CN1369883A - 电子部件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电子部件及其制造方法,该方法可以有效降低电介质基板内形成电极时,电介质基板烧成时和烧成后结构缺欠的发生。其工序是,准备在Ag粉末40的表面上包覆氧化铝42构成的材料44,由该材料44调制导体糊,使用例如丝网印刷将该导体糊在电介质层上形成,形成由上述导体糊构成的电极图形。此时Ag粉末40的BET比表面积为0.05～2m2/g,氧化铝包覆量,按氧化物换算,为0.01～2%程度。
Description
技术领域
本发明涉及电子部件及其制造方法，特别是涉及在数百MHz～数GHz的微波带中，构成谐振电路的叠层型电介质谐振器中适合使用的电子部件及其制造方法。
背景技术
近期，曾有人提出为防止电子部件或加热器等的结构缺欠的贵金属粉末(参见，例如特开平8-7644号公报)。该贵金属粉末，作为导体糊在基体(生陶瓷等)上形成。然后，通过将形成了上述导体糊的基体进行烧成，就可以制成在该基体上形成由导体糊构成的电极的电子部件或加热器等。
该贵金属粉末，是通过在贵金属粉末自身的表面上包覆金属与有机酸的化合物(即有机酸盐)，并在惰性气氛下进行热处理制得的。但是，在使用该贵金属粉末制作导体糊时，该导体糊的热收缩率要与基体(生陶瓷等)的热收缩率基本相同那样去选择、称量贵金属粉末的材料和有机酸的材料。
因此，通过在基体上形成上述导体糊并进行烧成而制作电子部件或加热器等时，由于导体糊与基体彼此的热收缩率大致是相同的，所以可以防止由导体糊构成的电极从基体上剥离、或蒸发之类的现象发生，从而可防止电子部件或加热器等的结构缺欠。
发明的公开发明要解决的课题
且说，在制作导体糊时，虽然在选择和称量贵金属粉末的材料和有机酸的材料，以便与形成该导体糊的基体的热收缩率大致相同，但是这样的材料的选择和称量是非常麻烦的，故有招致增加工时的担心。
另外，以往的方法，对于贵金属粒子自身的比表面积没怎么考虑，并且对于贵金属粒子自身的比表面积、有机酸金属盐的包覆量(涂覆量)和电阻值的关系也没有什么考虑。
即，为防止结构缺欠的发生，由于贵金属粒子自身的比表面积的值，也发生不得不增加有机酸金属盐的包覆量的情况，由此，使电阻值上升，因此，作为电子部件的电特性或装置特性有变差的担心。
本发明正是考虑这样的课题进行的，其目的在于提供，在电介质基板内形成电极时，能有效地降低该电介质基板烧成时和烧成后发生结构缺欠的电子部件及其制造方法。为解决课题的手段
本发明是一种电子部件，它具有叠层多个电介质层并经烧成构成的电介质基板、和该电介质基板内形成的1个以上的电极，其特征在于，上述电极是通过形成具有在金属粉末上包覆无机氧化物的材料的糊构成的。
另外，本发明涉及的电子部件的制造方法，该方法是具有叠层多个电介质层并经烧成构成的电介质基板，和该电介质基板内形成的1个以上的电极的电子部件的制造方法，其特征在于，该方法具有以下所述的三个工序：
第一个工序：制作上述多个电介质层；
第二个工序：在上述多个电介质层中，在1个以上的电介质层上，形成具有在金属粉末上包覆无机氧化物的材料的糊，形成上述电极；
第三个工序：叠层上述多个电介质层并进行烧成。
通常，用金属膜形成电极的场合，由于该金属膜与电介质层之间的热收缩率有很大的不同，所以在其后的烧成时金属膜的收缩比电介质层的收缩更严重，故在形成金属膜的部分发生间隙，同时在烧成后电介质层上产生发生残留应力等现象，结果产生结构缺欠。
但是，在本发明中，由于使用具有在金属粉末上包覆无机氧化物的材料的糊来形成电极，通过上述无机氧化物的包覆，使电极的热收缩率与电介质层的热收缩率接近，故不会发生烧成时的间隙，也不会因残留应力而导致裂纹发生。
即，在本发明中，电介质基板内形成电极的场合，可以有效地降低电介质基板烧成时和烧成后结构缺欠的发生。
而且，在本发明中，作为上述金属粉末，优选使用Ag。另外，优选使上述金属粉末的BET比表面积成为0.05～2m2/g。BET比表面积不足0.05m2/g时，金属粒子过大，烧成时在电极内部有发生孔隙的担心。另一方面，BET比表面积大于2m2/g时，为防止结构缺欠不得不增加无机氧化物的包覆量，其结果，使作为电极的电阻上升，故作成电子部件时的电特性或装置特性有变差的担心。因此，优选金属粉末的BET比表面积是0.05～2m2/g。
上述无机氧化物优选的是氧化铝。另外，相对于上述金属粉末，按氧化物换算优选包覆0.01～2％程度的上述无机氧化物。
发明的实施方案
下面，参照图1～图8，说明本发明涉及的电子部件及其制造方法用于例如叠层型电介质滤波器的实施方案。
