部也發(fā)生了連接不良，因此未獲得希望的靜電電容值。與此相對，根據(jù)本發(fā)明的電容器，由于內(nèi)部電極層之間的間隙較大，因此與以往電容器相比，減少了絕緣劣化引起的短路不良，且由于內(nèi)部電極層與外部電極之間的連接性良好，因此獲得了希望的靜電電容值。
此外，詳細(xì)地觀察了本發(fā)明的電容器的截面，并測定了電容生成部的電介體層的厚度Dm與電極引出部的電介體層的厚度Ds的厚度(其結(jié)果示于表1。)Ds/(2×Dm)小于1.1的電容器，發(fā)生了絕緣劣化引起的短路不良。Ds/(2×Dm)小于1.1的情況，由于相鄰的內(nèi)部電極層彼此的間隙較小，致使位于微小的內(nèi)部電極層之間的間隙的電介體層劣化，產(chǎn)生了內(nèi)部電極層彼此的接觸，從而發(fā)生短路。另一方面，Ds/(2×Dm)大于1.3的情況，未獲得希望的靜電電容。這是由于電介體層的厚度較厚，內(nèi)部電極層與外部電極之間的連接部分的厚度變薄，產(chǎn)生導(dǎo)通不良而引起的。
滿足關(guān)系式1.1≤Ds/(2×Dm)≤1.3的電容器，未發(fā)生絕緣劣化引起的短路不良，且獲得了期望的靜電電容值。
(工業(yè)上的可利用性)本發(fā)明不僅可適用于疊層陶瓷電容器，也可適用于線圈、電感器、電路基板等其他的疊層陶瓷器件。
權(quán)利要求
1.一種疊層電子器件，具有近似長方體的疊層體，由電介體層與內(nèi)部電極層交互疊層，相鄰的所述內(nèi)部電極層在兩端部交互地露出；和外部電極，其形成在所述疊層體的兩端部上，且與所述內(nèi)部電極層連接，所述疊層體具有相鄰的內(nèi)部電極層相重疊的電容生成部、以及相鄰的內(nèi)部電極層沒有重疊的電極引出部，所述內(nèi)部電極層的厚度，以從所述內(nèi)部電極層的沒有與所述外部電極連接的第2端部，朝向與所述外部電極連接的第1端部，至少跨過所述電容生成部與所述電極引出部的邊界的方式，向所述內(nèi)部電極層的疊層方向以及所述疊層方向的反方向這兩個方向逐漸變寬。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊層電子器件，其特征在于，所述電容生成部的電介體層的厚度Dm與所述電極引出部的電介體層的厚度Ds，滿足1.1≤Ds/(2×Dm)≤1.3的關(guān)系式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊層電子器件，其特征在于，所述內(nèi)部電極層的第2端部形成為凸曲面形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊層電子器件，其特征在于，所述內(nèi)部電極層的第2端部形成為，朝向相鄰的外部電極的方向其厚度逐漸變薄。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊層電子器件，其特征在于，所述外部電極是以所述內(nèi)部電極層的第1端部為起點而析出的鍍膜。
全文摘要
一種疊層電子器件，具有近似長方體的疊層體，由電介體層與內(nèi)部電極層交互疊層，在兩端部交互地露出；外部電極，其形成在疊層體的兩端部上，且與內(nèi)部電極層連接，疊層體具有相鄰的內(nèi)部電極層相重疊的電容生成部、以及相鄰的內(nèi)部電極層沒有重疊的電極引出部，內(nèi)部電極層的厚度，以從沒有與外部電極連接的第2端部，朝向與外部電極連接的第1端部，至少跨過電容生成部與電極引出部的邊界的方式，向內(nèi)部電極層的疊層方向以及疊層方向的反方向這兩個方向逐漸變寬。從而，提供內(nèi)部電極層與外部電極之間的連接性良好、無絕緣劣化引起的內(nèi)部電極層之間的短路的高可靠性的疊層電子器件。
文檔編號H01G4/005GK1855324SQ20061007717
公開日2006年11月1日 申請日期2006年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月27日
發(fā)明者白數(shù)浩二, 后藤錠志, 渡邊裕之 申請人:京瓷株式會社