CN110010346A - 层叠陶瓷电子部件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种耐湿性优异的层叠陶瓷电子部件，上述层叠陶瓷电子部件包括层叠体和侧边缘部。上述层叠体包括在第一方向上层叠的多个陶瓷层、配置于上述多个陶瓷层之间的多个内部电极、朝向上述第一方向的主面、朝向与上述第一方向正交的第二方向且露出有上述多个内部电极的侧面。上述侧边缘部具有配置于上述侧面上的侧面覆盖部、从上述侧面覆盖部延伸至上述主面上且孔隙率比上述侧面覆盖部低的带圆弧的端部。

Description

层叠陶瓷电子部件及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种后设置侧边缘部的层叠陶瓷电子部件及其制造方法。

背景技术

近年来，伴随电子设备的小型化和高性能化，对用于电子设备的层叠陶瓷电容器的小型化和大电容化的要求越来越高。为了满足这样的要求，有效的方法是扩大层叠陶瓷电容器的内部电极。为了扩大内部电极，需要使用于确保内部电极的周围的绝缘性的侧边缘部减薄。

另一方面，在一般的层叠陶瓷电容器的制造方法中，因各工序(例如，内部电极的图案化、层叠片的切断等)的精度，难以形成厚度均匀的侧边缘部。因此，在这样的层叠陶瓷电容器的制造方法中，使侧边缘部越薄，越难以确保内部电极的周围的绝缘性。

专利文献1中公开了一种后设置侧边缘部的技术。即，在该技术中，通过切断层叠片，可以制作内部电极露出于侧面的层叠体，在该层叠体的侧面设置有侧边缘部。由此，因为能够形成厚度均匀的侧边缘部，所以即使在侧边缘部薄的情况下，也能够确保内部电极周围的绝缘性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012－209539号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

在后设置了侧边缘部的层叠陶瓷电容器中，水分容易沿着层叠体的侧面与侧边缘部之间侵入。另外，使侧边缘部越薄，水分越容易在厚度方向上通过侧边缘部而到达层叠体的侧面。由此，在层叠陶瓷电容器中，难以确保在层叠体的侧面所露出的内部电极之间的绝缘性。

鉴于如上情况，本发明的目的在于提供一种耐湿性优异的层叠陶瓷电子部件及其制造方法。

用于解决问题的技术方案

为了实现上述目的，本发明的一方面提供了一种层叠陶瓷电子部件，其包括层叠体和侧边缘部。

上述层叠体具有：在第一方向上层叠的多个陶瓷层；配置于上述多个陶瓷层之间的多个内部电极；朝向上述第一方向的主面；朝向与上述第一方向正交的第二方向的、露出有上述多个内部电极的侧面。

上述侧边缘部具有：配置于上述侧面上的侧面覆盖部；从上述侧面覆盖部延伸至上述主面上的、孔隙率比上述侧面覆盖部的孔隙率低的带有圆弧的端部。

在该结构中，侧边缘部的端部延伸至层叠体的主面上，因此，侵入到层叠体与侧边缘部之间的水分到达层叠体的侧面中的配置有内部电极的区域的路径变长。由此，在层叠陶瓷电子部件中，能够得到高的耐湿性。

另外，在该侧边缘部，端部的孔隙率低，因此，水分难以侵入到端部的内部。因此，该侧边缘部的端部虽然带有圆角且比侧面覆盖部薄，但能够阻止水分的通过。由此，在层叠陶瓷电子部件中，能够得到更高的耐湿性。

上述端部的孔隙率可以为5％以下。

上述侧面覆盖部的厚度可以为10μm以上，上述侧面覆盖部的孔隙率可以为10％以下。

在这些结构中，能够进一步提高层叠陶瓷电子部件的耐湿性。

本发明的一个方面提供了一种层叠陶瓷电子部件的制造方法，制作层叠体，上述层叠体具有：在第一方向上层叠的多个陶瓷层；配置于上述多个陶瓷层之间的多个内部电极；朝向与上述第一方向正交的第二方向的、露出有上述述多个内部电极的侧面。

