CN107946074A - 一种单层电容器及制备方法 - Google Patents

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杨俊锋
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Abstract

本发明公开一种单层电容器及制备方法。所述单层电容器包括：上电极、第一介质层、内电极、第二介质层和下电极；所述上电极与所述内电极通过所述第一介质层连接，所述内电极与所述下电极通过所述第二介质层连接；所述第一介质层的厚度小于所述第二介质层的厚度；其中，所述第二介质层设有通孔，所述通孔中填充有电极材料，所述电极材料连接所述内电极和所述下电极。本发明提供的单层电容器在增加电容器容量的同时保持电容器良好的机械强度。

Description

一种单层电容器及制备方法
技术领域
本发明涉及电容器领域，特别是涉及一种单层电容器及制备方法。
背景技术
目前增加电容器容量的方法主要有以下3种：1、增加陶瓷介质的相对介电参数；2、增加电容器的电极正对面积；3、减小陶瓷介质层的厚度。方法1在提高相对介电常数时往往会牺牲温度稳定性等介电性能，不能满足要求。方法2多采用片式多层陶瓷电容器(Multi-layer Ceramic Capacitors，MLCC)工艺来增加电极正对面积，但是所采用的端电极不适合于引线(金丝或金带)键合或嵌入的方式组装。方法3减小陶瓷电容器的厚度，但是由于陶瓷脆性大，过小的厚度将导致器件易碎，组装过程困难，实际应用意义不大。因此，没有一种方法能够同时满足增加电容器的容量的同时保持电容器良好的机械强度。
发明内容
本发明的目的是提供一种单层电容器及制备方法，在增加电容器的容量的同时保持电容器良好的机械强度。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供了一种单层电容器，所述单层电容器包括：上电极、第一介质层、内电极、第二介质层和下电极；所述上电极与所述内电极通过所述第一介质层连接，所述内电极与所述下电极通过所述第二介质层连接；所述第一介质层的厚度小于所述第二介质层的厚度；
其中，所述第二介质层设有通孔，所述通孔中填充有电极材料，所述电极材料连接所述内电极和所述下电极。
可选的，所述通孔的横截面为圆形。
可选的，所述电极材料为金属。
可选的，所述电极材料为金、铂金、银、银钯、镍和\或铜。
可选的，所述圆形的直径为0.05～1.0毫米。
可选的，所述第一介质层的厚度为5～30微米，所述第二介质层的厚度为80～200微米。
本发明还提供了一种单层电容器的制备方法，所述制备方法包括：
制作第一膜带和第二膜带；
对所述第二膜带冲出阵列排布的通孔；
在所述第二膜带的一面印上一层电极浆料图形，同时在所述通孔内注满电极浆料；
将所述第一膜带和所述第二膜带对齐叠加在一起，制备所需电容器的生坯体；
对所述生坯体进行烧结，形成陶瓷片；
在所述陶瓷片上制备上电极和下电极，形成带有电极的陶瓷基片；
对所述带有电极的陶瓷基片进行划切，形成一个个独立的电容器。
可选的，所述对所述第二膜带冲出阵列排布的通孔采用的方法为机械法或激光法。
可选的，所述在所述陶瓷片上制备上电极和下电极采用的方法为金属浆料烧结、溅射和\或电镀。
可选的，所述制备所需电容器的生坯体，具体包括：经热压、静水压后制备所需电容器的生坯体。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供的单层电容器，对薄介质层与同质的厚介质层衬底及两者间的电极浆料进行共烧并敷设上下电极；厚介质层由通孔将共烧电极引至厚介质层底部的外电极。电容器的电容量取决于薄介质层，获得高电容量，而厚介质层衬底大大增加了电容器的机械强度，这样既保证了电容器具有大的电容量，适合引线键合，同时具有较好的机械强度，满足微组装及嵌入组装的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的单层电容器实施例的结构图(剖面图)；
图2为本发明的单层电容器的制备方法的流程图；
图3为本发明的多个单层电容器的制备过程的部分结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种单层电容器及制备方法，在增加电容器的容量的同时保持电容器良好的机械强度。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明的单层电容器实施例的结构图，如图1所示，所述单层电容器包括：上电极1、第一介质层2、内电极3、第二介质层4和下电极5；上电极1与内电极3通过第一介质层2连接，内电极3与下电极5通过第二介质层4连接；第一介质层2的厚度小于第二介质层4的厚度。
其中，第二介质层4设有通孔6，通孔6中填充有电极材料，电极材料填充满通孔6，将内电极3和下电极5连接到一起。电极材料为金属。
