專利名稱：堆積陶瓷電容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系例如關(guān)于具有內(nèi)部電極圖案與陶瓷層的堆積體，在此堆積體的端部設(shè)置與上述內(nèi)部電極導(dǎo)通的外部電極的堆積陶瓷電容器，特別是關(guān)于內(nèi)部電極層在3μm以下的薄型者，在燒制時不易產(chǎn)生堆積體內(nèi)部的龜裂的堆積陶瓷電容器。
堆積陶瓷電容器系由具有內(nèi)部電極的電介質(zhì)形成的陶瓷層被多數(shù)層地堆積，在此堆積體的內(nèi)部中，內(nèi)部電極相對，上述的內(nèi)部電極被交互導(dǎo)引于此堆積體的相對的端面。而且，在包含這些內(nèi)部電極被導(dǎo)引出的堆積體的端面的端部形成外部電極，此外部電極被分別連接于在堆積體的內(nèi)部相對的上述內(nèi)部電極。
此種堆積陶瓷電容器的上述堆積體3例如具有圖3所示的層構(gòu)造。即由具有內(nèi)部電極5、6的電介質(zhì)形成的陶瓷層7、7……以圖3所示的順序被堆積，進而在其兩側(cè)沒有形成內(nèi)部電極5、6的陶瓷層7、7……分別被復(fù)數(shù)層重疊堆積。而且，在具有此種的層構(gòu)造的堆積體3的端部，內(nèi)部電極5、6交互露出，如

圖1所示般地，在此堆積體3的端部形成上述的外部電極2、2。
此種堆積陶瓷電容器通常并非如圖3所示的零件1個單位地各別被制造著，實際上系采用如下述的制造方法。即，首先混練微細化的陶瓷粉末與有機結(jié)合劑，制作漿液，將此借助于刮刀法在由聚對苯二甲酸乙二酯薄膜等形成的載膜上薄薄展開、干燥的，載置于支持陶瓷生片的薄膜的上，以切剪頭切斷為所希望的大小，在其的單面借助于網(wǎng)版印刷法印刷導(dǎo)電膏、干燥的。借助于此，如圖6所示般地，獲得縱橫復(fù)數(shù)組份的內(nèi)部電極圖案2a、2b被排列的陶瓷生片1a、1b。
接著，堆積具有上述內(nèi)部電極圖案2a、2b的復(fù)數(shù)片的陶瓷生片1a、1b，進而上下堆積不具有內(nèi)部電極圖案2a、2b的幾片的陶瓷生片1、1……，將其壓合制作堆積體。此處，上述陶瓷生片1a、1b系交互重疊內(nèi)部電極圖案2a、2b在長度方向只有一半長度錯開者。之后，將此堆積體切斷成希望的個別小片的尺寸，制作堆積生小片，燒制此生小片。如此可以獲得圖1以及圖3所示的堆積體。
接著，借助于在此燒制完成的堆積體3的兩端涂布導(dǎo)電膏、烘烤，于烘烤完的導(dǎo)體膜的表面施以電鍍，完成在兩端形成外部電極2、2的如圖1所示的堆積陶瓷電容器。
例如如表現(xiàn)上述的堆積陶瓷電容器的堆積體的剖視圖，成為如圖2者。堆積體的剖視圖系在導(dǎo)體粒子與導(dǎo)體粒子的間的孔部填入陶瓷粒子，將孔部埋住。
在如上述的堆積陶瓷電容器的陶瓷層7的堆積體3中，于陶瓷層7與內(nèi)部電極5、6由于溫度變化的收縮動作有不同的故，在堆積體3的內(nèi)部容易產(chǎn)生微細的龜裂(微裂縫)。特別是在100層以上的高堆積層，該傾向更為顯著。
因此，本發(fā)明系有鑒于上述習(xí)知技術(shù)的課題，目的在于提供于堆積體內(nèi)部不易產(chǎn)生過大的應(yīng)力，不易產(chǎn)生龜裂的堆積陶瓷電容器。
