CN115206681A - 多层陶瓷电容器的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子元件制作技术领域，公开了一种多层陶瓷电容器的制备方法，包括制作陶瓷膜片；将陶瓷膜片上下层叠，且在陶瓷膜片的上下两面分别覆盖第一护盖，得到第一陶瓷基板；在第一陶瓷基板的上下两面分别覆盖塑性片材，预压第一陶瓷基板，使第一陶瓷基板的上下两个受压面均成为凹凸不平的表面；在第一陶瓷基板的上下两面分别涂覆陶瓷浆料，将第一陶瓷基板的上下两面填平；烘干陶瓷浆料，在第一陶瓷基板的上下两面分别覆盖第二护盖，得到第二陶瓷基板；将第二陶瓷基板压紧并切割，得到多个陶瓷片；将陶瓷片排胶、烧结；将烧结后的陶瓷片倒角，在倒角后的陶瓷片相对的两端附着两个外电极。本发明能够获得表面平整、厚度精确的多层陶瓷电容器。

Description

多层陶瓷电容器的制备方法

技术领域

本发明涉及电子元件制作技术领域，特别是涉及一种多层陶瓷电容器的制备方法。

背景技术

在制备多层陶瓷电容器时，一般是在陶瓷膜片上印刷金属浆料形成内电极，然后将具有内电极的陶瓷膜片层叠起来，以制作用于层压的陶瓷基板。陶瓷膜片上同时存在覆盖有内电极图案的区域和未覆盖内电极图案的区域，将这样的陶瓷膜片进行层叠，会使得陶瓷基板存在厚度差异，随着多层陶瓷电容器向高容量化发展，内电极层叠层数大量增加，陶瓷基板的厚度差异变得显著，经过层压的陶瓷基板表面凹凸不平，会使陶瓷片的上下两个表面不平整(如图1所示)，导致贴片安装时真空吸嘴难以吸牢多层陶瓷电容器，容易发生抛料的不良现象。

目前，通常采用在未覆盖内电极图案的陶瓷膜片区域上填充陶瓷浆料的方法来补偿厚度差，但要精确地控制陶瓷浆料的填充位置和填充厚度是非常困难的，因此，改善多层陶瓷电容器表面平整度的效果不佳，反而容易使多层陶瓷电容器的厚度尺寸发生波动。另外，也有采用刚性压板将陶瓷基板压紧的方法得到表面比较平整的多层陶瓷电容器，但刚性压制的情况下压力无法充分传递到陶瓷基板厚度较小的区域，会导致多层陶瓷电容器侧面开裂。

发明内容

鉴于以上问题，本发明的目的是提供一种多层陶瓷电容器的制备方法，以解决现有技术中采用填充陶瓷浆料的方法来补偿厚度差，平整效果不佳且易使多层陶瓷电容器的厚度尺寸发生波动；采用刚性压板将陶瓷基板压紧的方法，压力无法充分传递到陶瓷基板厚度较小的区域，会导致多层陶瓷电容器侧面开裂的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所述多层陶瓷电容器的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1，制作一侧表面具有内电极的陶瓷膜片；

