陶瓷电子部件制造技术

一种陶瓷电子部件，其特征在于包含陶瓷元件和提供于所述陶瓷元件两个主表面上并由导电粉末和玻璃料组成的烧固厚膜电极，其中每个所述厚膜电极都包括包含导电成分的导电层和包含玻璃成分并形成于所述厚膜电极与所述陶瓷元件之间界面附近的玻璃层。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及陶瓷电子部件。在电子部件所用陶瓷元件(例如陶瓷介电材料)上通过烧固包含导电粉末、玻璃料和有机载体的导电成份以形成厚膜电极的过程中，对于确定陶瓷介电材料的电学特性而言，陶瓷介电材料与厚膜电极的结合方式通常是重要的考虑因素。将厚膜电极与陶瓷介电材料结合起来的手段包括玻璃粘结和化学粘结。在玻璃粘结中，通过界面附近燃烧形成的玻璃成份熔化物将厚膜电极的玻璃成份与陶瓷介电材料焊接在一起从而使它们粘结起来。在化学粘结中，通过界面附近玻璃成份与陶瓷介电材料的反应形成了反应层从而将它们粘结起来。但是普通的粘结手段存在下列问题由于使厚膜电极与陶瓷介电材料在界面附近粘结起来需要玻璃成份，所以在有些情况下要加入大量的玻璃料作为厚膜电极中的一种成份。在这种情况下，起着粘结厚膜电极与陶瓷介电材料作用以外的玻璃成份将对陶瓷介电材料的导电性产生影响，因此陶瓷介电材料无法获得足够好的电学特性。因此，本专利技术的一个目标是提供一种陶瓷电子部件，其中厚膜电极的玻璃成份在厚膜电极与陶瓷元件界面附近形成玻璃层从而即使只存在少量的玻璃成份也能够将厚膜电极与陶瓷元件粘结起来，从而避免玻璃存在对导电性能的影响，并且陶瓷元件足以获得优良的电学性能。在考虑上述目标的基础上已经实现了本专利技术。按照本专利技术，提供了一种包含陶瓷元件和提供于陶瓷元件一个以上主表面上并由导电粉末和玻璃料组成的烧固的厚膜电极的陶瓷电子部件，其中每个厚膜电极都包括包含导电成份的导电层和包含玻璃成份并形成于厚膜电极与陶瓷元件之间界面附近的玻璃层。在本专利技术的陶瓷电子部件中，玻璃层的平均厚度比较好的介于0.1-1.0微米，更好的是介于0.1-0.5微米。通过计算沿垂直于陶瓷元件主表面方向上横截面内玻璃层的横截面积(微米2)并将横截面积除以厚膜电极与陶瓷元件之间结合部分的距离(即横截面上所测得的界面距离)得到了玻璃层的平均厚度(微米)。在本专利技术的陶瓷电子部件中，用下列方程式表示的烧固后厚膜电极百分比金属密度比较好的是介于85-98％左右，更好的是介于90-98％左右。((A-B-C)/A)×100(％)其中A为厚膜电极总的横截面积，B为玻璃层的横截面积，C为孔隙的横截面积。厚膜电极总的横截面积即沿着垂直于主表面方向通过陶瓷元件的横截面积。玻璃层的横截面积B即在横截面上所呈现玻璃面的横截面积，而孔隙的横截面积C即呈现在横截面上的孔隙面积。在本专利技术的陶瓷电子部件中，利用通过在陶瓷元件与玻璃成份之间反应形成的反应层可以将各个厚膜电极与陶瓷元件结合起来。在这种情况下，反应层的平均厚度比较好的是0.5微米左右或更小。但是，反应层并不是必须形成的，并且更好的情况是不形成反应层。即使在不形成反应层的情况下，也有玻璃层形成，由此使得厚膜电极与陶瓷元件结合得足够牢固。通过计算沿垂直于陶瓷元件主表面方向通过陶瓷元件的横截面内反应层的横截面积(微米2)并将横截面积除以厚膜电极与陶瓷元件之间结合部分的距离(即横截面上所测得的界面距离)得到了反应层的平均厚度(微米)。在本专利技术的陶瓷电子部件中，包括反应层的玻璃层平均厚度比较好的是介于0.1-1.5微米左右，更好的是介于0.1-1.0微米左右。附图说明图1为表示按照本专利技术的一个实施例的介电陶瓷与厚膜电极之间界面的截面结构的示意图；以及图2为表示按照本专利技术的另一个实施例的介电陶瓷与厚膜电极之间界面的截面结构的示意图。以下描述本专利技术的实施例。本专利技术的陶瓷电子部件包含陶瓷元件和提供于陶瓷元件两个主表面上并由导电粉末和玻璃料组成的烧固厚膜电极。每个厚膜电极都包括包含导电成份的导电层和包含玻璃成份并形成于厚膜电极与陶瓷元件之间界面附近的玻璃层。即使玻璃成份的含量较低这种结构也具有较好的结合强度，并且由于玻璃量较少，所以可以最大程度地避免玻璃对导电性能的影响，从而有充分的理由获得电学性能较佳的陶瓷元件。即，玻璃成份积聚在厚膜电极与陶瓷元件之间的界面附近，并且起着将厚膜电极与陶瓷元件结合起来的作用。因此，即使只有少量的玻璃料，厚膜电极与陶瓷元件之间仍然结合得足以牢固。所有玻璃料成份并不一定都包含在成品的玻璃层内，而且可能部分留在导电层内或者与陶瓷元件反应以形成反应层。但是可以确认的是大多数玻璃成份都贡献于玻璃层的形成。同样，导电层的导电成份也部分留在玻璃层内。在本专利技术的厚膜电极中，玻璃层(不包括反应层)的平均厚度可以介于0.1-1.0微米左右。如果加入的玻璃料数量过少，则平均厚度小于0.1微米左右，并且玻璃飘浮在电极的表面层上。表面层上的玻璃对焊剂有排斥作用并且明显地损害了焊接剂性能，从而降低了端部的强度。平均厚度更好的是介于0.1-0.5微米左右。这是因为结合强度有了足够的保证并通过进一步改善煅烧程度提高了焊接剂的性能。由于本专利技术的陶瓷结构具有上述结构，所以由上述方程表示的烧固后厚膜电极的金属密度可以增加至85-98％左右。经过深入的研究，专利技术人发现为了获得这种具有高金属密度的厚膜电极结构，必须考虑所加入的导电粉末的平均粒径和分散度。在本专利技术中，通过适当控制所加入导电粉末的平均粒径和分散度形成了上述电极结构。例如，与采用粒径较粗而分散度较低的导电粉末相比，如果采用精细粒径并且分散度较高的导电粉末，则通过加入少量的玻璃料可以使厚膜电极与陶瓷元件结合起来。平均粒径和分散度由下列数值表示比表面面积(m2/g)每克粉末的总面积(m2)平均粒径(微米)(D)在没有积聚的理论假设基础上从粉末表面积计算出来的基本粒径D＝64/密度(g/cm3)/比表面积(m2/g)中位尺寸(微米)(D50)在粒径分布测量仪上测得的粒径累积分布中50％处的粒径该数值受到粉末积聚度的影响。分散度(％)平均粒径对中位粒径之比(D/D50)×100(％)在本专利技术中，将烧固后的厚膜电极金属密度限定在上述范围内的原因如下将金属密度限定在85％左右或以上的原因是金属密度小于85％并包含大量玻璃层的厚膜电极呈现出较低的导电率，并且陶瓷元件诸如静电电容和耗散因子之类的基本特性会有所变差。另一方面，将金属密度限定在98％以下的原因是当玻璃不足时厚膜电极与陶瓷元件之间的结合强度会变差。金属密度更好的是介于90-98％之间。这是因为进一步改善了厚膜电极煅烧的程度从而提高了焊接剂的性能。在按照本专利技术的厚膜电极中，在有些情况下，形成了除导电层和玻璃层以外被称为“孔隙”的空腔部分。如果形成孔隙，则测量金属密度所需的厚膜电极总的横截面积即是导电层横截面积、玻璃层横截面积和孔隙横截面积总和。孔隙的横截面积即横截面内压迫区域的面积，由与横截面位于同一平面内的面积示出。当在本专利技术陶瓷电子部件中形成上述反应层时，反应层的平均厚度比较好的是0.5微米或更小。如果反应层的平均厚度超过0.5微米，则厚膜电极的导电率变差，并且陶瓷元件诸如静电电容和耗散因子之类的基本特性也会有所变差。在本专利技术的陶瓷电子部件中，玻璃层的平均厚度与反应层的平均厚度之和比较好的是介于0.1-1.5微米。如果加入的玻璃料使得总厚度小于0.1微米，则无法获得足够的结合强度。另一方面，如果玻璃料使得总厚度大于1.5微米，则厚膜电极的导电率变差，从而使陶瓷元件诸如静电电容和耗散因子之类的基本特性也有所变差。总平均厚度更好的是介于0.1-1.0微米。形成化学结合的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种陶瓷电子部件，其特征在于包含陶瓷元件和至少一个位于所述陶瓷元件表面并包含导电粉末和玻璃料的烧固厚膜电极，所述厚膜电极包括包含导电粉末的导电层和包含所述玻璃料的玻璃层，其中所述玻璃层位于所述厚膜电极与所述陶瓷元件之间界面附近的玻璃层。

