CN104969307A - 陶瓷电子部件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够选择性地仅在陶瓷元件表面形成涂覆膜的陶瓷电子部件及其制造方法。变阻器(10)具备陶瓷元件(1)、和在陶瓷元件(1)的表面设置的涂覆膜(8)以及外部电极(6a、6b)。通过向变阻器(10)赋予含树脂溶液而选择性地在陶瓷元件(1)的陶瓷表面形成了涂覆膜(8),所述含树脂溶液具有对陶瓷元件(1)的表面进行蚀刻而使陶瓷元件(1)的构成元素离子化的功能。涂覆膜(8)包含从陶瓷元件(1)离子化并析出的陶瓷元件(1)的构成元素中的阳离子性的元素和树脂。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷电子部件及其制造方法。
背景技术
由于电子部件的功能的高度化所带来的材料改良,在电子部件中使用的陶瓷对于酸、碱等引起的化学侵蚀而容易变弱,而且有时陶瓷自身的机械强度也会降低。
为此,作为其对策,提出了对电子部件的陶瓷元件表面如专利文献1那样用玻璃进行涂覆、或者如专利文献2所示那样用树脂进行涂覆的技术。
通过对电子部件的陶瓷元件表面进行涂覆,从而能够减轻镀覆处理时的镀覆液、安装时的焊剂对陶瓷元件的化学侵蚀的影响。并且,通过对陶瓷元件表面进行涂覆,从而在镀覆处理时,向陶瓷元件表面的镀覆生长被抑制,能够降低电子部件的导电性不良。
进而,通过对陶瓷元件表面进行涂覆,从而能够防止水分、镀覆液、焊剂等浸入到电子部件的内部,能够防止电子部件的可靠性的劣化、或者由于向内部电极的镀覆析出所导致的电气特性劣化。
另外,还认识到了通过形成涂覆膜(涂层)使得陶瓷元件的机械强度提高的效果。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平5-101910号公报
专利文献2:日本特表2004-500719号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是,在如专利文献1那样用玻璃对电子部件的陶瓷元件表面进行涂覆的情况下,需要烧成工序,制造成本变得高昂。另外,由于玻璃涂覆是对电子部件的整个面实施的(涂敷),因此无法选择性地仅在陶瓷元件表面进行膜形成。即,会在外部电极的表面也形成了膜,从而在导通性、安装性上产生不良情况。因此,需要在形成外部电极之前在电子部件的整个面形成玻璃涂覆膜,然后除去要形成外部电极的电子部件的端面的玻璃涂覆膜的工序,制造成本会上升。
此外,也能够在不进行除去玻璃涂覆膜的工序的情况下形成外部电极,但与外部电极相接的界面的玻璃涂覆膜的构成元素的一部分在烧成时会扩散到外部电极的内部。但是,该情况下,需要将玻璃涂覆膜调整为适当的厚度,量产时的管理变得烦杂。
另外,在如专利文献2那样用树脂对电子部件的陶瓷元件表面进行涂覆的情况下,与进行玻璃涂覆的情况同样,树脂涂覆是对电子部件的整个面实施的(涂敷),因此无法选择性地仅在陶瓷元件表面进行膜形成。因此,需要在形成外部电极之前在电子部件的整个面形成树脂涂覆膜,然后除去要形成外部电极的电子部件的端面的树脂涂覆膜的工序,制造成本上升。
另外,在形成外部电极之后进行树脂涂覆的情况下,需要在电子部件的给定的陶瓷元件面分别通过图案印刷等方法来涂敷树脂,树脂涂覆膜的形成作业烦杂,制造成本变得高昂。
故此,本发明的目的在于,提供一种能够选择性地仅在陶瓷电子部件的陶瓷元件表面形成涂覆膜的陶瓷电子部件及其制造方法。
用于解决课题的手段
本发明的陶瓷电子部件具备陶瓷元件、和在陶瓷元件表面设置的涂覆膜以及电极,所述陶瓷电子部件的特征在于,涂覆膜包含树脂、和陶瓷元件的构成元素中的阳离子性的元素。
陶瓷元件的构成元素中的阳离子性的元素在从陶瓷元件溶出并析出的状态下包含于涂覆膜。并且,陶瓷元件的构成元素包含Ba、Ti、Ca、Zr、Fe、Ni、Cu、Zn、Mn、Co、Al、Si中的至少一种。另外,也可在外部电极上形成镀覆膜。
在本发明中,涂覆膜包含树脂、和陶瓷元件的构成元素中的阳离子性的元素,从而选择性地仅在电子部件的陶瓷元件表面形成涂覆膜。
