CN101351855A - 层叠型陶瓷电子器件的制造方法以及层叠型陶瓷电子器件 - Google Patents
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Abstract
本发明得到一种能防止第一层的陶瓷生片产生纸泡的层叠型陶瓷电子器件的制造方法以及层叠型陶瓷电子器件。通过将外层用陶瓷生片(4)压接在搭载于支撑体(61)上的、例如由表面粗糙的优质纸构成的片材(5)上并剥离承载片(6)，从而构成第一层的陶瓷生片。第一层的外层用陶瓷生片(4)使用立体障碍型的分散剂来作为分散剂，例如为烯丙醚聚合物。由于粘合剂较轻，因此朝上方偏析而使C浓度在厚度方向上发生变化。具体而言，承载片(6)侧的面相反的开放面的C浓度是支撑于承载片(6)的承载片(6)侧的面的C浓度的1.5～4.0倍。
Description
技术领域
本发明涉及层叠型陶瓷电子器件的制造方法，尤其涉及对支撑在承载片上的陶瓷生片进行层叠的层叠型陶瓷电子器件的制造方法及层叠型陶瓷电子器件。
背景技术
作为层叠型陶瓷电子器件的制造方法，例如已知有专利文献1记载的方法。在该方法中，为了防止层叠错位，在层叠压支撑台上搭载表面粗糙的优质纸，并层叠支撑于承载片上的陶瓷生片。
然而，在该制造方法中，由于陶瓷生片的表面平滑，优质纸与第一层的陶瓷生片的紧贴性不充分。因此，在层叠第一层的陶瓷生片后，将支撑陶瓷生片的承载片剥离，这时剥离优质纸与第一层的陶瓷生片，有时会在优质纸与第一层的陶瓷生片之间产生纸泡。所谓的纸泡是进入了片材与片材之间的空气。其结果是，由于进入了空气的部位会隆起，所以层叠于其上的陶瓷生片和内部电极会变形，并且存在短路不良等问题。
专利文献1：日本专利特开平6-231996号公报
发明内容
为此，本发明的目的在于，提供一种能防止第一层的陶瓷生片发生纸泡的层叠型陶瓷电子器件的制造方法以及层叠型陶瓷电子器件。
为了实现上述目的，本发明的层叠型陶瓷电子器件的制造方法，其特征在于，包括：形成支撑于承载片的第一陶瓷生片的工序；形成支撑于承载片的、在表面形成有内部电极的第二陶瓷生片的工序；通过将上述第一陶瓷生片压接在支撑体上并剥离承载片、从而构成第一层的陶瓷生片的工序；通过将上述第一陶瓷生片或上述第二陶瓷生片依次压接在上述第一层的陶瓷生片上并剥离承载片、从而依次层叠上述第一陶瓷生片和上述第二陶瓷生片以形成层叠体的工序；对上述层叠体进行烧成以得到烧结体的工序；以及在上述烧结体的表面形成外部电极的工序，
所述第一陶瓷生片中，第一层的陶瓷生片其粘合剂量在厚度方向上发生变化，与支撑于承载片的承载片侧的面的粘合剂量相比，与所述承载片侧的面相反的开放面的粘合剂量较多。
另外，本发明的一种层叠型陶瓷电子器件，其特征在于，包括：层叠陶瓷层和内部电极层而构成的层叠体；以及设置于该层叠体表面的外部电极，
上述层叠体的至少一方的表面颗粒浓度是上述层叠体内部的颗粒浓度的0.45～0.90倍。
采用本发明的制造方法，能得到层叠体的至少一方的表面颗粒浓度是层叠体内部的颗粒浓度的例如0.45～0.90倍的层叠型陶瓷电子器件。因此，由于第一层的陶瓷生片中，与承载片侧的面相反的开放面的粘合剂量较多，所以搭载于支撑体上的片材与第一层的陶瓷生片的紧贴力增大，可抑制第一层的陶瓷生片产生纸泡。
在此，例如，第一层的陶瓷生片其C浓度(实际上是指粘合剂的体积比率)在厚度方向上发生变化，与所述承载片侧的面相反的开放面的C浓度是支撑于承载片的承载侧的面的C浓度的1.5～4.0倍。
另外，第一陶瓷生片和第二陶瓷生片含有陶瓷材料、粘合剂树脂和分散剂，构成第一层的陶瓷生片的第一陶瓷生片中所含有的分散剂最好是立体障碍型的分散剂。
