CN109712812A - 层叠陶瓷电容器和层叠陶瓷电容器的制造方法 - Google Patents

层叠陶瓷电容器和层叠陶瓷电容器的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供能够防止侧边缘部的接合界面处的开裂和剥离的层叠陶瓷电容器及其制造方法。本发明的一个方式所涉及的层叠陶瓷电容器具有层叠部、侧边缘部和接合部。上述层叠部具有:在第一方向上层叠的多个陶瓷层;和以贱金属材料为主要成分且配置在上述多个陶瓷层之间的多个内部电极。上述侧边缘部以陶瓷为主要成分,从与上述第一方向正交的第二方向覆盖上述层叠部。上述接合部配置在上述层叠部与上述侧边缘部之间,该接合部的上述第一方向的最大尺寸为上述多个陶瓷层的上述第一方向的平均尺寸的50%以上,且由包含上述贱金属材料的氧化物构成。

Description

层叠陶瓷电容器和层叠陶瓷电容器的制造方法
技术领域
本发明涉及具有侧边缘部的层叠陶瓷电容器。
背景技术
在层叠陶瓷电容器的制造方法中,已知设置对内部电极的周围进行保护的侧边缘部的技术。例如,在专利文献1所记载的层叠陶瓷电容器中,制作内部电极露出到侧面的层叠部,在该层叠部的侧面设置作为侧边缘部的陶瓷侧面层。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-94819号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在如专利文献1那样在层叠部的侧面设置侧边缘部(陶瓷侧面层)的情况下,在烧制中,由金属材料构成的内部电极和侧边缘部的烧结行为不同,在层叠部与侧边缘部之间产生相互分离的方向的应力。因此,在侧边缘部的接合界面容易发生开裂和剥离,需要能够防止这种不良情况的技术。
鉴于以上的情况,本发明的目的在于,提供能够防止侧边缘部的接合界面处的开裂和剥离的层叠陶瓷电容器及其制造方法。
用于解决技术问题的技术方案
为了实现上述目的,本发明的一个方式所涉及的层叠陶瓷电容器具有层叠部、侧边缘部和接合部。
上述层叠部具有:在第一方向上层叠的多个陶瓷层;和以贱金属材料为主要成分且配置在上述多个陶瓷层之间的多个内部电极。
上述侧边缘部以陶瓷为主要成分,从与上述第一方向正交的第二方向覆盖上述层叠部。
上述接合部配置在上述层叠部与上述侧边缘部之间,该接合部的上述第一方向的最大尺寸为上述多个陶瓷层的上述第一方向的平均尺寸的50%以上,且由包含上述贱金属材料的氧化物构成。
在层叠陶瓷电容器的烧制中,由贱金属材料形成的内部电极在几百℃开始烧结,与此相伴在第二方向上收缩。另一方面,在几百℃的阶段,由陶瓷构成的陶瓷层和侧边缘部为未烧结的状态,不发生收缩。因此,在具有内部电极的层叠部与侧边缘部之间产生彼此分离的方向的应力。
另一方面,接合部在内部电极开始烧结的几百℃开始以包含贱金属材料的氧化物的形式生成,具有比未烧制的陶瓷高的强度。因此,通过在层叠部与侧边缘部之间设置上述接合部,能够在产生应力的它们的接合界面配置强度高的结构,对应力能够发挥耐性。
此外,氧化物化的贱金属材料与陶瓷的接合,与未烧结的陶瓷彼此、即陶瓷层与侧边缘部的接合相比,接合强度高。因此,利用接合部,能够提高层叠部与侧边缘部之间的接合强度,在产生应力的情况下也能够防止接合界面处的开裂和剥离。
而且,接合部具有成为多个陶瓷层的上述第一方向的平均尺寸的50%以上的上述第一方向的最大尺寸。由此,在侧边缘部的接合界面,由氧化物构成的区域以在第一方向上延伸的方式配置,能够充分确保接合界面处的氧化物区域的面积。因此,能够充分发挥上述的作用效果,能够有效地防止接合界面处的开裂和剥离。
可以构成为:上述接合部包含由上述氧化物构成的多个断片,
上述多个断片中的至少一个断片的上述第一方向的最大尺寸为上述多个陶瓷层的上述第一方向的平均尺寸的50%以上。
上述接合部包含多个断片,由此能够进一步增大侧边缘部的接合界面处的接合部的面积。