另外,本发明的陶瓷电子部件优选树脂的热分解温度为240℃以上。并且,优选树脂包含环氧系树脂、聚酰亚胺系树脂、硅酮系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚醚酮系树脂、氟系树脂中的至少一种。由此,陶瓷电子部件具有高耐热性。
另外,本发明的陶瓷电子部件优选涂覆膜是通过加热而交联后的膜。由此,能够以短时间形成涂覆膜。
另外,本发明的陶瓷电子部件具备陶瓷元件、和在陶瓷元件表面设置的涂覆膜以及电极,所述陶瓷电子部件的特征在于,涂覆膜通过向陶瓷元件表面赋予含树脂溶液而形成在陶瓷元件表面,所述含树脂溶液具有对陶瓷元件表面进行蚀刻而使陶瓷元件的构成元素离子化的功能,涂覆膜包含从陶瓷元件离子化并析出的陶瓷元件的构成元素中的阳离子性的元素和树脂。
另外,本发明的陶瓷电子部件的制造方法是具备陶瓷元件、和在陶瓷元件表面设置的涂覆膜以及电极的陶瓷电子部件的制造方法,其特征在于,向陶瓷元件表面赋予含树脂溶液,该含树脂溶液具有对陶瓷元件表面进行蚀刻而使陶瓷元件的构成元素离子化的功能,在陶瓷元件表面形成涂覆膜,该涂覆膜包含从陶瓷元件离子化并析出的陶瓷元件的构成元素中的阳离子性的元素和树脂。
作为向陶瓷元件表面赋予含树脂溶液的方法而有浸渍、涂敷等方法。另外,树脂是指被调整为具有羧基、氨基等极性基的状态、且作为有机物或者有机物与无机物的复合物而能够溶解或能够分散于水系溶剂中的材料。
并且,本发明的陶瓷电子部件的制造方法可以在陶瓷元件上形成了外部电极之后,在陶瓷元件表面形成涂覆膜。或者,也可以在陶瓷元件表面形成了涂覆膜之后,在陶瓷元件上形成外部电极。或者,还可以在陶瓷元件上形成了外部电极、且对外部电极的表面进行了镀覆处理之后,在陶瓷元件表面形成涂覆膜。
本发明的含树脂溶液含有将树脂分散于水系溶剂的成分、且蚀刻(溶解)陶瓷的成分、和使溶解后的陶瓷离子和树脂成分反应的成分。
在本发明中,含树脂溶液对陶瓷元件表面进行蚀刻(溶解)而使陶瓷元件的构成元素离子化。然后,溶解(分散)于含树脂溶液中的树脂成分与离子化后的陶瓷元件的构成元素中的阳离子性的元素进行反应,从而树脂成分的电荷被中和。其结果,树脂成分与陶瓷元件的构成元素中的阳离子性的元素一起沉积。
具体而言,在水系溶剂中稳定分散的阴离子性的树脂成分与陶瓷元件的构成元素中的阳离子性的元素发生反应,从而进行不稳定化而沉积到陶瓷元件表面。
离子化后的陶瓷元件的构成要素与含树脂溶液的反应容易在陶瓷元件表面进行,因此认为反应物被固定化在陶瓷元件表面。相对于此,在外部电极几乎不发生蚀刻反应,因此离子化后的陶瓷元件的构成要素少,不会发生与含树脂溶液的反应。因而,涂覆膜选择性地仅在陶瓷元件表面析出。
在陶瓷元件表面固定化的树脂反应物是凝胶状态,与陶瓷元件表面密接,因此在基于含树脂溶液的处理后经过水洗工序,能够冲掉多余附着的含树脂溶液。
发明效果
根据本发明,能够选择性地仅在陶瓷元件表面形成涂覆膜。因此,能够获得制造成本低廉的陶瓷电子部件。另外,由于通过化学作用形成涂覆膜,因此也能适应具有复杂的形状、微细构造的电极的陶瓷电子部件。
另外,由于因含树脂溶液所含的蚀刻成分而发生陶瓷元件表面的溶解,因此在表面溶解后的陶瓷元件表面上形成涂覆膜。若陶瓷元件表面被溶解,则表面凹凸增大,与涂覆膜的密接力提高。
本发明的上述目的、其他目的、特征以及优点,通过参照附图而进行的以下的具体实施方式的说明而更加明确。
附图说明
图1是表示本发明所涉及的陶瓷电子部件的一实施方式的剖视图。
图2是表示本发明所涉及的陶瓷电子部件的制造方法的实施方式的流程图。
图3是外部电极的放大剖视图。
图4是另一外部电极的放大剖视图。
图5是又一外部电极的放大剖视图。
图6是表示本发明所涉及的陶瓷电子部件的另一实施方式的剖视图。
具体实施方式
对本发明所涉及的陶瓷电子部件及其制造方法的一实施方式进行说明。
1.陶瓷电子部件
以变阻器为例,对本发明所涉及的陶瓷电子部件进行说明。
图1是表示作为本发明所涉及的陶瓷电子部件的变阻器10的剖视图。变阻器10具备:大致长方体的陶瓷元件1;在陶瓷元件1的左右的端部形成的外部电极6a、6b;和形成为覆盖陶瓷元件1的4个侧面的涂覆膜8。
陶瓷元件主体1是在厚度方向上层叠了多个陶瓷层2、和隔着陶瓷层2而相互对置的多对内部电极4a、4b的层叠体。
陶瓷层2由在固溶了Mn、Co、Sn、Cr的ZnO结晶粒子的烧结体的晶界处Bi2O3作为第2相而存在的陶瓷材料构成。
