陶瓷電子部件的製作方法

2023-10-24 02:28:27 2

專利名稱：陶瓷電子部件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種陶瓷電子部件，具體而言，涉及一種在陶瓷坯料的內部形成有內 部電極的陶瓷電子部件。
背景技術：
近年，隨著行動電話和可攜式音樂播放器等電子設備的小型化，被搭載在電子設 備上的電容器等陶瓷電子產品的小型化進程也被迅速推進。例如，對於以層疊陶瓷電容器 為代表的層疊陶瓷電子部件，為了將晶片做小的同時還能確保規定的特徵，嘗試了對位於 一對內部電極間的陶瓷層進行薄層化處理。如果陶瓷層被薄層化，則施加在每層陶瓷層的電場強度變高。另外，隨著陶瓷層的 薄層化，由於每層陶瓷層的顆粒數變少，所以絕緣電阻的高晶界的數量也變少。從而，陶瓷 層的絕緣電阻的惡化變得明顯。通常，並非在整個陶瓷層上所產生的絕緣電阻的惡化都是 一樣的，在陶瓷層中，在局部薄的部分、位於內部電極的端部近傍的部分等的電場集中的部 分容易產生絕緣電阻的惡化。鑑於上述問題，例如，在下述專利文獻1中，作為抑制陶瓷電子部件的絕緣電阻惡 化的方法，在電介質層以及內部電極層中的至少一方形成包含Mg以及Mn元素的異相的方 法被提出。專利文獻1日本特開2006-73623號公報然而，如專利文獻1中所記載的那樣，作為抑制陶瓷電子部件的絕緣電阻的惡化 的方法，即使在電介質層以及內部電極層中的至少一方形成包含Mg以及Mn元素的異相的 情況下，也出現了難以充分抑制陶瓷電子部件的絕緣電阻惡化的情況。

發明內容
本發明是鑑於上述相關問題而作出的，其目的在於提供一種絕緣電阻的惡化被充 分抑制的陶瓷電子部件。也就是說，其目的在於提供絕緣電阻高的陶瓷電子部件。本發明的陶瓷電子部件具備長方體狀的陶瓷坯料和一對內部電極。陶瓷坯料具有 第一和第二主面、第一和第二側面以及第一和第二端面。第一和第二主面沿長度方向以及 寬度方向延伸。第一和第二側面沿長度方向以及高度方向延伸。第一和第二端面沿寬度方 向以及高度方向延伸。一對內部電極分別被配置在陶瓷坯料的內部。一對內部電極分別從 第一端面或第二端面露出。一對內部電極分別與第一和第二主面平行。一對內部電極在高 度方向上相互對置。在本發明的第二陶瓷電子部件中，在內部電極的寬度方向兩端部形成 有異相區域，該異相區域是構成陶瓷坯料的陶瓷中所含的金屬氧化物固溶到構成內部電極 的金屬氧化物中而形成的。在形成有異相區域的內部電極兩端部的沿長度方向以及高度方 向的截面上，異相區域的佔有率為85%以上。在本發明的陶瓷電子部件的某個特定方面中，一對內部電極包括以在第一端面露 出的方式形成在陶瓷坯料內部的第一內部電極、以在第二端面露出的方式形成在陶瓷坯料內部的第二內部電極，陶瓷電子部件還具備與第一內部電極連接的第一外部電極和與第二 內部電極連接的第二外部電極，第一和第二外部電極的一部分位於陶瓷坯料的第一和第二 側面上。在本發明的陶瓷電子部件的其他特定方面中，內部電極含有Ni、Cu、Ag、Pd以及Au 中的至少一種金屬。在本發明的陶瓷電子部件的其他特定方面中，內部電極含有Ni。在本發明的陶瓷電子部件的其他特定方面中，異相區域中含有Mg、Mn、Ni、Li、Si、 Ti以及Ba中的至少一種。在本發明的陶瓷電子部件的其他特定方面中，異相區域包含Mg。在本發明的陶瓷電子部件的其他特定方面中，內部電極含有作為主成分的Ni，異 相區域包含NiO和MgO的固溶體。在本發明的陶瓷電子部件的其他特定方面中，異相區域的電阻率比內部電極的電 阻率高，比陶瓷坯料的電阻率低。發明效果在本發明的陶瓷電子部件中，在內部電極的寬度方向的兩端部形成有異相區域， 該異相區域是構成陶瓷坯料的陶瓷所包含的金屬氧化物固溶到構成內部電極的金屬氧化 物而形成的，在形成有異相區域的內部電極的兩端部的沿長度方向以及高度方向的截面， 異相區域的佔有率為85%以上，能夠充分抑制絕緣電阻的惡化。


