專利名稱：層疊陶瓷電容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及層疊陶瓷電容器，特別是層疊陶瓷電容器的內(nèi)部電極的結(jié)構(gòu)。
結(jié)合圖5對現(xiàn)有層疊陶瓷電容器進行說明。圖5是現(xiàn)有層疊陶瓷電容器的局剖立體圖。如圖5所示該層疊陶瓷電容器100具有由陶瓷介電層101與導(dǎo)體層102交替層疊而成的層疊體103，形成于層疊體103的兩個端部并與上述導(dǎo)體層102連接的外部電極104。其中，導(dǎo)體層102與兩端的外部電極104交替地連接。即，一個外部電極104與導(dǎo)體層102每隔一層進行連接，另一個外部電極104與未與上述一個外部電極104連接的導(dǎo)體層102相連接。陶瓷介電層101及導(dǎo)體層102的各層的表面為平面。導(dǎo)體層102的各層厚度均勻地形成。對于這種層疊陶瓷電容器100，當(dāng)在外部電極104之間施加電壓時，導(dǎo)體層102上將儲存電荷，與相向的導(dǎo)體層102之間形成電場。
近年來，實現(xiàn)層疊陶瓷電容器的小型化與大容量化成為一個課題。要以現(xiàn)有的層疊陶瓷電容器100解決這個課題是困難的。為此，有人提出了圖6所示的層疊陶瓷電容器。圖6是另一種現(xiàn)有層疊陶瓷電容器的局剖立體圖。這種層疊陶瓷電容器100a與前述層疊陶瓷電容器100的不同之處在于，導(dǎo)體層102a向?qū)盈B方向彎曲。由此，導(dǎo)體層102a的相向面積增大，故可增大容量。
但是，以現(xiàn)有層疊陶瓷電容器101a的結(jié)構(gòu)，若不加以改進，要實現(xiàn)導(dǎo)體層102a的薄層化是困難的。因此，增加導(dǎo)體層102a的層疊數(shù)量只能有限地實現(xiàn)小型化及大容量化。此外，現(xiàn)有的層疊陶瓷電容器101a與現(xiàn)有的層疊陶瓷電容器相比，為形成導(dǎo)體層102a而使用的導(dǎo)電性涂膏的用量增加。一般來說，層疊陶瓷電容器的成本中導(dǎo)體層所占的比重較大。因此，存在著成本高的問題。
本發(fā)明是鑒于上述狀況而提出的，其目的是提供一種能夠以低廉的成本實現(xiàn)小型且大容量化的層疊陶瓷電容器。
為實現(xiàn)上述目的，技術(shù)方案1的發(fā)明所提出的方案屬于由導(dǎo)體層與介電層交替層疊而成的層疊陶瓷電容器，其特征是，上述導(dǎo)體層向?qū)盈B方向彎曲且厚度不均勻。
按照本發(fā)明，由于導(dǎo)體層向?qū)盈B方向彎曲且厚度不均勻地形成，因此，導(dǎo)體層之間的相向面積增大。由此，可實現(xiàn)層疊陶瓷電容器的大容量化。此外，由于不必使導(dǎo)體層的厚度均勻，故容易實現(xiàn)導(dǎo)體層的薄層化。由此，可實現(xiàn)層疊陶瓷電容器的小型化并通過增加層疊數(shù)量實現(xiàn)大容量化。此外，通過導(dǎo)體層的薄層化可降低成本。
此外，技術(shù)方案2的發(fā)明所提出的方案如權(quán)利要求1所說的層疊陶瓷電容器，其特征是，上述導(dǎo)體層具有厚度為零的非形成部。
按照本發(fā)明，形成于導(dǎo)體層之間的電場不僅在導(dǎo)體層表面之間形成，而且從非形成部的邊緣迂回地形成。即，可獲得與進一步增大導(dǎo)體層之間的相向面積同樣的效果。由此，可實現(xiàn)層疊陶瓷電容器的大容量化。