内部电极4a其端部被引出到陶瓷元件1的左端面,与外部电极6a电连接。内部电极4b其端部被引出到陶瓷元件1的右端面,与外部电极6b电连接。并且,由内部电极4a、4b的相对置的部分发挥变阻器功能。内部电极4a、4b由Ag、Cu、Ni、Pd、或者这些金属的合金等构成。
外部电极6a、6b分别在其表面形成有镀覆膜7a、7b。镀覆膜7a、7b保护外部电极6a、6b,并且使外部电极6a、6b的焊接性变得良好。
在外部电极6a、6b以外的区域的陶瓷元件1的表面上,形成有涂覆膜8。涂覆膜8包含树脂、和陶瓷元件1的构成元素中的阳离子性的元素。
涂覆膜8所包含的陶瓷元件1的构成元素中的阳离子性的元素是陶瓷元件1的陶瓷层2的一部分溶出并析出的元素。更具体地说,陶瓷元件1的构成元素中的阳离子性的元素是从陶瓷层2的ZnO、Bi2O3、MnO、Co2O3、SnO2、Cr2O3等中分别溶出并析出的Zn、Bi、Mn、Co、Sn、Cr等。
涂覆膜8所包含的树脂是聚偏二氯乙烯系树脂、丙烯酸系树脂、环氧系树脂、聚酰亚胺系树脂、硅酮系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚醚酮系树脂、氟系树脂等。变阻器10通常要经过基于焊料的安装工序,因此优选涂覆膜8具有高耐热性(240℃以上)。因此,优选热分解温度为240℃以上的树脂。在此,耐热性为(聚偏二氯乙烯系树脂、丙烯酸系树脂)<环氧系树脂<(聚酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚醚酮系树脂、硅酮系树脂、氟系树脂)的关系。
在由以上构成所构成的变阻器10中,涂覆膜8包含树脂、和陶瓷元件1的构成元素中的阳离子性的元素,能够选择性地仅在变阻器10的陶瓷元件表面形成涂覆膜8。因此,能够获得制造成本低廉的变阻器10。
2.陶瓷电子部件的制造方法
下面,以变阻器10为例对本发明所涉及的陶瓷电子部件的制造方法进行说明。图2是表示变阻器10的制造方法的流程图。
在工序S1中,向在固溶了Mn、Co、Sn、Cr的ZnO结晶粒子的烧结体的晶界处Bi2O3作为第2相而存在的陶瓷材料中添加有机粘合剂、分散剂以及增塑剂等,制作片材成型用浆料。
然后,在工序S2中,片材成型用浆料通过刮刀法而被成型为片状,从而作为矩形的陶瓷生片。
接着,在工序S3中,在陶瓷生片上通过丝网印刷法来涂敷含有Ag的内部电极膏,从而形成应成为内部电极4a、4b的电极膏膜。
然后,在工序S4中,形成有电极膏膜的陶瓷生片多片被层叠为电极膏膜的端部的引出方向交错,并被压接。该层叠陶瓷生片被截断为应成为各个陶瓷元件1的尺寸,从而作为多个未烧成的陶瓷元件1。
接着,在工序S5中,未烧成的陶瓷元件1在400~500℃的温度下被进行脱粘合剂处理。然后,未烧成的陶瓷元件1在900~1000℃的温度下被烧成2小时,从而作为烧结后的陶瓷元件1。陶瓷生片和电极膏膜被同时烧成,陶瓷生片成为陶瓷层2,电极膏膜成为内部电极4a、4b。
并且,在此之后的工序中,示出了[方法1]~[方法3]这三种制造方法。
(a)[方法1]的情况
在[方法1]的制造方法的情况下,在工序S6中,在烧结后的陶瓷元件1的两端部涂敷外部电极膏(AgPd合金膏)。然后,烧结后的陶瓷元件1在900℃的温度下被烧接外部电极膏,形成分别与内部电极4a、4b电连接的外部电极6a、6b。
接着,在工序S7中,陶瓷元件1通过浸渍法而被赋予含树脂溶液,或者通过旋涂来涂敷含树脂溶液。含树脂溶液具有对陶瓷元件1的表面进行蚀刻来使陶瓷元件1的构成元素离子化的功能,并且含有溶解或者分散于水系溶剂的树脂成分。进而,含树脂溶液含有:用于溶解或者分散树脂成分的中和剂、以及根据需要而用于使树脂成分与溶解后的陶瓷元件的构成元素中的阳离子性的元素反应的表面活性剂等。此外,在赋予了含树脂溶液之后,根据需要而用纯水等的极性溶剂来清洗陶瓷元件1。
因此,含树脂溶液对陶瓷元件1的表面进行蚀刻(溶解)来使陶瓷元件1的构成元素离子化。关于含树脂溶液的蚀刻(溶解)作用,在变阻器10的情况下,由于主成分为ZnO,因此即使不添加卤素等的蚀刻促进成分,仅通过含树脂溶液的构成成分也能够引发蚀刻(溶解)反应。即,含树脂溶液的pH被设定为Zn作为离子而稳定存在的pH区域(pH<5、pH>11),由此进行了蚀刻(溶解)反应。
