CN100454454C - 陶瓷电子部件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

提供一种防止表面吸附水分，可靠性提高的陶瓷电子部件及其制造方法。在陶瓷基体表面及外周部分的外部电极上，形成有机硅化合物经脱水缩合而形成所得到的保护膜。

Description

陶瓷电子部件及其制造方法

发明领域

本发明涉及陶瓷基体及其在表面上设置的外部电极的陶瓷电子部件及其制造方法。

发明背景

对原有的作为陶瓷电子部件的层压陶瓷电容器进行说明。

图4为原有的层压陶瓷电容器的剖面部。层压陶瓷电容器21包括：介电体陶瓷22和与内部电极23交替叠层而烧结形成的陶瓷基体24；和在陶瓷基体24的两个侧面形成的内部电极23连接的外部电极基底25、26；分别在其表面镀镍27及焊锡或镀锡28的外部电极29、30。

对原有的层压陶瓷电容器21的制造方法说明如下。

首先，把介电体陶瓷22和内部电极23以交替叠层，并压制，然后，于高温下烧制形成陶瓷基体24。

然后，在陶瓷基体24的两个侧面部分，涂布与内部电极23相同的或由其合金构成的电极浆料并进行烧结，形成外部电极基底25、26。然后，在外部电极基底25、26的表面上，为了确保规定的可靠性及焊锡附着性而形成镀镍层27，再于镀镍层27的表面形成焊锡或镀锡层28，形成外部电极29、30，得到层压陶瓷电容器21。

原有的层压陶瓷电容器21的陶瓷基体24，其表面绝缘性易受到周围环境的影响，特别是在湿度大的环境中，使外部电极29和30之间的绝缘性易于劣化。

另外，当水份附着在陶瓷基体24的表面上时，焊锡或镀锡28易发生移动，外部电极29、30之间易发生短路。而且，由于水分的吸附，镀层28被氧化，使焊锡的附着性能恶化。

发明概要

本发明提供一种绝缘性和焊锡附着性优良的，具有高的可靠性的陶瓷电子部件及其制造方法。

该陶瓷部件具有：陶瓷基体、在上述陶瓷基体表面上设置的外部电极、以及把上述陶瓷基体表面和上述外部电极表面浸渍在含有化学式R-C_nH_2n-Si-(OR′)₃(式中，R为选自碳原子数大于1的环氧基、烷基、烯丙基、全氟烷基、全氟烯丙基中的一种或其混合体，n为自然数，R′为碳原子数1～4个的烷基或者选自氢原子和卤原子但至少一种是氢原子)表示的化合物中，进行脱水缩合而形成的保护膜。

附图的简单说明

图1为本发明实施方案1、2的层压陶瓷电容器的外观侧视图。

图2为本发明实施方案1、2的层压陶瓷电容器的剖面图。

图3为本发明实施方案1、2的层压陶瓷电容器的制造工序概略图。

图4为原有的层压陶瓷电容器的剖面图。

本发明的实施方案

实施方案1

下面对作为实施方案1的陶瓷电子部件的层压陶瓷电容器进行说明。

图1为该层压陶瓷电容器的外观侧视图，图2为其剖面图，图3为该电容器制造工序的概略图。

层压陶瓷电容器1具有：以交替叠层的介电体陶瓷2和内部电极3的经烧成、烧结的介电体构成的陶瓷基体4、由和陶瓷基体4的两个侧面上形成的内部电极3连接的Ag等所构成的外部电极基底5、6和在其表面上含有形成的镀镍层7及焊锡或镀锡层8的外部电极9、10。

在陶瓷基体4及外部电极9、10的表面，使化学式R-C_nH_2n-Si-(OR′)₃(式中，R为选自碳原子数大于1的环氧基、烷基、烯丙基、全氟烷基、全氟烯丙基中之一种或其混合物，n为自然数，R′为碳原子数1～4个的烷基或选自氢原子和卤原子但至少一个是氢原子)表示的化合物进行脱水缩合(图中未示出)。

陶瓷基体4是含有高温下烧成介电体陶瓷2而形成金属氧化物的烧结介电体。其表面的金属原子，在大气环境中变成氢氧化物，该氢氧化物的氢氧基和上述化学式R-C_nH_2n-Si-(OR′)₃中所含的有机硅氧化物进行脱水缩合，在陶瓷基体4的表面上形成由R-构成的憎水性保护膜。因此，可以防止陶瓷基体4表面的水分吸附，使外部电极9、10之间的绝缘性提高，防止移动的发生，得到可靠性优良的层压陶瓷电容器1。

