-
Bezugnahme auf verwandte Anmeldungen
-
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 10-2013-0017016 mit dem Titel „Keramisches Mehrschichtbauteil”, die am 18. Februar 2013 eingereicht wurde, und die in der vorliegenden Anmeldung vollständig durch Bezugnahme enthalten ist.
-
Hintergrund der Erfindung
-
1. Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein keramisches Mehrschichtbauteil und insbesondere ein keramisches Mehrschichtbauteil, das in der Lage ist, eine Verschlechterung seiner Funktion zu verhindern, die durch die Entstehung eines Risses verursacht wird.
-
2. Beschreibung des Standes der Technik
-
Eine Chipkomponente wie ein keramischer Mehrschichtkondensator vom Dünnfilmtyp (multilayer ceramic capacitor, MLCC) ist so aufgebaut, dass er einen Bauteilkörper umfasst, innere Elektroden, äußere Elektroden und dergleichen. Der Bauteilkörper besitzt einen Aufbau, bei dem mehrere die elektrische Lagen, die man Grünlinge nennt, mehrschichtig gestapelt sind, und die inneren Elektroden sind bei den elektrischen Lagen entsprechend vorgesehen. Zusätzlich besitzen die äußeren Elektroden eine Struktur, bei der sie beide Endabschnitte eines äußeren Abschnitts des Bauteilkörpers bedecken, während sie elektrisch an die inneren Elektroden angeschlossen sind.
-
Im Allgemeinen, da das keramische Mehrschichtbauteil entworfen ist, damit in erster Linie dessen Eigenschaften verbessert werden, ist es relativ verletzlich im Hinblick auf äußeren physikalischen Druck oder einen Stoß, thermische Belastung, andere Vibrationen oder dergleichen. Dementsprechend, wenn ein physikalischer oder thermischer Stoß oder Schock auf das keramische Mehrschichtbauteil ausgeübt wird, wird in dem Bauteilkörper ein Riss erzeugt. Der Riss wird im Wesentlichen auf einer Oberfläche des Bauteilkörpers erzeugt, benachbart zu einem entfernten Endabschnitt der äußeren Elektrode und er pflanzt sich bis zu einem inneren Abschnitt des Bauteilkörpers fort. Wenn der Riss sich bis zu einem aktiven Bereich des Bauteilkörpers fortsetzt, hat das keramische Mehrschichtbauteil Schwierigkeiten, seine Funktion zu erfüllen.
-
Um eine Beschädigung der Chipkomponente aufgrund des Risses zu verhindern, ist eine Technologie vorgeschlagen worden, um der äußeren Elektrode zu ermöglichen, eine Struktur zu besitzen, die in der Lage ist, einen äußeren Stoß zu absorbieren. Dazu kann die äußere Elektrode eine Struktur besitzen, bei der sie eine innere Metallschicht umfasst, die den Bauteilkörper direkt abdeckt, eine außenseitig freiliegende äußere Metallschicht, und eine Zwischenlage, die zwischen der inneren Metallschicht und der äußeren Metallschicht angeordnet ist. Allerdings, da die Zwischenschicht aus einem Verbundmaterial aus einem Metall und einem Polymerharz hergestellt ist, wird das Polymerharz thermisch zersetzt bei einem Reflow-Verfahren oder einem Wellenlötverfahren zum Befestigen der Chipkomponente, so dass die innere Metalllage und die Zwischenlage voneinander getrennt werden, wodurch ein innerer Hohlraum erzeugt wird. Das oben beschriebene Phänomen der Erzeugung eines Hohlraums und der Delamination, bei dem es sich eher um ein Problem der Chipkomponente selbst handelt als um ein Problem bei dem Betrieb eines elektronischen Geräts, in dem die Chipkomponente angebracht ist, verschlechtert die Funktion der Chipkomponente.
-
Als weiteres Verfahren gibt es ein Verfahren, bei dem ein Verstärkungsmuster in dem Bauteilkörper vorgesehen wird, benachbart zu einem Punkt, an dem der Riss häufig erzeugt wird, um ein Wachsen des Risses zu blockieren. Allerdings, da die Anzahl der Mehrschichtmuster in dem Bauteilkörper erhöht werden soll, um das oben beschriebene Verstärkungsmuster anzuwenden, erhöhen sich die für die Herstellung des Bauteils erforderlichen Kosten und die Dicke eines Dielektrikums verringert sich relativ, so dass es schwierig ist, eine hohe Kapazität zu implementieren.