圖1是陶瓷電子部件的概略立體圖。圖2是沿圖1中II-II線剖開的部分的概略剖面圖。圖3是沿圖1中III-III線剖開的部分的概略剖面圖。圖4是沿圖3中IV-IV線剖開的部分的概略剖面圖。圖5是沿圖3中V-V線剖開的部分的概略剖面圖。圖6是原始陶瓷層疊體的立體圖。圖7是沿圖6的VII-VII線剖開的部分的剖面圖。圖8是沿圖6的VIII-VIII線剖開的部分的剖面圖。圖9是用於說明形成間隙(gap)的工序的示意性立體圖。圖10是用於說明將集合體截斷為各個晶片的工序的示意性立體圖。圖11是用於固定原始陶瓷層疊體的夾具的概略立體圖。圖12是內部電極的截面的電子顯微鏡照片。圖13示出了將內部電極的截面的電子顯微鏡照片二值化後的狀態。圖14是用於說明測定異相率的工序的概略剖面圖。圖15是位於高度方向上的最外側的內部電極的概略剖面圖。圖16是沿內部電極的寬度方向以及長度方向的概略剖面圖。圖17是形成有異相區域的陶瓷電子部件的一部分的沿高度方向H以及寬度方向 W的截面的電子顯微鏡照片。圖18是未形成異相區域的陶瓷電子部件的一部分的沿高度方向H以及寬度方向W的截面的電子顯微鏡照片。 圖19是陶瓷電子部件的一部分的沿長度方向L以及寬度方向W的截面的電子顯 微鏡照片。附圖標記說明
1'甸瓷電子部件
10..陶瓷坯料
10a 陶瓷坯料的第一 主面
10b 陶瓷坯料的第二.主面
10c 陶瓷坯料的第一 側面
10d 陶瓷坯料的第二.側面
lOe 陶瓷坯料的第一 端面
lOf 陶瓷坯料的第二.端面
10g 陶瓷層
lOh 間隙
11"第—-內部電極
lib11c. 第一內部電極的端部
12..第二.內部電極
12b12c. 第二內部電極的端部
13..第—-外部電極
13a..第--外部電極的第一部分
13b..第--外部電極的第二部分
13c..第--外部電極的第三部分
13d..第-一外部電極的第四部分
13e..第--外部電極的第五部分
14..第二.外部電極
14aA-A-- ..弟—二外部電極的第一部分
14bA-A-- ..弟—二外部電極的第二部分
14cA-A-- ..弟—二外部電極的第三部分
14dA-A-- ..弟—二外部電極的第四部分
14eA-A-- ..弟-二外部電極的第五部分
20..陶瓷層疊體
21"層疊體主體
21c..層3ft體主體的第一側面
21d..層3ft體主體的第二側面
22..集合體
23..框體
24..用於形成間隙的-_
25..塗刷器
26..截斷輥
30…夾具
具體實施例方式以下，以圖1示出的陶瓷電子部件為例對實施了本發明的優選方式進行說明。圖1是本實施方式的陶瓷電子部件的概略立體圖。圖2是沿圖1中II-II線剖開 的部分的概略剖面圖。圖3是沿圖1中III-III線剖開的部分的概略剖面圖。圖4是沿圖 3中IV-IV線剖開的部分的概略剖面圖。圖5是沿圖3中V-V線剖開的部分的概略剖面圖。如圖1 圖3所示，陶瓷電子部件1具備長方體狀的陶瓷坯料10。如圖1以及圖2 所示，陶瓷坯料10具有沿長度方向L以及寬度方向W延伸的第一和第二主面10a、10b。如 圖1以及圖3所示，陶瓷坯料10具有沿高度方向H以及長度方向L延伸的第一和第二側面 10c、10d。