CN110634675A - 电子部件以及电子部件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电子部件以及电子部件的制造方法，即使在对外部电极施加了弯曲应力的情况下也不易产生裂缝且能够抑制水分的侵入。电子部件具备层叠体和设置在层叠体的端面的外部电极(14b)。外部电极(14b)包含：Ni层(41)，设置在端面；Ni‑Sn合金层(42)，设置在Ni层(41)上；以及树脂层(43)，设置在Ni‑Sn合金层(42)上，含有包含Sn粒子的金属粒子(50)。通过设置有Ni层(41)和Ni‑Sn合金层(42)，从而能够抑制从外部电极(14b)向层叠体的内部的水分的侵入，通过设置有树脂层(43)，从而在对外部电极(14b)施加了弯曲应力的情况下，能够抑制裂缝的产生。
Description
技术领域
本发明涉及在层叠体的表面具备外部电极的电子部件以及这样的电子部件的制造方法。
背景技术
已知有像层叠陶瓷电容器等那样在层叠体的表面具备外部电极的电子部件。在将这样的电子部件安装于基板的状态下，若对基板施加由挠曲等造成的弯曲应力，则有时在外部电极产生裂缝。在该情况下，有可能从产生了裂缝的部分侵入水分而使绝缘电阻值下降，设置在层叠体的内部的内部电极短路。
在专利文献1记载了通过使用包含金属粒子的树脂形成外部电极而使对弯曲应力的耐性提高的电子部件。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-182883号公报
然而，树脂容易使水分透过，因此若使用树脂形成外部电极，则有可能水分从外部电极向内部侵入，绝缘电阻值下降。
发明内容
发明要解决的课题
本发明用于解决上述课题，其目的在于，提供一种即使在对外部电极施加了弯曲应力的情况下也不易产生裂缝且能够抑制水分的侵入的电子部件、以及这样的电子部件的制造方法。
用于解决课题的技术方案
本发明的电子部件的特征在于，具备：层叠体；以及外部电极，设置在所述层叠体的端面，所述外部电极包含：Ni层，设置在所述端面；Ni-Sn合金层，设置在所述Ni层上；以及树脂层，设置在所述Ni-Sn合金层上，含有包含Sn粒子的金属粒子。
在所述金属粒子中，除了所述Sn粒子以外，也可以还包含Ag粒子、Cu粒子、以及Ni粒子中的至少一种。
也可，所述层叠体具备含有Ni的内部电极，所述内部电极被引出到设置有所述外部电极的所述端面，并与所述外部电极连接，所述Ni层和所述内部电极被烧结。
所述金属粒子可以构成为具有扁平形状以及球形状中的至少一种形状。
根据本发明的电子部件的制造方法是具备交替地层叠有多个电介质层和内部电极且所述内部电极被引出到两端面的层叠体的电子部件的制造方法，其特征在于，具备：准备在烧成后成为所述层叠体的未烧成层叠体的工序；在所述未烧成层叠体的所述两端面涂敷含有Ni的导电膏的工序；通过将所述含有Ni的导电膏和所述未烧成层叠体一体烧成，从而得到在端面形成了Ni层的所述层叠体的工序；在所述Ni层上涂敷含有包含Sn粒子的金属粒子的树脂膏的工序；以及对涂敷了所述树脂膏的所述层叠体实施热处理，在所述Ni层上形成Ni-Sn合金层，且在所述Ni-Sn合金层上形成包含所述金属粒子的树脂层的工序。
进行所述热处理时的温度可以为400℃以上且600℃以下。
发明效果
本发明的电子部件构成为，外部电极包含：设置在层叠体的端面的Ni层；设置在Ni层上的Ni-Sn合金层；以及设置在Ni-Sn合金层上并含有包含Sn粒子的金属粒子的树脂层。通过设置有Ni层和Ni-Sn合金层，从而能够抑制从外部电极向层叠体的内部的水分的侵入，通过设置有树脂层，从而在对外部电极施加了弯曲应力的情况下，能够抑制裂缝的产生。
附图说明
图1是一个实施方式中的层叠陶瓷电容器的立体图。
