CN1906716A - 陶瓷电子元件及其制造方法 - Google Patents

陶瓷电子元件及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1906716A
CN1906716A CNA2005800017529A CN200580001752A CN1906716A CN 1906716 A CN1906716 A CN 1906716A CN A2005800017529 A CNA2005800017529 A CN A2005800017529A CN 200580001752 A CN200580001752 A CN 200580001752A CN 1906716 A CN1906716 A CN 1906716A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ceramic
weight
percentage
borosilicate glass
composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2005800017529A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1906716B (zh
Inventor
川端良兵
前田英一
今田胜久
熊谷昭伸
川田裕三
酒井延行
福田宽
筑泽孝之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Publication of CN1906716A publication Critical patent/CN1906716A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1906716B publication Critical patent/CN1906716B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/18—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material comprising a plurality of layers stacked between terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C17/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
    • H01C17/06—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base
    • H01C17/065—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base by thick film techniques, e.g. serigraphy
    • H01C17/06506—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits
    • H01C17/06513—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits characterised by the resistive component
    • H01C17/0656—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits characterised by the resistive component composed of silicides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/018—Dielectrics
    • H01G4/06—Solid dielectrics
    • H01G4/08—Inorganic dielectrics
    • H01G4/10—Metal-oxide dielectrics
    • H01G4/105—Glass dielectric
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/30—Stacked capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00—Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/0006—Printed inductances
    • H01F17/0013—Printed inductances with stacked layers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)