另外，如圖2所示，陶瓷坯料10還具有沿高度方向H以及寬度方向W延伸的第一 和第二端面10e、10f。並且，在本說明書中，「長方體狀」為包括角部、稜線部為倒角狀或者圓弧倒角狀的 長方體在內的形狀。也就是說，「長方體狀」的構件是指具有第一和第二主面、第一和第二側 面以及第一和第二端面的全部構件。並且，也可以在主面、側面、端面的一部分或者整體上 形成有凹凸等。對於陶瓷坯料10的尺寸沒有特別限定，例如，陶瓷坯料10的高度尺寸、長度尺寸 以及寬度尺寸可以分別為0. 1mm 10mm左右。對於陶瓷坯料10由具有某種程度以上的絕緣性的材料形成這一點，沒有特別的 限制。本實施方式中，陶瓷坯料10由陶瓷形成。具體而言，陶瓷坯料10由在高度方向H上 層疊了多個陶瓷層的陶瓷層層疊體構成。對於形成陶瓷坯料10的陶瓷電子的種類沒有特殊限制，能夠根據所期望的陶瓷 電子部件1的特性來進行適當的選擇。例如，陶瓷電子部件1為電容器的情況下，能夠利用電介質陶瓷來形成陶瓷坯料 10。作為電介質陶瓷的具體例子，例如，可以列舉出BaTi03、CaTi03、SrTi03、CaZr03等。例如，陶瓷電子部件1為壓電部件的情況下，能夠以壓電陶瓷來形成陶瓷坯料10。 作為壓電陶瓷的具體例子，例如可以列舉出PZT(鋯鈦酸鉛)系陶瓷等。例如，陶瓷電子部件1為熱敏電阻的情況下，能夠以半導體陶瓷來形成陶瓷坯料 10。作為半導體陶瓷的具體例，例如可以列舉出尖晶石系陶瓷等。例如，陶瓷電子部件1為電感器的情況下，能夠以磁性體陶瓷來形成陶瓷坯料10。 作為磁性體陶瓷的具體例子，例如，可以列舉出鐵素體陶瓷等。如圖2以及圖3所示，在陶瓷坯料10的內部，大致為矩形形狀的多個第一和第二 內部電極11、12沿高度方向以等間距交替配置。第一和第二內部電極11、12分別與第一和 第二主面10a、10b平行。第一和第二內部電極11、12在高度方向H上隔著陶瓷層10g相互 對置。並且，對於陶瓷層10g的厚度沒有特殊限制，例如可以將其設為0.5 10 ym左右。 對於第一和第二內部電極11、12的各自的厚度也沒有特殊限制，例如可以設為0.5i!m 2. Oil m左右。另外，第一和第二內部電極11、12的各自的厚度例如也可以不足0.5 iim。第一和第二內部電極11、12各自只在第一端面10e以及第二端面10f中的一方露 出。具體而言，如圖2所示，第一內部電極11在第一端面10e露出。如圖2以及圖3所示，第一內部電極11未在第二端面10f、第一和第二主面10a、10b以及第一和第二側面10c、 10d露出。如圖2所示，第二內部電極12在第二端面10f露出，並且如圖2以及圖3所示， 第二內部電極12並未在第一端面10e、第一和第二主面10a、10b以及第一和第二側面10c、 10d露出。因此，如圖3所示，陶瓷坯料10的寬度方向W的兩端部形成有未配置第一和第二 內部電極11、12的間隙10h。並且，對於間隙10h沿寬度方向W的尺寸沒有特殊限制，例如 可以設為0. 02mm 0. 5mm左右。第一和第二內部電極11、12含有合適的導電材料。第一和第二內部電極11、12優 選含有例如Ni、Cu、Ag、Pd以及Au中的1種以上的金屬。第一和第二內部電極11、12例如 也可以由Ag-Pd等的合金來形成。如圖1所示，陶瓷電子部件1具備第一和第二外部電極13、14。如圖2以及圖4所 示，第一外部電極13與第一內部電極11連接。另外，如圖2以及圖5所示，第二外部電極 14與第二內部電極12連接。