陶瓷電子部件及其制造方法

專利名稱：陶瓷電子部件及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種陶瓷電子部件及其制造方法。特別地，本發明涉及一種可優選作為嵌入布線基板中使用的嵌入型陶瓷電子部件而使用的陶瓷電子部件及其制造方法。
背景技術：
近年來，隨著便攜式電話和便攜式音樂播放器等電子設備的小型化和薄型化，搭載在電子設備中的布線基板的小型化正在被推進。作為使布線基板小型化的方法，例如在下述的專利文獻1中提案有，將陶瓷電子部件嵌入布線基板的內部，并且利用形成在陶瓷電子部件之上的通孔(via hole)導體構成向陶瓷電子部件的布線的方法。根據此方法，不僅不需要確保在布線基板的表面上配置陶瓷電子部件的區域，而且不需要區別于設置陶瓷電子部件的區域，另外確保設置向陶瓷電子部件的布線的區域。因此，能使得部件內置布線基板小型化。陶瓷電子部件連接用的通孔，例如使用(X)2激光器等的激光器來形成。在使用激光器形成通孔的情況下，激光會被直接照射到陶瓷電子部件的外部電極上。為此，優選外部電極具有以高的反射率反射激光的Cu鍍膜。這是因為，如果外部電極對激光的反射率低， 則激光一直達到陶瓷電子部件的內部，常常會損傷陶瓷電子部件。專利文獻1 JP特開2002-100875號公報

發明內容
但是，對于嵌入布線基板的內部的陶瓷電子部件，基于減薄布線基板的厚度的觀點，強烈要求其低背化(low profile) 0作為使陶瓷電子部件低背化的方法，優選通過將外部電極中位于陶瓷基體的正上方的基底電極層與包含內部電極的陶瓷基體同時進行焙燒、即共同燒制(co-fire 二 7 T ^ 了 )來形成。這是因為，這樣相比例如通過燒結由浸漬所涂敷的導電膏來形成基底電極層的情況，能減小基底電極層的最大厚度。但是，在通過共同燒制來形成基底電極層的時候，為了確保陶瓷基體和基底電極層之間的高的密合性，而必須增多陶瓷材料等的陶瓷粘合材料在基底電極層中的含量。但是，如果增多基底電極層中的陶瓷粘合材料的含量，則基底電極層中的金屬成分的含量就會減少。為此，基底電極層、和形成在基底電極層之上的鍍層之間的密合性就會下降。因此， 存在電子部件的可靠性會下降這樣的問題。鑒于這樣的問題點進行本發明，其目的在于，提供一種具有高可靠性的陶瓷電子部件，該陶瓷電子部件包括外部電極，該外部電極具有形成在陶瓷基體之上的基底電極層、和形成在基底電極層之上的Cu鍍膜。本發明的陶瓷電子部件包括陶瓷基體和外部電極。外部電極被形成在陶瓷基體之上。外部電極具有基底電極層、和第一 Cu鍍膜。基底電極層被形成在陶瓷基體之上。 第一 Cu鍍膜被形成在基底電極層之上。基底電極層包含能擴散進Cu中的金屬、和陶瓷結合材料。在第一 Cu鍍膜的至少基底電極層側的表層中擴散有能擴散進Cu中的金屬。根據本發明的陶瓷電子部件的某一特定方面，在第一 Cu鍍膜中存在有晶界 (grain boundary)。能擴散進Cu中的金屬沿第一 Cu鍍膜的晶界擴散。根據本發明的陶瓷電子部件的另一特定方面，能擴散進Cu中的金屬，一直擴散到第一 Cu鍍膜的與基底電極層相反側的表面。根據此結構，可進一步提高第一 Cu鍍膜和基底電極層之間的密合性。根據本發明的陶瓷電子部件的再一特定方面，能擴散進Cu中的金屬是從由Ni、 Ag、Pd、及Au組成的組中選出的一種以上的金屬。根據本發明的陶瓷電子部件的再又一特定方面，外部電極還具有形成在第一 Cu 鍍膜之上的第二 Cu鍍膜，在第二 Cu鍍膜中未擴散有能擴散進Cu中的金屬。在此結構中， 由于設置有能擴散進Cu中的金屬未進行擴散的第二 Cu鍍膜，所以可進一步提高射入外部電極中的激光在外部電極中的反射率。為此，即使在激光照射到外部電極的情況下，也很難損傷陶瓷基體。因此，可優選作為嵌入型陶瓷電子部件使用。根據本發明的陶瓷電子部件的還再一特定方面，Cu從第一 Cu鍍膜擴散進基底電極層中。