在本發(fā)明中為了達成上述目的，在透過陶瓷層7于堆積體3的內(nèi)部相對的內(nèi)部電極5、6設(shè)置部份沒有導(dǎo)體粒子8的空隙部9。借助于此內(nèi)部電極5、6的空隙部9，緩和內(nèi)部電極5、6與陶瓷層7的間產(chǎn)生的應(yīng)力，以防止借助于燒制的堆積體3的內(nèi)部的龜裂的產(chǎn)生。
即依據(jù)本發(fā)明的堆積陶瓷電容器，具有交互堆積陶瓷層7和內(nèi)部電極5、6的堆積體3，及設(shè)置在所述堆積體3的端部的外部電極2、2，借助于使所述內(nèi)部電極5、6分別到達陶瓷層7的相互相對的至少一對的端緣的其中一方，在堆積體3的相對端面上分別導(dǎo)出內(nèi)部電極5、6，并將同一堆積體3的端面上導(dǎo)出的內(nèi)部電極5、6分別連接在所述外部電極2、2上，通過陶瓷層7，于堆積體3的內(nèi)部相對的內(nèi)部電極5、6上設(shè)置部分不存在導(dǎo)體粒子8、也不存在陶瓷粒子10的空隙部9。
上述內(nèi)部電極5、6的空隙部9系一個的大小通過內(nèi)部電極平面圖的空隙，有陶瓷粒子10個以上，空隙部的總面積占有內(nèi)部電極5、6的面積的25～75％。此種堆積陶瓷電容器適合使用于上述內(nèi)部電極5、6的膜厚在3μm以下的薄者。
此處，所謂內(nèi)部電極5、6的面積系包含空隙部9的內(nèi)部電極5、6的面積，即內(nèi)部電極5、6的外觀面積。例如內(nèi)部電極5、6為矩形的導(dǎo)體圖案的情形，成為其的縱橫尺寸的乘積。
在這種堆積陶瓷電容器中，在透過陶瓷層7在堆積體3的內(nèi)部相對的內(nèi)部電極5、6設(shè)置部份不存在導(dǎo)體粒子8、也不存在陶瓷粒子的空隙部9，所以在燒制時，不易產(chǎn)生由于收縮動作的不同所導(dǎo)致的應(yīng)力，有效防止龜裂的產(chǎn)生。
但是，空隙部9最好占有內(nèi)部電極5、6的50％左右，更具體為25～75％的面積。在空隙部9的占有內(nèi)部電極5、6的面積比例未滿25％時，無法充分防止龜裂的發(fā)生。又，空隙部9的占有內(nèi)部電極5、6的面積比例如超過75％，內(nèi)部電極5、6的相對面積減少，不易獲得所需要的靜電容量。
圖1是表示依據(jù)本發(fā)明的堆積陶瓷電容器的例的一部份缺省的立體圖。
圖2是表示同一堆積陶瓷電容器的圖1的A部的重要部位放大剖視圖。
圖3是分離表示同一堆積陶瓷電容器的例的堆積體的各層的分解立體圖。
圖4是表示同一堆積陶瓷電容器的圖3的B部的重要部位放大圖。
圖5是表示示同一堆積陶瓷電容器的圖4的C部的重要部位放大圖。
圖6是表示制造堆積陶瓷電容器用的陶瓷生片的堆積狀態(tài)的各層的分離立體圖。
(標(biāo)號的說明)2外部電極3堆積體5內(nèi)部電極6內(nèi)部電極7陶瓷層9空隙部10陶瓷層接著，一邊參考圖面，一邊具體而且詳細說明本發(fā)明的實施形態(tài)。首先，將鈦酸鋇等的電介質(zhì)陶瓷原料粉末均勻分散于溶解在乙醇、 品醇、丁卡必醇、甲苯、煤油等的溶劑的松香酸樹脂、聚乙烯醇縮丁醛、乙基纖維素、丙烯基樹脂等的有機結(jié)合劑，調(diào)整陶瓷漿液。將此陶瓷漿液以薄薄均勻的厚度涂布于聚對苯二甲酸乙二酯薄膜等的基膜上，干燥的，制作膜狀的陶瓷生片。之后，將此陶瓷生片切斷為適當(dāng)?shù)拇笮　?br> 接著，如圖6所示般地，在此裁斷的陶瓷生片1a、1b上使用導(dǎo)電膏，各別印刷2種的內(nèi)部電極圖案2a、2b。例如導(dǎo)電膏系使用對于Ni粉末的100重量％，添加結(jié)合劑乙基纖維素3～12重量％、溶劑 品醇80～120重量％、所謂共材的鈦酸鋇粉末10～20重量％，均勻混合、分散者。