如圖1、圖2、圖4以及圖5所示，第一和第二外部電極13、14分別以從兩端面10e、 10f到達第一和第二主面10a、10b以及第一和第二側面10c、10d的形式形成。換句話說，第 一和第二外部電極13、14的各自的一部分位於第一和第二主面10a、10b以及第一和第二側 面 10cU0d 上。具體而言，第一外部電極13具有在第一端面10e上形成的第一部分13a、在第一 主面10a上形成的第二部分13b、在第二主面10b上形成的第三部分13c、在第一側面10c上 形成的第四部分13d以及在第二側面10d上形成的第五部分13e。第二外部電極14具有 在第二端面10f上形成的第一部分14a、在第一主面10a上形成的第二部分14b、在第二主 面10b上形成的第三部分14c、在第一側面10c上形成的第四部分14d、在第二側面10d上 形成的第五部分14e。第一和第二外部電極13、14由包含適當的導電材料的導電膜或者包含導電膜的 層疊膜形成。具體而言，在本實施方式中，第一和第二外部電極13、14分別具有在第一、第 二端面10e、10f上形成的一個或者多個基底層以及在基底層上方形成的一個或者多個鍍敷層。基底層例如通過燒結金屬層來形成，也可以通過鍍敷層、由向熱硬化性樹脂或者 光硬化性樹脂添加了導電性填充料的導電性樹脂構成的導電性樹脂層來構成基底層。燒結 金屬層可以是與第一和第二內部電極11、12同時燒成的基於同時燒成法的產物，也可以是 塗布導電性膏劑後進行燒結的基於逐次燒成法的產物。對於基底層所包含的導電材料沒有特殊限制，作為基底層所包含的導電材料的具 體例子，例如可以列舉出Cu、Ni、Ag、Pd、Au等金屬以及Ag-Pd等的含有上述金屬中的1種 以上的合金等。基底層的最大厚度例如可設為20 ii m 100 ii m。鍍敷層例如由01、慰、511、4§、？(^11等金屬以及4§- (1等包含上述金屬中的1種 以上的合金等來形成。鍍敷層1每層最大厚度例如可設為1 ii m 10 ii m。並且，基底層和鍍敷層之間也可以配有用於減緩應力的樹脂層。(異相區域)
如圖3 圖5所示，在本實施方式中，第一和第二內部電極11、12的寬度方向W的 兩端部llb、llc、12b、12c上形成有異相區域，該異相區域是構成陶瓷坯料10的陶瓷中所包 含的金屬氧化物固溶於構成內部電極11、12的金屬氧化物而形成的。如圖4以及圖5示意 性所示，異相區域從第一和第二內部電極11、12的長度方向L的一側的端部橫跨另一側的 端部而連續分布。在第一和第二內部電極11、12的寬度方向W的兩端部lib、11c、12b、12c 的沿長度方向L以及高度方向H的截面上，第一和第二內部電極11、12的異相區域的佔有 率為85%以上。具體而言，在兩端部llb、llc、12b、12c沿長度方向L以及高度方向H的各 個截面上，第一和第二內部電極11、12的異相區域的佔有率為85%以上。圖17是形成有異相區域的陶瓷電子部件的一部分的沿高度方向H以及寬度方向W 的截面的電子顯微鏡照片。圖18是未形成有異相區域的陶瓷電子部件的一部分的沿高度 方向H以及寬度方向W的截面的電子顯微鏡照片。圖19是沿陶瓷電子部件的一部分的長 度方向L以及寬度方向W的截面的電子顯微鏡照片。在圖18中沒有觀察到內部電極上色調不同的部分，與此相對，在圖17中可觀察到 內部電極的寬度方向W的端部上的色調不同的部分。另外，如圖19所示，內部電極寬度方 向W的端部沿長度方向L其色調連續不同。這樣，在內部電極形成有異相區域的情況下，產 生色調與內部電極的其他部分不同的部分。因此，基於電子顯微鏡的觀察能夠確認異相區 域是否存在。