CN112133561A - 一种可引线键合多层电容器及制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可引线键合多层电容器及制作方法，包括第一端电极、多个第一内电极层、多个第二内电极层、多个介质层和第二端电极；所述第一内电极层和所述第二内电极层依次交替层叠，所述第一内电极层和所述第二内电极层之间为所述介质层；所述第一端电极和所述第二端电极均为电极板，各所述第一内电极层均与所述第一端电极连接，各所述第二内电极层均与所述第二端电极连接。通过设置介质层厚度、介质层数量、第一内电极层和第二内电极层的面积，能够获得高电容量的电容器，且多层介质增加了电容器的机械强度，保证了电容器具有大的电容量的同时使电容器具有较好的机械强度。
Description
技术领域
本发明涉及电容器技术领域，特别是涉及一种可引线键合多层电容器及制作方法。
背景技术
随着现代电子技术的迅速发展，电子整机和电子设备向微型化、高速、高可靠和低成本、低功耗方向发展。微组装工艺将会逐渐取代传统插入、焊接、表面贴装等工艺，其关键在于元器件的可键合。引线键合技术可以满足缩减电路板尺寸、提高器件集成度、拓展电路板功能、降低成本的需求。电容器作为三大无源元件之一，在电子电路中占有重要地位。
目前，为了提高电容器容量密度的方法，主要有以下3种：
1、提高电容器陶瓷介质的相对介电常数；但通常会牺牲温度稳定性等介电性能，不能满足要求；
2、增大电容器的电极有效面积；多数采用片式多层陶瓷电容器(Multi-layerCeramic Capacitors，MLCC)结构来增大电极有效面积，但是不适合于引线键合或嵌入的方式组装。
3、减小电容器介质层的厚度；一方面由于陶瓷脆性大，过小的厚度将导致器件易碎，组装过程困难；另一方面随着厚度的减薄，器件的击穿电压也会随之下降，降低器件可靠性，实际应用意义不大。因此，需要一种能够提高电容器的容量密度且具有较好的机械强度的同时又能满足引线键合的方法。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种可引线键合多层电容器及制作方法，提高了电容器的容量密度。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种可引线键合多层电容器，包括：第一端电极、多个第一内电极层、多个第二内电极层、多个介质层和第二端电极；
所述第一内电极层和所述第二内电极层依次交替层叠，所述第一内电极层和所述第二内电极层之间为所述介质层；所述第一端电极和所述第二端电极均为电极板，各所述第一内电极层均与所述第一端电极连接，各所述第二内电极层均与所述第二端电极连接，所述介质层的一端与所述第一端电极连接，所述介质层的另一端与所述第二端电极连接。
可选地，所述第一端电极所在平面和所述第二端电极所在平面相互平行。
可选地，所述第一端电极、所述第一内电极层、所述第二内电极层和所述第二端电极的材料包括金、铂金、银、银钯、镍和铜中的任意一种或几种。
可选地，所述介质层材料为陶瓷材料。
可选地，所述陶瓷材料的类型包括NP0、X5R、X7R和X8R中的任意一种或几种。
本发明还公开了一种可引线键合多层电容器制作方法，包括：
获得介质层；
对所述介质层的一侧印设电极浆料，电极浆料形成内电极层；
将印设有电极浆料的多个所述介质层依次层叠为一体结构；将所述一体结构中内电极层依次交替记为第一内电极层和第二内电极层；
在各所述第一内电极层的引出端面上制作第一端电极，在各所述第二内电极层的引出端面上制作第二端电极。
可选地，所述获得介质层，具体包括：
制作陶瓷生片，将所述陶瓷生片作为所述介质层。
可选地，所述制作陶瓷生片，具体包括：
将陶瓷浆料通过流延成型方法制成所述陶瓷生片；所述陶瓷浆料包括陶瓷粉末、醇-脂混合溶剂和有机粘结剂。
可选地，所述将印设有电极浆料的多个所述介质层依次层叠为一体结构，具体包括：
将印设有电极浆料的多个所述介质层依次层叠，形成陶瓷生坯体；
将所述陶瓷生坯体进行排胶；
将排胶后的所述陶瓷生坯进行烧结获得所述一体结构。
可选地，通过丝网印刷、溅射、蒸镀、化学镀和电镀中的任意一种或几种方法制作所述第一端电极和所述第二端电极。
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：
本发明公开了一种可引线键合多层电容器及制作方法，包括第一端电极、多个第一内电极层、多个第二内电极层、多个介质层和第二端电极；所述第一内电极层和所述第二内电极层依次交替层叠，所述第一内电极层和所述第二内电极层之间为所述介质层；所述第一端电极和所述第二端电极均为电极板，各所述第一内电极层均与所述第一端电极连接，各所述第二内电极层均与所述第二端电极连接。通过设置介质层厚度、介质层数量、第一内电极层和第二内电极层的面积，能够获得高电容量的电容器，且多层介质增加了电容器的机械强度，保证了电容器具有大的电容量的同时使电容器具有较好的机械强度。同时本发明电容器具有顶部-底部电极结构，即第一端电极-第二端电极结构，第一端电极和第二端电极为端面电极，端面电极可根据需求进行光刻图形化，提高了第一端电极和第二端电极的灵活性，例如在贴装时为了防止焊料外溢导致端电极间短路，可对端电极进行内缩留边设计。另外，平整的端面电极适合引线键合，满足微组装及嵌入组装的要求，也可以在多层印制电路板中作为嵌入式电容器使用，从而提高电路集成度。
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为本发明一种可引线键合多层电容器结构示意图；
图2为本发明陶瓷生片与内电极层结构示意图；
图3为本发明一种可引线键合多层电容器制作方法流程示意图。
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可引线键合多层电容器及制作方法，提高了电容器的容量密度。
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为本发明一种可引线键合多层电容器结构示意图，如图1所示，一种可引线键合多层电容器结构包括：第一端电极101、多个第一内电极层102、多个第二内电极层104、多个介质层105和第二端电极103。
所述第一内电极层102和所述第二内电极层104依次交替层叠，所述第一内电极层102和所述第二内电极层104之间为所述介质层105，即所述第一内电极层102和所述第二内电极层104通过介质层105绝缘，最外侧的第一内电极层102和/或第二内电极层104的外侧为介质层105，保证第一内电极层102和第二内电极层104不暴露，且第一内电极层102和第二内电极层104相互绝缘；所述第一端电极101和所述第二端电极103均为电极板，各所述第一内电极层102均与所述第一端电极101连接，各所述第二内电极层104均与所述第二端电极103连接。所述介质层105的一端与所述第一端电极101连接，所述介质层105的另一端与所述第二端电极103连接。
所述第一端电极101所在平面和所述第二端电极103所在平面相互平行。
所述第一端电极101、所述第一内电极层102、所述第二内电极层104和所述第二端电极103的材料包括金、铂金、银、银钯、镍和铜等导电金属中的任意一种或几种。
所述介质层105材料为陶瓷材料。
所述陶瓷材料的类型包括NP0、X5R、X7R和X8R中的任意一种或几种。本实施例中，介质层105材料为具有NP0、X5R、X7R和\或X8R等温度特性的所有陶瓷材料。
图3为本发明一种可引线键合多层电容器制作方法流程示意图，如图3所示，一种可引线键合多层电容器制作方法，包括：
步骤201：获得介质层105。
所述步骤201，具体包括：
制作陶瓷生片，将所述陶瓷生片作为所述介质层105。
所述制作陶瓷生片，具体包括：
将陶瓷浆料通过流延成型方法制成所述陶瓷生片；所述陶瓷浆料包括陶瓷粉末、醇-脂混合溶剂和有机粘结剂。
步骤202：对所述介质层105的一侧印设电极浆料，电极浆料形成内电极层。
步骤203：将印设有电极浆料的多个所述介质层105依次层叠为一体结构；将所述一体结构中内电极层依次交替记为第一内电极层102和第二内电极层104。也就是说一体结构中依次为介质层105、第一内电极层102、介质层105、第二内电极层104、介质层105、第一内电极层102、……、介质层105。
所述步骤203，具体包括：
将印设有电极浆料的多个所述介质层105依次层叠，形成陶瓷生坯体。
将所述陶瓷生坯体进行排胶。
将排胶后的所述陶瓷生坯进行烧结获得所述一体结构。
步骤204：在各所述第一内电极层102的引出端面上制作第一端电极101，在各所述第二内电极层104的引出端面上制作第二端电极103。
通过丝网印刷、溅射、蒸镀、化学镀和电镀中的任意一种或几种方法制作所述第一端电极101和所述第二端电极103。第一端电极101和第二端电极103通过半导体光刻工艺等方法实现电极图形化，所述光刻工艺当中的刻蚀方法可以为湿法刻蚀或干法刻蚀。
下面给出本发明一种可引线键合多层电容器制作方法的具体实施方法：
S1：用流延成型方法将陶瓷浆料制备成陶瓷膜带，将陶瓷膜带通过切片制备成陶瓷生片。
S2：通过丝网印刷工艺在陶瓷生片上制备第一内电极层102形成第一陶瓷生片A1；通过丝网印刷工艺在陶瓷生片制备第二内电极层104形成第二陶瓷生片A2，陶瓷生片与内电极层结构如图2所示。
其中，第一内电极层102和第二内电极层104通过金属浆料丝网印刷制备。
S3：将第一陶瓷生片与第二陶瓷生片交替地对齐叠加在一起，从而形成所需陶瓷生坯体。本实施例中将第一陶瓷生片与第二陶瓷生片交替地对齐叠加在一起，构成一体结构，一体结构经热压、静水压后制备出所需陶瓷生坯体。
S4：将所述的陶瓷生坯体进行排胶、烧结，制备电容器陶瓷体。
S5：在电容器陶瓷体上，第一内电极层102引出端面上制备第一端电极101，第二内电极层104引出端面上制备第二端电极103，使得第一端电极101和第二端电极103与内电极层相连通形成可引线键合多层陶瓷电容器，第一端电极101和第二端电极103分别置于电容器陶瓷体的两端。
其中，采用丝网印刷、溅射、蒸镀、化学镀和\或电镀等方法制备第一端电极101和第二端电极103。第一端电极101和第二端电极103通过半导体光刻工艺等方法实现电极图形化，所述光刻工艺当中的刻蚀方法可以为湿法刻蚀或干法刻蚀。
本发明在传统两端多层陶瓷电容器上进行改进，将电容器侧倒，使原来左右端电极结构变成顶部-底部端电极结构，即第一端电极-第二端电极结构，多层介质结构用来增加机械强度，介质层厚度、内电极层面积、介质层数量决定电容器的容量，这样既保证了电容器具有大的电容量，第一端电极和第二端电极作为端面电极可根据使用需求进行光刻图形化，例如在贴装时为了防止焊料外溢导致端电极间短路，可对端电极进行内缩留边设计，另外平整的端面电极适合引线键合，同时具有较好的机械强度，满足微组装及嵌入组装的要求。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
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)
1.一种可引线键合多层电容器，其特征在于，所述电容器包括：第一端电极、多个第一内电极层、多个第二内电极层、多个介质层和第二端电极；
所述第一内电极层和所述第二内电极层依次交替层叠，所述第一内电极层和所述第二内电极层之间为所述介质层；所述第一端电极和所述第二端电极均为电极板，各所述第一内电极层均与所述第一端电极连接，各所述第二内电极层均与所述第二端电极连接，所述介质层的一端与所述第一端电极连接，所述介质层的另一端与所述第二端电极连接。
2.根据权利要求1所述的电容器，其特征在于，所述第一端电极所在平面和所述第二端电极所在平面相互平行。
3.根据权利要求1所述的电容器，其特征在于，所述第一端电极、所述第一内电极层、所述第二内电极层和所述第二端电极的材料包括金、铂金、银、银钯、镍和铜中的任意一种或几种。
4.根据权利要求1所述的电容器，其特征在于，所述介质层材料为陶瓷材料。
5.根据权利要求4所述的电容器，其特征在于，所述陶瓷材料的类型包括NP0、X5R、X7R和X8R中的任意一种或几种。
6.一种可引线键合多层电容器制作方法，其特征在于，所述方法包括：
获得介质层；
对所述介质层的一侧印设电极浆料，电极浆料形成内电极层；
将印设有电极浆料的多个所述介质层依次层叠为一体结构；将所述一体结构中内电极层依次交替记为第一内电极层和第二内电极层；
在各所述第一内电极层的引出端面上制作第一端电极，在各所述第二内电极层的引出端面上制作第二端电极。
7.根据权利要求6所述的电容器制作方法，其特征在于，所述获得介质层，具体包括：
制作陶瓷生片，将所述陶瓷生片作为所述介质层。
8.根据权利要求7所述的电容器制作方法，其特征在于，所述制作陶瓷生片，具体包括：
将陶瓷浆料通过流延成型方法制成所述陶瓷生片；所述陶瓷浆料包括陶瓷粉末、醇-脂混合溶剂和有机粘结剂。
9.根据权利要求8所述的电容器制作方法，其特征在于，所述将印设有电极浆料的多个所述介质层依次层叠为一体结构，具体包括：
将印设有电极浆料的多个所述介质层依次层叠，形成陶瓷生坯体；
将所述陶瓷生坯体进行排胶；
将排胶后的所述陶瓷生坯进行烧结获得所述一体结构。
10.根据权利要求9所述的电容器制作方法，其特征在于，通过丝网印刷、溅射、蒸镀、化学镀和电镀中的任意一种或几种方法制作所述第一端电极和所述第二端电极。
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-
2020
- 2020-10-26 CN CN202011153472.2A patent/CN112133561A/zh active Pending
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