  • Ceramic Capacitors (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)

Abstract

本发明涉及一种陶瓷电子元件及其制造方法。向硼硅酸盐玻璃中混合含有重量百分比为10％到 14％的Al2O3的陶瓷合成物，以准备含有重量百分比为60％到74％的硼硅酸盐玻璃和重量百分比为24％到60％的陶瓷合成物的陶瓷混合物。陶瓷体(1)由上述混合物形成，陶瓷体(1)中含有外电极组(5)。陶瓷合成物还含有存在于重量百分比为4.0％到70.0％SiO2中的Si和存在于重量百分比为4.0％到40.0％的BaO中的Ba。所述陶瓷体(1)还包含相对于硼硅酸盐玻璃的重量百分比为0.5％到3％的着色剂，例如氧化铬。这样，可以增加陶瓷体(1)的机械强度，而不需要损坏其低温烧结性能和电学特性，并且，可以快速而精确地鉴别合格产品和残品。

Description

陶瓷电子元件及其制造方法
技术领域
本发明涉及陶瓷电子元件及其制造方法。特别涉及一种包含陶瓷体的陶瓷电子元件，陶瓷体中有内电极，例如，一个多层线圈元件，一个变压器，或一个LC滤波器，以及生产这种陶瓷电子元件的制造方法。
背景技术
近几年中，在减小电子元件的体积和外形的研究方面都有改进。在这种电子元件中，有利于减小电子元件体积和外形的多层陶瓷基片被广泛应用。
一种已知的多层陶瓷基片可以按照如下所述的专利对比文件1中的方法制造。
就是说，内电极的导电图利用丝网印刷术或其他类似技术在单独的陶瓷印刷电路基板上(以下简称为“陶瓷基板”)形成。具有导电图的陶瓷基板位于不带有导电图的陶瓷基板之间，然后层压在一起。陶瓷基板和导电图同时烘烤以形成一个陶瓷体，其中带有内电极。一个Ag层涂敷在陶瓷体的外表面，烘烤，电镀生成电镀层，从而形成外电极。这样，多层陶瓷基片形成了。
专利文件1：未经审查的日本专利申请的公布号为2003-282332。
发明内容
发明目的
但是，当电镀层形成在电子元件的外部电极上时，电子元件需要被浸入电镀液之中。电镀溶液渗透进入到电子元件内部而使陶瓷体被腐蚀，因而降低了电子元件的机械强度。
而且，陶瓷基板随着电子元件外形的减小需要具有更小的厚度了。当这种具有较小厚度的陶瓷基板层积并压合在一起的时候，在该陶瓷基板上会出现例如压裂，划痕或爆裂等问题，因而会破坏电子元件的电学特性和机械强度。
此外，电子元件成品之后，电子元件上的这些压裂，划痕，爆裂或类似破坏用光学显微镜或类似工具通过肉眼可以被检测到。然而，在陶瓷体上，由于陶瓷基板是透明的，因此很难判断究竟是由于陶瓷基板上有破损等而导致内电极外露，还是由于裹在外层的陶瓷基板透明而看到内电极外露。如此，就不能快速而准确地判别合格产品和残品。
本发明是考虑到这种情况而完成的。本发明的一个目的是提供一种陶瓷电子元件和制造这种陶瓷电子元件的方法，它可以避免破坏产品的机械性能，而不需要损坏其低温烧结性能和电学特性，而且可以快速而精确地鉴别合格产品和残品。
技术方案
为了达到上述目的，发明人经过精深的研习发现，利用含有重量百分比为60％到76％的硼硅酸盐玻璃，硼硅酸盐玻璃中含有以Al2O3形式存在的Al，而Al2O3在硼硅酸盐玻璃中的重量百分比为10％到14％，Al具有大的挠曲强度，以及重量百分比为24％到40％的陶瓷合成物的陶瓷材料制成陶瓷体，可以生产一种陶瓷电子元件，例如一种在电镀之后具有理想挠曲强度的多层线圈元件，它可以避免降低产品的机械强度，而不需要损坏其电学特性，例如介电常数，绝缘电阻值和低温烧结性能。
本发明基于上述原理而完成。根据本发明的一种陶瓷电子元件，其包括一个位于陶瓷体的外表面上的外电极，陶瓷体含有重量百分比为24％到40％的陶瓷合成物和重量百分比为60％到76％的硼硅酸盐玻璃，陶瓷合成物中含有以Al2O3形式存在的Al，Al2O3在该陶瓷合成物中重量百分比为10％到14％。
为了保证更好的电学特性和低温烧结性能，优选地，陶瓷合成物还应含有以SiO2形式存在的Si和以BaO形式存在的Ba，而SiO2在此陶瓷合成物中重量百分比为4.0％到70.0％，BaO在重量百分比为4.0％到40.0％。
也就是，在本发明的陶瓷元件中，陶瓷合成物中含有存在于重量百分比为4.0％到70.0％的SiO2中的Si和存在于重量百分比为4.0％到40.0％的BaO中的Ba。
而且，发明人为了可以快速而精确地鉴别合格产品和残品，进行了精深地研习发现，通过向陶瓷体加入相对于硼硅酸盐玻璃的重量百分比为0.50％到3.00％的着色剂，可以降低陶瓷基板的透明度，从而改善鉴别合格产品和残品的速度。
也就是，本发明的电子元件的一个特征是，陶瓷体还包含相对于硼硅酸盐玻璃重量百分比为0.5％到3％的着色剂，例如氧化铬。
根据本发明的一种生产陶瓷电子元件的方法，包含以下步骤：将一种包含Al2O3重量百分比为10％到14％的含Al陶瓷合成物，以及硼硅酸盐玻璃，按照陶瓷合成物占重量百分比为24％到40％，硼硅酸盐玻璃占重量百分比为60％到76％的比例混合成陶瓷预混合料；将陶瓷预混合料制成未经处理的陶瓷薄片；在该未经处理的陶瓷薄片上形成导电图；层压未经处理的陶瓷薄片以形成一个陶瓷层压制品；烧结陶瓷层压制品以形成陶瓷体；在陶瓷体的外表面形成一外电极。