在外部电极9、10表面也同样形成憎水性的保护膜，可以防止环境，特别是由于湿度引起的镀面的劣化，可以保持优良的焊锡附着性能。

对层压陶瓷电容器1的制造方法说明如下。

首先，在介电体陶瓷2的上表面印刷Pd等厚膜糊，加以干燥，得到内部电极3印刷的薄片。

然后，把该片进行层压，直至得到规定的容量值及规定的厚度，形成层压体，以一定的压力加压该层压体，形成烧成前的陶瓷基体4。

然后，把该陶瓷基体4在约1300℃烧成，形成烧结的介电体。

然后，在上述陶瓷基体4的两个侧面，涂布与内部电极3电连接的Ag等厚膜电极糊，于约800～900℃烧结约10分钟，形成外部电极基底5、6。然后，进行镀镍，使其覆盖外部电极基底5、6，再在覆盖镍镀层7施以锡焊锡镀层8，得到层压陶瓷电容器1。

其次，如图3所示，把以化学式R-C_nH_2n-Si-(OR′)₃(式中，R为碳原子数大于1的环氧基、烷基、烯丙基、全氟烷基、全氟烯丙基中的任何一种或其混合物，n为自然数，R′为碳原子数1～4个的烷基或选自氢原子和卤原子但至少一种是氢原子)表示的物质作为涂料液11放入容器12内，把层压的陶瓷电容器1于该涂料液体11中浸渍约10分钟。

这里，往涂料液体11中混合作为稀释剂的异丙醇等有机溶剂。涂料液11对稀释剂和涂料液11的总重量的重量比，即稀释浓度为0.5％～100％。

其次，把层压陶瓷电容器11从涂料液11中取出，于约140～160℃的高温下干燥约20分钟。

还有，层压陶瓷电容器1的表面上附着的涂料液11中所含的过量的有机硅化合物，由于在热处理过程中进行蒸发，故不必加以洗涤。

把实施方案1的层压陶瓷电容器1和原有的层压陶瓷电容器21各1000个，于温度40℃、相对湿度95％的环境以及温度-25℃的环境中，以环境变化1小时作为一次循环，在施加12V直流电压的条件下，进行共2000次循环的温度·湿度循环试验。测定温度·湿度循环试验前后的绝缘电阻值，绝缘电阻显著变差的电容器为绝缘不良电容器，其结果示于表1。

另外，把实施方案1的层压陶瓷电容器1及原有的层压陶瓷电容器21，于温度85℃、相对湿度85％RH中放置500小时，然后，于230℃的焊锡浴中浸渍，各进行100个焊锡附着性的试验。在外部电极面未覆盖的样品，其焊锡附着性不良，其结果示于表1。

表1

电容器	涂料材料的稀释浓度(％)	绝缘性的不良率(％)	焊锡附着性的不良率(％)
				原有技术	无涂料	35	10
实施方案1	0.5150100	0.3000	0000

由表1的结果可知，实施方案1制成的层压陶瓷电容器1，由于表面形成具有憎水性的保护膜，所以可以防止水分的吸附。因此，与原有的电容器相比，温度·湿度循环试验后的绝缘性不良率小，即使在潮湿的环境中放置后的焊锡附着性试验中，不良率也少。

还有，涂料液11的浓度大于1％也是可以的。

实施方案2

实施方案2的层压陶瓷电容器及其制造方法，基本上与图1～图3所示的实施方案1同样，故详细说明省略。

首先，把与实施方案1同样的陶瓷基体4在约1300℃下进行烧成，形成烧结的介电体。在陶瓷基体4的两个侧面，涂布与内部电极3以电连接的Ag等厚膜电极糊，于约800～900℃烧结约10分钟，形成外部电极基底5、6。然后，施加镀镍7，以覆盖外部电极基底5、6，再进行镀锡等焊锡8，以覆盖镍镀层7，得到层压陶瓷电容器1。

其次，如图3所示，把化学式R-O-C_nH_2n-Si-(OR′)₃(式中，R为选自碳原子数大于1的环氧基、烷基、烯丙基、全氟烷基、全氟烯丙基中之一或其混合体，n是自然数，R′是碳原子数为1～4的烷基或选自氢和卤原子，但至少一种是氢原子)作为涂料液11放入容器12中，把层压陶瓷电容器1于涂料液11中浸渍约10分钟。

涂料液11与实施方案1同样，混合作为稀释液的异丙醇等有机溶剂。涂料液11的重量对稀释剂和涂料液11的总重之比，即稀释浓度为0.5％～100％。

其次，将上述层压陶瓷电容器1从上述涂料液11中取出，于约140～160℃的高温下干燥约20分钟。

把从实施方案2得到的层压陶瓷电容器1的1000个，在与实施方案1相同的条件下进行温度·湿度循环试验和潮湿环境中放置试验，评价外部电极9、10的绝缘性和焊锡附着性，所得结果示于表2。