-
Dokument zum Stand der Technik: Patentdokument 1: offengelegte
koreanische Patentanmeldung Nr. 10-2006-0047733 .
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein keramisches Mehrschichtbauteil anzugeben, das in der Lage ist, seine Funktion aufrechtzuerhalten, selbst wenn ein Riss aufgrund eines äußeren Stoßes auftritt.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein keramisches Mehrschichtbauteil vorgesehen, umfassend: einen Bauteilkörper mit voneinander beabstandeten Seitenflächen und sich in Umfangsrichtung erstreckenden Flächen, die die Seitenflächen miteinander verbinden; innere Elektroden, die in Längsrichtung des Bauteilkörpers in dem Bauteilkörper angeordnet sind; äußere Elektroden mit einem Vorderseitenabschnitt, die die Seitenflächen bedecken und mit einem Bandabschnitt, der sich von dem Vorderseitenabschnitt erstreckt und Abschnitte der sich in Umfangsrichtung erstreckenden Flächen abdeckt; und Rissführungsmuster, die in dem Bauteilkörper angeordnet sind und die Wachstumsrichtung eines Risses leiten, der von den sich in Umfangsrichtung erstreckenden Flächen erzeugt worden ist, so dass der Riss in Richtung der Seitenfläche gelenkt wird, wobei das Rissführungsmuster umfasst: ein erstes Metallmuster; und ein zweites Metallmuster, das so angeordnet ist, dass es näher an der sich in Umfangsrichtung erstreckenden Fläche im Vergleich zu dem ersten Metallmuster ist und das Lücken aufweist.
-
Eine Mehrzahl von Lücken kann in Längsrichtung des zweiten Metallmusters angeordnet sein, so dass sie voneinander beabstandet sind, und das Verhältnis der Gesamtlänge der in Längsrichtung angeordneten Lücken zur Gesamtlänge des zweiten Metallmusters kann größer als 0,02 sein.
-
Eine Mehrzahl von Lücken kann in Längsrichtung des zweiten Metallmusters angeordnet sein, so dass sie voneinander beabstandet sind, und das Verhältnis der Gesamtlänge der in Längsrichtung angeordneten Lücken zur Gesamtlänge des zweiten Metallmusters kann kleiner als 0,51 sein.
-
Eine Mehrzahl von Lücken kann in Längsrichtung des zweiten Metallmusters angeordnet sein, so dass sie voneinander beabstandet sind, und das Verhältnis der Gesamtlänge der in Längsrichtung angeordneten Lücken zur Gesamtlänge des zweiten Metallmusters kann größer als 0,02 oder kleiner als 0,51 sein.
-
Das Rissführungsmuster kann sich von der Seitenfläche zu einem inneren Abschnitt des Bauteilkörpers erstrecken, und die Länge des Rissführungsmusters kann gleich oder größer als die Länge des Bandabschnitts sein.
-
Der Bauteilkörper kann umfassen: einen aktiven Bereich, der die darin angeordnete innere Elektrode aufweist; einen inaktiven Bereich entsprechend einem Bereich, der nicht dem aktiven Bereich entspricht, und das Rissführungsmuster kann in dem inaktiven Bereich angeordnet sein.
-
Gemäß einem weiteren beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein keramisches Mehrschichtbauteil vorgesehen, umfassend: einen Bauteilkörper mit einem aktiven Bereich und einem inaktiven Bereich; innere Elektroden, die in dem aktiven Bereich angeordnet sind; äußere Elektroden, die elektrisch mit den inneren Elektroden verbunden sind, wobei sie beide Endabschnitte des Bauteilkörpers bedecken; und Rissführungsmuster, die in dem inaktiven Bereich angeordnet sind und einen Riss, der in dem inaktiven Bereich erzeugt ist, leiten, so dass er in dem inaktiven Bereich verbleibt, wobei das Rissführungsmuster umfasst: ein erstes Metallmuster; und ein zweites Metallmuster, das näher an der sich in Umfangsrichtung erstreckenden Fläche angeordnet ist im Vergleich zu dem ersten Metallmuster und das Lücken aufweist.