将陶瓷片配置于依据JISK6251的测定方法的杨氏模量为10kPa以上20MPa以下的基底部件上。

用上述层叠体的上述侧面冲压上述基底部件上的上述陶瓷片。

上述基底部件可以由有机硅类弹性体形成。

通过该结构，能够制造上述耐湿性优异的层叠陶瓷电子部件。

发明效果

本发明能够提供一种耐湿性优异的层叠陶瓷电子部件及其制造方法。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式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A－A'线的截面图。

图3是上述层叠陶瓷电容器的沿B－B'线的截面图。

图4是放大表示上述层叠陶瓷电容器的图3中的区域V1的局部截面图。

图5是表示上述层叠陶瓷电容器的制造方法的流程图。

图6是上述制造方法的在步骤S01中所制作的未烧制的层叠体的立体图。

图7是示意性表示上述制造方法的步骤S02的截面图。

图8是示意性表示上述制造方法的步骤S02的截面图。

图9是放大表示图8中的区域V2的局部截面图。

图10是示意性表示上述制造方法的步骤S02的截面图。

符号说明

10 层叠陶瓷电容器

11 陶瓷主体

12、13 内部电极

14、15 外部电极

16 层叠体

17 侧边缘部

17a 侧面覆盖部

17b 端部

17b1 弯曲部

17b2 延伸部

18 电容形成部

19 覆盖部

M 主面

S 侧面

R 棱部

E 基底部件

T 带。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

附图中表示出了适当地彼此正交的X轴、Y轴和Z轴。X轴、Y轴和Z轴在全部附图中是共通的。

1.层叠陶瓷电容器10的整体结构

图1～3是表示本发明的一个实施方式的层叠陶瓷电容器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的沿图1中的A－A'线的截面图。图3是层叠陶瓷电容器10的沿图1中的B－B'线的截面图。

层叠陶瓷电容器10包括陶瓷主体11、第一外部电极14和第二外部电极15。陶瓷主体11典型地构成为具有朝向Z轴方向的两个主面、朝向Y轴方向的两个侧面、朝向X轴方向的两个端面的六面体。

外部电极14、15覆盖陶瓷主体11的端面且隔着陶瓷主体11在X轴方向上相对。外部电极14、15从陶瓷主体11的端面延伸到主面和侧面。由此，在外部电极14、15中，与X－Z平面平行的截面和与X－Y平面平行的截面均为U字形。

此外，外部电极14、15的形状不限于图1所示的形状。例如，外部电极14、15可以从陶瓷主体11的端面仅延伸到一个主面，成为与X－Z平面平行的截面为L字形。另外，外部电极14、15也可以不向任一主面和侧面延伸。

外部电极14、15由电的良导体形成。作为形成外部电极14、15的电的良导体，例如，可举出以铜(Cu)、镍(Ni)、锡(Sn)、钯(Pd)、铂(Pt)、银(Ag)、金(Au)等为主成分的金属或合金等。

陶瓷主体11由电介质陶瓷形成，具有层叠体16和侧边缘部17。层叠体16具有朝向Z轴方向的两个主面M、朝向Y轴方向的两个侧面S。侧边缘部17分别覆盖层叠体16的两个侧面S。

层叠体16具有沿X－Y平面延伸的平板状的多个陶瓷层在Z轴方向上层叠的结构。层叠体16具有电容形成部18和覆盖部19。覆盖部19从Z轴方向上下覆盖电容形成部18，构成层叠体16的两个主面M。

电容形成部18具有配置于多个陶瓷层之间的、且沿X－Y平面延伸的片状的多个第一内部电极12和第二内部电极13。内部电极12、13在Z轴方向上交替地配置。即，内部电极12、13隔着陶瓷层在Z轴方向上相对。

内部电极12、13遍及电容形成部18的Y轴方向的全部宽度地形成，且露出于层叠体16的两侧面S。在陶瓷主体11中，通过覆盖层叠体16的两侧面S的侧边缘部17，可以确保层叠体16的两侧面S中的相邻的内部电极12、13间的绝缘性。

第一内部电极12仅引出到陶瓷主体11的一个端部，第二内部电极13仅引出到陶瓷主体11的另一个端部。由此，第一内部电极12仅与第一外部电极14连接，第二内部电极13仅与第二外部电极15连接。