在異相區域，以將包含在陶瓷內的金屬氧化物(主要為陶瓷的副成分)引入到構 成內部電極的金屬氧化物的形式，來推斷出發生固溶物。作為其根據可例舉如下事實發明 人用TEM(透射電子顯微鏡)進行解析之際，得到了異相區域的結晶晶格型與構成內部電極 的金屬的氧化物相同(例如，若為NiO則是NaCl型)，而與陶瓷的結晶晶格型(例如，陶瓷 若為BaTi03則是鈣鈦礦型)不同的結果。異相區域是在陶瓷坯料10的燒成工序、退火工 序中通過構成陶瓷坯料10的陶瓷與構成第一和第二內部電極11、12的金屬發生反應而形 成的。另外，異相區域的電阻率比第一和第二內部電極11、12的電阻率高，但比陶瓷坯 料10的電阻率低。通常，在鄰接的第一和第二內部電極11、12的端部之間，具有電場容易 集中的趨勢，但是，如本實施方式所公開的那樣，通過在內部電極的端部形成電阻率比內部 電極高的異相區域，從而在異相區域內電流的流動變得較難，進而可以推斷出電場的集中 得到緩解。因此，可以推斷出在內部電極間難以產生絕緣破壞，從而能夠抑制絕緣電阻的惡 化。作為從陶瓷坯料向異相區域固溶的金屬氧化物的具體例子，例如可以列舉出Mg、 Mn、Ni、Li、Si、Ti以及Ba等氧化物。當然，也可以將這些氧化物的2種以上固溶於異相區 域。例如，第一和第二內部電極11、12含有Ni、而在陶瓷坯料10混雜有Mg的情況下， 燒成時在第一和第二內部電極11、12發生Ni氧化，進一步，通過從陶瓷坯料10來固溶Mg， 以形成由於NiO和MgO的固溶體構成的異相區域。如上所述，在本實施方式中，異相區域從第一和第二內部電極11、12的寬度方向W 的兩端部lib、11c、12b、12c的長度方向L的一側端部橫跨另一側端部連續分布。換句話說， 在第一和第二內部電極11、12的寬度方向W的兩端部llb、llc、12b、12c的沿長度方向L以及高度方向H的截面上，第一和第二內部電極11、12的異相區域的佔有率為85%以上。因 此，如下述的實施例所證實的那樣，能夠抑制絕緣電阻的惡化，從而得到具有高絕緣電阻的 陶瓷電子部件1。並且，在本實施方式中，異相區域至少形成在第一和第二內部電極11、12的寬度 方向W的兩端部lib、11c、12b、12c即可，例如，異相區域也可以形成在例如第一和第二內部 電極11、12的兩端部lib、11c、12b、12c以外的部分的端部、表面。例如，如圖15所示，在高度方向的最外側的內部電極11、12(也就是說，離第一和 第二主面10a、10b最近的內部電極11、12)中，異相區域不僅是形成在內部電極11、12的寬 度方向的兩端部，也可以形成在內部電極11、12的主面側表層的整體。另外，例如，如圖16所示，在內部電極11、12的長度方向L的端部也可以形成異相 區域。並且，在圖3、4、5、13、15以及16中，內部電極11、12中填充有與其他部分不同的剖 面線的部分即為異相區域。(陶瓷電子部件1的製造方法)對於陶瓷電子部件1的製造方法沒有特殊的限制，例如，能夠以公知的製造方法 製造陶瓷電子部件1。但是，從高效地在兩端部llb、llc、12b、12c形成異相方面來看，優選 在燒成時將兩端部llb、llc、12b、12c和陶瓷坯料10密接。因此，在此列舉下述的製造方法 作為本實施方式的陶瓷電子部件1優選的製造方法。首先，準備陶瓷印製電路基板、用於形成內部電極的導電性膏劑以及用於形成外 部電極的導電性膏劑。陶瓷印製電路基板和各導電性膏劑中含有粘合劑和溶劑。作為粘合 劑和溶劑能夠適用公知的粘合劑與溶劑。用於形成外部電極的導電性膏劑也可以含有玻