-
Mehrere Lücken können in Längsrichtung des zweiten Metallmusters angeordnet sein, so dass sie voneinander beabstandet sind.
-
Mehrere Lücken können in Längsrichtung des zweiten Metallmusters angeordnet sein, so dass sie voneinander beabstandet sind, und das Verhältnis der Gesamtlänge der Lücken, die in Längsrichtung angeordnet sind, zur Gesamtlänge des zweiten Metallmusters kann größer als 0,02 sein.
-
Mehrere Lücken können in Längsrichtung des zweiten Metallmusters angeordnet sein, so dass sie voneinander beabstandet sind, und das Verhältnis der Gesamtlänge der in Längsrichtung angeordneten Lücken zur Gesamtlänge des zweiten Metallmusters kann kleiner als 0,51 sein.
-
Mehrere Lücken können in Längsrichtung des zweiten Metallmusters angeordnet sein, so dass sie voneinander beabstandet sind, und das Verhältnis der Gesamtlänge der in Längsrichtung angeordneten Lücken zur Gesamtlänge des zweiten Metallmusters kann größer als 0,02 oder kleiner als 0,51 sein.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 ist eine Ansicht und zeigt ein keramisches Mehrschichtbauteil gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
-
2 ist eine vergrößerte Ansicht des Bereichs A, der in 1 gezeigt ist; und
-
3 ist eine Ansicht und zeigt eine Form, die die Wachstumsrichtung eines Risses des keramischen Mehrschichtbauteils gemäß dem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung leitet.
-
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
-
Unterschiedliche Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung und Verfahren, um diese umzusetzen, werden anhand der nachfolgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen erläutert. Allerdings kann die vorliegende Erfindung auf viele unterschiedliche Arten modifiziert werden und sie sollte nicht so verstanden werden, als wäre sie auf die hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsbeispiele beschränkt. Diese beispielhaften Ausführungsbeispiele dienen eher dazu, dass die Offenbarung sorgfältig und vollständig ist und sie vermitteln die Idee der Erfindung vollständig einem Fachmann auf diesem Gebiet. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in der gesamten Beschreibung dieselben Elemente.
-
Die in der vorliegenden Beschreibung verwendeten Begriffe dienen eher zur Erläuterung der beispielhaften Ausführungsbeispiele als zur Beschränkung der vorliegenden Erfindung. Sofern nicht ausdrücklich das Gegenteil beschrieben ist, umfasst eine Singularform in der vorliegenden Beschreibung die Pluralform. Das Wort „umfassen” und Abwandlungen wie „umfasst” oder „umfassend”, sind so zu verstehen, dass angegebene Komponenten, Schritte, Betriebsarten und/oder Elemente enthalten sind, nicht jedoch so, als wären irgendwelche anderen Komponenten, Schritte, Betriebsarten und/oder Elemente ausgeschlossen.
-
Daneben werden die in der Beschreibung beschriebenen beispielhaften Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf geschnittene Ansichten und/oder Draufsichten beschrieben, bei denen es sich um ideale beispielhafte Zeichnungen handelt. In den Zeichnungen kann die Dicke von Schichten und Bereichen übertrieben dargestellt sein, um die technischen Inhalte wirkungsvoll zu beschreiben. Daher können beispielhafte Formen durch Herstellungstechnologien und/oder Toleranzen geändert werden. Dementsprechend sind die beispielhaften Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nicht auf spezielle Formen beschränkt, sondern sie umfassen die Änderung von Formen, die gemäß den Herstellungsverfahren erzeugt werden. Beispielsweise kann ein vertikal gezeigter Ätzbereich gerundet sein oder er kann eine festgelegte Kurvenform aufweisen.
-
Nachfolgend werden ein keramisches Mehrschichtbauteil und ein Verfahren zu dessen Herstellung gemäß beispielhaften Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben.
-
1 ist eine Ansicht und zeigt ein keramisches Mehrschichtbauteil gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und 2 ist eine vergrößerte Ansicht des Bereichs A, der in 1 gezeigt ist. Zusätzlich ist 3 eine Ansicht, die eine Form zeigt, bei der die Wachstumsrichtung eines Risses des keramischen Mehrschichtbauteils gemäß dem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gelenkt (geführt) wird.