可以构成为:上述接合部与上述多个内部电极中相邻的内部电极中的至少一者隔开间隔地配置。
由此,在接合部的氧化不充分的情况下,也能够防止与内部电极连接所致的短路的发生。
可以构成为:上述多个陶瓷层的上述第一方向的平均尺寸为0.5μm以下。
一般,随着陶瓷层的第一方向的尺寸(厚度)变薄,内部电极的厚度相对地变厚,烧制时会产生更大的应力。即使在此情况下,通过设置上述接合部,也能够有效地防止接合界面处的开裂和剥离。
上述贱金属材料具体而言可以为镍。
此外,可以构成为:上述氧化物包含镁。
由此,能够更稳定地形成氧化物,能够提高接合部的绝缘性,防止与内部电极连接所致的短路的发生。
而且,可以构成为:上述内部电极包含形成于上述第二方向的端部且由上述氧化物构成的电极氧化区域。
由此,在侧边缘部的接合界面,由氧化物构成的区域也在与第一方向交叉的第三方向上延伸。因此,能够进一步增大氧化物区域的面积,能够更有效地防止开裂和剥离的发生。
在本发明的另一个方式所涉及的层叠陶瓷电容器的制造方法中,准备层叠片,该层叠片具有:在第一方向上层叠的多个陶瓷片;和配置在上述多个陶瓷片之间的多个内部电极。
通过将上述层叠片切断,制作具有侧面的层叠芯片,在上述侧面露出上述多个内部电极的端部,并且该侧面包含上述多个内部电极中的至少一个内部电极的端部向上述第一方向延展而成的延展部。
通过在上述层叠芯片的上述侧面设置侧边缘部,制作陶瓷主体。
通过对上述陶瓷主体进行烧制,并且使上述延展部氧化,形成接合部,该接合部的上述第一方向的最大尺寸为上述多个陶瓷片烧制而成的多个陶瓷层的上述第一方向的平均尺寸的50%以上。
上述构成中,在切断工序中使内部电极延展,并且在烧制工序中使上述延展部氧化,由此能够容易地制造具有上述接合部的陶瓷电容器。
发明效果
如以上这样,根据本发明,可以提供能够防止侧边缘部的接合界面处的开裂和剥离的层叠陶瓷电容器及其制造方法。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式所涉及的层叠陶瓷电容器的立体图。
图2是上述层叠陶瓷电容器的沿着图1的A-A’线的截面图。
图3是上述层叠陶瓷电容器的沿着图1的B-B’线的截面图。
图4是将上述层叠陶瓷电容器的图3的区域S放大表示的局部截面图。
图5是将上述层叠陶瓷电容器的层叠部的与侧边缘部接合的侧面放大表示的局部截面图。
图6是表示上述层叠陶瓷电容器的截面的微细组织的图。
图7是表示上述层叠陶瓷电容器的制造方法的流程图。
图8是表示上述层叠陶瓷电容器的制造过程的俯视图。
图9是表示上述层叠陶瓷电容器的制造过程的立体图。
图10是表示上述层叠陶瓷电容器的制造过程的俯视图。
图11是表示上述层叠陶瓷电容器的制造过程的截面图。
图12是表示上述层叠陶瓷电容器的制造过程的立体图。
图13是表示上述层叠陶瓷电容器的制造过程的放大侧面图。
图14是表示上述层叠陶瓷电容器的制造过程的立体图。
图15是表示剥离率的评价结果的图表。
图16是本发明的另一个实施方式所涉及的层叠陶瓷电容器的局部截面图。
附图标记说明
10、30…层叠陶瓷电容器
11…陶瓷主体
12、13…内部电极
12a、13a…电极氧化区域
14、15…外部电极
16…层叠部
17…侧边缘部
19…电容形成部
20…覆盖部
21…陶瓷层
22、32…接合部
22a、32a…断片
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。
附图中适当示出彼此正交的X轴、Y轴和Z轴。X轴、Y轴和Z轴在所有图中是共通的。
1.层叠陶瓷电容器10的基本结构
图1~3是表示本发明的一个实施方式所涉及的层叠陶瓷电容器10的图。图1是层叠陶瓷电容器10的立体图。图2是层叠陶瓷电容器10的沿着图1的A-A’线的截面图。图3是层叠陶瓷电容器10的沿着图1的B-B’线的截面图。
层叠陶瓷电容器10具有陶瓷主体11、第一外部电极14和第二外部电极15。陶瓷主体11典型地具有朝向X轴方向的2个端面、朝向Y轴方向的2个侧面和朝向Z轴方向的2个主面。将陶瓷主体11的各面连接的棱部被倒角。