^^ o接下來，通過利用網板印刷法等的公知的印刷法在陶瓷印製電路基板上塗布用於 形成內部電極的導電性膏劑，從而形成用於形成內部電極的圖案。接下來，層疊多個未形成有用於形成內部電極的圖案的陶瓷印製電路基板，並在 其上方層疊多個形成有用於形成內部電極的圖案的陶瓷印製電路基板，然後在其上方，層 疊多個未形成有用於形成內部電極的圖案的陶瓷印製電路基板，從而形成原始的母層疊 體。根據需要，可以通過靜水壓擠壓等在層疊方向上對母層疊體進行擠壓，使得被層疊的陶 瓷電子印製電路基板壓合。接下來，將原始母層疊體切成規定的大小，以形成原始陶瓷層疊體。圖6是該原始 陶瓷層疊體的立體圖。圖7是沿圖6的VII-VII線剖開的部分的剖面圖，圖8是沿圖6的 VIII-VIII線剖開的部分的剖面圖。如圖6 圖8所示，原始陶瓷層疊體20具有在內部形 成有第一和第二內部電極11、12的層疊體主體21。第一和第二內部電極11、12在層疊體主 體21的兩側面21c、21d露出。也就是說，原始陶瓷層疊體20沒有間隙。這樣，在通過切離 使得第一和第二內部電極11、12的端部露出的情況下，內部電極11、12的端面成為豎立的 狀態(相對於內部電極面接近垂直的狀態)。相反，通過切離使得第一和第二內部電極11、 12的端部不露出的情況下，內部電極11、12的端面成為傾斜的狀態。也就是說，印刷時的導 電性膏劑的形狀原封不動地被保留。接下來，在原始陶瓷層疊體20上形成間隙。具體而言，如圖9所示，以第一側面21c 朝上的方式，將原始陶瓷層疊體20呈矩陣狀排列的集合體22嵌入框體23內。此時，預先設定間隙的厚度量，以使集合體22的表面位於比框體23的表面低的位置。然後，通過使用 塗刷器25塗布用於形成間隙的膏劑24並使其乾燥，從而在第一側面21c上形成間隙。用 於形成間隙的膏劑24優選為不會從第一側面21c滴落的高粘度物質。需要說明的是，用於 形成間隙的膏劑24的組成可以與原始陶瓷層疊體20的組成相同，當然也可以不同。優選 的是，至少在用於形成間隙的膏劑24內含有固溶於異相區域的成分。作為進一步優選的方 案，用於形成間隙的膏劑24與原始陶瓷層疊體20兩方都含有固溶於異相區域的成分。這 種情況下，間隙10h與內部電極11、12在高度方向H上對置的間隙10h以外的部分兩方都 含有例如Mg等固溶於異相區域的成分。並且，優選用於形成間隙的膏劑24與原始陶瓷層 疊體20上的固溶於異相區域的成分的含有量相等。接下來，採用同樣方法，在第二側面2Id上也形成間隙。這樣，通過分別地形成間隙，能夠使原始陶瓷層疊體20及間隙與第一及第二內部 電極11、12相密接。因此，能夠在後面的燒成工序來形成合適的異相區域。接下來，將形成了間隙的集合體22截斷成各個晶片。對於截斷的方法沒有特殊限 制，例如，如圖10所示，可以使用截斷輥26以輥子切斷(rollerbreak)方式將集合體22截 斷成各個晶片。接下來，燒成各個晶片。由此，在形成內部形成有第一和第二內部電極11、12的陶 瓷坯料10的同時，還在第一和第二內部電極11、12形成異相區域。燒成溫度能夠根據第一 和第二內部電極11、12的材料以及所使用的陶瓷的種類來進行適當的設定。燒成溫度例如 可以設為900°C 1300°C左右。燒成時的氛圍可以是大氣氛圍，也可以是氮氣氛圍、含有水 蒸汽的氮氣氛圍等。尤其優選的是，燒成時的氛圍為氮氣氛圍等惰性氣體氛圍或者還原性 氛圍。對於燒成時的氛圍，氧分壓優選在1.05X10_9MPa 1.83X10_9MPa的範圍內。