此外，技術(shù)方案3的發(fā)明所提出的方案如權(quán)利要求2所說的層疊陶瓷電容器，其特征是，上述導(dǎo)體層的上述非形成部的邊緣朝向相向的導(dǎo)體層方向彎曲。
按照本發(fā)明，由于導(dǎo)體層的上述非形成部的邊緣朝向相向的導(dǎo)體層方向彎曲，因此，能夠切實從該邊緣迂回地形成電場。由此，可實現(xiàn)層疊陶瓷電容器的大容量化。
如以上所詳細說明的，按照本發(fā)明，由于導(dǎo)體層向?qū)盈B方向彎曲并且厚度不均勻地形成，因此，導(dǎo)體層之間的相向面積增大。由此，可實現(xiàn)層疊陶瓷電容器的大容量化。此外，由于不必使導(dǎo)體層的厚度均勻地形成，故容易實現(xiàn)導(dǎo)體層的薄層化。由此，可實現(xiàn)層疊陶瓷電容器的小型化并通過增加層疊數(shù)量實現(xiàn)大容量化。此外，通過導(dǎo)體層的薄層化可降低成本。


圖1是層疊陶瓷電容器的局剖立體圖。
圖2是層疊陶瓷電容器的放大剖視圖。
圖3是陶瓷生片材的層疊工序的說明圖。
圖4示出反映導(dǎo)電性涂膏使用量與電容量關(guān)系的曲線。
圖5是現(xiàn)有層疊陶瓷電容器的局剖立體圖。
圖6是現(xiàn)有的另一種層疊陶瓷電容器的局剖立體圖。
對本發(fā)明第1實施形式所涉及的層疊陶瓷電容器結(jié)合附圖進行說明。圖1是層疊陶瓷電容器的局剖立體圖，圖2是層疊陶瓷電容器的放大剖視圖。
如圖1所示，該層疊陶瓷電容器1具有由陶瓷介電層2與導(dǎo)體層3交替層疊而成的形狀約為正方體的層疊體4，形成于層疊體4的兩個端部并與上述導(dǎo)體層3連接的外部電極5。其中，導(dǎo)體層3與兩端的外部電極5交替地連接。即，一個外部電極5與導(dǎo)體層3每隔一層進行連接，另一個外部電極5與未與上述一個外部電極4連接的導(dǎo)體層3相連接。
陶瓷介電層2例如由BaTiO3類具有強介電性能的陶瓷燒結(jié)體構(gòu)成。而導(dǎo)體層3例如由Pd、Ni、Ag等金屬材料構(gòu)成。層疊體4是將多個印刷有導(dǎo)電性涂膏的陶瓷生片材層疊并對其進行燒結(jié)而形成。這樣，陶瓷生片材燒結(jié)成陶瓷介電層2，而導(dǎo)電性涂膏燒結(jié)成導(dǎo)體層3。外部電極5例如由Ni、Ag等金屬材料構(gòu)成。
如圖2所示，導(dǎo)體層3向?qū)盈B方向(圖2中紙面的上下方向)彎曲而形成。換言之，層疊體4呈由波紋狀或凹凸?fàn)畹膶?dǎo)體層3和陶瓷介電層2層疊而成的結(jié)構(gòu)。此外，導(dǎo)體層3的厚度不均勻，特別是具有厚度為零的非形成部3a。此外，該導(dǎo)體層3的非形成部3a的邊緣朝向相向的上下某一方向的導(dǎo)體層3彎曲。
由于該導(dǎo)體層3的彎曲和厚度不均勻，與導(dǎo)體層3呈平板狀形成的場合相比，導(dǎo)體層3的表面積增大，故導(dǎo)體層3之間相向面積增大。因此，導(dǎo)體層3之間的電容量增大。此外，從導(dǎo)體層3的非形成部3a的邊緣朝向相向的導(dǎo)體層3形成迂回的電場(參照圖2的帶箭頭虛線)。由此，導(dǎo)體層3之間的電容量進一步增大。此外，由于導(dǎo)體層3的上述非形成部3a的邊緣朝向?qū)w層3方向彎曲，因此，能夠切實從該邊緣向?qū)w層3形成迂回的電場(參照圖2的帶箭頭虛線)。
下面，對該層疊陶瓷電容器制造方法的一個例子進行說明。首先，將既定量的例如以BaTiO3為主原料的介電陶瓷材料、有機粘合劑以及有機溶劑或水混合并攪拌以獲得陶瓷漿料。其次，將該陶瓷漿料以刮片法等帶材成型法制成陶瓷生片材。
其次，以絲網(wǎng)印刷、凹版印刷、凸版印刷等方法將導(dǎo)電性涂膏以既定的形狀印刷在該陶瓷生片材上。其中，所涂布的導(dǎo)電性涂膏以印刷膜厚3μm為以下為宜，最好為1μm以下。這樣，在后述的燒結(jié)工序中當(dāng)導(dǎo)電性涂膏燒結(jié)時金屬粒子彼此間凝結(jié)而導(dǎo)致厚度不均，在有些地方產(chǎn)生非形成部。
其次，將印刷有導(dǎo)電性涂膏的陶瓷生片材以壓力裝置進行層疊與壓合以獲得陶瓷層疊體。具體地說就是，如圖3所示，在壓力裝置的支撐臺20上放置陶層生片材10，對模具21以既定壓力向片材的厚度方向加壓以獲得陶瓷層疊體。
其中，模具21的推壓面22具有既定的表面粗糙度。即，模具21的推壓面22上形成有凹凸。該凹凸是例如在由具有光滑表面的諸如金屬或樹脂部件等構(gòu)成的模具21的表面，通過實施諸如溝槽形成、研磨、磨削、壓花、噴砂、腐蝕、電鍍、涂覆等加工而形成。此外，該凹凸的深度最好是陶層生片材10的10％～30％左右。通過使用這種模具21，可使陶瓷層疊體在壓力裝置作用下向?qū)盈B方向彎曲。
其次，將陶瓷層疊體裁切成單個元件大小以獲得層疊片狀元件體。然后，對該層疊片狀元件體以既定的溫度條件及氣體氛圍條件進行燒結(jié)以獲得燒結(jié)體。最后，在燒結(jié)體的兩端以諸如浸漬法等方法形成外部電極而獲得層疊陶瓷電容器。
在這種層疊陶瓷電容器1中，由于導(dǎo)體層3向?qū)盈B方向彎曲且厚度不均地形成，故導(dǎo)體層3之間的相向面積增大。此外，由于導(dǎo)體層3具有厚度為零的非形成部3a，因此，形成于導(dǎo)體層3之間的電場不只是在導(dǎo)體層3的表面之間形成，而且從非形成部3a的邊緣迂回形成。即，可獲得與增大導(dǎo)體層3之間的相向面積同樣的效果。在這里，由于導(dǎo)體層3的上述非形成部3a的邊緣朝向相向?qū)w層3彎曲，故能夠切實從該邊緣迂回地形成電場。由以上所述，能夠?qū)崿F(xiàn)層疊陶瓷電容器的大容量化。
此外，在層疊陶瓷電容器1中，由于不必使導(dǎo)體層3厚度均勻，因此，容易實現(xiàn)導(dǎo)體層3的薄層化。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)層疊陶瓷電容器的小型化并通過增加層疊數(shù)量而實現(xiàn)大容量化。
對這種層疊陶瓷電容器1，就單個電容器的導(dǎo)電性涂膏使用量與靜電容量之間的關(guān)系進行了測定，其結(jié)果如圖4的曲線所示。在圖4中，實線為本實施形式所涉及的層疊陶瓷電容器1、虛線為前述現(xiàn)有層疊陶瓷電容器100、單點劃線為前述現(xiàn)有層疊陶瓷電容器101a的數(shù)據(jù)。
如圖4所示，一般來說，層疊陶瓷電容器具有這樣的特性，即，當(dāng)逐漸減少導(dǎo)電性涂膏時，在某一點處電容量將急劇降低。此外，一般來說，對于層疊陶瓷電容器，存在著如何獲得小型且大容量的電容器這樣一個課題。而從制造成本的觀點而言，對于層疊陶瓷電容器，由于總體成本中導(dǎo)電性涂膏的成本占很大比重，因此，存在著如何減少導(dǎo)電性涂膏使用量的課題。
作為導(dǎo)體層彎曲的現(xiàn)有層疊陶瓷電容器101a如圖4所示，雖然解決了大容量這個課題，但由于導(dǎo)電性涂膏的使用量大，降低成本的課題仍未得到解決。而作為本實施形式所涉及的層疊陶瓷電容器1，如圖4所示，實現(xiàn)了大容量化及成本的降低。
在上述實施形式中，作為使導(dǎo)體層3的厚度不均勻地形成的方法，列舉了通過形成導(dǎo)電性涂膏薄膜、在后道工序的燒結(jié)工序中使導(dǎo)電性涂膏的金屬粒子彼此間凝結(jié)的方法，但本發(fā)明并不限定于此。作為其它方法，例如，可列舉出向?qū)щ娦酝扛嗵砑颖痊F(xiàn)有電容器更多的同材的方法。其中，所說“同材”是指成分組成與介電陶瓷相同的粉末。例如，相對于100份重量的導(dǎo)電粉末添加30～50份重量的同材作為導(dǎo)電性涂膏使用。當(dāng)使用這種導(dǎo)電性涂膏時，由于導(dǎo)電體的密度降低，故有些同材在燒結(jié)工序中形成燒結(jié)的部分。由此，導(dǎo)體層的厚度變得不均勻，在有些地方產(chǎn)生非形成部。
實施例1下面，對本發(fā)明所涉及的層疊陶瓷電容器的具體制造方法進行說明。首先，將例如BaTiO3等為主原料的介電陶瓷材料與丁縮醛類有機粘合劑、有機溶劑以及各種添加物混合并使之離散而制成陶瓷漿料。利用輥式涂覆機將該陶瓷漿料涂布在PET薄膜上，從而獲得厚度為10μm的陶瓷生片材。采用絲網(wǎng)印刷法將相對于100份重量的金屬粉末具有20份重量的同材的導(dǎo)電性涂膏涂在該陶瓷生片材上，以形成內(nèi)部電極。其中，導(dǎo)電性涂膏的平均膜厚為1μm。
其次，將涂布有導(dǎo)電性涂膏的陶瓷生片材沖裁成具有既定尺寸的矩形，將其依次重疊以獲得陶瓷層疊體。此時，對陶瓷生片材進行壓力加工的模具使用表面形成有經(jīng)表面粗糙度計計量為3μm的凹凸的模具。
其次，將陶瓷層疊體以被稱作切丁機的裁切機裁切成5mm×3mm的片狀。并且，將該片狀層疊體以1200℃左右的溫度進行燒結(jié)以獲得燒結(jié)體。最后，在該片狀層疊體的兩端進行導(dǎo)電性涂膏的燒接以形成外部電極。經(jīng)過上述過程，可獲得本發(fā)明所涉及的的層疊陶瓷電容器。
實施例2對本發(fā)明所涉及的層疊陶瓷電容器的其它具體制造方法進行說明。首先，將以諸如BaTiO3等為主原料的介電陶瓷材料與丁縮醛系有機粘合劑、有機溶劑以及各種添加物混合并使之離散而制成陶瓷漿料。利用輥式涂覆機將該陶瓷漿料涂布在PET薄膜上，以獲得厚度為10μm的陶瓷生片材。采用絲網(wǎng)印刷法將相對于100份重量的金屬粉末具有40份重量的同材的導(dǎo)電性涂膏涂布在該陶瓷生片材上，以形成內(nèi)部電極。其中，導(dǎo)電性涂膏的平均膜厚為2μm。以后的工序與前述第1實施形式同樣地進行，便可獲得本發(fā)明所涉及的層疊陶瓷電容器。
權(quán)利要求
1．一種層疊陶瓷電容器，由導(dǎo)體層與介電層交替層疊而成，其特征是，上述導(dǎo)體層向?qū)盈B方向彎曲且厚度不均勻。
2．如權(quán)利要求1所說的層疊陶瓷電容器，其特征是，上述導(dǎo)體層具有厚度為零的非形成部。
3．如權(quán)利要求2所說的層疊陶瓷電容器，其特征是，上述導(dǎo)體層的上述非形成部的邊緣朝向相向的導(dǎo)體層方向彎曲。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠以低廉的成本實現(xiàn)小型且大容量化的層疊陶瓷電容器。這種層疊陶瓷電容器是由導(dǎo)體層與介電層交替層疊而成,上述導(dǎo)體層向?qū)盈B方向彎曲且厚度不均勻。
文檔編號H01G4/12GK1302071SQ0013549
公開日2001年7月4日 申請日期2000年12月20日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月24日
發(fā)明者茶園廣一 申請人:太陽誘電株式會社