如图1所示，本实施方案涉及的叠层型电介质滤波器10是在多个电介质层叠层构成的电介质基板12内具有2组谐振器(第1和第2谐振器14A和14B)构成的。各谐振器14A和14B例如由3枚谐振电极16A～16C沿其叠层方向重叠构成的，并且叠层方向的各谐振电极16A与16B之间和16B与16C之间分别夹入电介质层。
如图2所示，将谐振电极16A～16C分别作成1/4波长的谐振电极时，在电介质基板12的侧面中，谐振电极16A～16C露出的面上形成接地电极20并采用使各谐振电极16A～16C的一端与接地电极20成短路的结构。这种场合，通过内层电极22和24将各谐振电极16A～16C的开放端与接地电极20电容耦合，故可缩短各谐振电极16A～16C的电气长度。
另外，如图3所示，将谐振电极16A～16C分别作成1/2波长的谐振电极时，不使各谐振电极16A～16C从电介质基板12的侧面露出来，而采用通过各内层接地电极26、28、30和32将各谐振电极16A～16C的两端部与接地电极20电容耦合的结构。
而且，在该实施方案涉及的叠层型电介质滤波器10中，至少谐振电极16A～16C是通过形成具有在金属粉末上包覆无机氧化物的材料的导体糊构成的。
具体地说，在该实施方案中，如图4所示，准备材料44，它是由氧化铝42包覆在Ag粉末40的表面上构成的，如图5所示，由上述材料44调制导体糊46，将该导体糊46通过例如丝网印刷在电介质层48上形成，形成由上述导体糊46构成的电极图形50。
此时，作为上述Ag粉末40的BET比表面积，优选的是0.05～2m2/g。其理由是，BET比表面积不足0.05m2/g时，上述Ag粉末40过大，在烧成时在电极内部有生成孔隙的担心。另一方面，当上述Ag粉末40的BET比表面积大于2m2/g时，为防止结构缺欠，不得不增加氧化铝42的包覆量，其结果，在制成电极图形50时，该电极图形50的电阻上升，作为叠层型电介质滤波器10时的电特性和装置特性有变差的担心。因此，作为上述Ag粉末40的BET比表面积优选0.05～2m2/g。
另外，相对于Ag粉末40，按氧化物换算，优选包覆0.01～2％程度的上述氧化铝42。
下面，参照图6的流程图，对于本实施方案的叠层型电介质滤波器10的制造方法进行说明。
首先，在工序S1中，混合为制作电介质层48的原料。例如，在使用Ag和Cu等导体作为电极的构成材料时，由于难以与通常的电介质材料同时烧成，所以要使用在比这些导体的熔点(1100℃)低的温度下可以烧成的电介质材料。
另外，从作为微波滤波器的装置的性能上考虑，使用形成的并联谐振电路的谐振频率的温度特性(温度系数)达到±50ppm/℃以下那样的电介质材料。
作为这样的电介质材料，有如下的一些：例如堇青石系玻璃粉末和TiO2粉末以及Nd2Ti2O7粉末的混合物等的玻璃系材料、和BaO-TiO2-Re2O3-Bi2O3系组成(Re：稀土成分)中添加若干形成玻璃的成分或玻璃粉末组成的材料、氧化钡-氧化钛-氧化钕系电介质磁性组合物粉末中添加若干玻璃粉末的材料。
在本实施方案中，作为其一例，大约混合19.0wt％BaO粉末、37.0wt％TiO2粉末、36.0wt％NdO3粉末、8.0wt％BiO2粉末，调制原料。
然后，在工序S2中，将上述原料例如在1250℃下进行焙烧，接着，在工序S3中，将上述焙烧后的原料微粉碎。然后，在工序S4中，将例如硼硅酸系玻璃混合到上述微粉碎后的原料粉末中，进而，在工序S5中，制作素坯带。在本实施方案中，在混合了上述玻璃的原料中，加入丁缩醛类有机粘合剂、增塑剂、甲苯和醇类溶剂，用氧化铝卵石充分混合制成泥浆。然后使用该泥浆，采用刮涂法，制作0.2mm～0.5mm厚的素坯带。
其次，在工序S6中，成型上述素坯带制作多枚电介质层48。然后，在工序S7中，例如用丝网印刷在为形成电极的电介质层48上形成上述Ag粉末40的表面上包覆氧化铝42构成的材料44的导体糊46，形成由该导体糊46构成的电极图形50。
然后，在工序S8中，将上述电极图形50形成的电介质层48与其他的电介质层48叠层制作由电介质层48构成的叠层体，最后，在工序S9中，例如在900℃下烧成上述叠层体。
在上述工序S9的烧成结束了的阶段，完成由多个电介质层48构成的电介质基板12内至少谐振电极16A～16C形成的叠层型电介质滤波器10。
如上所述，在本实施方案中，使用具有在Ag粉末40上包覆氧化铝42的材料44的导体糊46形成谐振电极16A～16C等。
通常，用金属膜形成谐振电极16A～16C的场合，由于该金属膜与电介质层48热收缩行为有较大的不同，在其后的烧成时，金属膜的收缩比电介质层48的收缩更严重，因此，①：在金属膜形成的部分发生间隙，②：在烧成后在电介质层48上产生发生残留应力等现象，结果，产生结构缺欠。