-
Bezug nehmend auf die 1 bis 3 ist das keramische Mehrschichtbauteil 100 gemäß dem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung so aufgebaut, dass es den Bauteilkörper 110 umfasst, innere Elektroden 120, äußere Elektroden 130, und ein Rissführungsmuster 140.
-
Der Bauteilkörper 110 kann eine mehrlagige Struktur aufweisen, bei der mehrere Schichten oder Lagen aufeinander gestapelt sind. Die elektrischen Lagen 111, die man Grünlinge nennt, können als Lagen benutzt werden, und das durch das Aufschichten der dielektrischen Schichten gebildete Produkt kann im Wesentlichen eine sechsflächige Form besitzen. Dementsprechend kann der Bauteilkörper 110 zwei Seitenflächen 112 besitzen, die voneinander beabstandet sind, und vier sich in Umfangsrichtung erstreckende Flächen 114, die die Seitenflächen miteinander verbinden. Der Bauteilkörper 110 kann in einen aktiven Bereich und einen inaktiven Bereich geteilt sein. Der aktive Bereich kann im Allgemeinen in dem Zentrum des inneren Abschnitts des Bauteilkörpers 110 angeordnet sein und er kann ein Bereich sein, in dem die inneren Elektroden 120 angeordnet sind. Der inaktive Bereich, bei dem es sich um einen anderen Bereich als um den aktiven Bereich handelt, kann ein Bereich sein, in dem die inneren Elektroden 120 nicht angeordnet sind.
-
Die inneren Elektroden 120 können so angeordnet sein, dass sie im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung des Bauteilkörpers 110 angeordnet sind. Die inneren Elektroden 120 können Schaltkreismuster sein, die auf allen Lagen ausgebildet sind. Die inneren Elektroden 120 können Metallmuster sein, die die äußeren Elektroden 130 berühren. Die inneren Elektroden 120 können auf allen Lagen gebildet sein und eine Struktur aufweisen, in der sie sich von den Seiten 112 zu dem inneren Abschnitt des Bauteilkörpers 110 erstrecken. Optional können die inneren Elektroden 120 ferner Fließmuster (floating patterns) umfassen. Die Fließmuster können zwischen den Seitenflächen 112 angeordnet sein, ohne die äußeren Elektroden 130 zu berühren.
-
Die äußeren Elektroden 130 können beide Endabschnitte des Bauteilkörpers 110 bedecken. Die äußere Elektrode 130 kann einen vorderseitigen Abschnitt 131a und einen Bandabschnitt 131b umfassen, wobei der vorderseitige Abschnitt 131a die Seitenfläche 112 bedeckt und der Bandabschnitt 131b kann sich von dem Vorderseitenabschnitt 131a erstrecken und einen Abschnitt der sich in Umfangsrichtung erstreckenden Fläche 114 bedecken. Der Bandabschnitt 131b kann ein Bondingabschnitt zum Bonden (Verbinden) des keramischen Mehrschichtbauteils 100 an ein externes Gerät (nicht gezeigt) sein, wie eine gedruckte Leiterplatte.
-
Das Rissführungsmuster 140 kann die Wachstumsrichtung eines Risses C lenken oder leiten, der von der sich in Umfangsrichtung erstreckenden Fläche 114 erzeugt worden ist, so dass der Riss C in Richtung der Seitenfläche 112 in den inaktiven Bereich des Bauteilkörpers 110 gelenkt oder geführt wird. Beispielsweise in dem Fall, wenn das keramische Mehrschichtbauteil in einem festgelegten elektronischen Bauteil (nicht gezeigt) befestigt wird, um eine Struktur zu bilden, kann der Riss C in dem keramischen Mehrschichtbauteil 100, wie in 3 gezeigt ist, erzeugt werden, wenn die Struktur durch einen Stoß beaufschlagt wird. Der Riss C, wie oben beschrieben, kann im Wesentlichen an einem Endabschnitt des Bandabschnitts 131b erzeugt werden, und in einem Randabschnitt der sich in Umfangsrichtung erstreckenden Fläche und er kann sich zu dem aktiven Bereich des Bauteilkörpers 110 fortpflanzen.