此情況下，可進一步提高基底電極層和第一 Cu鍍膜之間的密合性。根據本發明的陶瓷電子部件的制造方法，涉及具備陶瓷基體和形成在陶瓷基體之上的外部電極的陶瓷電子部件的制造方法。根據本發明的陶瓷電子部件的制造方法，在陶瓷基體之上形成包含能擴散進Cu中的金屬、和陶瓷結合材料在內的基底電極層，并且在基底電極層之上形成第一 Cu鍍膜。此后，通過對基底電極層和第一 Cu鍍膜進行加熱，從而使得能擴散進Cu中的金屬擴散進第一 Cu鍍膜的至少基底電極層側的表層中，由此形成外部電極。根據本發明的陶瓷電子部件的制造方法的某一特定方面，通過對基底電極層和第一 Cu鍍膜進行加熱，使得能擴散進Cu中的金屬擴散進第一 Cu鍍膜的至少基底電極層側的表層中，之后，通過在第一 Cu鍍膜之上進一步形成第二 Cu鍍膜，來形成外部電極。此情況下，由于設置有能擴散進Cu中的金屬未進行擴散的第二 Cu鍍膜，所以能夠制造可進一步提高射入外部電極中的激光在外部電極中的反射率并可作為嵌入型陶瓷電子部件優選使用的陶瓷電子部件。根據本發明的陶瓷電子部件的制造方法的另一特定的方面，通過將基底電極層和第一 Cu鍍膜加熱到350°C 800°C，使得能擴散進Cu中的金屬擴散進第一 Cu鍍膜的至少基底電極層側的表層中，由此來形成外部電極。此情況下，更適合能擴散進Cu中的金屬進行擴散。發明效果根據本發明，在第一 Cu鍍膜的至少基底電極層側的表層中擴散有能擴散進包含在基底電極層中的Cu中的金屬。為此，可提高基底電極層和第一 Cu鍍膜之間的密合性。因此，可提高陶瓷電子部件的可靠性。


圖1是第一實施方式的陶瓷電子部件的概括斜視圖。圖2是第一實施方式的陶瓷電子部件的概括側面圖。
圖3是圖1的線III-III的概括剖面圖。圖4是放大由圖3的線IV所包圍的部分的概括剖面圖。圖5是放大第一外部電極的一部分的示意剖面圖。圖6是圖3的線VI-VI的概括剖面圖。圖7是形成了導電圖形的陶瓷生片的概括平面圖。圖8是母疊層體的概括平面圖。圖9是放大第二實施方式的陶瓷電子部件的一部分的概括剖面圖。圖10是第三實施方式的陶瓷電子部件的概括剖面圖。圖11是第四實施方式的陶瓷電子部件的概括剖面圖。圖12是第五實施方式的陶瓷電子部件的概括側面圖。圖13是第六實施方式的陶瓷電子部件的概括剖面圖。圖14是沿第七實施方式的陶瓷電子部件的高度方向H及長度方向L的概括剖面圖。圖15是沿第七實施方式的陶瓷電子部件的高度方向H及長度方向L的概括剖面圖。圖16是放大變化例中的第一外部電極的一部分的示意剖面圖。符號說明1-陶瓷電子部件，10-陶瓷基體，IOa-陶瓷基體的第一主面，IOb-陶瓷基體的第二主面，IOc-陶瓷基體的第一側面，IOd-陶瓷基體的第二側面，IOe-陶瓷基體的第一端面IOf-陶瓷基體的第二端面，IOg-陶瓷層，11-第一內部電極，12-第二內部電極，13-第一外部電極，13a-第一外部電極的第一部分，13b-第一外部電極的第二部分，13c-第一外部電極的第三部分，14-第二外部電極，14a-第二外部電極的第一部分，14b-第二外部電極的第二部分，14c-第二外部電極的第三部分，15-基底電極層，15a-晶界，16-第一 Cu鍍膜， 17-第二 Cu鍍膜，20-陶瓷生片，21-導電圖形，22母疊層體，23-導電圖形，31,32-通孔電極。
具體實施例方式第一實施方式下面，例舉圖1所示的陶瓷電子部件1說明本發明的優選實施方式。但是，陶瓷電子部件1只不過是簡單的例示。本發明并不限定于以下所示出的陶瓷電子部件1及其制造方法。圖1是第一實施方式的陶瓷電子部件的概括斜視圖。圖2是第一實施方式的陶瓷電子部件的概括側面圖。圖3是圖1的線III-III的概括剖面圖。圖4是放大由圖3的線 IV所包圍的部分的概括剖面圖。圖5是放大第一外部電極的一部分的示意剖面圖。圖6是圖3的線VI-VI的概括剖面圖。首先，一面參照圖1 圖6，一面說明陶瓷電子部件1的結構。如圖1 圖3及圖6所示，陶瓷電子部件1具備陶瓷基體10。陶瓷基體10由對應陶瓷電子部件1的功能的適當的陶瓷材料構成。具體地，在陶瓷電子部件1是電容器的情況下，可用電介質陶瓷材料形成陶瓷基體10。作為電介質陶瓷材料的具體例子，例如可列舉