此外，在生产陶瓷电子元件的步骤中，陶瓷合成物按如下方式配成，其包含以SiO2形式存在的Si和以BaO形式存在的Ba，SiO2在陶瓷合成物中重量百分比为4.0％到70.0％，BaO在陶瓷合成物中重量百分比为4.0％到40.0％。而且，该方法还包括一个步骤，即将相对于硼硅酸盐玻璃的重量百分比为0.5％到3％的着色剂加入到的未经处理的陶瓷薄片中，例如氧化铬。
有益效果
根据本发明的一种陶瓷电子元件，其陶瓷体的外表面包含一外电极。陶瓷体含有重量百分比为24％到40％的陶瓷合成物和重量百分比为60％到76％的硼硅酸盐玻璃，陶瓷合成物含有以Al2O3形式存在的Al，Al2O3的重量百分比为10％到14％的。这样，就不会损坏其低温烧结性能，避免挠曲强度降低。因此，可以生产一种具有足够机械强度的电子元件，且在生产过程中不会出现压裂，划痕或爆裂等破损问题。
而且，陶瓷合成物包含存在于重量百分比为4.0％到70.0％的SiO2中的Si和存在于重量百分比为4.0％到40.0％BaO中的Ba。这样，可以避免机械强度被破坏，而且可以生产一种具有理想电学特性，例如介电常数，绝缘电阻值和低温烧结性能的陶瓷电子元件。
本发明的陶瓷电子元件，陶瓷体更包含相对于硼硅酸盐玻璃的重量百分比为0.5％到3％的着色剂，例如氧化铬。这样，陶瓷体的外表面被染了颜色，以此降低了其透明度。所以当从外部观测电子元件的时候可以快速而精确地鉴别内电极是否暴露在外面。
此外，根据本发明的一种生产陶瓷电子元件的方法，可以很方便地产生一种小体积，细间距的陶瓷电子元件，不仅具有高挠曲强度还便于被检查。
附图说明
图1是根据本发明的第一实施方式的多层电感元件的剖视图；
图2是制造多层电感元件的方法的立体示意图；
图3是根据本发明的第二实施方式的多层电感元件的剖视图；
附图标记说明
1陶瓷体；
2a，2b，9a，9b外电极；
5，12内电极。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的具体实施方式。
图1是根据本发明的第一实施方式的多层电感元件的剖视图。
多层电感元件包含一个陶瓷体1由多层陶瓷基板1a到陶瓷基板1l组成，陶瓷基板层压在一起。陶瓷体1包含外电极2a和2b位于其两边。第一电镀层3a和3b位于外电极2a和2b的表面上。第二电镀层4a和4b位于第一电镀层3a和3b的表面上。
特殊的，陶瓷体1包括内陶瓷基板1d到1j；1d到1j上的内电极5a和5g各自都具有特定的导电图；外陶瓷基板1a到1c和1k到1l中没有内电极，内陶瓷基板置于外陶瓷基板之间。内电极5a与外电极2a电性连接。内电极5g与外电极2b连接。内电极5a到5g通过孔(图中没有显示)电性串联在一起以形成一个线圈。
标记部分6位于陶瓷体1的上表面的特定位置。以下描述标记部分6通过涂敷和烘烤一个标记层而形成。标记部分6用于指示往内电极5a到5g通直流电时产生的磁力线的方向。例如，当电感元件串联的时候，如果在电感元件之间发生交互作用例如耦合或解耦合，标记部分6用于测定和控制组合感应系数。
在这个实施方式中，陶瓷基板1a到1l每一片都包含主要以SiO2和B2O3为主要成分的硼硅酸盐玻璃；和主要包含SiO2，BaO和Al2O3的Ba-Al-Si-O陶瓷合成物(以下简称“陶瓷合成物”)。
特殊地，每一个陶瓷基板含有重量百分比为60％到76％的硼硅酸盐玻璃和重量百分比为24％到40％的陶瓷合成物，陶瓷合成物含有存在于重量百分比为10％到14％的Al2O3中的Al。
硼硅酸盐玻璃的成分和陶瓷合成物由于下列理由而被限于以上的范围。
在这个实施方式中，陶瓷体1包含硼硅酸盐玻璃以使得可以在低温下烧结。当硼硅酸盐玻璃的成分的重量百分比低于60％，硼硅酸盐玻璃不具有将烧结温度降低到目标温度的作用，此时有必要增加烘烤的温度。另一方面，当硼硅酸盐玻璃成分的重量百分比超过了76％，电镀层在外电极上形成之后，挠曲强度就会下降。此外，挠曲强度在电镀之前和之后被严重的降低，所以不能达到所需的机械强度。
因此在这个实施方式中，陶瓷体1包含有重量百分比为60％到76％的硼硅酸盐玻璃。Al2O3成分的重量百分比由于以下原因被设置成在10％到14％之间。
当陶瓷合成物中的Al2O3的重量百分比少于10％，当电镀层在外电极上形成之后，挠曲强度就会下降。此外，挠曲强度在电镀之前和之后被严重的降低，所以不能达到所需的机械强度。另一方面当陶瓷合成物中的Al2O3的重量百分比大于14％，烧结性能将降低。所以，陶瓷体1被严重硬化，从而挠曲强度在电镀之前和之后被严重地降低。并且，挠曲强度在电镀之前和之后被严重破坏。
因此，在这个实施方式中，陶瓷合成物中的Al2O3的重量百分比为10％到14％。
