CN106158183B - 片式元器件的制备方法及片式元器件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种片式元器件的制备方法及片式元器件。一种片式元器件的制备方法,包括以下步骤:以陶瓷浆料为原料制备介质层;在所述介质层表面形成内电极得到具有内电极的介质层;将多个所述具有内电极的介质层层叠得到层叠单元;在所述层叠单元的两个相对的表面分别层叠保护层,压合后形成层叠基板;对所述层叠基板进行切割,形成层叠体;对所述层叠体的两端的端面进行抛光;在抛光后的所述端面电镀制备端电极;对制备有所述端电极的所述层叠体进行烧结得到所述片式元器件。这种片式元器件的制备方法制备得到的片式元器件的表面光滑度较高。
Description
技术领域
本发明涉及电子元件领域,尤其是涉及一种片式元器件的制备方法及片式元器件。
背景技术
随着科技的发展,电子产品日新月异,新型制冷器等产品都融入到人们的日常生活当中。而上述这些产品,都离不开元器件。尤其是片式电容、电阻、电感等元器件,更是所有电子产品都需要用到。随着技术领域的不断扩展,出现了很多元器件对形状、外观等有了进一步的要求,而传统的片式元器件的生产工艺,已经不能很好满足时代的发展。
传统的片式元器件在制备端电极时,需要在器件两端浸铜浆,然而在浸铜浆的过程中不可避免的在片式元器件其他位置的表面造成铜残留,对元器件的表面光滑度造成影响。
发明内容
基于此,有必要提供一种可以制备出表面光滑的片式元器件的制备方法及片式元器件。
一种片式元器件的制备方法,包括以下步骤:
以陶瓷浆料为原料制备介质层;
在所述介质层表面形成内电极得到具有内电极的介质层;
将多个所述具有内电极的介质层层叠得到层叠单元;
在所述层叠单元的两个相对的表面分别层叠保护层,压合后形成层叠基板;
对所述层叠基板进行切割,形成层叠体;
对所述层叠体的两端的端面进行抛光;
在抛光后的所述端面电镀制备端电极;
对制备有所述端电极的所述层叠体进行烧结得到所述片式元器件。
在其中一个实施例中,所述对制备有所述端电极的所述层叠体进行烧结的步骤之后还包括步骤:在所述端电极的表面电镀形成锡层。
在其中一个实施例中,所述层叠体包括主体及自所述主体的两端突出的凸起,所述端面为所述凸起的末端的端面。
在其中一个实施例中,所述主体的截面为梯形,所述凸起自所述梯形的两个底边凸出。
在其中一个实施例中,在抛光后的所述层叠体的所述端面电镀制备端电极的步骤中,电镀的时间为10分钟~240分钟。
在其中一个实施例中,对制备有所述端电极的所述层叠体进行烧结的步骤中,所述烧结在保护性气体氛围下进行,所述烧结的温度为850℃~950℃,所述烧结的时间为30分钟~120分钟。
在其中一个实施例中,在所述端电极的表面电镀形成锡层的步骤中,电镀的时间为10分钟~240分钟。
在其中一个实施例中,对于所述层叠体的两端的端面进行抛光的步骤中,采用打磨的方式进行抛光,抛光的时间为1分钟~20分钟。
上述的片式元器件的制备方法制备得到的片式元器件。
在其中一个实施例中,所述片式元器件为片式电卡、片式电容器、片式电阻器、片式电感器或片式电位器。
上述片式元器件的制备方法,在层叠体烧结之前对层叠体的端面进行抛光,之后经过电镀工艺制备端电极,之后再进行烧结,免除了传统工艺中的浸浆的步骤,节约了工序,且可以提高片式元器件表面的光滑度;在电镀工艺前进行抛光工序,电镀工艺之后再进行烧结,可以使端电极与内电极的结合更为紧密,增加片式元器件的稳定性。
附图说明
图1为一实施方式的片式元器件的结构示意图;
图2为图1中的片式元器件另一角度的结构示意图。
具体实施方式
下面主要结合附图对片式元器件的制备方法及片式元器件作进一步详细的说明。
请同时参阅图1及图2,一实施方式的片式元器件的制备方法,包括以下步骤:
步骤S110、以陶瓷浆料为原料制备介质层。
片式元器件为片式电卡、片式电容器、片式电阻器、片式电感器或片式电位器,陶瓷浆料根据片式元器件的性能需求而定,在此并不做限定。