5BaTiO3^ CaTi03> SrTi03、CaZrO3等。再有，在陶瓷基體10中，按照所希望的陶瓷電子部件1 的特性，也可以以上述陶瓷材料為主成分，適當添加例如Mn化合物、Mg化合物、Si化合物、 Fe化合物、Cr化合物、Co化合物、Ni化合物、稀土類化合物等副成分。在陶瓷電子部件1是陶瓷壓電元件的情況下，能夠用壓電陶瓷材料形成陶瓷基體 10。作為壓電陶瓷材料的具體例子，例如可列舉PZT(鋯鈦酸酸鉛)類陶瓷材料等。在陶瓷電子部件1是熱敏電阻元件的情況下，可用半導體陶瓷材料形成陶瓷基體
10。作為半導體陶瓷材料的具體例子，例如可列舉尖晶石類陶瓷材料等。在陶瓷電子部件1是感應元件的情況下，可用磁性體陶瓷材料形成陶瓷基體10。 作為磁性體陶瓷材料的具體例子，例如可列舉鐵氧體陶瓷材料等。不特別限定陶瓷基體10的形狀。在本實施方式中，將陶瓷基體10形成為長方體形狀。如圖1 圖3所示，陶瓷基體10具有沿長度方向L及寬度方向W延伸的第一及第二主面10a、10b。如圖1、圖2及圖6所示，陶瓷基體10具有沿高度方向H及長度方向L延伸的第一及第二側面10c、10d。此外，如圖2、圖3及圖6所示，包括沿高度方向H及寬度方向 W延伸的第一及第二端面10e、10f。再有，在本說明書中，設在“長方體形狀”中也包含角部和棱線部是倒角狀或R倒角狀的長方體。即“長方體形狀”的構件是指具有第一及第二主面、第一及第二側面、以及第一及第二端面的構件整體。此外，在主面、側面、端面的一部分或全部中也可以形成凹凸。雖然沒有特別地限定陶瓷基體10的尺寸，但在設陶瓷基體10的厚度尺寸為T、長度尺寸為L、寬度尺寸為W時，優選陶瓷基體10是滿足T <W<L、(1/5)W彡T彡(1/2) W、 T彡0. 3mm這樣的薄型的陶瓷基體。具體地，優選是0. Imm ^ T ^ 0. 3mm、0. 4mm ^ L ^ 1mm、 0. 2mm ^ W ^ 0. 5mm。如圖3及圖6所示，在陶瓷基體10的內部，沿高度方向H等間隔地交替配置有近似矩形形狀的多個第一及第二內部電極11、12。第一及第二內部電極11、12分別與第一及第二主面10a、10b平行。第一及第二內部電極11、12在高度方向H中，隔著陶瓷層IOg彼此相對。再有，不特別限定陶瓷層IOg的厚度。陶瓷層IOg的厚度例如可設為0. 5μπι ΙΟμπι左右。也不特別限定第一及第二內部電極11、12各自的厚度。第一及第二內部電極
11、12各自的厚度例如可設為0.2μπι 2μπι左右。第一及第二內部電極11、12可由適當的導電材料形成。第一及第二內部電極11、 12可由例如Ni、Cu、Ag、Pd、Au等的金屬、或Ag-Pd合金等包含一種以上這些金屬的合金形成。如圖1 圖3所示，在陶瓷基體10的表面之上形成第一及第二外部電極13、14。第一外部電極13與第一內部電極11電連接。第一外部電極13包括形成在第一主面IOa之上的第一部分13a、形成在第二主面IOb之上的第二部分13b、和形成在第一端面IOe之上的第三部分13c。在本實施方式中，第一外部電極13實質上未形成在第一及第二側面10c、 IOd之上。另一方面，第二外部電極14與第二內部電極12電連接。第二外部電極14包括: 形成在第一主面IOa之上的第一部分14a、形成在第二主面IOb之上的第二部分14b、和形成在第二端面IOf之上的第三部分14c。在本實施方式中，第二外部電極14實質上未形成在第一及第二側面10c、IOd之上。接著，說明第一及第二外部電極13、14的結構。