CN101339847B - 陶瓷电子部件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种硬质的、不易产生裂纹、耐湿性强并且表面漏电流难以流过的陶瓷电子部件。陶瓷基体(1)的表面被扩散层(12)覆盖。该扩散层(12)是陶瓷基体(1)中所含元素的至少一部分扩散而成的氧化物的层，并且形成于比位于最外侧的内部电极层(21、22)更靠陶瓷基体(1)的表面侧的区域。如陶瓷电容器等那样，当陶瓷基体(1)以BaTiO3为主要成分时，扩散层(12)是由陶瓷基体(1)中所含元素的至少一部分与选自Al、Si、Li或B中的至少一种进行化学反应而生成的。
Description
技术领域
本发明涉及一种陶瓷电子部件。
背景技术
陶瓷电子部件的代表例子即陶瓷电容器是例如在BaTiO3系陶瓷基体的内部隔着微小厚度的陶瓷层埋设有许多相向的内部电极层。在陶瓷基体中，厚度方向的两侧被比内部电极间的陶瓷层充分厚的外层覆盖，此外，在长度方向的两侧端面附着有接通内部电极层的端子电极。除了附着了端子电极的两侧端面之外，陶瓷基体露出到其整个面上。
如上所述，在这种陶瓷电子部件中，除了具有端子电极的两侧端面之外，陶瓷基体的表面构成最外面，因此陶瓷基体自身需要具有即使受到外部冲击等也不易产生裂纹或裂缝等的物性。
然而，这种陶瓷电子部件是经过下述工序而制造的：将埋设了许多内部电极层的芯坯(Green Chip)(烧成前)进行烧成，烧成后施加端子电极。在这个烧成工序中存在以下问题：外层的陶瓷层烧结不充分，机械强度下降，陶瓷基层体上易发生裂纹和裂缝等。
作为解决上述问题的手段，专利文献1公开了下述技术：在形成外部电极(端子电极)后，用氧化物玻璃涂布整个外表面以形成玻璃涂层，然后在比端子电极的电极覆盖部更外侧的部位研磨玻璃涂层，使端子电极表面露出来。
但是，该以往的技术必须经过下述的工序，即形成端子电极后，涂布氧化物玻璃以形成玻璃涂层，然后在比端子电极的电极覆盖部更外侧的部位研磨玻璃涂层，使端子电极表面露出来。这种工序既麻烦又复杂。而且，保护层因为是玻璃涂层，所以从玻璃的性质来说，不能完全防止裂纹的产生。
并且在这种陶瓷电子部件中，除具有端子电极的两侧端面外，陶瓷基体的表面构成了外表面，所以，陶瓷基体不仅要具备充分的耐湿性还要具备阻止表面漏电流在端子电极间流过的功能。表面漏电流是端子电极间的陶瓷基体表面上附着了杂质时等所产生的，所以要阻止表面漏电流，陶瓷基体必须具备不易附着杂质的表面性质。特别是当今的陶瓷电子部件，正如在陶瓷电容器中所见到的，正向小型化、薄型化迅猛发展，端子电极间的距离变得极其短，因此，端子电极间露出的陶瓷基体上附着了杂质的话，很容易发生表面漏电流。
包括上述专利文献1，尚无认识到上述问题、并公开其解决方案的以往技术。
【专利文献1】特开2001-44069号公报
发明内容
本发明要解决的问题是，提供一种硬质的、不易产生裂纹的陶瓷电子部件。
本发明要解决的另一问题是，提供一种耐湿性强、且表面漏电流难以流过的陶瓷电子部件。
为解决上述问题，本发明的陶瓷电子部件是在陶瓷基体的内部具有内部电极层的构造，其中，上述陶瓷基体的表面被扩散层覆盖。上述扩散层是上述陶瓷基体中所含元素的至少一部分扩散而成的氧化物的层，并且形成于比位于最外侧的内部电极层更靠上述陶瓷基体的表面侧的区域。
如上所述，本发明的陶瓷电子部件因在其陶瓷基体的内部具有内部电极层，所以可以满足作为陶瓷电容器，电感器及由它们组合而成的复合部件所要求的基本构成。