然后,溶解(分散)于含树脂溶液中的树脂成分与离子化后的陶瓷元件1的构成元素中的阳离子性的元素进行反应,从而树脂成分的电荷被中和。其结果,树脂成分与陶瓷元件1的构成元素中的阳离子性的元素一起沉积,从而选择性地仅在陶瓷元件表面析出。因此,在析出的树脂成分中取入了溶解而离子化后的陶瓷元件1的构成元素中的阳离子性的元素。
另一方面,树脂成分在形成有外部电极6a、6b的部分不析出。该情况下,在陶瓷元件1与外部电极6a、6b之间的界面,有时树脂成分会稍微延伸到外部电极6a、6b的表面。可以看出这并不是在外部电极6a、6b的表面进行了析出反应,而是在陶瓷元件表面析出的树脂成分稍微延伸到了外部电极6a、6b侧的状态。
含树脂溶液所包含的树脂是聚偏二氯乙烯系树脂、丙烯酸系树脂、环氧系树脂、聚酰亚胺系树脂、硅酮系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚醚酮系树脂、氟系树脂等,但只要是基本上通过本处理而析出的树脂即可,无论其种类如何。
这样,包含从陶瓷元件1离子化并析出的陶瓷元件1的构成元素中的阳离子性的元素和树脂的涂覆膜8,形成在陶瓷元件表面。然后,涂覆膜8被进行加热处理。加热处理用于促进析出的含树脂溶液的树脂成分彼此的交联反应,加热条件根据树脂成分的种类而不同。一般而言,交联反应在高温下容易进行。但是,若温度过高,则树脂成分的分解反应会变大。因此,需要与树脂成分相应地设定最适的温度和时间。
然后,在工序S8中,通过电解镀覆或者无电解镀覆法而在外部电极6a、6b上形成镀覆膜7a、7b。镀覆膜7a、7b例如采用了由下层的Ni镀膜和上层的Sn镀膜构成的2重构造。图3是通过[方法1]的制造方法而形成了外部电极6b的部分的放大剖视图。
这样,能够选择性地仅在陶瓷元件表面形成涂覆膜8。因此,能够量产性良好地制造出制造成本低廉的变阻器10。另外,由于通过化学作用来形成涂覆膜8,因此也能适应具有复杂的形状、微细构造的外部电极6a、6b的变阻器10。
(b)[方法2]的情况
另外,在[方法2]的制造方法的情况下,在工序S9中,陶瓷元件1通过浸渍法而被赋予含树脂溶液,或者通过旋涂来涂敷含树脂溶液。含树脂溶液对陶瓷元件1的表面进行蚀刻(溶解)来使陶瓷元件1的构成元素离子化。然后,溶解(分散)于含树脂溶液中的树脂成分与离子化后的陶瓷元件1的构成元素中的阳离子性的元素进行反应,从而树脂成分的电荷被中和。其结果,树脂成分与陶瓷元件1的构成元素中的阳离子性的元素一起沉积,从而在陶瓷元件1的大致整个表面析出。因此,在析出的树脂成分中取入了溶解而离子化后的陶瓷元件1的构成元素中的阳离子性的元素。此外,在赋予了含树脂溶液之后,根据需要而用纯水等的极性溶剂来清洗陶瓷元件1。
这样,包含从陶瓷元件1离子化并析出的陶瓷元件1的构成元素中的阳离子性的元素和树脂的涂覆膜8,形成在陶瓷元件1的大致整个表面。然后,涂覆膜8被进行加热处理。此外,此时,在陶瓷元件1的左右的两端面露出的内部电极4a、4b的引出部,未形成涂覆膜8。
接着,在工序S10中,在陶瓷元件1的两端部涂敷外部电极膏。然后,陶瓷元件1在涂覆膜8不会热分解的温度下被烧接外部电极膏,形成分别与内部电极4a、4b电连接的外部电极6a、6b。
然后,在工序S11中,通过电解镀覆或者无电解镀覆法而在外部电极6a、6b上形成镀覆膜7a、7b。图4是通过[方法2]的制造方法而形成了外部电极6b的部分的放大剖视图。
(c)[方法3]的情况
另外,在[方法3]的制造方法的情况下,在工序S12中,在陶瓷元件1的两端部涂敷外部电极膏。然后,陶瓷元件1在900℃的温度下被烧接外部电极膏,形成分别与内部电极4a、4b电连接的外部电极6a、6b。
然后,在工序S13中,通过电解镀覆或者无电解镀覆法而在外部电极6a、6b上形成镀覆膜7a、7b。
接着,在工序S14中,通过浸渍法而被赋予含树脂溶液,或者通过旋涂来涂敷含树脂溶液。含树脂溶液对陶瓷元件1的表面进行蚀刻(溶解)来使陶瓷元件1的构成元素离子化。然后,溶解(分散)于含树脂溶液中的树脂成分与离子化后的陶瓷元件1的构成元素中的阳离子性的元素进行反应,从而树脂成分的电荷被中和。其结果,树脂成分与陶瓷元件1的构成元素中的阳离子性的元素一起沉积,从而选择性地仅在陶瓷元件表面析出。因此,在析出的树脂成分中取入了溶解而离子化后的陶瓷元件1的构成元素中的阳离子性的元素。另一方面,树脂成分在形成有外部电极6a、6b的部分不析出。此外,在赋予了含树脂溶液之后,根据需要而用纯水等的极性溶剂来清洗陶瓷元件1。
