TWI317138B - - Google Patents

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1317138 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 更誶言之係關於在 的積層陶瓷電子零 本發明係關於積層陶瓷電子零件， 積層之複數陶瓷層間配置有内部電極 件。 【先前技術】 以往，為代表性積層陶瓷電子跫件之— •容器，有如圖3所示之截面構造。I積層層间究電 •係在由複數陶究層21構成之陶£積層體2。：-谷器2。， 21置於其間而配置彼此對向的内部電極/内，將陶瓷層 體20a兩端部分別形成有外部電極23 於陶瓷積層 交互引出而電氣連接於此等外部電極幻幻内。P電極22係 上述積層陶瓷電容器2〇，因小型且可〜 泛用於各種用途。此外，為謀求更小型：得到大電容而廣 行將介於内部電極22間之陶究 更大電容，正進 v〆曰2 1厚声 電極22之積層層數增加（亦 ^/…或將内部 鲁發。 9多層化）之研究與開 然而，當薄層、多層化逐漸進 因陶曼積層體20a之收縮岸變，/ : ’在進行燒結時即會 ^ ^女 心又在内部電極22盥陶皆21 之界面產生剝離，而於陶瓷層21 ” 1尤 法確保目標特性的問題點。此種 生裂痕’因此有無 圖3所示之構造的積層陶究電容^ ’亚不限於具有如 過陶瓷層而配置成彼此對向之内0衣陶瓷積層體中透 變阻器、熱阻ii(ThermistQ1.)、/ %極的構造’如積㈣ 电凡件、多層基板等，邡 5 1317138 有此問題。 為了解決積層陶瓷 1已揭示有一種方法，π >件之此種問題，於專利文獻 層方向中央部分（陶攻系著眼於裂痕越靠近陶瓷層21之積 象，將内部電極22之、層租之中心部分）即產生越多之現 方向中央部分、被稱為才内料^整成越靠近陶U 21之積層 低，藉此抑制在陶瓷層内。卩毛極22之連續性的數值即越 收縮應力。 S 21之積層方向中央部分所產生之 如上所述，在製& 縮應變而產生於…：層陶宽電容器時，因燒結時之收 之發明來加以抑制：=裂痕’可藉由專利文。所揭示 ^ , 關於製成為產品的積岸+ …由於内部電極之村料與陶曼層 =層陶竞電 者之熱膨脹係數相昱，^ ”不同，因此兩 寺中，當熱壓力（埶衝墼、# ^ Α板構羞步驟 匕、衡辜）施加於積層陶£ 熱膨脹係數之差異使_为$ & 文冤今盗日寸，會因 痕。 j文檟層體，而產生裂 此種裂痕’在顯示沿圖3夕Q c , 如t 之S — S線截面的圖 在位於最上部附近之内部電極22之短邊方向兩端邻八中， 24以及位於最下部附近之内部電極η之短邊 刀24, 分24, 24，最常發生。 。兩端部 【專利文獻】特開平1 1 — 3丨633號公報 【發明内容】 因此，本發明之目的，倍接祉 _ , 畑徒供—種可消除在構 等中因施加之熱衝擊產生之陶f籍思姊〜 、步驟 u瓦積層體的裂痕不良、 I317138 性較高的積層陶瓷電子零件。 為達^ 4目的，本發明之 知層之複數陶瓷層間 、旬允％子零件，係於 根據該内部電極，其特徵在於：

因空孔而形成之間隙：γ中之長度x與該截面内之 〜X， …，内部電極之連續性定義為(X 分別從位於積層方向最上 方向最下部之内部電極間 ：電極、與位於積層 部電極連續性的平 ϋ上下起10%範圍内之内 極連續性的平均值低5〜2=定成較該範圍以外之内部電 部2==陶竟電子零件，在積層體内，位於最上 電…、… 及位於最下部與其附近之内部 部二連生的平均i ’係設定成較位於積層體内中央 ^之内Γ電極之該連續性的平均值低。亦即，在積層體