通过这样的结构，在层叠陶瓷电容器10中，当在第一外部电极14与第二外部电极15之间施加电压时，第一内部电极12与第二内部电极13之间的多个陶瓷层被施加电压。由此，在层叠陶瓷电容器10中，能够蓄积与第一外部电极14与第二外部电极15之间的电压相应的电荷。

在陶瓷主体11中，因为增大了内部电极12、13间的各陶瓷层的电容，所以能够使用高介电常数的电介质陶瓷。作为高介电常数的电介质陶瓷，例如，能够举出以钛酸钡(BaTiO₃)为代表的包含钡(Ba)和钛(Ti)的钙钛矿结构的材料。

此外，陶瓷层也可以由钛酸锶(SrTiO₃)类、钛酸钙(CaTiO₃)类、钛酸镁(MgTiO₃)类、锆酸钙(CaZrO₃)类、钛锆酸钙(Ca(Zr，Ti)O₃)类、锆酸钡(BaZrO₃)类、氧化钛(TiO₂)类等构成。

内部电极12、13由电的良导体形成。作为形成内部电极12、13的电的良导体，典型的是能够举例镍(Ni)，此外也能够举例以铜(Cu)、钯(Pd)、铂(Pt)、银(Ag)、金(Au)等为主成分的金属或合金。

此外，本实施方式的层叠陶瓷电容器10包括层叠体16和侧边缘部17即可，可以对其它的结构进行适当地变更。例如，根据层叠陶瓷电容器10要求的尺寸或性能，能够适当地确定第一和第二内部电极12、13的个数。

2.侧边缘部17的详细结构

如图3所示，侧边缘部17具有配置于Z轴方向中央的侧面覆盖部17a、和配置于Z轴方向两端部的端部17b。侧面覆盖部17a构成为Y轴方向的厚度大致均匀的形成为平板状的平坦部。端部17b从侧面覆盖部17a向Z轴方向外侧延伸，从层叠体16的侧面S稍微扩展到主面M。

图4是放大表示图3中的一点划线包围的区域V1的层叠陶瓷电容器10的局部截面图。即，图4表示图3中的右上所示的侧边缘部17的端部17b附近。此外，在侧边缘部17中，其它的三个端部17b也与图4所示的端部17b同样地构成。

侧边缘部17的侧面覆盖部17a与端部17b的Z轴方向的边界，和电容形成部18与覆盖部19的边界对应。即，可以规定为端部17b是比内部电极12、13中的Z轴方向的最外层靠Z轴方向外侧的区域。图4所示的端部17b配置于Z轴方向最上部的第一内部电极12的Z轴方向上侧。

侧边缘部17的端部17b包含弯曲部17b1和延伸部17b2。弯曲部17b1在Z轴方向上从侧面覆盖部17a延伸至层叠体16的连接侧面S与主面M的棱部R。延伸部17b2与弯曲部17b1相连续地从层叠体16的棱部R沿层叠体16的主面M向Y轴方向内侧延伸。

这样，层叠体16的棱部R被侧边缘部17的端部17b覆盖而受到保护。因此，在陶瓷主体11中，来自外部的冲击不会直接被施加到层叠体16的棱部R。因此，在陶瓷主体11中，能够防止以层叠体16的棱部R为起点的裂纹等损伤的产生。

另外，侧边缘部17的弯曲部17b1带有圆弧。即，弯曲部17b1的外表面呈凸状地弯曲。因此，难以对由侧边缘部17的端部17b构成的陶瓷主体11的棱部局部地施加外力。因此，在层叠陶瓷电容器10中，能够得到高的耐冲击性。

并且，在侧边缘部17，端部17b的孔隙P的分布量比侧面覆盖部17a少。即，在侧边缘部17，端部17b的孔隙率比侧面覆盖部17a的孔隙率低。在此，可以规定孔隙率为对侧边缘部17的截面进行拍摄的图像中的孔隙P的面积的比例。

侧面覆盖部17a的孔隙率能够在从与端部17b的边界起在Z轴方向上处于规定的范围内的区域求得。例如，可以将侧面覆盖部17a的规定的范围设为在与端部17b的边界的Y轴方向上的尺寸的3倍。端部17b的孔隙率能够在端部17b的整个区域中求得。