另外,陶瓷主体11的形状不限定于上述的形状。即,陶瓷主体11可以不是图1~3所示那样的长方体形状。例如,陶瓷主体11的各面可以是曲面,陶瓷主体11也可以是整体带有圆角的形状。
外部电极14、15覆盖陶瓷主体11的X轴方向两端面,向与X轴方向两端面连接的4个面(2个主面和2个侧面)延出。由此,外部电极14、15的任一者中,与X-Z平面平行的截面和与X-Y平面平行的截面的形状成为U字状。
陶瓷主体11具有层叠部16和侧边缘部17。侧边缘部17分别覆盖层叠部16的朝向Y轴方向的两侧面的所有区域。
层叠部16具有电容形成部19和覆盖部20。覆盖部20分别覆盖电容形成部19的Z轴方向上下面。电容形成部19具有多个陶瓷层21、多个第一内部电极12和多个第二内部电极13。在覆盖部20没有设置内部电极12、13。
内部电极12、13在Z轴方向上层叠的多个陶瓷层21之间沿着Z轴方向交替配置。第一内部电极12与第一外部电极14连接,与第二外部电极15隔开间隔。第二内部电极13与第二外部电极15连接,与第一外部电极14隔开间隔。
内部电极12、13以贱金属为主要成分构成,作为层叠陶瓷电容器10的内部电极发挥作用。作为构成内部电极12、13的贱金属,典型地举出镍(Ni),此外,可以举出铜(Cu)等。
像这样,在陶瓷主体11中,电容形成部19的设置有外部电极14、15的X轴方向两端面以外的面被侧边缘部17和覆盖部20覆盖。侧边缘部17和覆盖部20主要对电容形成部19的周围进行保护,具有确保内部电极12、13的绝缘性的功能。
电容形成部19的内部电极12、13间的陶瓷层21由电介质陶瓷形成。在层叠陶瓷电容器10中,为了增大电容形成部19的电容,作为构成陶瓷层21的电介质陶瓷,使用高介电常数的陶瓷。
更具体而言,在层叠陶瓷电容器10中,作为构成陶瓷层21的高介电常数的电介质陶瓷,使用钛酸钡(BaTiO3)系材料的多晶体,即含有钡(Ba)和钛(Ti)的钙钛矿结构的多晶体。由此,在层叠陶瓷电容器10中能够得到大电容。
另外,陶瓷层21可以由钛酸锶(SrTiO3)系、钛酸钙(CaTiO3)系、钛酸镁(MgTiO3)系、锆酸钙(CaZrO3)系、钛酸锆酸钙(Ca(Zr,Ti)O3)系、锆酸钡(BaZrO3)系、氧化钛(TiO2)系等构成。
侧边缘部17和覆盖部20也可以由电介质陶瓷形成。形成侧边缘部17和覆盖部20的材料只要是绝缘性陶瓷即可,通过使用与陶瓷层21同样的电介质陶瓷,能够抑制陶瓷主体11的内部应力。
根据上述的结构,在层叠陶瓷电容器10中,当对第一外部电极14与第二外部电极15之间施加电压时,电压被施加于第一内部电极12与第二内部电极13之间的多个陶瓷层21。由此,在层叠陶瓷电容器10中,蓄积和第一外部电极14与第二外部电极15之间的电压相对应的电荷。
另外,本实施方式所涉及的层叠陶瓷电容器10的基本结构不限定于图1~3所示的结构,能够适当变更。例如,内部电极12、13的片数、陶瓷层21的厚度能够根据层叠陶瓷电容器10所要求的尺寸和性能来适当决定。
2.层叠陶瓷电容器10的详细结构
层叠陶瓷电容器10的陶瓷主体11通过使例如未烧制的侧边缘部17与未烧制的层叠部16的侧面接合并进行烧制来制造。在烧制工序中,因为构成内部电极12、13的金属材料与电介质陶瓷的烧结温度不同,所以在层叠部16与侧边缘部17之间的接合界面,应力集中,有可能发生开裂和剥离等。因此,确保它们之间的接合强度变得非常重要。
故而,层叠陶瓷电容器10为了确保层叠部16与侧边缘部17之间的接合强度,特征在于具有接合部22。以下,利用图4和图5对接合部22的结构进行说明。
图4是将层叠陶瓷电容器10的图3中的由一点划线包围的区域S放大表示的局部截面图。图5是将层叠部16的与侧边缘部17接合的侧面(Y轴方向侧面)放大后示意性地表示的局部截面图。