陶瓷合成物中除了Al2O3还包含主要成分BaO和SiO2。根据需要，陶瓷合成物还包含Cr2O3，CaCO3和B2O3。从保证电学特性和低温烧结性能的观点看来，陶瓷合成物中的SiO2的最佳重量百分比是4.0％到70.0％，陶瓷合成物中的BaO含量最佳的重量百分比是4％到40％。
当陶瓷合成物中的SiO2的重量百分比少于4.0％，介电常数增大了。这样，电路特性可能在很高频率被破坏，因此而降低电学特性。当陶瓷合成物中的SiO2的重量百分比超过70.0％，烘烤温度可能超过900℃，因此不能保证低温烧结特性。
当陶瓷合成物中的BaO的重量百分比少于4.0％，挠曲强度将降低。此外，烘烤温度可能超过900℃，这样，不能保证低温烧结特性。当陶瓷合成物中的BaO的重量百分比超过40.0％，介电常数增大，结果电学特性可能降低。
硼硅酸盐玻璃的成分不会被特殊限定。例如，硼硅酸盐玻璃包含重量百分比为17.0％至21.0％的B2O3，重量百分比为1.0％至3.0％的K2O，还可以使用SiO2等其他成分。
下面将参考图2的立体图描述制造多层电感元件的方法。
特定的陶瓷原料被调试成含有重量百分比为10％至14％的Al2O3。原料通过一个加湿步骤被混合和研磨成粉。得到的预混合物被弄干并煅烧以生成煅烧后粉末。
煅烧后的粉末和硼硅酸盐玻璃被混合形成一个混合物，这种混合物将包含重量百分比为24％到40％的陶瓷合成物和重量百分比为60％到76％的硼硅酸盐玻璃。
煅烧后的粉末和硼硅酸盐玻璃的平均粒子大小在1.0μm到3.5μm之间为佳。当平均粒子大小为1.0μm到3.5μm时，烘烤过的陶瓷基板的针孔减少，在陶瓷体的内电极5a和5g之间就不会发生短路。而且，烧结密度改善了，所以当烘烤之后挠曲强度将增加。
水，一种有机溶剂，一种粘合剂和类似物被加入混合物。这导致混合物可捏塑形成陶瓷浆料。陶瓷浆料通过一个成型步骤生成陶瓷基板1a到1l，例如流延成型法(doctorblade method)。
一导电层通过在有机溶剂中混合Ag或Ag-Pd等Ag合金而生成，导电层具有特定的粘度，如图2所示，导电层通过丝网印刷术把内部电极5a到5g涂敷在内陶瓷层1d到1j的表面上。并在内电极5a到5f的特定位置上形成通孔7。
在传到导电层中的有机溶剂没有特殊的限制，在α-萜品醇的乙基纤维素溶液或在特定有机溶剂中的丁醛树脂溶液或丙烯酸(类)树脂溶液都可以用。
将硼硅酸盐玻璃，与硼硅酸盐玻璃形成一定相对比例的陶瓷合成物，包含Cu，Cr，和Mn的络合物，以及有机溶剂混合、研磨成粉并分散开而制成标记层，标记层通过丝网印刷术被印在内陶瓷基板1a的表面的特定位置上从而得到标记部分6。关于形成内电极5a到5f的方法和形成标记部分的方法，除了丝网印刷术以外，例如涂敷法、镀气法或反应溅射法等多种方法都可以用。
内陶瓷基板1d到1i置于外陶瓷基板1a到1c和1k到1l之间并层压在一起形成一层压薄片。在层压薄片中，内电极5a到5g通过通孔7电性串联以形成一线圈。
层压薄片被切割为若干片，每一片都具有特定的尺寸。薄片在空气和氮气的混合气体中在500℃条件下进行层压-分离处理。然后，得到的薄片在850℃到900℃的大气环境条件下经过特定时间的烘烤并通过抛光清理毛刺以生成陶瓷体1。
将主要由Ag组成的用于外电极的膏层涂在陶瓷体1的两侧边。烘烤过程在820℃到890℃的温度条件下进行20到100分钟，然后抛光使表面平滑而形成外电极2a和2b。将具有外电极2a和2b的陶瓷体1浸于第一镀液中，例如镍电镀液，并以陶瓷体为阴极，具有Pt膜层的Ti板等的难溶金属作为阳极进行电镀以形成第一镀层3a和3b。接着，所得陶瓷体被浸入第二电镀液，例如Sn电镀液或焊锡电镀液，按照同样的方法对第一电镀层电镀，形成第二电镀层4a和4b。这样，多层电感元件就形成了。
如上所述的具体实施方式，陶瓷体1含有重量百分比为24％到40％的陶瓷合成物和重量百分比为60％到76％的硼硅酸盐玻璃，陶瓷合成物中含有存在于重量百分比为10％到14％的Al2O3中的Al。更好的是，陶瓷合成物包含存在于重量百分比为4.0％到70.0％的SiO2中的Si和存在于重量百分比为4.0％到40.0％的BaO中的Ba。这样，可以避免挠曲强度的降低。所以，机械强度能够保证且在陶瓷基板的压层结构和压力结合中没有压裂，划痕、爆裂或类似破损。更进一步，电学特性和低温烧结性能不会被削弱。结果，可以生产一种所需的具有高可靠性的多层电感元件。
本发明并不限于这些实施方法。陶瓷体1可以更包含一定量的着色剂。当多层电感元件产生之后，用光学显微镜沿着图1中的箭头A观察多层电感元件，以检查陶瓷体中的内电极5a到5g是否由于破坏，例如压裂，划痕、爆裂而暴露在陶瓷体的表面。然后，可以判断内电极暴露的产品为外观不良而定为残品。
然而，陶瓷体1由硼硅酸盐玻璃和陶瓷合成物组成并且由于外陶瓷基板又少又薄，陶瓷体1厚度小，在某些情况下，如果内电极从表面可以看到，由于很难去判断是由于陶瓷体1中的压裂，划痕、爆裂或类似使内电极暴露在表面，还是通过透明的陶瓷基板看到的。所以，为了便于鉴别合格品和残品，陶瓷体1更优选的含有着色剂。特别是，陶瓷基板1a到1l每片都含有相对于硼硅酸盐玻璃的重量百分比为0.5％到3％的Cr2O3，便于判断内电极5a到5g是否暴露在陶瓷体1的表面。