-
Wenn der Riss C sich bis zu dem aktiven Bereich des Bauteilkörpers 110 fortsetzt, kann ein Defekt in dem keramischen Mehrschichtbauteil 100 erzeugt werden.
-
Daher wird ein Fortschreiten des Risses C verändert, um zu verhindern, dass der Riss C bis zu dem aktiven Bereich wächst, wodurch es möglich gemacht wird, die Funktion des keramischen Mehrschichtbauteils 100 beizubehalten. Das Rissführungsmuster 140, das dazu dient, die Funktion des keramischen Mehrschichtbauteils aufrechtzuerhalten, selbst wenn der Riss C wie oben beschrieben erzeugt worden ist, kann die Wachstumsrichtung des erzeugten Risses C, der in Umfangsrichtung 114 erzeugt worden ist, zu der Seitenfläche 112 umlenken oder leiten.
-
Dazu kann das Rissführungsmuster 140 in dem inaktiven Bereich des Bauteilkörpers 110 angeordnet sein, um es dem Riss C zu ermöglichen, sich in den inaktiven Bereich fortzupflanzen, ohne in den aktiven Bereich zu wachsen. Als Beispiel kann das Rissführungsmuster 140 ein erstes Metallmuster 142 und ein zweites Metallmuster 144 umfassen, die so angeordnet sind, dass sie sich näher an der sich in Umfangsrichtung erstreckenden Fläche 114 im Vergleich zu dem ersten Metallmuster 142 befinden. Die ersten und zweiten Metallmuster 142 und 144 können in dem inaktiven Bereich des Bauteilkörpers 110 angeordnet sein, so dass sie im Wesentlichen parallel zueinander sind. Die ersten und zweiten Metallmuster 142 und 144 können Muster sein, die aus unterschiedlichen Metallen hergestellt sind und die einen Oxidfilm (nicht gezeigt) umfassen, der auf deren Oberflächen gebildet ist.
-
Es wird bevorzugt, dass die Länge (nachfolgend als „erste Länge” L1 bezeichnet) des Rissführungsmusters 140 gleich oder länger als die Länge (nachfolgend als „zweite Länge” L2 bezeichnet) des Bandabschnitts 131b ist. Insbesondere wird es bevorzugt, dass die Länge des zweiten Metallmusters 144 gleich oder länger als diejenige der zweiten Länge L2 ist. In dem Fall, wenn die erste Länge L1 kürzer als die zweite Länge L2 ist, ist die Fläche des Rissführungsmusters 140, das den Riss C bewältigt, klein, so dass der Riss C verhindert, dass das Rissführungsmuster 140 in den aktiven Bereich des Bauteilkörpers 110 eindringt.
-
Zusätzlich können die ersten und zweiten Metallmuster 142 und 144 unterschiedliche Strukturen besitzen. Als Beispiel kann das erste Metallmuster 142 die Struktur einer flachen Platte ohne gebrochene Sektionen besitzen. Andererseits kann das zweite Metallmuster 144 gebrochene Sektionen besitzen, um die Bildung von Lücken 144a zu ermöglichen. Es können mehrere Lücken 144a vorhanden sein. In diesem Fall können die Lücken 144a in festgelegten Abständen in Längsrichtung des zweiten Metallmusters 144 angeordnet sein. In dem Fall, wenn jede der Lücken 144a eine Linienform besitzt, die im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung des zweiten Metallmusters 144 ist, kann das zweite Metallmuster 144 in einer Struktur vorgesehen sein, in der Muster, die mehrere Linienformen aufweisen, parallel zueinander angeordnet sind. Alternativ, in dem Fall, wenn jede der Lücken 144a eine Inselform besitzt, kann das zweite Metallmuster 144 in einer Maschenstruktur vorgesehen sein, bei der mehrere Löcher lokal oder regelmäßig gebildet sind.