如图4和图5所示,接合部22配置在层叠部16与侧边缘部17之间。接合部22在本实施方式中包含多个断片22a。本实施方式的断片22a在与Z轴方向大致平行的直线上排列配置。各断片22a由大致同一形状构成,但也可以是不同的形状。
本实施方式中,接合部22与相邻的内部电极12、13中的一者隔开间隔地配置,各断片22a从相邻的内部电极12、13中的一者延出而构成。即,断片22a的一个端部221与内部电极12、13中的一个内部电极连接,以从该内部电极的Y轴方向前端部向Z轴方向下方延伸的方式构成。接合部22的另一个端部222与内部电极隔开间隔。另外,也可以不是所有断片22a从相邻的内部电极12、13中的一者延出,如后所述,可以是任意的断片22a与相邻的内部电极12、13这两者都隔开间隔。由此,即使在接合部22的绝缘性不充分的情况下,也能够防止由接合部22引起的内部电极12、13间的短路的发生。
接合部22的多个断片22a中的至少一个断片22a构成为,Z轴方向的最大尺寸(最大长度T2)为多个陶瓷层21的Z轴方向的平均尺寸(平均厚度T1)的50%以上且小于100%。接合部22的最大长度T2是指各断片22a的端部221、222间的Z轴方向的尺寸中的最大的尺寸。即,最大长度T2是多个断片22a中的Z轴方向的尺寸最长的断片22a的尺寸。本实施方式中,断片22a的一个端部221与内部电极12、13连接,此情况下的最大长度T2是指,从内部电极12、13的Y轴方向端部的Z轴方向下端到断片22a的另一个端部222的Z轴方向的尺寸。
另外,陶瓷层21的平均厚度T1,能够作为在陶瓷层21的多个部位测定的厚度的平均值求出。测定陶瓷层21的厚度的位置和数量能够任意决定。以下,参照图6对陶瓷层21的平均厚度T的测定方法的一例进行说明。
图6是表示通过扫描型电子显微镜在12.6μm×8.35μm的视野中观察到的陶瓷主体11的截面的微细组织的图。针对该视野内的6层的陶瓷层21,对2μm的等间隔的箭头所示的5个部位的厚度进行测定。然后,将得到的30个部位的厚度的平均值作为平均厚度T1。
在层叠陶瓷电容器10中,陶瓷层21构成得薄,例如陶瓷层21的平均厚度T1为0.5μm以下。一般,陶瓷层薄的层叠陶瓷电容器,对层叠陶瓷电容器的大电容化和小型化、薄型化有利,而容易发生侧边缘部的开裂、剥离。但是,在具有接合部22的层叠陶瓷电容器10中,即使陶瓷层21的平均厚度T1为0.5μm以下,也能够如后所述有效地防止开裂和剥离的发生。根据本实施方式,能够兼顾层叠陶瓷电容器10的大电容化、小型化、薄型化与成品率提高的效果。
接合部22由作为内部电极12、13的主要成分的镍等贱金属材料的氧化物构成,具有绝缘性。由此,即使在陶瓷层21的平均厚度T1变薄的情况下,也能够更可靠地抑制由接合部22引起的短路的发生。此外,接合部22除了镍之外还可以包含镁(Mg),由包含镁的镍复合氧化物构成。
而且,本实施方式的内部电极12、13在层叠部16的位于侧面附近的Y轴方向的端部具有没有导电性的电极氧化区域12a、13a。电极氧化区域12a、13a与接合部22由相同材料构成。即,电极氧化区域12a、13a由作为内部电极12、13的主要成分的镍等贱金属材料的氧化物构成。该氧化物也可以为包含镁的镍复合氧化物。
根据该结构,在层叠部16与侧边缘部17的接合界面,配置由贱金属材料的氧化物构成的接合部22的各断片22a和电极氧化区域12a、13a。即,在上述接合界面,除了电极氧化区域12a、13a呈层状配置之外,还配置有在Z轴方向上延伸的接合部22。因此,由氧化物构成的氧化区域不局限于层状,可以在ZX平面内扩展而配置。
即,通过设置接合部22,能够增加上述接合界面的氧化区域的面积,在层叠陶瓷电容器10的烧结过程中,能够提高层叠部16与侧边缘部17的接合强度。以下,在“层叠陶瓷电容器10的制造方法”中详细进行说明。
3.层叠陶瓷电容器10的制造方法
图7是表示层叠陶瓷电容器10的制造方法的流程图。图8~14是表示层叠陶瓷电容器10的制造过程的图。以下,按照图7,适当参照图8~14对层叠陶瓷电容器10的制造方法进行说明。
