CN118120038A - 电子部件 - Google Patents

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Abstract

提供得到电压施加时的高可靠性的电子部件。在本发明的电子部件(1)的内部电极层(12)的引出部(12b)中的比从端面起的长度方向距离的5％以上且20％以下或者10μm以上且50μm以下的位置靠端面侧的端部区域，在与电介质层(11)的界面设置有第一固溶层(21)，该第一固溶层(21)在作为内部电极层(12)的主成分的第一金属成分固溶有与该第一金属成分不同的第二金属成分，在对置部(12a)中的长度方向及宽度方向的中央区域，在与电介质层(11)的界面设置有第二固溶层(22)，该第二固溶层(22)在第一金属成分以比第一固溶层(21)高的浓度固溶有第二金属成分。

Description

电子部件
技术领域
本发明涉及电子部件。
背景技术
例如作为层叠陶瓷电容器的电子部件具备：层叠体，相互交替地层叠有多个电介质层和多个内部电极层；以及两个外部电极，其分别配置于层叠体中的设置在长度方向的两侧的两个端面(参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2019-09222号公报
发明内容
发明要解决的问题
这样的电子部件要求电压施加时的高可靠性。本发明的目的在于，提供一种得到电压施加时的高可靠性的电子部件。
用于解决问题的手段
为了解决上述问题，本发明提供一种电子部件，具备：层叠体，相互交替地层叠有多个电介质层和多个内部电极层；以及两个外部电极，其分别配置于所述层叠体中的设置在长度方向的两侧的两个端面，在所述内部电极层中，第一内部电极层与第二内部电极层相互交替地配置，所述第一内部电极层具有与在层叠方向上相邻的其他的内部电极层对置的对置部以及从该对置部向一个所述端面延伸而与配置在该一个所述端面的所述外部电极连接的引出部，所述第二内部电极层具有所述对置部以及从该对置部向另一个所述端面延伸而与配置在该另一个所述端面的所述外部电极连接的引出部，在所述引出部中的比从所述端面起的长度方向距离的5％以上且20％以下或者10μm以上且50μm以下的位置靠所述端面侧的端部区域，在与所述电介质层的界面设置有第一固溶层，该第一固溶层在作为所述内部电极层的主成分的第一金属成分固溶有与该第一金属成分不同的第二金属成分，在所述对置部中的所述长度方向及宽度方向的中央区域，在与所述电介质层的界面设置有第二固溶层，该第二固溶层在所述第一金属成分以比所述第一固溶层高的浓度固溶有所述第二金属成分。
发明效果
根据本发明，能够提供得到电压施加时的高可靠性的电子部件。
附图说明
图1是实施方式的层叠陶瓷电容器1的概要立体图。
图2是沿着图1的层叠陶瓷电容器1的II-II线的剖视图。
图3是沿着图1的层叠陶瓷电容器1的III-III线的剖视图。
图4是说明层叠陶瓷电容器1的制造方法的一例的流程图。
图5是说明层叠陶瓷电容器1的制造方法中的制作层叠片103为止的工序的图。
图6是说明层叠陶瓷电容器1的制造方法中的层叠工序的图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式的层叠陶瓷电容器1进行说明。图1是实施方式的层叠陶瓷电容器1的概要立体图。图2是沿着图1的层叠陶瓷电容器1的II-II线的剖视图。图3是沿着图1的层叠陶瓷电容器1的III-III线的剖视图。
层叠陶瓷电容器1具备层叠体2和设置在层叠体2的两端的一对外部电极3。层叠体2包括相互交替地层叠有电介质层11和内部电极层12的内层部10。
在以下的说明中，作为表示层叠陶瓷电容器1的方向的用语，将在层叠陶瓷电容器1中设置有一对外部电极3的方向设为长度方向L。将电介质层11与内部电极层12层叠的方向设为层叠方向T。将与长度方向L及层叠方向T均交叉的方向设为宽度方向W。需要说明的是，在实施方式中，宽度方向W与长度方向L及层叠方向T均正交。另外，也将层叠方向T称为厚度方向。
层叠陶瓷电容器1的耐电压例如是16V左右。而且，具有大致长方体形状，长度方向L尺寸为0.09mm以上且1.1mm，宽度方向W尺寸为0.004mm以上且0.6mm，厚度方向(层叠方向T)尺寸为0.004mm以上且0.6mm。
另外，在以下的说明中，将层叠体2的六个外表面中的在层叠方向T上相对的一对外表面设为第一主面Aa和第二主面Ab，将在宽度方向W上相对的一对外表面设为第一侧面Ba和第二侧面Bb，将在长度方向L上相对的一对外表面设为第一端面Ca和第二端面Cb。需要说明的是，在无需特别区分地说明第一主面Aa和第二主面Ab的情况下，统一设为主面A进行说明，在无需特别区分地说明第一侧面Ba和第二侧面Bb的情况下，统一设为侧面B进行说明，在无需特别区分地说明第一端面Ca和第二端面Cb的情况下，统一设为端面C进行说明。
(层叠体2)
层叠体2具备内层部10、分别配置在内层部10的层叠方向T的两侧的外层部13、以及设置在内层部10及外层部13的宽度方向W的两侧的侧间隙部30。
(内层部10)
在内层部10中，电介质层11与内部电极层12一片一片交替地层叠。
(电介质层11)
电介质层11例如通过对将料浆成形为片状而得到的陶瓷生片进行烧结而成，该料浆是在添加作为BaTiO3的陶瓷粉末、玻璃成分以及根据需要的烧结助剂而混合的混合物加入了粘合剂和增塑剂、分散剂等添加剂和有机溶剂而得到的。电介质层11的厚度例如是0.3μm以上且0.8μm以下。另外，电介质层11的片数是50片以上且1000片以下。
(内部电极层12)
内部电极层12通过对包括作为主成分的第一金属成分的粉末和粘合剂和增塑剂、分散剂等添加剂和有机溶剂等的内部电极层用糊剂进行烧结而成。作为内部电极层12的主成分的第一金属成分在实施方式中是Ni，以下，将第一金属成分设为Ni进行说明。
内部电极层12具备多个第一内部电极层12A和多个第二内部电极层12B。第一内部电极层12A和第二内部电极层12B交替地配置。内部电极层12的厚度例如是0.3μm以上且0.8μm以下。另外，内部电极层12的片数在将第一内部电极层12A及第二内部电极层12B合起来的情况下为50片以上且1000片以下。
第一内部电极层12A具备与第二内部电极层12B对置的第一对置部12Aa、以及从第一对置部12Aa引出到第一端面Ca侧的第一引出部12Ab。第一引出部12Ab的端部在第一端面Ca露出，与后述的第一外部电极3A电连接。
第二内部电极层12B具备与第一内部电极层12A对置的第二对置部12Ba、以及从第二对置部12Ba引出到第二端面Cb的第二引出部12Bb。第二引出部12Bb的端部与后述的第二外部电极3B电连接。而且，在第一内部电极层12A的第一对置部12Aa和第二内部电极层12B的第二对置部12Ba蓄积电荷。
需要说明的是，以下，在无需特别区分地说明第一对置部12Aa和第二对置部12Ba的情况下，统一设为对置部12a进行说明，在无需特别区分地说明第一引出部12Ab和第二引出部12Bb的情况下，统一设为引出部12b进行说明。
(弯曲部121)
在内部电极层12的引出部12b设置有弯曲部121。图2是通过与层叠方向T及长度方向L交叉的宽度方向W的中央部且沿着层叠方向T及长度方向L延伸的剖面。如图2所示，弯曲部121设置在比从端面C起的距离D1的位置靠端面C侧的端部区域。距离D1是从端面C起的长度方向距离的5％以上且20％以下或者10μm以上且50μm以下的位置。而且，弯曲部121随着从对置部12a侧朝向端面C，朝向层叠方向T的中央部弯曲。
关于弯曲部121的弯曲的程度，层叠方向T的中央部的内部电极层12最小，在实施方式中，层叠方向T中央的内部电极层12的弯曲部121大致为直线。而且，弯曲部121的弯曲的程度随着朝向主面A侧而变大。即，最靠主面A侧的内部电极层12的弯曲部121的弯曲的程度最大。换言之，在层叠方向T上最远离中央部的弯曲部121的弯曲的程度最大。位于最靠主面A侧的内部电极层12中的弯曲部121的端面C侧端部的层叠方向T位置与对置部12a的层叠方向T位置之间的层叠方向T的距离D2为5μm以上且50μm以下。
(固溶层20)
并且，在内部电极层12的层叠方向T的两侧的与电介质层11或外层部13的界面，设置有在作为第一金属成分的Ni固溶有与第一金属成分不同的第二金属成分的固溶层20。固溶层20包括第一固溶层21和第二固溶层22。第二金属成分优选为Sn、In、Ga、Zn、Bi、Pb、Fe、V、Y、Cu，在实施方式中，第二金属成分是Sn，以下，将第二金属成分设为Sn进行说明。需要说明的是，固溶层20是指保持Ni的原子排列构造并且Sn的原子在Ni的原子排列构造内随机地从Ni置换的层。固溶层20的厚度为1nm以上且40nm以下，优选为1nm以上且20nm。
在实施方式中，在内部电极层12的层叠方向T的两侧的界面设置有固溶层20，但不限于此，固溶层20也可以仅设置于内部电极层12的层叠方向T的一侧的界面。另外，在实施方式中，在全部的内部电极层12设置有固溶层20，但不限于此，固溶层20也可以仅设置于一部分的内部电极层12。
(第一固溶层21)
第一固溶层21设置于弯曲部121中的与电介质层11或外层部13的界面。本发明不限于此，但在第一固溶层21中，相对于Ni100mol，固溶有0.2mol以上且0.8mol以下的Sn。通过TEM分析对层叠方向中央部、宽度方向中央部的界面测定10点，使用平均值化的值。这里，界面是指不仅表示边界也可以包括内部电极层12和电介质层11或外层部13的一部分的区域。
在实施方式中，第一固溶层21仅设置于内部电极层12中的弯曲部121，但不限于此，第一固溶层21也可以延伸至引出部12b的未弯曲的部分、对置部12a的外周区域。
(第二固溶层22)
第二固溶层22设置在对置部12a的长度方向L及宽度方向W的中央区域中的与电介质层11或外层部13的界面。中央区域是比对置部12a的外周起的10μm以上且100μm以下的位置靠中央的区域。需要说明的是，对置部12a的长度方向L及宽度方向W的中央区域也是层叠体2的长度方向L及宽度方向W的中央区域。
第二固溶层22中的Sn相对于Ni的浓度比第一固溶层21高。本发明不限于此，但在第二固溶层22中，相对于Ni100mol，固溶有1.5mol以上且2.5mol以下的Sn。通过TEM分析对层叠方向中央部、宽度方向中央部以及长度方向中央部的界面测定10点，使用平均值化的值。这里，界面是不仅表示边界也可以包括内部电极层12和电介质层11或外层部13的一部分的区域。
(外层部13)
外层部13分别设置于内层部10的层叠方向T的两侧，与电介质层11相同，由电介质陶瓷材料制造。
(侧间隙部30)
侧间隙部30设置于内层部10及外层部13的宽度方向W的两侧，与电介质层11相同，由电介质陶瓷材料制造。
(外部电极3)
外部电极3设置于层叠体2的两个端面C。外部电极3不仅覆盖端面C，也覆盖主面A及侧面B的端面C侧的一部分。
如上所述，第一内部电极层12A的第一引出部12Ab的端部在第一端面Ca露出，与第一外部电极3A电连接。另外，第二内部电极层12B的第二引出部12Bb的端部在第二端面Cb露出，与第二外部电极3B电连接。由此，第一外部电极3A与第二外部电极3B之间成为多个电容器要素并联地电连接的构造。
(制造工序)
图4是说明层叠陶瓷电容器1的制造方法的一例的流程图。需要说明的是，该制造方法是一例，本发明不限于此。图5是说明层叠陶瓷电容器1的制造方法中的制作后述的层叠片103为止的工序的图。制作该层叠片103为止的工序也是一例，本发明不限于此。
(陶瓷生片制作工序S1)
首先，准备包括陶瓷粉末、粘合剂及溶剂的陶瓷料浆。使用模涂机、凹版涂布机、微凹版涂布机等将该陶瓷料浆以片状印刷到载体膜上，由此，制作图5的(a)所示的内层部用陶瓷生片101。
(一面侧固溶层用糊剂印刷工序S2)
一面侧固溶层用糊剂印刷工序S2包括第一固溶层用糊剂印刷工序S21和第二固溶层用糊剂印刷工序S22。
(第一固溶层用糊剂印刷工序S21)
首先，如图5的(b)所示，在内层部用陶瓷生片101的表面印刷第一固溶层用糊剂21P。第一固溶层用糊剂21P印刷在最终成为引出部12b的引出部形成区域Pb的端部区域。在实施方式中，第一固溶层用糊剂21P，相对于Ni100mol包括2.5mol的Sn。
(第二固溶层用糊剂印刷工序S22)
接下来，如图5的(c)所示，在内层部用陶瓷生片101的表面印刷第二固溶层用糊剂22P。第二固溶层用糊剂22P印刷在最终成为对置部12a的对置部形成区域Pa的中央部。第二固溶层用糊剂22P所包含的Sn相对于Ni100mol的mol数比第一固溶层用糊剂21P所包含的Sn相对于Ni的mol数高。在实施方式中，第二固溶层用糊剂22P，相对于Ni100mol包括5mol的Sn。
(内部电极层用糊剂印刷工序S3)
接着，如图5的(d)所示，在印刷有第一固溶层用糊剂21P及第二固溶层用糊剂22P的、将引出部形成区域Pb与对置部形成区域Pa加起来的内部电极形成区域P，印刷成为内部电极层12的内部电极层用糊剂102。
(另一面侧用糊剂印刷工序S4)
另一面侧用糊剂印刷工序S4也包括与一面侧固溶层用糊剂印刷工序S2同样的第一固溶层用糊剂印刷工序S41和第二固溶层用糊剂印刷工序S42。
(第一固溶层用糊剂印刷工序S41)
首先，如图5的(e)所示，在内部电极层用糊剂102的表面印刷第一固溶层用糊剂21P。
(第二固溶层用糊剂印刷工序S42)
接下来，如图5的(f)所示，在内部电极层用糊剂102的表面印刷第二固溶层用糊剂22P。
通过以上的工序，来制作层叠片103。
(层叠工序S5)
接着，在层叠工序S5中将层叠片103层叠多片。图6是说明层叠工序的图。如图所示，堆叠多个层叠片103，使得成为印刷有内部电极层用糊剂102的内部电极形成区域P在相邻的层叠片103之间各错开半个间距的状态。进而，在层叠了多片的层叠片103的两侧堆叠外层部用陶瓷生片112。
(热压接工序S6)
接下来，对外层部用陶瓷生片112与堆叠后的多个层叠片103进行热压接。由此，形成母块110。
(母块切断工序S7)
接着，沿着与层叠体2的尺寸对应的图6所示的切断线X及与切断线X交叉的切断线将母块110切断。由此，制造多个层叠体2。
(弯曲部121的形成)
在该层叠体2中，在长度方向L上从在切断线X切断而成为层叠体2的端面C的部分起的固定的距离的区域，层叠片103中的印刷有内部电极层用糊剂102的部分与未印刷内部电极层用糊剂102的部分被交替地层叠，该部分的内部电极层用糊剂102成为引出部12b。
另一方面，在与端面C分离了固定的距离以上的区域，仅层叠有层叠片103中的印刷有内部电极层用糊剂102的部分，成为对置部12a。
即，成为引出部12b的区域与成为对置部12a的区域相比，内部电极层用糊剂102的片数成为一半，因此，层叠方向T的厚度变薄。因此，在引出部12b的端面C侧的端部区域，形成越朝向端面C侧则越弯曲的弯曲部121。
(外部电极形成工序S8)
接着，在层叠体2的端面C侧的变薄的部分形成外部电极3。
(烧成工序S9)
然后，将形成有外部电极3的层叠体2以设定的烧成温度在氮气氛中加热规定时间。由此，制造层叠陶瓷电容器1。此时，内层部用陶瓷生片101及外层部用陶瓷生片112被烧结而成为陶瓷，形成电介质层11及外层部13。
在该烧成工序S9中，内部电极层用糊剂102成为内部电极层12。而且，印刷在内部电极层用糊剂102的层叠方向T的两面的第一固溶层用糊剂21P及第二固溶层用糊剂22P被加热而分别成为第一固溶层21和第二固溶层22。
第一固溶层21形成在引出部12b的端部区域中的与电介质层11或外层部13的界面，第二固溶层22形成在对置部12a的长度方向L及宽度方向W的中央区域中的与电介质层11或外层部13的界面。
以上，根据本实施方式，具有以下的效果。
在层叠工序S5、热压接工序S6时，通过堆叠多个层叠片103并按压，使引出部12b变形，由此形成弯曲部121。在引出部12b中形成有弯曲部121的部分的强度可能会通过该变形而下降。
但是，在实施方式中，在弯曲部121中的层叠方向T的两侧的界面形成第一固溶层21。由此，弯曲部121的强度提高，作为层叠陶瓷电容器1的耐压性(耐电压性)提高。
另外，在对置部12a的长度方向L及宽度方向W的中央区域中的与电介质层11或外层部13的界面形成第二固溶层22。由此，能够得到电压施加时的高可靠性。