图2是图1所示的层叠陶瓷电容器的沿着II-II线的剖视图。
图3是图1所示的层叠陶瓷电容器的沿着III-III线的剖视图。
图4是示出第二外部电极的详细的结构的剖视图。
附图标记说明
10：层叠陶瓷电容器，11：层叠体，12：电介质层，13a：第一内部电极，13b：第二内部电极，14a：第一外部电极，14b：第二外部电极，15a：第一端面，15b：第二端面，16a：第一主面，16b：第二主面，17a：第一侧面，17b：第二侧面，41：Ni层，42：Ni-Sn合金层，43：树脂层，44：镀覆层，50：金属粒子，121：外层电介质层，122：内层电介质层。
具体实施方式
以下示出本发明的实施方式，并具体说明作为本发明的特征之处。
在以下的说明中，作为电子部件的一个例子列举层叠陶瓷电容器而进行说明。但是，本发明的电子部件并不限定于层叠陶瓷电容器。
图1是一个实施方式中的层叠陶瓷电容器10的立体图。图2是图1所示的层叠陶瓷电容器10的沿着II-II线的剖视图。图3是图1所示的层叠陶瓷电容器10的沿着III-III线的剖视图。
如图1～图3所示，层叠陶瓷电容器10作为整体是具有长方体形状的电子部件，具有层叠体11和一对外部电极14(14a、14b)。一对外部电极14(14a、14b)如图1所示配置为对置。
在此，将一对外部电极14对置的方向定义为层叠陶瓷电容器10的长度方向L，将后述的内部电极13(13a、13b)的层叠方向定义为厚度方向T，将与长度方向L以及厚度方向T中的任一方向均正交的方向定义为宽度方向W。
层叠体11具有：在长度方向L上相对的第一端面15a以及第二端面15b；在厚度方向T上相对的第一主面16a以及第二主面16b；和在宽度方向W上相对的第一侧面17a以及第二侧面17b。
在第一端面15a设置有第一外部电极14a，在第二端面15b设置有第二外部电极14b。关于第一外部电极14a以及第二外部电极14b的详细的结构将后述。
层叠体11的长度方向L的尺寸例如为0.4mm以上且3.2mm以下，宽度方向W的尺寸例如为0.2mm以上且2.5mm以下，厚度方向T的尺寸例如为0.2mm以上且2.5mm以下。长度方向L的尺寸与宽度方向W的尺寸相比，可以长，也可以短。层叠体11的尺寸能够用千分尺或光学显微镜进行测定。
层叠体11优选在角部以及棱线部带有圆角。在此，角部是层叠体11的三个面相交的部分，棱线部是层叠体11的两个面相交的部分。
如图2以及图3所示，层叠体11具备电介质层12、第一内部电极13a以及第二内部电极13b。
电介质层12包含：位于层叠体11的厚度方向外侧的外层电介质层121；以及位于第一内部电极13a与第二内部电极13b之间的内层电介质层122。外层电介质层121的厚度例如为20μm以上。此外，内层电介质层122的厚度例如为0.5μm以上且2.0μm以下。
第一内部电极13a被引出到层叠体11的第一端面15a。此外，第二内部电极13b被引出到层叠体11的第二端面15b。第一内部电极13a和第二内部电极13b在厚度方向T上隔着内层电介质层122交替地配置。
第一内部电极13a具备：作为与第二内部电极13b对置的部分的对置电极部；以及作为从对置电极部引出至层叠体11的第一端面15a的部分的引出电极部。此外，第二内部电极13b具备：作为与第一内部电极13a对置的部分的对置电极部；以及作为从对置电极部引出至层叠体11的第二端面15b的部分的引出电极部。
通过第一内部电极13a的对置电极部和第二内部电极13b的对置电极部隔着内层电介质层122对置，从而形成电容，由此，作为电容器发挥功能。
第一内部电极13a以及第二内部电极13b例如含有Ni、Cu、Ag、Pd、以及Au等金属、Ag和Pd的合金等。优选地，第一内部电极13a以及第二内部电极13b含有Ni。第一内部电极13a以及第二内部电极13b也可以进一步包含与电介质层12中包含的陶瓷为同一组成系的电介质粒子。