在其中一个实施例中,采用球磨法将陶瓷粉、粘合剂、有机溶剂混合均匀得到陶瓷浆料。
在其中一个实施例中,陶瓷浆料中,陶瓷粉、粘合剂和有机溶剂的质量比为1~2:0.2~0.5:0.3~0.7。当然,陶瓷浆料中还可以进一步含有烧结助剂及改性添加物等。进一步的,陶瓷浆料包括质量比为1:0.7:0.1:0.5:0.6:0.06:0.4:0.1的BaTiO3、ZrO2、SnO2、无水乙醇、甲苯、分散剂、乙烯醇缩丁醛及邻苯二甲酸二乙脂。
在其中一个实施例中,以陶瓷浆料为原料制备介质层的操作中,可以采用流延法将陶瓷浆料形成陶瓷薄膜作为介质层。当然,也可以采用其他业内成熟的成膜方法制备介质层。
在其中一个实施例中,介质层的厚度为20μm~30μm。
步骤S120、在介质层表面形成内电极得到具有内电极的介质层。
在其中一个实施例中,将内电极浆料丝网印刷在介质层的表面得到印刷有内电极的介质层。
在其中一个实施例中,内电极浆料为镍浆。进一步的,内电极浆料包括质量比为1:0.4:0.5:0.6:0.07:0.03的镍、乙烯醇缩丁醛、无水乙醇、甲苯、聚乙二醇及邻苯二甲酸二乙脂。
步骤S130、将多个具有内电极的介质层层叠得到层叠单元。
在其中一个实施例中,按预定的数量将多个印刷有内电极图案的介质层层叠,得到层叠单元。层叠单元可以为10个~130个印刷有内电极图案的介质层层叠得到。
在其中一个实施例中,多个印刷有内电极图案的介质层采用内电极错位层叠的方式进行层叠,如图1所示。
步骤S140、在层叠单元的两个相对的表面分别层叠保护层,压合后形成层叠基板。
在其中一个实施例中,以陶瓷浆料为原料,采用流延法将陶瓷浆料形成陶瓷薄膜作为保护层。当然,也可以采用其他业内成熟的成膜方法制备保护层。
在其中一个实施例中,压合采用静压法进行压合。
在其中一个实施例中,将层叠基板固定在不锈钢板上用等静压法压合,使层叠基板内各膜层紧密粘接。
当然,可以将步骤S110的介质层直接层叠在层叠单元的两个相对的表面作为保护层。
步骤S150、对层叠基板进行切割,形成层叠体。
片式元器件为片式电卡、片式电容器、片式电阻器、片式电感器或片式电位器,因此切割时,根据片式元器件的不同需求进行切割。
在其中一个实施例中,层叠体包括主体210及自主体210的两端突出的凸起220。切割时,将层叠基板切割成形成两端的凸起220。通过设置凸起220,可以方便在凸起上形成端电极。优选的,凸起220形成于主体210两端的中部。
进一步优选的,凸起220的末端的端面的面积为0.2mm2~9mm2。
进一步优选的,主体210的截面为梯形,即为主体210为形状为梯形的薄片,凸起220形成于梯形的两个底边的中部。在其中一个实施例中,梯形为等腰梯形,梯形的上底、下底及高度的比值为:4~10:5~20:5~20。进一步的,梯形的上底为4mm~10mm,梯形的下底为5mm~20mm,梯形的高度为5mm~20mm。
进一步优选的,凸起220为矩形凸起,凸起220沿梯形高度方向的尺寸与沿梯形上底方向的尺寸的比值为0.5~2:0.5~2,进一步优选为1:1,此时凸起220为截面为正方形的矩形。在其中一个实施例中,凸起220沿梯形高度方向的尺寸为0.5mm~2mm,沿平行于梯形上底方向的尺寸为0.5mm~2mm。
需要说明的是,层叠体不限于为图2所示的形状,凸起220也可以省略,主体210可以为其他的形状。
步骤S160、对层叠体的两端的端面进行抛光。
在其中一个实施例中,层叠体的两端的端面为凸起的末端的端面。
在其中一个实施例中,采用打磨的方式进行抛光,抛光的时间为1分钟~20分钟。优选的,抛光采用砂纸或石英砂。
在其中一个实施例中,抛光后的端面的表面粗糙度为0.01~1μm。
对叠体的两端的端面进行抛光时,需抛光至端面露出内电极。
步骤S170、在抛光后的端面电镀制备端电极。
在其中一个实施例中,电镀的时间为60分钟~240分钟。
在其中一个实施例中,在抛光后的端面电镀镍制备端电极。
在其中一个实施例中,端电极的厚度为3~12μm。
步骤S180、对制备有端电极的层叠体进行烧结得到片式元器件。
