[发明专利]具有最少银扩散的多层电子元件及其制造方法

说明书

本发明涉及一种用于微波电路等的整体烧结结构的陶瓷电子元件及其制造方法。

多层电子元件是一种小型电子元件，其广泛应用于从低频到微波的频率范围，并通过层叠多层在其上印有电极图案的陶瓷坯片及整体地烧结陶瓷坯片来制造。这种多层电子元件包括单功能元件，如多层片状电容、多层电感和多层变压器；和多功能元件，如带通滤波器(BPF)、低通滤波器(LPF)、高通滤波器(HPF)，以及天线开关，耦合器等。

作为陶瓷材料，根据多层电子元件所要求的性能，曾经采用了多种介电材料和磁性材料。典型的介电材料包括钛酸钡，钛酸钙，锆酸钙，钛酸铅，锆钛酸铅及氧化铝等。典型的磁性材料为软铁磁材料，如NiZn铁氧体等。

作为电极图案的材料即便经过烧结工艺也必须保持良好的导电性，在高温下相对不易氧化的银及银基合金常被用作此材料。根据银及银基合金的熔点，这种层叠陶瓷坯片的烧结温度常为1100℃或稍低的温度。为了保证较低的烧结温度，一种组成陶瓷的晶界相的低熔点氧化物作为辅助组份与构成陶瓷材料主晶相的主组份被一起使用。

但是，当一个含有低熔点氧化物并在其上有由银及银基合金制成图案作为内电极的陶瓷片在空气中烧结时，瓷片会发黑，并且所述陶瓷的介电损耗也无益处地增大，特别在微波范围内。由于这些问题，现有的具有由银及银基合金制作的内电极的电子元件的品质一直处于劣势，非经附加的特殊处理很难商品化。

现有的电子元件还有另外一个问题。通常情况下，多层陶瓷坯片经过烧结后，制成最终产品前还要经过多个步骤：在其上焙烧外电极，在外电极上镀Ni、锡等，以及印制用于标明或区分产品号的标识等。任何印刷错误，甚至仅仅一个字符或符号的错印都将引起元件的误用，而使应有的性能无法实现或导致严重事故。例如，如果把一个应作为输入位置的标识错误地印到输出端侧，一个错误安装的元件就无法表现应有的性能。除了标识最终产品的种类等外，生产过程中印刷的有些标识也作为半成品在自动生产系统中控制位置的标志。而且，标识也用作控制和检查产品质量等。

根据特定的要求，在生产过程中的各个阶段一次或数次设置这些标识，例如：在生产的最后阶段，在烧结坯片之前等。在完成生产之前，整体的烧结体暴露在恶劣的条件下。例如要被浸入到强酸性的镀液中，要经受各种物理和机械力的作用等。因此为半成品提供的印制标识当被暴露到恶劣条件下时容易产生腐蚀，消失或变得模糊不清等。这些都加大了产品选择及分类的费用，从而导致所述电子元件生产成本的提高。特别是，电镀过程前提供的印制标识已不可能实际被用作最终产品的鉴别和区分。另外，当印制在介电陶瓷上的电极图案由含银的材料制成时，所述陶瓷体的发黑使标识很困难被直观地辨认。