第一内部电极13a以及第二内部电极13b的厚度优选为0.5μm以上且2.0μm以下。
第一外部电极14a形成在层叠体11的第一端面15a的整体，并且形成为从第一端面15a迂回到第一主面16a、第二主面16b、第一侧面17a、以及第二侧面17b。第一外部电极14a与第一内部电极13a电连接。
第二外部电极14b形成在层叠体11的第二端面15b的整体，并且形成为从第二端面15b迂回到第一主面16a、第二主面16b、第一侧面17a、以及第二侧面17b。第二外部电极14b与第二内部电极13b电连接。
图4是示出第二外部电极14b的详细的结构的剖视图。以下，虽然对第二外部电极14b的结构进行说明，但是关于第一外部电极14a的结构也是同样的。
第二外部电极14b具备Ni层41、Ni-Sn合金层42、树脂层43、以及镀覆层44。
由Ni构成的Ni层41设置在层叠体11的第二端面15b。在本实施方式中，Ni层41不迂回到第一主面16a、第二主面16b、第一侧面17a、以及第二侧面17b，仅设置在第二端面15b。
Ni层41的厚度例如优选为2μm以上且10μm以下。若Ni层41的厚度不足2μm，则抑制从外部向内部的水分的侵入的效果变低。此外，若Ni层41的厚度超过10μm，则外部电极整体的厚度变厚，层叠陶瓷电容器10的尺寸变大。
Ni层41与第二内部电极13b一体烧结。虽然省略图示，但是设置在第一外部电极14a侧的Ni层与第一内部电极13a一体烧结。通过Ni层41与第二内部电极13b一体烧结，从而Ni层41与第二内部电极13b的密接性变高，能够抑制在层叠体11与Ni层41的界面产生脆弱部位。
Ni-Sn合金层42是由Ni和Sn的合金构成的层，设置在Ni层41上。在本实施方式中，与Ni层41同样地，Ni-Sn合金层42设置为不迂回到第一主面16a、第二主面16b、第一侧面17a、以及第二侧面17b。通过在Ni层41上设置有Ni-Sn合金层，从而能够更有效地抑制从外部向内部的水分的侵入，能够抑制绝缘电阻的下降。
Ni-Sn合金层42的厚度优选为1μm以上且5μm以下。若Ni-Sn合金层42的厚度不足1μm，则抑制从外部向内部的水分的侵入的效果变低。此外，若Ni-Sn合金层42的厚度超过5μm，则外部电极整体的厚度变厚，层叠陶瓷电容器10的尺寸变大。
树脂层43设置在Ni-Sn合金层42上，含有包含Sn粒子的金属粒子50。树脂层43不仅设置在Ni-Sn合金层42上，还设置为迂回到第一主面16a、第二主面16b、第一侧面17a、以及第二侧面17b。
树脂层43中包含的金属粒子50可以只是Sn粒子，也可以除Sn粒子以外还包含Ag粒子、Cu粒子、以及Ni粒子中的至少一种。通过作为树脂层43中包含的金属粒子50，除Sn粒子以外还包含Ag粒子、Cu粒子、以及Ni粒子中的至少一种，从而与只包含Sn粒子的结构相比，能够降低等效串联电阻。
树脂层43中包含的金属粒子50具有扁平形状以及球形状中的至少一种形状。即，在树脂层43中，可以只包含扁平形状的金属粒子50，也可以只包含球形状的金属粒子50，还可以包含这两者。球形状不仅包含正球形，还包括接近球形的形状。
通过在树脂层43包含扁平形状的金属粒子50，从而导电性提高。此外，通过在树脂层43包含球形状的金属粒子50，从而能够做成为在对层叠陶瓷电容器10施加了弯曲应力时不易在外部电极14产生裂缝的构造。因此，优选在树脂层43中包含扁平形状的金属粒子50和球形状的金属粒子50。
作为树脂层43中包含的树脂，例如能够使用环氧树脂等热固化性树脂。
例如，在层叠陶瓷电容器10为1005尺寸(长度方向L：1.0mm，宽度方向W：0.5mm)的情况下，树脂层43的厚度为20μm以上且30μm以下。树脂层43形成为迂回到层叠体11的第一主面16a、第二主面16b、第一侧面17a、以及第二侧面17b。
