CN108597869A - 一种多层片式陶瓷电容器及其制作方法 - Google Patents

一种多层片式陶瓷电容器及其制作方法 Download PDF

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向勇
敬文平
何小燕
韩玮
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杨雪屏
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Abstract

本发明公开一种多层片式陶瓷电容器及其制作方法，其中，方法包括步骤：将第一陶瓷浆料涂覆在基材上，形成电介质膜片；在所述电介质膜片表面印刷导电浆料形成内电极；将第二陶瓷浆料喷涂或打印在电介质膜片的空白区域，形成陶瓷基片；将所述陶瓷基片以内电极错位的方式堆叠并压合，形成巴块；将所述巴块按预定尺寸切割成芯片，再经排胶、烧结及端头处理，形成多层片式陶瓷电容器。本发明解决了现有技术中多层片式陶瓷电容器的膜片层与层之间容易产生分层、开裂、电极弯曲等不良情况，进而导致产品报废、可靠性下降的问题。

Description

一种多层片式陶瓷电容器及其制作方法
技术领域
本发明涉及电容器领域，尤其涉及一种多层片式陶瓷电容器及其制作方法。
背景技术
目前多层片式陶瓷电容器（MLCC）的生产制作主要采用的工艺流程是，瓷浆制备、流延、印刷、叠层、层压、切割、排胶、烧结、倒角、封端、烧端、电镀、测试等。其中流延至叠层工艺为，流延陶瓷膜片上印刷上导电內浆，有印刷图形的膜片被分切后按照一定的错位被依次堆叠起来，再压合成一个整体。这个制作特点使膜片层与层之间容易产生分层，开裂，电极弯曲等不良，导致产品报废，可靠性下降等不良后果，而且随着多层片式陶瓷的尺寸微型化和高容化（高层数），以上不良越发严重。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种多层片式陶瓷电容器及其制作方法，旨在解决现有技术中多层片式陶瓷电容器的膜片层与层之间容易产生分层、开裂、电极弯曲等不良情况，进而导致产品报废、可靠性下降的问题。
本发明的技术方案如下：
一种多层片式陶瓷电容器的制作方法，其中，包括步骤：
将第一陶瓷浆料涂覆在基材上，形成电介质膜片；
在所述电介质膜片表面印刷导电浆料形成内电极；
将第二陶瓷浆料喷涂或打印在电介质膜片的空白区域，形成陶瓷基片；
将所述陶瓷基片以内电极错位的方式堆叠并压合，形成巴块；
将所述巴块按预定尺寸切割成芯片生坯，再经排胶、烧结及端头处理，形成多层片式陶瓷电容器。
所述的多层片式陶瓷电容器的制作方法，其中，所述第一陶瓷浆料及第二陶瓷浆料均由陶瓷粉体、粘合剂、溶剂混合制成。
所述的多层片式陶瓷电容器的制作方法，其中，所述粘合剂为聚乙烯醇缩丁醛或丙烯酸酯，所述溶剂为乙醇、甲苯、异丙醇或MEK。
所述的多层片式陶瓷电容器的制作方法，其中，所述排胶处理温度为190～500℃。
所述的多层片式陶瓷电容器的制作方法，其中，所述烧结过程在还原气氛下进行，烧结温度为1000～1350℃，烧结时间为1~3小时。
所述的多层片式陶瓷电容器的制作方法，其中，所述还原气氛为氮气与氢气和/或一氧化碳的混合气体气氛。
所述的多层片式陶瓷电容器的制作方法，其中，所述导电浆料内含有金属粉及有机粘合剂。
所述的多层片式陶瓷电容器的制作方法，其中，所述端头处理具体包括：
将烧结后的芯片倒角研磨，暴露出两侧的内电极，并在两侧涂覆外部电极用膏，然后在还原气氛或者低氧分压环境下焙烧处理，形成基底电极，在基底电极的表面利用电镀法形成制造出外部电极。
所述的多层片式陶瓷电容器的制作方法，其中，所述焙烧温度为600~960℃。
一种多层片式陶瓷电容器，其中，由如上方法制作而成。
有益效果：本发明提供的多层片式陶瓷电容器的制作方法，通过在传统的印刷与叠层之间增加陶瓷介质填充步骤，对电介质膜片内的空白区域（即未印刷导电浆料的区域）进行填充，这样膜片层与层之间不存在间隙，能够平稳牢固地压合，不会出现分层、开裂及电极弯曲等不良情况，提供了产品的合格率和可靠性。
附图说明
图1为现有的多层片式陶瓷电容器制作方法中陶瓷基片叠层状态示意图。
图2为现有的多层片式陶瓷电容器制作方法中陶瓷基片压合后的结构示意图。
图3为本发明所述多层片式陶瓷电容器制作方法较佳实施例的流程图。
图4为单层电介质膜片上的内电极排布示意图。
图5为本发明中单层陶瓷基片的结构示意图。
图6为本发明中陶瓷基片叠层状态示意图。
图7为本发明中陶瓷基片压合后的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供一种多层片式陶瓷电容器及其制作方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
而现有的多层片式陶瓷电容器的制作方法中，其叠层状态如图1所示，因为内电极的存在，导致相邻层电介质膜片之间存在着空隙，直接进行压合的话，其效果如图2所示，内电极发生了明显的弯曲。
本发明所提供的多层片式陶瓷电容器的制作方法，如图3所示，包括步骤：
S1、将第一陶瓷浆料涂覆在基材上，形成电介质膜片；
S2、在所述电介质膜片表面印刷导电浆料形成内电极；
S3、将第二陶瓷浆料喷涂或打印在电介质膜片的空白区域，形成陶瓷基片；
S4、将所述陶瓷基片以内电极错位的方式堆叠并压合，形成巴块；
S5、将所述巴块按预定尺寸切割成芯片生坯，再经排胶、烧结及端头处理，形成多层片式陶瓷电容器。
具体地，所述步骤S1中，预先制备第一陶瓷浆料，具体是将以钙钛矿型化合物为主要成分的陶瓷粉体及辅料化合物与聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸酯等粘结剂和乙醇、甲苯、异丙醇、MEK等有机溶剂进行湿式混合，得到第一陶瓷浆料，其中，所述辅料化合物为硅油等，可以改善浆体的印刷结合力，同时增强与内电极的结合力；然后通过印模涂布机法或刮刀法，将第一陶瓷浆料涂覆在PET等基材上，形成1~5μm的带状的电介质膜片并使其干燥。
所述步骤S2中，如图4所示，将含有有机粘合剂的导电浆料或含有有机粘合剂金属导电膏通过丝网印刷或凹版印刷在电介质膜片100上，形成平行间隔排布的多个带状或条状内电极200。其中，平行且间隔排布内电极可方便后续进行切割操作。所述有机粘合剂可以由高分子量的聚乙烯醇缩丁醛树脂加入增粘剂、增强剂和防腐剂制成，其耐腐蚀性能良好，可以抵抗流延及烧结过程中溶剂的腐蚀，保护内电极图案，从而提高陶瓷基板质量。
所述步骤S3中，如图5所示，具体是将与第一陶瓷浆料成份一致的第二陶瓷浆料以3D打印或者喷涂机喷涂的方式喷洒在电介质膜片的空白区域（即未印刷内电极的区域），形成填充介质300，进而得到表面平整的陶瓷基片400；利用与第一陶瓷浆料成本一致的第二陶瓷浆料，既能达到很好的填充效果，也让相邻膜片直接结合更牢靠。
或者所述步骤S3，采用先喷洒一层陶瓷粉，再喷洒一层粘结剂并重复多次，形成表面平整的陶瓷基片。更具体地，是将乙烯醇缩丁醛树脂等粘结剂与陶瓷粉体交替打印或者喷涂在电介质膜片的空白处，从而形成表面平整的陶瓷基片。
所述步骤S4中，如图6所示将表面平整的陶瓷基片400以内电极错位的方式交错地堆叠预定层数，并在顶层及底层压附覆盖片，然后进行压合，即得到巴块，如图7所示。因为陶瓷基本的上下表面均平整而不存在凹陷或空隙，因为压合时陶瓷基片各处受力均匀，能够平稳牢固地压合，不会出现塌陷进而分层、开裂及电极弯曲等不良情况，提升了产品质量及可靠性。
所述步骤S5中，将巴块按预定尺寸切割成芯片生坯，然后进行脱脂排胶处理，具体是在温度为190～500℃的脱脂排胶处理。接着将脱脂排胶处理后的芯片置于还原气氛中、1000～1350℃下烧结1~3小时，从而将多层陶瓷基片烧结为一个整体；其中，所述还原气氛为氮气与氢气和/或一氧化碳的混合气体气氛，能够有效进行烧结反应。
然后再将烧结后的芯片进行端头处理，具体包括：
将烧结后的芯片倒角研磨，暴露出两侧的内电极，并在两侧涂覆外部电极用膏，然后在还原气氛或者低氧分压环境下焙烧处理，形成基底电极，利用电镀法在基底层的表面利用电镀形成表面层、或中间层及表面层形成制造出外部电极，同时对整体进行封装，制得多层片式陶瓷电容器。其中，所述焙烧温度为600~960℃。
基于上述方法，本发明还提供了一种多层片式陶瓷电容器，其中，由如上方法制作而成。
本发明提供的多层片式陶瓷电容器的制作方法，通过在传统的印刷与叠层之间增加陶瓷介质填充步骤，对电介质膜片内的空白区域（即未印刷导电浆料的区域）进行填充，这样膜片层与层之间不存在间隙，能够平稳牢固地压合，不会出现分层、开裂及电极弯曲等不良情况，提高了产品的合格率和可靠性。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种多层片式陶瓷电容器的制作方法，其特征在于，包括步骤：
将第一陶瓷浆料涂覆在基材上，形成电介质膜片；
在所述电介质膜片表面印刷导电浆料形成内电极；
将第二陶瓷浆料喷涂或打印在电介质膜片的空白区域，形成陶瓷基片；
将所述陶瓷基片以内电极错位的方式堆叠并压合，形成巴块；
将所述巴块按预定尺寸切割成芯片生坯，再经排胶、烧结及端头处理，形成多层片式陶瓷电容器。
2.根据权利要求1所述的多层片式陶瓷电容器的制作方法，其特征在于，所述第一陶瓷浆料及第二陶瓷浆料均由陶瓷粉体、粘合剂、溶剂混合制成。
3.根据权利要求2所述的多层片式陶瓷电容器的制作方法，其特征在于，所述粘合剂为聚乙烯醇缩丁醛或丙烯酸酯，所述溶剂为乙醇、甲苯、异丙醇或MEK。
4.根据权利要求1所述的多层片式陶瓷电容器的制作方法，其特征在于，所述排胶处理温度为190～500℃。
5.根据权利要求1所述的多层片式陶瓷电容器的制作方法，其特征在于，所述烧结过程在还原气氛下进行，烧结温度为1000～1350℃，烧结时间为1~3小时。
6.根据权利要求5所述的多层片式陶瓷电容器的制作方法，其特征在于，所述还原气氛为氮气与氢气和/或一氧化碳的混合气体气氛。
7.根据权利要求1所述的多层片式陶瓷电容器的制作方法，其特征在于，所述导电浆料内含有金属粉及有机粘合剂。
8.根据权利要求1所述的多层片式陶瓷电容器的制作方法，其特征在于，所述端头处理具体包括：
将烧结后的芯片倒角研磨，暴露出两侧的内电极，并在两侧涂覆外部电极用膏，然后在还原气氛或者低氧分压环境下焙烧处理，形成基底电极，在基底电极的表面利用电镀法形成制造出外部电极。
9.根据权利要求8所述的多层片式陶瓷电容器的制作方法，其特征在于，所述焙烧温度为600~960℃。
10.一种多层片式陶瓷电容器，其特征在于，由如权利要求1~9任一方法制作而成。
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