3.1步骤S01:准备陶瓷片
在步骤S01中,准备:用于形成电容形成部19的第一陶瓷片101和第二陶瓷片102;和用于形成覆盖部20的第三陶瓷片103。陶瓷片101、102、103作为以电介质陶瓷为主要成分的未烧制的电介质生片构成。
陶瓷片101、102、103例如使用辊涂机、刮刀等成形为片状。陶瓷片101、102的厚度可以以烧制后的电容形成部19中的陶瓷层21的平均厚度T1成为0.5μm以下的方式进行调整。陶瓷片103的厚度可以适当调整。
图8是陶瓷片101、102、103的俯视图。在该阶段,陶瓷片101、102、103构成为没有被单片化的大幅的片。图8中示出按每个层叠陶瓷电容器10单片化时的切断线Lx、Ly。切断线Lx与X轴平行,切断线Ly与Y轴平行。
如图8所示,在第一陶瓷片101形成有与第一内部电极12对应的未烧制的第一内部电极112,在第二陶瓷片102形成有与第二内部电极13对应的未烧制的第二内部电极113。另外,在与覆盖部20对应的第三陶瓷片103没有形成内部电极。
内部电极112、113能够通过将任意的导电性膏涂敷到陶瓷片101、102来形成。导电性膏的涂敷方法能够从公知的技术中任意选择。例如,导电性膏的涂敷能够使用丝网印刷法或凹版印刷法。
内部电极112、113中,沿着切断线Ly的X轴方向的间隙每隔1条切断线Ly而形成。第一内部电极112的间隙与第二内部电极113的间隙在X轴方向上交替地配置。即,通过第一内部电极112的间隙的切断线Ly与通过第二内部电极113的间隙的切断线Ly交替排列。
3.2步骤S02:层叠
在步骤S02中,通过将步骤S01中准备的陶瓷片101、102、103如图9所示地进行层叠来制作层叠片104。在层叠片104中,与电容形成部19对应的第一陶瓷片101和第二陶瓷片102在Z轴方向上交替层叠。
此外,在层叠片104中,在交替层叠的陶瓷片101、102的Z轴方向上下面层叠与覆盖部20对应的第三陶瓷片103。另外,在图9所示的例子中,分别层叠第三陶瓷片103各3张,但第三陶瓷片103的张数能够适当变更。
层叠片104通过将陶瓷片101、102、103压接来一体化。陶瓷片101、102、103的压接优选使用例如静水压加压、单轴加压等。由此,能够使层叠片104高密度化。
3.3步骤S03:切断
在步骤S03中,将步骤S02中得到的层叠片104如图10所示地沿着切断线Lx、Ly切断,由此制作未烧制的层叠芯片116。层叠芯片116与烧制后的层叠部16对应。层叠片104的切断中能够使用例如压切刀、旋转刀等。
更详细而言,层叠片104在被保持部件C保持的状态下沿着切断线Lx、Ly被切断。由此,层叠片104被单片化,得到层叠芯片116。此时,保持部件C没有被切断,各层叠芯片116由保持部件C连接。
图11是表示步骤S03的工艺的层叠片104的截面图。此处,对使用具有压切刀B的切断装置将层叠片104切断的例子进行说明。
首先,如图11的(A)所示,使朝向Z轴方向下方的压切刀B配置在层叠片104的Z轴方向上方。
接着,如图11的(B)所示,直至压切刀B到达保持部件C为止,使压切刀B向Z轴方向下方移动,将层叠片104切断。此时,在保持部件C中,不使压切刀B贯通,使得保持部件C不被切断。
然后,如图11的(C)所示,使压切刀B向Z轴方向上方移动,从层叠片104拔出压切刀B。
由此,层叠片104被单片化为多个层叠芯片116。此时,保持部件C没有被切断,仍将各层叠芯片116连接着。由此,能够在以后的步骤中将多个层叠芯片116一并处理,制造效率提高。
图12是步骤S03中得到的层叠芯片116的立体图。在层叠芯片116中形成有电容形成部119和覆盖部120。在层叠芯片116中,内部电极112、113的端部在作为切断面的两侧面P、Q露出。在内部电极112、113之间形成有陶瓷层121。
图13是示例步骤S03刚刚之后的层叠芯片116的侧面P、Q的放大侧面图。
