專利名稱：片式電子元件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到片式電子元件，特別是，涉及到包含陶瓷主體的電子元件和它的制造方法。
(2)背景技術(shù)為了減小電子元件在電路板上的安裝區(qū)域和電路板尺寸，各種各樣的包含例如疊層陶瓷電容器的電子元件被形成為片式的元件。然而，既然電子元件中使用的陶瓷表面被暴露在外界，在抗?jié)穸刃缘确矫娴目煽啃砸巡荒芰钊藵M意。因此，日本未審查專利申請(qǐng)書(shū)第3-250603號(hào)揭示了一項(xiàng)實(shí)現(xiàn)較好的可靠性的技術(shù)。該技術(shù)中，暴露在外界的陶瓷表面被一玻璃涂層覆蓋。
然而，上述片式陶瓷電子元件的玻璃涂層很容易發(fā)生裂縫，因此，陶瓷主體會(huì)發(fā)生絕緣電阻下降或者其它的情況。
(3)發(fā)明內(nèi)容從而，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供玻璃涂層不易發(fā)生裂縫的片式電子元件，因此，陶瓷主體的絕緣電阻下降也不太可能發(fā)生。另外，本發(fā)明也提供了對(duì)此的制造方法。
為此，本發(fā)明的片式電子元件包含一個(gè)陶瓷主體和主體上的一玻璃涂層。從玻璃涂層表面附近到其內(nèi)部，玻璃涂層成份中堿元素和硅元素的比率逐漸增加。在此關(guān)系下，表面附近表示為由玻璃涂層表面上吸收的空氣中濕氣和二氧化碳的影響消失的位置所定義的邊界。
在有上述結(jié)構(gòu)的電子元件中，由于在玻璃涂層堿金屬成份與硅成份的原子比率，從玻璃涂層表面附近到里面逐漸地增加，玻璃涂層里不易產(chǎn)生裂縫，并且陶瓷主體絕緣電阻的下降也不太可能發(fā)生。
上述的陶瓷電子元件可以通過(guò)在包含陶瓷的主體表面形成玻璃涂層(在玻璃涂層堿金屬成份與硅成份的原子比率大約是0.3或者更多)和將有玻璃涂層的主體浸入酸性水溶液獲得。
(4)


圖1是一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的片式電子元件的實(shí)例的截面圖。
圖2顯示了例1和比較例1中玻璃涂層內(nèi)堿金屬成份與硅成份之原子比率的濃度梯度(5)較佳實(shí)施例說(shuō)明以下，將描述本發(fā)明的片式電子元件的實(shí)施例和一種生產(chǎn)方法。在該實(shí)施例中，為了舉例，將把一個(gè)疊層電容器描述為片式電子元件。為了驗(yàn)證本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)本發(fā)明的生產(chǎn)方法生產(chǎn)的元件在例1中描述，為了與例1中元件進(jìn)行比較而生產(chǎn)的元件在比較例子1和2中描述。
如圖1所示，本發(fā)明的一個(gè)疊層電容器10由一個(gè)疊層主體11通過(guò)燒結(jié)擁有如圖所示內(nèi)部電極12和13的疊層陶瓷生片形成；外部電極14和15在疊層主體11的兩個(gè)側(cè)表面形成；并且形成了覆蓋疊層主體11表面除去形成外部電極的部分的玻璃涂層16。生產(chǎn)疊層電容器10的方法將在例1中描述。
為了驗(yàn)證本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，首先，疊層電容器10通過(guò)本發(fā)明的生產(chǎn)方法形成，如例1。
首先，從初始材料，即BaCO3，CaCO3和TiO2，制備粉末狀的(Ba0.8OCa0.2)1.005TiO3。
接著，制備的粉末狀的材料被與凈化水混合和通過(guò)使用鋯球粉碎，持續(xù)5小時(shí)。當(dāng)烘干后，在1,100℃的溫度下鍛燒2小時(shí)。在這樣獲得的鍛燒后的粉末材料中，加入有機(jī)粘合劑，擴(kuò)散劑和水，并且，形成的混合物使用鋯球混合，由此形成生陶瓷片。
緊接的，包含鎳(Ni)的貼片通過(guò)印刷法或其它的方法被放到生成上。接著，生片互相層疊，形成了疊層，使得內(nèi)部的電極相對(duì)交錯(cuò)，中間夾以生片，在將保持生片放置在疊層的上下表面后，帶有保護(hù)生片的疊層被壓縮粘接，接著被切割成預(yù)定大小的疊層主體。接著，這樣獲得的疊層主體在1300℃在由氫氣和氮?dú)饨M成的還原性氣體中進(jìn)行燃燒，從而形成了圖1所示的內(nèi)含電極12和13的燒結(jié)的疊層陶瓷11。接著，一個(gè)電極貼片通過(guò)浸漬法或者其它相似的方法粘貼到燒結(jié)疊層陶瓷兩邊的表面上，然后將它11烘干并燃燒，這樣形成了外部電極14和15。
擁有外部電極的疊層陶瓷被浸入濃度為15wt％的鈉硅酸鹽的水溶液(Na/Si＝0.6)10分鐘，然后在500℃燃燒，堿金屬成份與硅成份的原子比率大約是0.3或者更多的玻璃涂層16便在疊層陶瓷上形成了。另外，在酸性處理時(shí)，擁有玻璃涂層的疊層陶瓷被浸入PH值為4.0的硫酸水溶液1個(gè)小時(shí)，這樣形成了疊層式電容器10。
為了與本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)相比較，作為比較例1，用與例1相當(dāng)?shù)姆椒?，但沒(méi)有進(jìn)行酸性處理(即浸入PH值為4.0的硫酸水溶液1個(gè)小時(shí))而形成一個(gè)疊層式電容器。