内，位於最上部金I 4 + A 丨，、其附近之内部電極以及位於最下部與其 附近之内部電極之電極材料密度較低。因此，當施加敎衝 =使得積層體（陶究層及内部電極）熱膨脹時，内部電極之 电極材料在度低的部分容易變形’而可減缓施加於陶瓷層 之壓力。藉此，在積層體之最上部與其附近之内部電極以 及位於最下部與其附近之内部電極所產生的應力，特別是 產生於此等内部電極之短邊方向兩端部分的應力會變小， 而即使施加熱衝擊亦可防止於此部分產生裂痕。 此外’分別從位於最上部之内部電極、以及位於最下 部之内部電極間距離之上下起丨0%範圍内之内部電極之該 7 1317138 連續性的平均值中，冬 的平均值未滿5%時以外之内部電極之該連續性 帝^ ^ %加熱衝擊時即會於積層體產生裂 超過2G%時則無法得到所欲之電氣特性。 本發明之積層陶窨雷 @ 極最好係使用錄或是鎳合金牛’由成本面來看’内部電 數在此:"陶I層之厚度最好係* 10牌以下且其積層片 数在100片以上。陥 部電極與陶究層之膨脹率m薄’施加熱衝擊時因内 而有在積層體易產生二=生的應力影響即會越大’ 10um nr 痕之傾向。此傾向在陶瓷層厚度為 1 Ο/m以下b守會變得更 妒鋅…于更頌者。但是’即使在此狀況下，亦 此错由挂制内部電極之該 痕。又，當陶兗声…"來防止於積層體產生裂 擊時因内部電極盘陶〇之:達1〇0片以上時，施加熱衝 合變大，而右i θ恥脹率差所產生的應力影響即 編在1。。片!:上生裂痕之傾向。此傾向在陶究 況下，亦可藉由控制之更:Γ但是’即使在此狀 體產生裂痕。氣卩電極之该連續性’來防止於積層 依據本發明，由於在 内部電極以及位方m層體内位於最上部與其附近之 入证於敢下部與1 密度變低，因此& u 4電極之電極材料 此田施加熱衝擊而使積邮 層體中位於最上部與其附近之内部電二…脹：，在積 其附近之内部電極所產生之應 ：：：:：部與 之短邊方向兩端邱八斛$ a 寸另彳疋在邊寻内部電極 等部分產生心：的應力會變小，而可防止於此 7王土衣痕，因此，可媒5丨丨目士 到，、有耐熱衝擊性、且在構

S 13Π138 袭後仍可確實地發揮所欲性能之高可靠性積層陶究 【實施方式】 電子零件之實 以下，參照附圖說明本發明之積層陶究 施例。 (苐1貫施例） 本發明之第1實施例之積層陶瓷電子零 ^ ^ 丁令件為積層陶瓷 兒谷态，圖1顯示其縱截面構造。此積層陶 a。。 九电各器10, 铩在由陶瓷層丨丨構成之陶瓷積層體10a 昆u m 1配置有將陶瓷 ® 1置於其間而彼此對向之以Ni或Ni人Α β 部電極12，12。 。金所形成的内 在陶瓷積層體1 Oa兩端部分別形成有外 r電極12係交互引出而電氣連接於此等：:二， 间-尤層11，均係由將誘電

半耸方、、表# π hU刀法或拉伸 法寺方去成形之陶瓷坏片構成，與 部一一接燒成，而成：：成之内 12’呈如圖2⑷所示之矩形，於前述陶变坏 片 P刷導電糊而形成。内部電極i 2， _ 年連續日M b αi非错由將金屬粒 子運，.只且均勻地分布於陶瓷層丨丨上 诂颧窣眸八—+ β A /成’而係當細微 :: 多空孔。此處，被稱為内部電" 之連續性的數值係定義如下。 P电極12 亦即，内部 根據沿内部電極 電極12之連續性，如 12長邊方向中央之丁 圖2(a)，（b)所示，係 —T線截面中之長度 9 1317138 χ、與該截面内因内部電極12所且有之处 '” q〜二礼而形成之間隙 g的總和Y來定義成γ)/χ。如此 ” \我之連續性之值， 可藉由改變形成内部電極12之導電糊 、 ,χτ. Α Α 守乃Τ之金屬（例如為Ni 或Νι 5金）固肢成勿比或内部電極12 予以控制。 尽度、金屬粒徑來 之八Γ1實施例中’係根據形成内部電極12之導電糊中 t金屬含有量來控制該連續性。又，本第1實施例中二 为別位於最上部之内部電極12、盥 1 2間距離d之上下起1 〇 0/銘囹 电極 〇乾圍f内之内部電S 12之谨縫 性的平均值，係設定成較位 之連續 央部分）之内部電極12之該 積層方向中 Μ ^ ^ ,0 ,, 貝r生白勺+均值低5〜20〇/〇。此 數值，為根據以下之熱衝擊試驗之結果者。 此 亦即，作為用於熱衝擊# 〜7沾丘、…々 擎°式驗之積層陶瓷電容器試料1 的八規格，陶曼積層體 度、内部電極12之積層片 厚 體心之積層方向中央，八卜電谷量、位於陶兗積層 卿士 v h P分之内部電極12之金屬含奮^ 月豆成分比）、以及其連續 里（固 之值。 之千均值的各數值，分別為如下 陶究積層體尺寸：l_6mmX〇s 陶奢居戸危 °-8mm X 0.8mm 陶瓦層厚度：3.0//m 陶瓷層積層片數：18〇片 内部電極厚度：〇.68/Zm 内部電極之金屬粒徨· υ·ζ U m 靜電容量：bF(目標值） 10 1317138 :層方向中央部分之内部電極的 中央4刀之内部電極之連續性的平均值：7 〇 % 範圍内之Γ具有前述共通規格、位於前述距㈣之㈣ 圍内之内部電極12之前述連續 分別f作5〇ΐ56·〇%(試料6)、52·5%(試料7)之試料卜7, 之焊料# 。對此寺試料1〜7,實施將試料浸潰於325 u I /干枓槽兩秒德、 的熱衝擊試驗…果°，顯微鏡確認有無裂痕產生 八、，σ禾如下表1所示。 試料 編號 極之金屬含量 (%) 極之平均連續性 (%) 電容量~ 範圍f之内平均值 靜電容量 CV值 (%) +熱衝擊試_ 驗中裂痕 產生數目

前述表 I 中，力 4 Μ α ~~ 之較例。此外，前述表1中，試料μ 里為各試料50個之平均值。

Jim ———【表 碼中附有※之試料為相 内部二 方向中央部分之内部電極i 2 I = ::與位於積層 3，在轨衝擊心八“：广 亥連續性的差為5%之試料 …驗中裂痕之產生數目為〇。 又’内部電極1 9 ，·Λ十之平均值為63.0%、連續性 11 1317138 差為1〇%之試料4, 0部電極12之連續性 60.0%、連續性差A 14〇/ 1 十勺值為 噴性差為14/。之忒枓5，以及内部電極a 、’'性之平均值為56.0%、連續性差凫7n。 榭敏μ 員〖憂為20%之試料6，在埶 衝# §式驗中裂痕之產生數目均為〇。 …、 、相對於此，内部電極12之連續性之平均值 連續性差為0%之試料i，在5〇個 ^ . 〇、 痕。又，内部電極12之連續性之平二：5個產生裂 ,. 之+均值為6入9%、連續柚 差為3%之試料2，在5〇個試 、眭 、丨丁 丫’有2個產咮芻宿 者，内部電極12之連續性之平均值 、。再 咖之試料2，雖未產生^ Λ /°'_生差為 量。 未產生W痕’但無法得到所欲之靜電容 由該熱衝擊試驗之結果可知，在 ,,ρ 长具有圖1所示構沣4 積層陶瓷電容器中，積層陶瓷電容 k之 ,^. 罨令益（其係將分別從位於菸 層體敢上部之内部電極12、與位於最 於積 ΒΒ ?ΤΤ -ί-Λ- 卩之内部電極1 9 間…之上下起，。範圍内之内部電極12 12 的平均值，設定成較該範圍以外 ^續性 士丁 Π 口[毛極12之遠钵k 之平均值低5〜20%)在構裝時即 、，性 丨便轭加熱衝擊，亦可、、*队 於積層體產生裂痕之情形。 j」/肖除 (第2實施例） 本第2實施例，係在具有圖i所 令為10中，措由改變内部電極 文電 Μ 之/予度來控制内部帝k 12之該連續性。又，本第2實施例中，㈣ :極 例同樣地，藉分別改變從分別位 /、11貫施 rt3 , π 取上4之内部電極]9 與位於最下部内部電極12間距 12' α之上下起1〇%範圍f 1317138 之内部電極12之厚度’來設 ^ ^^^ 弋成該連續性之平均值較位 灰積層方向中央部分之内部電 9Π0/ 4 12之連續性的平均值低5 〜20% 〇 本第2實施例，亦具有如 古伽#〗告Α 卜之共通規格’且試作了具 有與乐1 μ轭例相同之内部電 杂施盥篦1〜> 12之連續性的試料1〜7， 只鉍與弟1貫施例相同之熱衝 始戈接a 野‘喊驗。其結果顯示於表2。 陶瓷積層體尺寸Μ.6η 呦方 s 〇.8mm X〇.8mm 陶瓷層厚度：3.0/zm 陶莞層積層片數：180片 内部電極之金屬粒徑：〇.2 Μ 171 靜電容量：ieF(目標值） 二央部分之内部電極之厚度:°.68"m '曰方向中央部分之 + 电極之連續性之平均值：70% 極之平均連續性範圍= 靜電容量 平均值 (//F) 靜電容量 CV值 (%) 熱衝擊试驗中 裂痕生數目 J.04 2.9 5/50 —_1_03 3.0 3/50 .—1.03 3.0 0/50 一_ 1.02 3.1 0/50 _ 1.01 3.2 0/50 1.00 3.4 0/50 _ 0.98 3.6 0/50 試料"ϊϊϊϊΤί'ΠΓ^τ''·— 蝙號部電極厚度 (U m)