在图13所示的侧面P、Q,形成有内部电极112、113的端部向作为步骤S03中的压切刀B的压切方向的Z轴方向延展而成的延展部R。延展部R例如通过从压切刀B对作为切断面的侧面P、Q施加向Z轴方向下方的力,在内部电极112、113的端部产生向Z轴方向下侧的变形而形成。此时通过调整压切刀B的刀尖的角度和形状,能够控制延展部R的形状。更具体而言,通过增大刀尖的角度,能够使延展部R的Z轴方向的长度变长,通过使刀尖为凹凸的形状,能够使延展部R的Z轴方向的长度局部不同。
另外,延展部R的形成方法不限定于此,可以对切断后的侧面P、Q进行表面处理而形成,也可以通过给予含有构成内部电极112、113的贱金属材料的部件等的方法来形成。
延展部R在后述的步骤S05(烧制)中被氧化,成为接合部22。由此,能够确保层叠部16的侧面的绝缘性,在烧制后的内部电极12、13中不会发生短路。
3.4步骤S04:侧边缘部形成
在步骤S04中,通过在步骤S03中得到的层叠芯片116的露出内部电极112、113的侧面设置未烧制的侧边缘部117,制作图14所示的未烧制的陶瓷主体111。侧边缘部117由陶瓷片、陶瓷浆料形成。
在步骤S04中,在作为步骤S03中的层叠芯片116的切断面的两侧面P、Q设置侧边缘部117。因此,在步骤S04中,优选预先从保持部件C剥下层叠芯片116,使层叠芯片116的朝向旋转90度。
侧边缘部117能够通过例如将陶瓷片贴附于层叠芯片116的侧面P、Q而形成。此外,侧边缘部117也能够通过对层叠芯片116的侧面P、Q利用例如涂敷或浸渍等用陶瓷浆料进行涂敷而形成。
3.5步骤S05:烧制
在步骤S05中,通过使步骤S04中得到的未烧制的陶瓷主体111烧结而制作图1~3所示的层叠陶瓷电容器10的陶瓷主体11。即,通过步骤S05,层叠芯片116成为层叠部16,侧边缘部117成为侧边缘部17。
步骤S05中的烧制温度能够基于陶瓷主体111的烧结温度来决定。例如,在作为电介质陶瓷使用钛酸钡系材料的情况下,能够使烧制温度为1000~1300℃左右。此外,烧制能够在例如还原气氛下或低氧分压气氛下进行。
烧制时,因为层叠芯片116和侧边缘部117的烧结行为不同,所以从侧边缘部117对层叠芯片116的侧面P、Q施加应力。更详细而言,首先,由贱金属材料构成的内部电极112、113在几百℃开始烧结。伴随该烧结,内部电极112、113向Y轴方向的中央部收缩。另一方面,由烧结温度高的陶瓷构成的侧边缘部117和陶瓷层121在几百℃时是未烧结的状态,不收缩。由此,在层叠芯片116的侧面P、Q与侧边缘部117之间的接合界面,在Y轴方向上产生相互分离的方向的应力。
在本实施方式的烧制工序中,从陶瓷主体111的外部向内部电极112、113的Y轴方向的端部供氧。由此,在包含延展部R的内部电极112、113的端部生成包含构成内部电极112、113的贱金属材料的氧化物。因此,形成接合部22和电极氧化区域12a、13a。接合部22和电极氧化区域12a、13a在内部电极开始烧结的几百℃开始作为包含贱金属材料的氧化物生成。
由氧化物构成的接合部22和电极氧化区域12a、13a在几百℃的状态下,具有比未烧结的陶瓷层121和侧边缘部117高的强度。即,因为接合部22和电极氧化区域12a、13a对于应力具有高耐性,所以能够抑制该接合界面处的开裂和剥离的发生。
而且,在上述接合界面,电极氧化区域12a、13a在X轴方向上延伸,接合部22在Z轴方向上延伸地配置。通过使接合部22的Z轴方向的最大长度T2构成为烧制后的陶瓷层21的平均厚度T1的50%以上,能够充分确保具有高强度的氧化区域的面积,能够有效地抑制上述接合界面处的开裂和剥离的发生。
在烧制时的几百℃的状态下,氧化物化的贱金属材料与未烧结的陶瓷材料的接合强度高于未烧结的陶瓷材料彼此的接合强度。通过使接合部22的Z轴方向的最大长度T2构成为陶瓷层21的平均厚度T1的50%以上,能够将与未烧结的陶瓷材料的接合强度提高到可充分防止开裂和剥离的程度。