再有，在本實施方式中，第一及第二外部電極13、14實質上具有相同的膜結構。為此，在這里主要參照描繪有第一外部電極 13的一部分的圖4說明第一及第二外部電極13、14的結構。如圖4所示，第一及第二外部電極13、14分別由基底電極層15、和第一及第二 Cu 鍍膜16、17的疊層體構成。基底電極層15被形成在陶瓷基體10之上。第一 Cu鍍膜16被形成在基底電極層15之上。第二 Cu鍍膜17被形成在第一 Cu鍍膜16之上。基底電極層15是用于提高第一及第二外部電極13、14、和陶瓷基體10之間的密合強度的層。為此，基底電極層15具有使基底電極層15和陶瓷基體10之間的密合強度提高、并同時還使基底電極層15和第一 Cu鍍膜16之間的密合性提高的組成。具體地，基底電極層15含有能擴散進Cu中的金屬、和陶瓷結合材料。基底電極層15中的能擴散進Cu中的金屬的含量，例如優選是在50體積％ 70 體積％的范圍內。基底電極層15中的陶瓷結合材料的含量，例如優選是在30體積％ 50 體積％的范圍內。陶瓷結合材料是用于提高相對于陶瓷基體10的密合強度的成分。陶瓷結合材料， 例如在陶瓷基體與基底電極層同時焙燒時，使陶瓷基體的收縮舉動和基底電極層的收縮舉動接近，如此選擇其種類。陶瓷結合材料優選其含有在構成陶瓷基體10中所含的陶瓷材料的主成分的元素，其中尤其希望是主成分與在陶瓷基體10中所含的陶瓷材料相同的陶瓷材料。另一方面，能擴散進Cu中的金屬(以下常稱為“能擴散金屬”)是用于提高相對于第一 Cu鍍膜16的密合強度的成分。在本實施方式中，此能擴散金屬擴散進第一 Cu鍍膜 16的至少基底電極層15側的表層。此外，Cu從第一 Cu鍍膜16擴散進基底電極層15中。 在本實施方式中，通過此相互擴散可實現基底電極層15和第一 Cu鍍膜16之間的高的密合性。更具體地，在本實施方式中，在第一 Cu鍍膜16中存在有晶界，能擴散金屬沿此晶界擴散。而且，如圖5所示，第一 Cu鍍膜16中的擴散有能擴散金屬的擴散部分16a —直到達第一 Cu鍍膜16的與基底電極層15相反側的表面。另一方面，在基底電極層15的第一 Cu鍍膜16側的表層中存在著擴散有Cu的擴散部分15a。再有，擴散有能擴散金屬的情況，通過將陶瓷電子部件1的側面一直研磨至W方向的中心附近，使與相反側的側面平行的剖面露出，使用聚焦離子束(FIB)處理此剖面，并進行WDX(波長分散型)的元素映射，由此就能檢測出來。不特別限定能擴散金屬的種類。能擴散金屬例如可由選自Ni、Ag、Au所組成的組中的一種以上的金屬構成。其中，尤其優選使用Ni作為能擴散金屬。但是，在本實施方式中，在第二 Cu鍍膜17中未擴散有能擴散金屬。由此，第二 Cu 鍍膜17實質上由Cu形成。再有，能使基底電極層15的最大厚度例如為1 μ m 20 μ m左右。優選第一 Cu鍍膜 16的最大厚度例如為2 μ m 6 μ m左右。優選第二 Cu鍍膜17的最大厚度例如為3 μ m 6 μ m左右。接著說明本實施方式的陶瓷電子部件1的制造方法的一個實例。
首先，準備包含用于構成陶瓷基體10的陶瓷材料在內的陶瓷生片20(參照圖7)。 接著，如圖7所示，通過在此陶瓷生片20之上涂敷導電膏，來形成導電圖形21。再有，導電圖形的涂敷例如可通過絲網印刷等各種印刷法來進行。導電膏除導電性微粒外，還可包含公知的粘合劑和溶劑。接著，按下面順序層疊未形成導電圖形21的多片陶瓷生片20、形成有與第一或第二內部電極11、12對應的形狀的導電圖形21的陶瓷生片20、及未形成導電圖形21的多片陶瓷生片20，通過在疊層方向上進行靜水壓加壓，來制作圖8所示的母疊層體22。接著，在母疊層體22之上通過絲網印刷等適當的印刷法，形成與構成第一及第二外部電極13、14的基底電極層15的第一及第二部分13a、13b的部分對應的形狀的導電圖形23。