由此，水分难以侵入到端部17b的内部。因此，虽然端部17b的厚度随着远离侧面覆盖部17a而变小，但是能够阻止水分在Y轴方向上通过。由此，在层叠陶瓷电容器10中，能够得到高的耐湿性。

在侧边缘部17，优选端部17b的孔隙率为5％以下。另外，进一步优选侧面覆盖部17a的Y轴方向的厚度为10μm以上、且侧面覆盖部17a的孔隙率为10％以下。由此，层叠陶瓷电容器10的耐湿性得到进一步提高。

另外，在侧边缘部17，端部17b从层叠体16的侧面S至主面M不间断(无缝地)延伸。即，侵入到层叠体16与侧边缘部17之间的水分到达电容形成部18的路径延长了与延伸部17b2相应的量，而且，在层叠体16的棱部R发生弯曲。

由此，在层叠陶瓷电容器10中，水分难以到达电容形成部18。在侧边缘部17，为了有效地得到这样的使水分的侵入路径延长的作用，优选的是，与层叠体16的侧面S相比，延伸部17b2向Y轴方向内侧的延伸量为5μm以上。

这样，在层叠陶瓷电容器10中，通过侧边缘部17的端部17b的作用，能够抑制水分向层叠体16的侧面S中的配置有电容形成部18的区域的侵入。因此，在层叠陶瓷电容器10中，能够得到高的耐湿性。

3.层叠陶瓷电容器10的制造方法

图5是表示层叠陶瓷电容器10的制造方法的流程图。图6～图10是示意性表示层叠陶瓷电容器10的制造过程的图。下面，参照图5并适当地参照图6～图10对层叠陶瓷电容器10的制造方法进行说明。

3.1步骤S01：层叠体的制作

在步骤S01中，制作图6所示的未烧制的层叠体16。层叠体16由适当地图案化有内部电极12、13的多个未烧制的电介质生片层叠而构成。由此，在层叠体16中形成有未烧制的电容形成部18和覆盖部19。

3.2步骤S02：侧边缘部的形成

在步骤S02中，通过在步骤S01中所制作的层叠体16的侧面S设置未烧制的侧边缘部17，制作未烧制的陶瓷主体11。下面，在步骤S02中，对在层叠体16的侧面S设置未烧制的侧边缘部17的方法的一例进行说明。

首先，如图7所示，在平板状的基底部件E上配置陶瓷片17s，使用带T保持着一个侧面S的层叠体16的另一个侧面S与陶瓷片17s相对。基底部件E例如包含有机硅类弹性体等的杨氏模量低且柔软的材料而形成。

陶瓷片17s构成为用于形成未烧制的侧边缘部17的大片的电介质生片。陶瓷片17s例如通过使用辊涂机或刮刀等，能够形成为厚度均匀的平坦的片。

接着，如图8所示，在层叠体16的侧面S按压陶瓷片17s。层叠体16与陶瓷片17s一同局部地深深地陷入杨氏模量低的基底部件E。由此，陶瓷片17s的与层叠体16一同陷入的部分作为侧边缘部17而被切断。

图9是放大表示图8中的一点划线包围的区域V2的局部截面图。侧边缘部17的侧面覆盖部17a被层叠体16的侧面S和基底部件E夹着，承受在Y轴方向上大致均匀的按压力。因此，在侧面覆盖部17a，可以保持陶瓷片17s的平坦的形状。

另一方面，侧边缘部17的端部17b由于来自其周围的基底部件E的按压力，角部被破坏而形成圆弧。由此，能够形成弯曲部17b1。另外，端部17b在从陶瓷片17s被切断时，沿层叠体16的主面M延伸。由此，可以形成延伸部17b2。

这样，在步骤S02中，对弯曲部17b1和延伸部17b2进行塑性加工。弯曲部17b1和延伸部17b2的空隙在塑性变形的过程中逐渐消失，从而能够促进致密化(密实化)。因此，构成端部17b的弯曲部17b1和延伸部17b2的致密性比侧面覆盖部17a高。

基底部件E的杨氏模量优选10kPa以上20MPa以下，进一步优选10kPa以上1MPa以下。由此，可以抑制沿层叠体16的棱部R对陶瓷片17s施加的剪切力，能够较好地形成弯曲部17b1和延伸部17b2。