如果采用本发明，则由于第一层的陶瓷生片中，与承载片侧的面相反的开放面的粘合剂量较多，因此开放面的紧贴力增大。通过这样，搭载于支撑体上的片材与第一层的陶瓷生片的紧贴力增大，可抑制第一层的陶瓷生片产生纸泡，并且可抑制纸泡引起的短路不良。
附图说明
图1是表示本发明的层叠型陶瓷电子器件的一个实施例的分解结构图。
图2是图1所示的层叠型陶瓷电子器件的概要剖视图。
图3是表示本发明的层叠型陶瓷电子器件的制造方法的一个实施例的说明图。
图4是表示接在图3后面的制造方法的说明图。
图5是表示接在图4后面的制造方法的说明图。
图6是表示第一层的陶瓷生片在厚度方向上的颗粒强度的曲线图。
图7是表示第一层的陶瓷生片在厚度方向上的颗粒浓度比的曲线图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的层叠型陶瓷电子器件的制造方法及层叠型陶瓷电子器件的实施例进行说明。
图1表示层叠型陶瓷电子器件51的分解结构，图2表示其简要剖视图。层叠型陶瓷电子器件51大致包括：内层部10；外层部20；以及与搭载于支撑体上的片材5(后述)粘接的外层部40。
内层部10是通过层叠表面形成有内部电极3的内层用陶瓷生片1而得到的部分。外层部20是通过层叠表面没有形成电极的外层用陶瓷生片2而得到的部分。外层部40是由与搭载于支撑体上的片材5粘接的第一层的陶瓷生片4构成的。
在此，对层叠型陶瓷电子器件51的制造方法进行说明。首先，在NiCuZn铁素体等磁性体陶瓷粉末中添加相对于该磁性体陶瓷粉末重量比为2％的分散剂和重量比为50％的纯水，并且使用氧化锆球进行充分地混合粉碎以使磁性体陶瓷的平均粒直径达到0.57μm左右，从而得到一次陶瓷生料。
在一次陶瓷生料中添加相对于上述磁性体陶瓷粉末重量比为30％的粘合剂树脂(丙稀共聚物)和重量比为1.5％的可塑剂(邻苯二(甲)酸二丁脂)，进行充分混合后得到二次陶瓷生料。
将该二次陶瓷生料涂覆在树脂制的承载片上，从而利用刮浆刀法使干燥后的厚度变为35～50μm。接着将其干燥以成形为陶瓷生片。
此时，内层用陶瓷生片1和外层用陶瓷生片2使用阴离子类分散剂作为分散剂，例如为聚羧酸铵盐。陶瓷生片1、2的颗粒和粘合剂均匀地分散，相对支撑于承载片6(参照图3)的承载片侧的面的C浓度(实质上表示粘合剂的体积比率)，与承载片侧的面相反的开放面的C浓度是其的0.8～1.2倍。
另外，第一层的外层用陶瓷生片4使用立体障碍型的分散剂作为分散剂，例如为烯丙醚聚合物。若使用立体障碍型的分散剂，则由于在陶瓷颗粒之间夹有如网孔状的分散剂，因而能抑制粘合剂的自由移动，从而使粘合剂与陶瓷粉难以混合。因此，由于粘合剂较轻而向上方偏析，从而使C浓度在厚度方向上发生变化。更具体地说，相对支撑于承载片6的承载片侧的面的C浓度，与承载片侧的面相反的开放面的C浓度是其的1.5～4.0倍。
再者，作为改变C浓度的方法，并不限定于改变分散剂种类的方法，也可是改变粘合剂种类或粘合剂的组合的方法。
而且，利用丝网印刷在内层用陶瓷生片1的表面涂覆由Ag构成的电极糊剂，从而形成内部电极3。
接着，如图3所示，将外层用陶瓷生片4压接在搭载于支撑体61上的片材5(例如表面粗糙的优质纸)上，并且将承载片6剥离，通过这样得到第一层的陶瓷生片。
接着，如图4所示，通过这样将外层用陶瓷生片2依次压接在第一层的陶瓷生片4上并剥离承载片6，以此构成外层部20。如图5所示，通过将内层用陶瓷生片1依次压接在外层部20上并剥离承载片6，以此构成内层部10。而且，再通过依次压接外层用陶瓷生片2并剥离承载片6，以此构成外层部20。这样就形成了层叠体50。
于是，从层叠体50剥离片材5后，利用100Mpa的压力对层叠体50进行正式压接。而且，将层叠体50切割成规定的产品尺寸并进行脱粘合剂和烧成，从而得到烧结体。对该烧结体进行滚筒研磨后，在烧结体两端部形成与规定的内部电极3导通的外部电极9。通过这样能得到图2所示的层叠型陶瓷电子器件51。