陶瓷基体的表面被扩散层覆盖。扩散层是陶瓷基体中所含元素的至少一部分扩散而成的氧化物的层，它与为了满足所要求特性而必须限定构成元素的陶瓷基体不同，可以自由选择要构成氧化物的元素，所以根据元素的选择，可以实现比陶瓷基体更硬质化。因此，可以使扩散层作为防止陶瓷基体产生裂纹的保护膜而起到有效的作用。该扩散层所起的保护作用，对于外层的陶瓷层未充分烧结、机械强度易下降的层叠陶瓷电容器极其有用。
而且，通过选择构成扩散层的元素，既能提高耐湿性，又能防止杂质附着在陶瓷基体上，减少表面漏电流。扩散层的阻止表面漏电流的功能，对于不断小型化、薄型化并且端子电极间的距离极小的各种芯片部件，具有极高的有用性。
扩散层形成于比位于最外侧的内部电极层更靠陶瓷基体的表面侧的区域。根据这个结构，可避免扩散层对内部电极层产生的电影响。因此，通过扩散层，可力求硬质化、耐湿性的提高以及表面漏电流的减少等，同时通过内部电极层和陶瓷基体，可获得想设定的电特性。
如上所述，根据本发明，可获得以下效果。
(a)可提供硬质的、不易产生裂纹的陶瓷电子部件。
(b)可提供耐湿性强且表面漏电流难以流过的陶瓷电子部件。
通过下面的详细说明以及示意给出的附图，可以进一步了解本发明，但本发明并不局限于它们。
附图说明
图1是本发明的陶瓷电子部件的示意图。
具体实施方式
图1是本发明的陶瓷电子部件的示意剖面图。图中，作为这种陶瓷电子部件的代表例子，示出了芯片状陶瓷电容器。除此之外，还包括芯片状电感器、芯片状过滤器、芯片状电阻、芯片状变阻器以及由这些元件组合而成的复合型陶瓷电子部件。
图示的陶瓷电子部件在陶瓷基体1的内部具有内部电极层21、22。因实施例所表示的是陶瓷电容器，所以陶瓷基体1由BaTiO3系陶瓷构成。内部电极层21、22构成一对容量电极层，并且互为相反的一端被引导至陶瓷基体1的相反的两侧端面上，分别和形成在两侧端面的端子电极31、32连接。端子电极31、32相互之间隔开间隔G1，在间隔G1处陶瓷基体1的表面露出。
陶瓷基体1的表面被扩散层12覆盖。比扩散层12更内侧的区域构成原来的电介体层11。扩散层12是陶瓷基体1中所含元素的至少一部分扩散而成的氧化物(金属氧化物)的层，并且形成于比位于最外侧的内部电极层21、22更靠陶瓷基体1的表面侧的区域。也就是说，最上层的内部电极层21和最下层的内部电极层22的相向的电极部分位于电介体层11的内部，扩散层12在原来的电介体层11的外侧。不过，电介体层11和扩散层12并不是被图中所示的明确的边界限(虚线表示)划分开，两者之间存在元素扩散梯度。而且，扩散层12无须存在于陶瓷基体1的整个表面上。只要在端子电极31、32之间覆盖陶瓷基体1的露出的面的大部分即可。
如上所述，本发明的陶瓷电子部件由于在陶瓷基体1的内部具有多个内部电极层21、22，所以能满足作为陶瓷电容器、电感器以及由它们组合而成的复合部件所必需的基本构成。
覆盖陶瓷基体1的表面的扩散层12是陶瓷基体1中所含元素的至少一部分扩散而成的氧化物的层，它与为了满足所要求特性而必须限定构成元素的电介体层11不同，选择构成元素的自由度高，所以根据元素的选择，可以使其比电介体层11更硬质化。因此，可以使扩散层12作为防止裂纹产生的保护膜而起到有效的作用。该扩散层12所起的保护作用，对于外层的陶瓷层未充分烧结、机械强度易下降的层叠陶瓷电容器极其有用。
并且，通过选择构成扩散层12的元素，既能提高耐湿性，也能防止导电性粒子等杂质在陶瓷基体1上的附着，减少表面漏电流。扩散层12可阻止表面漏电流的功能，对于不断小型化、薄型化且端子电极间的距离极小的各种芯片部件，具有极高的有用性。