限制Cr2O3成分的原因将在以下描述。如果Cr2O3成分的重量百分比少于0.5％将不会显示着色剂的效果。当Cr2O3成分的重量百分超过3.0％，即使陶瓷体中的硼硅酸盐玻璃的重量百分比在60％到76％之间，当接近60％的下限时介电常数会增长从而破坏了其电学特性；而当接近70％的上限时，挠曲强度会降低从而破坏了多层电感元件的机械强度。
图3是根据本发明的第二实施方式的陶瓷电子元件的剖视图。
在这个实施方式中，线圈的轴垂直于外电极9a和9b。就是说，如图3所示的多层电感元件，陶瓷体8包括内陶瓷基板8d到8j；内电极12a到12g，它们都有特定的电路图案，内电极12a到12g分别置于内陶瓷基板8d到8j的表面；内陶瓷基板8a到8c和8k到8l没有内电极。内电极12a到12g通过通孔电性连接以形成线圈。外电极9a和9b通过烧接一块主要由Ag组成的薄片而形成。第一电镀层10a到10b和第二电镀层11a到11b遮避外电极9a和9b。一个标记部分13置于陶瓷体8的上表面的特定位置。
在这个实施方式中，如第一实施方式的方法，为了快速而稳定的进行产品检测，最好在陶瓷基板8a到8l每一片都加入相对于硼硅酸盐玻璃的重量百分比为0.5％到3％的Cr2O3。
在这个实施方式中，使用光学显微镜沿箭头B方向用肉眼检测。当陶瓷体8和独立的内电极12a到12g之间的距离δ(间隙)非常小，在某些情况下，很难判断内电极12a到12g是否暴露在表面。
所以，最好陶瓷基板每一片都加入如上所述的量的Cr2O3，以便于判断内电极是否暴露在表面上。
根据本发明地实施例将在以下详细描述。
实施例1
硼硅酸盐玻璃平均粒度大小为1.0μm到3.5μm，含有重量百分比为2.38％的B2O3，此外还有SiO2。Ba-Al-Si-O陶瓷合成物煅烧后的粉末(以下称为陶瓷合成物)平均粒度大小为1.0μm到3.5μm，含有重量百分比为11.6％的Al2O3和重量百分比为29.24％的BaO，重量百分比为0.48％的CaO，剩余的由SiO2组成。它们被混合。硼硅酸盐玻璃成分被调节为占硼硅酸盐玻璃和陶瓷合成物混合后总重量的60％到74％之间。
接着，把水，有机溶剂和有机媒介物例如粘合剂加入混合材料中。所得的混合物塑造以形成浆料。所得的浆料以流延成型法被传递到运送层以生成陶瓷基板。
银或银合金例如Ag-Pd和有机媒介被混合以形成具有特定粘度的导电层。所得的导电层通过丝网印刷术被应用在内陶瓷基板的表面以形成内电极的导电图案。
硼硅酸盐玻璃，相对于硼硅酸盐玻璃的一定量的陶瓷合成物与Cu，Cr和Mn的络合物，以及有机媒介被混合、研成粉末并分散以生成一标记层。所得的标记层通过丝网印刷术被应用在陶瓷基板表面的特定位置。
内陶瓷基板被置于外陶瓷基板之间并压合以形成薄片层。所得的薄片层被切割为若干片，每一片都具有特定的尺寸。薄片在空气和氮气的混合气体环境中在500℃条件下进行层压-分离处理。然后，得到的薄片在850℃到900℃的大气环境下经过特定的时间地烘烤并抛光清理毛刺以产生陶瓷体1。
主要由Ag组成的外电极膏层被涂刷在陶瓷体1的两侧边。烘烤过程在820℃到890℃的温度条件下进行20到100分钟，然后抛光至表面平滑而形成外电极2a和2b。具有外电极的陶瓷体浸于第一电镀液中，例如镍电镀液，以陶瓷体为阴极，以具有Pt涂层的Ti板等不溶性金属为阳极进行电镀，形成Ni层。接着，将所得陶瓷体浸入Sn电镀液并按照同样的方法进行电镀以形成Sn层。这样，实施例1到3的多层电感元件和比较例1和2的多层电感元件就形成了。
测量介电常数ε，绝缘电阻(IR)和挠曲强度。计算电镀层形成之前和之后的挠曲强度的变化率。
利用RF阻抗/材料分析仪(由Hewlett-Packard Development Company公司生产的HP4291A型)在100MHz和25℃条件下测定介电常数ε。
用超高电阻/微电流计(由Advantest Corporation公司生产的R8340A型)运用50V的直流电在25℃条件下工作2分钟以测定绝缘电阻(IR)。
挠曲强度的测定利用三点弯曲型挠曲强度测试仪(由Orientec Co.，Ltd.公司生产的RTC1225A型)进行，然后挠曲强度根据JIS R1601标准计算。
表一表示了各测试片的成分和测试结果。
表1
  陶瓷体成分   测量结果
  硼硅酸盐玻璃(重量％)   陶瓷合成物(重量％)   陶瓷合成物中的Al2O3(重量％)   电镀后的挠曲强度(N)   挠曲强度的变化率(％)  介电常数ε(-)   绝缘电阻IR(Ω·m)   烧结温度(℃)
  例子   1   66   34   10.0   25.8   -9.5  4.42   1.88×109   870
  2   66   34   11.6   26.3   -6.2  4.50   1.95×109   870
  3   66   34   14.0   27.8   -1.8  4.66   2.25×109   870
对比例   1   66   34   6.0   22.1   -25.4  4.28   1.49×109   870