表1中记载了在层叠型陶瓷电子器件51中改变第一层的陶瓷生片4的粘合剂的体积比率时的试验结果。
表1
| 试样编号 | 陶瓷生片4的C浓度比 | 陶瓷生片2的C浓度比 | 颗粒浓度比(表面/内部) | 层叠体的外观 | 短路不良 | 焊锡爆裂 | |
| 1 | 0.8 | 1.0 | 0.99 | 产生纸泡 | 5％ | 0％ | 比较例 |
| 2 | 1.0 | 1.0 | 0.99 | 产生纸泡 | 4％ | 0％ | 比较例 |
| 3 | 1.2 | 1.0 | 0.95 | 产生纸泡 | 3％ | 0％ | 比较例 |
| 4 | 1.5 | 0.8 | 0.80 | 良好 | 0％ | 0％ | 本发明例 |
| 5 | 1.5 | 1.0 | 0.86 | 良好 | 0％ | 0％ | 本发明例 |
| 6 | 1.5 | 1.2 | 0.90 | 良好 | 0％ | 0％ | 本发明例 |
| 7 | 2.0 | 1.0 | 0.78 | 良好 | 0％ | 0％ | 本发明例 |
| 8 | 2.5 | 1.0 | 0.67 | 良好 | 0％ | 0％ | 本发明例 |
| 9 | 3.0 | 1.0 | 0.58 | 良好 | 0％ | 0％ | 本发明例 |
| 10 | 3.5 | 1.0 | 0.50 | 良好 | 0％ | 0％ | 本发明例 |
| 11 | 4.0 | 0.8 | 0.45 | 良好 | 0％ | 0％ | 本发明例 |
| 12 | 4.0 | 1.0 | 0.48 | 良好 | 0％ | 0％ | 本发明例 |
| 13 | 4.0 | 1.2 | 0.50 | 良好 | 0％ | 0％ | 本发明例 |
| 14 | 4.5 | 1.0 | 0.41 | 片材剥落 | 0％ | 0％ | 本发明例 |
| 15 | 1.5 | 1.5 | 1.01 | 烧结痕迹 | 0％ | 0.5％ | 比较例 |
| 16 | 3.0 | 3.0 | 1.01 | 烧结痕迹 | 0％ | 2.0％ | 比较例 |
| 17 | 4.0 | 4.0 | 1.00 | 烧结痕迹 | 0％ | 5.0％ | 比较例 |
在此，表1中的C浓度比实际上表示粘合剂的体积比率。由于大部分有机成分是粘合剂，因此可以认为C＝粘合剂。再者，对于C浓度比，通过EDX分析，对成形后的陶瓷生片4的承载片侧的面的C检测强度和与承载片侧的面相反的开放面的C检测强度进行测量，从而计算并求出开放面的C浓度相对于承载片侧的面的C浓度的比率。
对于颗粒浓度比，使用波长分散型X线分光器，针对水平研磨后的层叠型陶瓷电子器件51，综合磁性粉的莫尔比和电子器件51中Fe和Fe以外的元素量，从而评价并求得颗粒浓度(颗粒强度)。即，求出从表面至内部的浓度斜率，并且内部的颗粒浓度采用的是斜率饱和后的部分的颗粒浓度。颗粒浓度表示由于粘合剂的偏析而使表面成为多孔状的情况。如图6和图7所示，从表面到达35μm附近后颗粒浓度处于饱和。表面与内部的颗粒浓度比为0.67。颗粒浓度越大，颗粒强度也越大。层叠型陶瓷电子器件51的尺寸为3.2mm×1.6mm×0.85mm。
在表1中，试样编号1，2，3是采用了粘合剂大致均匀分散而构成的陶瓷生片作为第一层的陶瓷生片4的情况。此时，在试件编号1，2，3的片材5与陶瓷生片4之间产生了纸泡。这是因为片材5与陶瓷生片4之间的紧贴力较弱的缘故。