这样,包含从陶瓷元件1离子化并析出的陶瓷元件1的构成元素中的阳离子性的元素和树脂的涂覆膜8,形成在陶瓷元件1的表面。然后,涂覆膜8被进行加热处理。图5是通过[方法3]的制造方法而形成了外部电极6b的部分的放大剖视图。
下面,针对本发明所涉及的陶瓷电子部件,作为变阻器以外的例子,对层叠陶瓷电容器、层叠线圈、PTC热敏电阻、NTC热敏电阻以及LTCC基板进行说明。
(a)层叠陶瓷电容器
作为本发明所涉及的陶瓷电子部件的层叠陶瓷电容器具有与图1所示的所述变阻器10同样的构造,因此省略其详细说明。
在该层叠陶瓷电容器中,在外部电极以外的区域的陶瓷元件表面上形成有涂覆膜。涂覆膜包含树脂、和陶瓷元件的构成元素中的阳离子性的元素,从而选择性地仅在层叠陶瓷电容器的陶瓷元件表面形成。
构成了陶瓷元件的陶瓷层,由在作为主成分的Pb(Mg,Nb)O3-PbTiO3-Pb(Cu,W)-ZnO-MnO2中混合了作为还原防止剂的Li2O-BaO-B2O3-SiO2而得到的陶瓷材料、以CaZrO3-CaTiO3为主成分的陶瓷材料等构成。因此,涂覆膜所包含的陶瓷元件的构成元素中的阳离子性的元素是从陶瓷层的Pb(Mg,Nb)O3-PbTiO3-Pb(Cu,W)-ZnO-MnO2、Li2O-BaO-B2O3-SiO2、CaZrO3-CaTiO3等分别溶出并析出的Pb、Mg、Nb、Ti、Ba、Li、Zn、Mn、Si、Ca、Zr等。
涂覆膜所包含的树脂与变阻器的情况同样,是聚偏二氯乙烯系树脂、丙烯酸系树脂、环氧系树脂、聚酰亚胺系树脂、硅酮系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚醚酮系树脂、氟系树脂等。
(b)层叠线圈
作为本发明所涉及的陶瓷电子部件的层叠线圈具有与周知的层叠线圈同样的构造,因此省略其详细说明。
在该层叠线圈中,在外部电极以外的区域的陶瓷元件表面上形成有涂覆膜。涂覆膜包含树脂、和陶瓷元件的构成元素中的阳离子性的元素,从而选择性地仅在层叠线圈的陶瓷元件表面形成。
构成了陶瓷元件的陶瓷层由Cu-Zn系铁素体、Ni-Zn系铁素体等磁性陶瓷材料构成。因此,涂覆膜所包含的陶瓷元件的构成元素中的阳离子性的元素是从陶瓷层的Cu-Zn系铁素体、Ni-Zn系铁素体等分别溶出并析出的Sr、Sn、Fe、Ni、Cu、Zn、Mn、Co等。
涂覆膜所包含的树脂与变阻器的情况同样,是聚偏二氯乙烯系树脂、丙烯酸系树脂、环氧系树脂、聚酰亚胺系树脂、硅酮系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚醚酮系树脂、氟系树脂等。
(c)PTC热敏电阻以及NTC热敏电阻
作为本发明所涉及的陶瓷电子部件的PTC热敏电阻以及NTC热敏电阻具有与周知的热敏电阻同样的构造,因此省略其详细说明。
在PTC热敏电阻以及NTC热敏电阻中,在外部电极以外的区域的陶瓷元件表面上形成有涂覆膜。涂覆膜包含树脂、和陶瓷元件的构成元素中的阳离子性的元素,从而选择性地仅在PTC热敏电阻以及NTC热敏电阻的陶瓷元件表面形成。
构成了PTC热敏电阻的陶瓷元件的陶瓷层例如由在作为主成分的BaTiO3中分别添加并混合了作为半导体化剂的Y2O3、作为固化剂的SiO2以及Al2O3、作为特性改善剂的MnO2而得到的陶瓷材料构成。因此,PTC热敏电阻的涂覆膜所包含的陶瓷元件的构成元素中的阳离子性的元素是从陶瓷层的BaTiO3、Y2O3、SiO2、Al2O3、MnO2分别溶出并析出的Ba、Ti、Y、Si、Mn等。
另一方面,构成了NTC热敏电阻的陶瓷元件的陶瓷层例如由混合了Mn3O4、NiO、Co2O3等而得到的陶瓷材料构成。因此,NTC热敏电阻的涂覆膜所包含的陶瓷元件的构成元素中的阳离子性的元素是从陶瓷层的Mn3O4、NiO、Co2O3等分别溶出并析出的Mn、Ni、Co等。