【技术特征摘要】
JP 1996-3-13 55895/961.一种陶瓷电子部件，其特征在于包含陶瓷元件和至少一个位于所述陶瓷元件表面并包含导电粉末和玻璃料的烧固厚膜电极，所述厚膜电极包括包含导电粉末的导电层和包含所述玻璃料的玻璃层，其中所述玻璃层位于所述厚膜电极与所述陶瓷元件之间界面附近的玻璃层。2.如权利要求1所述的陶瓷电子部件，其特征在于所述玻璃层的平均厚度介于0.1-1.5微米之间左右。3.如权利要求2所述的陶瓷电子部件，其特征在于所述玻璃层包含其玻璃料未与陶瓷起反应并且平均厚度为0.1-1.0微米左右的第一层。4.如权利要求3所述的陶瓷电子部件，其特征在于所述第一层的平均厚度为0.1-0.5微米左右。5.如权利要求4所述的陶瓷电子部件，其特征在于所述玻璃层包含其玻璃料与陶瓷起反应并且平均厚度为0.5微米左右或以下的第二层。6.如权利要求5所述的陶瓷电子部件，其特征在于每个用下式表示的所述厚膜电极的百分比金属密度介于86-98％之间((A-B-C)/A)×100(％)其中A为所述厚膜电极总的横截面积，B为所述玻璃层的横截面积，C为孔隙的横截面积。7.如权利要求6所述的陶瓷电子部件，其特征在于所述百分...

【专利技术属性】
技术研发人员：山名毅，
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]