金属粒子50的粒径例如为1μm以上且10μm以下。在金属粒子不是球形状的情况下的粒径是球相当直径。金属粒子相对于树脂层43的含有率优选为40体积％以上。通过使金属粒子的含有率为40体积％以上，从而能够确保树脂层43的良好的导电性。
镀覆层44设置在树脂层43上。在镀覆层44例如包含Cu、Ni、Ag、Pd、Ag和Pd的合金、以及Au等中的至少一种。
镀覆层44可以是一层，也可以是多层。但是，镀覆层44优选为Ni镀覆层和Sn镀覆层的两层构造。Ni镀覆层发挥防止树脂层43等被安装层叠陶瓷电容器10时的焊料侵蚀的功能。此外，Sn镀覆层发挥使安装层叠陶瓷电容器10时的焊料的湿润性提高的功能。
镀覆层44的每一层的厚度例如优选为2μm以上且8μm以下。
(层叠陶瓷电容器的制造方法)
首先，准备将粘合剂和有机溶剂调配并分散于电介质陶瓷粉末中的陶瓷浆料，在树脂膜上涂敷陶瓷浆料，由此制作陶瓷生片。
接下来，准备内部电极用导电性膏，在陶瓷生片印刷内部电极用导电性膏，由此形成内部电极图案。在内部电极用导电性膏例如包含Ni粉、有机溶剂、粘合剂等。内部电极用导电性膏的印刷例如能够使用丝网印刷、凹版印刷等印刷方法。
接下来，将给定片数的未形成内部电极图案的陶瓷生片层叠，并在其上依次层叠形成了内部电极图案的陶瓷生片，进一步在其上层叠给定片数的未形成内部电极图案的陶瓷生片，从而制作母层叠体。
接下来，通过刚体压制、等静压压制等方法对母层叠体进行压制。
接下来，通过切断、划片、激光等的切断方法将被压制的母层叠体切割成给定的尺寸。然后，通过滚筒研磨等在角部以及棱线部形成圆角。通过上述的工序，得到未烧成层叠体。在该未烧成层叠体中，在两端面露出了内部电极图案。
接下来，在工作台涂敷含有Ni的导电膏，形成含有Ni的导电膏层。然后，将内部电极图案露出在两端面的未烧成层叠体的一端面浸渍于含有Ni的导电膏层，用含有Ni的导电膏覆盖一端面。此时，也可以使用弹性体保持未烧成层叠体的侧面，并使得一端面浸渍于含有Ni的导电膏层，还可以将未烧成层叠体的另一端面经由粘着剂与未图示的保持构件粘接而保持，并使得一端面浸渍于含有Ni的导电膏层。另外，含有Ni的导电膏也可以包含玻璃。
另外，形成在工作台上的含有Ni的导电膏层的厚度优选为未烧成层叠体的棱线部的R量以下。如果含有Ni的导电膏层的厚度为未烧成层叠体的棱线部的R量以下，则在将未烧成层叠体的端面浸渍于含有Ni的导电膏层时，能够几乎仅在端面涂敷含有Ni的导电膏。
通过同样的方法，在未烧成层叠体的另一端面也涂敷含有Ni的导电膏。
另外，在未烧成层叠体的端面涂敷含有Ni的导电膏的方法并不限定于上述的方法，也可以使用丝网印刷等其它方法。
接下来，通过进行干燥，从而除去含有Ni的导电膏中包含的有机溶剂。例如，在80℃以上且150℃以下的高温氛围气中进行干燥。但是，对干燥方法没有特别限制，例如，可以吹送热风，也可以使用远红外线进行干燥。
接下来，将涂敷了含有Ni的导电膏的未烧成层叠体例如以1000℃以上且1200℃以下的温度进行烧成。在本实施方式中，通过将未烧成层叠体和含有Ni的导电膏同时进行烧成的所谓的共烧，得到被烧成的层叠体和Ni层。通过将未烧成层叠体和含有Ni的导电膏进行一体烧成，从而在烧成后得到的层叠体与Ni层的密接性变高，能够抑制在层叠体与Ni层的界面形成脆弱部位。
此外，通过作为内部电极用导电性膏中包含的金属粉而使用Ni粉，从而能够进一步提高在烧成后得到的内部电极与Ni层的结合力。
此外，含有Ni的导电膏仅涂敷在端面，因此在烧成时在层叠体不产生由于在Ni层的形成过程中收缩而造成的紧固，能够抑制由收缩造成的层叠体的裂缝的产生。