涂覆膜所包含的树脂与变阻器的情况同样,是聚偏二氯乙烯系树脂、丙烯酸系树脂、环氧系树脂、聚酰亚胺系树脂、硅酮系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚醚酮系树脂、氟系树脂等。
(d)LTCC基板(低温共烧结陶瓷多层基板)
图6是表示作为本发明所涉及的陶瓷电子部件的LTCC基板30的剖视图。LTCC基板30具备:陶瓷元件21;形成于陶瓷元件21的通孔电极26a、26b、26c;和形成为覆盖陶瓷元件21的涂覆膜28。
陶瓷元件21是在厚度方向上层叠了多个陶瓷层22和多个内部电路电极层24a、24b的层叠体。通孔电极26a、26b、26c将内部电路电极层24a、24b与陶瓷元件1的表面背面电连接。
陶瓷层22由LTCC陶瓷材料(例如在结晶化玻璃中混合有Al2O3、ZrSiO4等的材料)构成。
通孔电极26a、26b、26c根据需要而在其表面形成镀覆膜。
在通孔电极26a、26b、26c以外的区域的陶瓷元件21的表面上,形成有涂覆膜28。涂覆膜28包含树脂、和陶瓷元件21的构成元素中的阳离子性的元素。
涂覆膜28所包含的陶瓷元件21的构成元素中的阳离子性的元素是陶瓷层22的一部分溶出并析出的元素。更具体而言,陶瓷元件21的构成元素中的阳离子性的元素是从陶瓷层22的LTCC陶瓷材料分别溶出并析出的Si、Al、B、Ca等。
涂覆膜所包含的树脂与变阻器的情况同样,是聚偏二氯乙烯系树脂、丙烯酸系树脂、环氧系树脂、聚酰亚胺系树脂、硅酮系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚醚酮系树脂、氟系树脂等。
在由以上构成所构成的LTCC基板30中,涂覆膜28包含树脂、和陶瓷元件21的构成元素中的阳离子性的元素,能够选择性地仅在LTCC基板30的陶瓷元件表面形成涂覆膜28。因此,能够获得制造成本低廉的LTCC基板30。
实施例
1.实施例以及比较例
制作实施例以及比较例的各陶瓷电子部件(变阻器、层叠陶瓷电容器、层叠线圈、PTC热敏电阻、NTC热敏电阻、LTCC基板),进行了特性评价。
2.实施例以及比较例的制作
(a)实施例1~实施例14
如表1所示,通过前述实施方式的[方法1]的制造方法而制作了将涂覆膜8设置在陶瓷元件1的表面的变阻器10。
作为含树脂溶液,使用了在树脂成分分散于水系溶剂的市售的胶乳中根据需要而添加了蚀刻促进成分和表面活性剂而得到的材料。
实施例1~实施例3的含树脂溶液使用了:在作为树脂成分的丙烯酸系树脂(商品名:Nipol LX814A(日本ゼオン制))中添加作为蚀刻促进成分的硫酸,并将pH分别调整为2.0、3.0、4.0后的材料。
实施例4~实施例6的含树脂溶液使用了:在作为树脂成分的丙烯酸系树脂(商品名:Nipol LX814A(日本ゼオン制))中添加作为蚀刻促进成分的硫酸,并将pH分别调整为2.0、3.0、4.0后的材料。向该材料中作为表面活性剂而添加了1vol%的二ュ一レツクス(注册商标,日油制)。含树脂溶液被调整成固体含量浓度为10%。
实施例7的含树脂溶液使用了:在作为树脂成分的聚偏二氯乙烯系树脂(商品名:サランラテツクスL232A(旭化成ケミカルズ制))中以1vol%浓度添加了作为蚀刻促进成分的10%硫酸之后,利用氢氧化钾溶液将pH调整为3.0后的材料。
实施例8的含树脂溶液使用了:作为树脂成分的聚偏二氯乙烯系树脂(商品名:サランラテツクスL232A(旭化成ケミカルズ制))的未调整品(pH为2.0)。
实施例9的含树脂溶液使用了:在作为树脂成分的硅酮系树脂(商品名:X-51-1318(信越化学工业制))中添加作为蚀刻促进成分的硫酸,并将pH调整为3.0后的材料。
实施例10的含树脂溶液使用了:在作为树脂成分的硅酮系树脂(商品名:X-51-1318(信越化学工业制))中添加作为蚀刻促进成分的硫酸,并将pH调整为3.0后的材料。向该材料中作为表面活性剂而添加了1vol%的二ュ一レツクス(注册商标,日油制)。含树脂溶液被调整成固体含量浓度为10%。
实施例11的含树脂溶液使用了:在丙烯酸系树脂(商品名:NipolLX814A(日本ゼオン制))中添加作为蚀刻促进成分的盐酸,并将pH调整为4.0后的材料。
