DE102020100154A1

DE102020100154A1 - Keramische elektronische vorrichtung und herstellungsverfahren für diese

Info

Publication number: DE102020100154A1
Application number: DE102020100154.1A
Authority: DE
Inventors: Kiyoshiro Yatagawa; Satoshi Kobayashi; Takahisa FUKUDA
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 2019-01-21
Filing date: 2020-01-07
Publication date: 2020-07-23
Also published as: US20220165505A1; US20220165506A1; US11735372B2; CN111463013B; US11417468B2; US11562861B2; CN111463013A; US20200234885A1

Abstract

Eine keramische elektronische Vorrichtung enthält: einen mehrschichtigen Chip, in dem jede einer Vielzahl von dielektrischen Schichten und jede einer Vielzahl von internen Elektrodenschichten abwechselnd gestapelt sind, der mehrschichtige Chip eine rechteckige Quaderform aufweist, die Vielzahl von internen Elektrodenschichten abwechselnd zu einer ersten Stirnfläche und einer zweiten Stirnfläche des mehrschichtigen Chips freigelegt sind, die erste Stirnfläche der zweiten Stirnfläche zugewandt ist, eine erste externe Elektrode an der ersten Stirnfläche bereitgestellt ist; eine zweite externe Elektrode an der zweiten Stirnfläche bereitgestellt ist; und eine organische Verbindung, die an mindestens einem Teil einer Region haftet, die eine Oberfläche des mehrschichtigen Chips, wo weder die erste externe Elektrode noch die zweite externe Elektrode gebildet ist und Oberflächen der ersten externen Elektrode und der zweiten externen Elektrode enthält, und eine Siloxanbonding aufweist.

Description

GEBIET
Ein gewisser Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine keramische elektronische Vorrichtung und ein Herstellungsverfahren der keramischen elektronischen Vorrichtung.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Zum Beispiel hat eine externe Elektrode einer keramischen elektronischen Vorrichtung wie eines mehrschichtigen keramischen Kondensators eine leitfähige Harzschicht, in der eine Metallkomponente und Harz gemischt sind, um Belastung zu unterdrücken, wenn die keramische elektronische Vorrichtung an einem Substrat montiert wird (siehe zum Beispiel Japanische Patentanmeldung Veröffentlichungsnr. 2016-63008 ).
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Wenn die keramische elektronische Vorrichtung unter Bedingungen hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit verwendet wird, kann die Metallkomponente der leitfähigen Harzschicht aufgrund von Wasser, das an einer Oberfläche der keramischen elektronischen Vorrichtung haftet, diffundieren. In diesem Fall kann die Zuverlässigkeit der keramischen elektronischen Vorrichtung beeinträchtigt sein. Selbst wenn die externe Elektrode die leitfähige Harzschicht nicht aufweist, kann eine Metallkomponente der externen Elektrode diffundieren und die Zuverlässigkeit kann beeinträchtigt sein.
Die vorliegende Erfindung hat einen Zweck, eine keramische elektronische Vorrichtung und ein Herstellungsverfahren der keramischen elektronischen Vorrichtung bereitzustellen, die imstande sind, Zuverlässigkeit der keramischen elektronischen Vorrichtung zu verbessern.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine keramische elektronische Vorrichtung bereitgestellt, enthaltend: einen mehrschichtigen Chip, in dem jede einer Vielzahl von dielektrischen Schichten und jede einer Vielzahl von internen Elektrodenschichten abwechselnd gestapelt sind, eine Hauptkomponente der dielektrischen Schichten keramisch ist, der mehrschichtige Chip eine rechteckige Quaderform aufweist, die Vielzahl von internen Elektrodenschichten abwechselnd zu einer ersten Stirnfläche und einer zweiten Stirnfläche des mehrschichtigen Chips freigelegt sind, die erste Stirnfläche der zweiten Stirnfläche zugewandt ist, eine erste externe Elektrode, die an der ersten Stirnfläche bereitgestellt ist; eine zweite externe Elektrode, die an der zweiten Stirnfläche bereitgestellt ist; und eine organische Verbindung, die an mindestens einem Teil einer Region haftet, die eine Oberfläche des mehrschichtigen Chips, wo weder die erste externe Elektrode noch die zweite externe Elektrode gebildet ist, und Oberflächen der ersten externen Elektrode und der zweiten externen Elektrode enthält, und ein Siloxanbonding aufweist.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung, ist ein Herstellungsverfahren einer keramischen elektronischen Vorrichtung bereitgestellt, enthaltend; Fertigen einer keramischen elektronischen Vorrichtung mit einem mehrschichtigen Chip, einer ersten externen Elektrode und einer zweiten externen Elektrode, Bonden einer organischen Verbindung mit einem Siloxanbonding an mindestens einen Teil einer Region, die eine Oberfläche des mehrschichtigen Chips, wo weder die erste externe Elektrode noch die zweite externe Elektrode gebildet ist, und Oberflächen der ersten externen Elektrode und der zweiten externen Elektrode enthält, durch Kontaktieren von erhitztem Silikongummi mit der Region, wobei der mehrschichtige Chip eine Struktur aufweist, in der jede einer Vielzahl von dielektrischen Schichten und jede einer Vielzahl von internen Elektrodenschichten abwechselnd gestapelt sind, eine Hauptkomponente der dielektrischen Schichten keramisch ist, der mehrschichtige Chip eine rechteckige Quaderform aufweist, die Vielzahl von internen Elektrodenschichten abwechselnd zu einer ersten Stirnfläche und einer zweiten Stirnfläche des mehrschichtigen Chips freigelegt sind, die erste Stirnfläche der zweiten Stirnfläche zugewandt ist, wobei die erste externe Elektrode auf der ersten Stirnfläche bereitgestellt ist, darin die zweite externe Elektrode auf der zweiten Stirnfläche bereitgestellt ist.
Figurenliste

1 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht eines mehrschichtigen keramischen Kondensators, in der ein Querschnitt eines Teils des mehrschichtigen keramischen Kondensators veranschaulicht ist;
2 veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer externen Elektrode und ist eine Teilquerschnittsansicht entlang einer Linie A-A von 1;
3 veranschaulicht eine Struktur, in der eine organische Verbindung an einen mehrschichtigen keramischen Kondensator geheftet ist;
4 veranschaulicht eine Struktur, in der ein Silanfilm und eine organische Verbindung auf einem mehrschichtigen keramischen Kondensator bereitgestellt sind;
5 veranschaulicht ein Herstellungsverfahren eines mehrschichtigen keramischen Kondensators;
6 veranschaulicht ein Herstellungsverfahren eines mehrschichtigen keramischen Kondensators;
7 veranschaulicht einen Fall, wo eine Siliziumlage an einen mehrschichtigen keramischen Kondensator gepresst ist; und
8 veranschaulicht Analysenergebnisse eines zyklischen Siloxans.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Es folgt eine Beschreibung einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen.
(Ausführungsform) Es folgt eine Beschreibung einer Kontur eines mehrschichtigen keramischen Kondensators. 1 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht eines mehrschichtigen keramischen Kondensators 100 gemäß einer Ausführungsform, in der ein Querschnitt eines Teils des mehrschichtigen keramischen Kondensators 100 veranschaulicht ist. Wie in 1 veranschaulicht, enthält der mehrschichtige keramische Kondensator 100 einen mehrschichtigen Chip 10 mit einer rechteckigen Quaderform und ein Paar externer Elektroden 20a und 20b, die jeweils an zwei Stirnflächen des mehrschichtigen Chips 10 bereitgestellt sind, die zueinander weisen. In vier Flächen, die nicht die zwei Stirnflächen des mehrschichtigen Chips 10 sind, werden zwei Flächen, die nicht eine obere Fläche und eine untere Fläche des mehrschichtigen Chips 10 in einer Stapelrichtung sind, als Seitenflächen bezeichnet. Die externen Elektroden 20a und 20b erstrecken sich zur oberen Fläche, zur unteren Fläche und den zwei Seitenflächen des mehrschichtigen Chips 10. Die externen Elektroden 20a und 20b sind jedoch voneinander beabstandet.
Der mehrschichtige Chip 10 weist eine Struktur auf, die entworfen ist, dielektrische Schichten 11 und interne Elektrodenschichten 12 abwechselnd gestapelt aufzuweisen. Die dielektrische Schicht 11 enthält keramisches Material, das als ein dielektrisches Material wirkt. Die internen Elektrodenschichten 12 enthalten ein Basismetallmaterial. Endränder der internen Elektrodenschichten 12 sind abwechselnd zu einer ersten Stirnfläche des mehrschichtigen Chips 10 und einer zweiten Stirnfläche des mehrschichtigen Chips 10, die sich von der ersten Stirnfläche unterscheidet, freigelegt. In der Ausführungsform zeigt die erste Stirnfläche zur zweiten Stirnfläche. Die externe Elektrode 20a ist auf der ersten Stirnfläche bereitgestellt. Die externe Elektrode 20b ist auf der zweiten Stirnfläche bereitgestellt. Daher werden die internen Elektrodenschichten 12 abwechselnd zur externen Elektrode 20a und zur externen Elektrode 20b geleitet. Somit weist der mehrschichtige keramische Kondensator 100 eine Struktur auf, in der eine Vielzahl von dielektrischen Schichten 11 gestapelt sind und jeweils zwei der dielektrischen Schichten 11 die interne Elektrodenschicht 12 dazwischen aufnehmen. In einer mehrschichtigen Struktur der dielektrischen Schichten 11 und der internen Elektrodenschichten 12 ist die interne Elektrodenschicht 12 an einer äußersten Schicht in einer Stapelrichtung positioniert. Die obere Fläche und die untere Fläche der mehrschichtigen Struktur, die die internen Elektrodenschichten 12 sind, sind durch Deckschichten 13 bedeckt. Eine Hauptkomponente der Deckschicht 13 ist ein keramisches Material. Zum Beispiel ist eine Hauptkomponente der Deckschicht 13 dieselbe wie jene der dielektrischen Schicht 11.
Zum Beispiel kann der mehrschichtige keramische Kondensator 100 eine Länge von 0,25 mm, eine Breite von 0,125 mm und eine Höhe von 0,125 mm aufweisen. Der mehrschichtige keramische Kondensator 100 kann eine Länge von 0,4 mm, eine Breite von 0,2 mm und eine Höhe von 0,2 mm aufweisen. Der mehrschichtige keramische Kondensator 100 kann eine Länge von 0,6 mm, eine Breite von 0,3 mm und eine Höhe von 0,3 mm aufweisen. Der mehrschichtige keramische Kondensator 100 kann eine Länge von 1,0 mm, eine Breite von 0,5 mm und eine Höhe von 0,5 mm aufweisen. Der mehrschichtige keramische Kondensator 100 kann eine Länge von 3,2 mm, eine Breite von 1,6 mm und eine Höhe von 1,6 mm aufweisen. Der mehrschichtige keramische Kondensator 100 kann eine Länge von 4,5 mm, eine Breite von 3,2 mm und eine Höhe von 2,5 mm aufweisen. Die Größe des mehrschichtigen keramischen Kondensators 100 ist jedoch nicht begrenzt.
Eine Hauptkomponente der internen Elektrodenschichten 12 ist ein Basismetall wie Nickel (Ni), Kupfer (Cu), Zinn (Sn) oder dergleichen. Die internen Elektrodenschichten 12 können aus einem Edelmetall wie Platin (Pt), Palladium (Pd), Silber (Ag), Gold (Au) oder einer Legierung davon hergestellt sein. Die dielektrischen Schichten 11 bestehen vorwiegend aus einem keramischen Material, das durch eine allgemeine Formel ABO₃ angegeben ist und eine Perowskitstruktur aufweist. Die Perowskitstruktur enthält ABO_3-a mit einer nicht stöchiometrischen Zusammensetzung. Zum Beispiel ist das keramische Material BaTiO₃ (Bariumtitanat), CaZrO₃ (Kalziumzirconat), CaTiO₃ (Kalziumtitanat), SrTiO₃ (Strontiumtitanat), Ba_1-x-yCa_xSr_yTi₁-_zZr_zO₃ (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤z≤1) mit einer Perowskitstruktur.
2 veranschaulicht eine Querschnittsansicht der externen Elektrode 20b und ist eine Teilquerschnittsansicht entlang einer Linie A-A von 1. In 2 fehlt eine Schraffierung für einen Querschnitt. Wie in 2 veranschaulicht, weist die externe Elektrode 20b eine Struktur auf, in der eine erste plattierte Schicht 22 wie Cu, eine leitfähige Harzschicht 23, eine zweite plattierte Schicht 24 wie Ni und eine dritte plattierte Schicht 25 wie Sn in dieser Reihenfolge auf einer Bodenschicht 21 gebildet sind. Die Bodenschicht 21, die erste plattierte Schicht 22, die leitfähige Harzschicht 23, die zweite plattierte Schicht 24 und die dritte plattierte Schicht 25 erstrecken sich von den beiden Stirnflächen des mehrschichtigen Chips 10 zu vier Seitenflächen des mehrschichtigen Chips 10.
Eine Hauptkomponente der Bodenschicht 21 ist ein Metall wie Cu, Ni, Al (Aluminium) oder Zn (Zink). Die Bodenschicht 21 enthält eine Glaskomponente zum Verdichten der Bodenschicht 21 oder ein Co-Material zum Steuern einer Sinterbarkeit der Bodenschicht 21. Die Bodenschicht 21, die diese keramischen Komponenten enthält, hat ein hohes Haftvermögen mit der Deckschicht 13, deren Hauptkomponente ein keramisches Material ist. Die leitfähige Harzschicht 23 ist eine Harzschicht, die eine Metallkomponente wie Ag enthält. Die leitfähige Harzschicht 23 ist flexibel. Daher unterdrückt die leitfähige Harzschicht 23 Belastung, die durch Verbiegen eines Substrats verursacht wird, auf dem der mehrschichtige keramische Kondensator 100 montiert ist. Die erste plattierte Schicht 22 ist bereitgestellt, um ein Haftvermögen zwischen der Bodenschicht 21 und der leitfähigen Harzschicht 23 zu erhöhen. Die externe Elektrode 20a weist dieselbe Struktur auf wie die externe Elektrode 20b. Die leitfähige Harzschicht 23 muss nicht unbedingt bereitgestellt sein.
Wenn die externen Elektroden 20a und 20b die in 2 veranschaulichte Struktur aufweisen und der mehrschichtige keramische Kondensator 100 unter Bedingungen hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit verwendet wird, kann eine Metallkomponente der leitfähigen Harzschicht 23 aufgrund von Wasser, das an der Oberfläche des mehrschichtigen keramischen Kondensators 100 haftet, diffundieren. In diesem Fall kann Zuverlässigkeit des mehrschichtigen keramischen Kondensators 100 beeinträchtigt sein. Zum Beispiel kann die Metallkomponente der leitfähigen Harzschicht 23 zur Oberfläche des mehrschichtigen Chips 10 zwischen der externen Elektrode 20a und der externen Elektrode 20b diffundieren (Migrationsphänomen). Selbst wenn die externen Elektroden 20a und 20b die leitfähige Harzschicht 23 nicht enthalten, kann eine andere Metallkomponente der externen Elektroden 20a und 20b diffundieren.
Und so weist der mehrschichtige keramische Kondensator 100 der Ausführungsform eine Struktur auf, in der eine organische Verbindung 14 mit Siloxanbonding an mindestens einem Teil der Oberfläche des mehrschichtigen keramischen Kondensators 100 haftet, wie in 3 veranschaulicht. Das heißt, die organische Verbindung 14 haftet an mindestens einem Teil einer Region, die die Oberfläche des mehrschichtigen Chips 10, wo die externen Elektroden 20a und 20b nicht gebildet sind, und die Oberfläche der Oberfläche der externen Elektroden 20a und 20b enthält.
Wenn die organische Verbindung 14 an der Oberfläche des mehrschichtigen keramischen Kondensators 100 haftet, kann die organische Verbindung 14 direkt mit der Oberfläche in Kontakt sein oder die organische Verbindung 14 kann an der Oberfläche durch einen anderen Film oder dergleichen haften. Dasselbe gilt in der folgenden Beschreibung.
In der Ausführungsform wird durch eine Thermoanalyse bestätigt, dass die organische Verbindung 14 mit dem Siloxanbonding ein kleinmoleküliges zyklisches Siloxan ist, das ein zyklisches Siloxan von D3 bis D20 ist. Zum Beispiel ist das kleinmolekülige zyklische Siloxan D3 ein Trimer des zyklischen Siloxans, das eine feste Substanz von Hexamethylcyclotrisiloxan (C₆H₁₈O₃Si₃) ist. Ein Siedepunkt des kleinmoleküligen zyklischen Siloxans D3 ist 134 Grad C. Das kleinmolekülige zyklische Siloxan D4 ist ein Tetramer des zyklischen Siloxans, das eine halbfeste Substanz von Octamethylcyclotetrasiloxan (C₈H₂₄O₄Si₄) ist. Ein Siedepunkt des kleinmoleküligen Siloxans D4 ist 175 Grad C.
Die organische Verbindung 14 setzt das kleinmolekülige zyklische Siloxan Dn (n≥3) bei einer relativ hohen Temperatur frei. Daher verbleibt das kleinmolekülige zyklische Siloxan Dn tendenziell nach Montage des mehrschichtigen keramischen Kondensators 100 mit Lötmittel. Das kleinmolekülige zyklische Siloxan hat wasserabweisende Eigenschaft. Selbst wenn daher der mehrschichtige keramische Kondensator 100 unter Bedingungen hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit verwendet wird. wird ein Anhaften von Wasser an der Oberfläche des mehrschichtigen keramischen Kondensators 100 unterdrückt. Es ist daher möglich, die Zuverlässigkeit des mehrschichtigen keramischen Kondensators 100 zu verbessern.
Selbst wenn die organische Verbindung 14 an der Oberfläche der externen Elektroden 20a und 20b haftet, wird eine Verschlechterung einer Benetzbarkeit des Lötmittels unterdrückt. Die organische Verbindung 14 ist ein beschichteter Artikel, dessen Molekülmenge gering ist. Selbst wenn die organische Verbindung 14 auf die Snplattierte Schicht (externe Elektrode) aufgetragen ist, hat die organische Verbindung 14 keinen großen Einfluss auf ein Schmelzen des Lötmittels. Daher, selbst wenn die organische Verbindung 14 an der Oberfläche der externen Elektroden 20a und 20b haftet, kann eine Montageeigenschaft erzielt werden.
Eine Region der Oberfläche des mehrschichtigen keramischen Kondensators 100, an der die organische Verbindung 14 haftet, ist nicht begrenzt. Es ist bevorzugt, dass die organische Verbindung 14 an mindestens einem Teil einer Region zwischen der externen Elektrode 20a und der externen Elektrode 20b auf der oberen Fläche, der unteren Fläche und den zwei Seitenflächen des mehrschichtigen Chips 10 haftet. Der Grund ist, dass das Anhaften von Wasser an der Oberfläche des mehrschichtigen Chips 10 zwischen der externen Elektrode 20a und der externen Elektrode 20b unterdrückt ist und die Migration unterdrückt ist.
Alternativ ist bevorzugt, dass die organische Verbindung 14 den vollständigen mehrschichtigen keramischen Kondensator 100 bedeckt. Der Grund ist, dass das Anhaften von Wasser an dem vollständigen mehrschichtigen keramischen Kondensator 100 unterdrückt ist.
Wenn der Prozess zum Bonden der organischen Verbindung 14 an die Oberfläche des mehrschichtigen keramischen Kondensators 100 eingestellt ist, kann die Temperatur, bei der das kleinmolekülige zyklische Siloxan Dn (n≥3) von der organischen Verbindung 14 freigesetzt wird, erhöht werden. Und so ist bevorzugt, dass das kleinmolekülige zyklische Siloxan Dn (n≥3) nicht bei einer Temperatur von weniger als 300 Grad C freigesetzt wird und das kleinmolekülige zyklische Siloxan Dn (n≥3) bei einer Temperatur freigesetzt wird, die gleich oder mehr als 300 Grad C ist. Es ist bevorzugt, dass mindestens eine Spitze einer freigesetzten Menge des kleinmoleküligen zyklischen Siloxans Dn (n≥3) bei der Temperatur vorhanden ist, die gleich oder mehr als 300 Grad C ist. Wenn es eine Vielzahl von Spitzen (örtliche Maximalwerte der freigesetzten Menge) der freigesetzten Menge des kleinmoleküligen zyklischen Siloxans Dn (n≥3) bei Temperaturen gibt, die gleich oder mehr als 300 Grad C sind, ist bevorzugt, dass es eine maximale Spitze der freigesetzten Menge von 320 Grad C bis 480 Grad C gibt. In diesem Fall, wenn der mehrschichtige keramische Kondensator 100 mit Lötmittel bei einer Temperatur von weniger als 300 Grad C montiert wird, verbleibt tendenziell eine größere Menge des kleinmoleküligen zyklischen Siloxans Dn (n≥3), das durch die Thermoanalyse nachgewiesen wird, in der organischen Verbindung 14.
Wenn die Menge der organischen Verbindung 14, die an dem mehrschichtigen keramischen Kondensator 100 haftet, übermäßig gering ist, kann keine ausreichende wasserabweisende Eigenschaft erzielt werden. Und so ist bevorzugt, dass die Menge des freigesetzten kleinmoleküligen zyklischen Siloxans Dn (n≥3) einen unteren Grenzwert aufweist. Zum Beispiel ist bevorzugt, dass die Menge der organischen Verbindung 14, die an der Oberfläche des mehrschichtigen keramischen Kondensators 100 haftet, groß ist, sodass 0,50 ppm oder mehr des kleinmoleküligen zyklischen Siloxans D3 pro Einheitsfläche (cm²) der Oberfläche des mehrschichtigen keramischen Kondensators 100 von 300 Grad C bis 600 Grad C freigesetzt werden. Es ist bevorzugter, dass die Menge der organischen Verbindung 14, die am mehrschichtigen keramischen Kondensator 100 haftet, groß ist, sodass 2,0 ppm oder mehr des kleinmoleküligen zyklischen Siloxans D3 pro Einheitsfläche (cm²) der Oberfläche des mehrschichtigen keramischen Kondensators 100 freigesetzt werden.
Wenn andererseits die Menge der organischen Verbindung, die am mehrschichtigen keramischen Kondensator 100 haftet, übermäßig groß ist, kann es schwierig sein, den mehrschichtigen keramischen Kondensator 100 an einem Substrat zu montieren. Und so ist bevorzugt, dass die freigesetzte Menge des kleinmoleküligen zyklischen Siloxans Dn (n≥3) einen oberen Grenzwert hat. Zum Beispiel ist bevorzugt, dass die Menge der organischen Verbindung 14, die an der Oberfläche des mehrschichtigen keramischen Kondensators 100 haftet, klein ist, sodass 30 ppm oder weniger des kleinmoleküligen zyklischen Siloxans D3 pro Einheitsfläche (cm²) der Oberfläche des mehrschichtigen keramischen Kondensators 100 von 300 Grad C bis 600 Grad C freigesetzt werden. Es ist bevorzugter, dass die Menge der organischen Verbindung 14, die am mehrschichtigen keramischen Kondensator 100 haftet, klein ist, sodass 25 ppm oder weniger des kleinmoleküligen zyklischen Siloxans D3 pro Einheitsfläche (cm²) der Oberfläche des mehrschichtigen keramischen Kondensators 100 freigesetzt werden.
Wie in 4 dargestellt, ist bevorzugt, dass ein Silanfilm 15 auf der Oberfläche des mehrschichtigen keramischen Kondensators 100 bereitgestellt ist und die organische Verbindung 14 an dem Silanfilm 15 haftet. Das heißt, es ist bevorzugt, dass der Silanfilm 15 auf mindestens einem Teil der Region bereitgestellt ist, die die Oberfläche des mehrschichtigen Chips 10, wo die externen Elektroden 20a und 20b nicht bereitgestellt sind, und die Oberfläche der externen Elektroden 20a und 20b enthält, und die organische Verbindung 14 an dem Silanfilm 15 haftet. Mit der Struktur ist die organische Verbindung 14 stark an die Oberfläche des mehrschichtigen keramischen Kondensators 100 durch einen Silankopplungseffekt gebunden. Daher wird die Freisetzung des kleinmoleküligen zyklischen Siloxans Dn (n≥3) von der organischen Verbindung 14 bei einer Temperatur kleiner als 300 Grad C unterdrückt, wie im Fall eines Thermoanalyseergebnisses zu „Imprägnierung + Kontakterhitzung“ von 8, die später beschrieben wird.
Es folgt eine Beschreibung eines Herstellungsverfahrens des mehrschichtigen keramischen Kondensators 100. 5 veranschaulicht ein Herstellungsverfahren des mehrschichtigen keramischen Kondensators 100.
(Herstellungsprozess für Rohmaterialpulver) Ein dielektrisches Material zur Bildung der dielektrischen Schicht 11 wird gefertigt. Im Allgemeinen sind ein A-Stellenelement und ein B-Stellenelement in der dielektrischen Schicht 11 in einer gesinterten Phase von Körnern von ABO₃ enthalten. Zum Beispiel ist BaTiO₃ eine tetragonale Verbindung mit einer Perowskitstruktur und hat eine hohe dielektrische Konstante. Im Allgemeinen wird BaTiO₃ durch Umsetzen eines Titanmaterials wie Titandioxid mit einem Bariummaterial wie Bariumcarbonat und Synthetisieren von Bariumtitanat erhalten. Es können verschiedene Verfahren als Synthetisierungsverfahren der Keramik verwendet werden, die die dielektrische Schicht 11 strukturiert. Zum Beispiel können ein Festphasenverfahren, ein Sol-Gel-Verfahren, ein hydrothermales Verfahren oder dergleichen verwendet werden. Die Ausführungsform kann eines dieser Verfahren verwenden.
Es kann eine additive Verbindung den erhaltenen keramischen Pulvern, dem Zweck gemäß, zugegeben werden. Die additive Verbindung kann ein Oxid von Mg (Magnesium), Mn (Mangan), V (Vanadium), Cr (Chrom) oder einem Seltenerdelement (Y (Yttrium), Sm (Samarium), Eu (Europium), Gd (Gadolinium), Tb (Terbium), Dy (Dysprosium), Ho (Holmium), Er (Erbium), Tm (Thulium) und Yb (Ytterbium)) oder ein Oxid von Co (Kobalt), Ni, Li (Lithium), B (Bor), Na (Natrium), K (Kalium) und Si oder Glas sein.
In der Ausführungsform ist bevorzugt, dass keramische Partikel, die die dielektrische Schicht 11 strukturieren, mit einer Verbindung gemischt sind, die Zusätze enthält, und in einem Temperaturbereich von 820 Grad C bis 1150 Grad C kalziniert werden. Anschließend werden die erhaltenen keramischen Partikel nass mit Zusätzen vermengt, werden getrocknet und zerkleinert. Somit wird ein keramisches Pulver erhalten. Zum Beispiel, ist bevorzugt, dass ein durchschnittlicher Korndurchmesser des erhaltenen keramischen Pulvers 50 nm bis 300 nm vom Standpunkt einer Dickenverringerung der dielektrischen Schicht 11 ist. Der Korndurchmesser kann durch Zerkleinern des erhaltenen Pulvers nach Bedarf eingestellt werden. Alternativ kann der Korndurchmesser des erhaltenen keramischen Pulvers durch Kombinieren von Zerkleinern und Klassieren eingestellt werden.
(Stapelprozess) Anschließend werden ein Bindemittel wie Polyvinylbutyral (PVB) Harz, ein organisches Lösemittel wie Ethanol oder Toluol, und ein Weichmacher dem erhaltenen dielektrischen Material zugegeben und nass vermengt. Unter Verwendung der erhaltenen Aufschlämmung wird eine streifenförmige dielektrische Grünfolie mit einer Dicke von 0,8 µm oder weniger auf ein Basismaterial zum Beispiel durch ein Formauftragsverfahren oder ein Rakelverfahren aufgetragen und dann getrocknet.
Anschließend wird eine metallleitfähige Paste zum Bilden einer internen Elektrode auf der Oberfläche der dielektrischen Grünfolie durch Siebdruck oder Tiefdruck aufgetragen. Die metallleitfähige Paste enthält ein organisches Bindemittel. Somit wird ein Muster zum Bilden einer internen Elektrodenschicht bereitgestellt. Als Co-Materialien werden keramische Partikel der metallleitfähigen Paste hinzugefügt. Eine Hauptkomponente der keramischen Partikel ist nicht begrenzt. Es ist jedoch bevorzugt, dass die Hauptkomponente der keramischen Partikel dieselbe wie jene der dielektrischen Schicht 11 ist.
Dann werden die dielektrischen Grünfolien abwechselnd gestapelt, während das Basismaterial abgezogen wird, sodass die internen Elektrodenschichten 12 und die dielektrischen Schichten 11 einander abwechseln und die Endränder der internen Elektrodenschichten 12 abwechselnd an beiden Stirnflächen in der Längsrichtung der dielektrischen Schicht 11 freiliegen, um so abwechselnd zu dem Paar externer Elektroden 20a und 20b unterschiedlicher Polarisierungen nach außen zu laufen. Zum Beispiel ist eine Gesamtzahl der gestapelten dielektrischen Grünfolien 100 bis 500.
Danach wird eine Deckfolie, die die Deckschicht 13 wird, auf die mehrschichtigen Struktur der dielektrischen Grünfolien aufgebracht. Und eine andere Deckfolie, die die Deckschicht 13 wird, wird unter der mehrschichtigen Struktur aufgebracht. Somit wird eine keramische mehrschichtige Struktur erhalten. Danach wird das Bindemittel von der keramischen mehrschichtigen Struktur (zum Beispiel 1,0 mm x0,5 mm) in N₂ Atmosphäre von 250 Grad C bis 500 Grad C entfernt.
(Brennprozess) Der erhaltene Presskörper wird zehn Minuten bis 2 Stunden in einer reduzierenden Atmosphäre mit einem Sauerstoffteildruck von 10^-7 bis 10^-10 atm in einem Temperaturbereich von 1100 Grad C bis 1300 Grad C gebrannt. Auf diese Weise ist es möglich, den mehrschichtigen keramischen Kondensator 100 herzustellen.
(Re-Oxidationsprozess) Danach kann ein Re-Oxidationsprozess in N₂-Gasatmosphäre in einem Temperaturbereich von 600 Grad C bis 1000 Grad C durchgeführt werden.
Metallpaste, die einen Metallfüller, eine Glasfritte, ein Bindemittel und ein Lösemittel enthält, wird auf die beiden Stirnflächen des mehrschichtigen Chips 10 aufgetragen und wird getrocknet. Danach wird die Metallpaste gebacken. Somit wird die Bodenschicht 21 gebildet. Das Bindemittel und das Lösemittel verdampfen durch das Backen. In dem Verfahren ist bevorzugt, dass der Metallfüller Cu oder dergleichen ist. Es ist bevorzugt, dass das Backen 3 Minuten bis 30 Minuten in einem Temperaturbereich von 700 Grad C bis 900 Grad C durchgeführt wird. Es ist bevorzugter, dass das Backen 5 Minuten bis 15 Minuten in einem Temperaturbereich von 760 Grad C bis 840 Grad C durchgeführt wird. Danach kann die erste plattierte Schicht 22 auf der Bodenschicht 21 durch Plattieren gebildet werden.
Anschließend wird die leitfähige Harzschicht 23 gebildet. Zum Beispiel wird die leitfähige Harzschicht 23 durch Immersionsbeschichten von wärmehärtendem Harz wie Epoxidharz oder Phenolharz, in dem leitfähige Füllmittel wie Ag, Ni, Cu oder dergleichen geknetet sind, auf die Oberfläche der ersten plattierten Schicht 22 und Härten des wärmehärtenden Harzes durch Thermobehandlung gebildet. Die Dicke der leitfähigen Harzschicht 23 ist nicht begrenzt. Zum Beispiel ist die Dicke der leitfähigen Harzschicht 23 etwa 10 µm bis 50 µm. Die Dicke der leitfähigen Harzschicht 23 kann gemäß der Größe des mehrschichtigen keramischen Kondensators 100 bestimmt werden. Danach werden die zweite plattierte Schicht 24 und die dritte plattierte Schicht 25 auf der leitfähigen Harzschicht 23 durch Elektroplattieren oder dergleichen gebildet.
(Imprägnierungsprozess) Anschließend wird der Silanfilm 15 auf der Oberfläche des mehrschichtigen keramischen Kondensators 100 durch Imprägnierung eines Silankopplungsmittels gebildet. Der Imprägnierungsprozess muss jedoch nicht unbedingt durchgeführt werden.
(Kontakterhitzungsprozess) Anschließend wird Silikongummi auf 120 Grad C oder mehr erhitzt und mit der Oberfläche des mehrschichtigen keramischen Kondensators 100 in Kontakt gebracht. Daher ist es möglich, die organische Verbindung 14 an mindestens einen Teil der Region zu bonden, die die Region der Oberfläche des mehrschichtigen Chips 10, wo die externen Elektroden 20a und 20b nicht bereitgestellt sind, und die Oberfläche der externen Elektroden 20a und 20b enthält. Wenn der Imprägnierungsprozess durchgeführt wird, wird die organische Verbindung 14 an den Silanfilm 15 angeheftet.
In dem Herstellungsverfahren der Ausführungsform wird die organische Verbindung 14 an mindestens einen Teil der Region geheftet, die die Region der Oberfläche des mehrschichtigen Chips 10, wo die externen Elektroden 20a und 20b nicht gebildet sind, und die Oberfläche der Oberfläche der externen Elektroden 20a und 20b enthält. Die organische Verbindung 14 setzt das kleinmolekülige zyklische Siloxan Dn (n≥3) bei einer relativ hohen Temperatur frei. Daher verbleibt das kleinmolekülige zyklische Siloxan Dn tendenziell nach Montage des mehrschichtigen keramischen Kondensators 100 mit Lötmittel. Das kleinmolekülige zyklische Siloxan hat wasserabweisende Eigenschaft. Selbst wenn daher der mehrschichtige keramische Kondensator 100 unter Bedingungen hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit verwendet wird, wird ein Anhaften von Wasser an der Oberfläche des mehrschichtigen keramischen Kondensators 100 unterdrückt. Daher ist es möglich, die Zuverlässigkeit des mehrschichtigen keramischen Kondensators 100 zu verbessern.
Wenn der Silikongummi auf 120 Grad C oder mehr erhitzt wird und mit der Oberfläche des mehrschichtigen keramischen Kondensators 100 in Kontakt gebracht wird, ist die Temperatur, bei der das kleinmolekülige zyklische Siloxan Dn (n≥3) von der organischen Verbindung 14 freigesetzt wird, 300 Grad C oder mehr.
Die Bodenschicht 21 kann gemeinsam mit dem mehrschichtigen Chip 10 gebrannt werden. In diesem Fall, wie in 6 dargestellt, wird das Bindemittel von der keramischen mehrschichtigen Struktur in N₂-Atmosphäre von 250 Grad C bis 500 Grad C entfernt. Danach wird eine Metallpaste, die einen Metallfüller, ein Co-Material, ein Bindemittel und ein Lösemittel enthält, auf die beiden Stirnflächen der keramischen mehrschichtigen Struktur durch ein Tauchverfahren oder dergleichen aufgetragen und wird getrocknet. Danach wird die Metallpaste gemeinsam mit der keramischen mehrschichtigen Struktur gebrannt. Brennbedingung ist in dem oben erwähnten Brennprozess beschrieben. Danach kann ein Re-Oxidationsprozess in N₂-Gasatmosphäre in einem Temperaturbereich von 600 Grad C bis 1000 Grad C durchgeführt werden. Danach wird die erste plattierte Schicht 22 auf der Bodenschicht 21 durch Plattieren gebildet. Anschließend wird die leitfähige Harzschicht 23 auf der ersten plattierten Schicht 22 gebildet. Danach werden die zweite plattierte Schicht 24 und die dritte plattierte Schicht 25 auf der leitfähigen Harzschicht 23 durch Elektroplattieren oder dergleichen gebildet.
Wie in 7 veranschaulicht, können die mehrschichtigen keramischen Kondensatoren 100 an einem Substrat 16 vor Bonden der organischen Verbindung an den mehrschichtigen keramischen Kondensatoren 100 montiert werden. Eine Lage 17 des Silikongummis kann erhitzt werden und kann an die mehrschichtigen keramischen Kondensatoren 100 gepresst werden. Dadurch kann die organische Verbindung 14 an mindestens einen Teil der Region angeheftet werden, die die Region der Oberfläche des mehrschichtigen Chips 10, wo die externen Elektroden 20a und 20b nicht bereitgestellt sind, und die Oberfläche der externen Elektroden 20a und 20b enthält. In diesem Fall wird die organische Verbindung 14 an das Substrat 16 geheftet. Daher ist es möglich, einen Durchbruch zu unterdrücken, der durch Kondensation auf der Oberfläche des Substrats 16 verursacht wird. Es ist möglich, einen Montagedefekt zu unterdrücken, da die mehrschichtigen keramischen Kondensatoren 100 vor Pressen der Lage 17 des Silikongummis an die mehrschichtigen keramischen Kondensatoren 100 montiert werden. Es ist bevorzugt, dass eine scheinbare Dichte der Lage 17 des Silikongummis 0,75 g/cm³ oder weniger ist. Der Grund dafür ist, dass, wenn die scheinbare Dichte des Silikongummis groß ist, die Lage 17 gehärtet wird. Und, wenn die scheinbare Dichte des Silikongummis groß ist und die Lage 17 auf den mehrschichtigen keramischen Kondensator 100 gepresst wird, es nicht möglich ist, die Chips ausreichend mit der Lage 17 zu bedecken. Und wenn die Lage 17 mit einer großen scheinbaren Dichte so gepresst wird, dass sie die Chips bedeckt, überschüssige Kraft auf die Chips ausgeübt wird und die Chips beschädigt werden könnten. Die scheinbare Dichte ist Masse der Lage 17 in Bezug auf das Volumen der Lage 17.
In den Ausführungsformen ist der mehrschichtige keramische Kondensator als ein Beispiel keramischer elektronischer Vorrichtungen beschrieben. Die Ausführungsformen sind jedoch nicht auf den mehrschichtigen keramischen Kondensator beschränkt. Zum Beispiel können die Ausführungsformen bei einer anderen elektronischen Vorrichtung wie Varistor oder Thermistor angewendet werden.
[Beispiele]
Die mehrschichtigen keramischen Kondensatoren gemäß der Ausführungsform wurden hergestellt und die Eigenschaft wurde gemessen.
(Beispiele 1 bis 6) Ein organisches Bindemittel wurde mit keramischem Pulver geknetet, von dem eine Hauptkomponente Bariumtitanat war, das Reduktionsbeständigkeit aufwies. Somit wurde eine Aufschlämmung gefertigt. die Aufschlämmung wurde durch eine Rakel zu einer Lage gebildet. Somit wurde eine dielektrische Grünfolie hergestellt. Metallleitfähige Paste aus Ni mit einem vorbestimmten Muster wurde durch Siebdruck auf die dielektrische Grünfolie aufgetragen. Somit wurde ein internes Elektrodenmuster gebildet. Die dielektrische Grünfolie, auf der das interne Elektrodenmuster gebildet war, wurde zu einer vorbestimmten Größe gestanzt. Und eine vorbestimmte Anzahl der dielektrischen Grünfolien wurde gestapelt. Und eine keramische mehrschichtige Struktur wurde durch Thermokompression hergestellt.
Anschließend wurde die keramische mehrschichtige Struktur in vorbestimmte Chipgrößen geschnitten und wurde geteilt. Metallpaste, die ein Co-Material enthielt, wurde auf die beiden Stirnflächen der keramischen mehrschichtigen Struktur (Flächen, die zu externen Elektroden freiliegen) durch ein Immersionsverfahren aufgetragen, sodass die Metallpaste eine vorbestimmte Elektrodenbreite (E-Größe) aufwies.
Anschließend wurde die erhaltene keramische mehrschichtige Struktur bei 1250 Grad C in Stickstoff- oder Wasserstoffatmosphäre gebrannt und wurde einer vorbestimmten Thermobehandlung unterzogen. Somit bedeckte die Bodenschicht 21 den mehrschichtigen Chip 10 und die beiden Stirnflächen des mehrschichtigen Chips 10. Anschließend wurde die Oberfläche der Bodenschicht 21 einem Trockenpolieren unter Verwendung von „Whitemorundum“ (registriertes Warenzeichen) als ein Poliermittel unterzogen. Danach wurde die erste plattierte Schicht 22 durch Cu-Plattieren gebildet. Anschließend wurde eine leitfähige Harzpaste, deren Viskosität auf einen vorbestimmten Wert (10 bis 30 Pa . s) eingestellt war, auf der Oberfläche der ersten plattierten Schicht 22 durch ein Immersionsverfahren aufgetragen. Epoxidharz, in dem ein Ag-Füllmittel eingeknetet war, wurde als die leitfähige Harzpaste verwendet. Danach wurde die leitfähige Harzschicht 23 durch Härten der leitfähigen Harzpaste durch eine Thermobehandlung gebildet. Und die zweite plattierte Schicht 24 und die dritte plattierte Schicht 25 wurden auf der leitfähigen Harzschicht 23 durch Ni-Plattieren und Sn-Plattieren gebildet. Der erhaltene mehrschichtige keramische Kondensator 100 hatte eine Länge von 3,2 mm, eine Breite von 2,5 mm und eine Höhe von 2,5 mm.
In den Beispielen 1 bis 4 wurde Silikongummi gemeinsam mit dem mehrschichtigen keramischen Kondensator 100 erhitzt. Und der Silikongummi wurde mit der Oberfläche des mehrschichtigen keramischen Kondensators 100 in Kontakt gebracht. Somit wurde die organische Verbindung 14 an der Oberfläche des mehrschichtigen keramischen Kondensators 100 geheftet. In dem Beispiel 1 war die Erhitzungstemperatur des Silikongummis 120 Grad C. In dem Beispiel 2 war die Erhitzungstemperatur des Silikongummis 150 Grad C. In dem Beispiel 3 war die Erhitzungstemperatur des Silikongummis 180 Grad C. In dem Beispiel 4 war die Erhitzungstemperatur des Silikongummis 210 Grad C.
In den Beispielen 5 und 6 wurde der Silanfilm 15 auf der Oberfläche des mehrschichtigen keramischen Kondensators 100 durch den Imprägnierungsprozess des Silankopplungsmittels gebildet. Danach wurde Silikongummi gemeinsam mit dem mehrschichtigen keramischen Kondensator 100 erhitzt. Und der Silikongummi wurde mit dem mehrschichtigen keramischen Kondensator 100 in Kontakt gebracht. Somit wurde die organische Verbindung 14 an der Oberfläche des mehrschichtigen keramischen Kondensators 100 angeheftet. In dem Beispiel 5 war die Erhitzungstemperatur des Silikongummis 150 Grad C. In dem Beispiel 6 war die Erhitzungstemperatur des Silikongummis 210 Grad C.
In dem Vergleichsbeispiel wurde der Silanfilm 15 nicht gebildet. Ferner wurde die organische Verbindung 14 nicht angeheftet (ohne wasserabweisenden Prozess).
In Bezug auf die mehrschichtigen keramischen Kondensatoren 100 der Beispiele 1 bis 6 und des Vergleichsbeispiels wurde bestätigt, ob das kleinmolekülige zyklische Siloxan Dn (n≥3) freigesetzt wurde. Die mehrschichtigen keramischen Kondensatoren 100 wurden von Raumtemperatur auf 600 Grad C erhitzt und die Gaskomponente und die freigesetzte Menge von der Masse des freigesetzten Gases wurden durch Gaschromatograph-Quadratur-Massenspektrometrie: GC-MS (Gaschromatographie-Massenspektrometrie) (MPS2-xt hergestellt von GERSTER/ GC7890B/5977A MSD hergestellt von Agilent) analysiert. 8 veranschaulicht analysierte Ergebnisse des zyklischen Siloxans.
Analysebedingung war wie folgt.
[Erhitzungsdesorptionsbedingung]

· 40 Grad C (0,5 Minuten) → 60 Grad C/Minute →300 Grad C (30 Minuten)
· Kühlbedingung: -100 Grad C (0,5 Minuten) →12 Grad C/Sekunde →320 Grad C (5 Minuten)

[Gaschromatographbedingung]

· Trennsäule: DB-1Ms (hergestellt von Agilent)
·Temperaturerhöhungsbedingung: 60 Grad C (5 Minuten) →10 Grad C/Minute →310 Grad C (4 Minuten)

[Massenanalysebedingung]

·Ionisierungsverfahren: Elektronenionisierung
·gemessener Massenbereich: m/z=20 bis 800

[Quantifizierungsverfahren]
Relative Konzentration wurde durch Verwendung von Decamethylcyclopentasiloxan (Pentamer von zyklischem Siloxan) verwendet.
Wie in 8 veranschaulicht, wurde in dem Vergleichsbeispiel keine Freisetzung des kleinmoleküligen zyklischen Siloxans beobachtet. Es wird angenommen, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass der Silikongummi nicht mit dem mehrschichtigen keramischen Kondensator 100 in Kontakt gelangte. Andererseits wurde in den Beispielen 1 bis 6 die Freisetzung des kleinmoleküligen zyklischen Siloxans bei einer Temperatur beobachtet, die gleich oder mehr als 300 Grad C war. Es wird angenommen, dass dies darauf zurückzuführen war, dass der Silikongummi mit den mehrschichtigen keramischen Kondensatoren 100 in Kontakt gelangte. Das kleinmolekülige zyklische Siloxan war eine Verbindung mit Siloxanbonding. Es wird angenommen, dass das zyklische Siloxan bei einer Temperatur nicht freigesetzt wird, die kleiner als 300 Grad C war, da der Silikongummi mit der Oberfläche des mehrschichtigen keramischen Kondensators 100 in Kontakt gelangte, und das zyklische Siloxan freigesetzt wurde, nachdem ein Teil eines Bondens der organischen Verbindung 14 mit dem Siloxanbonding gebrochen war.
In den Beispielen 1 bis 4 wurde die Freisetzung des kleinmoleküligen zyklischen Siloxans bei einer Temperatur beobachtet, die gleich 300 Grad C oder mehr war. Und die Freisetzung des kleinmoleküligen zyklischen Siloxans wurde kaum bei einer Temperatur beobachtet, die etwa 400 Grad C oder mehr war. Die Spitze der freigesetzten Menge wurde bei einer Temperatur beobachtet, die gleich 300 Grad C oder mehr war. Andererseits wurde in den Beispielen 5 und 6 die Freisetzung des kleinmoleküligen zyklischen Siloxans weitgehend von 300 Grad C bis 550 Grad C beobachtet. Es wird angenommen, dass dies darauf zurückzuführen war, dass die organische Verbindung mit dem Siloxanbonding stark an den Silanfilm auf der Oberfläche des mehrschichtigen keramischen Kondensators 100 gebunden war, da der Silanfilm 15 gebildet war.

Anschließend wurde in den Beispielen 1 bis 6 bestätigt, ob das kleinmolekülige zyklische Siloxan Dn (n≥3) von 300 Grad C bis 600 Grad C freigesetzt wurde, in Bezug auf andere Proben. Tabelle 1 zeigt das analysierte Ergebnis des Beispiels 2. Wie in Tabelle 2 dargestellt, wurde bestätigt, dass ein quantitativer Wert der freigesetzten Menge des kleinmoleküligen zyklischen Siloxans von D3 bis D20 erhalten wurde. Wenn der Wert von „n“ kleiner war, war die freigesetzte Menge größer. Es wird angenommen, dass dies darauf zurückzuführen war, dass, wenn der Wert von „n“ kleiner war, das Molekulargewicht kleiner war. [Tabelle 1]

ZYKLISCHES SILOCAN	QUANTITATIVER WERT ppm (w/w)
TRIMER	D3	2.3
TETRAMER	D4	0,5
PENTAMER	D5	<0,1
HEXAMER	D6	<0,1
HEPTAMER	D7	<0,1
OCTAMER	D8	<0,1
NONAMER	D9	<0,1
DECAMER	D10	<0,1
UNDECAMER	D11	<0,1
DODECAMER	D12	<0,1
TRIDECAMER	D13	<0,1
TETRADECAMER	D14	<0,1
PENTADECAMER	D15	<0,1
HEXADECAMER	D16	<0,1
HEPTADECAMER	D17	<0,1
OCTADECAMER	D18	<0,1
NONEDECAMER	D19	<0,1
ICOSAMER	D20	<0,1

Anschließend wurden 400 Proben einem Montagetest in Bezug auf jedes der Beispiele 1 bis 6 und das Vergleichsbeispiel unterzogen. Im Montagetest wurde ein Wiederaufschmelzofen verwendet, dessen maximale Temperatur 270 Grad C oder mehr war. Und es wurde eine Außenansicht in Bezug auf jede Probe beobachtet. Wenn der Kriechwinkel des Rands der Löthohlkehle kleiner als 90 Grad in Bezug auf die Randfläche der externen Elektrode war, wurde dies als annehmbar bestimmt. Wenn der Kriechwinkel 90 Grad oder mehr war, wurde dies als nicht annehmbar bestimmt. Ein Verhältnis von Proben, die als nicht annehmbar bestimmt wurden, wurde in Bezug auf 400 Proben gemessen.
Anschließend wurden andere 400 Proben einem Feuchtigkeitsbeständigkeitstest in Bezug auf jedes der Beispiele 1 bis 6 und das Vergleichsbeispiel unterzogen. Im Feuchtigkeitsbeständigkeitstest wurde jede Probe unter einer Bedingung bei einer Temperatur von 120 Grad C und bei einer relativen Feuchtigkeit von 85% belassen. Und es wurde eine Spannung mit einem 1,5-Fachen einer Nennspannung an jede Probe für 100 Stunden angelegt. Und es wurde ein elektrischer Wert (enthalten Widerstand zwischen Elektroden) gemessen. Wenn die Isolierbeständigkeit x Kapazität 100 MΩ·µF oder mehr war, wurde dies als annehmbar bestimmt. Wenn die Isolierbeständigkeit x Kapazität kleiner als 100 MΩ·µF war, wurde dies als nicht annehmbar bestimmt. Ein Verhältnis von Proben, die als nicht annehmbar bestimmt wurden, wurde in Bezug auf 400 Proben gemessen.
Anschließend wurden andere 400 Proben einem Kondensationstest in Bezug auf jedes der Beispiele 1 bis 6 und das Vergleichsbeispiel unterzogen. Die Proben wurden auf zuverlässigen Substraten (CEM 3) montiert. Die Proben wurden in einen Thermo-Hygrostattank eingebracht. Und 16 V wurden an die Proben angelegt. Ein Kondensationstestprogramm von JIS 60068-2-30 wurde 6 Mal durchgeführt. Danach wurde bestätigt, ob die Migration eintrat oder nicht. Die Bedingung jedes Zyklus des Programms ist wie folgt. (1) Die Feuchtigkeit wurde bei 98% gehalten. Die Temperatur wurde von 25 Grad C zu 55 Grad C in 3 Stunden geändert. (2) Die Temperatur wurde bei 55 Grad C gehalten. Die Feuchtigkeit wurde von 98% auf 93% in 15 Minuten geändert. (3) Die Temperatur wurde bei 55 Grad C gehalten und die Feuchtigkeit wurde 9 Stunden und 25 Minuten bei 93% gehalten. (4) Die Feuchtigkeit wurde bei 93% gehalten. Die Temperatur wurde von 55 Grad C zu 25 Grad C in drei Stunden geändert. (5) Die Temperatur wurde bei 25 Grad C gehalten und die Feuchtigkeit wurde 3 Stunden bei 93% gehalten. (6) Die Temperatur wurde bei 25 Grad C gehalten. Die Feuchtigkeit wurde von 93% zu 98% in 5 Stunden und 30 Minuten geändert. Jede Probe wurde durch ein Stereomikroskop mit 40-Vergrößerung beobachtet. Und es wurde bestimmt, ob ein Präzipitat zwischen externen Elektroden vorlag. Wenn ein Präzipitat vorlag, wurde bestimmt, dass die Migration stattgefunden hat. Ein Verhältnis von Proben, in welchen die Migration stattfand, wurde in Bezug auf 400 Proben gemessen.

Tabelle 2 zeigt die freigesetzte Menge des kleinmoleküligen zyklischen Siloxans D3 von 300 Grad C bis 600 Grad C und Ergebnisse des Montagetests, des Feuchtigkeitsbeständigkeitstests und des Kondensationstests. Wie in Tabelle 2 dargestellt, wurde die Freisetzung des kleinmoleküligen zyklischen Siloxans D3 im Vergleichsbeispiel nicht beobachtet. Es wird angenommen, dass dies darauf zurückzuführen war, dass der Silikongummi nicht mit dem mehrschichtigen keramischen Kondensator 100 in Kontakt gelangte. Anschließend wurde die Freisetzung des kleinmoleküligen zyklischen Siloxans D3 in den Beispielen 1 bis 6 beobachtet. Es wird angenommen, dass dies darauf zurückzuführen war, dass der Silikongummi erhitzt wurde und mit dem mehrschichtigen keramischen Kondensator 100 in Kontakt gelangte. [Tabelle 2]

	VERGL EICHS-BEISPIEL	OHNE SILAN				MIT SILAN
	VERGL EICHS-BEISPIEL	BEISPIEL 1	BEISPIEL 2	BEISPIEL 3	BEISPIEL 4	BEISPIEL 5	BEISPIEL 6
ERHITZUNGSTEMPERATUR [°C]	UNVERARBEITET	120	150	180	210	150	210
FREIGESETZTE MENGE VON D3 [ppm/cm²]	0	0,46	2,17	9,41	23,89	3,74	29,76
MONTAGETEST	0/400	0/400	0/400	0/400	0/400	0/400	2/400
FEUCHTIGKEITS-TEST	7/400	2/400	0/400	0/400	0/400	0/400	0/400
KONDENSATIONSTEST	23/400	3/400	0/400	0/400	0/400	0/400	0/400

Die absteigende Reihenfolge der freigesetzten Menge des kleinmoleküligen zyklischen Siloxans D3 war das Beispiel 1, das Beispiel 2, das Beispiel 3 und das Beispiel 4. Es wird angenommen, dass dies darauf zurückzuführen war, dass die Menge der organischen Verbindung, die an den Proben haftete, größer war, wenn die Erhitzungstemperatur des Silikongummis höher war. Ebenso war die freigesetzte Menge des kleinmoleküligen zyklischen Siloxans D3 des Beispiels 6 größer als jene des Beispiels 5. Es wird auch angenommen, dass dies darauf zurückzuführen war, dass die Menge der organischen Verbindung, die an den Proben haftete, größer war, wenn die Erhitzungstemperatur des Silikongummis höher war.
Anschließend war die Nicht-Akzeptanzrate des Montagetests in den Beispielen 1 bis 6 und dem Vergleichsbeispiel nieder. Es wird angenommen, dass dies darauf zurückzuführen war, dass die freigesetzte Menge des niedermoleküligen zyklischen Siloxans D3 pro Einheitsfläche 30 ppm/cm² oder weniger war. Es wurde bestätigt, dass bevorzugt war, dass die freigesetzte Menge des niedermoleküligen zyklischen Siloxans D3 pro Einheitsfläche 25 ppm oder weniger war, da es keine Proben gab, die als nicht annehmbar in den Beispielen 1 bis 5 bestimmt wurden.
Anschließend war im Vergleichsbeispiel die Nicht-Akzeptanzrate des Feuchtigkeitsbeständigkeitstests hoch. Andererseits war in den Beispielen 1 bis 6 die Nicht-Akzeptanzrate des Feuchtigkeitsbeständigkeitstests nieder. Es wird angenommen, dass dies darauf zurückzuführen war, dass die wasserabweisende Eigenschaft erreicht wurde, da die organische Verbindung 14 gebildet wurde. Es wurde bestätigt, dass es bevorzugt war, dass die Erhitzungstemperatur des Silikongummis 150 Grad C oder mehr war, da es keine Proben gab, die als nicht annehmbar in den Beispielen 2 bis 6 bestimmt wurden.
Anschließend war die Nicht-Akzeptanzrate des Kondensationstests des Vergleichsbeispiels hoch. Andererseits war die Nicht-Akzeptanzrate des Kondensationstests in den Beispielen 1 bis 6 nieder. Es wird angenommen, dass dies darauf zurückzuführen war, dass die wasserabweisende Eigenschaft erreicht wurde, da die organische Verbindung 14 gebildet wurde. Es wurde bestätigt, dass es bevorzugt war, dass die Erhitzungstemperatur des Silikongummis 150 Grad C oder mehr war, da es keine Proben gab, die als nicht annehmbar in den Beispielen 2 bis 6 bestimmt wurden.
Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben wurden, ist klar, dass die verschiedenen Änderungen, Substitutionen und Abänderungen daran vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Umfang der Erfindung abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 201663008 [0002]

Claims

Keramische elektronische Vorrichtung, umfassend: einen mehrschichtigen Chip, in dem jede einer Vielzahl von dielektrischen Schichten und jede einer Vielzahl von internen Elektrodenschichten abwechselnd gestapelt sind, wobei eine Hauptkomponente der dielektrischen Schichten keramisch ist, der mehrschichtige Chip eine rechteckige Quaderform aufweist, die Vielzahl von internen Elektrodenschichten abwechselnd zu einer ersten Stirnfläche und einer zweiten Stirnfläche des mehrschichtigen Chips freigelegt sind, die erste Stirnfläche der zweiten Stirnfläche zugewandt ist, eine erste externe Elektrode, die an der ersten Stirnfläche bereitgestellt ist; eine zweite externe Elektrode, die an der zweiten Stirnfläche bereitgestellt ist; und eine organische Verbindung, die an mindestens einem Teil einer Region haftet, die eine Oberfläche des mehrschichtigen Chips, wo weder die erste externe Elektrode noch die zweite externe Elektrode gebildet ist, und Oberflächen der ersten externen Elektrode und der zweiten externen Elektrode enthält, und eine Siloxanbonding aufweist.
Keramische elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein kleinmoleküliges zyklisches Siloxan Dn (n≥3) von der organischen Verbindung bei einer Temperatur freigesetzt wird, die gleich 300 Grad C oder mehr ist.
Keramische elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein kleinmoleküliges zyklisches Siloxan Dn (n≥3) von der organischen Verbindung freigesetzt wird, sodass Spitze einer freigesetzten Menge bei einer Temperatur erscheint, die gleich 300 Grad C oder mehr ist.
Keramische elektronische Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei, wenn ein Molekulargewicht des kleinmoleküligen zyklischen Siloxans Dn (n≥3) kleiner ist, eine freigesetzte Menge des kleinmoleküligen zyklischen Siloxans Dn (n≥3) größer ist.
Keramische elektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die organische Verbindung an der Oberfläche des mehrschichtigen Chips zwischen der ersten externen Elektrode und der zweiten externen Elektrode haftet.
Keramische elektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine freigesetzte Menge eines kleinmoleküligen zyklischen Siloxans D3 pro Einheitsfläche der Oberfläche der keramischen elektronischen Vorrichtung 0,50 ppm/cm² oder mehr von 300 Grad C bis 600 Grad C ist.
Keramische elektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine freigesetzte Menge eines kleinmoleküligen zyklischen Siloxans D3 pro Einheitsfläche der Oberfläche der keramischen elektronischen Vorrichtung 30 ppm/cm² oder weniger von 300 Grad C bis 600 Grad C ist.
Keramische elektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 weiter umfassend: einen Silanfilm, der auf mindestens dem Teil der Region haftet, die die Oberfläche des mehrschichtigen Chips, wo weder die erste externe Elektrode noch die zweite externe Elektrode gebildet ist, und die Oberflächen der ersten externen Elektrode und der zweiten externen Elektrode enthält, wobei die organische Verbindung auf dem Silanfilm bereitgestellt ist.
Keramische elektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die erste externe Elektrode und die zweite externe Elektrode eine leitfähige Harzschicht enthalten, die eine Metallkomponente enthält.
Herstellungsverfahren einer keramischen elektronischen Vorrichtung, umfassend: Fertigen einer keramischen elektronischen Vorrichtung mit einem mehrschichtigen Chip, einer ersten externen Elektrode und einer zweiten externen Elektrode, Bonden einer organischen Verbindung mit einem Siloxanbonding an mindestens einen Teil einer Region, die eine Oberfläche des mehrschichtigen Chips, wo weder die erste externe Elektrode noch die zweite externe Elektrode gebildet ist, und Oberflächen der ersten externen Elektrode und der zweiten externen Elektrode enthält, durch Kontaktieren von erhitztem Silikongummi mit der Region, wobei der mehrschichtige Chip eine Struktur aufweist, in der jede einer Vielzahl von dielektrischen Schichten und jede einer Vielzahl von internen Elektrodenschichten abwechselnd gestapelt sind, wobei eine Hauptkomponente der dielektrischen Schichten keramisch ist, der mehrschichtige Chip eine rechteckige Quaderform aufweist, die Vielzahl von internen Elektrodenschichten abwechselnd zu einer ersten Stirnfläche und einer zweiten Stirnfläche des mehrschichtigen Chips freigelegt sind, die erste Stirnfläche der zweiten Stirnfläche zugewandt ist, wobei die erste externe Elektrode auf der ersten Stirnfläche bereitgestellt ist, darin die zweite externe Elektrode auf der zweiten Stirnfläche bereitgestellt ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die organische Verbindung an mindestens dem Teil der Region haftet, die die Oberfläche des mehrschichtigen Chips, wo weder die erste externe Elektrode noch die zweite externe Elektrode gebildet ist, und den Oberflächen der ersten externen Elektrode und der zweiten externen Elektrode enthält, durch Montieren der keramischen elektronischen Vorrichtung an einem Substrat, bevor die organische Verbindung angeheftet wird und der erhitzte Silikongummi mit der keramischen elektronischen Vorrichtung in Kontakt gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Silikongummi, der auf 120 Grad C oder mehr erhitzt wird, mit der Region, die die Oberfläche des mehrschichtigen Chips, wo weder die erste externe Elektrode noch die zweite externe Elektrode gebildet ist, und die Oberflächen der ersten externen Elektrode und der zweiten externen Elektrode enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12 weiter umfassend: Bilden eines Silanfilms auf der keramischen elektronischen Vorrichtung, bevor die organische Verbindung angeheftet wird, durch Imprägnierung eines Silankopplungsmittels an die keramische elektronische Vorrichtung, wobei die organische Verbindung auf dem Silanfilm bereitgestellt ist.