再有，用于此導電圖形23的形成的導電膏包含能擴散金屬、和陶瓷結合材料。接著，通過沿虛擬的切割線L切割母疊層體22，由母疊層體22制作多個生的陶瓷疊層體。再有，母疊層體22的切割可通過劃片(dicing)或剪斷來進行。生的陶瓷疊層體作成后，可以通過滾筒研磨等，進行生的陶瓷疊層體的角部及棱線部的倒角或R倒角及表面的研磨。接著，通過在生的陶瓷疊層體的兩端面上涂敷導電膏，來形成與構成第一及第二外部電極13、14的基底電極層15的第三部分13c的部分對應的形狀的導電圖形。此導電膏的涂敷，例如可通過浸漬和絲網印刷等進行。再有，用于此導電圖形的形成的導電膏包含能擴散金屬和陶瓷結合材料。接著，進行生的陶瓷疊層體的焙燒。在此焙燒工序中，同時焙燒基底電極層15以及第一及第二內部電極11、12 (共同燒制)。焙燒溫度可根據使用的陶瓷材料和導電膏的種類適當進行設定。焙燒溫度例如可設為900°C 1300°C左右。接著，通過在基底電極層15之上實施鍍Cu，來形成第一 Cu鍍膜16。在本實施方式中，此后，通過對陶瓷疊層體實施熱處理，來加熱第一 Cu鍍膜16和基底電極層15。通過此加熱工序，包含在基底電極層15中的能擴散金屬擴散進第一 Cu鍍膜16的至少基底電極層15側的表層。與此同時，第一 Cu鍍膜16的Cu擴散進基底電極層15的至少第一 Cu鍍膜16側的表層。即，在基底電極層15和第一 Cu鍍膜16之間進行相互擴散。在第一 Cu鍍膜16和基底電極層15的熱處理工序中，優選將第一 Cu鍍膜16和基底電極層15加熱到350°C 800°C，更優選加熱到550°C 650°C。如果第一 Cu鍍膜16和基底電極層15的加熱溫度過低，則常常不能充分地進行擴散。另一方面，如果第一 Cu鍍膜 16和基底電極層15的加熱溫度過高，則包含在第一 Cu鍍膜16中的Cu常常會熔解。上述熱處理工序優選在氮和氬等惰性氣體氣氛中進行。由此，可抑制第一 Cu鍍膜 16等的氧化。此后，在第一 Cu鍍膜16之上利用鍍Cu來形成第二 Cu鍍膜17，由此完成圖1所示的陶瓷電子部件1。如此，在本實施方式中，在第一 Cu鍍膜16及基底電極層15的熱處理后形成第二 Cu鍍膜17。為此，盡管能擴散金屬擴散進第一 Cu鍍膜16中，但能擴散金屬實質上未擴散進第二 Cu鍍膜17中。因此，第二 Cu鍍膜17實質上由Cu構成。如以上所說明的，在本實施方式中，通過共同燒制形成基底電極層15。因此，可較薄地形成第一及第二外部電極13、14的第一及第二部分13a、14a、13b、14b。因此，能減薄陶瓷電子部件1的厚度。
此外，基底電極層15含有陶瓷結合材料。由此，即使是通過共同燒制形成基底電極層15的情況下，也能提高基底電極層15和陶瓷基體10之間的密合性。并且，基底電極層15含有能擴散進Cu中的金屬，此能擴散進Cu中的金屬擴散進第一 Cu鍍膜16的至少基底電極層15側的表層。由此，可提高基底電極層15和第一 Cu鍍膜16之間的密合性。特別地，在能擴散進Cu中的金屬一直擴散到第一 Cu鍍膜16的與基底電極層15相反側的表面的情況下，可進一步提高基底電極層15和第一 Cu鍍膜16之間的密合性。此外，在本實施方式中，在第一 Cu鍍膜16之上，形成實質上由Cu形成的第二 Cu 鍍膜17。由此，即使是對第一及第二外部電極13、14照射激光的情況下，也能以高的反射率在第一及第二外部電極13、14中使激光反射。因此，即在對第一及第二外部電極13、14照射激光的情況下，也難以損傷陶瓷基體10。即，本實施方式的陶瓷電子部件1耐激光性高。如此，在本實施方式中，能減薄陶瓷電子部件1的厚度，能提高陶瓷基體10、基底電極層15、及第一 Cu鍍膜16間的密合性，并且能提高第一及第二外部電極13、14中的激光的反射率。因此，本實施方式的具有高可靠性的陶瓷電子部件1可優選作為嵌入型的陶瓷電子部件使用。