進(jìn)一步，為了與本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)相比較，作為比較例2，用與例1相當(dāng)?shù)姆椒?，將疊層陶瓷浸入了不含堿金屬的硅酸溶膠的水溶液中，而不是濃度為15wt％的鈉硅酸鹽的水溶液，形成一個(gè)疊層式電容器樣本。
對(duì)于例1和比較例子1和2中形成的疊層式電容器，測(cè)量了它們的絕緣電阻，另外，用掃描式電子顯微鏡對(duì)玻璃涂層情況進(jìn)行了研究。在表1中顯示了測(cè)量結(jié)果。比較例1中生產(chǎn)的陶瓷體的絕緣電阻下降了，并且比較例子2中生產(chǎn)的陶瓷體的玻璃涂層出現(xiàn)了裂縫。
在圖2中，顯示了例1和比較例1中形成的不同的玻璃涂層的堿金屬成份對(duì)硅成份(Na/Si的原子比率)的濃度梯度數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)是通過(guò)用俄歇電子能譜(Auger eletron spectroscopy)測(cè)量疊層式電容器獲得。在例1中，Na/Si的原子比率從玻璃涂層表面附近到里面逐漸的增加。在比較例1中，Na/Si的原子比率從玻璃涂層表面附近到里面維持不變。
即使鈉的成份在上面描述的所有的疊層陶瓷里從玻璃涂層的表面到它的附近都很高，原因是包含在玻璃涂層中的Na沉淀到表面，這是因?yàn)槲盏臐駳夂投趸嫉挠绊?，因而，從表面到玻璃涂層附近獲得的數(shù)據(jù)在本發(fā)明中沒(méi)有重要的意義。另外，在例1和比較例1中，從玻璃涂層的表面起形成的疊層式電容器的表面的鄰近區(qū)大約有0.02毫米。
與此相關(guān)，本發(fā)明的片式電子元件和制造方法并不局限在上面所描述的具體實(shí)例，而且可以在本發(fā)明的范圍里有各種的變化。特別的，除上面描述的疊層式電容器之外，本發(fā)明可以被應(yīng)用到片式陶瓷電子元件，例如PTC電熱調(diào)節(jié)器專利，變阻器或者含鐵酸鹽的電子元件。另外，本發(fā)明的制造方法可以自然的應(yīng)用到上面提到的片式電子元件。
如上所述，由于根據(jù)本發(fā)明堿金屬成份與硅成份的原子比率從表面附近到位于陶瓷主體表面上的玻璃涂層內(nèi)部逐漸增加，玻璃涂層內(nèi)部不太可能產(chǎn)生裂縫并且抑制了陶瓷主體絕緣電阻的下降。
權(quán)利要求
1.一種片式電子元件包含一種陶瓷主體；一種玻璃涂層，有外表面和位于主體表面上的內(nèi)部，玻璃涂層包含一堿金屬和硅，玻璃涂層里堿金屬對(duì)硅的比率從外表面附近到玻璃涂層的內(nèi)部逐漸增加。
2.如權(quán)利要求1所述的片式電子元件，其特征在于，陶瓷主體包含多個(gè)陶瓷層。
3.如權(quán)利要求2所述的片式電子元件，其特征在于，堿金屬對(duì)硅的比率在外表面附近至少是大約0.3。
4.如權(quán)利要求2所述的片式電子元件，其特征在于，堿金屬對(duì)硅的比率在外表面附近至少是大約0.6。
5.一種生產(chǎn)片式電子元件的方法，包含以下步驟提供一個(gè)表面有玻璃涂層的陶瓷主體，玻璃表層里堿金屬對(duì)硅的比率至少是大約0.3；將擁有玻璃涂層的主體浸入到酸性水溶液。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，玻璃涂層里堿金屬對(duì)硅的比率至少是大約0.6。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，酸性水溶液包含硫酸。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包含在陶瓷主體上施加玻璃涂層。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包含在陶瓷主體上施加玻璃涂層。
10.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包含在陶瓷主體上施加玻璃涂層。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，酸性水溶液包含硫酸。
12.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，酸性水溶液包含硫酸。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種片式電子元件,這種片式電子元件的玻璃涂層不太可能產(chǎn)生裂縫,陶瓷主體的絕緣電阻也不太可能下降。另外,本發(fā)明也提供了一種制造方法。在上面所述的玻璃涂層里,堿金屬成份對(duì)硅成份的比率從玻璃涂層的附近到玻璃涂層里逐漸增加。元件的生產(chǎn)首先是在其表面形成一玻璃涂層,玻璃涂層里堿金屬對(duì)硅的比率是0.3或者更多。緊接的一步是將擁有玻璃涂層的元件浸入一酸性水溶液。
文檔編號(hào)H01L37/00GK1334575SQ0112440
公開(kāi)日2002年2月6日 申請(qǐng)日期2001年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月21日
發(fā)明者岸本敦司, 兒玉雅弘, 新見(jiàn)秀明 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所