但是，在本发明的实施方案中，使用具有在Ag粉末40上包覆氧化铝42的材料44的导体糊46形成电极图形50，所以通过上述氧化铝42的包覆使电极图形50的热收缩行为与电介质层48的热收缩行为接近，因此，①：不出现烧成时的间隙发生现象和②：不出现因残留应力而引起的裂纹发生现象。
即，在本实施方案中，在电介质基板12内至少谐振电极16A～16C形成的场合，可以有效地降低电介质基板12的烧成时结构缺欠的发生。
下面，示出一个实验例。该实验例，各批中分别准备200个试样，在各批中，改变Ag粉末40的BET比表面积、氧化铝42的包覆量(涂覆量)和印刷厚度进行可靠性实验。而且，试样批号1～13、14～20，各电介质层48的坯料不同，即各组成相同但粒径不同。试样批号1～13的坯料粒径比试样批号14～20的坯料粒径大。
可靠性试验的具体操作方法是，在①烧成后、②热冲击试验、③耐湿试验的3个条件下，确认是否在试样内发生裂纹(龟裂和空洞等)，并记录产生裂纹的试样个数。裂纹的确认是采用超声波探伤。
热冲击试验，以从低温(-40℃)到高温(85℃)，再到低温作为1个循环时，观察反复进行33个循环时的裂纹发生状况。
耐湿试验，观察在温度70℃、湿度90～95％的气氛下曝露240小时时的裂纹发生情况。特别是，在该耐湿试验中，观察经过途中(48小时、120小时)的裂纹发生情况。
上述实验例的结果示于图7和图8中。图7示出了，在批号1～13的坯料中，裂纹发生数对于氧化铝42的包覆量和Ag粉末40的BET比表面积的不同，图8示出了，在批号14～20的坯料中，裂纹发生数对于氧化铝42的包覆量和Ag粉末40的BET比表面积的不同。
从图7和图8的结果清楚地看到，Ag粉末40的BET比表面积0.9m2/g的裂纹发生数比0.6m2/g的裂纹发生数多，氧化铝42的包覆量少的裂纹发生数多。
从该实验例可以看到，通过调节Ag粉末40的BET比表面积和氧化铝42的包覆量可以大幅度地降低裂纹发生数。
此外，本发明涉及的电子部件和其制造方法，并不限于上述的实施方案，在不脱离本发明要点的情况下，当然可以采用各种构成。
发明的效果
如上所述，按照本发明涉及的电子部件及其制造方法，在电介质基板内形成电极的场合，可以有效地降低该电介质基板烧成时的结构缺欠的发生。
附图的简单说明
图1是示出本实施方案涉及的叠层型电介质滤波器的斜视图。
图2是示出在使用1/4波长的谐振电极时，沿谐振电极的长边切断状态的纵断面图。
图3是示出在使用1/2波长的谐振电极时，沿谐振电极的长边切断状态的纵断面图。
图4是模拟地示出氧化铝包覆Ag粉末表面构成的材料的断面图。
图5是示出在电介质层上形成由导体糊构成的电极图形的状态的断面图。
图6是示出本实施方案涉及的叠层型电介质滤波器的制造方法的工艺阶段流程图。
图7是示出在批号1～13的坯料中，裂纹发生数对于氧化铝包覆量和Ag粉末的BET比表面积的不同的图。
图8是示出在批号14～20的坯料中，裂纹发生数对于氧化铝包覆量和Ag粉末的BET比表面积的不同的图。
符号的说明
10：叠层型电介质滤波器 12：电介质板
16A～16C：谐振电极 40：Ag粉末
42：氧化铝 44：材料
46：导体糊 48：电介质层
50：电极图形
Claims (6)
1.一种电子部件，该部件是具有叠层多个电介质层并烧成构成的电介质基板、和在该电介质基板内形成的1个以上的电极的电子部件，其特征在于，上述电极通过形成具有在金属粉末上包覆无机氧化物的材料的糊构成的。
2.根据权利要求1所述的电子部件，其特征在于，上述金属粉末是Ag。
3.根据权利要求1或2所述的电子部件，其特征在于，上述金属粉末的BET比表面积是0.05～2m2/g。
4.根据权利要求1～3的任一项所述的电子部件，其特征在于，上述无机氧化物是氧化铝。
5.根据权利要求1～4的任一项所述的电子部件，其特征在于，相对于上述金属粉末，按氧化物换算，包覆0.01～2％程度的上述无机氧化物。
6.一种电子部件的制造方法，该方法是具有叠层多个电介质层并烧成构成的电介质基板、和在该电介质基板内形成的1个以上的电极的电子部件的制造方法，其特征在于，该方法具有以下三个工序：
第1个工序：制作上述多个电介质层；
第2个工序：上述多个电介质层中，在1个以上的电介质层上，形成具有在金属粉末上包覆无机氧化物的材料的糊并形成上述电极；
第3个工序：叠层上述多个电介质层并进行烧成。
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