层叠陶瓷电容器的制作方法

1.本实用新型涉及层叠陶瓷电容器。


背景技术：

2.层叠陶瓷电容器具备包含内层部和外层部的层叠体，该内层部作为蓄积电荷的主要部分而将多个电介质层和多个内部电极层相互层叠而形成，该外层部配置为从层叠方向和宽度方向夹着该内层部。
3.通常，构成内层部的电介质层是通过对钛酸钡等介电陶瓷进行烧结而形成的薄膜层，但是形成薄膜层的陶瓷烧结体具有杨氏模量小且脆的倾向，因此存在如下的危险性，即，由于受到来自外部的冲击、应力，从而在层叠体产生碎片或裂纹，层叠陶瓷电容器发生故障。此外，钛酸钡在施加电压时还由于电致伸缩现象而具有容易变形的倾向。
4.关于从层叠方向以及宽度方向夹着这样的内层部的外层部，要求将内部电极层绝缘并且保护内层部的功能，但是若使外层部过于坚固而使得能够承受来自外部的冲击、应力，则无法追随内层部中的由电致伸缩现象造成的变形、热膨胀，产生在内层部与外层部之间产生裂纹的危险性。另一方面，若外层部的强度过低，则无法承受来自外部的冲击等，变得难以可靠地保护内层部。
5.因此，为了提供可靠性高的层叠陶瓷电容器，具备能够可靠地对内层部进行保护的外层部的层叠陶瓷电容器的开发变得重要。
6.在先技术文献
7.专利文献
8.专利文献1：日本特开平8-55753号公报