接下來，對陶瓷坯料10的兩端面10e、10f塗布用於形成外部電極的導電性膏劑， 進行燒結。燒結的溫度例如優選為700 900°C左右。燒結時的氛圍可以為大氣氛圍，也可 以是氮氣氛圍、含有水蒸氣的氮氣氛圍等。進一步，通過根據需要來形成鍍敷層，從而形成第一和第二外部電極13、14。並且，對於間隙的形成工序，可以不形成集合體22，例如，如圖11所示，可以將原 始陶瓷層疊體20固定在形成有與原始陶瓷層疊體20的形狀尺寸實質上相同的開口或者凹 部的夾具30內來進行該工序。(實施例)以下述條件，並基於上述製造方法製作了陶瓷電子部件的樣品1 6。陶瓷電子部件尺寸長度1. 6mmX寬度0. 8mmX高度0. 5mm ；陶瓷印製電路基板以 及陶瓷膏劑所包含的陶瓷材料以BaTi03為主成分的陶瓷。但是，在樣品2 6中按照下 述的表1中示出的比率添加了 Mg。陶瓷層的厚度2. Oil m內部電極的材料Ni內部電極的厚度1. Oil m內部電極的總數140個外部電極的材料Cu外部電極的厚度40iim
燒成溫度1200°C (最高溫度)燒成時間24小時燒成氛圍還原性氛圍(1200°C下氧分壓為1. 05X I(T9MPa)外部電極的燒結溫度800°C (最高溫度)外部電極的燒結時間1小時外部電極的燒結氛圍還原性氛圍接下來，從所得到各個的樣品1 6到所觀察到異相區域，削掉間隙，用顯微鏡觀 察截面。然後，基於顯微鏡的觀察結果，通過以下的要領來算出內部電極的兩端部的沿長度 方向L以及高度方向H的截面上的異相區域的佔有率(異相率)。首先，對於觀察異相的部位，共觀察到了下列五個部位，S卩從第一主面開始的第 10層的內部電極；從第二主面開始的第10層的內部電極；與第二主面相比其陶瓷坯料的高 度尺寸為1/4左右的、位於第一主面側的部分的內部電極；與第二主面相比其陶瓷坯料的 高度尺寸為1/2左右的、位於第一主面側的部分的內部電極；與第二主面相比其陶瓷坯料 的高度尺寸為3/4左右的、位於第一主面側的部分的內部電極。另外，如圖14所示，由於燒成時產生的收縮等原因，在實際所獲得的樣品中，存在 內部電極的寬度方向W的端部的位置不固定的情況。因此，首先，到內部電極11、12露出為 止切削陶瓷電子部件1的樣品的端面，並通過電子顯微鏡觀察該樣品，從而確認出內部電 極11、12中產生異相的端部llc、12c的位置。接下來，根據該確認結果，對樣品的側面進行 切削，以使成為上述觀察對象的5個部位的產生異相的部分露出。具體而言，對於圖14所 示出的樣品，通過將樣品的側面切削到點劃線C，而使發生內部電極的異相的部分露出。並 且，通過一次磨削無法一次性觀察到成為上述觀察對象的5個部位的情況下，進行分階段 的磨削，並且每次磨削都通過上述的電子顯微鏡來觀察產生異相的部分所露出的部位。然後，拍攝成為上述觀察對象的五個部位的電子顯微鏡照片，並將其圖像進行二 值化。圖12示出了所拍攝的電子顯微鏡照片的一個例子，圖13示出了二值化後的電子顯 微鏡照片。在圖13中，白色的部分為金屬Ni，黑色的部分為異相區域。然後根據二值化後 的電子顯微鏡照片算出異相區域的佔有率。其結果如下述的表1所示。並且，異相率成為 5個部位的平均值。但是，在各個樣品所觀察到的5個部位的異相率基本上沒有偏差。另外，對於樣品1 6，使用直流電源以50V/s對絕緣破壞電壓(BDV =BreakDown Voltage)升壓，並通過測定破壞電壓來測定絕緣破壞電壓，在溫度為150°C、施加電壓為 12. 6V的條件下進行高溫負荷試驗(HALT :HighAccelerated Life Test)，通過威布爾曲線 算出平均故障壽命(MTTF :MeanTime To Failure)。結果如下述表1所示。表1