  2   66   34   16.0   24.2   -19.8  4.79   2.29×109   870
在对比例1中，多层电感元件种的陶瓷合成物中具有低含量的，重量百分比为6％的Al2O3，在外电极上的电镀层形成之后的挠曲强度较低。电镀层形成之前或之后的挠曲强度的变化率为25％或更高。
在对比例2中，多层电感元件的陶瓷合成物中具有高含量的、重量百分比为16％的Al2O3成分，由于烧结性差，无法充分致密地层合，导致了低的挠曲强度和高的挠曲强度变化率。
相反地，在例子1和3中，发现由于陶瓷合成物中的Al2O3的重量百分比为10％到14％并处于本发明的范围之内，挠曲强度为25N或更大；在外电极上的电镀层形成之前或之后的挠曲强度变化率低至15％或更低，绝缘电IR也足够大；所以，可以得到理想的机械强度和理想的电学特性。而且，经证实，可以低至900℃或更低的温度下进行烧结。
实施例2
多层电感元件利用与实施例1相同的方法和步骤进行生产，但陶瓷合成物中的Al2O3分量被调节至重量百分比为11.6％，它的含量处于本发明的范围之内，将陶瓷合成物和硼硅酸盐玻璃按照不同比例被混合后，测定介电常数ε，绝缘电阻(IR)和在电镀层形成之前和之后挠曲强度的变化率。表二显示了该结果。
表二
  陶瓷体成分   测量结果
  硼硅酸盐玻璃(重量％)   陶瓷合成物(重量％)   陶瓷合成物中的Al2O3(重量％)   电镀后的挠曲强度(N)   挠曲强度的变化率(％)  介电常数ε(-)   绝缘电阻IR(Ω·m)   烧结温度(℃)
例子   11   76   24   11.6   22.5   -9.2  4.36   7.94×106   850
  12   72   28   11.6   23.4   -7.8  4.42   2.51×107   850
  13   70   30   11.6   24.8   -7.2  4.45   5.01×107   870
  14   68   32   11.6   24.9   -6.7  4.47   1.58×108   870
  15   66   34   11.6   26.3   -6.2  4.50   1.95×109   870
  16   64   36   11.6   26.5   -5.7  4.54   7.08×109   880
17 63 38 11.6 27.8 -5.2 4.58   3.98×1010   880
18 60 40 11.6 28.3 -4.7 4.65   3.02×1012   900
对比例   11   80   20   11.6   20.9   -10.8  4.28   7.94×105   840
  12   78   22   11.6   21.4   -10.0  4.33   3.16×106   840
13 58 42 11.6 29.8 -4.3 4.75   9.77×1013   910
14 56 44 11.6 30.4 -4.0 4.90   2.51×1015 920
从表二中显而易见，在对比例11和12中，由于过量的硼硅酸盐玻璃，挠曲强度大约为20N，也就是机械强度降低了。而且，绝缘电阻(IR)也小。
在对比例13和14中，尽管达到了理想的机械强度和理想的绝缘电阻IR，由于对比例13和14中的陶瓷体含有的硼硅酸盐玻璃成分分别为58％和56％，都少于60％，烧结温度分别为910℃和920℃，也就是温度超过900℃；因此，低温烧结特性很差。而且，介电常数ε都被证实大于4.75；因此，电子电路在高频率时具有差的特性。
相反地，在例子11和18中，硼硅酸盐玻璃的重量百分比为60％到74％，并处于本发明的范围之内，介电常数低于4.75；且绝缘电阻(IR)值高。而且，挠曲强度在电镀之后高达22.5N或更大；在电镀层形成之前或之后的挠曲强度变化率小于10％；所以，将会避免由电镀液的腐蚀而导致多层电感元件的挠曲强度的降低。
经确认，在陶瓷体中的硼硅酸盐玻璃重量百分比为76％时，即使陶瓷合成物中的Al2O3的重量百分比为10％，在电镀层形成之前或之后的挠曲强度变化率也仅为13.5％，它小于15％；因此，电镀前后的机械强度的损坏很小。而且，当在陶瓷体中的硼硅酸盐玻璃重量百分比为60％且陶瓷合成物中的Al2O3的重量百分比为14％时，介电常数虽增加至4.73，但小于4.75，电学特性受影响很小。
因此，可以制造具有理想电气特性和理想机械强度的多层电感元件并且可以在温度低至900℃或更低时进行低温烧结。
实施例3
多层电感元件利用与实施例1相同的方法和步骤进行生产，但陶瓷合成物中的Al2O3分量被调节至重量百分比为11.6％，陶瓷基板含有特定量的Cr2O3。可以进行肉眼检测和特性评估。
肉眼检测可以利用CCD照相机放置在外陶瓷基板上进行，以电位差表示有内电极的地方的亮度级和没有内电极的地方的亮度级之间的差异，并据此电位差进行评价判断。
