多层陶瓷电容器制造技术

揭示了一种非常可靠的多层电子元件，它的静电电容随温度变化很少。作为其实施例的多层电容器１由钛酸钡介电陶瓷体２和形成电容的镍内部电极３ａ、３ｂ构成。镍以内部电极３ａ、３ｂ间隔（Ｌ↓［１］）的３－３０％的受控距离（Ｌ↓［２］）扩散。扩散距离依据焙烧条件（诸如温度、持续时间和气氛）而变化。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种多层电子元件，尤其涉及一种具有排列在陶瓷体中的多个相对的内部电极的多层电子元件。近来多层电子元件的发展趋势是利用较薄的多层内部电极和陶瓷薄片来减小尺寸和增加电容量。常规多层电子元件的之一是由钛酸钡陶瓷薄片和贵金属(诸如Pt、Pd和Ag/Pd)内部电极构成的多层电容器。为了节约成本，贵金属内部电极正被那些贱金属(诸如Ni和Cu)内部电极所替代。贱金属内部电极的缺点在于贱金属局部扩散到陶瓷中而在其中形成氧化物。由于扩散距离小于内部电极间隔的3％，所以只要内部电极之间的陶瓷层比较厚，扩散就不产生任何影响。然而，在陶瓷层厚度小于大约10μm的情况下，扩散引起绝缘电阻下降以及电容与温度特性变化的问题。这个问题还未解决，因为很难控制在内部电极间隔3％内的扩散表现出的影响。本专利技术的一个目的是提供一种非常可靠的多层电子元件，它不受到扩散入陶瓷层的内部电极材料的影响且其静电电容也几乎不随温度变化。本专利技术的多层电子元件的用于内部电极的贱金属扩散入陶瓷体中，其扩散距离为内部电极间隔的3到30％。规定如上所述的扩散距离可控制静电电容随温度的变化。附图说明图1是示出本专利技术一个实施例的多层陶瓷电容器的剖面图。图2是图1所示多层陶瓷电容器的局部放大剖面图。将参考附图更详细地描述以多层陶瓷电容器来实施的本专利技术。图1示出多层陶瓷电容器1的剖面图，该电容器1由介电陶瓷体2和在其间形成电容的相对的内部电极3a、3b构成。在电容器1的左端是与内部电极3a电连接的外部电极5。在电容器1的右端是与内部电极3b电连接的外部电极6。如以下方式制造电容器1。首先，把钛酸钡介电陶瓷粉末与粘合剂等混合，由刮浆(doctor blade)工艺使获得的混合物形成约12μm厚的薄片坯。通过印刷由镍粉和有机载体(vehicle)构成的导电糊在薄片坯上形成内部电极3a、3b。把此薄片坯(其上具有内部电极3a、3b)置于另一块薄片坯顶部，并把获得的组件夹在上保护层和下保护层(介电陶瓷薄片)之间。使获得的叠层经过在保护气氛中的除油以及高温下的焙烧。焙烧引起镍(构成内部电极3a、3b)局部扩散入介电陶瓷体2中。扩散距离取决于焙烧的温度、持续时间和气氛。在例1到8中，通过在表1所示的最大温度下调节焙烧的持续时间来控制扩散距离。用俄歇电子能谱法(Auger electron spectroscopy)随机地测量镍扩散距离。表1 制备如图2所示的样品，从而镍的扩散距离(L1)是内部电极间隔(L2)的3到35％。顺便指出，单用有镍电极附着于叠层上表面和下表面的薄片坯形成表1中比较例的样品。每个样品的两端具有通过涂敷和焙烧由银浆形成的外部电极5、6。对如此获得的电容器进行静电电容随温度的变化率、绝缘电阻(IR)、介电击穿电压(BDV)和高温负载测试。其结果如表2所示。表2 </tables>表2的注解ΔC-55/C25是-55℃和25℃(标准)处静电电容之间的比值。ΔC-125/C25是-125℃和25℃(标准)处静电电容之间的比值。｜ΔC/C25｜max是从-55℃到125℃范围内产生的静电容量(与25℃处的标准相比)最大变化。log IR是在10V充电120秒后测得的绝缘电阻。BDV(介电击穿电压)是当电压以100V/s的速率上升时在25℃处发生介电击穿的电压。高温负载测试的结果用在150℃突然加上100V时在内部电极3a、3b之间出现短路的样品数来表示。从表2可看出，L2/L1大于30％(如例7和8)的样品的静电电容随温度发生很大变化，绝缘电阻下降并在高温负载测试后性能恶化。换句话说，必须控制焙烧时间，从而镍的扩散距离(L2)是内部电极3a、3b间隔(L1)的3-30％。可以此方式获得非常可靠的多层电容器，它的静电电容随温度而变化很小且绝缘电阻也下降得很少。在内部电极3a、3b的间隔(L1)小于例如6μm的情况下，为了有合适的绝缘电阻，镍的扩散距离(L2)以L1的3-10％为宜(以L1的4-10％最佳)。本专利技术的多层电子元件不限于上述实施例。可在本专利技术中作各种改变和变化而不背离本专利技术的精神和范围。电子元件可包括电感器和电容器。用于电子元件的陶瓷可包括PbO基陶瓷以及钛酸钡。用于内部电极的材料可包括铜以及镍。通过在特定条件下(诸如温度、时间和气氛)进行焙烧从而使内部电极材料在内部电极间隔的3-30％的限定距离内扩散来制造本专利技术的多层电子元件。以此方式控制扩散的影响有利于静电电容随温度的变化小，绝缘电阻的降低少，并在高温负载测试中获得高可靠性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有排列在陶瓷体中的多个内部电极之类型的多层电子元件，其特征在于内部电极由贱金属制成，此贱金属扩散入陶瓷体，从而扩散距离是内部电极间隔的３－３０％。

【技术特征摘要】
JP 1996-6-14 154211/961.一种具有排列在陶瓷体中的多个内...

【专利技术属性】
技术研发人员：上野靖司，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]