CN108218404B - 一种电子元件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电子元件及其制造方法，其中该制造方法包括：S1：在有机薄膜上制作电极；S2：将所述有机薄膜上的电极通过转移负载到无机薄膜基片上；S3：重复步骤S1、S2，形成多个负载有电极的所述无机薄膜基片；S4：将多个负载有电极的所述无机薄膜基片经叠层工艺制成生坯，再对所述生坯进行烧结。本发明实现了精细电极的制作要求，且其成本相对于薄膜工艺大幅降低，使用范围相比薄膜工艺更广。
Description
技术领域
本发明涉及一种电子元件及其制造方法。
背景技术
随着智能手机的迅速发展，要求叠层片式器件进一步小型化、薄型化、低成本，外观尺寸小型化的同时又要保证器件的性能，这就要求内部的电极结构更加的精细完整。传统的黄光工艺应对基材的平整性、致密性要求高，很难实现线径及线间距15μm以下的电极制作，而采用薄膜工艺虽然能实现精细电极的制作但对瓷体材料有特殊的要求，且成本高。
以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提出了一种电子元件及其制造方法，实现了精细电极的制作要求，且其成本相对于薄膜工艺大幅降低，使用范围相比薄膜工艺更广。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明公开了一种电子元件的制造方法，包括以下步骤：
S1：在有机薄膜上制作电极；
S2：将所述有机薄膜上的电极通过转移负载到无机薄膜基片上；
S3：重复步骤S1、S2，形成多个负载有电极的所述无机薄膜基片；
S4：将多个负载有电极的所述无机薄膜基片经叠层工艺制成生坯，再对所述生坯进行烧结，制得电子元件。
优选地，步骤S1中的有机薄膜采用能够在预定的条件下其表面与负载物之间由有粘性和浸润性转换为无粘性和浸润性的薄膜，其中预定的条件为预定的温度、压力和持续时间或者采用UV光照。
优选地，其中预定的温度、压力和持续时间分别为：60～100℃、0.5～8MPa、10～60s；UV光照的范围为：100～1000mJ/cm2。
优选地，步骤S1中具体为：采用黄光光刻的工艺在有机薄膜上制作电极，电极的线宽及线间距小于或等于15μm，且电极的宽高比在0.5～1.0之间。
优选地，其中制作电极的导电浆料采用体积电阻率为0.016～0.025mm*ohm的银浆或铜浆。
优选地，所述无机薄膜基片是指经流延制作的薄膜基片，其中流延的材质是包括质量百分比分别为35％～50％的氧化铝、45％～60％的硼硅玻璃和1％～5％的杂质的混合物、锰锌铁氧体或者镍锌铁氧体。
优选地，其中杂质为钙或者钠元素的含氧化合物。
优选地，步骤S2中具体包括：将所述有机薄膜上的电极通过加热和加压方式或者UV光照方式转移负载到无机薄膜基片上，其中加热和加压方式的方式为采用温度为60～85℃、压力为1～5MPa、持续时间为30～60s进行加压，UV光照方式为采用范围为300～800mJ/cm2的UV光进行光照。
优选地，步骤S2中在将所述有机薄膜上的电极通过转移负载到无机薄膜基片上之前将带有电极的所述有机薄膜通过对位标识与无机薄膜基片进行对位叠合，其中对位叠合的偏位量≤10μm。
本发明还公开了一种电子元件，采用上述的电子元件的制造方法制作而成。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的电子元件的制造方法，采用有机薄膜作为电极的初期载体，有效地解决黄光工艺中感光银对载体的特殊需求，有效地提升黄光工艺的电极制作效果，实现精细电极(电极的线宽及线间距小于或等于15μm)的制作，解决了现有技术中黄光工艺中遇到的对基材的要求高且难实现精细电极制作的问题；且其成本相对于薄膜工艺可大幅降低，使用范围相比薄膜工艺更广。
附图说明
图1是本发明的一种实施例的电子元件的制造方法的示意图。
具体实施方式
下面对照附图并结合优选的实施方式对本发明作进一步说明。
如图1所示，在一种实施例中，电子元件的制造方法包括以下步骤：
S1：在有机薄膜101上制作电极102；
步骤S1具体包括：
S11：配制导电浆料，导电浆料采用体积电阻率为0.016～0.025mm*ohm的银浆或铜浆；
S12：然后通过黄光光刻工艺(包括印刷、曝光、显影等步骤)将导电浆料涂布在有机薄膜101上，形成电极102；
其中电极102的线宽及线间距小于或等于15μm，且电极的宽高比在0.5～1.0之间。
该有机薄膜101采用能够在预定的条件下其表面与负载物之间由有粘性和浸润性转换为无粘性和浸润性的薄膜，其中预定的条件为预定的温度、压力和持续时间或者采用UV光照；进一步地，预定的温度、压力和持续时间分别为：60～100℃、0.5～8MPa、10～60s；UV光照的范围为：100～1000mJ/cm2。
S2：将有机薄膜101上的电极102通过转移的方式负载到无机薄膜基片103上；
步骤S2具体包括：
S21：将带有电极102的有机薄膜101通过mark(对位标识)与无机薄膜基片103进行高精度对位叠合，其中高精度是指偏位量≤10μm；
S22：将叠合后的薄膜基片放在平整的基台上，施加一定的压力，压力的范围为1～5MPa，施压时间为30～60s，并且保持基台及施压头的温度在60～85℃；
S23：完成施压及加热后，小于30°角的方向撕掉有机薄膜101，将电极102完整转移到无机薄膜基片103上；
其中该无机薄膜基片103是指经流延制作的薄膜基片，其中流延的材质是包括质量百分比分别为35％～50％的氧化铝、45％～60％的硼硅玻璃和1％～5％的杂质的混合物、锰锌铁氧体或者镍锌铁氧体，进一步地，杂质为钙或者钠元素的含氧化合物，例如碳酸钙、碳酸钠等。
在另外一些实施例中，步骤S22和S23还可以是：S22：将叠合后的薄膜基片放在平整的基台上，采用300～800mJ/cm2的UV光进行光照；S23：完成光照处理后，小于30°角的方向撕掉有机薄膜101，将电极102完整转移到无机薄膜基片103上。
S3：重复步骤S1、S2，形成多个负载有电极102的无机薄膜基片103；
S4：将多个负载有电极102的无机薄膜基片经叠层后成型制得电子元件100；
具体地，成型可以包括对叠层制成的生坯依次完成切割、排胶、烧结、倒角、制作端电极和电镀等处理，制得电子元件100。
下述结合具体实例对本发明的电子元件的制造方法进行进一步说明。
实例一：
采用上述电子元件的制造方法制作公制0806叠层片式共模电感，包括以下步骤：采用有机薄膜转移电极的方式，将精细电极转移到无机薄膜基片上，进行叠层，形成陶瓷生坯，再对所述陶瓷生坯依次完成切割、排胶、烧结、倒角、制作端电极和电镀，完成电子元件制作。具体地：
1)在有机薄膜基片上制作导电电极；
1.1)准备有机薄膜基片
采购PANAC的TP-01型号的离型转印胶片。
1.2)制作导电电极
1.2.1)配备导电浆料:Dupont公司出品的L6112的银浆，体积电阻率在0.022mm*ohm；
1.2.2)采用丝网印刷设备将导电浆料涂布在有机薄膜表面，通过黄光工艺制作导电电极，其厚度为10μm～12μm，导电电极的线宽为10～15μm。
2)将薄膜上的电极通过转移的方式负载到无机薄膜基片上；
2.1)制作无机薄膜基片
2.1.1)制备混合物粉末状材料
将重量百分比为40％粉末状的Al2O3、重量百分比为58％的硼硅玻璃和质量百分比为2％的碳酸钙混合制备混合物粉末状材料，粉末状的Al2O3的优选粒径是，D50为1.5μm，D95为3μm，硼硅玻璃的优选粒径是，D50为1.5μm，D95为3μm；碳酸钙的优选粒径是，D50为1.5μm，D95为3μm。
2.1.2)将制备的粉末状材料与异丁醇的酯类溶液搅拌混合，并加入有机粘合剂和分散剂，采用球磨机搅拌，持续9h～11h形成陶瓷浆料；
2.1.3)通过涂布工艺制作氧化铝薄膜基片，基片厚度为30μm；
2.2)通过带有画像定位功能的积层设备将带有导电电极的有机薄膜基片贴合到无机薄膜基片上；
2.3)对贴合的基片施加压力5MPa～8MPa，时间30s～60s，与此同时加压头及承载基台温度为：60℃～85℃；
2.4)完成上述加压加热处理后，撕掉有机薄膜，此时电极已完成转移到无机薄膜基片上。
3)重复上述1～2的步骤，完成完整电极的制作；
4)经叠层工艺制成生坯，经分切、排胶、烧结、端电极、电镀后形成具有精细电极的电子元件。
与现有工艺的比较
采用本发明实例一制备的公制0806叠层片式共模电感，因线宽及线间距相比传统的黄光工艺可缩减50％，实现相同阻抗的情况下，线圈长度缩减30％～35％，产品成本下降30％～35％。
实例二：
采用上述电子元件的制造方法制作公制0806叠层片式共模电感，其中的步骤与实例一中的区别仅在于，步骤2.3)为：对贴合的基片采用300～800mJ/cm2的UV光进行光照；步骤2.4)为：完成上述UV光照后，撕掉有机薄膜，此时电极已完成转移到无机薄膜基片上。其中制得的公制0806叠层片式共模电感，线宽及线间距相比传统的黄光工艺也可缩减50％，实现相同阻抗的情况下，线圈长度缩减30％～35％，产品成本下降30％～35％。