-
Die in dem zweiten Metallmuster 144 gebildeten Lücken 144a können dafür vorgesehen sein, eine Bindungskraft zwischen dem zweiten Metallmuster 144 und einer BaTaO3-Schicht zur Verfügung zu stellen, bei der es sich um das Material der dielektrischen Lagen 111 handelt. Das Verhältnis (nachfolgend als „Lückenverhältnis”) bezeichnet, der in dem zweiten Metallmuster 144 gebildeten Lücken 144a kann als Wert berechnet werden, nämlich Tg/Tt, das erhalten wird durch Teilen der Gesamtlänge Tg der Lücken entsprechend der Summe der Längen aller Lücken 144a durch die Gesamtlänge Tt der zweiten Metallmuster 144.
-
In dem Fall, wenn das Lückenverhältnis (Tg/Tt) außergewöhnlich klein ist, kann die Funktion des Rissführungsmusters 140 verlorengehen, da die Bindungskraft außergewöhnlich groß wird. Das bedeutet, obwohl der Riss C sich in Oberflächenrichtung des Rissführungsmusters 144 fortsetzt durch eine Trennung zwischen dem Rissführungsmuster 140 und der BaTaO3-Schicht, kann es schwierig sein, diesen Effekt zu erzielen in dem Fall, wenn die Bindungskraft außergewöhnlich groß ist. Andererseits, in dem Fall, wenn das Lückenverhältnis Tg/Td außergewöhnlich groß ist, kann die Bindungskraft wie oben beschrieben außergewöhnlich schwach sein, so dass ein Delaminationsphänomen, durch das zweite Metallmuster 144 und die BaTaO3-Schicht voneinander getrennt werden, bei einem Verfahren zur Herstellung des keramischen Mehrschichtbauteils 100 erzeugt werden kann.
-
Obwohl der Fall, in dem das zweite Metallmuster 144 eine unterschiedliche Struktur im Vergleich zu dem ersten Metallmuster 142 aufweist, wobei die Lücken 144a lediglich in dem zweiten Metallmuster 144 gebildet werden, als Beispiel in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, können Lücken wie die oben erwähnten Lücken 144a auch in dem ersten Metallmuster gebildet werden. In diesem Fall können die ersten und zweiten Metallmuster 142 und 144 eine Struktur besitzen, die gleich oder ähnlich ist. Alternativ, in dem Fall, wenn Formen, Anordnungen oder dergleichen der in den beiden ersten und zweiten Metallmustern 142 und 144 gebildeten Lücken unterschiedlich sind, können die ersten und zweiten Metallmuster 142 und 144 auch unterschiedliche Strukturen besitzen.
-
Zusätzlich, obwohl der Fall, in dem alle Lücken 144a die Linienform besitzen, die im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung des zweiten Metallmusters 144 ist und wobei das Lückenverhältnis Tg/Tt die Gesamtlänge der Lücken 144a ist, die entlang dem zweiten Metallmuster 144 angeordnet ist, als Beispiel in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, kann das Verhältnis der Lücken 144a in dem zweiten Metallmuster 144 mittels unterschiedlicher Verfahren berechnet werden, da das Lückenverhältnis Tg/Tt eine Fläche bezeichnet, die durch die Lücken 144a auf der gesamten Fläche des zweiten Metallmusters 144 besetzt wird.
-
Daneben, obwohl der Fall, bei dem der Riss C sich in einer Form fortsetzt, bei dem er zu der Seitenfläche 112 entlang dem zweiten Metallmuster 144 gelenkt wird, in 3 gezeigt worden ist, kann der Riss C sich auch in einer Form fortsetzen, bei der er die Lücke 144a des zweiten Metallmusters 144 passiert und anschließend zu der Seitenfläche 112 entlang dem ersten Metallmuster 142 gelenkt wird.
-
Wie oben beschrieben wurde, kann das keramische Mehrschichtbauteil 100 gemäß dem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung den Bauteilkörper 110 umfassen, der die darin gebildeten inneren Elektroden 120 besitzt, die externen Elektroden 130 bedecken beide Endabschnitte des Bauteilkörpers 110, und das Rissführungsmuster 140 lenkt die Wachstumsrichtung des erzeugten Risses von der sich in Umfangsrichtung erstreckenden Fläche 114 in dem Bauteilkörper 110, so dass der Riss C zu der Seitenfläche 112 in dem inaktiven Bereich gelenkt wird. In diesem Fall, obwohl der Riss in dem Bauteilkörper 110 erzeugt worden ist, kann die Wachstumsrichtung des Risses in einen Bereich gelenkt werden, der nicht dem aktiven Bereich des Bauteilkörpers entspricht, so dass die Funktion des keramischen Mehrschichtbauteils 110 beibehalten wird. Dementsprechend lenkt in dem keramischen Mehrschichtbauteil und dem Verfahren zur Herstellung desselben gemäß dem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung das Rissführungsmuster die Wachstumsrichtung des in dem Bauteilkörper erzeugten Risses, so dass der Riss nicht bis zu einem aktiven Bereich fortschreitet, wodurch es möglich gemacht wird, eine Verschlechterung der Funktion des keramischen Mehrschichtbauteils durch den erzeugten riss zu verhindern.