如表1所示，可以得知在內部電極的兩端部的異相率不足85%的情況下，絕緣破 壞電壓低且平均故障壽命短，而在內部電極的兩端部的異相率為85%以上的情況下，絕緣 破壞電壓高且平均故障壽命長。從該結果可知，通過將內部電極的兩端部的異相率設為 85 %以上，也就是說，使得長度方向連續生成異相區域，能夠提高絕緣電阻，從而，能夠取得 抑制絕緣破壞的發生的效果。另外還可以得知，通過將內部電極的兩端部的異相率設為 93%以上，能夠進一步提高絕緣電阻。
權利要求
一種陶瓷電子部件，具備陶瓷坯料，其為具有沿長度方向以及寬度方向延伸的第一和第二主面、沿長度方向以及高度方向延伸的第一和第二側面、沿寬度方向以及高度方向延伸的第一和第二端面的長方體狀；一對內部電極，分別以在所述第一端面或所述第二端面露出的方式，與所述第一和第二主面平行地配置在所述陶瓷坯料的內部，並且在高度方向上相互對置；在所述內部電極的寬度方向兩端部形成有異相區域，該異相區域是構成所述陶瓷坯料的陶瓷中所含的金屬氧化物固溶到構成所述內部電極的金屬氧化物中而形成的；在形成有所述異相區域的所述內部電極的兩端部的沿長度方向以及高度方向的截面上，所述異相區域的佔有率為85％以上。
2.如權利要求1所述的陶瓷電子部件，其中，在所述一對內部電極上包括第一內部電極和第二內部電極，所述第一內部電極以在所 述第一端面露出的方式形成在所述陶瓷坯料內部，所述第二內部電極以在所述第二端面露 出的方式形成在所述陶瓷坯料內部，所述陶瓷電子部件還具備與所述第一內部電極連接的第一外部電極和與所述第二內 部電極連接的第二外部電極，所述第一和第二外部電極的一部分位於所述陶瓷坯料的第一和第二側面上。
3.如權利要求1或2所述的陶瓷電子部件，其中，所述內部電極含有Ni、Cu、Ag、Pd以及Au中的至少一種金屬。
4.如權利要求3所述的陶瓷電子部件，其中，所述內部電極含有附。
5.如權利要求1、2或4所述的陶瓷電子部件，其中，所述異相區域中含有Mg、Mn、Ni、Li、Si、Ti以及Ba中的至少一種。
6.如權利要求5所述的陶瓷電子部件，其中，所述異相區域中含有Mg。
7.如權利要求1、2、4或6所述的陶瓷電子部件，其中，所述內部電極含有Ni，所述異相區域包含NiO和MgO的固溶體。
8.如權利要求1、2、4或6所述的陶瓷電子部件，其中，所述異相區域的電阻率比所述內部電極的電阻率高，比所述陶瓷坯料的電阻率低。
全文摘要
本發明提供一種絕緣電阻的惡化被充分抑制的陶瓷電子部件(1)。陶瓷電子部件(1)具備長方體狀的陶瓷坯料(10)和一對內部電極(11、12)。一對內部電極(11、12)分別配置在陶瓷坯料(10)內部並在第一端面(10e)或第二端面(10f)露出。一對內部電極(11、12)分別與第一和第二主面(10a、10b)平行。一對內部電極(11、12)在高度方向相互對置。電子部品(1)中，內部電極(11、12)的寬度方向的兩端部(11b、11c、12b、12c)形成有異相區域。在形成有異相區域的內部電極(11、12)的兩端部的沿長度方向及高度方向的截面上，異相區域的佔有率為85％以上。
文檔編號H01L41/08GK101930847SQ20101020625
公開日2010年12月29日 申請日期2010年6月17日 優先權日2009年6月19日
發明者岡島健一, 加藤浩二, 山下泰治, 村西直人, 福永大樹 申請人:株式會社村田製作所