当不含有Cr2O3，从外部可以看见内电极。因此，甚至即使内电极没有暴露的时候亮度级也很大。结果，通过检查残品也不能被鉴别出来。然而，随着Cr2O3量的增加外陶瓷基板被染了色，会降低亮度级差。结果，通过检查残品可以被鉴别出来。
如果当硼硅酸盐玻璃重量百分比大约为11.6％时，且Cr2O3的重量百分比超过3％时，介电常数超过4.70，因此降低了电气特性。还发现当硼硅酸盐玻璃重量百分比大约为74％时，挠曲强度降低了，因此多层电感元件的机械强度降低了。

Claims (8)

1、一种陶瓷电子元件，包括：
一个位于陶瓷体的外表面上的外电极，所述陶瓷体含有重量百分比为24％到40％的陶瓷合成物和重量百分比为60％到76％的硼硅酸盐玻璃，陶瓷合成物中含有存在于重量百分比为10％到14％的Al2O3中的Al。
2、根据权利要求1所述的陶瓷电子元件，其特征在于：陶瓷合成物还含有存在于重量百分比为4.0％到70.0％的SiO2中的Si和存在于重量百分比为4.0％到40.0％的BaO中的Ba。
3、根据权利要求1或2所述的陶瓷电子元件，其特征在于：所述陶瓷体还包含相对于硼硅酸盐玻璃的重量百分比为0.5％到3％的着色剂。
4、根据权利要求3所述的陶瓷电子元件，其特征在于：所述着色剂是氧化铬。
5、一种生产陶瓷电子元件的方法，包含以下步骤：
使硼硅酸盐玻璃和含有存在于重量百分比为10％到14％的Al2O3中的Al的陶瓷合成物相混合，以准备含有重量百分比为24％到40％的陶瓷合成物和重量百分比为60％到76％的硼硅酸盐玻璃的陶瓷预混合料；
将陶瓷预混合料制成未经处理的陶瓷薄片；
在至少一块未经处理的陶瓷薄片上形成导电图；
层压未经处理的陶瓷薄片以形成一个陶瓷层压制品；
烧结陶瓷层压制品以形成陶瓷体；
在陶瓷体的外表面形成一外电极。
6、根据权利要求5所述的生产陶瓷电子元件的方法，其特征在于：所述陶瓷合成物按如下方式配成，其包含存在于重量百分比为4.0％到70.0％的SiO2中的Si和存在于重量百分比为4.0％到40.0％的BaO中的Ba。
7、根据权利要求5或6所述的生产陶瓷电子元件的方法，其特征在于：该方法还包括一个步骤，即将相对于硼硅酸盐玻璃的重量百分比为0.5％到3％的着色剂加入到每块未经处理的陶瓷薄片中。
8、根据权利要求5到7任一所述的生产陶瓷电子元件的方法，其特征在于：所述的着色剂为氧化铬。
CN2005800017529A 2004-04-08 2005-04-05 陶瓷电子元件及其制造方法 Active CN1906716B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP114824/2004 2004-04-08
JP2004114824 2004-04-08
PCT/JP2005/006642 WO2005098879A1 (ja) 2004-04-08 2005-04-05 セラミック電子部品、及びセラミック電子部品の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1906716A true CN1906716A (zh) 2007-01-31
CN1906716B CN1906716B (zh) 2011-04-27

Family

ID=35125338

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2005800017529A Active CN1906716B (zh) 2004-04-08 2005-04-05 陶瓷电子元件及其制造方法

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP1693861A4 (zh)
JP (1) JPWO2005098879A1 (zh)
CN (1) CN1906716B (zh)
TW (1) TWI281167B (zh)
WO (1) WO2005098879A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5239731B2 (ja) * 2007-12-21 2013-07-17 株式会社村田製作所 積層セラミック電子部品およびその製造方法
US8194391B2 (en) 2007-12-21 2012-06-05 Murata Manufacturing Co., Ltd. Multilayer ceramic electronic component and manufacturing method thereof
JP5458603B2 (ja) * 2009-02-27 2014-04-02 株式会社村田製作所 電子部品
US20130271251A1 (en) * 2012-04-12 2013-10-17 Cyntec Co., Ltd. Substrate-Less Electronic Component
