TW414898B - Electronic device and its production - Google Patents
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Description
414898 A7 Η 7 五、發明説明(1 ) 〔發明所屬技術領域〕 本發明係關於具薄膜構造之電阻體,磁性體,絕緣體 ,半導體要素之電子元件’詳言之爲在金屬層間具氧化物 中間層之電子元件及其製造方法。 〔習知技術3 在金屬層間形成薄且均一之氧化膜之方法,一般使用 習知之濺射等所謂真空薄膜形成技術。但是,以此種方法 在毫米單位以下之極小電子元件之某一限定場所形成氧化 膜時需特別之掩罩,量產生有缺點,同時成本亦高。 訂 又,藉由網版印刷法,轉印法,浸漬法形成展色料中 分散有氧化物之糊的所謂厚膜形成技術,以此種方法形成 均一之次微米級膜厚時有限界。又,形成金屬層,形成氧 化物層,再形成金屬層,工程複雜。因氧化物之組成,燒 結時之環境含有所限定,有時無法得所要氧化物層。 :-部中央標卑局只工消贽合作社印製 又,氧化物層一般具負溫度特性,但在溫度條件變化 之環境下使用之裝置亦具穩定之溫度特性者,或具正溫度 特性之元件等亦被期待。 但是,晶片電阻一般係在鋁等絕緣體上形成電阻體而 得。其形成方法爲,使電阻體糊化,以網版印刷形成,藉 燒結於鋁基板而得。電阻體主要以氧化釕系爲主流,另有 使用氧化錫,氮化鉅等。該電阻體係採用將高電阻之導電 粒子及玻璃及黏合劑混合,糊化,於鋁基板上之特定位置 印刷成特定形狀等而形成,以6 0 0 °C以上高溫燒結於基 本紙張尺度適用中國國家枕準(CNS ) Λ4規枯(210x297公:^: ) Λ 41489b A7 B7 五、發明説明( 2 經滅部中央標卑局li-ϊ工消合竹社印犁 板之方法。 但是,電阻値因燒結溫度容易變化,特別是環境控制 爲必要之燒結之場合,電阻値之變動變大。另外,因包含 多之玻璃成分,形成其他另件時之燒結再度被進行時,玻 璃因其影響而向基板內擴散,電阻値大幅變動。 另外,因含多量之玻璃,對晶片電阻體之端子電極部 電鍍時,有必要在燒結所形成電阻體之上被覆對樹脂等電 鍍之保護膜。其乃因,電鍍造成玻璃等之浸食,電阻値大 幅變動β 又,最近電子機器之電源,多使用開關電源或D C -D C轉換器,該電源使用之電容器爲電源旁通用電容器。 該電源旁通用電容器,係依電源電量或切換頻率,併用之 平滑線圈等電路參數,而使用低容量之積層陶瓷電容器, 及高容量之鋁或鉬電解電容器。但是,電解電容器,雖可 得大容量,作爲電源旁通用(平滑用)電容器有好的一面 ,因大型,低溫特性不佳,有短路之可能。而且,內部阻 抗高,等效串接電阻(E SR)導致之損失隨時發生,伴 隨著發熱,且頻率特性差,平滑性惡化等爲其問題點。又 ,近年來,隨技術革新,伴隨積層陶瓷電容器等介電體或 內部電極之薄層化,積層技'術之進展,積層陶瓷電容器之 靜電容量,亦漸接近電解電容器之靜電容量。因此,以積 層陶瓷電容器取代電解電容器之償試被進行著。 對電子元件用之電容器言,漣波雜訊係表示平滑作用 之重要因素,漣波雜訊可抑制在何種程度,係由電容器之 本紙張尺度適用中國國家榡隼(CNS ) 枯(2]0Χ2<?7,;Μ_;·)
飞h η -η f> 注 ψ 項 Γ}· 雜 本 TI 裝 訂
U -5- 414898 Π 7 經部中央桴準局妇工消费合竹社印^ 五 、發明説明 (3 ) I 等 效 串 聯電 阻 ( E S R ) 決 疋 a 此 處 > 健 波 電 壓 以 △ V Γ I I > 流 經 阻抗 線 [7ΕΠ 圈 之 電 流 以 Δ i 等 效 串 聯 電 阻 以 E S R 表 I I I 示 則 I | 先 [V] I I a | △ V r =Δ i X E S R IV 之 4 i il & •1;· j i 降 低E S R 可 抑 制 漣 波 電 壓 0 但 是. 在 電 源 旁 通 電 路 y 1 1 中 使 用E S R 低 之 電 容 器 較 好 使 用 E S R 低 之 積 層 電 本 以裝 容 於 電源 電 路 中: 被嘗試著 0 Ti ·—- 1 1 但 是, D C — D C 轉 換 器 或 開 關 電 源 等 2 次 側 電 路 中 1 1 f 平 滑 電路 之 E S R 對 反 饋 迴 路 之 相 位 特 性 有 大 之 影 響 > I j 特 別 是 產生 E S R 變 爲 極 低 之 問 題 〇 亦 即 使 用 E S R 低 訂 | 之 積 層 陶瓷 電 容 器 作 爲 平 滑 用 電 容 器 時 在 2 次 側 平 滑 電 1 1 路 僅 以 L及 C 成 分 之 等 效 構 成 存 在 電 路 內 之 相 位 成 僅 爲 1 1 .土 9 0 °及 0 〇 相 位 容 許 度 不 存 在 容 易 產 生 振 盪 同 1 樣 現 象 在使 用 3 端 子 穩 壓 器 之 電 源 電 路 時 亦 以 負 載 變 動 之 Xt 1 振 盪 現 象出 現 〇 f I 因 此, 有 人 曾 提 案 提 高 積 層 陶 瓷 電 容 器 之 等 效 串 聯 蕾 1 r 阻 ( E S R ) 之 電 子 元 件 0 例 如 T 專 利 第 2 5 7 8 2 6 4 I i 〇e& 係 於積 層 陶 瓷 電 容 器 之 外 部 電 極 表 面 形 成 金 屬 氧 化 膜 1 I 9 作 爲 電阻 功 能 以 提 筒 E S R 以 該 氧 化 膜 厚 控 制 電 阻値 I Ο 但 是 ,其 製 造 方 法 9 端 子 電 極 之 氧 化 控 制 困 難 > 氧 化 程 1 度 稍 大 時, 電 極 內 部 亦 被 氧 化 > 無 法 達 成 電 容 器 之 功 能 0 1 1 又 j 即 使僅 使 端 子 雷 極 氧 化 » 因 端 子 電 極 被 氧 化 而 產 生 不 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家招:準(CNS )八4说彳& ( 2〗0x29*?公祐) 經"'1部中央桴"局另工消t合作社印製 414898 A? __________ ΓΠ _ 五、發明説明(4 ) 良情況。亦即,進行電鑛時,雖形成無電解電鍍被膜’但 此方法中,於電鍍時需以樹脂等被覆以使陶瓷體不被電鍍 。不僅工程複灘,氧化物與電鍍膜(N i膜)間之接著性 降低,在其間產生剝離,無法獲得電子元件之充分之機械 強度。亦即,藉N i電鑛設引線時,該引線容易剝離。 又,例如特開昭5 9-2 2 5 5 0 9號公報之記載, 係於積層陶瓷電容器再積層氧化釘等電阻體糊,同時燒結 以成電阻體。但是,此種元件,直接設端子電極時,等效 電路成爲C/R或(L c ) /R之並聯電路,無法串聯電 路。又,爲得串聯電路,端子電極之形狀變複雜,製程亦 複雜。 〔發明欲解決之課題〕 本發明之目的在於實現,以簡單工程可得均一之氧化 物層,該氧化物層之電阻値之控制容易且高精度,且氧化 物層與其他金屬含有層間之接著強度良好的電子元件之製 造方法,及電子元件。 又,提供一種,電鍍液中沒有電阻體,不因電鍍產生 電阻値之變動,藉與其他元件之組合容易得電阻功能之電 子元件及其製造方法。 又,提供溫度特性爲零或正之電子元件。 又,不需特別燒結條件,製程簡單,成本低,可得 C R或(L c ) / R串聯電路,電阻値控制容易,具引線 之接著強度強之端子電極的電子元件及其製造方法。 本紙張尺度適用中國國家摞準(CNS ) 格(--- (-?1閱洋背而之注&事項"蛸寫本")
4l48di A- > A i _ _.____ H7 ______ 五、發明説明(5 ) [解決問題之方法〕 上述目的,由以下(1)〜(38)之構成來達成。 (1 )—種電子元件,係具有:至少含有金屬之第1 金屬層,及燒結金屬粒子形成之第2金屬層;於該2金屬 層間具有氧化物中間層:其特徵爲: 上述第2金屬層含有之金屬粒子之氧化還元平衡曲線 ,係較第1金屬層含有之金屬粒子之氧化還元平衡曲線位 於更上位;_ 上述氧化物中間層係含有第1金屬層含有之金屬之氧 化物。 (2) 如上述(1)之電子元件,其中 上述第1金屬層與第2金屬層係藉由上述氧化物中間 層作電導通; 上述氧化物中間層係作爲電阻體之功能。 (3) 如上述(1 )或(2)之電子元件,其中 上述第1金屬層係含有Fe ,Co ,Cu及Ni中之 經沪部中央梯淖局只工消合作.社印奴 一種或二種以上, 第2金屬層係含有Ag,An,P t ,Pd,Rh ’ I r及Ru中之一或二種以上。 (4) 如上述(1)〜(3)中任一之電子元件,其 中 上述氧化物中間層之氧化物係含有F e 0,α — F e2〇3 ' a — ¥ 02〇3 · F e3〇4 5 CoO * 本纸張尺度適用中國國家標隼(CNS ) ( 210X?97,公〇 414898 Η 7 五、發明説明(6 N i 0中之 C 〇 3 0 4 1 Cu2〇 1 Cu3〇4 ' CuO 種或二種以上。 (5 )如上述(1 )〜(4)中之任一之電子元件 經滴部中央標準局Β工消贽合竹社印製 其中 上 玻璃0( 其中 介 形 電連接 上 上述第 .( 具 ( 上( 中 上( 由燒結 在氧化 進行燒 述第1金屬層,氧化物中間層及第2金屬層係含有 〜2 0 w t %。 6 )如上述(1 ) )中之任一之電子元件 電體層與內部電極交互積層, 成於該積層體端部之端子電極,與上述內部電極係 成電容器, 述端子電極之至少一方係由內部電極側起依序具有 1金屬層,氧化物中間層,及第2金屬層。 7) 如上述(6)之電子元件,其中 有等效電路爲CR或(Lc)R串聯電路, 8) 如上述(6)或(7)之電子元件,其中 述內部電極層爲含有N i 9) 如上述(6)〜(8)中任一之電子元件,其 述端子電極之外側具電鍍層。 1 〇 )—種電子元件,係具有:含有在氧化環境中 而成爲氧化物之第1金屬的第1金屬層;及對含有 環境中即使燒結亦不起氧化之金屬的第2金屬粒子 結而形成之第2金屬層;在該2金屬層間具有氧化 尤m 1{: η 而 之 n -& J.n' 再 浆 η 訂 本紙張尺度適用中國國家摞準(CNS )以圯枯(2!0Χ?97公私) _ 9 414898 A7 in 經¾-部中央標卑局KJt.消费合竹社印製 五 、發明説明 (/ 7 ) '·--- ---- 1 物 中間 層 ; 其特 徵 爲 1 上 述 氧 化 物 中 間 層 係 含 有 第 1 金 屬 層 所 含 有 第 1 金 屬 1 之 氧 化 物 J 且 在 上 述 氧 化 物 中 間 層 中 分 散 有 第 2 金 屬 層 所 ' 1 I 含有之 第 2 金 屬 粒子 0 € 1 | ( 1 1 ) 如 上述 C 1 0 )之電子元件 其中 说 1}'_ 1 -L I 分 散於 上 述 氧 化 物 中 間 層 之 第 2 金 屬 粒 子 9 係 以 金 屬 之 & 1 1. 粒子 之 狀 態 及 / 或 金 屬 粒 .子 間 之 —- 部分 呈 融 合 之 狀 態 存 在 Ψ i i 〇 η $響ι ( 1 2 )‘ 如 上 述 ( 1 0 ) 或 ( 1 1 ) 之 電 子 元 件 其 ___- 1 I 中 1 I 上 述 氧 化 物 中 間 層 係 形 成 有分散 之 第 2 金 屬 粒 子 間 1 1 I 之 —* 部 分 呈 融 合 狀 態 之- 導通路徑 0 1 ΐ 丁 ( 1 3 ) 如 上 述 ( 1 0 ) ( 1 2 ) 中 之 任 —' 之 電 子 1 1 元 件 其 中 1 1 分 散 於 上 述 氧 化 物 中 間 層 之 第 2 金 屬 业丄 子 之 含 有 量 9 1 I 當 觀 察 所 形 成 之 氧 化 物 中 間 層 之 斷 面 而 確 認 之 第 2 金 屬 .i Ι 子 之 於 氧 化 物 之 佔 有 面 積 1 與 氧 化 物 中 間 層 全 體 之 面 積 間 r 之 比 以 分 散 粒 子 之 總· 面積, /氧化物中間層之總頂 ί積 1 X 1 0 0 來 表 示 時 係 爲 2 0 ' -99% = 1 ( 1 4 ) 如 上 述 ( 1 0 ) ( 1 3 ) 中 之 任 — 之 電 子 1 I 元 件 其 中 i I 上 述 第 2 金 屬 層 所 含 有 之 第 2 金 屬 粒 子 > 其 平 均 粒 子 1 I 徑 爲 0 • 0 1 1 0 β m 〇 1 1 ( 1 5 ) 如 上 述 ( 1 0 ) ( 1 4 ) 中 之 任 * 之 電 子 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標车(CNS ) ( 2]0X;?W々私) -1〇- 414898 A7 Ι.Ϊ7五、發明説明(8 ) 元件,其中 上述第1金屬層所含有之第1金屬粒子,其平均粒子 徑爲0·1〜5#m,上述第2金屬層所含有之第2金屬 粒子,其平均粒子徑爲0 . 0 5〜5/zm。 (1 6)如上述(1 〇)〜(1 5)中之任一之電子 元件,其中- 上述第2金屬層所含有第2金屬粒子,係含有A g, P d R h R u I r 及P d中之一或二 IV; m 1Ϊ 而 之 ii-& Ψ m η 础纖 裝 種以上之金屬元素, 第1金屬層係含有上述第2金屬成份以外之金屬,或 該金屬與上述第2金屬成份之合金。 (1 7)如上述(1 0)〜(1 6 )中任一之電子元 件,其中 上述第2金屬層相對於全金屬量,係含有0〜2 0重 量%之玻璃袖。 (1 8)如上述(1 7)之電子元件’其中 上述玻璃釉之軟化點爲3 5 0 °C以上,5 0 0°C以下 〇 (19) 如上述(17)之電子元件,其中 上述玻璃柚之軟化點爲3 0 0 °C以上,3 5 0 °C以下 ,或5 0 ◦ °C以上,1 0 〇 〇 °C以下。 (20) 如上述(10)〜(19)中任一之電子元 件,其中 上述第1金屬層係含有Fe ’ co ’ Cu及Ni中之 本紙張尺度適用中國國家e4M CNS ) ( 210X?97公片
Ji 訂 經妒部中次標卑局只工消资合竹社印奴 11 經斌部中戎標準局Κ工消费合竹社印製 414898 __ Η 7 五、發明説明(9 ) 1種或2種以上。 (2 1 )如上述(1 〇)〜(2 0)中任一之電子元 件,其中 上述氧化物中間層,其氧化物係含有?6〇,0:-Fe2〇3,a — F e2〇3,F e3〇4,Co〇, C〇3〇4,.Cu2〇 ’ C113O4,CuO,N i 0 中之一 種或二種以上。 (22) 如上述(1 〇)〜(2 1 )中任一之電子元 件,其中 上述第1金屬層與第2金屬層係藉由上述氧化物中間 層作電導通, 上述氧化物中間層係作爲電阻體之功能。 (23) 如上述(22)之電子元件,其中 由上述第1金屬層起至第2金屬層之範圍所形成電阻 體部分之溫度係數爲零或正。 (24) 如上述(22)或(23)之電子元件,其 中 介電體層與內部電極交互積層, 形成於該積層體端部之端子電極,與上述內部電極係 電連接成電容器, 上述端子電極之至少一方係由內部電極側起依序具有 上述第1金屬層,氧化物中間層,及第2金屬層。 (25) 如上述(22)〜(24)中任一之電子元 件,其中 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS > Λ4ί.ί枯(210x?g·?.»对)
(¾^^¾背而之ίχ^'φ'τ.#^^ 本召 J
-12- ^14898 A7 _____J57 五、發明説明(10 ) 等效電路具有CR或(L c ) R串聯電路。 (2 6)如上述(24)或(2 5)之電子元件,其 中 上述內部電極層含有Ni。 (2 7)如上述(24)〜(26)中任一之電子元 件,其中 ' 在上述端子電極以外側具電鑛層。 (2 8 )—種電子元件之製造方法, 使用至少於展色料中分散有金屬粒子之第1金屬層用 糊及第2金屬層用糊, 寧2金屬層用糊含有之金屬之氧化還元平衡曲線,係 較第1金屬層用糊含有之金屬之氧化還元平衡曲線位於更 上位者, 將該第1金屬層用糊塗布於基材上乾燥之, 第1金屬層用糊含有之金屬於未被氧化之中性乃至還 元性環境中燒結作爲第1金屬層前驅體, 於第1金屬層前驅體上塗佈第2金屬層用糊並乾燥之 經1¾:-部中央標準局只工消費合作社印*'表 上述第1金屬層前驅體含有之金屬於氧化之氧分壓條 件下,且第2金屬層用糊含有之金屬於未氧化之氧分壓條 件下燒結俾於第1金屬層前驅體之與第2金屬層用糊間之 界面形成氧化物中間層之同時, 獲第1金屬層及第2金屬層。 (2 9 )如上述(2 8 )之電子元件之製造方法,其 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準{ CNS ) 格(210X297公/;.) 414898 Α7 _ ___Β7__—_ 五、發明説明(11 ) 中 將上述第1金屬層用糊塗布,乾燥,燒結以之作爲層 金屬層, 再於其上以電鍍法形成金屬薄膜以之作爲第1金屬層 1 再於其土塗布第2金屬層用糊。 (3 0 ) —種電子元件之製造方法, 使用至少於展色料中分散有在氧化性環境中藉由燒結 成爲氧化物之第1金屬粒子的第1金屬層用糊,及至少於 展色料中分散有在氧化性環境中藉由燒結亦未被氧化之第 2金屬粒子的第2金屬層用糊; 將該第1金屬層用糊塗布於基材上乾燥之, 第1金屬層用糊含有之金屬於未被氧化之中性乃至還 元性環境中燒結作爲第1金屬層前驅體, 於第1金屬層前驅體上塗佈第2金屬層用糊並乾燥之 於氧化性環境中藉燒結使第1金屬層前驅體之與第2 金屬層用糊之界面氧化以形成氧化物中間層,而且使於該 氧化物中間層中分散有第2金屬層含有之第2金屬粒子之 狀態下,以得第1金屬層,氧化物中間層,及第2金屬層 將上述第1金屬層用糊塗布,乾燥,燒結以之作爲底 本紙張尺度適用中國國家標準{ CNS } < 2 ] Ο X 297公兑) _ 1Α - έϊ: 之 ii. .Λ. u· 寧 H\ ir) f -5
-X 經濟部中决標準局只工消资合竹社印製 述 上 如 其 法 方 造 製 之 件 元 子 電 之 414898 B7 一______ _ 五、發明説明(12 ) 層金屬層, 再於其上以電鍍法形成金屬薄膜以之作爲第1金屬層 再於其上塗布第2金屬層用糊。 (3 2 )如上述(3 0 )或(3 1 )之電子元件之製 造方法,其中 使上述第2金屬層用糊含有之第2金屬粒子之平均粒 子徑於0.01〜20#m範圍變化, 調整上述氧化物中間層之電阻値。 (33) 如上述(30)〜(32)中之任一之電子 元件之製造方法,其中 上述第2金屬層糊,相對於全金屬量係含有0〜2 0 重量%之玻璃釉, .且藉調整該玻璃釉之軟化點來調整上述氧化物中間層 之電阻値。 (34) 如上述(30)〜(33)中任一之電子元 件之製造方法,其中 經滴部中决標卑局只工消合竹社印¾ 上述第1金屬層含有之第2金屬粒子之平均粒子徑設 定爲0.05〜5vm,第2氧化物中間層起至第1金屬 層之範圍內,使第2金屬層含有之第2金屬粒子分散,以 形成該第2金屬粒子之路徑。 (35) 如上述(30)〜(34)中任一之電子元 件之製造方法,其中 使介電體層,內部電極層交互積層以形成生晶片, -15- 本紙張尺度適用中國國家標率{ CNS ) Λ4ϋ ( 2]0χ?ϋ)Π 414898 A? 137 五 '發明説明(13 ) 對該生晶片進行燒結以形成晶片體, 於該晶片塗布第1金屬層用糊,於中性或還元件環境 中燒結以形成第1金屬層及氧化物中間層之前驅體, 再於其上塗布第2金屬層用糊, 將其置於氧化性環境中燒結,使上述第1金屬層及氧 化物中間層之前驅體之與第2金屬層間之界面附近氧化以 形成端子電極。 " (36)如上述(30)〜(34)中任一之電子元 件之製造方法,其中 使介電體層,內部電極層交互積層以形成生晶片, 對該生晶片進行燒結以形成晶片體, 於該晶片塗布第1金屬層用糊, 再於其上塗布第2金屬層用糊, 於中性或還元性環境中燒結, 冷卻過程中,將其置於氧化性環境下,使上述第1金 屬層用糊燒結體之與第2金屬層間之界面附近氧化以形成 端子電極層。 元件之製造方法,其中 (37)如上述(30)〜(34)中任一之電子元 件之製造方法,其中 使介電體層,內部電極層交互積層以形成生晶片, 於該生晶片塗布第1電極層用糊, 再於其上塗布第2金屬層用糊, 於還元性環境中燒結,再於冷卻過程中將其置於氧化 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) /\4圯枋(210X297.公尨) 414898 A7 B7 五、發明説明(14 ) 性環境下,使上述第1金屬層用糊燒結體之與第2金屬層 間之界面附近氧化以彤成端子電極。 (38)如上述(30)〜(37)中任一之電子元 件之製造方法,其中 上述第1金屬層含有Cu及/或Ni ,第2金屬層含 有Ag,P、d,P t ,Rh,I r或Ru中之一種或二種 以上。 本發明之電子元件,係具有:至少含有金屬之第1金 屬層,及燒結金屬粒子形成之第2金屬層;於該2金屬層 間具有氧化物中間層之電子元件, 上述第2金屬層含有之金屬粒子之氧化還元平衡曲線 ,係較第1金屬層含有之金屬粒子之氧化還元平衡曲線位 於更上位: 上述氧化物中間層係含有第1金屬層含有之金屬粒子 或金屬氧化物。 對第2金屬層含有之金屬之氧化還元平衡曲線位於較 第1金屬層含有之金屬之氧化還元平衡曲線爲上位的2個 不同金屬層,在僅第1金屬層所含有金屬成分被氧化之氧 分壓條件下藉由燒結,使僅有第1金屬層與第2金屬層之 界面被氧化,以得均一之氧化膜。 第1金屬層含有金屬粒子或金屬,第2金屬層含有金 屬粒子,第1金屬層係藉燒結或電鍍法,第2金屬層則藉 燒結形成。所含有之金屬成分只要是,第2金屬層含有之 金屬成分之氧化還元平衡曲線,位於較第1金屬層含有之 ΓΓ7^ι^·:.ί·1:1ϊ'而之注&1'Jrisr^、:s5本 κ ) 、-' 經%-部中决標卑局另工消费合作社印掣 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS > AW.Uf, ( 2]0Χ297^#.) -17- ^14898 A7 ____ Η 7 五、發明説明(15 ) 金屬層成分.之氧化還元平衡曲線更上位者即可,並未特別 限定,只需依電子元件必要之功能或用途等適宜選擇即可 。此氧化還元平衡曲線,係例如Ellingham所導入, Richardson 及 Jeffs 所發展者。 此種氧化還元平衡曲線,2種金屬之氧化還元平衡曲 線不重疊,第2金屬層含有之金屬之氧化還元平衡曲線, 必需位於較第1金屬層含有之金屬之氧化還元平衡曲線爲 上位。此乃因,例如在3 0 0〜1 4 0 0°C之溫度範圍內 ,一方之曲線位於另一方曲線之上位之關係,只要是較上 述Ellingham曲線更明確者即可。此場合下,並未特別限制 ,但若以更具體之數値表示則爲,第2金屬層含有之金屬 ,及第1金屬層含有之金屬氧化時之氧分壓比之最低値較 好爲1 0 — 1 Q以上,更好爲1 0 - 5以上。 就第1金屬層含有之金屬粒子或金屬,與第2金屬層 含有之金屬粒子之組合而言,爲得電阻體時C u — A g等 ,爲得磁性體時F e _P d等,得介電體時T i — P d等 ,得半導體時 Zn— Ag,Cu— Ag,Ni— Ag, Μη _ P d等之組合爲較好。又,此係著眼於特定功能之 分類’但是例如一般電子元件般以半導體作爲電阻體之功 能各種應用爲可能。 金屬粒子之粒徑因種類而異,較好爲0.〇1〜 ΙΟμπι,更好爲〇 · 〇5〜5μπι程度。第1電極層中 之金屬成分之含有率,以金屬換算較好爲1 〇〜 9 5wt%,更好爲2 0〜9 Owt%,第2電極層中之 -18- 本紙張尺度適用中國國家標舉{ CNS )八4说枯(2丨0Χ29\>^.) 似 898 Α? _ Η 7 五、發明説明(16 ) 金屬成分之含有率’以金屬換算較好爲8 5〜 lOOwt%’更好爲90〜i〇〇wt%程度。 第1及第2金屬層之形成方法,並未特別限定,較好 爲一般之浸漬法’網版印刷法,轉印法,乾式電鍍法等, 特別是浸漬法’網版印刷法較好。形成之第1金屬層之厚 度,並未特別限定,一般爲5〜1 OOjt/m,特別是10 〜8 0 爲較好第2金屬層之厚度,一般爲5〜10 0
Atm,特別是1 0〜8 0 jum爲較好。 藉網版印刷法,浸漬法設第1金屬層之第2金屬層時 第1金屬層及第2金屬層藉網版印刷法,浸漬法等設 置時,將上述金屬粒子及有機展色料混練,形成糊狀使用 即可。金屬層用糊,一般除上述金屬粒子之外,含有玻璃 釉,有機黏合劑等溶劑等無機結合劑。 第1金屬層,第2金屬層含有玻璃釉亦可。特別是, 第1金屬層使用時,可提高與底層基材之接著性。玻璃釉 ,係於中性乃至還元性環境中燒結,在此種環境中亦不損 及玻璃之特性,較好。 只要是滿足此種條件者,其組成並未特別限定,例如 ,使用從矽酸玻璃(s i 〇2 : 20〜80wt%, Na2〇:80〜20wt%),硼矽酸玻璃(Β2〇;ϊ: 5 〜5〇wt%,Si〇2: 5 〜7〇wt%’ PbO: 1 〜10wt%,K2O : 1〜1 5wt%),氧化鋁矽酸玻 璃(Al2〇3: 1 〜3〇wt%’ Si〇2: 1〇 〜60 本紙張尺度適用中國國家樣準(cns ) λ<4規梠(2;οχ 29秘片) _ 19. 『^'"---"而之注-^项^-^^?本 R )
經滴部中决標卑局只工消费合作枉印掣 414898 Λ7 Β7 五、發明説明(17 ) "wt%.,NasO : 5.〜1 5wt%, Ca〇:1 〜 ,B2〇3 : 5〜3〇wt%)之中選擇之玻璃 釉之1種或2種以上即可》必要時可以CaO : 0 . 01 〜5〇wt%,SrO : 〇 . 〇1 〜7〇wt%’BaO :0 . 01 〜5〇wt%,MgO: 0 . 01 〜Swt% ,ΖηΟ:Ό · 01 〜7〇wt%,PbO: 0 · 01 〜 5wt%,Na2〇: 〇 .. 01 〜l〇wt%,K2〇: @ '·=β 0. 01 〜10wt%,MnO2: 0 . 01 〜2〇wt% 等添加物混合成特定組成比使用即可。又其添加總計爲 5 〇w t %以下亦。玻璃之含有量並未特別限定,一般於 第1金屬層,相對金屬成分爲0.5〜20wt%,較好 爲1〜1 〇w t%。於第2金屬層,相對金屬成分爲0〜 1 5w t%,較好爲 〇 〜1 Owt%。 經漭部中央標=?局Θ工消费合竹社印裝 有機黏合劑,並無等別限定,陶瓷材之黏合劑爲一般 使用者,只需適當選擇即可。此種有機黏合劑有例如乙基 纖維者,丙烯基樹脂,丁縮醛樹脂等。溶劑有例如透平油 ,萜品醇,二甘醇一丁醚,煤油等。糊中之有機黏合劑及 溶劑之含有量並未特別限制,一般使用之量例如有機黏合 劑1〜5wt%,溶劑1◦〜50wt%爲較好。 金屬層用糊中,必要時可含有各種分散劑,可塑劑, 介電體,絕緣體等添加物。其總含量較好爲1 w t %以下 〇 氧化物中間層中存在之氧化物,如上述爲第1金屬層 中含有之金屬粒子或金屬之氧化物,但不必全金屬粒子或 本纸張尺度適用中國國家標孪(CNS )以圯彳& U10X21?·?公殍) -20 A* ________ hi 五、發明説明(Ί8 ) ih 閱 ii , 1Ϊ 之 。 注 - * 事 !❿: 本冬 Ή 訂 金屬均被氧化,只要一部分爲氧化之狀態即可。此場合下 ,氧化物對玻璃釉中之全金屬量,以氧換算較好爲 l〇a t%以上,更好爲25a t%。形成之氧化物中間 層之厚度,無特別限定,依所要之電子元件之性能適宜調 整即可,一般爲0 . 01〜30//m,特別是0 . 05〜 2 0 v m較好。氧化物中間層之膜厚可依燒結時間或燒結 溫度等條件調整。因此,,氧化物中間層所得之電阻成分, 半導體成分,磁性體成分,介電體成分之特性亦可調整u 又,製造之電子元件爲C R複合電子元件時,上述氧化物 中間層作爲電阻成之功能,可得所要之E S R。E S R之 値並未特別限定,較好爲1〜2 0 0 ΟπιΩ。又,第1金 屬層被氧化形成,因此,該氧化物中間層中亦存在玻璃等 爲使氧化物中間層作爲電阻體 値較好爲1〜2000πίΩ,特別 左右較好。氧化物之存在,藉由一 可藉X線折射測定。 經滴部中央標;ί,·^Μ工消f'合作社印絜 之功能時,所得之電阻 是 10 〜ΙΟΟΟπιΩ 般ΕΡΜΑ等,其組成 含有在氧化性環境中燒 層,及對在氧化性環境 而形成的第2金屬層, 。該氧化物中間層含有 而且第2金屬層所含有 中燒結成爲氧化物之第 -21 又,本發明之電子元件具有: 結可成爲氧化物之金屬的第1金屬 中燒結亦不被氧化之金屬粒子燒結 於該2種金屬層間具氧化物中間層 第1金屬層所含有金屬之氧化物, 之金屬呈分散之狀態較好。 第1金屬層含有在氧化性環境 本纸張尺度適用中國國家摞準(CN'S ) ( 210Χ2<^;Η4 137 137 經泸部十央榡卑局只工消费合竹社印製 414896 五、發明説明(19 ) 1金屬。藉含有在氧化性環境中燒結成爲氧化物之第1金 屬,可於第2金屬層形成中使第1金屬層與第2金屬層之 界面附近氧化形成氧化物中間層。此種金屬,只要是在氧 化性環境中能成爲氧化物者即可,並未特別限定。較好爲 使用 Mn,F e ,Co,Ni ,Cu,S i 等之一種或二 種以上,更好爲Ni ,Cu及Ni-Cu合金等。所謂氧 化性環境中係指較中性爲更高氧化性之環境,較好氧分壓 爲1 〇-3氣壓以上,更好爲1 0_2氣壓以上。 又,如上述,相對於第1金屬層含有之第1金屬,第 2金屬層含有之第2金屬之氧化還元平衡曲線(例如 Ellingham所導入,Richardson及:Teffs所發展者)係位於上 位之關係,在第1金屬層被氧化,第2金屬層不被氧化之 氧分壓下處理亦可。但是,依使用之金屬有必要嚴格控制 氧分壓或溫度管理,致使製程煩雜。因此,選擇在中性乃 至還元性環境,及在氧化性環境中可處理之金屬作爲第1 金屬層及第2金屬層含有之金屬時製造變爲較容易。 第1金屬層中之第1金屬以粒子狀態存在時’該金屬 粒子平均粒徑,因種類而異,較好爲〇.〇1〜10仁m ,再依序爲0 _ 1〜30#m,0 . 01〜10/zm爲更 好,再更好爲0 . 05〜0 . 1〜5//m, 0 . 2〜3wm。第1電極層中之金屬成分之含有率,以 金屬換算,較好爲1 〇〜9 5wt%,更好爲2 0〜9 0 w t %。 第1金屬層之形成方法’並未特別限定’一般之浸漬 本紙張尺度適用中國國家標嗥(CNS ) Λ4則ί; ( 2 ] 0 X 297公兑> -22 - riiL閱:;;;;:)]而之ij-ftl'^lrJ-J/!·^本 κ )
經濟部中央栉ϊί·杓只工消许合作社印製 4U8de A7 ---- H?_______________一一 五、發明説明(2〇 ) 法’網版印刷法,轉印法,乾式電鍍法爲較好。特別裹湊 漬法’網版印刷法更好。形成之第X金屬層之厚度,並未 特別限定,一·般爲5〜1 〇 〇 ,特別是1 0〜 8 0 # m更好。 第1金屬層以網版印刷法,浸漬法設置時,將上述金 屬粒子與有機展色料混練,作成糊狀使用即可。金屬層用 糊’一般除上述金屬粒子之外,含有玻璃釉,有機黏合劑 及溶劑等無機結合劑。 第1金屬層及第2金屬層含有玻璃釉亦可。特別是第 1金屬層使用時,可提高與底層基材之接著性。玻璃釉係 於中性乃至還元性環境中燒結,在此環境中亦不損及玻璃 之特性。 只要滿足此條件,其組成並未特別限定。例如使用從 矽酸玻璃(S i 02 : 20 〜80wt%,Na2〇 : 80 〜20wt%),硼矽酸玻璃(B2〇3:5〜 ,Si〇2: 5 〜70wt%,Pb〇:1 〜l〇wt%, K2〇 : 1〜1 5wt%),氧化鋁矽酸玻璃(A 12〇3 :1 〜3〇wt%,Si〇£: 1〇 〜
Na2〇:5 〜15wt%,CaO: 1 〜2〇wt%, B2O3 : 5〜3 〇w t %)之中選擇之玻璃釉之1種或2 種以上即可=必要時可以CaO : 〇 . 〇1〜5〇wt% ’ Sr〇 : 〇 . 〇1 〜70wt%,BaO : 0 . 01 〜 5〇wt%,MgO: 〇 · 〇1 〜5wt%,Zn〇: 0 * 01 〜7〇wt%,PbO: 0 , 01 〜5wt%,
本紙張尺度適用中國國家標率(CNS ) Λ4規格( -23- A7 Η 7 414898 五、發明説明(21 0 1 1Ϊ 之
NasO: 〇 . 〇1 〜l〇wt%,K2〇: 0 l〇wt%,Mn〇2:0.01〜2〇wt%等添加物之 一種以上混合成特定組成比使用。相對於金屬成分之玻璃 之含有量並未特別限定,一般,於第1金屬層,相對金屬 成分爲〇.5〜2〇wt%’較好爲1〜i〇wt%程度 。又,玻璃中之上記添加物之總含有量,假設玻璃分爲 100時,較好爲5〇wt%以下。
V 有機黏合劑,並未特別限定,從陶瓷材黏合劑一般使 用者之中適宜選擇使用即可。此種有機黏合劑有例如乙基 纖維素,丙烯基樹脂,丁縮醛樹脂等。溶劑有例如α -萜 品醇,二甘醇- 丁醚,煤油等。糊中之有機黏合劑及溶劑 之含有量,並未特別限制,一般使用之量,例如有機黏合 劑爲1〜,溶劑爲1 〇〜5 〇w t%。 又,金屬層用糊中,必要時可含有各種分散劑,可塑 劑,絕緣體等添加物。其總含有量較好爲1 w t %以下。 經^部中央標準^只工消贽合作社印製 第2金屬層係含有在氧化性環境中燒結不被氧化之第 2金屬粒子。令含有該未被氧化之第2金屬粒子的第2金 屬層於氧化性環境中燒結,俾使第1金屬層之與第2金屬 層之界面附近氧化而形成氧化物中間層。此種金屬粒子, 只要是在氧化性環境中燒結不被氧化之金屬即可,不特別 限定’較好爲Ag,Pt ,Rh,Pu, Ir ,Au,及 P d之1種或2種以上,特別是A g爲更好。 第2金屬層中之第2金屬粒子之粒徑,因種類而異, 較好之平均粒徑爲〇.〇1〜20#m,更好爲〇·〇1 本紙张尺度適用中國國家標率(CIS's ) Λ4( 2IOx2yr^ΐ 1 -24- 414898 經穿-部中央標準局只工消费合竹社印 Α7 Β7 五、發明説明(22 ) 〜lOjtim,再更好爲〇 · 05〜10只m,◦ . 1〜 10#m,〇 . 〇5 〜5//m。小於 0 . Oljtzm,則金 屬粒子不易凝集,塗布糊使乾燥時,易生裂痕。大於2 0 則第1金屬層之氧化程度易生變化,第2電極層之燒 結性變低,燒結後經電鍍工程時,電鍍液有浸入氧化膜之 情況。 , 將第2金屬粒子之粒徑調整於上述範圍內,即可調整 氧化物中間層之電阻値。此情況下,使用平均粒徑 0 . 01〜3 . Ομιη之金屬粒子時,金屬粒子之分散於 氧化膜中之程度變多,氧化物中間層之電阻値變低。因此 ,此種粒徑主要作爲低電阻用。平均粒徑大於3 . Oym 時,金屬粒子之朝氧化物中間層之擴散被抑制,可得較高 電阻値。又,氧化物中間層之電阻値,除粒徑之外,亦可 由後述玻璃組成,量等控制。 又,第2金屬粒子之平均粒徑設爲0.05〜5 ,等別是0.05〜3#m之範圍時,於氧化物中間層分 散4,可形成路徑。亦即,分散於氧化物中間層之金屬層 之狀態,形成於第1金屬層之氧化層亦成爲朝未融合之第 2金屬粒子中擴散乃至分散之狀態。此分散之金屬粒子之 —部分,或全金屬粒子成爲融合,結合,集合之狀態,一 般成爲細絲狀或纖維狀而形成中第2金屬層向第1金屬層 之導通路徑。一般,金屬粒子越小越容易朝氧化物中間層 分散,路徑之形成因金屬粒子之分散程度而異,分散量越 多,路徑之形成容易。該導通路徑,因導體斷面積小,雖 (ΐτίι間说背而之注:&事項巧^^本!}〕 -s 本紙張尺度適用中國國家榡準(CNS ) Λ4坭彳Μ 2I0X29以ίί ) -25- 414898 _____ H7 五、發明説明(23 ) 具特定之電阻値,但電阻較氧化物中間層小,故由第氧化 物中間層金屬層導向第1金屬層之電流大部分流經此導通 路徑。 以氧化物金屬作爲電阻體時,一般具負的溫度特性, 但是上述導通路徑帶來之電阻,因金屬導體之導體斷面積 小,不具此種負溫度特性,而成爲具零乃至正溫度特性。 如此般,使具電阻之媒體設計爲氧化物中間層之氧化物, 或成爲形成於氧化物中間層中之導通路徑,據此可控制電 子元件之特性,特別是溫度特性。導通路徑可將第2金屬 層與第1金屬層作電連接,也可以不作完全連接,而形成 部分之導通路徑。或者,第2金屬粒子離散地存在亦可。 上述導通路徑所得電阻値,一般爲lmQ〜3Ω,特 別爲ΙιηΩ〜2Ω程度以下。 氧化物中間層中之第2金屬粒子之含有量*當觀察所 形成氧化物中間層之斷面,確認之第2金屬粒子之氧化物 之佔有面積(各粒子或融合狀態之粒子之總面積),與氧 化物中間層全體面積之比,即面積比(% )=(擴散粒子 之總面積)/(氧化物中間層之總面積)X 1 0 0時,較 好爲20〜99%,更好爲20〜95%,再好爲50〜 9 5 %。面積比,例如以畫像解析裝置畫像解析氧化物中 間層,藉由算出氧化物中間層之總面積,與分散粒子所佔 總面積即可求出。 第2電極層中之金屬成分之含有率,以金屬換算較好 爲80〜l〇〇wt%,更好爲90〜100wt%。 本紙张尺度適用中國國t掠準(CNS ) A4d ( 2!0χ ?们'公々) 726^ {聞ΐήΙΓ而之注卷事项芯垆巧本頁)
414898 A 7 ___^___B7_____ 五、發明説明(24 ) 第2金屬層之彤成方法,並未特別限定’一般之浸漬 法,網版印刷法,轉印法等較好,特別是浸漬法’網版印 刷法更好。形成之第2金屬層之厚度’並末特別限定’— 般爲5〜1 OOvm,更好爲10〜80仁m。 第2金屬層以網版印刷法’浸漬法設計時’將上述金 屬粒子與有機展色料混練,作爲糊狀使用即可。金屬層用 糊,一般除上述金屬粒子之外,含有玻璃釉’有機黏合劑 及溶劑等無機結合劑。 第2金屬層,可藉玻璃釉進行氧化物中間層之電阻値 控制。玻璃釉係於氧化性環境中燒結,一般對組成沒必要 特別限定。進行電阻控制時,若設爲低電阻,玻璃之軟化 點較好爲3 5 0 °C以上,5 0 0 °C以下,若設爲高電阻, 軟化點較好爲大於3 0 0 °C,小於3 5 0 °C,或大於 5 0 0 °C,小於1 〇 〇 〇 °C。例如使用硼酸玻璃,鉛硼酸 玻璃等,或添加BaO,CaO,SrO,Zn〇,
MnO ’Mn.〇2,T I2O3,B i2〇3 ’ A ]_2〇3,可 調整成具此軟化點之玻璃釉。 限定此軟化點之溫度範圍之理由如下。爲得低電阻値 時’與第1金屬層前驅體氧化之同時,有必要將第2金屬 層內之金屬粒子分散於氧化層內《因此,第1金屬層前驅 體之氧化’及第2金屬層之燒結動作需一致,即可成上述 範圍。又’爲得高電阻値時,玻璃之軟體點設爲3 0 0 °C 以上’ 3 5 0 °C以下,則於第1金屬層之氧化反應急速產 生前’可使第2金屬層之燒結快速進行。結果,可抑制第 了 Λ 閲 fi 而 之 >.1 ·& 事 η 本 Τί 裝 ii 經沪部中决標淖而只工消费合竹社印絮 本紙张尺度㈣巾關?:彳:牌(CNS ) Λ4( 210X2^ ^ 27- 經龙部中次桴卑局只工消贽合竹社印製 -28 - 414898 A? _____1ϊ7 __ 五、發明説明(25 ) 2金屬層內之金屬粒子之擴散。又’軟化點設爲大於 5 0 0°C,小於1 0 0 0°C時,第2金屬層之燒結反應延 遲,同樣可抑制第2金屬層內之金屬粒子之分散。又,可 依金屬層使用金屬之種類,稍爲變動上述範圍,故依使用 之金屬適當調整溫度較好。 第2金屬層之玻璃含有量未特別限定,一般相對金屬 成分爲0〜2〇wt%,較好爲0〜1 Owt%。又,促 進第2金屬層之燒結,或延遲之方法,除限定上述玻璃釉 之條件外,其他方法,例如使用市售之媒岩,對金屬粒子 施予燒結延遲處理等亦可^ 氧化物中間層中存在之氧化物,如上述爲第1金屬層 中含有之第1金屬粒子或金屬氧化物,但不必全金屬粒子 或金屬被氧化,一部分被氧化之狀態亦可。此場合下,氧 化物相對於氧化物中間層中之全金屬量,以氧換算較好爲 含有10a t%以上,更好爲25a t%以上。形成之氧 化物中間層之厚度,並未特別限定,依所要電子元件之性 能適當調整即可。一般爲0 · 0 1〜30/zm,特別是 0 . 0 5〜2 0 ym爲較好。氧化物中間層之膜厚,可依 燒結時間或燒結溫度等條件調整。因此,由氧化物中間層 製得之電阻成分,半導體成分,磁性體成分,絕緣體成分 之特性亦可調整。氧化物之存在可藉E PMA,其組成可 藉X線折射測得。 第1金屬層,氧化物中間層,第2金屬層一般依序形 成層狀。但是’如上述氧化物中間層之一部分金屬爲氧化 、張尺度適用中國國家標準(CNS }八4忧祐() (对^阽谇背而之注&事項巧项巧本ίϊί )
4 j[ 4 8 9 £; a 7 137 五、發明説明(26 ) 狀態亦可,或,第2金屬層中之金屬以一般燒結體或途中 之粒子分散。分散之金屬之結晶粒徑,未特別限定,一般 爲0.1〜又,分散之金屬,於氧化物中間層成 爲層狀之場合,或分散之金屬粒子成爲結合之細絲狀路徑 之場合均有。此場合下,絲狀路徑未必爲直線’大多場合 爲折曲之複·雜形狀。因此,由第1金屬層向氧化物中間層 ,及/或由氧化物中間層向第2金屬層之遷移狀態成傾斜 狀。 本發明之電子元件,由基材側起依序具第1電極層, 氧化物中間層,第2電極層。其外側,即第2電極層上設 電鍍亦可。電鍍層例如有Ni ,錫,焊錫等,較好爲鍍鎳 層,與錫或錫鉛合金焊錫層構成。電鍍層,於第2電極層 側較好以鍍鎳層爲外側之構成材料,具低電阻率,浸潰錫 性良好,錫或錫鉛合金焊錫等較好,更好者爲設錫鉛合金 焊錫。電鍍層,爲改善引線安裝時之浸漬錫性,確實進行 與配線扳,引線等之連接,而且因形成覆蓋第2金屬層全 體,可使電阻値穩定,提昇美觀性,保護電極層。 形成電鍍層之方法,並未特別限定,濺射法或使用蒸 鍍法之乾式電鍍均爲可能。習知之電解電鍍法,使用無電 解電鍍法之濕式電鍍較容易設置。使用濕式式時,鍍鎳層 形成於端子電極上,故電解電鍍法較好。又,錫或錫鉛合 金焊錫層,形成被膜之鎳層爲金屬,故使用任一方法均可 ,而電解電鍍法爲較好。電鍍層之膜厚較好爲0 . 1〜 20卩111,更好爲1〜20//111。 本纸掁尺岌適用中國國家彳:?:牟(CNS )以圯相(2iOx2i^>k ) T〇Q~. 414898 經滴部中央標準局只工消费合竹社印裝 A7 Π 7 __________ 五、發明説明(27 ) 基材並未有特別限定,單純之電子元件或基板者,例 如可使用玻璃,鉛,矽等無機材質或各種樹脂材料等。又 ,應用於晶片電阻體,CR複合元件,LR複合元件, L C R複合元件等晶片體1 3至複合元件等時,以絕緣體 及導體之積層晶片體,積層電容器,積層電感器等爲基材 ,形成其端子部等亦可。 以下,說明本發明電子元件之製造方法。 第1及第2金屬層用糊,係將上述各種金屬粒子*及 有機展色料混而成。 於上述基材,藉印刷,轉印,或浸凟法使第1金屬層 用糊乾燥,燒結。乾燥條件,並未特別限定,一般爲5 ◦ 〜200 °C,更好爲60〜200 °C,5〜10分或10 〜6 0分。燒結,係在第1金屬層未被氧化之條件下進行 ,在中性乃至氧化性環境中進行燒結。環境氣體·,並未特 別限定,較好爲氮氣,氮-氫混合氣體。混合氣體中之氮 濃度爲50〜99%,更好爲80〜98%…燒結溫度較 好爲300〜1 50〇°C,更好爲600〜1 000°C, 燒結時間,於上述溫度範圍保持0〜1小時左右較好。 在所得之第1金屬層前驅體上,以印刷,轉印,或浸 漬法使第2金屬層用糊乾燥。此時,依電子元件之機能或 電路印刷圖型亦可。乾燥條件,並未特別限定,一般爲 50〜200 °C,5〜10分鐘。 之後,進行燒結。燒結條件係,在第1金屬層前驅體 含有之金屬粒子氧化之氧分壓,且第2金屬層用糊含有之 本紙張尺度適用中國國家梂準(CNS ) Λ Ί ΐ义枯(210 X π r公片) (对^阽说背而之注*·^项沔功巧本苡)
-30- 經步.部中央標卑局妇工消贽合竹社印裝 414898 A7 ill 五、發明説明(28 ) 金屬粒子不被氧化之氧分壓進行燒結。因此,依金屬粒子 之種類等適當調整氧分壓亦可。燒結溫度,較好爲4 〇 〇 〜900 °C,更好爲500〜800 °C,控制電阻値時, 設定爲上述溫度範圍即可。燒結時間,於上述溫度範圍保 持0〜1小時較好。此時’第1金屬層前驅體之與第2金 屬層用糊之界面附近被氧化之同時,較好第2金屬層中之 金屬分散於氧化物中間層內形成氧化物中間層,第1金屬 層及第2金屬層形成。 又,第1金屬層爲電鍍層亦可。此場合下,塗布第1 金屬層用糊作爲底層金屬層,於其上設電鍍層作爲第1金 屬層亦。藉底層金屬層之設置,電鍍層變爲容易形成。電 鍍層之形成方法有電解電鍍,無電解電鍍等濕式電鍍,或 濺射法,蒸鍍法等乾式電鍍。 以下,針對本發明之電子元件之應用例,應用於晶片 電阻體及積層陶瓷電容器之例作說明。該晶片電阻體及積 層陶瓷電容器|係以鈦酸鋇爲絕緣體或介電體,以鎳爲內 部導體埋設者作成導通晶片。因此,晶片電阻體之兩端面 成爲電連接狀態,積層陶瓷電容器之兩端面一般成爲內部 導體交互連接之狀態。 構成絕緣體層之絕緣體材料,並無特別限定,可用各 種絕緣體材料。例如,氧化鈦系’鈦酸系複合氧化物’或 其混合物等較好氧化鈦系,必要時爲小N i 0 ’ C u〇, Mn3〇4 ’ A I2O3 1 MgO ’ S i 〇2等總 g十含有 〇.001〜30wt%程度之Ti〇2等’鈦酸系複合氧 本紙張尺度適用中國國家d- ( CNS ) Λ4圯枯(210X297.^« ) _31 . (->J?iL閱谇# 而之ii.&fir.-l'i^vs本 R )
經^—部中央標卑局K工消费合作社印製 414898 A7 ——___ B7 五、發明説明(29 ) 化物有例如鈦酸鋇B a 丁 i 〇3等。:β ^ /T i之原子比爲 Ο ‘ 95〜1 - 20 ’鈦酸系複合氧化物(BaTi〇3) ,亦可含有MgO’CaO,Mn3〇4,Y2〇3, V2〇5, Zn〇, Zr〇2,Nt>2〇5, Cr2〇3, Fe2〇3,P2〇5’ Sr〇,Na2〇 ,K2〇等總計 0 _ 0 0 1 _〜3 0 w t %。又,爲燒結溫度,線膨脹率之 調整’亦可含有(BaCa) S i 〇3玻璃等。絕緣體層之 厚度並無特別限定,一般爲1 〇〜1 〇〇 O/zm左右。 構成介電體層之介電體材料,並無特別限定,可用各 種介電體材料’例如上述氧化鈦系,鈦酸系複合氧化物, 或其混合物等較好。氧化鈦系亦和上述相同。又,爲燒結 溫度,線膨脹率之.調整,亦可含有(BaCa) Si〇3玻 璃等。介電體層一層之厚度,並無特別限定,一般爲5〜 2 0 。又積層數並無特別限定,一般爲2〜3 0 0左
右D 內部導體含有之導電材未特別限定,絕緣體層構成材 料使用耐還元性者,則可使用便宜之賤金屬。導電材使用 之金屬較好爲N i或N i合金。N i合金較好爲從Μη, Cr,Co,A1等選擇之1種以上元素與Ni之合金, 合金中之N i含有量較好爲9 5w t %以上。 又,N i或N i合金中,亦可含有P等各種微量成分 〇 . 1 w t % 以下。 內部導體之厚度依用途等適當決定即可’一般較好爲 0 · 5 〜5 A m。 本紙張尺度適用中國國家榡準(CNS ) AM.Uii ( 210Χ207Λ>ί;. ) _ β2 -
(r.'fJL間讀艿而之注&事項洱填(?|>本TJC
414898 a7 __________U1 —_—____ _ 五、發明説明(3〇 ) 以下,說明晶片電阻體及積層陶瓷電容器之製造方法 〇 本發明之晶片電阻體及積層陶瓷電容器,係使用糊藉 —般之印刷法或切片法製造生晶片,再燒結,之後,以浸 漬法塗布形成第1金屬層用糊,在中性乃至氧化性環境中 燒結於兩端面形成第1金屬層前驅體。據此得兩端面間電 導通之晶片體。在所晶片體之兩端面塗布形成第2金屬層 用糊,於氧化性環境中燒結俾於第1金屬層前驅體之與第 2金屬層用糊之界面附近,形成第1金屬層前驅體所含有 金屬被氧化之氧化物中間層之同時,該氧化層擴散於第2 金屬層含有之未融合金屬中,結果,氧化層內第2金屬層 所含金屬成爲分散狀態。控制其分散量,即可控制氧化物 中間層之電阻値。以下具體說明之。 .絕緣體層用糊或介電體層用糊,係將絕緣體原料或介 電體原料與有機展色料混練,製造。 絕緣體原料,或介電體原料,係使用絕緣體層或介電 體層之組成粉未。絕緣體原料,或介電體原料之製造方法 沒有限定,例如鈦酸系複合氧化物使用鈦酸鋇時,可使用 在藉水熱合成法合成之B a T i 〇3混合副成分原料之方法 。又,將共沈法,溶膠,凝膠法’鹼加水分解法,沈澱混 合法等所得沈澱物與副成分原料之混合物預燒,合成亦可 。又,副成分原料可使用氧化物,或燒結後成氧化物之各 種化合物,例如炭酸鹽,草酸鹽,硝酸鹽,羥化合物,有 機金屬化合物等之至少一種。 本紙張尺度適用中國國家榡準(CNS ) 格(2]Οχ2<Π»ί; ) _ 33 - "' (-^閱^背而之^念事^^^寫本茛)
414898 ___}!7 ___ 五、發明説明(31 ) 絕緣體原料,或介電體原料之平均粒子徑,依目的之 絕緣體層或介電體層之平均結晶粒徑決定即可’一般使用 平均粒子徑爲0 · 3〜1 . Οαιπ之粉末。 有機展色料,係將黏合劑溶解於有機溶劑中者。有機 展色料使用之黏合劑沒有特別限制,由乙基纖維素等之各 種黏合劑適.當選擇即可。又,使用之有機溶劑亦無特別限 定,依印刷法,或切片法等利用方法從萜品醇,二甘醇一 丁醚,丙酮,甲苯等各種有機溶劑適當選擇即可。 內部導體用糊,係將上述各種導電性金屬,或合金’ 或燒結後成上述導電材之各種氧化物,有機金屬化合物’ 樹脂酸鹽等,與上述有機展色料混練,調製。 上述各糊中之有機展色料之含有量未特別限制,—般 之含有量,例如黏合劑1〜5wt%,溶劑1 0〜 5 Ow t %即可。又,各糊中,必要時可含有從各種分散 劑,可塑劑,絕緣體等選擇之添加物。其總含量較好爲 1 0 w t %以下= 使用切片法時,若爲晶片電阻體,則使用絕緣體層用 糊形成生片,將該生片絕緣體爲特定厚度,於其上印刷內 部導體用糊,再將生片絕緣體爲特定厚度。又,若爲積層 陶瓷電容器,使用介電體層用糊形成生片,將該生片數片 予以積層,於其上印刷內部電極用糊,再將生片積層,如 此將印刷有內部電極之薄片與生片交互積層,最後積層特 定片數之生片。之後,熱壓著,切成特定形狀,成爲生晶 片。又,於晶片電阻體爲使內部導.體之導通完全,亦可將 本紙张尺度適用中國國家榡莩(CNS ) ΛΟΙ% ( 2ΙΟΧ2<Π.公《. ) _ 34 - 414898 A7 ____—___H7 五、發明説明(32 ) 絕綠體薄片,形成有內部導體之薄片交互積層。 燒結前進行脫黏合劑處理之條件爲一般即可。內部導 體之導電材使用N i或N i合金等賤金屬時,較好以下述 條件進行。 昇溫速度:5〜3 0 0 °C/時間,更好是1〇〜 1 0 0 t /時間 保持溫度:200〜400 °C,更好是250〜
3 0 〇 °C 溫度保持時間:〇 . 5〜2 4小時,更好是5〜2 0 小時 環境:空氣中 經¾.部中决標準局只工消合竹社印製 生晶片燒結時之環境,依內部導體用糊中之導電材料 類適當決定即可。導電材使用N i或N i合金等賤金屬時 ,燒結環境以N2爲主成分,H2 1〜1 〇%,及1 〇〜 3 5 °C中之水蒸氣壓所得之h2〇氣體混合者爲較好。氧分 壓爲1 0— 8〜1 〇_12氣壓較好。氧分壓小於上述範圍時 ’內部導體之導電材引起異常燒結,中途產生不良之情況 發生。 又’氧分壓大於上述範圍時,內部導體有氧化之傾向 〇 燒結時之保持溫度爲1100〜1400 °c,更好爲 1 2 0 0〜1 3 0 0 °C。保持溫度小於上述範圍時,細密 化不夠,大於上述範圍時,內部電極容易切斷。又,燒結 時之溫度保持時間爲0 _ 5〜8小時,更好爲1〜3小時 本紙张尺度適用中國國冥:標本(CNS ) ( 210X2扪公# ] _ oc _ ~
經步-部中央標卑而只工消费合竹社印V 414898 A7 ________ ]\Ί 五、發明説明(33 )
Q 在還元性環境中燒結時’對晶片電阻體或積層陶瓷電 容器施予退火較好。退火,係使絕緣體層再氧化之處理, 據此可加長IR加速壽命。 退火環境中之氧分壓爲1 〇_6氣壓以上,更好爲 10 6〜1.0 8氣壓。氧分壓小於上述範圍時絕緣體層或 介電體層之再氧化困難,大於上述範圍則內部導體有氧 化傾向。 退火時之保持溫度爲1 1 0 〇°C以下,更好爲5 〇 0 〜1 0 0 0 °c。保持溫度小於上述範圍時,絕緣體層或介 電體層之氧化不足,壽命短,大於上述範圍時內部導體氧 化,不僅電流容量,電容器容量降低,與絕緣體底層,介 電體底層起反應,壽命變短。 又,退火工程僅由昇溫及降溫構成亦可。此場合下, 溫度保持時間爲零,保持溫度等於最高溫度。又,溫度保 持時間爲0〜2 0小時,較好爲2〜1 0小時,環境用氣 體較好使用加濕之H2氣體等。 又,上述脫黏合劑處理,燒結,及退火各工程中,對 N 2,Η 2或混合氣體等加濕可使用例如加濕器。此場合下 ,水溫較好爲5〜7 5 °C。 脫黏合劑處理工程,燒結工程,及退火工程可連續, 或獨立進行。 連續進行時,脫黏合劑處理後,不進行冷卻,變更環 境,之後昇溫至燒結之保持溫度進行燒結。接著,冷卻, 本紙張尺度適用中國國家標隼(CNS ) Λ)( 2ΙΟΧ29λ:.>ΐί'") ~
Λ7 137 414898 五 '發明説明(34 )
當達退火工程之保持溫度時變更環境以進行退火較好J 獨立進行時,脫黏合劑處理工程,昇溫至特定之保持 溫度,保持特定時間後,降溫至室溫。此時之脫黏合劑環 境,和連續進行之場合爲同樣。又,退火工程係昇溫至特 定之保持溫度,保持特定時間後,降溫至室溫β此時之退 火環境,係和連續進行之場合相同。又,脫黏合劑工程, 及燒結工程連續進行,退火工程獨立進行亦可,僅脫黏合 劑工程獨立進行,燒結工程與退火工程連續進行亦可。 以下,說明金屬層,氧化物中間層之形成方法.。 在上述氧化性環境中燒結,氧化之金屬粒子,必要時 與玻璃釉分散於展色料中以得第1金屬層用糊。 •-0 在上述氧化性環境中燒結未被氧化之金屬粒子,必要 時與玻璃釉分散於展色料中以得第2金屬層用糊。 在上述所得晶片體,藉浸漬法塗布第1金屬層用糊後 乾燥之。乾燥條件,並未特別限制,一般爲5 0〜 2 0 0 °C,0〜1小時。 經滅部中央標淖局只工消#'合竹社印鉍 將上述塗布之第1金屬層糊燒結於晶片體。燒結條件 爲在N 2之中性乃至N 2 + Η 2之混合氣體之還元性環境中 ,以600〜1000 °C左右,〇〜1小時進行燒結較好 〇 如上述般,形成第1電極層前驅體後,塗布形成第2 金屬層用糊。此時之條件爲和第1電極層用糊之場合相同 〇 如上述,塗布形成第2金屬層用糊後,於氧化性環境 本紙乐尺度適用中國國CNS ) ΛΊ規ft ( 2】0X2<J7^i/ -37 經溁部中央標卑局只工消费合竹社印% 38- ^14898 -__Η 7____ 五、發明説明(35 ) 中,例如大氣中,以4 ◦ 0〜9 0 0 °C左右,進行0〜1 小時燒結。燒結過程中,僅第1金屬層前驅體之表層被氧 化,在第1金屬層與第2金屬層之間,形成具第1金屬層 所含金屬之氧化物之均一氧化物中間層。又,此時,較好 是第2金屬層含有之金屬粒子分散於其中。 又,將形成有金屬層之晶片體浸漬於Ni ,錫,或錫 鉛合金之鍍焊浴中,以形成N i層/錫或錫鉛合金層之電 鍍層亦可。藉電鍍層之形成,可提昇耐焊蝕性•及吸焊性 。N i層/錫或錫,鉛合金層之厚度未特別限制,一般爲 1 〜2 0 a m。 圖1爲上述製造之應用本發明之C R複合電子元件之 構成例。圖1中,CR複合電子元件具有介電體層2,內 部電極層3,第1金屬層4,氧化物中間層5,及第2金 屬層6。又,第1,第2金屬層4,6及氧化物中間層5 構成之端子電極,較好於其外側具電鍍層。又,氧化物中 間層5具有依最小膜厚及金屬氧化物等界定之導電率產生 之電阻値。 此處,圖1爲將氧化物中間層5形成於CR複合電子 元件之兩方端子之場合,但亦可僅形成於任一方。此場合 下,具等效串聯電阻之端子電極僅爲其中任一方。但是, 一般工程,氧化物中間層係形成於兩方端子。 圖2爲上述製造之應用本發明之晶片電阻體之構成例 。圖2中,晶片電阻體具有絕緣體層1 2,內部導體1 3 ,第1金屬層4,氧化物中間層5,及第2金屬層1 6。 本紙張尺度適用中國國家標4M CNS ) ΛΊ圯祜(210X2?7公ΐ/.) (-尤閲靖负而之注总肀項孙iA朽本万)
414898 A7 H7 ______________ 五、發明説明(36 ) 又,第1,第2金屬層及氧化物中間層構成之端子電極’ 較好於其外側具電鍍層1 7。 〔實施例〕 以下,以實施例具體說明本發明。 〔實施例1〕 〔介電體層1〕 準備BaC〇3(平均粒徑:2 ‘ 0#m)及Ti〇2 (平均粒徑:2 . 0 #m)作爲介電體層之主原料。B a /Ti之原子比爲1 · 00 »此外,準備0 . 2wt%之
MnCOs,0 · 之 MgC〇3,2 . lwt% 之 Y 2 Ο 3 > 2 · 2wt%之(BaCa) Si〇3作爲 B a T i 〇3之添加物。將各原料粉末以水中球磨機混合, 乾燥之。將所得混合粉於1 2 5 0°C預燒2小時。將預燒 分於水中球磨機粉碎,乾燥之。於所得預燒粉加入丙烯基 樹脂等黏合劑,氯化甲基及丙酮作爲有機溶劑混合,製作 介電體漿。將所得之介電體漿使用刮刀製成介電體生片。 〔內部電極〕 準備賤金屬之Ni粉末(平均粒徑:〇 . 8#m)作 爲內部電極材料,再添加乙基纖維素作爲有機黏合劑,透 平油作爲有機溶劑,使用三輥混練機製成內部電極用糊。 (-^間·"背而之注念'"项再填.^本及)
表紙張尺度適用中國國家掠4Μ CNS ) Λ4ί.ί枯(2ΙΟΧ 297公)ί;.) -39- 經"·部中决標^-^只工消费合作社印製 -40- 414898 ______157_____ 五'、發明説明(37 ) 〔第1金屬層用糊〕 準備Cu粉末(平均粒徑,及相對該 c u粉末添加緦和玻璃7W t %者,作爲第1金屬層用糊 原料,並添加丙烯基樹脂等有機黏合劑,透平油等有機溶 劑,使用3輥混練機混練製成各端子電極用糊。 〔第2金屬層用糊〕 準備Ag粉末(平均粒徑:〇 . 5vm),及相對該 A g粉末添加硼酸鉛玻璃1 w t %者,並加入丙烯基樹脂 等有機黏合劑,及透平油等有機溶劑,使用3輥混練製成 各端子電極用糊。 〔C R電子元件之作成〕 爲得特定厚度,將生片數片積層,於其上藉印刷法將 生片積層特定片數使內部電極用糊之端部與介電體層用糊 之端部交互露出於外部,最後將未印刷內部電極之生片積 層特定片數,進行熱壓著,燒結後切成縱,橫,厚各爲 3 . 2X1 · 6X1 · Omm之晶片狀,以得生晶片》 將所得生晶片於空氣中,8 0°C下置放3 0分,乾燥 。之後,於加濕之N2 + H2 (H2 3%)還元環境中, 於1 3 0 0°C保持3小時,燒結之,再於加濕之H2氧分壓 1 ◦ 7氣壓環境中,以1 0 0 0 °C保持2小時,得晶片體 〇 於所得晶片體兩端部,添加.相對金屬成分添加 本紙張尺度適用中國國家枕準(CNS ) Λ4 i-m ( 2\0xm.^> (^^閑请^而之泣-带项""巧本刀二
414898 ______Η 7 五、發明説明(38 ) 7w t %之C U及玻璃釉,將之分散於有機展色料中,塗 布於第1金屬層用糊,乾燥之,於N2 + H2環境中,以 7 7 0°C保持1 0分鐘燒結,形成第1金屬層》 接著’在形成有第1金屬層之晶片體兩端部添加相對 於金屬成分爲1 w t %之A g及玻璃釉,將其分散於有機 展色料中而戒第2金屬層用糊,再藉浸漬法將第2金屬層 用糊塗布於上述第1金屬層上,乾燥之,於空氣中以 6 0 0〜7 5 0°C保持1 〇分鐘,燒結之,形成第2金屬 層之同時使第1金屬層表面氧化以形成氧化物中間層。此 時,燒結溫度分別設爲600 °C,650 °C,700 °C, 750 °C之各溫度,保持時間爲1分,5分,10分以控 制第2金屬層之膜厚。又,以X線折射解析第2金屬層, 結果確認Cu2〇,Cu3〇4,及Cu〇。 之後,在所得各添加組成樣品,使用電解法依序形成 鍍鎳層,鍍錫鉛合金層,以得C R複合電子元件。所得樣 品之靜電容量爲2 2 // F。又,針對各試料測定E S R, 結果示於圖3。又,所得樣品之中,燒結溫度6 5 0 °C, 保持時間10分鐘之條件下之樣品之端子部之斷面照片示 於圖4,擴大照片示於圖5。 由圖4,圖5可知,在第1金屬層與第2金屬層之間 形成有氧化物中間層(端子電極中央附近之帶狀,暗之部 分)。又,將所得CR複合電子元件作爲DC—DC轉換 之電源旁通用電容器使用,令開關頻率於1 KH z〜1 0 ΜΗ z範圍變化,動作結果,未產生振盪等電壓變動現象 ----- -__________- - ____ ---- - _ _ ··· .···+ I· I I — 本紙张尺度適用中國國家枕隼(CNS ) ( 210x297.公ί; ) ~ 41 -
Al 414898 Η 7 __ 五、發明説明(39 ) 而呈正常動作又,使用除縱,橫,厚之尺寸設爲4 . 5 X3 , 2x2 . Omm以外,其餘均相同作成之樣品,結 果電路之穩定性增大。 由圖3可知,藉由第2金屬層之燒結溫度及保持時間 ,可使ESR變化,可予以控制。 〔實施例3〕 Φ 本實施例中,第1金屬層之材料係使用N i粉末(平 均粒徑:0 : 4#m) ,Ni-Cu粉末(平均粒徑: 0 . 5ym) ,Fe 粉末(平均粒徑:0 . 5μπι),
Co粉末(平均粒徑:0,01〜l〇/zm),以取代 C u粉末,除此之外均同實施例1製得樣品。 針對所得各樣品,和實施例1同樣地測定E S R,結 果,和實施例1比較,於E SR出現差異,其他大略爲相 同結果。 :·Γ 〔實施例3〕 經潆部中央標卑而负工消於合竹社印狀 本實施例中,第2金屬層用材料使用A u粉末(平均 粒徑:1 . 0/zm) ,Pt粉末(平均粒徑:〇 . 1〜5 ym) ,Pd粉末(平均粒徑:0.01〜5vm),
Rh粉末(平均粒徑:0 . 1〜l〇#m) ,I r粉末( 平均粒徑:0 . 1〜ΙΟθΐη)之外,餘同實施例1製得 樣品。 本紙張尺度適用中國國家枕4Μ cns ) Λ4規格(2丨ο X 7公右) -42- 經涴部中央標準局只工消赀合作社印" -43- 414898 A7 B7 五、發明説明(4〇) 〔實施例4〕 於實施例1,第1金屬層用糊原料’準備第1金屬層 用金屬之Ni粉末(平均粒徑:0.5//111) ’及相對於 該N i粉末添加緦系玻璃7w 1; %者。於其中添加丙烯基 樹脂等有機黏合劑’透平油有機溶劑,使用3輥混練製得 各端子電極用糊。 準備第2金屬層用金屬之P d粉末(平均粒徑: 0 . 5 /z m ),及相對該Pd粉末添加硼酸鉛玻璃lwt %者,作爲第2金屬層用糊原料。於其中添加丙烯基有機 黏合劑,透平油有機溶劑,使用3輥混練機混練製成各端 子電極用糊。 將和實施例1同樣製得之生晶片,置於空氣中’ 8 0 °C,3 0分鐘乾燥之。之後,於加濕之N2 + H2 (H2 3%)還元環境中,於1 300 °C保持3小時燒結之’再 於加濕之H2氧分壓1 0-7氣壓環境中,於1 〇 〇 〇°C保 持2小時,得晶片體。 在所得晶片體兩端部,塗布第1金屬層用糊,乾燥後 ,於中性,或還元性環境中,於1 0 0 〇°C燒結1 〇分鐘 得Ni端子電極(第1電極層)。 於第1金屬層上藉浸漬法塗布於第2金屬層用糊’乾 燥之,於空氣中,於8 0 0°C保持1分鐘燒結之,形成第 2之同時,使第1金屬層表面氧化以形成氧化物中間層。 又,藉X線折射解析氧化物中間層,結果確認N i ◦。 之後,於所得各添加物組成之樣品,使用電解法依序 本紙張尺度適用中國國笨梂準(CNS ) Λ心.t栝(210X ) (-^閲-^而之-;1&和項"叻巧本打)
經^__中央#"'^只工消费合竹社印敦 414898 A7 B7 五、發明説明(41 ) 形成鑛.鎳層,鍍錫-鉛合金層,以得C R複合電子元件。 所得樣品之靜電容量爲1 /z F。又,針對所得試料測定 ESR,結果爲500πίΩ。又,於第2金屬層用糊’使 用之金屬由P d變爲P t ,結果得大略相同之結果。又’ 將所得CR複合電子元件作爲D C_D C轉換器之電源旁 通用電容器使用,結果未產生振動等之電壓變動現象’動 作正常。又,針對縱,橫,寬尺寸設爲4.5x3·2x 2 . 〇 m m以外同樣作成之樣品測定E S R,結果爲 1 Ο Ο ΟιηΩ,同樣之作爲旁通用電容器使用,可更提昇 電路之穩定性。 〔實施例5〕 於實施例4中所得之生晶片之兩端部,塗布於第1金 屬層用糊,乾燥之。之後,在塗布第1金屬層之生晶片兩 端部,藉浸漬法將第2金屬層用糊塗布於上述第1金屬層 用糊上,乾燥之。 將塗布有上述端子電極糊(第1及第2金屬層)之生 晶片,置於空氣中,80 °C,30分鐘,乾燥之。之後’ 於加濕之N2 + H2 (H2 3%)還元環境中,於 1 3 0 0 °C保持3小時’燒結,於加濕之H2氧分壓 1 0_7氣壓環境中,於1 〇 0 0°C保持2小時,於空氣中 ,於7 0 0 °C保持1 0分鐘,冷卻,製得晶片體之同時, 形成第1及第2金屬層,同時使第1金屬層表面氧化,以 形成氧化物中間層。又’藉X線折射解析氧化物中間層,
(-;1閱竓卄而之"--事項再g本石J
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS )以悅格(210X2W* /; ) -44- 414898 A* B7 五、發明説明(42 ) 結果確認N i 0。 之後,於所得各添加物組成樣品,使用電解法依序形 成鍍鎳層,鍍錫-鉛合金層,以得C R複合電子元件。所 得樣品之靜電容量爲1以F。又,針對所得各試料測定 ESR,結果爲200 ιώΩ ^將所得CR複合電子元件作 爲D C — D.C轉換器之電源旁通用電容器使用,結果,未 產生振動等電壓變動現象,動作正常。又,針對除縱X橫 X厚之尺寸爲4·5x3.2x2.Omm以外同樣作成 之樣品測定E SR,結果爲9 0 ΟπιΩ ’將之作爲旁通電 容器使用,可更提昇電路之穩定性。 以上實施例中,針對積層陶瓷電容器之應用例作說明 。但本發明不限定於稹層陶瓷電容器,可廣泛應用於電感 器,半導體等其他複合電子元件。 〔實施例6〕 準備相對於Cu (平均粒徑:〇 . 3/zm)粉末含有 7 w t %之緦系玻璃(平均粒徑:Ό . 5 // m ) ’將其分 散於展色料中以得第1金屬層用糊。 〔第2金屬層用糊〕 準備相對Ag (平均粒徑:3 · 粉末含 lwt%鉛系玻璃(平均粒徑:1 · Ojam),將其分散 於展色料中以得第1金屬層用糊。 (-^^nfAVS 之·、^"r項#硝巧本頁)
本紙張尺度適用中國國家指:聿(CNS ) ΛΊ圯怙(210 X 297.公/; ) _ 45 414898 A7 B7 五、發明説明(43 ) 〔基材〕 準備市售之99.6%氧化鋁基板。 〔電子元件之製作〕 將上述第1金屬層用糊藉網版印刷法以特定圖型印刷 於基材上,.乾燥之,於N2 + H2 (H2 : 3%)之混合環 境中’於7 7 0 aC進行1 0分鐘燒結,以形成第1電極層 前驅體。此時之第1金屬層用糊之厚度爲2 0 。於燒 -s 結之第1金屬層前驅體上將第2金屬層用糊印刷成完全被 覆第1金屬層前驅體,進行乾燥,於空氣中,6 5 0°C下 進行1 0分鐘燒結,製得具備具上述第1金屬層前驅體所 含有之C u之氧化物之氧化物中間層,及第1金屬層及第 2金屬層的電子元件。 經滴部中央桴工消贽合竹社印絜 圖6爲所得電子元件之斷面照片。由圖中可知,於基 板2 1上’依序形成第1金屬層之C u金屬層2 2,氧化 物中間層之C u氧化物層2 3,第2金屬層之A g金屬層 2 4。藉E PMA可確認C u氧化物層2 3中存在有氧, 藉X線折射確認出C u 2 0。 〔實施例7〕 〔第1金屬層用糊〕 準備租對N i (平均粒徑:〇 . 2 y m )含有7 w t %之緦系玻璃(平均粒徑:〇 . 5μιη),將其分散於展 色料中以得第1金屬層用糊。 本紙張尺度適用中國國家招:準(CNS ) /\4現佑() -46- 414898 經"·部中央標卑局负工消费合竹社印皱 A7 137 五、發明説明(44 ) 〔第2金屬層用糊〕 準備相對Ag (平均粒徑:3 . 0#m)含lwt% 之鉛系玻璃(平均粒徑:1.0#m),將其分散於展色 料中以得第1金屬層用糊。 〔基材〕 使用市售之9 9 . 6%氧化鋁基板。 〔電子元件之製作〕 藉網版印刷法將上述第1金屬層用糊以特定圖型印刷 於上述基材上,乾燥之,於N2 + H2 (H2 : 3%)之混 合環境中,9 0 0 °C下進行1 0分鐘燒結以形成第1電極 層前驅體。此時之第2金屬層用糊之厚度爲2 0 ym。於 燒結之第1金屬層前驅體上將第2金屬層用糊印刷成完全 被覆於第1金屬層前驅體,乾燥之,於空氣中,7 5 0°C 下進行1 0分鐘燒結,製成具備具上述第1金屬層前驅體 所含有N i之氧化物之氧化物中間層’及第1金屬層’及 第2金屬層的電子元件。 在第1金屬層之N i金屬層與第2金屬層之A g金屬 層之中間可形成膜厚3 μιη之氧化物中間層之N i氧化物 層。藉E PMA確認N i氧化物層中存在有氧,藉X線折 線確認N i 0 » (¾^1^¾^而之·^-&事項#"!^?本页〕
本紙張尺度適用中國國家抆準(CNS ) Λ4叱格(210 X 《) -47- 414898 A7 B7 五、發明説明(45 〔實施例8〕 〔第1金屬層用糊〕 準備相對Μη (平均粒徑:1 . 〇vm)粉末含 7wt%之鋸系玻璃(平均粒徑:〇. 5"m) ’將其分 散於展色料中以得第1金屬層用糊。 〔第2金屬層用糊〕 準備相對P d (平均粒徑:0 _ 5 lwt%之鉛系玻璃(平均粒徑:1 散於展色料中以得第1金屬層用糊。 〔基材〕 使用市售之99.6%氧化鋁基板 # m )粉末含 0仁m ),將其分 ih 也 1Ϊ 而 之 it ❿' η ΐτ 經消部中决標"·而妇工消费合竹社印S木 〔電子元件之製作〕 藉網版印刷法將上述第1金屬層用糊以特定圖型印刷 於上述基材上,乾燥之,於N2 + H2 (H2 : 3%)之混 合環境中,9 0 0 °C下進行1 0分鐘燒結以形成第1電極 層前驅體。此時之第1金屬層用糊之厚度爲2 0"m。於 燒結之第1金屬層前驅體上將上述第2金屬層用糊印刷成 完全被覆於第1金屬層前驅體,乾燥之,於空氣中, 8 ◦ 0°C下進行1分鐘燒結,製得具備具上述第1金屬層 前驅體所含有Μ η之氧化物的之氧化物中間層,及第1金 屬層,及第2金屬層的電子元件= * 本紙張尺度適用中國國家椋準(CN'S ) Λ4叱枯(210X?97,d 48 414898 A7 Η 7 五、發明説明(46 ) 在第1金屬層之Μη與第2金屬層之P d金屬層之中 間可形成膜厚1〇之氧化物中間層之Μη氧化物層。 藉Ε ΡΜΑ確認Μη氧化物層中存在有氧,藉X線折線確 認 Μ η 0。 〔實施例Θ ·〕 〔底層金屬層用糊〕 @r 準備相對於Cu (平均粒徑:0 . 3#m)含有 7wt%之鋸系玻璃(平均粒徑:0. 5#m),將其分 散於展色料中得第1金屬層用糊。 -='1° 〔第2金屬層用糊〕 準備相對Ag (平均粒徑:3 . O/zm)粉未含 lwt%之鉛系玻璃(平均粒徑:1.0从m),將其分 散於展色料中得第1金屬層用糊。 〔基材〕 經滴部中次標^^妇工消费合竹社印絜 使用市售之99.6%氧化鋁基板。 〔電子元件之製作〕 藉網版印刷法將上述底層金屬層用糊以特定圖型印刷 於上述基材上,乾燥之,於N2 + H2 (H2 : 3%)之混 合環境中,7 7 0°C下進行1 0分鐘燒結以形成底層金屬 層。此時之底層金屬層用糊之厚度爲2 0 。在燒結之 本紙乐尺度適用中國國家梂卑(CNS )/以忧格(2]Ox29^MM 49 - 414898 Α7 in 五、發明説明(47 ) 底層金.屬層上藉習知電解電鍍法形成厚5 之N i膜作 爲第1金屬層之電鍍層。將第2金屬層用糊印刷成完全被 覆第1金屬層,乾燥之,於空氣中,700 °C下進行10 分鐘燒結,製得具備具上述第1金屬層所含有N i之氧化 物之氧化物中間層,及底層金屬層,及第1金屬層,及第
I 2金屬層的電子元件。 在底層電子元件之C u金屬層上,於第1金屬層之 N i金屬層與第2金屬層之A g金屬層之中間可形成膜厚 1 之氧化物中間層之N i氧化物層。藉ΕΡΜΑ確 認N i氧化物層中存在有氧,藉X線折線確認N i Ο。 〔實施例1 0〕 以下,製造本發明之電子元件之應用例,即晶片電阻 體。 〔絕緣體層〕 準備絕緣體層之主原料之B a C〇3 (平均粒徑: 2 . 0/im)及 Ti〇2 (平均粒徑:2 . 0#m) a Ba /Ti之原子比爲1 . 〇〇。另外,作爲BaTi〇3之添 加物,準備〇.2wt%之MnC〇3, 〇.2wt%之 MgC〇3, 2 . lwt%2Y2〇3, 2 · 2wt% 之( BaCa) Si〇3。將各原料粉末以水中球磨機混合,乾 燥之。將所得混合粉末1 2 5 0 °C下預燒2小時。將該預 燒粉以水中球磨機粉碎,乾燥之。於所得預燒粉添加丙烯 {对^閲-Μιί'-而之注&事項再i/i*?本茛) --5 本纸乐尺度適用中國國家枕準(CNS ) /\4規枯(210Χ?ϋί’ 50 經消部中央標準局只工消费合竹社印焚 414898 A7 ——^______________________ 五、發明説明(48 ) 基樹脂有機黏合劑,及氯化亞甲基及丙酮混合,作成絕緣 胃發。使用刮刀將所得絕緣體漿作成絕緣體生片。 〔內部導體〕 準備賤金屬之Ni粉末(平均粒徑:0.8vm)作 爲內部導體·材料,於其中添加乙基纖維素有機黏合劑,及 透平油有機溶劑,使用三輥混練機作成內部導體用糊。 〔第1金屬層用糊〕 作爲第1金屬層用糊原料,準備c u粉末(平均粒徑 :〇 · 5 // m ),及相對於該Cu粉末添加有之 緦系玻璃者。於其中添加丙烯基樹脂有機黏合劑,及透平 油有機溶劑,使用三輥混練,作成第1金屬層用糊。 〔第2金屬層用糊〕 準備Ag粉末(平均粒徑:0.5#m)作爲第2金 屬層用糊原料。於其中添加丙烯基樹脂有機黏合劑,及透 平油有機溶劑,使用三輥混練作成第2金屬層用糊。 〔晶片電阻體之製作〕 爲得特定厚度將生片數片積層,於其上藉網版印刷法 印刷內部電極用糊,再將生片積層特定片數。其次,將該 積層體熱壓著,燒結後切成縱X橫X厚爲3 . 2X1 . 6 X 1 · 0 m m之晶片形狀,得生晶片。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) 柏(210X2^·^ (-t閱讀背而之注f項#J'AK本π)
五、發明説明(49 ) 將所得生晶片於空氣中,8 0°C下放置3 0分鐘,乾 燥之。之後,於N2 + H2 (H2: 3%)還元環境中,於 1 3 0 Ot下保持3小時燒結之,於加濕之Ha氧分壓 1 〇_7氣壓環境中,於1 〇 〇 〇°C下保持2小時,得晶片 體。 . 在所得,晶片體兩端部塗布上述第1金屬層用糊,乾燥 之,於N2 + H2 (H2: 4%)環境中,於7 70°c保持 1 0分鐘,燒結之,形成C u含有層之第1金屬層前驅體 〇 在形成有第1金屬層前驅體之晶片體兩端部,藉浸漬 法塗布上述含有A g之第2金屬層用糊,乾燥之,空氣中 ,於6 2 0°C保持1 〇分鐘,燒結之,形成第2金屬層之 同時,使第1金屬層前驅體表面氧化,以形成含較高電阻 氧化銅之氧化物中間層。此時,第2金屬層含有之銀粒子 分散於氧化物中間層內成層狀,有效之電阻膜厚減少,電 阻値較僅以氧化銅形成之氧化物中間層爲低値。 切斷所得晶片電阻體觀察,其斷面照片示於圖7。圖 示之端部係由晶片體3 1,及含銅之第1金屬層.2 2,及 含氧化銅之氧化物中間層3 3,及含銀之第2金屬層3 4 依序形成爲層狀。第2金屬層中金屬(Ag) 3 5擴散於 氧化物中間層3 3中。此時,第1金屬層之膜厚約 5 0 jam,氧化物中間層之膜厚約1 0 ,第2金屬層 之膜厚約2 0 »藉E PMA解析氧化物中間層’結果 確認氧之存在。又,藉X線折射解析氧化物中間層’結果 52 n φ
iT 本紙張尺度適用中國國家掠準(CNS ) 2】〇x?ym ) 經滴部中央標準局Κ工消贤合作社印鉍 414898_H7 _ 五、發明説明(50 ) ,確認 C112O,Cu3〇4,CuO。又,經由 SEM 觀 察斷面,氧化物中間層中之A g之擴散程度(表中A g之 擴散層之比率),係定義爲氧化物中間層33之平均厚度 ,與氧化物中間層中之A g層3 5之平均厚度之比。 其次,於所得各添加物組成樣品,使用電解法依序形 成鍍鎳層,·鑛錫-鉛合金層。於所得樣品兩端焊接引線, 將附加有引線之晶片體設定於加重試驗器,向上下方向拉 伸,測定端子破壞瞬間之拉伸強度。又,測定樣品之電阻 。結果币於表1。 〔實施例1 1〕 除第2金屬層之A g粉末之平均粒徑爲3 . 0/zm以 外均同實施例1 0,製作樣品評估之。結果示於表1。 〔實施例1 2〕 除第2金屬層之A g粉末之平均粒徑爲5 * 0 以 外均同實施例10,製作樣品評估之。結果示於表1。 〔實施例1 3〕 除第2金屬層之A g粉末之平均粒徑爲9 . 〇 y m以 外均同實施例1 〇,製作樣品評估之。結果示於表1。 〔比較例1〕 除第2金屬層之Ag粉末之平均粒徑爲1 2, 本紙张尺度適用中國國家枵準(CNS ) /…尤格(210Χ297/>/| ) -53-
414898 at __ Η 7 五、發明説明(51 ) 以外均同實施例1 0,製作樣品評估之。結果示於表1。 〔實施例1 4〕 除於第2金屬層用糊添加lw t %之P b Ο — B2〇2 —T 1 2〇3系玻璃釉(軟化點:3 0 3 °C)之外均同實施 例1 0,製成樣品評估之。結果示於表1。 [I . # 〔實施例1 5〕 除於第2金屬層用糊添加1 w t %之P b 0 — B2〇3 —S i 〇2系玻璃釉(軟化點:470°C)之外均同實施例 1 0,製成樣品評估之。結果示於表1。 了 _ 〔實施例1 6〕 除於第2金屬層用糊添加lw t %之Z n 0 — B2〇3 一 S i 0 ξ系玻璃釉(軟化點:6 1 0 t:)之外均同實施例 1 0,製成樣品評估之'•結果示於表1。 本紙張尺度適用中國國家枕牟{ cns )以圯牯公# ) -54 - 五、發明説明(52 ) 表1 經辦部中史榡卑局另Η消费合竹=il印製 414898 a- B7 樣品No. Ag粒徑 (β m) 玻璃 氧化層中 之Ag之 比率 電阻 (Ω ) 拉伸強 度(kg) 實施例 10 0.5 杯 0.95 0.03 3.0 實施例 11 3 Μ 0.8 0.1 3.0 實施例 12 5 -frrf. HIT J\\\ 0.5 0.24 3.1 實施例 13 9 ifnt m 0.1 0.66 3.0 比較例 1 '12 m 0 0.74 1.1 實施例 14 0.5 PbO-B2〇3-Tl2〇3 0.2 0.61 3.0 茶 實施例 15 0.5 PbO-B2〇3-Si〇2 系 0.97 0.02 3.1 實施例 16 0.5 Zn〇-B2〇3-Si〇2 系 0.1 0.7 2.9 由表1可知,本發明之樣品,容易獲得較小之電阻,端 子之拉伸強度亦足夠。又,A g擴散層之比率與電阻値之 相關關係可由表1獲致某種程度確認,但A g之擴散率以 上述方法完全把握有困難,表中以氧化層中之A g之比率 記載之數値,僅表示給予A g之存在量之傾向之程度。 〔實施例1 7〕 除第1金屬層含有之Cu ’及第2金屬層含有之Ag ,分別以N i及P d取代之外餘均间實施例1 〇〜1 6製 作各樣品,評估結果發現,因金屬之差異產生電阻値等之
本;ίϋ度適用中國國家枕率(CNS ) /以規松f 210X
-55- 414898 A7 ___.___B 7 五、發明説明(53 ) 差異》. 〔實施例1 8〕 以下,製作積層型晶片電容器作爲本發明之電子元件 之其他應用例。 〔介電體層〕 準備介電體層之主原料.,即B a C〇3 (平均粒徑: 2 . O/im)及 Ti〇2 (平均粒徑:2 , Οαπι) 。Ba /Ti之原子比爲1 . 〇〇。另外,準備〇 · 2wt%之 MnC〇3,0 . 2wt% 之 MgC〇3,2 · lwt% 之 Y2〇3,2.2wt%(BaCa)Si〇3作爲 B a T i Ο 3之添加物。將各原料粉末以水中球磨機混合, 乾燥之,將所得混合粉末1 2 5 0°C預燒2小時。將該預 燒分以水中球磨機粉碎,乾燥之。於所得預燒粉添加丙烯 基樹脂有機黏合劑,及氯化亞甲基及丙酮混合之1作爲介 電體漿。用刮刀將所得介電體漿作成生片。 〔內部導體〕 準備賤金屬之Ni粉末(平均粒徑:0 . 8/zm)作 爲內部導體材料。於其中添加乙基纖維素有機黏合劑’及 透平油有機溶劑,使用三輥混練作成內部導體用糊。 〔第1金屬層用糊〕 本紙张尺度適用中國國家枕隼< CNS } Λ4mi, ( 210x7^ η - 56 - (¾先間""''""""事^丹^^本頁)
1 4i^898 Α ί n? 五、發明説明(54 ) 準備C11粉末(平均粒徑:〇 . ,及相對該 粉未添加有7w t %之緦系玻璃者,作爲第1金屬層用糊 原料。於其中添加丙烯基樹脂有機黏合劑,及透平油有機 溶劑,使用三輥混練作成第1金屬層用糊。 〔第2金屬層用糊〕 準備A g粉末(平均.粒徑:〇 · 5j«m),及相對該 粉末有1 w t %之硼酸鉛玻璃,作爲第2金屬層用糊原料 ,於其中添加丙烯基樹脂有機黏合劑,及透平油有機溶劑 ,使用三輥混練作成第2金屬層用糊。 〔晶片電容器之製作〕 爲得特定厚度將生片數片積層,於其上藉印刷法內部 電極用糊,再將生片積層,如此般將印刷有內部電極之薄 片與生片交互積層,最後將生片積層特定片數。之後,對 該積層體熱壓接,燒結後切斷成縱X橫X厚爲3 _ 2x 1.6父1.Qmm之晶片狀之生晶片。 將所得生晶片,於空氣中,8 0°C下放置3 0分鐘, 乾燥之。於N2 + H2 (H2 : 3%)還元環境中’於 1 3 0 0 °C保持3小時’燒結之,之後’於加濕之Η 2氧分 壓1 0_7氣壓環境中,於1 〇 〇 〇°c下保持2小時,得晶 片體。 在所得晶片體兩端部’塗布上述第1金屬層用糊’乾 燥之,於N2 + H2 (Hs : 4%)環境中’於770°c下 本紙張尺度適用中國國家橾隼(CNS ) ΛΉ兄怙(2S0X ?们.公;) - 57 - 經淖部中戎標準ΛΚ工消费合竹社印製 ___414898_______ 五、發明説明(55 ) 保持1 0分鐘燒結之,形成C u含有層之第1金屬層前驅 體。 接著,在形成有第1金屬層前驅體之晶片體兩端部, 藉浸漬法塗布上述含A g之第2金屬層用糊,乾燥之,於 空氣中,昇溫速度分別設爲1800 °C/h (樣品1), 2 4 0 0 t / h (樣品 2 ),及 3 0 〇 〇 °c / h (樣品 3 ),於6 5 0 °C下保持10分鐘,燒結以形成第2金屬層 之同時使第1金屬層前驅體表面氧化,形成含較高電阻之 氧化銅的氧化物中間層=此時,第2金屬層含有之銀粒子 分散於氧化物中間層內形成路徑,有效電阻値受擴散於氧 化物中間層之A g粒子所形成路徑之影響,而爲低値。 切斷所得樣品1〜3之晶片電容器之端部,觀察之。 其斷面照片分別爲圖8〜10 =又,圖1〇之擴大照片示 於圖1 1 ’圖9之端面之氧化銅以氟酸蝕刻之圖示於圖 1 2 ’圖1 2之擴大照片示於圖1 3 «圖8〜1 0示端部 ’係由晶片體4 1 ,及含銅之第1金屬層4 2,及含氧化 銅之氧化物中間層4 3,及含銀之第2金屬層4 4依序形 成層狀。於氧化物中間層4 3中分散有第2金屬層中之金 屬(Ag) ’而且,該分散之金屬粒子結合成絲狀由第1 金屬層4 2擴及第2金屬層4 4形成路徑(如圖1 3所示 )。此時’第1金屬層之膜厚約氧化物中間層 之膜厚約1 2#ηι,第2金屬層之膜厚約3 0 。經由 E PMA解析氧化物中間層,結果確認氧之存在。又,藉 X線折射解析氧化物中間層,結果確認C u 2 〇, 以長尺度適用中國國家拉.準('ϋ~)—~^Γ_------------ (¾^^¾^而之vi-f 項再J/ικ本 π )
414898 Λ7 Η7 五、發明説明(56) C113O4 » CuO & 接著,在昇溫速度:2400°C/li,保持溫度 6 8 0 〇C之樣品,及未形成第1金屬層及氧化物中間層及 第2金屬層之比較樣品,藉由電解法依序彤成鍍鎳層’鍍 錫鉛合金層。於所得樣品兩端焊接引線,將附有引線之晶 片體設定於加重試驗器向上下方向拉伸’測定端子破壞瞬 間之拉伸強度。測定所得樣品之E S R,結果如下。 訂 拉伸強度(Kg) ESR(m ) 樣品 4 20 比較 4 0.5 經滴部中决標卑局h工消费合竹社印製 〔實施例1 9〕 針對在實施例1 0作成之基材上形成實施例1 8之第 1金屬層及氧化物中間層及第2金屬層,及未形成其等之 樣品測定溫度特性。結果示於圖1 4〜1 6。圖1 4爲本 發明樣品及比較樣品之溫度產生之電阻値變化,圖1 5爲 本發明樣品之電阻,頻率特性之溫度產生之變化,圖1 6 爲比較樣品之電阻之頻率特性及溫度產生之變化。 由圖1 4〜1 6可知,本發明之樣品大致不受溫度之 影響,呈穩定狀態。 針對上述實施例所得A g分散率不同之各樣品,經由 畫像解析裝置(旭化成製:IP. 1000)解析其斷面, 算出含C u氧化物之氧化物中間層之總面積,及該氧化物 本紙張尺度適用中國國家枕準(CKS ) AOIL枯(2]0x2们公# 59- 4148S8 "7 五、發明説明(57) 中間層中確認之A g粒子所佔總面積.,算出兩者之面積比 (A g / C u 2 0 + A g )。測定各樣品之電阻値,結果示 於圖1 7。 由圖1 7可知,Ag粒子之面積比(分散率)大之樣 品,電阻値,反之,A g粒子之面積比(分散率)小之樣 品,電阻値變高,且兩者大略爲直線之比例關係》 〔發明之效果〕 依本發明,可以實現以簡單工程得均一氧化物層,該 氧化物層之電阻値之控制容易,且可得高精度,另外,氧 化物層與其他金屬含有層之接著強度良好,引線之接著強 度佳之電子元件之製造方法,及電子元件。 . 又,可實現具穩定之溫度特性之電子元件之製造方法 ,及電子元件。 ^ 〔圖面之簡單說明〕 圖1 :本發明之c R複合電子元件之基本構成之斷面 槪略圖。 圖2:本發明應用例之晶片電阻體之基本構成之斷面 槪略圖。/^ 圖3:本發明之CR複合電子元件樣品之ESR之圖 。r Γ 圖4 :本發明之CR複合電子元件之端子電極部分之 斷面照片圖。 ^間讀艿而之"-··--·1'^1再执舄本万} 'τ 本紙張尺度適用中國國家榡準(CNS ) Λ4悅怡(210Χ?νϋϊ . 6〇 經M部中史標ίί.局Μ工消费合竹社印掣 414898 Λ7 ____m ___ 五、發明説明(58) 圖5:圖4之擴大照片。f 圖6 :本發明之電子元件之斷面照片。 圖7:本發明之應用例之晶片電阻體之斷面之照片。 圖8:本發明之應用例之晶片電容器電阻體之斷面之 照片。^ 圖9 :本發明之應用例之晶片電容器體之斷面之照片 0 0 圖1 0 :本發明之應用例之晶片電容器體之斷面之照 片。 圖1 1 :本發明之應用例之晶片電容器體之斷面之照 片" 圖1 2 :本發明之應用例之晶片電容器體之斷面之照 片。/ 圖1 3 :本發明之應用例之晶片電容器體之斷面之照 片。 圖1 4 :本發明應用例之電阻體之樣品與比較樣品之 溫度與電阻値之變化關係圖y 圖1 5 :本發明樣品之電阻値:頻率特性之受溫度影 響之變化圖。 圖1 6 :比較樣品之電阻値:頻率特性之受溫度影響 之變化圖。 圖1 7 :氧化物中間層之總面積,及該氧化物中間層 中確認之Ag粒子之佔有總面積之比(Ag擴散率),及 電阻値間之關係圖。f U?先s^lv而之注f項#填巧本Κ )
本紙張尺度適用中國國家梂準(CNS )八4圯枯() -61 - A7 414898 B7 五、發明説明(59-1) 符號說明 2 介 電 體 層 3 內 部 電 極 層 1 1 4 第 1 金 屬 層 5 氧 化物 中 間 層 請 1 1 1 6 第 2 金 屬 層 1 2 絕 緣 體 層 先 閱 Μ 1 1 1 3 內 部 導 體 1 4 第 1 金 屬 層 背 ίδ 1 之 I 1 5 化 物 中 間 層 1 6 第 2 金 屬 層 注产 意 1 1- 1 7 電 鍍 層 2 1 基 板 Ψ 項、 再 1 1 2 2 C U 金 屬 層 2 3 C U 氧 化 物 層 Iq !裝 頁 1 2 4 A g 金 屬 層 3 1 晶 片 體 ν_κ· 1 3 2 第 1 金 屬 層 3 3 氧 化 物 中 間 層 l 1 3 4 第 2 金 屬 層 3 5 金 屬 ( A g ) 1 1 4 1 晶 片 體 4 2 第 1 金 屬 層 訂 I 4 3 氧 化 物 中 間 層 4 4 第 2 金 屬 層 1 1 ^".^υ^^ΐ^Γ"·^'··- ^^,1 本紙張尺度適舟中國國家標隼(CNS ) A4規格(210X29*?公釐) · 61-1_
Claims (1)
- 六、申請專利範.圍 第87 1 1 6661號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國89年4月修正 1 種電子元件,係具有:Μ少含有金屬之第1電 子元件,及燒結金屬粒子形成之第2金屬層;於|^2金屬 層間具有氧化物中間層;其特徵爲: 上述第2金屬層含有之金屬粒子之氧化還元平衡曲線 ,係較第1金屬層含有之金屬粒子之氧化還元平衡曲線位 於更上位; 上述氧化物中間層係含有第1金屬層含有之金屬之氧 化物。 2 .如申請專利範圍第1項之電子元件,其中 上述第1金屬層與第2金屬層係藉由上述氧化物中間 層作電導通: 上述氧化物中間層係作爲電阻體之功能。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製一 3 .如申請專利範圍第1谭之電子元件,其中 上述第1金屬層係含有Fe,Co,Cu及Ni中之 一種或二種以上, 第2金屬層係含有Ag,Au,P t,P d ’ Rh ’ I r及Ru中之一或二種以上。 4 .如申請專利範圍第1項之電子元件,其中 上述氧化物中間層之氧化物係含有F e Ο,α — F e2〇3 ,α — Fe2〇3* F 03〇4 * CoO * 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 χ 297公釐)六、申請專利範.圍 第87 1 1 6661號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國89年4月修正 1 種電子元件,係具有:Μ少含有金屬之第1電 子元件,及燒結金屬粒子形成之第2金屬層;於|^2金屬 層間具有氧化物中間層;其特徵爲: 上述第2金屬層含有之金屬粒子之氧化還元平衡曲線 ,係較第1金屬層含有之金屬粒子之氧化還元平衡曲線位 於更上位; 上述氧化物中間層係含有第1金屬層含有之金屬之氧 化物。 2 .如申請專利範圍第1項之電子元件,其中 上述第1金屬層與第2金屬層係藉由上述氧化物中間 層作電導通: 上述氧化物中間層係作爲電阻體之功能。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製一 3 .如申請專利範圍第1谭之電子元件,其中 上述第1金屬層係含有Fe,Co,Cu及Ni中之 一種或二種以上, 第2金屬層係含有Ag,Au,P t,P d ’ Rh ’ I r及Ru中之一或二種以上。 4 .如申請專利範圍第1項之電子元件,其中 上述氧化物中間層之氧化物係含有F e Ο,α — F e2〇3 ,α — Fe2〇3* F 03〇4 * CoO * 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 χ 297公釐) 韻0808 414898 々、申請專利範圍 C〇3〇4,Cii2〇,CU3〇4,CuO,N i 〇 中之一 種或二種以上a 5 .如申請專利範圍第1項之電子元件’其中 上述第1金屬層,氧化物中間層及第2金屬層係含有 玻璃0〜2〇wt%。 6 .如申請專利範圍第1項之電子元件,其中„> 介電體層與內部電極交互積層, 形成於該積層體端部之端子電極,與上/述內部電極係 電連接成電容器, 上述端子電極之至少一方係由內部電極側起依序具有 上述第1金屬層,氧化物中間層,及第2金屬層。 7 .如申請專利範圍第6項之電子元件,其中 具有等效電路爲CR或(LC.) R串聯電路。、 8 .如申請専利範圍第6項之電子元件,其中 上述內部電極層爲含有N i。 9 ·如申請專利範圍第6項;^電子元件,其中 上述端子電極之外側具電鍍層。y 1 0 · —種電子兀件,係具有:含有在氧化環境中藉 由燒結而成爲氧化物之第1金屬的第1金屬層;及對含有 在氧化環境中即使燒結亦不起氧化之金屬的第2金屬粒子 進行燒結而形成之第2金屬層;在該2金屬層間具有氧化 物中間層;其特徵爲: 上述氧化物中間層係含有第1金屬層所含有第1金屬 之氧化物’且在上述氧化物中間層中分散有第2金屬層所 本紙張尺度適用令國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -------^-------%--------訂---------線- (請先閱讀背面之注意事硬再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製| -2- A8B8C8D8 414898 六、申請專利範圍 含有之第2金屬粒子。/ 1 1 .如申請專利範圍第1 〇項之電子元件,其中 分散於上述氧化物中間層之第2金屬粒子,係以金屬· 粒子之狀態及/或金屬粒子間之一部分呈融合之狀態存在1 2 .如申請專利範圍第1 〇項之電子元件v属中 上述氧化物中間層,係形成有分散之第2金屬粒子間 之一部分呈融合狀態之導通路徑。/ .- 1 3 .如申請專利範圍第1 〇項之電子元件,其中 分散於上述氧化物中間層之第2金屬粒子之含有量, 當觀察所形成之氧化物中間層之斷面而確認之第2金屬粒 子之於氧化物之佔有面積,與氧化物中間層全體之面積間 之比,以分散粒子之總面積/氧化物中間層之總面積X 100來表示時,係爲20〜99%。? 1 4 .如申請專利範圍第1 0項之電子元件,其中 上述第2金屬層所含有,之第2金屬粒子,其平均粒子 徑爲 0.01 〜10//m。. 1 5 .如申請專利範圍第1 0項之電子元件,其中 上述第1金屬層所含有之第1金屬粒子,其平均粒子 徑爲0 . 1〜5 μιη,上述第2金屬層所含有之第2金屬 粒子,其平均粒子徑爲〇 . 〇5〜5//m。/ 1 6 .如申請專利範圍第1 0項之電子元件’其中 上述第2金屬層所含有第2金屬粒子,係含有A g ’ Pt ,Pd,Rh,Ru,I r ,Au 及 Pd 中之一或二 I n n I 1 n I» 1 (請先閱讀背面之>i意事項再填寫本頁) 線-Γ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用_國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -3 - 4X4898 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 1 種以上之金屬元素, 第1金屬層係含有上述第2金屬成份以外之金屬,或 該金屬與上述第2金屬成份之合金。 1 7 .如申請專利範圍第1 0項之電子元件,其中 上述第2金屬層相對於全金屬量,係含有0〜2 0重 量%之玻璃釉。 > 18.如申請專利範圍第10項之電子元件,其中 上述玻璃釉之軟化點爲3 5 0 °C以上,5 0 0 °C以下 〇 1 9 .如申請專利範圍第1 0項之電子元件,其中 上述玻璃釉之軟化點爲3 0 0 °C以上,3 5 0 °C以下 ,或5 0 0 °C以上,1 0 0 0 °C以下。 2 〇 .如申請專利範圔第1 〇項之電子元件,其中 上述第1金屬層係含有Fe ,Co ’ Cu及Ni中之 1種或2種以上。/ 2 1 .如申請專利範圍第1 0項之電子元件,其中 上述氧化物中間層,其氧ft物係含有F e 〇,α — F e2〇3,a — Fe2〇3,Fe3〇4’ CoO, C03O4 ,Cu2〇,Cii3〇4 ,CuO ,N i 0 中之— 種或二種以上。 2 2 ·如申請專利範圍第1 〇項之電子元件,其中 上述第1金屬層與第2金屬層係藉由上述氧化物中間 層作電導通, 上述氧化物中間層係作爲電阻體之功能。/ <請先閱讀背面之注意事项再^本·1) 本 π ' =°· ,線. 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -4 - A8 B3 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製j 414896 六、申請專利範圍 2 3 ♦如申請專利範圍第2 2項之電子元件,其中 由上述第1金屬層起至第2金屬層之範圍所形成電阻 體部分之溫度係數爲零或正。, 2 4 .如申請專利範圍第2 2項之電子元件,其中 介電體層與內部電極交互積層, 形成於該積層體端部之端子電極,與上述內電極係 電連接成電容器,/ 上述端子電極之至少一方係由內部電極側起依序具有 上述第1金屬層,氧化物中間層,及第2金屬層。 .2 5 .如申請專利範圍第2 2項之電子元件,其中 等效電路具有CR或('L.C ) R串聯電路-2 6 .如申請專利範圍第2 4項之電子元件,其中 上述內部電極層含有N i。 2 7 .如申請專利範圍第2 4項之電子元件,其中 在上述端子電極之外側具電鍍層。 2 8 . —種電子元件之製造方法, 使用至少於展色料中分散.有金屬粒子之第1金屬層用 糊及第2金屬層用糊, 第2金屬層用糊含有之金屬之氧化還元平衡曲線,係 較第1金屬層用糊含有之金屬之氧化還元平衡曲線位於更 上位者, 將該第1金屬層用糊塗布於基材上乾燥之, 第1金屬層用糊含有之金屬於未被氧化之中性乃至還 元性環境中燒結作爲第1金屬層前驅體,广 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS>A4規格(210 X 297公釐) · 5 -414896 D8 六、申請專利範圍 於第1金屬層前驅體上塗佈第2金屬層用糊並乾燥之 f 上述第1金屬層前驅體含有之金屬於氧化之氧分壓條 件下,且第2金屬層用糊含有之金屬於未氧化之氧分壓條 件下燒結俾於第1金屬層前驅體之與第2金屬層用糊間之 界面形成氧化物中間層之同時, 獲第1金屬層及第2金屬層 29.如申請專利範圍第28項之電子元件之製造方 法,其中 將上述第1金屬層用糊塗布,乾燥,燒結以之作爲層 金屬層,/ 再於其上以電鍍法形成金屬薄膜以之作爲第1金屬層 再於其上塗布第2金屬層用糊/ 3 0 . —種電子元件之製造方法, 使用至少於展色料中分、散有在氧化性環境中藉由燒結 成爲氧化物之第1金屬粒子的第1金屬層用糊,及至少於 展色料中分散有在氧化性環境中由燒結亦未被氧化之第2 金屬粒子的第2金屬層用糊;/ 將該第1金屬層用糊塗布於基材上乾燥之, 第1金屬層用糊含有之金屬於未被氧化之中性乃至還 元性環境中燒結作爲第1金屬層前驅體, 於第1金屬層前驅體上塗佈第2金屬層甩糊並乾燥之 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) .R- (請先閱讀背面之注意事項再本頁) 訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製一 A8 B8 C8 D8 414898 六、申請專利範圍 於氧化性環境中藉燒結使第1金屬層前驅體之與第2 金屬層用糊之界面氧化以形成氧化物中間層,而且使於該 氧化物中間層中分散有第2金屬層含有之第金屬粒子之 狀態下’以得第1金屬層,氧化物中間層,及第2金屬層 。, 3 1 .如申請專利範圍第3 0項之電子元件製造方 法,其中 將上述第1金屬層用糊塗布,乾燥.,燒結以之作爲底 層金屬層, 再於其上以電鍍法形成金屬薄膜以之作爲第1金屬層 Ϊ 再於其上塗布第2金屬層用糊。/ 3 2 .如申請專利範圍第3 0或3 1項之電子元件之 製造方法,其中 使上述第2金屬層用糊含有之第2金屬粒子之平均粒 子徑於0.01〜20#m範圍變化, 調整上述氧化物中間層之雩阻値。/ 3 3 .如申請專利範圍第3 0項之電子元件之製造方 法,其中 上述第2金屬層糊,相對於全金屬量係含有〇〜2 0 重量%之玻璃釉,· 且藉調整該玻璃釉之軟化點來調整上述氧化物中間層 之電阻値。, 3 4 .如申請專利範圍第3 0項之電子元件之製造方 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X 297公釐〉~ 7 - '""" (請先閲讀背面之注意事項再1^|本頁) 訂- -線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^Bcs 414898 六、申請專利範圍 法’其中 上述第1金屬層含有之第1金屬粒子之平均粒子徑設 定爲0 . 1〜5 上述第2金屬層含有之第2金屬粒 子之平均粒子徑設定爲0 . 0 5〜5 //m,第2金屬層起 至第1金屬層之範圍內,使箄2金屬層含有之第2金屬粒 子分散,以形成該第2金屬粒子之路徑。 身 35.如申請專利範圍第30項之電子元件之製造方 法,其中 ' - 使介電體層,內部電極層交互積層以形成生晶片, 對該生晶片進行燒結以形成晶片體, 於該晶片體塗布第1金屬層用糊,於中性或還元件環 境中燒結以形成第1金屬層及氧化物中間層之前驅體, 再於其上塗布第2金屬層用糊, 將其置於氧化性環境中燒結,使上述第1金屬層及氧 化物中間層.之前驅體之與第2金屬層間之界面附近氧化以 形成端子電極/ , 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製一 3 6 .如申請專利範圍第,3 0項之電子元件之製造方 法,其中 使介電體層,內部電極層交互積層以形成生晶片, 對該生晶片進行燒結以形成晶片體, 於該晶片塗布第1金屬層用糊, 再於其上塗布第2金屬層用糊, 於中性或還元性環境中燒結, 冷卻過程中,將其置於氧化性環境下,使上述第1金 -8 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 χ 297公釐) ASBSC8DS 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製j 414898 六、申請專利範圍 屬層用糊燒結體之與第2金屬層間之界面附近氧化以形成 端子電極層。/ 3 7 ·如申請專利範圍第3 0項之電子元件之製造方 法,其中 使介電體層,內部電極層交互積層以形成生晶片, 於該生晶片塗布第1電極層用糊, 再於其上塗布第2金屬層用糊, 於還元性環境中燒結,再於冷卻過程中將其置於氧化 性環境下,使上述第1金屬層用糊燒結體之與第2金屬層 間之界面附近氧化以形成端子電極。 3 8 .如申請專利範圍第3 0項之電子元件之製造方 法,其中 上述第1金屬層含有C u及/或N i ,第2金屬層含 有Ag,Pd,P t ,Rh,I r或Ru中之一種或二種 以上。广本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -9 -
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