CN112185705B - 一种多层陶瓷电容器的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多层陶瓷电容器的制造方法,属于电子元件技术领域。本发明的多层陶瓷电容器的制造方法,在陶瓷体引出内电极的两个面分别形成陶瓷粉末层和临时电极,临时电极被陶瓷粉末层阻隔不与内电极导通,从而与陶瓷体组成一个电容量与陶瓷体的厚度成正比关系的单层电容器,通过对单层电容器的电容量进行全自动测试分选,即可准确地将厚度有微小差异的良品和不良品分离开来,实现对厚度超差不良品的高精度分选,提高小尺寸多层陶瓷电容器的生产合格率和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种多层陶瓷电容器的制造方法,属于电子元件技术领域。
背景技术
电子设备的小型化和多功能化对小尺寸多层陶瓷电容器的需求日益增加,01005规格多层陶瓷电容器的使用量越来越大、甚至更小的008004规格多层陶瓷电容器也开始被应用于智能手机等小型便携式设备。
在多层陶瓷电容器的制造过程中,有时因叠层时陶瓷膜片堆叠数量发生异常,或者陶瓷膜片厚度异常等原因,导致部分电容器的厚度异常,进而整批电容器产品中存在厚度超差的不良品。这些不良品在制程中一般要到电容器被分切成型为长方体的芯片时才能被发现,此时不良品已经混在大批产品中,产品尺寸的一致性变差。对于尺寸规格较大的电容器,良品和不良品的厚度差异一般较大,分选比较容易,但对于0201规格、01005规格、008004规格等的小尺寸电容器,良品和不良品的厚度差异很小,分选非常困难。这样厚度超差的不良品最终将对电容器的编带和在线路板的贴装造成不良影响。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种多层陶瓷电容器的制造方法,能以高精度分选小尺寸多层陶瓷电容器的厚度超差不良品。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:一种多层陶瓷电容器的制造方法,所述方法包括以下步骤:
(1)制备层叠体;
(2)在层叠体引出内电极的两个面分别附上陶瓷粉末层;
(3)将步骤(2)附上陶瓷粉末层的层叠体排除粘合剂,然后烧结,得到陶瓷体;
(4)在步骤(3)得到的陶瓷体引出内电极的两个面分别附上临时电极,所述临时电极覆盖陶瓷粉末层,得到单层电容器;
(5)测试步骤(4)得到的单层电容器的电容量,将厚度超差的陶瓷体不良品分选出来;
(6)将厚度合格的陶瓷体倒角,以去除临时电极和陶瓷粉末层,并使内电极在陶瓷体引出内电极的两个面上暴露出来;
(7)在倒角后的陶瓷体引出内电极的两个面分别附上外电极,得到多层陶瓷电容器。
本发明在陶瓷体引出内电极的两个面分别形成陶瓷粉末层和临时电极,临时电极被陶瓷粉末层阻隔不与内电极导通,从而与陶瓷体组成一个电容量与陶瓷体的厚度成正比关系的单层电容器,通过对单层电容器的电容量进行全自动测试分选,即可准确地将厚度有微小差异的良品和不良品分离开来。
作为本发明所述方法的优选实施方式,所述步骤(1)中,制备层叠体包括以下步骤:
(1a)将陶瓷粉、粘合剂和有机溶剂混合均匀后得到陶瓷浆料,接着以陶瓷浆料为原料制备得到陶瓷薄膜;
(1b)将内电极浆料印刷在陶瓷薄膜上形成内电极图案,烘干后得到印刷有内电极图案的陶瓷薄膜;
(1c)将印刷有内电极图案的陶瓷薄膜层叠后得到层叠单元,接着在层叠单元的相互对置的两个侧面分别层叠陶瓷薄膜,得到层叠基板;
(1d)将层叠基板压合并按预定尺寸纵横分切得到层叠体。
作为本发明所述方法的优选实施方式,所述步骤(1a)中,将陶瓷粉、粘合剂、有机溶剂混合均匀的操作为:采用球磨法将陶瓷粉、粘合剂、有机溶剂混合均匀,球磨时间为12h~16h,陶瓷粉、粘合剂和有机溶剂的质量比为10:3~5:4~9,陶瓷薄膜的厚度为1μm~30μm。