在使用本實施方式的陶瓷電子部件1作為嵌入型陶瓷電子部件的時候，使用激光能在陶瓷電子部件1的第一及第二外部電極13、14的上部合適地形成通孔而不損傷陶瓷電子部件1。此外，在本實施方式中，說明了陶瓷電子部件包括至少一對內部電極、和第一及第二外部電極的例子。但是，本發明并不限于此結構。在本發明中，陶瓷電子部件只要至少具有一個外部電極即可，例如可以不具有內部電極。下面，說明本發明的優選實施方式的其它例子。但是，在以下的說明中，按共同的功能參照具有實質上與上述第一實施方式共同的功能的構件，省略說明。第二實施方式圖9是放大第二實施方式的陶瓷電子部件的一部分的概括剖面圖。在上述第一實施方式中，說明了第一及第二外部電極13、14由基底電極層15及第一及第二 Cu鍍膜16、17的疊層體形成的例子。但是，本發明不限于此結構。外部電極只要具有基底電極層、和層疊在基底電極層之上的至少一個Cu鍍膜，就不特別進行限定。例如，也可以如圖9所示，第一及第二外部電極13、14分別由基底電極層15、和形成在基底電極層15之上的第一 Cu鍍膜16的疊層體形成。此情況下，優選包含在基底電極層15中的能擴散金屬不擴散到第一 Cu鍍膜16的與基底電極層15相反側的表面。S卩，優選第一 Cu鍍膜16的與基底電極層15相反側的表層由Cu構成。但是，為了不使能擴散金屬擴散到第一 Cu鍍膜16的與基底電極層15相反側的表面而進行控制是困難的。因此，為了確實使第一及第二外部電極13、14的與陶瓷基體10相反側的表層由Cu構成，而優選形成第二 Cu鍍膜17。第三實施方式圖10是第三實施方式的陶瓷電子部件的概括剖面圖。在上述第一實施方式中，說明了第一及第二主面10a、10b中形成有第一或第二外部電極13、14的部分、和沒有形成第一或第二外部電極13、14的部分被形成為齊平面的例子。但是，本發明不限于此結構。第一及第二主面10a、10b中形成有第一或第二外部電極13,14的部分、和沒有形成第一或第二外部電極13、14的部分也可以不是齊平面。例如，也可以如圖10所示，第一及第二主面10a、10b中形成有第一或第二外部電極13、14的部分，比沒有形成第一或第二外部電極13、14的部分位于高度方向H的偏內側。 此情況下，可使陶瓷電子部件1進一步低背化。第四實施方式圖11是第四實施方式的陶瓷電子部件的概括剖面圖。在上述第一實施方式中，說明了第一及第二外部電極13、14分別形成在第一及第二主面10a、IOb雙方之上的例子。但是，本發明并不限于此結構。第一及第二外部電極13、 14也可以分別形成在陶瓷基體10的表面的任意的部分之上。例如，也可以如圖11所示，僅在第一及第二主面10a、10b中的第二主面IOb之上分別形成第一及第二外部電極13、14。如此，通過在第一及第二主面10a、IOb中的至少一個之上分別形成第一及第二外部電極13、14，就能提高陶瓷電子部件1的易安裝性。第五實施方式圖12是第五實施方式的陶瓷電子部件的概括側面圖。在上述第一實施方式中，說明了實質上沒有在第一及第二側面10c、10d上形成第一及第二外部電極13、14的例子。但是，也可以如圖12所示，在第一及第二側面10c、10d 上也形成第一及第二外部電極13、14。第六實施方式圖13是第六實施方式的陶瓷電子部件的概括剖面圖。在上述第一實施方式中，說明了在向第一或第二端面10e、10f引出第一及第二內部電極11、12的同時，還在第一及第二端面10e、10f之上形成第一或第二外部電極13、14， 由此將第一及第二內部電極11、12與第一或第二外部電極13、14電連接的例子。但是本發明并不限于此結構。例如，也可以如圖13所示，形成通孔電極31、32，向第一或第二主面10a、10b引出第一及第二內部電極11、12，在第一及第二主面10a、10b中，與第一及第二外部電極13、14 電連接。