使用此種的Ni導(dǎo)電膏，在陶瓷生片1a、1b的上印刷內(nèi)部電極圖案2a、2b。
將被印刷此種內(nèi)部電極圖案2a、2b的陶瓷生片1a、1b如圖6所示般地交互重疊堆積，進而重疊堆積在其兩側(cè)沒有印刷內(nèi)部電極圖案2a、2b的陶瓷生片1、1，所謂的偽片，將其壓合，獲得堆積體。進而將此堆積體縱橫切斷，分割為個個的小片狀的堆積體。之后，如圖1所示般地，在內(nèi)部電極5、6分別被導(dǎo)出的堆積體3的兩端涂布Ni高等的導(dǎo)電膏，燒制這些堆積體，獲得具有如圖3所示的層構(gòu)造的燒制完成的堆積體3。
進而在此Ni膏等的上電鍍Cu以作為導(dǎo)電膜，在該導(dǎo)電膜上電鍍Ni，進而在其上施以Sn或焊錫電鍍，形成外部電極2、2。借助于此，完成堆積陶瓷電容器。
在前述的堆積體的燒制工程中，內(nèi)部電極5、6一被燒制，首先引起形成內(nèi)部電極圖案的導(dǎo)電膏的金屬粒子的再度排列，形成內(nèi)部電極圖案的導(dǎo)體粒子在與陶瓷層7的間，于該界面方向成長。借助于此，如圖2所示般地，形成內(nèi)部電極5、6的導(dǎo)體粒子8再形成為于與陶瓷層7的界面方向成長的扁平粒子，此種扁平導(dǎo)電粒子在與陶瓷層7的界面方向以1個1個相連的狀態(tài)，形成膜狀的內(nèi)部電極5、6。此內(nèi)部電極5、6的膜厚為3μm以下。
又，在前述的堆積體3的燒制工程中，內(nèi)部電極5、6一被燒制，首先形成內(nèi)部電極圖案的導(dǎo)電膏的金屬粒子的再度排列，內(nèi)部電極圖案的厚度減少。之后再度排列一終了，形成內(nèi)部電極圖案的導(dǎo)電膏的燒結(jié)開始，在此燒結(jié)時，導(dǎo)電膏中的金屬粒子由于表面張力的作用，欲集中于一個地方。彼時，內(nèi)部電極圖案漸漸變厚。其結(jié)果為燒制前與燒制后的內(nèi)部電極圖案與內(nèi)部電極5、6的厚度幾乎沒有改變。另一方面，陶瓷層7于燒制過程中，只有厚度減少。因此，借助于內(nèi)部電極5、6與陶瓷層7的間隙，在內(nèi)部電極5、6產(chǎn)生導(dǎo)體膜不存在的空隙部9。此種空隙部9的尺寸等的控制方法，可以舉出調(diào)整內(nèi)部電極形成用的導(dǎo)電膏的組成(金屬量、共材量、結(jié)合劑量)、該導(dǎo)體粒子的粒徑或該燒制剖面等。
圖2是模式表示將完成的堆積陶瓷電容器埋入、保持在丙烯基系樹脂的狀態(tài)下，于與陶瓷層7的堆積方向垂直的方向研磨，使其剖面露出，借助于光學(xué)顯微鏡觀察所獲得的顯微鏡照片。剛好相當(dāng)于圖1的A部份的放大圖。
如圖2所示般地，形成在陶瓷層7的間扁平的導(dǎo)體粒子大概1個1個相連的陶瓷層7的界面方向連成一列的內(nèi)部電極5、6。但是此內(nèi)部電極5、6并非在全部部份都完全相連，各處形成也沒有導(dǎo)體膜存在、也沒有陶瓷粒子存在的空隙部9。鄰接空隙部9的間相連的導(dǎo)體粒子8系在20個以下。
圖4是模式表示將完成的堆積陶瓷電容器埋入、保持在丙烯基系樹脂的狀態(tài)下，于陶瓷層7的堆積方向研磨，使其剖面露出，借助于光學(xué)顯微鏡觀察內(nèi)部電極5、6的平面所獲得的顯微鏡照片。剛好相當(dāng)于圖3的B部份的放大圖。進而圖5是放大模式表示圖4的C部。