实施例12的含树脂溶液使用了:在丙烯酸系树脂(商品名:NipolLX814A(日本ゼオン制))中添加作为蚀刻促进成分的盐酸,并将pH调整为4.0后的材料。向该材料中作为表面活性剂而添加了1vol%的二ュ一レツクス(注册商标,日油制)。含树脂溶液被调整成固体含量浓度为10%。
实施例13的含树脂溶液使用了:在丙烯酸系树脂(商品名:NipolLX814A(日本ゼオン制))中添加作为蚀刻促进成分的硝酸,并将pH调整为4.0后的材料。
实施例14的含树脂溶液使用了:在丙烯酸系树脂(商品名:NipolLX814A(日本ゼオン制))中添加作为蚀刻促进成分的硝酸,并将pH调整为4.0后的材料。向该材料中作为表面活性剂而添加了1vol%的二ュ一レツクス(注册商标,日油制)。含树脂溶液被调整成固体含量浓度为10%。
将陶瓷元件1在室温的含树脂溶液中浸渍3分钟之后用纯水进行水洗,然后在80~150℃下进行30分钟的热处理,由此在陶瓷元件1的表面形成了涂覆膜8。
(b)实施例15~实施例39
如表1所示,通过前述实施方式的[方法1]的制造方法,制作了在各自的陶瓷元件的表面设置有涂覆膜的、层叠陶瓷电容器(实施例15、20、25、30、35)、层叠线圈(实施例16、21、26、31、36)、PTC热敏电阻(实施例17、22、27、32、37)、NTC热敏电阻(实施例18、23、28、33、38)、LTCC基板(实施例19、24、29、34、39)。
实施例15~实施例19的含树脂溶液使用了:在作为树脂成分的丙烯酸系树脂(商品名:Nipol LX814A(日本ゼオン制))中添加作为蚀刻促进成分的硫酸,并将pH调整为3.0后的材料。
实施例20~实施例24的含树脂溶液使用了:在作为树脂成分的丙烯酸系树脂(商品名:Nipol LX814A(日本ゼオン制))中添加作为蚀刻促进成分的硫酸,并将pH调整为3.0后的材料。向该材料中作为表面活性剂而添加了1vol%的二ュ一レツクス(注册商标,日油制)。含树脂溶液被调整成固体含量浓度为10%。
实施例25~实施例29的含树脂溶液使用了:在作为树脂成分的环氧系树脂(商品名:モデピクス302(荒川化学工业制))中添加作为蚀刻促进成分的硫酸,并将pH调整为3.0后的材料。向该材料中作为表面活性剂而添加了5vol%的二ュ一レツクス(注册商标,日油制)。含树脂溶液被调整成固体含量浓度为10%。
实施例30~实施例34的含树脂溶液使用了:在作为树脂成分的硅酮系树脂(商品名:POLON-MF-56(信越化学工业制))中添加作为蚀刻促进成分的硫酸,并将pH调整为3.0后的材料。向该材料中作为表面活性剂而添加了5vol%的二ュ一レツクス(注册商标,日油制)。含树脂溶液被调整成固体含量浓度为10%。
实施例35~实施例39的含树脂溶液使用了:在作为树脂成分的丙烯酸系树脂(商品名:Nipol SX-1706A(日本ゼオン制))中添加作为蚀刻促进成分的硫酸,并将pH调整为3.0后的材料。向该材料中作为表面活性剂而添加了5vol%的二ュ一レツクス(注册商标,日油制)。含树脂溶液被调整成固体含量浓度为10%。
将陶瓷元件在室温的含树脂溶液中浸渍10分钟之后用纯水进行水洗,然后在80~150℃下进行30分钟的热处理,由此在陶瓷元件的表面形成了涂覆膜。
(c)比较例1~比较例6
如表1所示,制作了在陶瓷元件的表面未形成涂覆膜的变阻器(比较例1)、层叠陶瓷电容器(比较例2)、层叠线圈(比较例3)、PTC热敏电阻(比较例4)、NTC热敏电阻(比较例5)、LTCC基板(比较例6)。
3.实施例以及比较例中的特性评价以及评价方法
对制作出的实施例1~39以及比较例1~6的各陶瓷电子部件进行了以下的特性评价。
(a)陶瓷元件部的镀覆非析出性(选择析出性)
关于陶瓷元件部的表面(外部电极以外的区域且包含涂覆膜的表面)的电解镀覆析出性,通过电解镀覆Ni以及电解镀覆Sn后的外观目视检查来进行了判断。在陶瓷元件部的表面未析出电解镀覆物的情况下设为“○”。在陶瓷元件部的表面析出了岛状的电解镀覆物的情况、或者突起状的电解镀覆物从外部电极端部延伸到陶瓷元件侧而析出的情况下设为“△”。在陶瓷元件部的整个表面析出了电解镀覆物的情况下设为“×”。
(b)镀覆附着性
关于镀覆附着性,通过电解镀覆Ni以及电解镀覆Sn后的外观目视检查来进行了判断。该镀覆附着性的评价也包含对在外部电极未形成涂覆膜的情况进行评价。在外部电极的整个表面附着了电解镀覆物的情况下设为“○”。在外部电极的表面的至少一部分未附着电解镀覆物的情况下设为“×”。
4.实施例以及比较例中的特性评价结果
表1表示实施例1~39以及比较例1~6的特性评价的结果。
[表1]
从表1可知,在比较例1~比较例6的情况下(未形成涂覆膜的陶瓷电子部件的情况下),镀覆附着性良好但陶瓷元件部的镀覆非析出性差。
另一方面,在实施例1~实施例39的情况下(形成了涂覆膜的陶瓷电子部件的情况下),陶瓷元件部的镀覆非析出性以及镀覆附着性均良好。
此外,本发明并非限定于前述实施方式,能够在其要旨的范围内进行各种变形。
符号说明
1 陶瓷元件
2 陶瓷层
4a、4b 内部电极
6a、6b 外部电极
8 涂覆膜
10 变阻器
21 陶瓷元件
22 陶瓷层
24a、24b 内部电路电极层
26a、26b、26c 通孔电极
28 涂覆膜
30 LTCC基板
Claims (12)
1.一种陶瓷电子部件,具备陶瓷元件、和在所述陶瓷元件的表面设置的涂覆膜以及电极,所述陶瓷电子部件的特征在于,
所述涂覆膜包含树脂、和所述陶瓷元件的构成元素中的阳离子性的元素。
2.根据权利要求1所述的陶瓷电子部件,其特征在于,
所述陶瓷元件的构成元素包含Ba、Ti、Ca、Zr、Fe、Ni、Cu、Zn、Mn、Co、Al、Si中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的陶瓷电子部件,其特征在于,
所述树脂的热分解温度为240℃以上。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的陶瓷电子部件,其特征在于,
所述树脂包含环氧系树脂、聚酰亚胺系树脂、硅酮系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚醚酮系树脂、氟系树脂中的至少一种。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的陶瓷电子部件,其特征在于,
所述涂覆膜是通过加热而交联后的膜。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的陶瓷电子部件,其特征在于,
在所述电极上形成有镀覆膜。
7.一种陶瓷电子部件,具备陶瓷元件、和在所述陶瓷元件的表面设置的涂覆膜以及电极,所述陶瓷电子部件的特征在于,
所述涂覆膜通过向所述陶瓷元件的表面赋予含树脂溶液而形成在所述陶瓷元件的表面,所述含树脂溶液具有对所述陶瓷元件的表面进行蚀刻而使所述陶瓷元件的构成元素离子化的功能,
所述涂覆膜包含从所述陶瓷元件离子化并析出的陶瓷元件的构成元素中的阳离子性的元素和树脂。
8.一种陶瓷电子部件的制造方法,所述陶瓷电子部件具备陶瓷元件、和在所述陶瓷元件的表面设置的涂覆膜以及电极,所述陶瓷电子部件的制造方法的特征在于,具有:
向所述陶瓷元件的表面赋予含树脂溶液的工序,所述含树脂溶液具有对所述陶瓷元件的表面进行蚀刻而使所述陶瓷元件的构成元素离子化的功能;和
在陶瓷元件表面形成涂覆膜的工序,所述涂覆膜包含从所述陶瓷元件离子化并析出的陶瓷元件的构成元素中的阳离子性的元素和树脂。
9.根据权利要求8所述的陶瓷电子部件的制造方法,其特征在于,
所述陶瓷电子部件的制造方法具有在向所述陶瓷元件的表面赋予了所述含树脂溶液之后进行清洗的工序。
10.根据权利要求8或9所述的陶瓷电子部件的制造方法,其特征在于,
在所述陶瓷元件上形成了所述电极之后,在所述陶瓷元件的表面形成所述涂覆膜。
11.根据权利要求8或9所述的陶瓷电子部件的制造方法,其特征在于,
在所述陶瓷元件的表面形成了所述涂覆膜之后,在所述陶瓷元件上形成所述电极。
12.根据权利要求8或9所述的陶瓷电子部件的制造方法,其特征在于,
在所述陶瓷元件上形成了所述电极、且对所述电极的表面进行了镀覆处理之后,在所述陶瓷元件的表面形成所述涂覆膜。
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JPH047813A (ja) | 積層インダクタの製造方法 |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |