CN1189901C - 层叠陶瓷电容器 - Google Patents
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Abstract
提供一种具有优异的耐热冲击性的层叠陶瓷电容器，由导体层12与陶瓷介电层11交替层叠而成，其特征是，以烧结后的导体层的厚度比陶瓷介电层的厚度厚的方式涂覆导电性涂膏，从而形成上述导体层，并且上述导体层的厚度不均匀，上述导体层具有中间断开部位，上述中间断开部位包含填充有陶瓷介电层所含有的二次相的部分。因此，从总体上说，对热冲击比较具有柔韧性的导体层所占的比例较大，由此可提高对热冲击的耐受性。
Description
技术领域
本发明涉及层叠陶瓷电容器，特别是涉及层叠陶瓷电容器的层叠结构。
背景技术
现有的层叠陶瓷电容器具有：由陶瓷介电层与导体层交替层叠而成的层叠体，以及形成于层叠体的两个端部处并与上述导体层连接的外部电极。其中，导体层与两端的外部电极交替地连接。即，一个外部电极与导体层每隔一层进行连接，另一个外部电极与不与上述一个外部电极连接的导体层相连接。
这样的层叠陶瓷电容器在例如外形尺寸为3.2mm×1.6mm×1.6mm、即所谓3216型的、电容量为10F的电容器的情况下，导体层的层叠数量为350片，陶瓷介电层的厚度为3.0μm，导体层的厚度为1.5μm。即，陶瓷介电层的厚度为导体层厚度的2倍左右。
然而，一般来说，作为层叠陶瓷电容器，在某些场合需要对热冲击具有较高的耐受性。而且近年来，人们需求小型且大容量的层叠陶瓷电容器。而现有层叠陶瓷电容器在某些场合缺乏足够的耐热冲击性。特别是，通过增加层叠数量以谋求小型且大容量化时，无法获得足够的耐热冲击性。
发明内容
本发明是鉴于上述状况而提出的，其目的是提供一种具有优异的耐热冲击性的层叠陶瓷电容器。
为实现上述目的，技术方案1的发明所提出的方案属于一种层叠陶瓷电容器，由导体层与陶瓷介电层交替层叠而成，其特征是，以烧结后的导体层的厚度比陶瓷介电层的厚度厚的方式涂覆导电性涂膏，从而形成上述导体层，并且上述导体层的厚度不均匀，上述导体层具有中间断开部位，上述中间断开部位包含填充有陶瓷介电层所含有的二次相的部分
一般来说，在层叠陶瓷电容器中，与陶瓷介电层相比，导体层比较具有对热冲击的柔韧性。因此，在本发明中，由于陶瓷介电层的厚度不大于导体层的厚度，故导体层在总体中的比例增加，这样，对热冲击的耐受性得以提高。
此外，技术方案2的发明所提出的方案属于一种层叠陶瓷电容器，由导体层与陶瓷介电层交替层叠而成，其特征是，以烧结后的导体层的厚度比陶瓷介电层的厚度厚的方式涂覆导电性涂膏，从而形成上述导体层，并且上述导体层的厚度不均匀，上述导体层具有中间断开部位，上述中间断开部位填充有陶瓷介电层所含有的二次相，上述陶瓷介电层由陶瓷微粒和存在于该陶瓷微粒之间的二次相构成，在相向的导体层之间包含有不存在陶瓷微粒而仅由上述二次相构成的部位。
一般来说，在层叠陶瓷电容器中，与构成陶瓷介电层的陶瓷微粒相比，存在于该陶瓷微粒之间的二次相比较具有对热冲击的柔韧性。因此，根据本发明，仅由上述二次相构成的部位能够对热冲击进行缓解，故可提高对热冲击的耐受性。
作为本发明最佳实施形式的一个例子，技术方案3的发明所提出的方案如技术方案2所说的层叠陶瓷电容器，其特征是，全部陶瓷介电层中的10％以上、90％以下的陶瓷介电层具有仅由上述二次相构成的部位。
如上所述，按照技术方案1的发明，由于陶层介电层的厚度不大于导体层的厚度，因此，从总体上说，对热冲击比较具有柔韧性的导体层所占的比例较大，由此可提高对热冲击的耐受性。
此外，按照技术方案2和3的发明，由于位于相向的导体层之间的不存在陶瓷微粒而仅由上述二次相构成的部位可缓解热冲击，故能够提高整体的热冲击耐受性。
附图说明
图1是层叠陶瓷电容器的局剖立体图。
图2是层叠陶瓷电容器的放大剖视图。
图3是层叠陶瓷电容器的放大剖视图。
具体实施方式
第1实施形式
对本发明第1实施形式所涉及的层叠陶瓷电容器结合附图进行说明。图1是层叠陶瓷电容器的局剖立体图，图2是层叠陶瓷电容器的放大剖视图。
如图1所示，该层叠陶瓷电容器10具有：由陶瓷介电层11与导体层12交替层叠而成的形状约为正方体的层叠体13，形成于层叠体13的两个端部处并与上述导体层12连接的外部电极14。其中，导体层12与两端的外部电极14交替地连接。即，一个外部电极14与导体层12每隔一层进行连接，另一个外部电极14与未与上述一个外部电极14连接的导体层12相连接。
陶瓷介电层11例如由BaTiO3类具有强介电性能的陶瓷烧结体构成。而导体层12例如由Pd、Ni、Ag等金属材料构成。层叠体13是将印刷有导电性涂膏的陶瓷生片材多片进行层叠并经过烧结而形成。这样，陶瓷生片材烧结成陶瓷介电层11，而导电性涂膏烧结成导体层12。外部电极14例如由诸如Ni、Ag等金属材料构成。
如图2所示，该层叠陶瓷电容器10的特征在于，陶瓷介电层11的厚度Dd不大于导体层1 2的厚度De。具体地说就是，陶瓷介电层11的厚度Dd以导体层12的厚度De的70％～100％左右为宜，最好为85％～100％左右。在这里，若陶瓷介电层11与导体层12相比较，导体层12对热冲击具有柔韧性。
图2所示导体层12表现为中间断开，这是由于，形成导体层12的导电性涂膏中所含有的金属微粒凝聚而导致导体层12的厚度不均匀，其结果，产生了未形成为导体的部位。在导体层12的中间断开部位，填充有陶瓷介电层11所含有的二次相15。
下面，对该层叠陶瓷电容器制造方法的一个例子进行说明。首先，在以例如BaTiO3等为主原料，将SiO2作为添加物加以混合的介电陶瓷材料中，混合既定量的有机粘合剂以及有机溶剂或水经搅伴而获得陶瓷浆料。其次，将该陶瓷浆料以刮片法等带材成型法制成陶瓷生片材。
其次，以丝网印刷、凹版印刷、凸版印刷等方法将导电性涂膏以既定的形状印刷在该陶瓷生片材上。在这里，所涂布的导电性涂膏应能够使烧结后导体层的厚度厚于陶瓷介电层的厚度。
其次，将印刷有导电性涂膏的陶瓷生片材以压力装置进行层叠与压合以获得陶瓷层叠体。然后，将陶瓷层叠体裁切成单个元件大小以获得层叠片状元件体。其次，对该层叠片状元件体以既定的温度条件及气体氛围条件进行烧结以获得烧结体。最后，在烧结体的两端以诸如浸渍法等方法形成外部电极而获得层叠陶瓷电容器。
在本实施形式所涉及的层叠陶瓷电容器10中，由于对热冲击比较具有柔韧性的导体层12比陶瓷介电层11厚，故整体的耐热冲击性优异。特别是，在通过各层薄型化并增加层叠数而实现小型化和大容量化的场合，该层叠陶瓷电容器10具有优异的耐热冲击性。
第2实施形式
结合附图对本发明第2实施形式所涉及的层叠陶瓷电容器进行说明。图3是层叠陶瓷电容器的放大剖视图。
与上述第1实施形式同样，该层叠陶瓷电容器具有：由陶瓷介电层21与导体层22交替层叠而成的形状约为正方体的层叠体，形成于层叠体的两个端部处并与上述导体层22连接的外部电极。其中，导体层22与两端的外部电极交替地连接。即，一个外部电极与导体层22每隔一层进行连接，另一个外部电极与未与上述一个外部电极连接的导体层22相连接。
陶瓷介电层21例如由BaTiO3类具有强介电性能的陶瓷烧结体构成。而导体层22例如由Pd、Ni、Ag等金属材料构成。层叠体是将印刷有导电性涂膏的陶瓷生片材多片进行层叠并经过烧结而形成。这样，陶瓷生片材烧结成陶瓷介电层21，导电性涂膏烧结成导体层22。外部电极例如由Ni、Ag等金属材料构成。
该层叠陶瓷电容器的特征在于陶瓷介电层21的结构。一般来说，陶瓷介电层由陶瓷微粒和存在于该陶瓷微粒之间的二次相构成。其中，所说的“二次相”，是烧结陶瓷时与原料一起添加的添加物，或者是添加物与陶瓷微粒二者反应的产物。该二次相与陶瓷微粒相比，对热冲击具有柔韧性。一般来说，陶瓷介电层处于在整个范围内各陶瓷微粒紧密结合的状态。
如图3所示，本实施形式所涉及的层叠陶瓷电容器的特征是，陶瓷介电层21包含有在相向的导体层22之间不存在陶瓷微粒31而仅由二次相32构成的部位21a。其中，仅由二次相32构成的部位21a的大小、即相向的陶瓷微粒31的间隔不小于陶层介电层的厚度。此外，仅由二次相32构成的部位21a，以在一层陶瓷介电层21中包含有0％～15％左右为宜，最好为0％～5％左右。另外，具有仅由二次相32构成的部位21a的陶瓷介电层21，以占全部陶瓷介电层21的10％～90％左右为宜，最好为15％～30％左右。
图3中导体层22表现为中间断开，这是由于，形成导体层22的导电性涂膏中所含有的金属微粒发生凝结而导致导体层22的厚度不均匀，其结果，产生了未形成为导体的部位。在导体层22的中间断开部位，填充有陶瓷介电层21所含有的二次相32。
下面，对该层叠陶瓷电容器制造方法的一个例子进行说明。首先，在介电陶瓷材料中，混合既定量的有机粘合剂以及有机溶剂或水经搅拌以获得陶瓷浆料。其中，介电陶瓷材料是在例如BaTiO3等钛酸钡类主原料中混合SiO2等添加物而成。该添加物在进行后述的烧结时形成二次相。该添加物以相对于主原料混合1％～10％左右为宜，最好为3％～7％左右。
其次，将该陶瓷浆料以刮片法等带材成型法制成陶瓷生片材。其次，以丝网印刷、凹版印刷、凸版印刷等方法将导电性涂膏以既定的形状印刷在该陶瓷生片材上。然后，将印刷有导电性涂膏的陶瓷生片材以压力装置进行层叠与压合以获得陶瓷层叠体。
其次，将陶瓷层叠体裁切成单个元件大小以获得层叠片状元件体。然后，对该层叠片状元件体以既定的温度条件及气体氛围条件进行烧结以获得烧结体。最后，在烧结体的两端以诸如浸渍法等方法形成外部电极而获得层叠陶瓷电容器。
作为本实施形式所涉及的层叠陶瓷电容器，由于陶瓷介电层21包含有仅由对热冲击较柔韧的二次相构成的部位21a，故整体的耐热冲击性优异。即，仅由该二次相构成的部位21a起着缓冲应力的作用。特别是，在通过各层的薄型化并增加层叠数以实现小型化和大容量化的场合，该层叠陶瓷电容器具有优异的耐热冲击性。
在上述第1及第2实施形式中，作为陶层介电层的材料，列举了主原料为BaTiO3、添加物为SiO2的例子，但本发明并不受此限定。例如，作为主原料，也可以采用BaTiO3、Bi4Ti3O12、(Ba、Sr、Ca)TiO3、(Ba、Ca)(Zr、Ti)O3、(Ba、Sr、Ca)(Zr、Ti)O3以及Ba(Ti、Sn)O3等。而作为添加物，也可采用MgO、Mn3O4、Li族玻璃以及B族玻璃等。
Claims (3)
1.一种层叠陶瓷电容器，由导体层与陶瓷介电层交替层叠而成，其特征是，以烧结后的导体层的厚度比陶瓷介电层的厚度厚的方式涂覆导电性涂膏，从而形成上述导体层，并且上述导体层的厚度不均匀，上述导体层具有中间断开部位，上述中间断开部位包含填充有陶瓷介电层所含有的二次相的部分。
2.一种层叠陶瓷电容器，由导体层与陶瓷介电层交替层叠而成，其特征是，以烧结后的导体层的厚度比陶瓷介电层的厚度厚的方式涂覆导电性涂膏，从而形成上述导体层，并且上述导体层的厚度不均匀，上述导体层具有中间断开部位，上述中间断开部位填充有陶瓷介电层所含有的二次相，上述陶瓷介电层由陶瓷微粒和存在于该陶瓷微粒之间的二次相构成，在相向的导体层之间包含有不存在陶瓷微粒而仅由上述二次相构成的部位。
3.如权利要求2所述的层叠陶瓷电容器，其特征是，全部陶瓷介电层中的10％以上、90％以下的陶瓷介电层具有仅由上述二次相构成的部位。
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