可选的，通孔6的横截面为圆形，可方便加工。
可选的，电极材料为金、铂金、银、银钯、镍和\或铜。
可选的，通孔6的横截面的圆形的直径为0.05～1.0毫米。
进一步的，在具体制作时，第一介质层2的厚度为5～30微米，第二介质层4的厚度为80～200微米。
本发明采用一个通孔将内电极和下电极连接起来，厚介质层为衬底用来增加机械强度，薄介质层决定电容器的容量，这样既保证了电容器具有大的电容量，适合引线键合，同时具有较好的机械强度，满足微组装及嵌入组装的要求。虽然通过多个通孔把多层介质并联起来后共烧，也可以实现大容量、上下表面可引线键合，但要在一个小的区域内既做电极的图形化、打孔，还要实现多个通孔来并联，工艺复杂，介质层有效面积利用率受限制。同时，对更小尺寸的电容器而言，这种方式不也不再适用。
本发明还提供了一种单层电容器的制备方法，图2为本发明的单层电容器的制备方法的流程图。如图2所示，所述制备方法包括：
步骤201，制作第一膜带和第二膜带；第一膜带的厚度为5～30微米，第二膜带的厚度为80～200微米。
步骤202，对所述第二膜带冲出阵列排布的通孔，可采用机械法或激光法。圆孔的直径为0.05～1.0毫米，孔间距视电容器尺寸而定，一般为1～2mm。如图3所示。
步骤203，在所述第二膜带的一面印上一层电极浆料图形，同时在所述通孔内注满电极浆料；
步骤204，将所述第一膜带和所述第二膜带对齐叠加在一起，制备所需电容器的生坯体；可经热压、静水压后制备所需电容器的生坯体。
步骤205，对所述生坯体进行烧结，形成陶瓷片；
步骤206，在所述陶瓷片上制备上电极和下电极，形成带有电极的陶瓷基片；可采用金属浆料烧结、溅射和\或电镀制备上电极和下电极。
步骤207，对所述带有电极的陶瓷基片进行划切，形成一个个独立的电容器。注意内电极要留边，防止切片后，由于划片后有部分内电极带出来，内电极容易和上电极短路。
本发明提供的单层电容器，对薄介质层与厚介质层及两者间的电极浆料进行共烧并敷设上下电极；厚介质层由通孔将共烧电极引至厚介质层底部的下电极。电容器的电容量取决于薄介质层，获得高电容量，而厚介质层大大增加了电容器的机械强度，这样既保证了电容器具有大的电容量，适合引线键合，同时具有较好的机械强度，满足微组装及嵌入组装的要求。
本发明还有以下优点：
1、可在现有材料的基础上通过减小第一介质层的厚度来实现电容器的大容量；
2、与传统的MLCC相比较，上下两个表面可以实现引线(金丝或者金带)键合，适用于微组装；
3、厚度可控，通过改变第二介质层的厚度，在满足一定机械强度的前提下，能实现电容器的小型化。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种单层电容器，其特征在于，所述单层电容器包括：上电极、第一介质层、内电极、第二介质层和下电极；所述上电极与所述内电极通过所述第一介质层连接，所述内电极与所述下电极通过所述第二介质层连接；所述第一介质层的厚度小于所述第二介质层的厚度；
其中，所述第二介质层设有通孔，所述通孔中填充有电极材料，所述电极材料连接所述内电极和所述下电极。
2.根据权利要求1所述的单层电容器，其特征在于，所述通孔的横截面为圆形。
3.根据权利要求1所述的单层电容器，其特征在于，所述电极材料为金属。
4.根据权利要求1所述的单层电容器，其特征在于，所述电极材料为金、铂金、银、银钯、镍和\或铜。
5.根据权利要求2所述的单层电容器，其特征在于，所述圆形的直径为0.05～1.0毫米。
6.根据权利要求1所述的单层电容器，其特征在于，所述第一介质层的厚度为5～30微米，所述第二介质层的厚度为80～200微米。
7.一种单层电容器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
制作第一膜带和第二膜带；
对所述第二膜带冲出阵列排布的通孔；
在所述第二膜带的一面印上一层电极浆料图形，同时在所述通孔内注满电极浆料；
将所述第一膜带和所述第二膜带对齐叠加在一起，制备所需电容器的生坯体；
对所述生坯体进行烧结，形成陶瓷片；
在所述陶瓷片上制备上电极和下电极，形成带有电极的陶瓷基片；
对所述带有电极的陶瓷基片进行划切，形成一个个独立的电容器。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述对所述第二膜带冲出阵列排布的通孔采用的方法为机械法或激光法。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述在所述陶瓷片上制备上电极和下电极采用的方法为金属浆料烧结、溅射和\或电镀。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述制备所需电容器的生坯体，具体包括：经热压、静水压后制备所需电容器的生坯体。
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