实例三：
采用上述电子元件的制造方法制作公制0605叠层片式共模电感，包括以下步骤：采用有机薄膜转移电极的方式，将精细电极转移到无机薄膜基片上，进行叠层，形成陶瓷生坯，再对所述陶瓷生坯依次完成切割、排胶、烧结、倒角、制作端电极和电镀，完成电子元件制作。具体地：
1)在有机薄膜基片上制作导电电极；
1.1)准备有机薄膜基片
采购PANAC的TP-01型号的离型转印胶片。
1.2)制作导电电极
1.2.1)配备导电浆料：Dupont公司出品的L6112的银浆，体积电阻率在0.022mm*ohm；
1.2.2)采用丝网印刷设备将导电电极浆料涂布在有机薄膜表面，通过黄光工艺制作导电电极，其厚度为10μm～12μm，导电电极的线宽为10～15μm。
2)将薄膜上的电极通过转移的方式负载到无机薄膜基片上
2.1)制作无机薄膜基片
2.1.1)制备混合物粉末状材料
将重量百分比为55％～60％粉末状的Fe2O3和重量百分比为30～35％的ZnO以及重量百分比5％～15％的CuO混合，经700℃～850℃的预烧处理，制备镍锌铁氧体混合物粉末状材料，其混合物粉末粒径D50＝0.3～0.5um；
2.1.2)将制备的粉末状材料与异丁醇的酯类溶液搅拌混合，并加入有机粘合剂和分散剂，采用球磨机搅拌，持续9h～11h形成铁氧体浆料；
2.1.3)通过涂布工艺制作铁氧体薄膜基片，基片厚度为25μm；
2.2)通过带有画像定位功能的积层设备将带有导电电极的有机薄膜基片贴合到无机薄膜基片上；
2.3)对贴合的基片施加压力5MPa～8MPa，时间30s～60s，与此同时加压头及承载基台温度为：60℃～85℃；
2.4)完成上述加压加热处理后，撕掉有机薄膜，此时电极已完成转移到无机薄膜基片上。
3)重复上述1～2的步骤，完成完整电极的制作；
4)经叠层工艺制成生坯，经分切、排胶、烧结、端电极、电镀后形成元器件。
与现有工艺的比较
采用本发明实例二制备的公制0605叠层片式共模电感，内部线圈的电极及电极间距可做到12μm，且合格率可达到95％，相比传统的黄光工艺因可实现更加精细的电极制作，0605尺寸大阻抗(≥90Ω&100MHz)样品可实现量产，且合格率可提升50％。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种电子元件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：采用黄光光刻的工艺在有机薄膜上制作电极，电极的线宽及线间距小于或等于15μm，其中所述黄光光刻的工艺包括印刷、曝光、显影步骤；所述有机薄膜采用一种特定的薄膜，在预定的条件下该特定的薄膜的表面与负载物之间由有粘性和浸润性转换为无粘性和浸润性，其中预定的条件为预定的温度、压力和持续时间或者采用UV光照；
S2：将所述有机薄膜上的电极通过加热和加压方式或者UV光照方式转移负载到无机薄膜基片上，所述无机薄膜基片是指经流延制作的薄膜基片，其中流延的材质是包括质量百分比分别为35%~50%的氧化铝、45%~60%的硼硅玻璃和1%~5%的杂质的混合物、锰锌铁氧体或者镍锌铁氧体；加热和加压方式的方式为采用温度为60~85℃、压力为1~5MPa、持续时间为30~60s进行加压，UV光照方式为采用范围为300~800mJ/cm2的UV光进行光照；
S3：重复步骤S1、S2，形成多个负载有电极的所述无机薄膜基片；
S4：将多个负载有电极的所述无机薄膜基片经叠层工艺制成生坯，再对所述生坯进行烧结，制得电子元件。
2.根据权利要求1所述的电子元件的制造方法，其特征在于，其中制作电极的导电浆料采用体积电阻率为0.016~0.025mm*ohm的银浆或铜浆。
3.根据权利要求1所述的电子元件的制造方法，其特征在于，其中杂质为钙或者钠元素的含氧化合物。
4.根据权利要求1所述的电子元件的制造方法，其特征在于，步骤S2中在将所述有机薄膜上的电极通过转移负载到无机薄膜基片上之前将带有电极的所述有机薄膜通过对位标识与无机薄膜基片进行对位叠合，其中对位叠合的偏位量≤10μm。
5.一种电子元件，其特征在于，采用权利要求1至4任一项所述的电子元件的制造方法制作而成。
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