在圖4所示的空隙部9的部份，導(dǎo)電粒子8、陶瓷粒子10都沒有存在。在圖5中，于空隙部9的背后可以看到陶瓷粒子10。此空隙部9的每一個地方的大小系陶瓷粒子10個以上。又，此種內(nèi)部電極5、6的空隙部9占有內(nèi)部電極5、6的50％左右，更具體為25～75％的面積。
接著，說明本發(fā)明的更具體的實施例和與其相應(yīng)的比較例。
(實施例)制作將鈦酸鋇等的電介質(zhì)陶瓷原料粉末均勻分散于溶解在 品醇等的溶劑的乙基纖維素等的有機結(jié)合劑的陶瓷漿液，將其薄薄地均勻涂布于聚對苯二甲酸乙二酯薄膜等的基膜上，干燥的，制作膜狀的陶瓷生片。之后，將此陶瓷生片由基膜剝離，復(fù)數(shù)片制作150nm四方的陶瓷生片。
另一方面，對于Ni粉末的100重量％，添加乙基纖維素8重量％作為結(jié)合劑、 品醇100重量％作為溶劑，均勻混合、分散的，調(diào)整導(dǎo)電膏。使用此Ni膏，借助于網(wǎng)版印刷機在個個的陶瓷生片個別形成如圖6所示的厚度2．5μm的內(nèi)部電極圖案1a、1b。
將被印刷此種內(nèi)部電極圖案的陶瓷生片交互以指定片數(shù)重疊，在其上下重疊沒有印刷內(nèi)部電極圖案的陶瓷生片，所謂的偽片，將彼等在堆積方向于120℃的溫度下，以200t的壓力加壓壓合，獲得堆積體。
將此堆積體裁斷為3．2 mm×1．6 mm的大小，在堆積體的兩端部涂布Ni膏后，以1320℃的溫度燒制，獲得圖1所示的燒制完成的堆積體3。進而之后將小片置入無電解筒型電鍍槽，電鍍Cu膜，在該Cu膜上電鍍Ni膜。而且，在該Ni膜上依序施以焊錫或Sn電鍍。借助于此，形成外部電極2、2，獲得如圖1所示的堆積陶瓷電容器。
將此堆積陶瓷電容器50個在埋入、保持于丙烯基系樹脂的狀態(tài)，于與內(nèi)部電極5、6的堆積方向垂直的方向研磨，借助于光學(xué)顯微鏡觀察內(nèi)部電極5、6與陶瓷層7的堆積狀態(tài)。其結(jié)果如圖2所示般地，雖形成在陶瓷層7的間扁平的導(dǎo)體粒子大概1個1個相連的陶瓷層7的界面方向連成一列的內(nèi)部電極5、6，但是在此內(nèi)部電極5、6的各處也形成不存在導(dǎo)體膜、陶瓷的空隙部9。連接在于界面方向連成一列的內(nèi)部電極5、6的空隙部與空隙部的間的導(dǎo)體粒子8最大為15個。
進而在將別的堆積陶瓷電容器50個埋入、保持于丙烯基系樹脂的狀態(tài)，于內(nèi)部電極5、6的堆積方向研磨，使內(nèi)部電極5、6的平面露出，借助于光學(xué)顯微鏡觀察的。其結(jié)果為在內(nèi)部電極5、6如圖5所示般地，存在導(dǎo)體膜、陶瓷都不存在的空隙部9。此空隙部9占有電極5、6的平面的面積為約49％。
就合計100個的堆積陶瓷電容器調(diào)查堆積體3的內(nèi)部的龜裂，沒有看到龜裂的發(fā)生。進而使用50個同時制造的別的堆積陶瓷電容器，將其的兩端的外部電極2、2錫焊于電路基板上的島電極，之后研磨此堆積陶瓷電容器，同樣地調(diào)查堆積體3的內(nèi)部的龜裂的有無，也沒有看到龜裂的發(fā)生。
(比較例)在前述實施例中，在形成內(nèi)部電極5、6用的Ni膏中由鈦酸鋇粉末等形成的共材的含有量設(shè)為對于Ni粉末的100重量％為10重量％，進而使裁斷的小片的燒制時的溫度上升斜度緩緩上升加以燒制外，與同一實施例相同地制造堆積陶瓷電容器。