在其中一个实施例中,烧结在保护性气体氛围下进行,烧结的温度为850℃~950℃,烧结的时间为30分钟~120分钟。优选的,保护性气体氛围为氮气氛围。
步骤S190、在端电极的表面电镀形成锡层。
在其中一个实施例中,电镀的时间为60分钟~240分钟。
在其中一个实施例中,锡层的厚度为8~15μm。
当然,步骤S190可以省略。
上述片式元器件的制备方法,在层叠体烧结之前对层叠体的端面进行抛光,之后经过电镀工艺制备端电极,之后再进行烧结,免除了传统工艺中的浸浆的步骤,节约了工序,且可以提高片式元器件表面的光滑度;在电镀工艺前进行抛光工序,电镀工艺之后再进行烧结,可以使端电极与内电极的结合更为紧密,增加片式元器件的稳定性。
需要说明的是,可以根据片式元器件性能的需要,在上述片式元器件的制备方法的步骤中间插入其他的步骤,比如倒角、分拣等步骤。
请一并参阅图1和图2,一实施方式的片式元器件300,采用上述片式元器件的制备方法制备得到。
片式元器件300包括介质层310、形成于介质层310表面的内电极320,多个具有内电极320的介质层310采用内电极错位层叠的方式层叠,两个保护层330分别层叠于位于两端的介质层310的表面组成层叠体,层叠体的两端电镀形成有端电极340,端电极340的表面形成有锡层350。在其中一个实施例中,端电极340的材料为镍。
在其中一个实施例中,层叠体包括主体210及自主体210的两端突出的凸起220。切割时,将层叠基板切割成形成两端的凸起220。通过设置凸起220,可以方便在凸起上形成端电极。
进一步优选的,主体210的截面为梯形,即为主体210为形状为梯形的薄片。在其中一个实施例中,梯形为等腰梯形,梯形的上底、下底及高度的比值为:4~10:5~20:5~20。进一步的,梯形的上底为4mm~10mm,梯形的下底为10mm~20mm,梯形的高度为10mm~20mm。
进一步优选的,凸起220为矩形凸起,凸起220沿梯形高度方向的尺寸与沿梯形上底方向的尺寸的比值为0.5~2:0.5~2,进一步优选为1:1,此时凸起220为截面为正方形的矩形。在其中一个实施例中,凸起220沿梯形高度方向的尺寸为0.5mm~2mm,沿平行于梯形上底方向的尺寸为0.5mm~2mm。
需要说明的是,层叠体不限于为图2所示的形状,凸起220也可以省略,主体210可以为其他的形状。
上述片式元器件为片式电卡、片式电容器、片式电阻器、片式电感器或片式电位器。
上述片式元器件,制备时无需进行浸浆工艺,表面较为光滑。
以下,结合具体实施例进行说明。
实施例1
(1)、以陶瓷浆料为原料采用流延法制备介质层,陶瓷浆料为质量比为1:0.7:0.1:0.5:0.6:0.06:0.4:0.1的BaTiO3、ZrO2、SnO2、无水乙醇、甲苯、分散剂、乙烯醇缩丁醛及邻苯二甲酸二乙脂的混合物,介质层的厚度为20μm。
(2)、将内电极浆料印刷在介质层表面形成内电极,内电极浆料为质量比为1:0.4:0.5:0.6:0.07:0.03的镍、乙烯醇缩丁醛、无水乙醇、甲苯、聚乙二醇及邻苯二甲酸二乙脂的混合物。
(3)、将10个印刷有内电极的介质层采用如图1所示的错位层叠的方式层叠后得到层叠体,在层叠体的上下两个表面各层叠一层介质层作为保护层,采用静压法压合得到层叠基板。
(4)、对层叠基板进行切割,形成层叠体,层叠体的形状如图2所示,其中主体210为梯形,梯形的上底为4mm,梯形的下底为10mm,梯形的高度为10mm,凸起220沿梯形高度方向的尺寸为0.5mm,凸起220沿平行于梯形上底方向的尺寸为0.5mm。
(5)、对凸起的末端的端面采用砂纸进行抛光,直至露出内电极,抛光的时间为1分钟,抛光后端面的粗糙度为0.01μm。
(6)、在抛光后的端面电镀镍制备端电极,电镀的时间为60分钟,端电极的厚度为3μm。
(7)、对制备有端电极的层叠体在850℃下烧结30分钟得到片式元器件。
(8)、在端电极表面电镀锡制备锡层,电镀的时间为60分钟,锡层的厚度为8μm。
对比例1
(1)、以陶瓷浆料为原料采用流延法制备介质层,陶瓷浆料的组成与实施例1完全相同,介质层的厚度为20μm。