扩散层12形成于比所设置的多个内部电极层21、22中位于最外侧的内部电极层21、22更靠陶瓷基体1的表面侧的区域，因此，可避免扩散层12对内部电极层21、22产生的电影响。因此，通过扩散层12，可力求硬质化、耐湿性的提高以及表面漏电流的减少，同时通过内部电极层21、22和电介体层11，可获得想要的电特性。对于实施例所示的陶瓷电容器的情况，在端子电极31、32之间可获得规定的容量。
对于陶瓷电容器的情况，为了生成扩散层12，在使用了BaTiO3系陶瓷的芯坯的表面上附着极微量的含有选自Al、Si、Li、B中的至少一种元素的物质，然后烧成。由此，可以使构成陶瓷基体1的BaTiO3系陶瓷中所含的成分和Al、Si、Li、B等元素产生化学扩散反应，从而生成扩散层12。例如，在BaTiO3系陶瓷制成的芯坯上附着Al2O3微粒，并将其烧成时，就会生成以BaAl2O4为主要成分的扩散层12。
扩散层12的硬质化、不易产生裂纹、耐湿性的提高以及表面漏电流的阻止功能等根据扩散层12中的选自Al、Si、Li或B的元素的量的不同而发生变化。扩散层12中的选自Al、Si、Li或B的元素的量优选为其在陶瓷基体1的其它区域中所含量的1.1倍以上，代表性地优选为其在电介体层11中所含量的1.1倍以上。如在此范围，便可以生成硬质的、不易产生裂纹、且耐湿性高、并且表面漏电流难以流过的扩散层12。构成扩散层12的元素的量可根据EPMA(电子探针微分析)的元素分析来测定。
为使芯坯上附着含Al、Si、Li、B等元素的物质，可采用将芯坯浸渍在含有这些元素的液体中，或者在芯坯上喷洒上述液体等方法。还有，用含Al、Si、Li、B等元素的介质，例如用Al2O3，SiO2，LiO2，B2O3等介质实施水滚磨(water barrel)也是有效的，通过调节介质的量、粒径等，可生成具有所希望的层厚的扩散层12。
无论用何种方法，与专利文献1所记载的技术相比，可以用更简单的工艺形成防裂纹产生的扩散层12。
虽然根据上述的实施方式示出并描述了本发明，但本领域技术人员理解在不脱离本发明的主旨、范围和启示的情况下，可以对本发明的形式和内容进行各种变更。
Claims (3)
1.一种陶瓷电容器，其在陶瓷基体的内部具有多个内部电极层，且具有在所述陶瓷基体的相对的两个侧面与所述内部电极层的端部相连接的端子电极，
其中，所述陶瓷基体由BaTiO3系陶瓷构成且整个表面被扩散层覆盖，
所述扩散层是由所述陶瓷基体中所含元素的至少一部分与选自Al、Si、Li或B中的至少一种元素进行扩散反应而生成的氧化物的层，
所述扩散层是通过下述方法生成的：在成为所述陶瓷基体的未烧成的芯坯的整个表面上附着选自Al、Si、Li或B中的至少一种，然后对所述芯坯进行烧成，
所述端子电极在被所述扩散层覆盖的所述侧面上与所述内部电极层的所述端部相连接。
2.如权利要求1所述的陶瓷电容器，其中，所述扩散层中的选自A1、Si、Li或B中的元素的量是其在所述陶瓷基体的其它区域中所含量的1.1倍以上。
3.一种制造方法，其是制造在由BaTiO3系陶瓷构成的陶瓷基体的内部具有内部电极层的陶瓷电容器的方法，其包括下述步骤：
在成为所述陶瓷基体的未烧成的芯坯的整个表面上附着选自Al、Si、Li或B中的至少一种，
然后，通过对所述芯坯进行烧成，在所述陶瓷基体的整个表面形成扩散层，所述扩散层是由所述陶瓷基体中所含元素的至少一部分与所述选自Al、Si、Li或B中的至少一种进行扩散反应而生成的氧化物的层，
进而，在形成所述扩散层之后，在所述陶瓷基体的被所述扩散层覆盖的侧面上，形成与所述内部电极层的端部相连接的端子电极。
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