技术实现要素：

9.实用新型要解决的课题
10.本实用新型的课题在于，提供一种具备能够可靠地对内层部进行保护的外层部的层叠陶瓷电容器。
11.用于解决课题的技术方案
12.为了解决上述课题，本实用新型的发明人进行了研究，结果发现通过在层叠陶瓷电容器的层叠体的侧面外层部中使给定区域的致密度提高，从而保护内层部的功能提高，能够有效地抑制层叠体中的碎片、裂纹的产生，由此完成了本实用新型。
13.即，本实用新型是一种层叠陶瓷电容器，具备：
14.层叠体，具备交替地层叠了多个电介质层和内部电极层的内层部、配置在所述内层部的层叠方向上的两侧的主面外层部、以及配置在与所述层叠方向交叉的所述内层部的宽度方向上的两侧的侧面外层部；以及
15.外部电极，分别设置在所述层叠体中的与所述层叠方向和所述宽度方向交叉的长度方向上的两端，
16.所述层叠陶瓷电容器的特征在于，
17.所述侧面外层部的致密度在所述层叠方向上的给定区域中不同。
18.进而，本实用新型的层叠陶瓷电容器的特征在于，层叠体的层叠方向上的厚度为170μm以上且190μm以下，长度方向上的长度为400μm以上且440μm以下。
19.进而，本实用新型的层叠陶瓷电容器的特征在于，侧面外层部的致密度高的区域形成有相对于层叠方向垂直地扩展的致密层，且在层叠方向上隔开间隔配置有多个。
20.进而，本实用新型的层叠陶瓷电容器的特征在于，侧面外层部的致密度高的区域所形成的致密层的致密度比主面外层部高。
21.进而，本实用新型的层叠陶瓷电容器的特征在于，侧面外层部的致密度高的区域所形成的致密层的层叠方向上的厚度为构成内层部的电介质层的厚度的1/3以上且1/2以下。
22.进而，本实用新型的层叠陶瓷电容器的特征在于，构成内层部的电介质层的层叠方向上的厚度为0.5μm以上且22μm以下。
23.进而，本实用新型的层叠陶瓷电容器的特征在于，构成内层部的电介质层的层叠方向上的厚度为0.5μm以上且1.0μm以下。
24.实用新型效果
25.根据本实用新型，通过在层叠体的侧面外层部中相对地提高给定区域的致密度，从而保护内层部的功能提高，能够有效地抑制层叠体中的碎片、裂纹的产生，因此能够提供一种可靠性高的层叠陶瓷电容器。
附图说明
26.图1是层叠陶瓷电容器1的概略立体图。
27.图2是图1所示的层叠陶瓷电容器1的沿着ii-ii线的剖视图。
28.图3是图1所示的层叠陶瓷电容器1的沿着iii-iii线的剖视图。
29.图4是图3所示的层叠陶瓷电容器1的剖面的局部放大图。
30.附图标记说明
31.a：主面；
32.a1：第1主面；
33.a2：第2主面；
34.b：侧面；
35.b1：第1侧面；
36.b2：第2侧面；
37.c：端面；
38.c1：第1端面；
39.c2：第2端面；
40.1：层叠陶瓷电容器；
41.2：层叠体；
42.3：外部电极；
43.3a：第1外部电极；
44.3b：第2外部电极；
45.4：电介质层；
46.5：内部电极层；
47.5a：第1电极层；
48.5b：第2电极层；
49.6：内层部；
50.7：主面外层部；
51.8：侧面外层部；
52.r：侧面外层部的致密度高的区域。
具体实施方式
53.以下，对本实用新型的实施方式涉及的层叠陶瓷电容器1进行说明。图1是层叠陶瓷电容器1的概略立体图。图2是图1所示的层叠陶瓷电容器1的沿着ii-ii线的、沿着长度方向l和层叠方向t通过宽度方向w中央部的剖视图。图3是图1所示的层叠陶瓷电容器1的沿着iii-iii线的剖视图。图4是图3所示的层叠陶瓷电容器1的剖面的局部放大图。
54.(层叠陶瓷电容器)
55.层叠陶瓷电容器1为大致长方体形状，具备层叠体2和设置在层叠体2的两端的一对外部电极3。层叠体2包含交替地层叠了多个电介质层4和多个内部电极层5的内层部6。
56.在以下的说明中，作为表示层叠陶瓷电容器1的朝向的用语，在层叠陶瓷电容器1中，将没置有一对外部电极3的方向设为长度方向l。将层叠有电介质层4和内部电极层5的方向设为层叠方向t。将与长度方向l以及层叠方向t均交叉的方向设为宽度方向w。在图1～图3，示出了xyz正交坐标系。在实施方式中，宽度方向w与长度方向l以及层叠方向t均正交，但是未必一定要成为相互正交的关系，也可以是相互交叉的关系。
57.此外，在层叠体2的六个外表面之中，将在层叠方向t上相对的一对外表面设为第1主面a1和第2主面a2，将在宽度方向w上相对的一对外表面设为第1侧面b1和第2侧面b2，将在长度方向l上相对的一对外表面设为第1端面c1和第2端面c2。图2示出通过宽度方向w上的中央部并且在层叠方向t以及长度方向l上延伸的剖面。另外，实施方式的层叠陶瓷电容器1多数情况下以如下状态进行使用，即，第2主面a2侧为安装方向，且第1主面a1为上。
58.在无需特别区分第1主面a1和第2主面a2而进行说明的情况下，统一作为主面a而进行说明，在无需特别区分第1侧面b1和第2侧面b2而进行说明的情况下，统一作为侧面b而进行说明，在无需特别区分第1端面c1和第2端面c2而进行说明的情况下，统一作为端面c而进行说明。
59.(层叠体)
60.层叠体2具备：内层部6；主面外层部7，配置在层叠方向t上，使得夹着该内层部，形成第1主面a1和第2主面a2；以及侧面外层部8，在与层叠方向t交叉的内层部6的宽度方向w上的两侧形成第1侧面b1和第2侧面b2(图3)。为了抑制碎片、裂纹的产生，关于层叠体2，优选地，层叠方向t以及宽度方向w为170μm以上且190μm以下，长度方向l为400μm以上且440μm以下。