-
Beispiel
-
Fünfhundert keramische Mehrschichtbauteile mit einer Größe von 1,6 mm × 0,8 mm × 0,8 mm und einer Kapazität von 1 nF wurden hergestellt. In diesem Fall wurden zwei Metallmuster aus Nickel hergestellt als Rissführungsmuster auf einer einzelnen dielektrischen Lage, die einen aus Lagen bestehenden mehrschichtigen Körper eines Bauteilkörpers bilden, in einem Verfahren zur Herstellung des Bauteilkörpers. In diesem Fall wurde das Metallmuster aus Nickel, das an der Innenseite des Bauteilkörpers angeordnet wurde, in der Form einer flachen Platte hergestellt, ohne dass sie gebrochen wurde, und das an der Außenseite des Bauteilkörpers angeordnete Metallmuster aus Nickel wurde hergestellt, so dass es Lücken aufwies mit einem Lückenverhältnis (Tg/Tt), wie in Tabelle 1 gezeigt ist.
-
In dem Fall einer Auswertung der Wölbungsstärke, nachdem eine Verwölbung bis zu 5 mm mit einer Geschwindigkeit von 1 mm/s auf fünfzig Muster für jede Bedingung angewendet wurde, wurde die Anzahl der Muster, bei der ein endgültiger Risspfad entlang des Rissführungsmusters gelenkt wurde, durch eine innere zerstörende polierende Analyse (internal destructive polishing analysis, DPA) bestätigt.
-
In dem Fall einer Auswertung von Delamination wurde eine DPA durchgeführt, um Delamination zu bestätigen, nachdem einhundert Muster fünf Sekunden lang in ein Lötbad eingetaucht wurden, das bei einer Temperatur von etwa 290°C für jede Bedingung gehalten wurde.
-
Die Wölbungsstärke und die Delaminationsauswertung von Mustern, die entsprechend der Dicke des Oxidfilms klassifiziert wurden, wie oben beschrieben wurde, sind in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1
| Nr. | Lückenverhältnis (Tg/Tt) | Wölbungsstärke | Delamination |
| 1 | 0,01 | 5/50 | 0/500 |
| 2 | 0,02 | 17/50 | 0/500 |
| 3 | 0,03 | 50/50 | 0/500 |
| 4 | 0,05 | 50/50 | 0/500 |
| 5 | 0,10 | 50/50 | 0/500 |
| 6 | 0,20 | 50/50 | 0/500 |
| 7 | 0,35 | 50/50 | 0/500 |
| 8 | 0,40 | 50/50 | 0/500 |
| 9 | 0,45 | 50/50 | 0/500 |
| 10 | 0,50 | 50/50 | 0/500 |
| 11 | 0,51 | 50/50 | 6/500 |
| 12 | 0,53 | 50/50 | 12/500 |
| 13 | 0,58 | 50/50 | 22/500 |
-
Wie in der obigen Tabelle 1 gezeigt ist, wurde es in dem Fall, wenn das Lückenverhältnis größer als 0,02 ist, zum Zeitpunkt der Durchführung der DPA nach der Auswertung der Wölbungsstärke, bestätigt, dass alle in der sich in Umfangsrichtung erstreckenden Fläche erzeugten Risse des Bauteilkörpers entlang des Rissführungsmusters gelenkt wurden oder in dem Rissführungsmuster blieben. Andererseits, in dem Fall, wenn das Lückenverhältnis Tg/Tt 0,02 oder weniger beträgt, wurde der Riss nicht durch das Rissführungsmuster gelenkt, sondern er schritt fort bis zu einem aktiven Bereich in den Mustern. Als Ergebnis verringerte sich die Anzahl der Muster, bei denen der Riss entlang dem Rissführungsmuster gelenkt wurde. Dadurch wurde bestätigt, dass in dem Fall, wenn Risse in dem äußersten Metallmuster des Rissführungsmusters vorhanden sind und das Lückenverhältnis des Rissführungsmusters größer als 0,02 ist, die Wachstumsrichtung des Risses durch das Rissführungsmuster geführt wird, selbst wenn der Riss in der sich in Umfangsrichtung des Bauteilkörpers erstreckenden Fläche erzeugt worden ist, so dass der Riss in die Seitenfläche des Bauteilkörpers induziert wird, wodurch die Funktion des keramischen Mehrschichtbauteils aufrechterhalten wird.