(2)、将内电极浆料印刷在介质层表面形成内电极,内电极浆料的组成为与实施例1完全相同。
(3)、将10个印刷有内电极的介质层采用如图1所示的错位层叠的方式层叠后得到层叠体,在层叠体的上下两个表面各层叠一层介质层作为保护层,采用静压法压合得到层叠基板。
(4)、对层叠基板进行切割,形成层叠体,层叠体的形状为梯形片状,梯形的上底为4mm,梯形的下底为10mm,梯形的高度为10mm。
(5)、将层叠体在850℃下烧结30分钟得到陶瓷体;
(6)、对陶瓷体的两端进行浸铜制备端电极,端电极的厚度为6μm。
(7)、在端电极表面依次电镀锡制备镍层及锡层,电镀镍的时间为60分钟,镍层的厚度为5μm,电镀锡的时间为60分钟,锡层的厚度为8μm。
实施例2
(1)、以陶瓷浆料为原料采用流延法制备介质层,陶瓷浆料为质量比为1:0.7:0.1:0.5:0.6:0.06:0.4:0.1的BaTiO3、ZrO2、SnO2、无水乙醇、甲苯、聚乙二醇、乙烯醇缩丁醛及邻苯二甲酸二乙脂的混合物,介质层的厚度为25μm。
(2)、将内电极浆料印刷在介质层表面形成内电极,内电极浆料为质量比为1:0.4:0.5:0.6:0.07:0.03的镍、乙烯醇缩丁醛、无水乙醇、甲苯、分散剂及邻苯二甲酸二乙脂的混合物。
(3)、将60个印刷有内电极的介质层采用如图1所示的错位层叠的方式层叠后得到层叠体,在层叠体的上下两个表面各层叠一层介质层作为保护层,采用静压法压合得到层叠基板。
(4)、对层叠基板进行切割,形成层叠体,层叠体的形状如图2所示,其中主体210为梯形,梯形的上底为7mm,梯形的下底为15mm,梯形的高度为15mm,凸起220沿梯形高度方向的尺寸为1.5mm,凸起220沿梯形上底方向的尺寸为1.5mm。
(5)、对凸起的末端的端面采用石英砂进行抛光,直至露出内电极,抛光的时间为10分钟,抛光后端面的粗糙度为0.03μm。
(6)、在抛光后的端面电镀镍制备端电极,电镀的时间为120分钟,端电极的厚度为8μm。
(7)、对制备有端电极的层叠体在900℃下烧结60分钟得到片式元器件。
(8)、在端电极表面电镀锡制备锡层,电镀的时间为120分钟,锡层的厚度为12μm。
对比例2
(1)、以陶瓷浆料为原料采用流延法制备介质层,陶瓷浆料的组成与实施例2完全相同,介质层的厚度为25μm。
(2)、将内电极浆料印刷在介质层表面形成内电极,内电极浆料的组成与实施例2完全相同。
(3)、将60个印刷有内电极的介质层采用如图1所示的错位层叠的方式层叠后得到层叠体,在层叠体的上下两个表面各层叠一层介质层作为保护层,采用静压法压合得到层叠基板。
(4)、对层叠基板进行切割,形成层叠体,层叠体的形状为梯形片状,梯形的上底为7mm,梯形的下底为15mm,梯形的高度为15mm。
(5)、将层叠体在900℃下烧结60分钟得到陶瓷体;
(6)、对陶瓷体的两端进行浸铜制备端电极,端电极的厚度为6μm。
(7)、在端电极表面依次电镀锡制备镍层及锡层,电镀镍的时间为120分钟,镍层的厚度为8μm,电镀锡的时间为120分钟,锡层的厚度为12μm。
实施例3
(1)、以陶瓷浆料为原料采用流延法制备介质层,陶瓷浆料为质量比为1:0.7:0.1:0.5:0.6:0.06:0.4:0.1的BaTiO3、ZrO2、SnO2、无水乙醇、甲苯、分散剂、乙烯醇缩丁醛及邻苯二甲酸二乙脂的混合物,介质层的厚度为30μm。
(2)、将内电极浆料印刷在介质层表面形成内电极,内电极浆料为质量比为1:0.4:0.5:0.6:0.07:0.03的镍、乙烯醇缩丁醛、无水乙醇、甲苯、聚乙二醇及邻苯二甲酸二乙脂的混合物。
(3)、将130个印刷有内电极的介质层采用如图1所示的错位层叠的方式层叠后得到层叠体,在层叠体的上下两个表面各层叠一层介质层作为保护层,采用静压法压合得到层叠基板。
(4)、对层叠基板进行切割,形成层叠体,层叠体的形状如图2所示,其中主体210为梯形,梯形的上底为10mm,梯形的下底为20mm,梯形的高度为20mm,凸起220沿梯形高度方向的尺寸为2mm,凸起220沿梯形上底方向的尺寸为2mm。
(5)、对凸起的末端的端面采用砂纸进行抛光,直至露出内电极,抛光的时间为20分钟,抛光后端面的粗糙度为0.01μm。
(6)、在抛光后的端面电镀镍制备端电极,电镀的时间为240分钟,端电极的厚度为12μm。
(7)、对制备有端电极的层叠体在950℃下烧结120分钟得到片式元器件。
(8)、在端电极表面电镀锡制备锡层,电镀的时间为240分钟,锡层的厚度为15μm。
对比例3
(1)、以陶瓷浆料为原料采用流延法制备介质层,陶瓷浆料的组成与实施例3完全相同,介质层的厚度为30μm。
(2)、将内电极浆料印刷在介质层表面形成内电极,内电极浆料的组成与实施例3完全相同。
(3)、将130个印刷有内电极的介质层采用如图1所示的错位层叠的方式层叠后得到层叠体,在层叠体的上下两个表面各层叠一层介质层作为保护层,采用静压法压合得到层叠基板。
(4)、对层叠基板进行切割,形成层叠体,层叠体的形状为梯形片状,梯形的上底为10mm,梯形的下底为20mm,梯形的高度为20mm。
(5)、将层叠体在950℃下烧结120分钟得到陶瓷体;
(6)、对陶瓷体的两端进行浸铜制备端电极,端电极的厚度为6μm。
(7)、在端电极表面依次电镀锡制备镍层及锡层,电镀镍的时间为240分钟,镍层的厚度为12μm,电镀锡的时间为240分钟,锡层的厚度为15μm。
对实施例1~3及对比例1~3制备的MLEC电卡器件进行测试,测试结果见表1。其中容量采用电桥测试,损耗(MLEC电卡器件在电场作用下因发热所消耗的能量)采用电桥测试,表面粗糙度采用测厚仪测试。
表1
从表1可以看出,实施例1~3与对比例1~3相比,片式元器件的表面较为光滑,且片式元器件的容量提高,损耗降低。
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)
1.一种片式元器件的制备方法,包括以下步骤:
以陶瓷浆料为原料制备介质层;
在所述介质层表面形成内电极得到具有内电极的介质层;
将多个所述具有内电极的介质层层叠得到层叠单元;
在所述层叠单元的两个相对的表面分别层叠保护层,压合后形成层叠基板;
对所述层叠基板进行切割,形成层叠体;
对所述层叠体的两端的端面进行抛光,抛光后的所述端面的表面粗糙度为0.01~1μm;
在抛光后的所述端面电镀制备端电极;
对制备有所述端电极的所述层叠体进行烧结得到所述片式元器件。
2.如权利要求1所述的片式元器件的制备方法,其特征在于,所述对制备有所述端电极的所述层叠体进行烧结的步骤之后还包括步骤:在所述端电极的表面电镀形成锡层。
3.如权利要求1所述的片式元器件的制备方法,其特征在于,所述层叠体包括主体及自所述主体的两端突出的凸起,所述端面为所述凸起的末端的端面。
4.如权利要求3所述的片式元器件的制备方法,其特征在于,所述主体的截面为梯形,所述主体的截面垂直于所述层叠体的层叠方向,所述凸起自所述梯形的两个底边凸出。
5.如权利要求1所述的片式元器件的制备方法,其特征在于,在抛光后的所述层叠体的所述端面电镀制备端电极的步骤中,电镀的时间为10分钟~240分钟。
6.如权利要求1所述的片式元器件的制备方法,其特征在于,对制备有所述端电极的所述层叠体进行烧结的步骤中,所述烧结在保护性气体氛围下进行,所述烧结的温度为850℃~950℃,所述烧结的时间为30分钟~120分钟。
7.如权利要求2所述的片式元器件的制备方法,其特征在于,在所述端电极的表面电镀形成锡层的步骤中,电镀的时间为10分钟~240分钟。
8.如权利要求1所述的片式元器件的制备方法,其特征在于,对于所述层叠体的两端的端面进行抛光的步骤中,采用打磨的方式进行抛光,抛光的时间为1分钟~20分钟。
9.如权利要求1~8任一项所述的片式元器件的制备方法制备得到的片式元器件。
10.如权利要求9所述的片式元器件,其特征在于,所述片式元器件为片式电卡、片式电容器、片式电阻器、片式电感器或片式电位器。
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