將此堆積陶瓷電容器50個在埋入、保持于丙烯基系樹脂的狀態(tài)，在與內(nèi)部電極5、6的堆積方向垂直的方向研磨，借助于光學(xué)顯微鏡觀察內(nèi)部電極5、6與陶瓷層7的堆積狀態(tài)。其結(jié)果為雖形成在陶瓷層7的間導(dǎo)體粒子大概連成一列的內(nèi)部電極5、6，但是在此內(nèi)部電極5、6的各處也稀疏形成不存在導(dǎo)體膜、陶瓷的空隙部9。
進而在將別的堆積陶瓷電容器50個埋入、保持于丙烯基系樹脂的狀態(tài)，于內(nèi)部電極5、6的堆積方向研磨，使內(nèi)部電極5、6的平面露出，借助于光學(xué)顯微鏡觀察的。其結(jié)果為在內(nèi)部電極5、6雖然存在導(dǎo)體膜、陶瓷都不存在的空隙部9，但是其占有電極5、6的平面的比例為23％。
又，就合計100個的堆積陶瓷電容器調(diào)查堆積體3的內(nèi)部的龜裂，沒有看到龜裂的發(fā)生。進而使用50個同時制造的別的堆積陶瓷電容器，將其的兩端的外部電極2、2錫焊于電路基板上的島電極，之后研磨此堆積陶瓷電容器，同樣地調(diào)查堆積體3的內(nèi)部的龜裂的有無，看到18個產(chǎn)生龜裂。
如上述般地，依據(jù)本發(fā)明，可以獲得不易產(chǎn)生在燒制時，由于陶瓷粒子與內(nèi)部電極的收縮動作的不同所產(chǎn)生的龜裂不良的堆積陶瓷電容器。
權(quán)利要求
1．一種堆積陶瓷電容器，具有交互堆積陶瓷層(7)和內(nèi)部電極(5)、(6)的堆積體(3)，及設(shè)置在所述堆積體(3)的端部的外部電極(2)、(2)，借助于使所述內(nèi)部電極(5)、(6)分別到達陶瓷層(7)的相互相對的至少一對的端緣的其中一方，在堆積體(3)的相對端面上分別導(dǎo)出內(nèi)部電極(5)、(6)，并將同一堆積體(3)的端面上導(dǎo)出的內(nèi)部電極(5)、(6)分別連接在所述外部電極(2)、(2)上，其特征在于在所述堆積體(3)的內(nèi)部相對的內(nèi)部電極(5)、(6)上設(shè)置部分不存在導(dǎo)體粒子(8)、也不存在陶瓷粒子(10)的空隙部(9)。
2．如權(quán)利要求1所述的堆積陶瓷電容器，其特征在于，存在于內(nèi)部電極(5)、(6)內(nèi)的空隙部(9)占有內(nèi)部電極(5)、(6)的面積的25～75％。
3．如權(quán)利要求1或2所述的堆積陶瓷電容器，其特征在于，所述內(nèi)部電極(5)、(6)的膜厚在3μm以下。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種具有:交互堆積陶瓷層7和內(nèi)部電極5、6的堆積體3,及設(shè)置在所述堆積體3的端部的外部電極2、2,借助于使所述內(nèi)部電極5、6分別到達陶瓷層7的相互相對的至少一對的端緣的其中一方,在堆積體3的相對端面上分別導(dǎo)出內(nèi)部電極5、6,并將同一堆積體3的端面上導(dǎo)出的內(nèi)部電極5、6分別連接在所述外部電極2、2上,通過陶瓷層7,在堆積體3的內(nèi)部相對的內(nèi)部電極5、6上設(shè)置部分不存在導(dǎo)體粒子8、也不存在陶瓷粒子10的空隙部9。
文檔編號H01G4/12GK1282085SQ0012033
公開日2001年1月31日 申請日期2000年7月10日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月21日
發(fā)明者中村俊哉 申請人:太陽誘電株式會社