此外，在为了提高生产率而一次对大量的未烧成层叠体进行烧成的情况下，若在侧面、主面涂敷有含有Ni的导电膏，则有可能经由含有Ni的导电膏而附着于其它未烧成层叠体。然而，在本实施方式中，在侧面以及主面并未涂敷含有Ni的导电膏，因此能够抑制向其它未烧成层叠体的附着，生产率提高。
接下来，将在环氧树脂混合了金属粒子的树脂膏涂敷到工作台，形成树脂膏层。在金属粒子至少包含Sn粒子。树脂膏层的厚度优选比形成在工作台的含有Ni的导电膏层的厚度厚。
然后，将设置在层叠体的端面的Ni层浸渍于树脂膏层。向树脂膏层的浸渍能够通过与上述的向含有Ni的导电膏层的浸渍相同的方法进行。
在将设置在层叠体的两端面的Ni层浸渍于树脂膏层之后，以100℃以上且200℃以下的温度使树脂膏热固化，进而以400℃以上且600℃以下的温度进行热处理。通过热处理，树脂膏中包含的Sn粒子和Ni层中包含的Ni进行反应，在烧结后的Ni层上形成Ni-Sn合金层。此外，在Ni-Sn合金层上形成包含金属粒子的树脂层。
接下来，在树脂层上形成镀覆层。例如，在树脂层上形成Ni镀覆层，在Ni镀覆层上形成Sn镀覆层。镀覆层例如能够通过电解镀覆来形成。
通过上述的工序，可制作在交替地层叠有多个电介质层和内部电极的层叠体的两端面形成了包含Ni层、Ni-Sn合金层、含有包含Sn粒子的金属粒子的树脂层、以及镀覆层的外部电极的层叠陶瓷电容器。
本发明并不限定于上述实施方式，能够在本发明的范围内施加各种应用、变形。
例如，虽然在上述的实施方式中设为外部电极具备镀覆层而进行了说明，但是也可以设为不设置镀覆层的结构。
作为电子部件的层叠陶瓷电容器10的制造方法并不限定于上述的方法。在上述的实施方式中，说明为：在形成外部电极时，在Ni层上涂敷了含有包含Sn粒子的金属粒子的树脂膏之后，通过进行热处理，从而同时形成Ni-Sn合金层和树脂层。但是，也可以按层叠顺序依次形成Ni层、Ni-Sn合金层、以及树脂层。
Claims (6)
1.一种电子部件，其特征在于，具备：
层叠体；以及
外部电极，设置在所述层叠体的端面，
所述外部电极包含：
Ni层，设置在所述端面；
Ni-Sn合金层，设置在所述Ni层上；以及
树脂层，设置在所述Ni-Sn合金层上，含有包含Sn粒子的金属粒子。
2.根据权利要求1所述的电子部件，其特征在于，
在所述金属粒子中，除了所述Sn粒子以外，还包含Ag粒子、Cu粒子、以及Ni粒子中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的电子部件，其特征在于，
所述层叠体具备含有Ni的内部电极，
所述内部电极被引出到设置有所述外部电极的所述端面，并与所述外部电极连接，
所述Ni层和所述内部电极被烧结。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的电子部件，其特征在于，
所述金属粒子具有扁平形状以及球形状中的至少一种形状。
5.一种电子部件的制造方法，是具备交替地层叠有多个电介质层和内部电极且所述内部电极被引出到两端面的层叠体的电子部件的制造方法，其特征在于，具备：
准备在烧成后成为所述层叠体的未烧成层叠体的工序；
在所述未烧成层叠体的所述两端面涂敷含有Ni的导电膏的工序；
通过将所述含有Ni的导电膏和所述未烧成层叠体一体烧成，从而得到在端面形成了Ni层的所述层叠体的工序；
在所述Ni层上涂敷含有包含Sn粒子的金属粒子的树脂膏的工序；以及
对涂敷了所述树脂膏的所述层叠体实施热处理，在所述Ni层上形成Ni-Sn合金层，且在所述Ni-Sn合金层上形成包含所述金属粒子的树脂层的工序。
6.根据权利要求5所述的电子部件的制造方法，其特征在于，
进行所述热处理时的温度为400℃以上且600℃以下。
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