此情況下，只要在第一及第二主面10a、10b的至少一個上形成第一及第二外部電極13、14即可，不必在第一及第二側面10c、10d或第一及第二端面10e、10f之上形成第一及第二外部電極13、14。第七實施方式圖14及圖15是沿第七實施方式的陶瓷電子部件的高度方向H及長度方向L的概括剖面圖。在上述第一實施方式中，說明了與第一及第二主面10a、IOb平行地形成第一及第二內部電極11、12，并且將其向第一或第二端面10e、10f引出的例子。但是本發明并不限于此結構。例如，也可以如圖14及圖15所示，沿高度方向H及長度方向L平行地形成第一及第二內部電極11、12，沿寬度方向W層疊第一及第二內部電極11、12。此情況下，可以向第一及第二主面10a、10b的至少一個直接引出第一及第二內部電極11、12，將其直接連接在形成在第一及第二主面10a、10b的至少一個之上的第一或第二外部電極13、14上。變化例
圖16是放大變化例中的第一外部電極的一部分的示意剖面圖。在上述第一實施方式中，如圖5所示，說明了擴散部分16a —直到達第一 Cu鍍膜 16的與基底電極層15相反側的表面的例子。但是，本發明并不限于此結構。例如，也可以如圖16所示，擴散部分16a不一直到達第一 Cu鍍膜16的與基底電極層15相反側的表面。實施例1在本實施例中，基于以下的條件，利用在上述第一實施方式中說明的方法，制作具有與上述第一實施方式的陶瓷電子部件1相同結構的、作為陶瓷電容器的陶瓷電子部件。陶瓷電子部件的尺寸1. OmmXO. 5mmX0. 15mm陶瓷電子部件的容量10nF陶瓷電子部件的額定電壓6. 3V構成陶瓷基體的陶瓷材料的主要成分=BaTiO3基底電極層作為能擴散進Cu中的金屬，含50體積％的Ni。此外，含50體積％ 的陶瓷結合材料。基底電極層的形成條件1200°C下焙燒2小時基底電極層的厚度5 μ m第一 Cu鍍膜的厚度4 μ m第二 Cu鍍膜的厚度4 μ m使Ni擴散進第一 Cu鍍膜的熱處理條件600°C (最高溫度)下保持10分鐘；總熱處理時間1小時；氣氛氧濃度IOppm以下的惰性氣體氣氛。研磨上述制作出的陶瓷電子部件的側面直到W方向的中心附近，使與相反側的側面平行的剖面露出，使用聚焦離子束(FIB)對此剖面進行處理，進行WDX(波長分散型)的元素映射，由此確認在第一 Cu鍍膜中擴散有Ni。比較例1除不進行使Ni擴散進第一 Cu鍍膜的熱處理外，與上述實施例1同樣地制作陶瓷電子部件。通過切斷上述制作出的陶瓷電子部件，使外部電極的剖面露出，使用電子顯微鏡進行觀察的結果，確認出M未擴散進第一 Cu鍍膜中。帶剝離試驗使用導電性粘結劑將通過上述實施例1及比較例1分別制作出的陶瓷電子部件的第二主面側粘結在玻璃環氧基板上。此后，將粘結帶(積水化學公司制透明膠帶(登記商標)No. 252)粘貼在陶瓷電子部件的第一主面側，沿陶瓷電子部件的長度方向，以固定的張力進行拉伸使其剝離(180°剝離試驗)。此后，使用電子顯微鏡觀察在鍍膜中是否發生剝落。對實施例1及比較例1各進行100個樣本的此試驗，測量鍍膜中觀察到剝離的樣本的比例。其結果，在實施例1中，沒有觀察到任何樣本出現剝離。相對于此，在比較例1中，觀察到75%的樣本發生剝離。基于此結果可知，通過使包含在基底電極層中的金屬擴散進第一 Cu鍍膜中，就能提高第一 Cu鍍膜的密合強度。剪斷試驗使用導電性粘結劑將通過上述實施例1及比較例1分別制作出的陶瓷電子部件的第二主面側粘接在玻璃環氧基板上。此后，使用加載工具從陶瓷電子部件的長度方向兩側以0. 5mm/秒施加負載直到外部電極剝離。此結果，在比較例1中觀察到Cu鍍膜的剝離，但是在實施例1中，直到試驗持續到陶瓷基體被破壞也沒有觀察到Cu鍍膜的剝離。基于此結果也可知，通過使包含在基底電極層中的金屬擴散進第一 Cu鍍膜中，就能提高第一 Cu鍍膜的密合強度。耐濕負載試驗使用共晶焊料將在實施例1及比較例1中分別制作的陶瓷電子部件的樣本各72 個安裝在玻璃環氧基板上。此后，將樣本放在85°C、相對濕度83% RH的高溫高濕槽內，施加6. 3V的電壓1000個小時。設此耐濕負載試驗后的樣本的絕緣電阻值變為IOGQ以下的為不良并進行統計。其結果，在實施例1中，72個樣本中判定為不良的樣本為0個。另一方面，在比較例1中，72個樣本中30個樣本被判定為不良。基于此結果可知，通過使包含在基底電極層中的金屬擴散進第一 Cu鍍膜中，可改善陶瓷電子部件的耐濕性。
