CN103794366A - 多层陶瓷电容器的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多层陶瓷电容器的制造方法，包括如下步骤：制备陶瓷介质膜片；采用导电浆料在陶瓷介质膜片上印刷形成内电极和导电块，内电极设置在陶瓷介质膜片的中部，导电块设置在陶瓷介质膜片的外周；将多个印刷有内电极和导电块的所述陶瓷介质膜片层叠后压合，得到层叠体；将所述层叠体在保护气体氛围下烧结，得到陶瓷芯片；以及在所述陶瓷芯片的两端分别设置两个外电极，得到所述多层陶瓷电容器。这种多层陶瓷电容器的制造方法通过在陶瓷介质膜片的外周设置导电块，增加了陶瓷介质膜片外周的重量，可以防止层叠陶瓷介质膜片时发生折角，提高了加工合格率，相对于传统的多层陶瓷电容器的制造方法，不容易出现折角。

Description

多层陶瓷电容器的制造方法
技术领域
本发明涉及电子元件领域，特别是涉及一种多层陶瓷电容器的制造方法。
背景技术
多层陶瓷电容器是由印好电极（内电极）的陶瓷介质膜片以错位的方式叠合起来，经过一次性高温烧结形成陶瓷芯片，再在芯片的两端封上金属层（外电极），从而形成一个结构体。
随着多层陶瓷电容器向小尺寸、大容量发展，作为电容器的电介质不断薄层化，于烧结后形成为电介质的陶瓷膜片随之薄层化，这对于多层陶瓷电容器制造过程中的层叠加工要求越来越高。当陶瓷介质膜片的厚度很小时，带来的一个问题是，膜片轻且所带的静电大，致使层叠时膜片的四角在静电力作用下向上折起（称为“折角”），如折角未能被及时发现处理，将导致废品率增加。
发明内容
基于此，有必要提供一种不容易出现折角的多层陶瓷电容器的制造方法。
一种多层陶瓷电容器的制造方法，包括如下步骤：
制备陶瓷介质膜片；
采用导电浆料在所述陶瓷介质膜片上印刷形成内电极和导电块，所述内电极设置在所述陶瓷介质膜片的中部，所述导电块设置在所述陶瓷介质膜片的外周；
将多个印刷有内电极和导电块的所述陶瓷介质膜片层叠后压合，得到层叠体；
将所述层叠体在保护气体氛围下烧结，得到陶瓷芯片；以及
在所述陶瓷芯片的两端分别设置两个外电极，得到所述多层陶瓷电容器。
在一个实施例中，制备陶瓷介质膜片的操作为：将陶瓷粉、有机粘合剂和有机溶剂混匀后得到陶瓷浆料，采用流延法将所述陶瓷浆料流延得到所述陶瓷介质膜片。
在一个实施例中，所述陶瓷粉为钛酸钡，所述有机粘合剂为聚乙烯醇缩丁醛，所述有机溶剂为质量比为1:1～4:1的甲苯和乙醇的混合物，所述陶瓷粉、所述有机粘合剂和所述有机溶剂的质量比为0.45～0.5:0.15～0.2:0.3～0.4。
在一个实施例中，所述陶瓷介质膜片的厚度为0.8μm～16μm。
在一个实施例中，所述陶瓷介质膜片为四边形，所述陶瓷介质膜片的四角分别设置有四个所述导电块。
在一个实施例中，将多个印刷有内电极和导电块的所述陶瓷介质膜片层叠后采用静水压的方式压合。
在一个实施例中，得到所述层叠体之前，还包括对层叠后压合的多个印刷有内电极和导电块的所述陶瓷介质膜片进行分割的操作。
在一个实施例中，对层叠后压合的多个印刷有内电极和导电块的所述陶瓷介质膜片进行分割的操作具体为：在所述陶瓷介质膜片上形成分割线，沿所述分割线对层叠后压合的多个印刷有内电极和导电块的所述陶瓷介质膜片进行分割。
在一个实施例中，所述导电浆料为镍浆料，所述导电块的面积为6mm2～100mm2，所述导电块的厚度为1μm～2μm。
在一个实施例中，两个所述外电极均为铜电极或铜-镍-锡三层结构电极。
这种多层陶瓷电容器的制造方法通过在陶瓷介质膜片的外周设置导电块，增加了陶瓷介质膜片外周的重量，可以防止层叠陶瓷介质膜片时发生折角，提高了加工合格率，相对于传统的多层陶瓷电容器的制造方法，不容易出现折角。
附图说明
图1为一实施方式的多层陶瓷电容器的制造方法的流程图；
图2为如图1所示的多层陶瓷电容器的制造方法中制得的形成有内电极和导电块的陶瓷介质膜片的正面示意图；
图3为实施例1制造的多层陶瓷电容器的断面的显微结构图；
图4为对比例1制造的多层陶瓷电容器的断面的显微结构图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
如图1所示的一实施方式的多层陶瓷电容器的制造方法，包括如下步骤：
S10、制备陶瓷介质膜片。
制备陶瓷介质膜片的操作为：将陶瓷粉、有机粘合剂和有机溶剂混匀后得到陶瓷浆料，采用流延法将陶瓷浆料流延得到陶瓷介质膜片。
陶瓷粉可以为钛酸钡。
有机粘合剂可以为聚乙烯醇缩丁醛。