實施例

^ ^ Ψ ^ λ* α ......〜'·Ό 个 M I If ，个乐 Z J、槓層陶莞攀六。0 之結果。 各器亦可得到與前述第1實施例相同 13 1317138 (弟3貫施例） 本弟3貫施例’係在具有圖1所示構造之積層陶究電 容器10中’藉由改變構成内部電極12之金屬（Ni或Ni合 金）之金屬粒徑來控制内部電極12之該連續性。又，本第 3貫施例’亦與前述第1實施例同樣地，位於最上部之内 部電極12與位於最下部之内部電極12間之距離d分別從 上下起ίο%的範圍f中、藉由改變分別位於此範圍内之2 部電極12之厚度，來設定成該連續性之平均值較位於積 層方向中央部分之内部電極12之該連續性的平均值低5〜 20% 〇 本弟3實施例，亦且古丄τ 有如下之共通規格，且試作了且 有與第1實施例相同之内+ 一 鬥4電極12之連續性的試料1〜7， 貫施與第1實施例相同 ^ ^ a ^ 熱衝擊試驗。其結果顯示於表3。 陶t積層體尺寸：1 X 0.8mm X 0.8mm 陶瓷層厚度：3.0从m

陶瓷層積層片數：^ 8 〇 Μ 内部電極之厚度： 靜電容量：lyFf目 0.68 榡值） 積層方向中央部分 積層方向中央部分 之内部電極 之内部電極 之金屬粒經：0.2//m 之連續性之平均值：70% 1317138 I試料範圍f之内部電 編號極之金屬粒徑 (_) 範圍f之内 部電極之平 均連續性 中央部分與範靜電容量平|鱗擊試驗ψ 圍f之内部電均值(#F) cv值(％)裂痕產生數目 極之連續性差

表3] 由上述表3之熱衝擊試p 實施例之積層陶瓷带^ t π遂仵知，本弟3 之結果。 尤…亦可得到與上述第1實施例相同 (其他實施例） 此外，本發明之積層陶瓷電子跫 施例，係可在其要旨之ls V、，限定於前述實 曰之乾圍内進打各種變更。 進行:=，前述各實施例中，雖係以積層陶…A 丁成明，但本發明亦適^ I Μ為例 凡件、多層基板等。此外關： 盗、熱限器、壓電 目‘#電容量值、陶 子零件之尺寸、 持料等，亦 麦層之材料或組成、内部電極 J有各種應用以及施 再成 【圖式簡單說明】 “各種變形。 圖1係本發明所適用之積層陶瓷電容哭 圖 圖 圖2(a)，（b)係用來士兒明肉A 。。的縱截面圖。 用木成明内部電極之車钵 a)為俯視圖，、’’性之定義的 (b)係顯不沿T-T線存在 我 之間隙的截面 15 1317138 圖： Η系 習 知之 積 層 陶 瓷電容器的縱截面圖。 圖4係 沿 圖3 之 S — S線的截面圖。 【主要 元 件符 號 說 明 ] 10 積 層 陶 瓷電容器 10a 陶 瓷 積 層體 11 陶 瓷 層 12 内 部 電 極 13 外部 電 極 g 間 隙 X 内 部 電 極長邊方向之長度 Y 沿 Τ _ Τ線分布之間隙之總和

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Claims (1)

1317138 十、申請專利範圚： 1 #積層陶瓷電子焚I ^ = ^ ^ ^ 零件，係於積層之複數陶瓷； 配置有内部電極，其特徵在於： 无層間 根據該内部電極_ 电々方向截面中之長度叉蛊嗜截 因空孔而形成之Π4截面内之 成之間隙的總和γ，内部電 —Υ)/χ， 項性疋義為（X 分別從位於積層方向最上部之内 方向最下部之内部電極間之 ：極、與位於積層 部電極連續性的平均值H定成Τ跳範圍内之内 極連續性的平均值低5〜2 G %。 圍以外之内部電 2如申請專利範圍 該内部恭h & 只心積層陶寬電子零件，其中， 卩书極係由鎳或鎳合金構成。 干 3如申睛專利範圍第1或2項 其中，該陶"夕r 積層陶竟電子零件， 是層之厚度在1〇 片以上。 μ以下，其積層片數在100 鲁 、圖式： 如次頁 17