而且，如图10所示，当使层叠体16以从基底部件E离开的方式向Y轴方向上方移动时，仅贴附在层叠体16的侧面S的侧边缘部17与基底部件E分离。由此，可以在层叠体16的一个侧面S形成侧边缘部17。

接着，通过将层叠体16转印到与图10所示的带T不同的带，使层叠体16的侧面S的Y轴方向的朝向反转。而且，在没有形成侧边缘部17的层叠体16的相反侧的侧面S也以与上述同样的要领形成侧边缘部17。由此，能够得到未烧制的陶瓷主体11。

此外，形成侧边缘部17的方法只要能够形成包含弯曲部17b1和延伸部17b2的端部17b即可，不限于上述方法。例如，也可以是，采用任意公知的方法对形成于层叠体16的侧面S的侧边缘部17进行事后的塑性加工，由此来形成弯曲部17b1和延伸部17b2。

3.3步骤S03：烧制

在步骤S03中，通过对步骤S02中所得到的未烧制的陶瓷主体11进行烧制，制作图1～3所示的层叠陶瓷电容器10的陶瓷主体11。在陶瓷主体11的侧边缘部17，致密性高的端部17b的孔隙率变得比侧面覆盖部17a的孔隙率低。

步骤S03中的烧制温度能够基于陶瓷主体11的烧结温度而确定。例如，在使用钛酸钡(BaTiO₃)类材料的情况下，能够将烧制温度设为1000～1300℃左右。另外，烧制例如能够在还原性气氛中或低氧分压气氛中进行。

3.4步骤S04：外部电极的形成

在步骤S04中，通过在步骤S03中所得到的陶瓷主体11的X轴方向两端部形成外部电极14、15，制作图1～3所示的层叠陶瓷电容器10。步骤S04中的外部电极14、15的形成方法可以从公知方法中任意选择。

如上所述，完成层叠陶瓷电容器10。在该制造方法中，在内部电极12、13露出的层叠体16的侧面S后设置了侧边缘部17，因此，陶瓷主体11中的多个内部电极12、13的端部的Y轴方向上的位置以0.5μm以内的偏差沿Z轴方向对齐。

4.其它的实施方式

如上所述，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式，当然，也可以进行各种变形。

例如，在上述实施方式中，作为层叠陶瓷电子部件的一例对层叠陶瓷电容器10进行了说明，但本发明也可以普遍地应用于层叠陶瓷电子部件。作为这种层叠陶瓷电子部件，例如，可举例出片式压敏电阻器、片式热敏电阻器、层叠电感器等。

Claims (5)

1.一种层叠陶瓷电子部件，其包括：

层叠体，其具有：在第一方向上层叠的多个陶瓷层；配置于所述多个陶瓷层之间的多个内部电极；朝向所述第一方向的主面；朝向与所述第一方向正交的第二方向的、露出有所述多个内部电极的侧面；和

侧边缘部，其具有：配置于所述侧面上的侧面覆盖部；从所述侧面覆盖部延伸至所述主面上的、孔隙率比所述侧面覆盖部的孔隙率低的带有圆弧的端部。

2.如权利要求1所述的层叠陶瓷电子部件，其特征在于：

所述端部的孔隙率为5％以下。

3.如权利要求1或2所述的层叠陶瓷电子部件，其特征在于：

所述侧面覆盖部的厚度为10μm以上，

所述侧面覆盖部的孔隙率为10％以下。

4.一种层叠陶瓷电子部件的制造方法，其特征在于，包括：

制作层叠体的步骤，所述层叠体具有：在第一方向上层叠的多个陶瓷层；配置于所述多个陶瓷层之间的多个内部电极；朝向与所述第一方向正交的第二方向的、露出有所述多个内部电极的侧面；

将陶瓷片配置于杨氏模量为10kPa以上20MPa以下的基底部件上，

用所述层叠体的所述侧面冲压所述基底部件上的所述陶瓷片。

5.如权利要求4所述的层叠陶瓷电子部件的制造方法，其特征在于：

所述基底部件包含有机硅类弹性体。