61.(内层部)
62.内层部6层叠有多个电介质层4和多个内部电极层5。内层部6将内部电极层5以及电介质层4分别包含5层以上且100层以下。
63.(主面外层部)
64.主面外层部7配置为在层叠方向t上夹着内层部6，形成第1主面a1和第2主面a2。形成主面外层部7的电介质能够使用陶瓷材料。
65.(侧面外层部)
66.侧面外层部8配置为在宽度方向w上夹着内层部6，形成第1侧面b1和第2侧面b2。形成侧面外层部8的电介质能够使用陶瓷材料。
67.(电介质层)
68.为了抑制层叠体产生碎片、裂纹，电介质层4的层叠方向t上的厚度优选设为0.5μm以上且22μm以下，特别优选设为0.5μm以上且1.0μm以下。作为用于电介质层4的材质，例如，能够使用钛酸钡(batio3)成为主成分的陶瓷材料。此外，也可以使用在该主成分中添加了mn化合物、fe化合物、cr化合物、co化合物、ni化合物等副成分的材料。
69.(内部电极层)
70.多个内部电极层5包含层叠的第1内部电极层5a和第2内部电极层5b。第1内部电极层5a在第1端面c1露出，并与第1外部电极3a连接。此外，第2内部电极层5b在第2端面c2露出，并与第2外部电极3b连接。
71.内部电极层5没有特别限定，但是在实施方式中，层叠方向t上的厚度为0.5μm以上且0.6μm以下，宽度方向w上的长度为80μm以上且150μm以下。此外，作为内部电极层的材质，能够使用ni、cu、ag、pd、ti、cr以及au等金属、或者这些金属的合金等。
72.(外部电极)
73.外部电极3具备设置在层叠体2的第1端面c1的第1外部电极3a和设置在层叠体2的第2端面c2的第2外部电极3b。另外，在无需特别区分第1外部电极3a和第2外部电极3b而进行说明的情况下，统一作为外部电极3而进行说明。
74.外部电极3覆盖端面c，进而还覆盖主面a侧以及侧面b侧的一部分。外部电极3例如通过涂敷包含导电性金属和玻璃的导电性膏并进行烧附而形成。外部电极3优选包含例如从包含cu、ni、ag、pd、ag-pd合金以及au等的组选择的至少一种金属。此外，外部电极3也可以在其外侧具备镀敷层。
75.(侧面外层部的致密度)
76.若以暗视野使用光学显微镜对沿着iii-iii线的剖面进行观察，则致密度越高的区域，颜色越深地出现，致密度越低的区域，颜色越浅地出现，因此能够通过颜色的深浅对致密度相对地进行评价(图3)。
77.此外，作为致密度的评价方法，还能够使用市面销售的二维图像分析软件对由扫描型电子显微镜得到的剖面图像进行分析，并根据算出的气孔率等对致密度进行评价。
78.已确认在侧面外层部8存在致密度相对高的区域r，且侧面外层部的致密度在层叠方向t上的给定区域中不同。通过在层叠方向t上设置致密度不同的区域，从而能够可靠地保护内层部，能够有效地抑制层叠体产生碎片、裂纹。
79.侧面外层部的致密度高的区域r，能够通过如下方式来得到，即，在对陶瓷材料进行烧结而形成时，抑制晶粒生长而形成致密的结晶体。例如，若使夹着电介质层的内部电极
层的宽度方向端部的区域中的ni的含量比内部电极层的其它区域增加，则在烧成时一部分的ni向侧面外层部扩散，能够抑制侧面外层部的给定区域中的晶粒生长，能够在层叠方向上形成致密度高的区域。
80.除此以外，在将侧面外层部层叠而形成时，通过对层叠的陶瓷材料的组成进行调整的方法、在层叠的陶瓷材料的层间加入添加剂等方法，也能够抑制晶粒生长而在层叠方向上形成致密的区域。
81.侧面外层部的致密度高的区域r能够在侧面外层部中形成相对于层叠方向t垂直地扩展的致密层，并能够在层叠方向t上隔开间隔配置有多个。在侧面外层部中，通过将致密度相对高的区域设为在大致水平方向上延伸的致密层，进而在层叠方向t上隔开间隔而配置多个，从而即使在从外部受到了冲击、应力的情况下，也不会产生裂纹，能够可靠地保护内层部。
82.图3是示出层叠体的长度方向l上的中央处的剖面形状的图，但是侧面外层部的致密度高的区域r所形成的致密层未必一定要是连续的层，即使是断续的，只要看上去形成了层，就发挥保护内层部的效果，相当于致密层。此外，致密层扩展的方向未必一定要相对于层叠方向完全垂直，只要大体在水平方向上扩展，就发挥保护内层部的效果，可视为致密层。
83.安装于基板的层叠陶瓷电容器被长期反复施加机械应力、热应力，但是通过将致密度高的区域r设为致密层并在层叠方向t上隔开间隔而配置多个，从而能够有效地抑制由于这些应力而产生的侧面外层部的裂纹。
84.此外，若使侧面外层部的致密度高的区域r所形成的致密层的致密度比主面外层部7高，则对于来自外部的强烈的冲击，能够可靠地保护内层部。
85.在层叠方向t上隔开间隔而配置多个的致密层分别设置在构成内层部的相邻的两个内部电极层之间的高度位置。此外，致密层的层叠方向t上的厚度t1优选设为构成内层部6的电介质层4的层叠方向t上的厚度t2的1/3以上且1/2以下，电介质层的厚度t2优选设为0.5μm以上且22μm以下，特别优选设为0.5μm以上且1.0μm以下(图4)。
86.通过在这样的位置配置致密层，并以给定的厚度形成致密层和电介质层，从而能够承受来自外部的冲击，并且能够有效地抑制由于反复受到应力而产生的裂纹。
87.以上，对本实用新型的优选的实施方式进行了说明，但是本实用新型并不限定于此，能够进行各种变更。