试样编号15，16，17中，是为了使层叠体50的陶瓷生片的规格相同，陶瓷生片2、4也采用了使粘合剂偏析而构成的陶瓷生片的情况。此时，在烧结后的电子器件51的表面产生了条纹状的烧结痕迹。其原因是由于陶瓷生片2、4的与承载片侧的面相反的面的粘合剂量较多，因而进行脱粘合剂和烧成时会残留粘合剂烧失后留下的痕迹，并且光泽度发生变化。产生了烧结痕迹的部分吸水率增大，成为焊锡爆裂的原因。因此，可见作为陶瓷生片2、4无法使用C浓度比为1.5～4.0的陶瓷生片，仅第一层的陶瓷生片4需要使粘合剂偏析。
相比之下，在试件编号4～13中没有纸泡的产生、片材剥落和烧结痕迹，并且可抑制短路不良和焊锡爆裂。于是，所得到的层叠型陶瓷电子器件51的层叠体50的至少一方的表面的颗粒浓度是层叠体50的内部的颗粒浓度的0.45～0.90倍。也就是说，第一层的陶瓷生片4由于使与其承载片6侧的面相反的开放面的粘合剂量增多，因此开放面的紧贴力增强。由此，搭载于支撑体61上的片材5与第一层的陶瓷生片4的紧贴力增强，可抑制第一层的陶瓷生片4产生纸泡，进而可抑制由于纸泡而引起的短路不良。
试样编号14中没有产生纸泡和烧结痕迹，并且抑制了短路不良和焊锡爆裂。但是，在将层叠体50与片材5剥离时，第一层的陶瓷生片4有一部分被剥落，从而发生了片材剥落。这是由于片材5与陶瓷生片4之间的紧贴力过大的缘故。
因此，C浓度比以1.5～4.0(试样编号4～13)为佳，若C浓度比为1.5～4.0，则能得到表面颗粒浓度是内部颗粒浓度的0.45～0.90倍的层叠陶瓷电子器件。
本发明的层叠型陶瓷电子器件的制造方法以及层叠型陶瓷电子器件并不局限于上述实施例，可在其主旨范围内进行各种变更。
例如，作为使粘合剂偏析的方法，除了使用立体障碍型的分散剂的方法以外，也可是使用与陶瓷材料或分散剂匹配性差的粘合剂的方法。这是由于粘合剂与陶瓷材料不能相互混合，从而使粘合剂偏析。作为粘合剂除了丙烯酸共聚物(水溶性丙烯酸粘合剂)以外，例如也可使用醋酸乙烯。
工业上的实用性
如上所述，本发明对层叠型陶瓷电子器件有用，尤其在能防止第一层的陶瓷生片产生纸泡这方面有优势。
Claims (5)
1.一种层叠型陶瓷电子器件的制造方法，其特征在于，
包括：
形成支撑于承载片的第一陶瓷生片的工序；
形成支撑于承载片的、在表面形成有内部电极的第二陶瓷生片的工序；
通过将所述第一陶瓷生片压接在支撑体上并剥离承载片、从而构成第一层的陶瓷生片的工序；
通过将所述第一陶瓷生片或所述第二陶瓷生片依次压接在所述第一层的陶瓷生片上并剥离承载片、从而依次层叠所述第一陶瓷生片和所述第二陶瓷生片以形成层叠体的工序；
对所述层叠体进行烧成以得到烧结体的工序；以及
在所述烧结体的表面形成外部电极的工序，
所述第一陶瓷生片中，第一层的陶瓷生片其粘合剂量在厚度方向上发生变化，与支撑于承载片的承载片侧的面的粘合剂量相比，与所述承载片侧的面相反的开放面的粘合剂量较多。
2.如权利要求1所述的层叠型陶瓷电子器件的制造方法，其特征在于，
第一层的陶瓷生片其C浓度在厚度方向上发生变化，与所述承载片侧的面相反的开放面的C浓度是支撑于承载片的承载片侧的面的C浓度的1.5～4.0倍。
3.如权利要求1或2所述的层叠型陶瓷电子器件的制造方法，其特征在于，在所述支撑体上搭载有表面粗糙的片材。
4.如权利要求1至3中任一项所述的层叠型陶瓷电子器件的制造方法，其特征在于，
所述第一陶瓷生片和所述第二陶瓷生片含有陶瓷材料、粘合剂树脂和分散剂，构成所述第一层的陶瓷生片的第一陶瓷生片中所含有的分散剂是立体障碍型的分散剂。
5.一种层叠型陶瓷电子器件，其特征在于，
包括：层叠陶瓷层和内部电极层而构成的层叠体；以及设置于该层叠体表面的外部电极，
所述层叠体的至少一方的表面颗粒浓度是所述层叠体内部的颗粒浓度的0.45～0.90倍。
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