优选地,陶瓷粉的主要成分为钛酸钡、锆酸钙、钛酸钙等多层陶瓷电容器常用的介电陶瓷;粘合剂为聚乙烯醇缩丁醛,有机溶剂为质量比为1:1~2:1的甲苯和乙醇的混合溶剂;以陶瓷浆料为原料制备得到陶瓷薄膜的操作中,可以采用流延法将陶瓷浆料形成陶瓷薄膜。
作为本发明所述方法的优选实施方式,所述步骤(1b)中,内电极浆料为镍金属浆料或铜金属浆料,印刷选择丝网印刷工艺。
作为本发明所述方法的优选实施方式,所述步骤(1c)中,在层叠单元相互对置的两个侧面分别层叠陶瓷薄膜,以形成分别覆盖层叠单元相互对置的两个侧面的两个保护层,形成保护层、层叠单元和保护层依次层叠的结构,得到层叠基板;层叠单元为2个~150个印刷有内电极图案的陶瓷薄膜层叠得到,分别覆盖层叠单元相互对置的两个侧面的两个保护层为2个~20个陶瓷薄膜层叠得到。
作为本发明所述方法的优选实施方式,所述步骤(1d)中,将层叠基板用等静压法压合,使层叠基板内各膜层紧密粘接;然后按预定尺寸纵横切割层叠基板,得到多个长方体的层叠体。层叠体中包含多个薄层状的内电极。内电极从层叠体内部延伸到层叠体的垂直于其长边的相互对置的两个面上,更具体的说,一组内电极在这两个面中的其中一个引出,另一组内电极在这两个面中的另一个引出。这样的两组内电极形成多层电容结构。内电极的材料为镍或者铜。
作为本发明所述方法的优选实施方式,所述步骤(2)中,所述陶瓷粉末层的原料为所述步骤(1a)中的陶瓷浆料,陶瓷粉末层的厚度为1μm~10μm。
优选地,使用夹具将层叠体固定,采用喷涂或者浸渍的方法,在层叠体引出内电极的两个面分别附上步骤(1a)得到的陶瓷浆料,烘干后形成两个覆盖在层叠体引出内电极的两个面的陶瓷粉末层,使陶瓷粉末层覆盖内电极的引出边。陶瓷粉末层的厚度可以为1μm~10μm,优选为2μm~5μm。可以采用膜厚仪测量陶瓷粉末层的厚度。优选采用喷涂的方法来形成陶瓷粉末层,这样容易得到厚度比较均匀的陶瓷粉末层。
作为本发明所述方法的优选实施方式,所述步骤(3)中,将层叠体排除粘合剂可以根据内电极材料来设定气氛、温度和时间;将层叠体排除粘合剂的方法为:对于内电极浆料为镍金属浆料的层叠体,在保护性气体氛围下,将层叠体加热至400℃~600℃并保温3h~6h以排除粘合剂,或者在空气氛围下,将层叠体加热至260℃~300℃并保温2h~4h以排除粘合剂;对于内电极浆料为铜金属浆料的层叠体,在保护性气体氛围下,将层叠体加热至400℃~600℃并保温3h~6h以排除粘合剂;保护性气体氛围可以为氮气气氛、氩气气氛或氦气气氛;
由于内电极的材料为高温下易于氧化的镍或者铜,将排除粘合剂后的层叠体烧结应在还原性气体氛围中进行;烧结方法为:对于内电极浆料为镍金属浆料的层叠体,在还原性气体氛围下,将排除粘合剂后的层叠体加热至1100℃~1250℃并保温1.5h~3h进行烧结,烧结完成后得到陶瓷体;对于内电极浆料为铜金属浆料的层叠体,在还原性气体氛围下,将排除粘合剂后的层叠体加热至980℃~1050℃并保温1.5h~3h进行烧结,烧结完成后得到陶瓷体。陶瓷体引出内电极的两个面分别被陶瓷粉末层覆盖。还原性气体氛围可以为氮气和氢气的混合气体氛围,其中,氢气与氮气的体积比为0.05~3:100。
作为本发明所述方法的优选实施方式,所述步骤(4)中,临时电极的厚度为10nm~100nm,临时电极的材料为铜、镍、金、银中的至少一种。使用夹具将陶瓷体固定,采用溅射的方法,在陶瓷体引出内电极的两个面分别附上临时电极,临时电极覆盖陶瓷粉末层。临时电极的厚度为10nm~100nm,这样能够获得充分的覆盖,制备也比较容易。由于陶瓷体引出内电极的两个面已先被陶瓷粉末层所覆盖,临时电极不会与内电极形成电接触。于是两个临时电极与陶瓷体组成了一个单层电容器。临时电极的材料可以为铜、镍、金、银等导电性能较佳的金属。
作为本发明所述方法的优选实施方式,所述步骤(5)中,使用全自动测试机,测试由两个临时电极与陶瓷体组成的单层电容器的电容量。单层电容器的电容量由陶瓷体的相对介电常数、两个临时电极的正对面积(即陶瓷体引出内电极的两个面的面积)以及两个临时电极的距离(即陶瓷体的长度)所决定。因此当陶瓷体的材料组成、长度和宽度都相同时,单层电容器的电容量与陶瓷体的厚度成正比关系,对于厚度不同的陶瓷体,它们与两个临时电极形成的单层电容器的电容量就有差异,使用全自动测试机将不同电容量的单层电容器进行分选,即可将厚度超差的陶瓷体不良品分选出来。陶瓷粉末层在测试单层电容器的电容量时起到阻隔内电极和临时电极的作用,避免内电极参与导电从而多个内电极之间产生电容量,保证测试到的电容量仅仅是由两个临时电极与陶瓷体组成的单层电容器的电容量。
作为本发明所述方法的优选实施方式,所述步骤(6)中,倒角采用滚筒研磨的方法,研磨介质为氧化铝球或氧化铝粉。经过测试分选后,将厚度合格的陶瓷体倒角,以去除临时电极和陶瓷粉末层,并使内电极引出边在陶瓷体引出内电极的两个面上暴露出来,以便使内电极能够跟外部线路连接形成多层电容器。倒角可以采用滚筒研磨的方法,用例如氧化铝球、氧化铝粉作为研磨介质,将陶瓷体研磨。当陶瓷粉末层的厚度为2μm~5μm时,陶瓷粉末层可以可靠地覆盖陶瓷体引出内电极的两个面以阻隔内电极和临时电极,同时通过倒角容易将临时电极和陶瓷粉末层去除干净并使内电极充分暴露。
作为本发明所述方法的优选实施方式,所述步骤(7)中,附上外电极的方法为:分别在陶瓷体引出内电极的两个面涂覆铜金属浆料,在保护性气体氛围下,将涂覆有铜金属浆料的陶瓷体加热至740℃~890℃并保温8min~12min以烧结铜金属浆料,烧结后形成分别紧密附着在陶瓷体引出内电极的两个面的两个外电极。保护性气体氛围可以为氮气气氛、氩气气氛或氦气气氛。
根据应用需要,可以进一步用电镀的方法在外电极上依次附上镍层和锡层,以提高多层陶瓷电容器的焊接性能。
本发明特别适用于0201、01005以及008004等规格的小尺寸多层陶瓷电容器,但本发明也可用于0201以上尺寸规格的多层陶瓷电容器。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:本发明的多层陶瓷电容器的制造方法,在陶瓷体引出内电极的两个面分别形成陶瓷粉末层和临时电极,临时电极被陶瓷粉末层阻隔不与内电极导通,从而与陶瓷体组成一个电容量与陶瓷体的厚度成正比关系的单层电容器,通过对单层电容器的电容量进行全自动测试分选,即可准确地将厚度有微小差异的良品和不良品分离开来,实现对厚度超差不良品的高精度分选,提高小尺寸多层陶瓷电容器的生产合格率和可靠性。
附图说明
图1为多层陶瓷电容器的制造方法的流程图。
图2为层叠体的外观示意图。
图3为层叠体沿Ⅰ-Ⅰ方向的剖视图。
图4为附上陶瓷粉末层的层叠体的侧面外观图。
图5为附上临时电极的陶瓷体的侧面外观图。
具体实施方式
为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点,下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种多层陶瓷电容器的制造方法,其流程图如图1所示,包括下述步骤:
步骤1、将陶瓷粉、粘合剂和有机溶剂混合均匀后得到陶瓷浆料,接着以陶瓷浆料为原料制备得到陶瓷薄膜;
本实施方式中,将陶瓷粉、粘合剂、有机溶剂混合均匀的操作为:采用球磨法将陶瓷粉、粘合剂、有机溶剂混合均匀。
优选的,球磨时间为12h~16h。
优选的,陶瓷浆料中,陶瓷粉、粘合剂和有机溶剂的质量比为10:3~5:4~9。
陶瓷粉的主要成分为钛酸钡、锆酸钙、钛酸钙等多层陶瓷电容器常用的介电陶瓷。
粘合剂为聚乙烯醇缩丁醛,有机溶剂为质量比为1:1~2:1的甲苯和乙醇的混合溶剂。
以陶瓷浆料为原料制备得到陶瓷薄膜的操作中,可以采用流延法将陶瓷浆料形成陶瓷薄膜。
得到的陶瓷薄膜的厚度优选为1μm~30μm。
步骤2、将内电极浆料印刷在陶瓷薄膜上形成内电极图案,烘干后得到印刷有内电极图案的陶瓷薄膜;
内电极浆料可以为镍金属浆料或铜金属浆料,印刷选择丝网印刷工艺。
步骤3、将多个印刷有内电极图案的陶瓷薄膜层叠后得到层叠单元,接着在层叠单元的相互对置的两个侧面分别层叠多个陶瓷薄膜,得到层叠基板;
按预定的数量将多个印刷有内电极图案的陶瓷薄膜以往复错位的方式层叠,得到层叠单元。然后在层叠单元相互对置的两个侧面分别层叠多个陶瓷薄膜,以形成分别覆盖层叠单元相互对置的两个侧面的两个保护层,形成保护层、层叠单元和保护层依次层叠的结构,得到层叠基板。
一般的,层叠单元可以为2个~150个印刷有内电极图案的陶瓷薄膜层叠得到。分别覆盖层叠单元相对的两个表面的两个保护层为2个~20个陶瓷薄膜层叠得到。
步骤4、将层叠基板压合并按预定尺寸纵横分切得到多个层叠体。
将层叠基板用等静压法压合,使层叠基板内各膜层紧密粘接;然后按预定尺寸纵横切割层叠基板,得到多个长方体的层叠体。层叠体的外观示意图如图2所示,层叠体沿Ⅰ-Ⅰ方向的剖视图如图3所示,层叠体中包含多个薄层状的内电极。内电极从层叠体内部延伸到层叠体的垂直于其长边的相互对置的两个面上,更具体的说,一组内电极在这两个面中的其中一个引出,另一组内电极在这两个面中的另一个引出。这样的两组内电极形成多层电容结构。内电极的材料为镍或者铜。
步骤5、在层叠体引出内电极的两个面分别附上陶瓷粉末层。
附上陶瓷粉末层的层叠体的侧面外观图如图4所示,使用夹具将层叠体固定,采用喷涂或者浸渍的方法,在层叠体引出内电极的两个面分别附上步骤1得到的陶瓷浆料,烘干后形成两个覆盖在层叠体引出内电极的两个面的陶瓷粉末层,使陶瓷粉末层覆盖内电极的引出边。陶瓷粉末层的厚度可以为1μm~10μm,优选为2μm~5μm。可以采用膜厚仪测量陶瓷粉末层的厚度。优选采用喷涂的方法来形成陶瓷粉末层,这样容易得到厚度比较均匀的陶瓷粉末层。
步骤6、将层叠体排除粘合剂,然后烧结,得到多个陶瓷体。
将层叠体排除粘合剂可以根据内电极材料来设定气氛、温度和时间。对于内电极材料为镍的层叠体,在保护性气体氛围下,将层叠体加热至400℃~600℃并保温3h~6h以排除粘合剂,或者在空气氛围下,将层叠体加热至260℃~300℃并保温2h~4h以排除粘合剂;对于内电极材料为铜的层叠体,在保护性气体氛围下,将层叠体加热至400℃~600℃并保温3h~6h以排除粘合剂。
保护性气体氛围可以为氮气气氛、氩气气氛或氦气气氛。
由于内电极的材料为高温下易于氧化的镍或者铜,将排除粘合剂后的层叠体烧结应在还原性气体氛围中进行。对于内电极材料为镍的层叠体,可以在还原性气体氛围下,将排除粘合剂后的层叠体加热至1100℃~1250℃并保温1.5h~3h进行烧结,烧结完成后得到陶瓷体;对于内电极材料为铜的层叠体,可以在还原性气体氛围下,将排除粘合剂后的层叠体加热至980℃~1050℃并保温1.5h~3h进行烧结,烧结完成后得到陶瓷体。陶瓷体引出内电极的两个面分别被陶瓷粉末层覆盖。
还原性气体氛围可以为氮气和氢气的混合气体氛围,其中,氢气与氮气的体积比为0.05~3:100。
步骤7、在陶瓷体引出内电极的两个面分别附上临时电极,临时电极覆盖陶瓷粉末层。
附上临时电极的陶瓷体的侧面外观图如图5所示,使用夹具将陶瓷体固定,采用溅射的方法,在陶瓷体引出内电极的两个面分别附上临时电极,临时电极覆盖陶瓷粉末层。临时电极的厚度为10nm~100nm,这样能够获得充分的覆盖,制备也比较容易。由于陶瓷体引出内电极的两个面已先被陶瓷粉末层所覆盖,临时电极不会与内电极形成电接触。于是两个临时电极与陶瓷体组成了一个单层电容器。临时电极的材料可以为铜、镍、金、银等导电性能较佳的金属。
步骤8、使用全自动测试机测试单层电容器的电容量,将厚度超差的陶瓷体不良品分选出来。
使用全自动测试机,测试由两个临时电极与陶瓷体组成的单层电容器的电容量。单层电容器的电容量由陶瓷体的相对介电常数、两个临时电极的正对面积(即陶瓷体引出内电极的两个面的面积)以及两个临时电极的距离(即陶瓷体的长度)所决定。因此当陶瓷体的材料组成、长度和宽度都相同时,单层电容器的电容量与陶瓷体的厚度成正比关系,对于厚度不同的陶瓷体,它们与两个临时电极形成的单层电容器的电容量就有差异,使用全自动测试机将不同电容量的单层电容器进行分选,即可将厚度超差的陶瓷体不良品分选出来。
陶瓷粉末层在测试单层电容器的电容量时起到阻隔内电极和临时电极的作用,避免内电极参与导电从而多个内电极之间产生电容量,保证测试到的电容量仅仅是由两个临时电极与陶瓷体组成的单层电容器的电容量。
步骤9、将厚度合格的陶瓷体倒角,以去除临时电极和陶瓷粉末层,并使内电极在陶瓷体引出内电极的两个面上暴露出来。
经过测试分选后,将厚度合格的陶瓷体倒角,以去除临时电极和陶瓷粉末层,并使内电极引出边在陶瓷体引出内电极的两个面上暴露出来,以便使内电极能够跟外部线路连接形成多层电容器。倒角可以采用滚筒研磨的方法,用例如氧化铝球、氧化铝粉作为研磨介质,将陶瓷体研磨。
当陶瓷粉末层的厚度为2μm~5μm时,陶瓷粉末层可以可靠地覆盖陶瓷体引出内电极的两个面以阻隔内电极和临时电极,同时通过倒角容易将临时电极和陶瓷粉末层去除干净并使内电极充分暴露。
步骤10、在倒角后的陶瓷体引出内电极的两个面分别附上外电极,得到多个多层陶瓷电容器。
分别在陶瓷体引出内电极的两个面涂覆铜金属浆料,在保护性气体氛围下,将涂覆有铜金属浆料的陶瓷体加热至740℃~890℃并保温8min~12min以烧结铜金属浆料,烧结后形成分别紧密附着在陶瓷体引出内电极的两个面的两个外电极。
保护性气体氛围可以为氮气气氛、氩气气氛或氦气气氛。
根据应用需要,可以进一步用电镀的方法在外电极上依次附上镍层和锡层,以提高多层陶瓷电容器的焊接性能。
本发明特别适用于0201、01005以及008004等规格的小尺寸多层陶瓷电容器,但本发明也可用于0201以上尺寸规格的多层陶瓷电容器。
实施例2
一种多层陶瓷电容器的制造方法,包括下述步骤:
步骤1、将钛酸钡陶瓷粉、聚乙烯醇缩丁醛及甲苯和乙醇按体积比2:1混合的混合溶剂,按10:5:9的质量比球磨16h混合均匀后得到陶瓷浆料。采用流延法将该陶瓷浆料流延形成厚度分别为1μm和2μm的陶瓷薄膜。
步骤2、采用丝网印刷工艺将镍金属浆料印刷在陶瓷薄膜上形成内电极图案,烘干后得到印刷有内电极图案的陶瓷薄膜。
步骤3、将150个印刷有内电极图案的1μm厚度陶瓷薄膜层叠后得到层叠单元,接着在层叠单元的相互对置的两个侧面分别层叠20个2μm厚度的陶瓷薄膜,得到层叠基板。
步骤4、将层叠基板用等静压法压合后按预定尺寸纵横切割层叠基板,得到多个长方体的层叠体,该层叠体包含材料为镍的内电极。对切割后的层叠体进行抽检,发现混有厚度超出上限的不良品。
步骤5、使用夹具将层叠体固定,采用喷涂的方法在层叠体引出内电极的两个面分别附上陶瓷浆料,烘干后形成两个覆盖在层叠体引出内电极的两个面的陶瓷粉末层,陶瓷粉末层覆盖内电极的引出边。陶瓷粉末层的厚度为2μm。
步骤6、在氮气氛围下,将层叠体加热至450℃并保温3h以排除粘合剂,然后在氢气与氮气的体积比为0.05:100还原性气体氛围下,将排除粘合剂后的层叠体加热至1250℃并保温2h进行烧结,得到陶瓷体。陶瓷体引出内电极的两个面分别被陶瓷粉末层覆盖。
步骤7、使用夹具将陶瓷体固定,采用溅射的方法,在陶瓷体引出内电极的两个面分别附上临时电极,临时电极覆盖陶瓷粉末层。临时电极的厚度为50nm。临时电极的材料为镍。
步骤8、两个临时电极与陶瓷体组成了一个单层电容器,使用全自动测试机测试单层电容器的电容量并将不同电容量的单层电容器进行分选,将厚度超差的陶瓷体不良品分选出来。
步骤9、以氧化铝球和氧化铝粉作为研磨介质,采用滚筒研磨的方法,将厚度合格的陶瓷体倒角,去除临时电极和陶瓷粉末层,并使内电极在陶瓷体引出内电极的两个面上暴露出来。
步骤10、在倒角后的陶瓷体引出内电极的两个面分别涂覆铜金属浆料,在氮气氛围下,将涂覆有铜金属浆料的陶瓷体加热至800℃并保温12min以烧结铜金属浆料,烧结后形成分别紧密附着在陶瓷体引出内电极的两个面的两个外电极,得到01005规格多层陶瓷电容器。
实施例3
一种多层陶瓷电容器的制造方法,包括下述步骤:
步骤1、将钛酸钡陶瓷粉、聚乙烯醇缩丁醛及甲苯和乙醇按体积比1:1混合的混合溶剂,按10:4:7的质量比球磨12h混合均匀后得到陶瓷浆料。采用流延法将该陶瓷浆料流延形成厚度分别为3μm和15μm的陶瓷薄膜。
步骤2、采用丝网印刷工艺将镍金属浆料印刷在陶瓷薄膜上形成内电极图案,烘干后得到印刷有内电极图案的陶瓷薄膜。
步骤3、将20个印刷有内电极图案的3μm厚度陶瓷薄膜层叠后得到层叠单元,接着在层叠单元的相互对置的两个侧面分别层叠2个15μm厚度陶瓷薄膜,得到层叠基板。
步骤4、将层叠基板用等静压法压合后按预定尺寸纵横切割层叠基板,得到多个长方体的层叠体,该层叠体包含材料为镍的内电极。对切割后的层叠体进行抽检,发现混有厚度超出上限的不良品以及厚度超出下限的不良品。
步骤5、使用夹具将层叠体固定,采用喷涂的方法在层叠体引出内电极的两个面分别附上陶瓷浆料,烘干后形成两个覆盖在层叠体引出内电极的两个面的陶瓷粉末层,陶瓷粉末层覆盖内电极的引出边。陶瓷粉末层的厚度为1μm。
步骤6、在空气氛围下,将层叠体加热至260℃并保温2h以排除粘合剂,然后在氢气与氮气的体积比为1.5:100还原性气体氛围下,将排除粘合剂后的层叠体加热至1140℃并保温1.5h进行烧结,得到陶瓷体。陶瓷体引出内电极的两个面分别被陶瓷粉末层覆盖。
步骤7、使用夹具将陶瓷体固定,采用溅射的方法,在陶瓷体引出内电极的两个面分别附上临时电极,临时电极覆盖陶瓷粉末层。临时电极的厚度为10nm。临时电极的材料为镍。
步骤8、两个临时电极与陶瓷体组成了一个单层电容器,使用全自动测试机测试单层电容器的电容量并将不同电容量的单层电容器进行分选,将厚度超差的陶瓷体不良品分选出来。
步骤9、以氧化铝球和氧化铝粉作为研磨介质,采用滚筒研磨的方法,将厚度合格的陶瓷体倒角,去除临时电极和陶瓷粉末层,并使内电极在陶瓷体引出内电极的两个面上暴露出来。
步骤10、在倒角后的陶瓷体引出内电极的两个面分别涂覆铜金属浆料,在氮气氛围下,将涂覆有铜金属浆料的陶瓷体加热至740℃并保温10min以烧结铜金属浆料,烧结后形成分别紧密附着在陶瓷体引出内电极的两个面的两个外电极,得到008004规格多层陶瓷电容器。
实施例4
一种多层陶瓷电容器的制造方法,包括下述步骤:
步骤1、将锆酸钙陶瓷粉、聚乙烯醇缩丁醛及甲苯和乙醇按体积比1.5:1混合的混合溶剂,按10:3:4的质量比球磨15h混合均匀后得到陶瓷浆料。采用流延法将该陶瓷浆料流延形成厚度为30μm的陶瓷薄膜。
步骤2、采用丝网印刷工艺将铜金属浆料印刷在陶瓷薄膜上形成内电极图案,烘干后得到印刷有内电极图案的陶瓷薄膜。
步骤3、将2个印刷有内电极图案的陶瓷薄膜层叠后得到层叠单元,接着在层叠单元的相互对置的两个侧面分别层叠6个陶瓷薄膜,得到层叠基板。
步骤4、将层叠基板用等静压法压合后按预定尺寸纵横切割层叠基板,得到多个长方体的层叠体,该层叠体包含材料为铜的内电极。对切割后的层叠体进行抽检,发现混有厚度超出下限的不良品。
步骤5、使用夹具将层叠体固定,采用喷涂的方法在层叠体引出内电极的两个面分别附上陶瓷浆料,烘干后形成两个覆盖在层叠体引出内电极的两个面的陶瓷粉末层,陶瓷粉末层覆盖内电极的引出边。陶瓷粉末层的厚度为10μm。
步骤6、在氮气氛围下,将层叠体加热至600℃并保温6h以排除粘合剂,然后在氢气与氮气的体积比为3:100还原性气体氛围下,将排除粘合剂后的层叠体加热至980℃并保温3h进行烧结,得到陶瓷体。陶瓷体引出内电极的两个面分别被陶瓷粉末层覆盖。
步骤7、使用夹具将陶瓷体固定,采用溅射的方法,在陶瓷体引出内电极的两个面分别附上临时电极,临时电极覆盖陶瓷粉末层。临时电极的厚度为100nm。临时电极的材料为铜。
步骤8、两个临时电极与陶瓷体组成了一个单层电容器,使用全自动测试机测试单层电容器的电容量并将不同电容量的单层电容器进行分选,将厚度超差的陶瓷体不良品分选出来。
步骤9、以氧化铝球和氧化铝粉作为研磨介质,采用滚筒研磨的方法,将厚度合格的陶瓷体倒角,去除临时电极和陶瓷粉末层,并使内电极在陶瓷体引出内电极的两个面上暴露出来。
步骤10、在倒角后的陶瓷体引出内电极的两个面分别涂覆铜金属浆料,在氮气氛围下,将涂覆有铜金属浆料的陶瓷体加热至890℃并保温8min以烧结铜金属浆料,烧结后形成分别紧密附着在陶瓷体引出内电极的两个面的两个外电极,得到0201规格多层陶瓷电容器。
对比例1
作为对比例的多层陶瓷电容器,采用常规的制造方法来制造。对切割后的层叠体进行抽检,发现混有厚度超出上限的不良品以及厚度超出下限的不良品。在这种情况下,未按本发明的多层陶瓷电容器的制造方法将厚度超差不良品分选出来。
效果例
以下将实施例2~4和对比例1的多层陶瓷电容器成品进行对比,用影像测量仪测量多层陶瓷电容器的成品厚度;用自动编带机将多层陶瓷电容器编入片式元件编带包装所使用的纸带中;用自动贴片机将编好带的多层陶瓷电容器进行自动贴片。以上测量检验结果示于表1。
表1实施例2~4和对比例1的测量、编带及贴片结果
成品厚度 | 编带 | 贴片 | |
实施例2 | 合格 | 合格 | 合格 |
实施例3 | 合格 | 合格 | 合格 |
实施例4 | 合格 | 合格 | 合格 |
对比例1 | 不合格 | 卡导槽或不入纸带 | 抛料 |
由表1可知,实施例2~4的多层陶瓷电容器,已经将厚度超差不良品分选干净,故成品厚度都合格,能够可靠地进行编带和贴片;而对比例1的多层陶瓷电容器不能将厚度超差不良品分选出来,故成品厚度不一致,存在超厚以及超薄的不良品,导致将多层陶瓷电容器自动编带时超厚的不良品卡在编带机的导槽中或者不能进入纸带的收纳槽,并且在将多层陶瓷电容器自动贴片时超薄的不良品不能被吸嘴吸牢导致抛料。因此,本发明的多层陶瓷电容器的制造方法,适合于大批量生产,制得的多层陶瓷电容器合格率高,可靠性好。
最后所应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种多层陶瓷电容器的制造方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
(1)制备层叠体;
(2)在层叠体引出内电极的两个面分别附上陶瓷粉末层;
(3)将步骤(2)附上陶瓷粉末层的层叠体排除粘合剂,然后烧结,得到陶瓷体;
(4)在步骤(3)得到的陶瓷体引出内电极的两个面分别附上临时电极,所述临时电极覆盖陶瓷粉末层,得到单层电容器;
(5)测试步骤(4)得到的单层电容器的电容量,将厚度超差的陶瓷体不良品分选出来;
(6)将厚度合格的陶瓷体倒角,以去除临时电极和陶瓷粉末层,并使内电极在陶瓷体引出内电极的两个面上暴露出来;
(7)在倒角后的陶瓷体引出内电极的两个面分别附上外电极,得到多层陶瓷电容器。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(1)中,制备层叠体包括以下步骤:
(1a)将陶瓷粉、粘合剂和有机溶剂混合均匀后得到陶瓷浆料,接着以陶瓷浆料为原料制备得到陶瓷薄膜;
(1b)将内电极浆料印刷在陶瓷薄膜上形成内电极图案,烘干后得到印刷有内电极图案的陶瓷薄膜;
(1c)将印刷有内电极图案的陶瓷薄膜层叠后得到层叠单元,接着在层叠单元的相互对置的两个侧面分别层叠陶瓷薄膜,得到层叠基板;
(1d)将层叠基板压合并按预定尺寸纵横分切得到层叠体。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述步骤(1a)中,将陶瓷粉、粘合剂、有机溶剂混合均匀的操作为:采用球磨法将陶瓷粉、粘合剂、有机溶剂混合均匀,球磨时间为12h~16h,陶瓷粉、粘合剂和有机溶剂的质量比为10:3~5:4~9,陶瓷薄膜的厚度为1μm~30μm。
4.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述步骤(1b)中,内电极浆料为镍金属浆料或铜金属浆料,印刷选择丝网印刷工艺。
5.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述步骤(1c)中,在层叠单元相互对置的两个侧面分别层叠陶瓷薄膜,以形成分别覆盖层叠单元相互对置的两个侧面的两个保护层,形成保护层、层叠单元和保护层依次层叠的结构,得到层叠基板;层叠单元为2个~150个印刷有内电极图案的陶瓷薄膜层叠得到,分别覆盖层叠单元相互对置的两个侧面的两个保护层为2个~20个陶瓷薄膜层叠得到。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(2)中,所述陶瓷粉末层的原料为所述步骤(1a)中的陶瓷浆料,陶瓷粉末层的厚度为1μm~10μm。
7.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(3)中,将层叠体排除粘合剂的方法为:对于内电极浆料为镍金属浆料的层叠体,在保护性气体氛围下,将层叠体加热至400℃~600℃并保温3h~6h以排除粘合剂,或者在空气氛围下,将层叠体加热至260℃~300℃并保温2h~4h以排除粘合剂;对于内电极浆料为铜金属浆料的层叠体,在保护性气体氛围下,将层叠体加热至400℃~600℃并保温3h~6h以排除粘合剂;
烧结方法为:对于内电极浆料为镍金属浆料的层叠体,在还原性气体氛围下,将排除粘合剂后的层叠体加热至1100℃~1250℃并保温1.5h~3h进行烧结,烧结完成后得到陶瓷体;对于内电极浆料为铜金属浆料的层叠体,在还原性气体氛围下,将排除粘合剂后的层叠体加热至980℃~1050℃并保温1.5h~3h进行烧结,烧结完成后得到陶瓷体。
8.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(4)中,临时电极的厚度为10nm~100nm,临时电极的材料为铜、镍、金、银中的至少一种。
9.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(6)中,倒角采用滚筒研磨的方法,研磨介质为氧化铝球或氧化铝粉。
10.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(7)中,附上外电极的方法为:分别在陶瓷体引出内电极的两个面涂覆铜金属浆料,在保护性气体氛围下,将涂覆有铜金属浆料的陶瓷体加热至740℃~890℃并保温8min~12min以烧结铜金属浆料,烧结后形成分别紧密附着在陶瓷体引出内电极的两个面的两个外电极。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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