-
Daneben wurde bestätigt, dass in dem Fall, wenn das Lückenverhältnis Tg/Tt 0,51 oder größer ist, obwohl die Funktion des Rissführungsmusters beibehalten wird, das Phänomen auftritt, dass eine dielektrische Schicht von dem Rissführungsmuster getrennt wird. Der Grund dafür ist, dass die Bindungskraft zwischen dem äußersten Metallmuster und den dielektrischen Schichten außergewöhnlich schwach ist, so dass die äußerste Metallschicht und die dielektrische Schicht voneinander getrennt wurden. In diesem Fall, obwohl die Eigenschaften des Bauteils nicht wegen des Risses verschlechtert wurden, wird es bevorzugt, dass das Lückenverhältnis Tg/Tt kleiner als 0,51 ist, da der Defekt des Bauteils in einem Herstellungsschritt erzeugt worden ist. Dementsprechend, wenn ein Herstellungsdefekt berücksichtigt wird, wird es bevorzugt, dass das Lückenverhältnis Tg/Tt größer als 0,02 oder kleiner als 0,51 ist.
-
Bei dem keramischen Mehrschichtbauteil gemäß dem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung lenkt das Rissführungsmuster die Wachstumsrichtung des in dem Bauteilkörper erzeugten Risses, so dass der Riss nicht bis zu dem aktiven Bereich fortschreitet, wodurch es ermöglicht wird, eine Verschlechterung der Funktion des keramischen Mehrschichtbauteils aufgrund der Erzeugung des Risses zu verhindern.
-
Durch das Verfahren zur Herstellung des keramischen Mehrschichtbauteils gemäß dem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist es möglich, das keramische Mehrschichtbauteil, das eine Struktur besitzt, die in der Lage ist, eine Verschlechterung einer Funktion aufgrund der Erzeugung des Risses zu verhindern, indem ermöglicht wird, dass der Riss nicht bis zu einem aktiven Bereich des Bauteilkörpers fortschreitet, selbst wenn der Riss in dem Bauteilkörper erzeugt wird.
-
Die vorliegende Erfindung wurde im Zusammenhang mit demjenigen beschrieben, was derzeit als praktische beispielhafte Ausführungsbeispiele angesehen werden. Zusätzlich offenbart die oben erwähnte Beschreibung lediglich die beispielhaften Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung. Daher wird darauf hingewiesen, dass Modifikationen und Änderungen durch Fachleute auf diesem Gebiet möglich sind, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung, die in der vorliegenden Beschreibung und den Äquivalenten offenbart ist, abzuweichen. Die beispielhaften Ausführungsbeispiele, die oben beschrieben wurden, werden zur Verfügung gestellt, um die beste Art der Umsetzung der vorliegenden Erfindung zu erläutern. Dementsprechend können sie auf andere Arten ausgeführt werden, die auf diesem Gebiet üblich sind, zu dem die vorliegende Erfindung gehört und durch Benutzen anderer Erfindungen wie die vorliegende Erfindung und sie können auch auf unterschiedliche Arten modifiziert werden, wie es auf speziellen Anwendungsfeldern und für spezielle Nutzungsarten der Erfindung erforderlich ist. Dementsprechend wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Es wird darauf hingewiesen, dass andere Ausführungsbeispiele auch von der Idee und dem Schutzbereich der zugehörigen Patentansprüche erfasst sind.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- KR 10-2013-0017016 [0001]
- KR 10-2006-0047733 [0007]