并且，通过在Ni中固溶Sn而使弯曲部121中的与电介质层11的界面附近的状态(电势垒高度)变化，能够提高高温负荷寿命。根据以上情况，能够得到电压施加时的可靠性优异的层叠陶瓷电容器1。
附图标记说明
1 层叠陶瓷电容器；
2 层叠体；
3 外部电极；
10 内层部；
11 电介质层；
12 内部电极层；
12A 第一内部电极层；
12Aa 第一对置部；
12Ab 第一引出部；
12B 第二内部电极层；
12Ba 第二对置部；
12Bb 第二引出部；
12a 对置部；
12b 引出部；
13 外层部；
20 固溶层；
21 第一固溶层；
22 第二固溶层；
121 弯曲部。

Claims (10)

1.一种电子部件，具备：
层叠体，相互交替地层叠有多个电介质层和多个内部电极层；以及
两个外部电极，分别配置于所述层叠体中的设置在长度方向的两侧的两个端面，
在所述内部电极层中，第一内部电极层与第二内部电极层相互交替地配置，
所述第一内部电极层具有与在层叠方向上相邻的其他的内部电极层对置的对置部以及从该对置部向一个所述端面延伸而与配置在该一个所述端面的所述外部电极连接的引出部，
所述第二内部电极层具有所述对置部以及从该对置部向另一个所述端面延伸而与配置在该另一个所述端面的所述外部电极连接的引出部，
在所述引出部中的比从所述端面起的长度方向距离的5％以上且20％以下或者10μm以上且50μm以下的位置靠所述端面侧的端部区域，在与所述电介质层的界面设置有第一固溶层，该第一固溶层在作为所述内部电极层的主成分的第一金属成分固溶有与该第一金属成分不同的第二金属成分，
在所述对置部中的所述长度方向及宽度方向的中央区域，在与所述电介质层的界面设置有第二固溶层，该第二固溶层在所述第一金属成分以比所述第一固溶层高的浓度固溶有所述第二金属成分。
2.根据权利要求1所述的电子部件，其中，
所述引出部的所述端部区域是随着从所述对置部侧朝向所述端面而朝向所述层叠方向的中央部弯曲的弯曲部，
在所述层叠方向上最远离所述中央部的所述内部电极层中，
所述引出部的所述端面侧的端部的所述层叠方向的位置与所述对置部的所述层叠方向的位置的距离为5μm以上且50μm以下。
3.根据权利要求1或2所述的电子部件，其中，
在所述第一固溶层中，相对于所述第一金属成分100mol，固溶有0.2mol以上且0.8mol以下的第二金属成分。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电子部件，其中，
在所述第二固溶层中，相对于所述第一金属成分100mol，固溶有1.5mol以上且2.5mol以下的第二金属成分。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电子部件，其中，
所述内部电极层的厚度为0.3μm以上且0.8μm以下。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电子部件，其中，
所述电介质层的厚度为0.3μm以上且0.8μm以下。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电子部件，其中，
所述第一金属成分是Ni。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电子部件，其中，
所述第二金属成分是Sn、In、Ga、Zn、Bi、Pb、Fe、V、Y、Cu。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电子部件，其中，
所述第一固溶层及所述第二固溶层的厚度为1nm以上且20nm以下。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电子部件，其中，
长度方向尺寸为0.09mm以上且1.1mm以下，
宽度方向尺寸为0.004mm以上且0.6mm以下，
厚度方向尺寸为0.004mm以上且0.6mm以下。
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