權利要求
1.一種陶瓷電子部件，包括陶瓷基體、和在上述陶瓷基體之上形成的外部電極，該陶瓷電子部件的特征在于，上述外部電極具有在上述陶瓷基體之上形成的基底電極層、和在上述基底電極層之上形成的第一 Cu鍍膜，上述基底電極層包含能擴散進Cu中的金屬、和陶瓷結合材料，在上述第一 Cu鍍膜的至少上述基底電極層側的表層中擴散有上述能擴散進Cu中的金
2.根據權利要求1所述的陶瓷電子部件，其特征在于，在上述第一 Cu鍍膜中存在有晶界，上述能擴散進Cu中的金屬沿上述第一 Cu鍍膜的晶界擴散。
3.根據權利要求1或2所述的陶瓷電子部件，其特征在于，上述能擴散進Cu中的金屬一直擴散到上述第一 Cu鍍膜的與上述基底電極層相反側的表面。
4.根據權利要求1 3中任一項所述的陶瓷電子部件，其特征在于，上述能擴散進Cu中的金屬是從由Ni、Ag、Pd、及Au組成的組中選出的一種以上的金屬。
5.根據權利要求1 4中任一項所述的陶瓷電子部件，其特征在于，上述外部電極還具有在上述第一 Cu鍍膜之上形成的第二 Cu鍍膜，在上述第二 Cu鍍膜中未擴散有上述能擴散進Cu中的金屬。
6.根據權利要求1 5中任一項所述的陶瓷電子部件，其特征在于， Cu從上述第一 Cu鍍膜擴散進上述基底電極層中。
7.—種陶瓷電子部件的制造方法，其中，該陶瓷電子部件具備陶瓷基體、和在上述陶瓷基體之上形成的外部電極，該制造方法的特征在于，在陶瓷基體之上形成包含能擴散進Cu中的金屬、和陶瓷結合材料在內的基底電極層， 并且在上述基底電極層之上形成第一 Cu鍍膜，之后，通過對上述基底電極層和上述第一 Cu 鍍膜進行加熱，從而使得上述能擴散進Cu中的金屬擴散進上述第一 Cu鍍膜的至少上述基底電極層側的表層中，由此形成上述外部電極。
8.根據權利要求7所述的陶瓷電子部件的制造方法，其特征在于，通過對上述基底電極層和上述第一 Cu鍍膜進行加熱，使得上述能擴散進Cu中的金屬擴散進上述第一 Cu鍍膜的至少上述基底電極層側的表層中，之后，通過在上述第一 Cu鍍膜之上進一步形成第二 Cu鍍膜，來形成上述外部電極。
9.根據權利要求7或8所述的陶瓷電子部件的制造方法，其特征在于，通過將上述基底電極層和上述第一 Cu鍍膜加熱到350°C 800°C，使得上述能擴散進 Cu中的金屬擴散進上述第一 Cu鍍膜的至少上述基底電極層側的表層中，由此形成上述外部電極。
全文摘要
本發明提供一種具有高可靠性的陶瓷電子部件，該陶瓷電子部件包括外部電極，該外部電極具有在陶瓷基體之上形成的基底電極層、和在基底電極層之上形成的Cu鍍膜。陶瓷電子部件(1)包括陶瓷基體(10)、和外部電極(13、14)。外部電極(13、14)被形成在陶瓷基體(10)之上。外部電極(13、14)具有基底電極層(15)、和第一Cu鍍膜(16)。基底電極層(15)被形成在陶瓷基體(10)之上。第一Cu鍍膜(16)被形成在基底電極層(15)之上。基底電極層(15)包括能擴散進Cu中的金屬、和陶瓷結合材料。在第一Cu鍍膜(16)的至少基底電極層(15)側的表層中擴散有能擴散進Cu中的金屬。
文檔編號H01G4/228GK102290235SQ201110114220
公開日2011年12月21日 申請日期2011年4月29日 優先權日2010年5月27日
發明者佐藤浩司, 松本誠一, 真田幸雄, 西坂康弘 申請人:株式會社村田制作所