JP6080100B2 (ja) * 2012-12-07 2017-02-15 株式会社村田製作所 電子部品、及び電子部品の製造方法
JP6752764B2 (ja) * 2016-09-30 2020-09-09 太陽誘電株式会社 コイル部品
JP7406919B2 (ja) * 2019-03-11 2023-12-28 株式会社村田製作所 積層コイル部品

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05254923A (ja) * 1992-03-10 1993-10-05 Hitachi Ltd セラミック組成物及びセラミック回路基板
JP3610191B2 (ja) * 1997-06-03 2005-01-12 Ｔｄｋ株式会社 非磁性セラミックおよびセラミック積層部品
US6228788B1 (en) * 1998-08-21 2001-05-08 Advanced Ceramic X Corporation High-frequency ceramic inductor formulation
JP3357308B2 (ja) * 1998-12-28 2002-12-16 エフ・ディ−・ケイ株式会社 セラミック積層部品
US6844278B2 (en) * 2001-09-18 2005-01-18 Aem, Inc. Dense lead-free glass ceramic for electronic devices
JP3888446B2 (ja) * 2002-03-25 2007-03-07 株式会社村田製作所 セラミック電子部品、及びセラミック電子部品の製造方法
JP4239534B2 (ja) * 2002-09-10 2009-03-18 株式会社村田製作所 絶縁性ガラスセラミックおよびこれを用いた積層電子部品

Also Published As

Publication number Publication date
TWI281167B (en) 2007-05-11
CN1906716B (zh) 2011-04-27
EP1693861A1 (en) 2006-08-23
TW200606961A (en) 2006-02-16
EP1693861A4 (en) 2011-10-19
WO2005098879A1 (ja) 2005-10-20
JPWO2005098879A1 (ja) 2008-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1906716A (zh) 陶瓷电子元件及其制造方法
JP4430022B2 (ja) 高誘電率の金属−セラミック−ポリマー複合誘電体及びこれを利用したエンベデッドキャパシターの製造方法
EP1583107B1 (en) Conductive paste for terminal electrode of multilayer ceramic electronic part
CN1207732C (zh) 导电糊剂和外部电极及其制造方法
CN1639815A (zh) 层叠式电子部件
CN1467760A (zh) 层叠型电子器件的制造方法
EP2650263A1 (en) Low silver content paste composition and method of making a conductive film therefrom
CN1180906A (zh) 片式电阻器及其制造方法
CN1384703A (zh) 电磁屏蔽板和制造该板的方法
CN1755849A (zh) 陶瓷电子零件及其制造方法
CN1941233A (zh) 叠层型陶瓷电子部件的制造方法
CN1227957A (zh) 整块陶瓷电子元件
CN1421881A (zh) 层叠陶瓷电子部件的制造方法和层叠电子部件
CN1104015C (zh) 独石陶瓷电容器
CN1331475A (zh) 导电浆料和采用该浆料的层压的陶瓷电子部件
JP3888446B2 (ja) セラミック電子部品、及びセラミック電子部品の製造方法
CN1056461C (zh) 陶瓷电容器
CN1757269A (zh) 基板及其制造方法
CN114783652A (zh) 一种与微波介质陶瓷低温共烧的金导体布线浆料及其制备方法
JP3994439B2 (ja) 積層セラミック電子部品端子電極用導体ペースト
WO2021177420A1 (ja) 導電性ペースト、電子部品及び積層セラミックコンデンサ
CN1157741C (zh) 芯片型ptc热敏电阻
KR100821514B1 (ko) 무납 스포트-용접용 전극 페이스트 및 그 제조방법
KR20040006445A (ko) 적층 세라믹 커패시터 및 그 전극 조성물
CN1678148A (zh) 用于制造布线基片的层压体，这种布线基片及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant