JPH09162452A - Ceramic element and manufacturing method thereof - Google Patents

Ceramic element and manufacturing method thereof

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JPH09162452A
JPH09162452A JP7315047A JP31504795A JPH09162452A JP H09162452 A JPH09162452 A JP H09162452A JP 7315047 A JP7315047 A JP 7315047A JP 31504795 A JP31504795 A JP 31504795A JP H09162452 A JPH09162452 A JP H09162452A
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JP
Japan
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coating agent
ceramic
wettability
coating
ceramic element
Prior art date
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JP7315047A
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Japanese (ja)
Inventor
Keiichi Noi
慶一 野井
Iwao Ueno
巌 上野
Yoichi Ogose
洋一 生越
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、電子機器や電気機器で用いられる
セラミック素子を裸の素子の状態で使用でき、信頼性特
に耐湿特性を改善することを目的とするものである。 【解決手段】 本発明のセラミック素子は濡れ性の悪い
コーティング剤4または濡れ性の良いコーティング剤で
素子の外装に薄くて緻密な被膜を形成することにより気
孔率が小さくなり、空気中の湿分などをセラミック層内
部に吸着および吸収することが少なくなるため、セラミ
ック層の見かけの表面抵抗の劣化を抑制することがで
き、耐湿特性を著しく向上することができる。
(57) An object of the present invention is to improve the reliability, in particular the humidity resistance property, of a ceramic element used in an electronic device or an electric device, which can be used in a bare element state. A ceramic element of the present invention has a porosity reduced by forming a thin and dense coating on the exterior of the element with a coating agent having poor wettability or a coating agent having good wettability, thereby reducing moisture content in air. Since it is less likely to adsorb and absorb the above into the inside of the ceramic layer, it is possible to suppress the deterioration of the apparent surface resistance of the ceramic layer, and it is possible to remarkably improve the moisture resistance property.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器や電気機
器で使用されるセラミック素子及びその製造方法に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic element used in electronic equipment and electric equipment and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年電子機器や電気機器は小型化、多機
能化を実現するためにIC,LSIなどの半導体素子が
広く用いられ、それに伴って電子機器や電気機器に使用
される一般電子部品には小型化、面実装対応が求められ
ている。
2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor devices such as ICs and LSIs have been widely used to realize miniaturization and multi-functionality in electronic equipment and electric equipment, and along with that, general electronic parts used in electronic equipment and electric equipment. Is required to be compact and surface mountable.

【0003】これらの要望に答えるために、従来の電子
部品の構成からケースや樹脂塗装をなくして裸の素子の
みにして小型化をはかる方法と、積層化することにより
小型化をはかる方法が検討されているが、構成が複雑に
なったり信頼性特に耐湿特性が悪くなったりするため裸
の素子のみで電子部品を構成することは極めて困難であ
る。そこで近年、図5の断面図に表わすように、裸の素
子1に樹脂の薄い膜をコーティングしたりガラスをコー
ティングまたは拡散層3を設けたりまたコーティングを
複数層重ねたりしているが、素子の構造がポーラスな場
合はいずれの方法でも信頼性を十分満足することができ
ない。
In order to meet these demands, a method for reducing the size of a conventional electronic component by removing a case and resin coating and leaving only a bare element, and a method for reducing the size by stacking layers are considered. However, it is extremely difficult to configure an electronic component with only a bare element because the configuration becomes complicated and the reliability, particularly the moisture resistance characteristic, deteriorates. Therefore, in recent years, as shown in the cross-sectional view of FIG. 5, a bare element 1 is coated with a thin film of resin, glass is coated or a diffusion layer 3 is provided, and a plurality of coating layers are stacked. If the structure is porous, reliability cannot be sufficiently satisfied by either method.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来、セラミックの素
面の露出した裸の素子からなる電子部品の信頼性を確保
するためには前記従来例で示したように様々な方法が開
発されてきたが、いずれの場合も構成が複雑であったり
信頼性が不十分であったりする問題点を有していた。
Conventionally, various methods have been developed as shown in the above-mentioned conventional example in order to secure the reliability of an electronic component composed of a bare element having a bare ceramic surface exposed. In each case, there is a problem that the configuration is complicated and the reliability is insufficient.

【0005】本発明は前記従来の問題点を解決するもの
で、比較的容易な方法で信頼性に優れたセラミック素子
を得ることを目的とするものである。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to obtain a highly reliable ceramic element by a relatively easy method.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明のセラミック素子
は濡れ性の悪いコーティング剤または濡れ性の良いコー
ティング剤でセラミック素面に被膜を形成することによ
り初期の目的を達成するものである(ここで云う「濡れ
性」とはセラミック素面という固体へ、液体のコーティ
ング剤が接触した時に濡らすかどうかという意味であ
る。)。
The ceramic element of the present invention achieves its initial purpose by forming a film on a ceramic surface with a coating agent having poor wettability or a coating agent having good wettability (here The so-called "wettability" means whether or not a solid, which is a ceramic surface, is wetted by a liquid coating agent when it comes into contact therewith.).

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】本発明によれば、セラミック素子
に濡れ性の悪いコーティング剤を塗布すると素子の表面
でコーティング剤がはじかれて素子の内部に浸透するこ
となく素子の表面にのみコーティング剤が集まり、緻密
で厚さ数μmの薄い被膜を形成することができる。緻密
な被膜が形成されることにより外気特に湿度の影響を受
け難くなるとともに、被膜の厚さが薄いことから被膜の
形成時にクラックや歪が入り難く均質で堅固な被膜が形
成でき、セラミックの素面の露出した裸の素子であって
も信頼性を十分に高めることができる。
According to the present invention, when a coating agent having poor wettability is applied to a ceramic element, the coating agent is repelled on the surface of the element and does not penetrate into the inside of the element. Can be collected to form a dense and thin film having a thickness of several μm. The formation of a dense film makes it less susceptible to the effects of outside air, especially humidity, and the thin thickness of the film makes it possible to form a homogeneous and solid film that is less prone to cracks and distortion during film formation. The reliability can be sufficiently improved even with a bare element exposed at.

【0008】また、セラミック素子に濡れ性の良いコー
ティング剤を塗布すると素子の表面から内部に浸透し磁
器の開口気孔の全体表面を覆うように被膜が形成され磁
器自体を内部からミクロに被覆することができる。また
濡れ性の良いコーティング剤によって形成される被膜の
厚みは1μm以下の極薄い被膜であるため被膜の形成時
にクラックや歪が入り難く均質で堅固な被膜が形成で
き、裸の素子であっても信頼性を十分に高めることがで
きる。
Further, when a coating material having a good wettability is applied to the ceramic element, a coating is formed so as to penetrate from the surface of the element to the inside and cover the entire surface of the open pores of the porcelain, so that the porcelain itself is micro-coated from the inside. You can Further, since the thickness of the coating film formed by the coating agent having good wettability is 1 μm or less, it is possible to form a uniform and firm coating film without cracks or distortions when forming the coating film. The reliability can be sufficiently increased.

【0009】さらに、セラミック素子にアンダーコート
として濡れ性の良いコーティング剤を塗布し、さらにオ
ーバーコートとして濡れ性の悪いコーティング剤を塗布
するとセラミック磁器素子の内部も表面も緻密な被膜が
形成されるとともに濡れ性の良いコーティング剤により
形成された被膜のあるセラミック層が濡れ性の悪いコー
ティング剤によって形成される被膜とセラミック素体の
中間層となり両者の熱膨張係数の差を緩和する緩衝層の
役割をはたすため均質で堅固な被膜が形成できるため、
外気特に湿度の影響をさらに受け難くなり信頼性を飛躍
的に向上させることができる。
Further, when a coating material having good wettability is applied as an undercoat to the ceramic element and a coating agent having poor wettability is applied as an overcoat, a dense coating is formed on the inside and the surface of the ceramic porcelain element. The ceramic layer with a coating formed by a coating agent with good wettability serves as an intermediate layer between the coating formed by a coating agent with poor wettability and the ceramic element body, and acts as a buffer layer that relaxes the difference in thermal expansion coefficient between the two. Because it can be applied, a uniform and firm film can be formed,
It becomes more difficult to be affected by outside air, especially humidity, and the reliability can be dramatically improved.

【0010】また逆にセラミック素子にアンダーコート
として濡れ性の悪いコーティング剤を塗布し、さらにオ
ーバーコートとして濡れ性の良いコーティング剤を塗布
するとセラミック磁器素子の表面に形成される濡れ性の
悪いコーティング被膜にクラックができていても濡れ性
の良いコーティング剤でそのクラックを埋めるように被
膜を形成することができ、外気特に湿度の影響を受け難
くなり信頼性を飛躍的に向上させることができる。
Conversely, when a coating agent having poor wettability is applied as an undercoat to a ceramic element and a coating agent having good wettability is applied as an overcoat, a coating film having poor wettability formed on the surface of the ceramic porcelain element. Even if cracks are formed in the film, a coating can be formed so as to fill the cracks with a coating agent having good wettability, and the film is unlikely to be affected by outside air, particularly humidity, and reliability can be dramatically improved.

【0011】また、濡れ性の悪いコーティング剤および
濡れ性の良いコーティング剤は乾燥後の状態から効果を
示し初め、非晶質の状態であるあいだは被膜の形成時に
クラックや歪が入り難く均質で堅固な被膜が形成できる
が、結晶化が始まるとクラックや歪が入り易くなり均質
な被膜を得にくくなる。
Further, the coating agent having poor wettability and the coating agent having good wettability begin to show effects in a state after being dried, and while being in an amorphous state, cracks and strains are less likely to occur during the formation of the coating film and are uniform. Although a solid coating can be formed, cracks and strains are likely to occur when crystallization begins, making it difficult to obtain a uniform coating.

【0012】(実施形態1)まず、第1成分としてBa
CO3、CaCO3、TiO2を(Ba0.98Ca0.02
0.995TiO3の組成比になるようにして99.2モル
%、第2成分としてNb 25を0.3モル%、第3成分
としてMnCO3を0.2モル%、Cr23を0.1モ
ル%、第4成分としてSiO2を0.2モル%秤量し、
ボールミルなどにより40h混合、粉砕し、乾燥した後
空気中で900℃で2h仮焼し、再びボールミルなどに
より50h混合、粉砕し平均粒径が1.0μm以下にな
るようにする。こうして得られた粉末にブチラール系樹
脂などの有機バインダーと有機溶剤を混合してスラリー
状とし、ドクター・ブレード法などのシート成形法によ
り厚さ10μm程度のグリーンシートを得、所定の大き
さに切断する。
(Embodiment 1) First, Ba is used as the first component.
COThree, CaCOThree, TiOTwo(Ba0.98Ca0.02)
0.995TiOThree99.2 mol as the composition ratio of
%, Nb as the second component TwoOFive0.3 mol%, the third component
As MnCOThree0.2 mol%, CrTwoOThree0.1 mo
%, SiO as the fourth componentTwo0.2 mol% is weighed,
After mixing for 40 h with a ball mill, crushing and drying
Calcination in air at 900 ° C for 2 hours, and then re-ball milling
After mixing for 50 hours and crushing, the average particle size becomes 1.0 μm or less.
So that Butyral tree
Slurry by mixing organic binder such as oil and organic solvent
In a sheet shape by a sheet forming method such as a doctor blade method.
Obtain a green sheet with a thickness of about 10 μm
Cut into pieces.

【0013】次に、前記グリーンシートを所定の枚数積
層して最下層の無効層を形成し、その上にPdなどから
なる図1の内部電極6をスクリーン印刷などにより形成
し、前記グリーンシートと内部電極6を交互に所定枚数
積層する。その際、内部電極6は交互に対向して相異な
る端縁に至るように印刷する。そして、最後に前記グリ
ーンシートを所定枚数積層して最上層の無効層を形成
し、加熱しながら加圧、圧着し、所定の形状に切断す
る。次に空気中で800℃で4h脱脂仮焼し、空気中で
1250℃で4h焼成する。その後、内部電極を交互に
異なる端縁に露出させた両端面にAgなどからなる外部
電極ペーストを塗布し、空気中で800℃で10分焼成
する。次に前記外部電極7部分に例えば有機樹脂などか
らなるレジストを塗布し、150℃で5分間乾燥し、シ
リコン原子(Si)を含む濡れ性の悪いコーティング剤
4を塗布し150℃で5分間乾燥し、例えばトルエンな
どの有機溶剤中に浸漬し外部電極部分のレジストを除去
した後500℃で5分間焼成する。次に前記外部電極上
に例えば電解法でNiメッキさらに半田メッキ8を施
す。
Next, a predetermined number of the green sheets are laminated to form an ineffective layer as the lowermost layer, and the internal electrodes 6 of FIG. 1 made of Pd or the like are formed thereon by screen printing or the like to form the green sheets. A predetermined number of internal electrodes 6 are alternately laminated. At this time, the internal electrodes 6 are printed so as to alternately face each other and reach different edges. Finally, a predetermined number of the green sheets are laminated to form an uppermost ineffective layer, which is pressed and pressed while heating and cut into a predetermined shape. Next, degreasing calcination is performed in air at 800 ° C. for 4 hours, and firing is performed in air at 1250 ° C. for 4 hours. After that, external electrode pastes made of Ag or the like are applied to both end surfaces of the internal electrodes, which are exposed at different edges alternately, and are baked in air at 800 ° C. for 10 minutes. Next, a resist made of, for example, an organic resin is applied to the external electrode 7 portion, dried at 150 ° C. for 5 minutes, and a coating agent 4 having poor wettability containing silicon atoms (Si) is applied and dried at 150 ° C. for 5 minutes. Then, it is immersed in an organic solvent such as toluene to remove the resist on the external electrode portion, and then baked at 500 ° C. for 5 minutes. Next, Ni plating and solder plating 8 are applied on the external electrodes by, for example, an electrolytic method.

【0014】このようにして得られた積層セラミック電
子部品の初期特性および信頼性試験の結果を(表1)の
試料番号1〜5に示す。また図1は本実施形態の積層セ
ラミック電子部品の構成を示す断面図である。図1にお
いて4は濡れ性の悪いコーティング剤により形成された
被膜、5はセラミック層、6は内部電極、7は外部電
極、8はメッキ層である。
The initial characteristics and reliability test results of the thus-obtained monolithic ceramic electronic component are shown in Sample Nos. 1 to 5 of Table 1. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of the monolithic ceramic electronic component of this embodiment. In FIG. 1, 4 is a film formed of a coating agent having poor wettability, 5 is a ceramic layer, 6 is an internal electrode, 7 is an external electrode, and 8 is a plated layer.

【0015】[0015]

【表1】 [Table 1]

【0016】(表1)の電気的特性については、前記セ
ラミック電子部品の1kHzでの静電容量および素子に
0.1mAの電流を流した場合に素子の両端に印加され
る電圧V0.1mAを示した。また、信頼性試験の条件は湿
中負荷試験の場合85℃,85%RH、定格電圧、10
00時間後の変化率、温度サイクル試験の場合−20℃
〜85℃、200サイクル後の変化率を示した。No.2
1は従来例である。
Regarding the electrical characteristics of (Table 1), the capacitance of the ceramic electronic component at 1 kHz and the voltage V 0.1 mA applied across the element when a current of 0.1 mA was applied to the element were Indicated. The conditions of the reliability test are 85 ° C, 85% RH, rated voltage, 10% in the case of the humidity and medium load test.
Rate of change after 00 hours, in case of temperature cycle test -20 ° C
The rate of change after 200 cycles at -85 ° C is shown. No.2
1 is a conventional example.

【0017】なお、本実施形態で示した積層セラミック
電子部品の形状はW5.70mm×D5.00mm×T2.
00mmの5.5タイプで内部電極の積層数は10層であ
る。
The shape of the monolithic ceramic electronic component shown in this embodiment is W5.70 mm × D5.00 mm × T2.
It is a 5.5 mm type of 00 mm, and the number of laminated internal electrodes is 10.

【0018】以上に示したように本実施形態によれば濡
れ性の悪いコーティング剤で被膜を形成することにより
信頼性を著しく改善することが出来る。
As described above, according to this embodiment, the reliability can be remarkably improved by forming a film with a coating agent having poor wettability.

【0019】(実施形態2)前記実施形態1で示した組
成の粉体をボールミルなどにより20h混合、粉砕し、
乾燥した後空気中で900℃で2h仮焼し、再びボール
ミルなどにより20h混合、粉砕し乾燥した後、例えば
PVAなどからなる有機バインダーを10wt%添加し
造粒した後、外径10φ、厚み1tの円板状に成形す
る。次に空気中で800℃で4h脱脂仮焼し、空気中で
1250℃で4h焼成する。その後、両平面にAgなど
からなる電極ペーストを例えばスクリーン印刷などによ
り塗布し、空気中で800℃で10分焼成する。次にア
ルミニウム原子(Al)を含む濡れ性の良いコーティン
グ剤を塗布し600℃で5分間焼成する。次に図2の半
田13などによりリード線12を取り付け、例えばエポ
キシなどの樹脂11で外装塗装する。
(Embodiment 2) The powder having the composition shown in Embodiment 1 is mixed and pulverized for 20 hours by a ball mill or the like,
After drying, it is calcined in air at 900 ° C. for 2 hours, mixed again by a ball mill for 20 hours, pulverized and dried, and then 10 wt% of an organic binder such as PVA is added and granulated, and then the outer diameter is 10φ and the thickness is 1 t. It is molded into a disc shape. Next, degreasing calcination is performed in air at 800 ° C. for 4 hours, and firing is performed in air at 1250 ° C. for 4 hours. Then, an electrode paste made of Ag or the like is applied to both planes by, for example, screen printing and baked in air at 800 ° C. for 10 minutes. Next, a coating agent containing aluminum atoms (Al) and having good wettability is applied and baked at 600 ° C. for 5 minutes. Next, the lead wire 12 is attached with the solder 13 of FIG. 2 and the like, and the resin 11 such as epoxy is exteriorly coated.

【0020】このようにして得られたセラミック電子部
品の信頼性試験の結果を(表1)の試料番号6〜10に
示す。また図2は本実施形態の断面図である。図2にお
いて2は電極、10は濡れ性の良いコーティング剤によ
り形成された被膜のあるセラミック層、11は外装塗装
である。
The results of the reliability test of the ceramic electronic component thus obtained are shown in sample numbers 6 to 10 of Table 1. FIG. 2 is a sectional view of this embodiment. In FIG. 2, 2 is an electrode, 10 is a ceramic layer having a film formed of a coating agent having good wettability, and 11 is exterior coating.

【0021】以上に示したように本実施形態によれば濡
れ性の良いコーティング剤で被膜を形成することにより
信頼性を著しく改善することが出来る。
As described above, according to this embodiment, the reliability can be remarkably improved by forming the film with the coating agent having good wettability.

【0022】(実施形態3)前記実施形態2で示した焼
結体にAgなどからなる電極ペーストを例えばスクリー
ン印刷などにより塗布し、空気中で800℃で10分焼
成する。次にAlを含む濡れ性の良いコーティング剤を
塗布し500℃で5分間焼成する。電極2部分に例えば
有機樹脂などからなるレジストを塗布し、150℃で5
分間乾燥し、その後Alを含む濡れ性の悪いコーティン
グ剤を塗布し150℃で5分間乾燥し、例えばエルトン
などの有機溶剤中に浸漬し電極部分のレジストを除去し
た後400℃で10分間焼成する。次に図3の半田13
などによりリード線12を取り付ける。
(Embodiment 3) An electrode paste made of Ag or the like is applied to the sintered body shown in Embodiment 2 by screen printing or the like, and is baked in air at 800 ° C. for 10 minutes. Next, a coating agent having good wettability containing Al is applied and baked at 500 ° C. for 5 minutes. Apply a resist consisting of organic resin, etc. to the electrode 2 part and
After drying for a minute, a coating agent having poor wettability including Al is applied, dried at 150 ° C. for 5 minutes, immersed in an organic solvent such as Elton to remove the resist on the electrode portion, and then baked at 400 ° C. for 10 minutes. . Next, the solder 13 in FIG.
The lead wire 12 is attached by, for example.

【0023】このようにして得られたセラミック電子部
品の信頼性試験の結果を(表1)の試料番号11〜15
に示す。また図3は本実施形態の断面図である。図3に
おいて10は濡れ性の良いコーティング剤により形成さ
れた被膜のあるセラミック層、4は濡れ性の悪いコーテ
ィング剤により形成された被膜である。
The reliability test results of the ceramic electronic component thus obtained are shown in sample numbers 11 to 15 of (Table 1).
Shown in FIG. 3 is a sectional view of this embodiment. In FIG. 3, reference numeral 10 is a ceramic layer having a coating film formed of a coating agent having good wettability, and 4 is a coating film formed of a coating agent having poor wettability.

【0024】(実施形態4)前記実施形態2で示した焼
結体にAgなどからなる電極ペーストを例えばスクリー
ン印刷などにより塗布し、空気中で800℃で10分焼
成する。次にSiを含む濡れ性の悪いコーティング剤を
塗布し400℃で5分間焼成する。図4の電極2部分に
例えば有機樹脂などからなるレジストを塗布し、150
℃で5分間乾燥し、その後Siを含む濡れ性の良いコー
ティング剤を塗布し150℃で5分間乾燥し、例えばト
ルエンなどの有機溶剤中に浸漬し電極部分のレジストを
除去した後500℃で30分間焼成する。次に半田13
などによりリード線12を取り付け、例えばエポキシな
どの樹脂11で外装塗装する。
(Embodiment 4) An electrode paste made of Ag or the like is applied to the sintered body shown in Embodiment 2 by screen printing, for example, and is baked in air at 800 ° C. for 10 minutes. Next, a coating agent containing Si having poor wettability is applied and baked at 400 ° C. for 5 minutes. A resist made of, for example, an organic resin is applied to the electrode 2 portion of FIG.
After drying at 5 ° C for 5 minutes, a coating agent with good wettability containing Si is applied and dried at 150 ° C for 5 minutes, and the resist on the electrode portion is removed by immersing in an organic solvent such as toluene and then at 500 ° C for 30 minutes. Bake for minutes. Next, solder 13
The lead wire 12 is attached by, for example, and exterior coating is performed with resin 11 such as epoxy.

【0025】このようにして得られたセラミック電子部
品の信頼性試験の結果を(表1)の試料番号16〜20
に示す。また図4は本実施形態の断面図である。図4に
おいて10は濡れ性の悪いコーティング剤により形成さ
れた被膜のあるセラミック層、4は濡れ性の良いコーテ
ィング剤により形成された被膜である。
The results of the reliability test of the ceramic electronic component thus obtained are shown as sample numbers 16 to 20 in (Table 1).
Shown in FIG. 4 is a sectional view of this embodiment. In FIG. 4, 10 is a ceramic layer having a coating formed by a coating agent having poor wettability, and 4 is a coating formed by a coating agent having good wettability.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上に示したように本発明によれば、実
施形態1のようにセラミック素面に濡れ性の悪いコーテ
ィング剤を塗布すると素子の表面でコーティング剤がは
じかれて素子の内部に浸透することなく素子の表面にの
みコーティング剤が集まり、緻密で厚さ数μmの薄い被
膜を形成することができる。緻密な被膜が形成されるこ
とにより外気特に湿度の影響を受け難くなるとともに、
被膜の厚さが薄いことから被膜の形成時にクラックや歪
が入り難く均質で堅固な被膜が形成でき、裸の素子であ
っても信頼性を十分に高めることができる。
As described above, according to the present invention, when the coating material having poor wettability is applied to the ceramic surface as in the first embodiment, the coating material is repelled by the surface of the element and penetrates into the inside of the element. Without doing so, the coating agent gathers only on the surface of the element, and a dense and thin film having a thickness of several μm can be formed. The formation of a dense film makes it less likely to be affected by outside air, especially humidity.
Since the thickness of the coating is small, cracks and strains are less likely to occur during formation of the coating, and a uniform and solid coating can be formed, and reliability can be sufficiently improved even with a bare element.

【0027】また、実施形態2のようにセラミック素面
に濡れ性の良いコーティング剤を塗布すると素子の表面
から内部に浸透しセラミック磁器の開口気孔の全表面を
覆うように被膜が形成されセラミック磁器自体を内部か
らミクロに被覆することができる。また濡れ性の良いコ
ーティング剤によって形成される被膜の厚みは1μm以
下の極薄い被膜であるため被膜の形成時にクラックや歪
が入り難く均質で堅固な被膜が形成でき、裸の素子であ
っても信頼性を十分に高めることができるとともに、電
極部分などの熱膨張係数の差の大きい部分ではコーティ
ング剤によって形成された被膜はクラックなどの歪が入
りやすいため、レジストなどを用いなくても半田付けが
可能である。
When a coating material having good wettability is applied to the ceramic surface as in the second embodiment, a film is formed so as to penetrate from the surface of the element to the inside and cover the entire surface of the open pores of the ceramic porcelain. Can be micro-coated from the inside. Further, since the thickness of the coating film formed by the coating agent having good wettability is 1 μm or less, it is possible to form a uniform and firm coating film without cracks or distortions when forming the coating film. In addition to being able to sufficiently enhance reliability, the coating film formed by the coating agent is prone to cracks and distortions in areas with large differences in coefficient of thermal expansion, such as electrode parts, so soldering is possible without the use of a resist or the like. Is possible.

【0028】さらに、実施形態3のようにセラミック素
面にアンダーコートとして濡れ性の良いコーティング剤
を塗布し、さらにオーバーコートとして濡れ性の悪いコ
ーティング剤を塗布するとセラミック磁器素子の内部も
表面も緻密な被膜が形成されるとともに濡れ性の良いコ
ーティング剤により形成された被膜のあるセラミック層
が濡れ性の悪いコーティング剤によって形成される被膜
とセラミック素体の中間層となり両者の熱膨張係数の差
を緩和する緩衝層の役割をはたすため均質で堅固な被膜
が形成できるため、外気特に湿度の影響をさらに受け難
くなり信頼性を飛躍的に向上させることができる。
Further, when a coating material having good wettability is applied as an undercoat on the ceramic surface as in the third embodiment and a coating material having poor wettability is applied as an overcoat, both the inside and the surface of the ceramic porcelain element are dense. A ceramic layer with a coating formed by a coating agent with good wettability becomes an intermediate layer between the coating formed by a coating agent with poor wettability and the ceramic body, and the difference in the coefficient of thermal expansion between them is relaxed. Since it plays the role of a buffer layer, it is possible to form a uniform and firm film, which makes it more difficult to be affected by outside air, especially humidity, and the reliability can be dramatically improved.

【0029】逆に実施形態4のようにセラミック素面に
アンダーコートとして濡れ性の悪いコーティング剤を塗
布し、さらにオーバーコートとして濡れ性の良いコーテ
ィング剤を塗布すると濡れ性の悪いコーティング剤によ
って形成された被膜にクラックなどの欠陥があっても濡
れ性の良いコーティング剤によって形成される被膜がそ
れらの欠陥を埋めるため全体として緻密な被膜が形成さ
れることになり外気特に湿度の影響を受け難くなり信頼
性を飛躍的に向上させることができる。
On the contrary, when the coating material having poor wettability is applied to the ceramic surface as the undercoat and the coating agent having good wettability is applied as the overcoat as in Embodiment 4, the coating material is formed by the coating agent having poor wettability. Even if there are defects such as cracks in the film, the film formed by the coating agent with good wettability fills those defects and a dense film is formed as a whole, which makes it difficult to be affected by outside air, especially humidity, and is reliable. It is possible to dramatically improve the sex.

【0030】また、濡れ性の悪いコーティング剤および
濡れ性の良いコーティング剤は乾燥後の状態から効果を
示し初め、非晶質の状態であるあいだは被膜の形成時に
クラックや歪が入り難く均質で堅固な被膜が形成できる
が、電子部品に用いられる他の部材例えば電極に用いら
れる金属成分や半田などの導電性接続部材、塗装に用い
られる樹脂成分、セラミック素体などとの熱膨張係数の
差が大きくなるとコーティング剤の熱処理後の冷却過程
でクラックや歪が入り易くなる。そのため冷却速度は遅
い方が歪のない優れた被膜が得られる。
Further, the coating agent having poor wettability and the coating agent having good wettability begin to show effects from the state after drying, and while being in the amorphous state, cracks and strains are less likely to occur during the formation of the film, and the coating agent is homogeneous. A firm film can be formed, but the difference in thermal expansion coefficient from other members used in electronic parts, such as metal components used in electrodes, conductive connecting members such as solder, resin components used for coating, ceramic body, etc. When the value is large, cracks and strains are likely to occur in the cooling process after the heat treatment of the coating agent. Therefore, the slower the cooling rate, the better the film without distortion can be obtained.

【0031】以上に示したように本実施形態によれば濡
れ性の良いコーティング剤を塗布したり、濡れ性の悪い
コーティング剤を塗布したりすることにより信頼性を著
しく改善することが出来る。コーティング剤はゾルゲル
法、アルコキシド法、共沈法以外の方法でも作ることが
できるが、被膜の形成時にクラックや歪が入り難く均質
で堅固な薄い被膜が形成できるものとしては上記の方法
だけが有効であった。
As described above, according to this embodiment, the reliability can be remarkably improved by applying the coating agent having good wettability or the coating agent having poor wettability. The coating agent can be prepared by methods other than the sol-gel method, alkoxide method, and coprecipitation method, but only the above method is effective as a material that can form a uniform and solid thin film with less cracks and distortion during the formation of the film. Met.

【0032】また、コーティング剤の成分については無
機成分としてAl,Siについてのみ示したがこれらと
同等の性質をもつものであれば何でもかまわない。
As for the components of the coating agent, only Al and Si are shown as the inorganic components, but any component having the same properties as these may be used.

【0033】また、コーティング剤の熱処理温度はコー
ティング剤が非晶質である範囲ではクラックや歪が入り
難く最も効果的であるが、1000℃以上の結晶化が始
まる温度領域ではクラックや歪が入りやすく効果が薄れ
ることを確認した。
The heat treatment temperature of the coating agent is most effective because cracks and strains are less likely to occur in the range where the coating agent is amorphous, but cracks and strains occur in the temperature range where crystallization of 1000 ° C. or higher begins. It was confirmed that the effect was easily diminished.

【0034】以上に示したように濡れ性の悪いコーティ
ング剤および濡れ性の良いコーティング剤を非晶質の状
態で用いることにより、信頼性特に耐湿特性を著しく向
上することができた。以上に示したように本発明は簡単
な方法で十分な効果が得られるものであり、その実用上
の効果は極めて大きい。
As described above, by using the coating agent having poor wettability and the coating agent having good wettability in the amorphous state, the reliability, particularly the moisture resistance property, could be remarkably improved. As described above, the present invention can obtain a sufficient effect by a simple method, and its practical effect is extremely large.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態におけるセラミック電
子部品の断面図
FIG. 1 is a sectional view of a ceramic electronic component according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施形態におけるセラミック電
子部品の断面図
FIG. 2 is a sectional view of a ceramic electronic component according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施形態におけるセラミック電
子部品の断面図
FIG. 3 is a sectional view of a ceramic electronic component according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4の実施形態におけるセラミック電
子部品の断面図
FIG. 4 is a sectional view of a ceramic electronic component according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】従来のセラミック電子部品の断面図FIG. 5 is a sectional view of a conventional ceramic electronic component.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 電極 4 濡れ性の悪いコーティング剤により形成された被膜 10 濡れ性の良いコーティング剤により形成された被
膜のあるセラミック層
2 Electrode 4 Film formed by coating agent having poor wettability 10 Ceramic layer with film formed by coating agent having good wettability

Claims (22)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 セラミック素面に濡れ性の悪いコーティ
ング剤で被膜を形成したことを特徴とするセラミック素
子。
1. A ceramic element characterized in that a coating is formed on a ceramic surface with a coating agent having poor wettability.
【請求項2】 濡れ性の悪いコーティング剤はゾルゲル
法、アルコキシド法、共沈法のうちのいずれかで作られ
たものであることを特徴とする請求項1記載のセラミッ
ク素子。
2. The ceramic element according to claim 1, wherein the coating agent having poor wettability is produced by any one of a sol-gel method, an alkoxide method and a coprecipitation method.
【請求項3】 濡れ性の悪いコーティング剤で形成され
た被膜は非晶質であることを特徴とする請求項1記載の
セラミック素子。
3. The ceramic element according to claim 1, wherein the film formed of the coating agent having poor wettability is amorphous.
【請求項4】 濡れ性の悪いコーティング剤はSi,A
l,Tiのうち少なくとも1つ以上を含有することを特
徴とする請求項1記載のセラミック素子。
4. A coating agent having poor wettability is Si, A
2. The ceramic element according to claim 1, containing at least one of l and Ti.
【請求項5】 セラミック素面に濡れ性の悪いコーティ
ング剤を塗布し1000℃未満の温度で熱処理したこと
を特徴とするセラミック素子の製造方法。
5. A method of manufacturing a ceramic element, characterized in that a coating agent having poor wettability is applied to the surface of the ceramic and heat-treated at a temperature of less than 1000 ° C.
【請求項6】 セラミック素面に濡れ性の悪いコーティ
ング剤を塗布し1000℃未満の温度で熱処理した後徐
冷することを特徴とするセラミック素子の製造方法。
6. A method of manufacturing a ceramic element, which comprises applying a coating agent having poor wettability to a ceramic surface, heat-treating at a temperature of less than 1000 ° C., and then gradually cooling.
【請求項7】 濡れ性の悪いコーティング剤を電極以外
のセラミック部分全体に塗布することを特徴とするセラ
ミック素子の製造方法。
7. A method of manufacturing a ceramic element, characterized in that a coating agent having poor wettability is applied to the entire ceramic portion other than the electrodes.
【請求項8】 セラミック素面に濡れ性の良いコーティ
ング剤で被膜を形成したことを特徴とするセラミック素
子。
8. A ceramic element characterized in that a film is formed on the surface of the ceramic with a coating agent having good wettability.
【請求項9】 濡れ性の良いコーティング剤はゾルゲル
法、アルコキシド法、共沈法のうちのいずれかで作られ
たものであることを特徴とする請求項8記載のセラミッ
ク素子。
9. The ceramic element according to claim 8, wherein the coating agent having good wettability is produced by any one of a sol-gel method, an alkoxide method and a coprecipitation method.
【請求項10】 濡れ性の良いコーティング剤で形成さ
れた被膜は非晶質であることを特徴とする請求項8記載
のセラミック素子。
10. The ceramic element according to claim 8, wherein the film formed of the coating agent having good wettability is amorphous.
【請求項11】 濡れ性の良いコーティング剤はSi,
Al,Tiのうち少なくとも1つ以上を含有することを
特徴とする請求項8記載のセラミック素子。
11. A coating agent having good wettability is Si,
9. The ceramic element according to claim 8, containing at least one of Al and Ti.
【請求項12】 セラミック素面に濡れ性の良いコーテ
ィング剤を塗布し1000℃未満の温度で熱処理したこ
とを特徴とするセラミック素子の製造方法。
12. A method of manufacturing a ceramic element, which comprises applying a coating agent having good wettability to a ceramic surface and heat-treating at a temperature of less than 1000.degree.
【請求項13】 セラミック素面に濡れ性の良いコーテ
ィング剤を塗布し1000℃未満の温度で熱処理した後
徐冷することを特徴とするセラミック素子の製造方法。
13. A method for manufacturing a ceramic element, which comprises applying a coating agent having good wettability to a ceramic surface, heat-treating at a temperature of less than 1000 ° C., and then gradually cooling.
【請求項14】 濡れ性の良いコーティング剤を電極を
含む素子全体に塗布することを特徴とするセラミック素
子の製造方法。
14. A method of manufacturing a ceramic element, comprising applying a coating agent having good wettability to the entire element including an electrode.
【請求項15】 セラミック素面に濡れ性の良いコーテ
ィング剤で被膜を形成した後濡れ性の悪いコーティング
剤で被膜を形成したことを特徴とするセラミック素子。
15. A ceramic element, comprising: forming a film on a ceramic surface with a coating agent having good wettability, and then forming a film with a coating agent having poor wettability.
【請求項16】 セラミック素面に濡れ性の良いコーテ
ィング剤を塗布し1000℃未満の温度で熱処理した
後、濡れ性の悪いコーティング剤を塗布し1000℃未
満の温度で熱処理したことを特徴とするセラミック素子
の製造方法。
16. A ceramic characterized in that a coating agent having good wettability is applied to a ceramic surface and heat-treated at a temperature of less than 1000 ° C., then a coating agent having poor wettability is applied and heat-treated at a temperature of less than 1000 ° C. Device manufacturing method.
【請求項17】 セラミック素面に濡れ性の良いコーテ
ィング剤を塗布し1000℃未満の温度で熱処理した後
徐冷し、濡れ性の悪いコーティング剤を塗布し1000
℃未満の温度で熱処理した後徐冷したことを特徴とする
セラミック素子の製造方法。
17. A coating agent having good wettability is applied to a ceramic surface, heat-treated at a temperature of less than 1000 ° C., and then gradually cooled, and a coating agent having poor wettability is applied to 1000.
A method of manufacturing a ceramic element, comprising heat-treating at a temperature lower than ° C and then gradually cooling.
【請求項18】 セラミック素面に濡れ性の良いコーテ
ィング剤を塗布し乾燥した後、濡れ性の悪いコーティン
グ剤を塗布し1000℃未満の温度で熱処理したことを
特徴とするセラミック素子の製造方法。
18. A method of manufacturing a ceramic element, which comprises applying a coating agent having a good wettability to a ceramic surface and drying the coating material, then applying a coating agent having a poor wettability and heat-treating at a temperature of less than 1000.degree.
【請求項19】 セラミック素面に濡れ性の悪いコーテ
ィング剤で被膜を形成した後、濡れ性の良いコーティン
グ剤で被膜を形成したことを特徴とするセラミック素
子。
19. A ceramic element, comprising: forming a film on a ceramic surface with a coating agent having poor wettability, and then forming a film with a coating agent having good wettability.
【請求項20】 セラミック素面に濡れ性の悪いコーテ
ィング剤を塗布し1000℃未満の温度で熱処理した
後、濡れ性の良いコーティング剤を塗布し1000℃未
満の温度で熱処理したことを特徴とするセラミック素子
の製造方法。
20. A ceramic, characterized in that a coating agent having poor wettability is applied to a ceramic surface and heat-treated at a temperature of less than 1000 ° C., then a coating agent having good wettability is applied and heat-treated at a temperature of less than 1000 ° C. Device manufacturing method.
【請求項21】 セラミック素面に濡れ性の悪いコーテ
ィング剤を塗布し1000℃未満の温度で熱処理した後
徐冷し、濡れ性の良いコーティング剤を塗布し1000
℃未満の温度で熱処理した後徐冷したことを特徴とする
セラミック素子の製造方法。
21. A coating agent having poor wettability is applied to a ceramic surface, heat-treated at a temperature of less than 1000 ° C., and then gradually cooled, and a coating agent having good wettability is applied to 1000.
A method of manufacturing a ceramic element, comprising heat-treating at a temperature lower than ° C and then gradually cooling.
【請求項22】 セラミック素面に濡れ性の悪いコーテ
ィング剤を塗布し乾燥した後、濡れ性の良いコーティン
グ剤を塗布し1000℃未満の温度で熱処理したことを
特徴とするセラミック素子の製造方法。
22. A method of manufacturing a ceramic element, which comprises applying a coating agent having poor wettability to a ceramic surface, drying the coating agent, applying a coating agent having good wettability, and heat-treating at a temperature of less than 1000.degree.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7019438B2 (en) 2002-06-21 2006-03-28 Ngk Insulators, Ltd. Piezoelectric/electrostrictive film device
US7067961B2 (en) 2002-07-12 2006-06-27 Ngk Insulators, Ltd. Piezoelectric/electrostrictive film device, and manufacturing method of the device
US7267840B2 (en) 2002-08-02 2007-09-11 Ngk Insulators, Ltd. Manufacturing method of piezoelectric/electrostrictive film type device
JP2014069483A (en) * 2012-09-28 2014-04-21 Brother Ind Ltd Ink jet head and method of manufacturing the same
US12054636B2 (en) 2020-02-13 2024-08-06 Murata Manufacturing Co., Ltd. Coating process and method for producing electronic component

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