有机溶剂可以为甲苯和乙醇的混合物，甲苯和乙醇的质量比为1:1～4:1
陶瓷粉、有机粘合剂和有机溶剂混合的质量比例可以为0.45～0.5:0.15～0.2:0.3～0.4。
制得的陶瓷介质膜片的厚度可以为0.8μm～16μm。
本实施方式中，陶瓷介质膜片为四边形。在其他的实施方式中，陶瓷介质膜片也可以为其他形状。
S20、采用导电浆料在S10得到的陶瓷介质膜片上印刷形成内电极122和导电块124。
结合图2，内电极122设置在陶瓷介质膜片的中部，导电块124设置在陶瓷介质膜片的外周。
本实施方式中，陶瓷介质膜片为四边形，陶瓷介质膜片的四角分别设置有四个导电块124。在其他的实施方式中，陶瓷介质膜片也可以为其他形状，在其相应的边角处设置导电块124即可。
导电块124的材料为镍，导电块124的面积为6mm2～100mm2，导电块124的厚度为1μm～2μm。
导电块124的形状可以为三角形，圆形，椭圆形等等。本实施方式中，导电块124的形状为四边形。
内电极122的厚度和材料可以和导电块124的厚度和材料相同。
内电极122的形状根据实际需要确定。
结合图2，S20中，还包括在陶瓷介质膜片上形成分割线126的操作。
S30、将S20得到的多个印刷有内电极122和导电块124的陶瓷介质膜片层叠后压合，得到层叠体。
多个印刷有内电极122和导电块124的陶瓷介质膜片层叠在一起后压合得到层叠体。陶瓷介质膜片的个数依据实际情况而定，一般而言，按照预定的设计层数重叠即可，只要能够使得的层叠体的厚度在预定尺寸即可。
本实施方式中，采用静水压的方式将层叠后的多个印刷有内电极122和导电块124的陶瓷介质膜片压合。
本实施方式中，得到层叠体之前，还包括对层叠后压合的多个印刷有内电极122和导电块124的陶瓷介质膜片进行分割的操作。结合图2，陶瓷介质膜片上设有分割线126，层叠后压合的多个印刷有内电极122和导电块124的陶瓷介质膜片按照分割线126进行纵横分割，得到预定规格的层叠体。
本实施方式中提及的预定尺寸或者预定规格，在未特别说明的情况下，均为本行业常用尺寸或规格，即使得最后得到的多层陶瓷电容器为如0603规格、0402规格等。
S40、将S30得到的层叠体在保护气体氛围下烧结，得到陶瓷芯片。
保护气体氛围可以为还原气体氛围，具体可以为经过加湿的体积比为0.1～3：100的氢气和氮气的混合气体。
烧结的温度为1200℃～1320℃，时间为2h～4h。
在保护气体氛围下烧结层叠体，从而使得层叠体致密化，得到陶瓷芯片。
S50、在S40得到的陶瓷芯片的两端分别设置两个外电极，得到多层陶瓷电容器。
两个外电极可以采用常规材料和结构，一般为铜电极或铜-镍-锡三层结构电极。
两个外电极的厚度可以为15μm～30μm。
设置两个外电极的操作可以为：在陶瓷芯片的两端浸渍涂覆铜浆料，干燥后在保护气体（氮气等）中以750℃～900℃烧结9min～12min得到两个外电极。
进一步的，设置两个外电极的操作还可以为：在陶瓷芯片的两端浸渍涂覆铜浆料，干燥后在保护气体（氮气等）中以750℃～900℃烧结9min～12min得到两个铜电极，接着在铜电极上依次电镀镍和锡，得到两个从内至外分别依次为铜-镍-锡三层结构的外电极。
这种多层陶瓷电容器的制造方法通过在陶瓷介质膜片的外周设置导电块124，增加了陶瓷介质膜片外周的重量，可以防止层叠陶瓷介质膜片时发生折角，提高了加工合格率。相对于传统的多层陶瓷电容器的制造方法，这种多层陶瓷电容器的制造方法不容易出现折角。
下面为具体实施例。
实施例1
将4000g的钛酸钡陶瓷粉、1500g的聚乙烯醇缩丁醛和3500g的甲苯和乙醇按质量比为1:1进行混合的混合物混匀后得到陶瓷浆料，采用流延法将陶瓷浆料流延得到厚度为3μm的长方形的陶瓷介质膜片。
采用镍浆料在陶瓷介质膜片上印刷形成内电极、导电块和分割线。内电极设置在陶瓷介质膜片的中部，四个导电块分别设置在长方形的陶瓷介质膜片的四个角上。内电极和导电块的厚度均为1μm，每个导电块的面积为50mm2。
将180个印刷有内电极和导电块的陶瓷介质膜片层叠后静水压压合，并且按照分割线纵横分割，得到层叠体。
将层叠体在经过加湿的氮气和氢气的混合气体（氢气的体积是氮气的体积的1%）氛围下，1260℃烧结2.5小时，得到陶瓷芯片。在陶瓷芯片的两端分别涂覆铜浆，干燥后在氮气中以750℃～900℃烧结9min～12min形成设置在陶瓷芯片两端的两个外电极，得到标称容量为2.2μF、额定电压为10V的0603规格多层陶瓷电容器。
对比例1
本实施例制造的多层陶瓷电容器，与实施例1制造的多层陶瓷电容器相比，除了在制造过程中在陶瓷介质膜片上只印刷形成内电极和分割线外，其余的步骤均相同。
分别对实施例1和对比例1制造的多层陶瓷电容器进行检验和测试：用OLYMPUS偏光显微镜分别观察实施例1和对比例1制造的多层陶瓷电容器的断面，得到图3和图4。
接着用绝缘电阻测试仪在25℃下施加10V直流电压60秒后测试电容器的绝缘电阻，检验测试结果如表1所示。
表1检验测试结果
断面检验 绝缘电阻
实施例1 内部结构无异常 100%合格
对比例1 存在折角现象，3%内部结构异常 1%短路
对比图3和图4，可以清晰地看出，对比例1制造的多层陶瓷电容器中有出现折角，从而导致出现厚度异常（约为设计目标值的两倍）的电介质层，并可能因为折叠覆盖上去的内电极贯通连接两个外电极而使多层陶瓷电容器短路失效；实施例1制造的多层陶瓷电容器中没有出现折角，每个电介质层厚度一致且均为设计目标值，制造得到的多层陶瓷电容器结构良好。
由表1可知，实施例1制得的多层陶瓷电容器在制造过程中没有发生折角，合格率高，而对比例1制得的多层陶瓷电容器因制造过程中发生折角导致合格率下降。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种多层陶瓷电容器的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
制备陶瓷介质膜片；
采用导电浆料在所述陶瓷介质膜片上印刷形成内电极和导电块，所述内电极设置在所述陶瓷介质膜片的中部，所述导电块设置在所述陶瓷介质膜片的外周；
将多个印刷有内电极和导电块的所述陶瓷介质膜片层叠后压合，得到层叠体；
将所述层叠体在保护气体氛围下烧结，得到陶瓷芯片；以及
在所述陶瓷芯片的两端分别设置两个外电极，得到所述多层陶瓷电容器。
2.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器的制造方法，其特征在于，制备陶瓷介质膜片的操作为：将陶瓷粉、有机粘合剂和有机溶剂混匀后得到陶瓷浆料，采用流延法将所述陶瓷浆料流延得到所述陶瓷介质膜片。
3.根据权利要求2所述的多层陶瓷电容器的制造方法，其特征在于，所述陶瓷粉为钛酸钡，所述有机粘合剂为聚乙烯醇缩丁醛，所述有机溶剂为质量比为1:1～4:1的甲苯和乙醇的混合物，所述陶瓷粉、所述有机粘合剂和所述有机溶剂的质量比为0.45～0.5:0.15～0.2:0.3～0.4。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的多层陶瓷电容器的制造方法，其特征在于，所述陶瓷介质膜片的厚度为0.8μm～16μm。
5.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器的制造方法，其特征在于，所述陶瓷介质膜片为四边形，所述陶瓷介质膜片的四角分别设置有四个所述导电块。
6.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器的制造方法，其特征在于，将多个印刷有内电极和导电块的所述陶瓷介质膜片层叠后采用静水压的方式压合。
7.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器的制造方法，其特征在于，得到所述层叠体之前，还包括对层叠后压合的多个印刷有内电极和导电块的所述陶瓷介质膜片进行分割的操作。
8.根据权利要求7所述的多层陶瓷电容器的制造方法，其特征在于，对层叠后压合的多个印刷有内电极和导电块的所述陶瓷介质膜片进行分割的操作具体为：在所述陶瓷介质膜片上形成分割线，沿所述分割线对层叠后压合的多个印刷有内电极和导电块的所述陶瓷介质膜片进行分割。
9.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器的制造方法，其特征在于，所述导电浆料为镍浆料，所述导电块的面积为6mm2～100mm2，所述导电块的厚度为1μm～2μm。
10.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器的制造方法，其特征在于，两个所述外电极均为铜电极或铜-镍-锡三层结构电极。
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