表2

电容器	涂料材料的稀释浓度(％)	绝缘性的不良率(％)	焊锡附着性的不良率(％)
				实施方案2	0.5150100	0.1000	0000

如表2所示，实施方案2中涂料液11的浓度在0.5％时，其绝缘性劣化不明显，可以得到一层可靠性优良的层压陶瓷电容器。

还有，把层压陶瓷电容器1于大气中浸入涂料液11中，然而，密闭容器12，使容器12内保持在真空状态下浸渍，杂质无法混入涂料液11中，可以得到可靠性优良的电容器。

另外，本发明适用的陶瓷电子部件，不限于层压陶瓷电容器，使陶瓷基体4的表面露出，在该陶瓷基体4表面的一部分，形成外部电极9、10的部件，可以得到与实施方案1、2同样优良的可靠性。

Claims (8)

1.一种陶瓷电子部件，其包括：

陶瓷基体，

设在上述陶瓷基体表面上的外部电极，以及

在上述陶瓷基体表面和上述外部电极表面上，含有化学式R-C_nH_2n-Si-(OR′)₃表示的化合物脱水缩合而形成的保护膜，

式中，R为选自碳原子数大于1的环氧基、烷基、烯丙基、全氟烷基、全氟烯丙基中之一或其混合体，n为自然数，R′为碳原子数1～4个的烷基或选自氢原子和卤原子，但至少一个是氢原子。

2.权利要求1所述的陶瓷电子部件，其中，上述陶瓷基体是烧结成的介电体。

3.一种陶瓷电子部件，其包括：

陶瓷基体，

设在上述陶瓷基体表面上的外部电极，以及

在上述陶瓷基体表面及外部电极表面含有以化学式R-O-C_nH_2n-Si-(OR′)₃表示的化合物脱水缩合所形成的保护膜，

式中，R为选自碳原子数大于1的环氧基、烷基、烯丙基、全氟烷基、全氟烯丙基中之一种或其混合体，n为自然数，R′为碳原子数1～4个的烷基或者选自氢原子和卤原子，但至少一个是氢原子。

4.权利要求3所述的陶瓷电子部件，其中，上述陶瓷基体是烧结成的介电体。

5.一种陶瓷电子部件的制造方法，其包括：

准备具有陶瓷基体和设在上述陶瓷基体表面上的外部电极的陶瓷电子部件的准备步骤；

在上述外部电极上进行电镀处理的步骤；

在对上述外部电极进行电镀处理的步骤之后，在含有以化学式R-C_nH_2n-Si-(OR′)₃表示的物质的溶液中浸渍上述陶瓷部件的步骤，式中，R为选自碳原子数大于1的环氧基、烷基、烯丙基、全氟烷基、全氟烯丙基中的一种或其混合体，n为自然数，R′为碳原子数1～4个的烷基或选自氢原子和卤原子，但至少一个是氢原子，以及把浸渍过的上述陶瓷电子部件从上述溶液中取出进行热处理的步骤。

6.权利要求5所述的制造方法，其中准备上述陶瓷电子部件的上述步骤包括：

层压内部电极和陶瓷层以形成上述陶瓷基体的步骤，以及

在上述陶瓷基体的上述表面上形成与上述内部电极接通的上述外部电极的步骤。

7.一种陶瓷电子部件的制造方法，其包括：

准备具有陶瓷基体和在上述陶瓷基体表面上形成的外部电极的陶瓷电子部件的准备步骤；

对上述外部电极进行电镀处理的步骤；

在对上述外部电极进行电镀处理的步骤之后，在含有以化学式R-O-C_nH_2n-Si-(OR′)₃表示的物质溶液中浸渍上述陶瓷部件的步骤，式中，R为选自碳原子数大于1的环氧基、烷基、烯丙基、全氟烷基、全氟烯丙基中的一种或其混合体，n为自然数，R′为碳原子数1～4个的烷基或者选自氢原子和卤原子，但至少一个是氢原子，以及

把从上述溶液中取出的浸渍过的上述陶瓷部件进行热处理的步骤。

8.权利要求7所述的制造方法，其中，准备上述陶瓷电子部件的上述步骤包括：

层压内部电极和陶瓷层以形成上述陶瓷基体的步骤，以及

在上述陶瓷基体的上述表面上形成与上述内部电极接通的上述外部电极的步骤。

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