此外,在陶瓷层21的平均厚度T1为0.5μm以下这样的结构中,相对于层叠芯片116的陶瓷部分的厚度,内部电极112、113的厚度相对变大,烧制时施加的应力变大。在此情况下,通过设置接合部22,能够确保针对应力充分的耐性,能够有效地防止开裂和剥离的发生。
而且,为了在烧制工序中稳定地使接合部22和电极氧化区域12a、13a氧化,侧边缘部117、陶瓷层121等可以含有镁。在该结构中,侧边缘部117等中含有的镁在烧制时被供给至内部电极112、113的Y轴方向的端部。由此,在内部电极112、113的Y轴方向的端部,镍一边捕捉镁和氧一边形成接合部22和电极氧化区域12a、13a。因此,能够形成充分被氧化而绝缘性高的接合部22和电极氧化区域12a、13a。
3.6步骤S06:外部电极形成
在步骤S06中,通过在步骤S05中得到的陶瓷主体11形成外部电极14、15,制作图1~3所示的层叠陶瓷电容器10。在步骤S06中,例如在陶瓷主体11的X轴方向端面形成构成外部电极14、15的基底膜、中间膜和表面膜。
更详细而言,在步骤S06中,首先,以覆盖陶瓷主体11的X轴方向两端面的方式涂敷未烧制的电极材料。通过将涂敷的未烧制的电极材料例如在还原气氛下或低氧分压气氛下进行烘烤,在陶瓷主体11形成外部电极14、15的基底膜。
然后,在烘烤到陶瓷主体11的外部电极14、15的基底膜之上形成外部电极14、15的中间膜,进一步形成外部电极14、15的表面膜。外部电极14、15的中间膜和基底膜的形成能够使用例如电解电镀等镀敷处理。
另外,也可以将上述步骤S06中的处理的一部分在步骤S05之前执行。例如,可以在步骤S05之前对未烧制的陶瓷主体111的X轴方向两端面涂敷未烧制的电极材料。由此,在步骤S05中,能够同时进行未烧制的陶瓷主体111的烧制和电极材料的烘烤。
4.实施例和比较例
作为本实施方式的实施例和比较例,基于上述的制造方法制作了层叠陶瓷电容器10的样品。在该样品中,使X轴方向的尺寸为1mm,Y轴方向和Z轴方向的尺寸为0.5mm。
各样品中,在切断工序中通过压切刀的刀尖的前端角度来控制切断面的内部电极的延展状态。由此,作为实施例1~5,制作了具有接合部的样品各1000个,该接合部具有陶瓷层的平均厚度的50%以上的最大长度。此外,作为比较例1~5,制作了不具有上述接合部的样品各1000个。在各实施例和各比较例中,使陶瓷层的平均厚度变化,在实施例1和比较例1中为1.0μm,在实施例2和比较例2中为0.8μm,在实施例3和比较例3中为0.6μm,在实施例4和比较例4中为0.5μm,在实施例5和比较例5中为0.4μm。
在比较例的样品中,在侧边缘部的接合界面,形成在X轴方向上延伸的电极氧化区域,由氧化物构成的区域呈层状(线状)配置。另一方面,在实施例的样品中,在该接合界面形成有在X轴方向上延伸的电极氧化区域和在Z轴方向上延伸的接合部,由氧化物构成的区域在ZX面内扩展配置。
进行了对各样品的侧边缘部的剥离率的评价。在剥离率的评价中,通过目视,判定各样品的侧边缘部是否存在剥离,算出每1000个样品中的存在剥离的样品的数量作为各实施例和比较例的剥离率。将其结果表示在表1和图15中。另外,图15是表示剥离率的评价结果的图表,横轴表示陶瓷层的平均厚度,纵轴表示剥离率。在该图表中,黑圆点表示实施例的结果,空心圆表示比较例的结果。
[表1]
如表1和图15所示,在实施例1~5中,无论陶瓷层的平均厚度如何,剥离率都为0.3%。另一方面,在比较例1~5中,剥离率都为1%以上,与实施例1~5相比大幅提高。此外,随着陶瓷层的平均厚度变小,存在剥离率变高的趋势,陶瓷层的平均厚度成为0.5μm以下的比较例4、5中,剥离率为5%以上。从该结果可确认,本实施例的结构中,在陶瓷层的平均厚度为0.5μm以下的结构中,剥离的防止效果尤其高。
5.其他实施方式
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但本发明并不仅限定于上述实施方式,当然可进行各种变更。
接合部22的断片22a针对一层的内部电极既可以配置1个,也可以配置多个。此外,各断片22a可以配置在相对于Z轴方向倾斜地延伸的直线上。或者,各断片22a可以随机配置。
接合部22不限定于与相邻的内部电极12、13中的一者隔开间隔的结构,在具有充分的绝缘性的情况下,也可以与相邻的内部电极12、13这两者都连接。在此情况下,接合部22的最大长度T2可成为陶瓷层21的平均厚度T1的100%以上。
接合部22不限定于由多个断片22a构成的例子,也可以由1个断片构成。在此情况下,该断片的最大长度T2构成为陶瓷层21的平均厚度T1的50%以上。例如接合部22也可以由跨越多个内部电极12、13在Z轴方向上延伸的长的1个断片构成。
图16是表示另一个实施方式所涉及的层叠陶瓷电容器30的结构的图,是与图4对应的局部截面图。层叠陶瓷电容器30具有与上述实施方式不同的接合部32。另外,层叠陶瓷电容器30的接合部32以外的结构与上述实施方式同样,标注同一标记省略说明。
接合部32具有多个断片32a,各断片32a包含彼此相对的一对端部321、322。接合部32与相邻的内部电极12、13这两者都隔开间隔。换言之,各断片32a所包含的端部321、322这两者都与内部电极12、13隔开间隔地构成。即使这样的结构,如果多个断片32a中的至少一个断片32a的最大长度T2为陶瓷层21的平均厚度T1的50%以上,也能够防止侧边缘部17的剥离和接合界面的开裂的发生。
例如,在层叠陶瓷电容器10中,电容形成部19也可以在Z轴方向上分割为多个地设置。在此情况下,各电容形成部19中内部电极12、13沿着Z轴方向交替配置即可,在电容形成部19切换的部分,第一内部电极12或第二内部电极13可以连续地配置。

Claims (8)

1.一种层叠陶瓷电容器,其特征在于,包括:
层叠部,其具有在第一方向上层叠的多个陶瓷层和以贱金属材料为主要成分且配置在所述多个陶瓷层之间的多个内部电极;
侧边缘部,其以陶瓷为主要成分,从与所述第一方向正交的第二方向覆盖所述层叠部;和
接合部,其配置在所述层叠部与所述侧边缘部之间,该接合部的第一方向的最大尺寸为所述多个陶瓷层的所述第一方向的平均尺寸的50%以上,且由包含所述贱金属材料的氧化物构成。
2.如权利要求1所述的层叠陶瓷电容器,其特征在于:
所述接合部包含由所述氧化物构成的多个断片,
所述多个断片中的至少一个断片的所述第一方向的最大尺寸为所述多个陶瓷层的所述第一方向的平均尺寸的50%以上。
3.如权利要求1或2所述的层叠陶瓷电容器,其特征在于:
所述接合部与所述多个内部电极中相邻的内部电极的至少一者隔开间隔地配置。
4.如权利要求1~3中任一项所述的层叠陶瓷电容器,其特征在于:所述多个陶瓷层的所述第一方向的平均尺寸为0.5μm以下。
5.如权利要求1~4中任一项所述的层叠陶瓷电容器,其特征在于:所述贱金属材料为镍。
6.如权利要求1~5中任一项所述的层叠陶瓷电容器,其特征在于:所述氧化物包含镁。
7.如权利要求1~6中任一项所述的层叠陶瓷电容器,其特征在于:
所述内部电极包含形成于所述第二方向的端部且由所述氧化物构成的电极氧化区域。
8.一种层叠陶瓷电容器的制造方法,其特征在于:
准备层叠片,该层叠片具有:在第一方向上层叠的多个陶瓷片;和配置在所述多个陶瓷片之间且以贱金属材料为主要成分的多个内部电极,
通过将所述层叠片切断,制作具有侧面的层叠芯片,在所述侧面露出所述多个内部电极的端部,并且该侧面包含所述多个内部电极中的至少一个内部电极的端部向所述第一方向延展而成的延展部,
通过在所述层叠芯片的所述侧面设置侧边缘部,制作陶瓷主体,
通过对所述陶瓷主体进行烧制,并且使所述延展部氧化,形成接合部,该接合部的所述第一方向的最大尺寸为所述多个陶瓷片烧制而成的多个陶瓷层的所述第一方向的平均尺寸的50%以上。
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