步骤S2，将预设数量的所述陶瓷膜片上下层层堆叠，且在层层堆叠的陶瓷膜片的最上侧表面和最下侧表面分别覆盖第一护盖，得到第一陶瓷基板；

步骤S3，在所述第一陶瓷基板的上表面和下表面分别覆盖塑性片材，预压所述第一陶瓷基板，以使得所述第一陶瓷基板的上下两个受压面均形成为凹凸不平的表面；

步骤S4，去除所述塑性片材，在预压后的所述第一陶瓷基板的上表面和下表面分别涂覆陶瓷浆料，并将第一陶瓷基板的上表面和下表面均填平；

步骤S5，烘干涂覆的陶瓷浆料，在所述第一陶瓷基板的上表面和下表面分别覆盖第二护盖，得到第二陶瓷基板；

步骤S6，将所述第二陶瓷基板压紧并切割，得到多个陶瓷片；

步骤S7，将陶瓷片排胶然后烧结；

步骤S8，将烧结后的陶瓷片倒角，在倒角后的陶瓷片相对的两端附着两个外电极，形成多层陶瓷电容器。

优选地，所述步骤S1包括：

步骤S11，以陶瓷浆料为原料制备得到陶瓷膜片；

步骤S12，在陶瓷膜片的一侧表面印刷内电极浆料形成内电极图案，并烘干内电极浆料。

优选地，所述第一护盖和所述第二护盖分别包括一层或多层所述陶瓷膜片，其中，多层所述陶瓷膜片上下层叠布置。

优选地，所述第一护盖的厚度为10μm～200μm，所述第二护盖的厚度为20μm～50μm。

优选地，所述步骤S3中，采用等静压法预压所述第一陶瓷基板；所述步骤S6中，采用刚性压制或者等静压法压紧所述第二陶瓷基板。

优选地，压紧所述第二陶瓷基板的压力与预压所述第一陶瓷基板的压力的差值小于20MPa。

优选地，所述步骤S3中，预压所述第一陶瓷基板的压力为60MPa～200MPa；预压所述第一陶瓷基板的水温为60℃～90℃。

优选地，所述塑性片材的外轮廓向外侧超出所述第一陶瓷基板的外轮廓。

优选地，所述塑性片材为PET薄片或硅胶片。

优选地，所述步骤S7包括：

步骤S71，将所述陶瓷片置于中性气氛空间内，并将所述陶瓷片加热至第一设定温度范围内，保温第一设定时间，以排除所述陶瓷片内的粘合剂；

步骤S72，将陶瓷片置于还原气氛空间内，并将所述陶瓷片加热至第二设定温度范围内，保温第二设定时间，以将所述陶瓷片烧结成瓷。

本发明实施例一种多层陶瓷电容器的制备方法与现有技术相比，其有益效果在于：

本发明实施例的多层陶瓷电容器的制备方法，将预设数量的陶瓷膜片上下层叠制作第一陶瓷基板，将第一陶瓷基板预压，使第一陶瓷基板的上下两个受压面均形成为凹凸不平的表面；且在预压第一陶瓷基板时，在第一陶瓷基板的上下表面分别覆盖塑性片材，通过塑性片材的形变，压力可以充分地传递到第一陶瓷基板厚度较小的区域，即是对应于未覆盖内电极的陶瓷膜片区域，从而将第一陶瓷基板各处都充分压紧，能够防止多层陶瓷电容器侧面开裂；在预压后的第一陶瓷基板的上表面和下表面分别涂覆陶瓷浆料，填平第一陶瓷基板的上表面和下表面，覆盖第二护盖后可得到表面平整的第二陶瓷基板，在第二陶瓷基板的基础上切割制作多层陶瓷电容器，可得到表面平整的多层陶瓷电容器，且通过控制第二护盖的厚度可使得多层陶瓷电容器的厚度得到精确控制。

附图说明

图1是现有技术中制备的陶瓷片的侧视图；

图2是本发明实施例所述多层陶瓷电容器的制备方法的流程示意图；

图3是本发明实施例中预压后的第一陶瓷基板的侧视图；

图中，1、第一陶瓷基板；2、内电极。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图2和图3所示，本发明实施例的一种多层陶瓷电容器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，制作一侧表面具有内电极2的陶瓷膜片；

步骤S2，将预设数量的所述陶瓷膜片上下层层堆叠，且在层层堆叠的陶瓷膜片的最上侧表面和最下侧表面分别覆盖第一护盖，得到第一陶瓷基板1；其中，最上侧表面和最下侧表面为与堆叠方向垂直的两个相对表面；

步骤S3，在所述第一陶瓷基板1的上表面和下表面分别覆盖塑性片材，预压所述第一陶瓷基板1，由于第一陶瓷基板1存在厚度差异，预压后的第一陶瓷基板1的上下两个受压面均形成为凹凸不平的表面，如图3所示；其中，第一陶瓷基板1的上表面和下表面为与堆叠方向垂直的两个相对表面；

步骤S4，去除所述塑性片材，在预压后的所述第一陶瓷基板1的上表面和下表面分别涂覆陶瓷浆料，并将第一陶瓷基板1的上表面和下表面均填平，使得第一陶瓷基板1的上表面和下表面均平整光滑；

步骤S5，烘干涂覆的陶瓷浆料，在所述第一陶瓷基板1的上表面和下表面分别覆盖第二护盖，得到第二陶瓷基板；

步骤S6，将所述第二陶瓷基板压紧并切割，得到多个陶瓷片；

步骤S7，将陶瓷片排胶然后烧结；

步骤S8，将烧结后的陶瓷片倒角，在倒角后的陶瓷片相对的两端附着两个外电极，形成多层陶瓷电容器。

本发明将预设数量的陶瓷膜片上下层叠制作第一陶瓷基板，将第一陶瓷基板预压，使第一陶瓷基板的上下两个受压面均形成为凹凸不平的表面；且在预压第一陶瓷基板时，在第一陶瓷基板的上下表面分别覆盖塑性片材，通过塑性片材的形变，压力可以充分地传递到第一陶瓷基板厚度较小的区域，即是对应于未覆盖内电极2的陶瓷膜片区域，从而将第一陶瓷基板各处都充分压紧，能够防止多层陶瓷电容器侧面开裂；在预压后的第一陶瓷基板的上表面和下表面分别涂覆陶瓷浆料，填平第一陶瓷基板的上表面和下表面，覆盖第二护盖后可得到表面平整的第二陶瓷基板，在第二陶瓷基板的基础上切割制作多层陶瓷电容器，可得到表面平整的多层陶瓷电容器，且通过控制第二护盖的厚度可使得多层陶瓷电容器的厚度得到精确控制。

并且，本发明先将多个陶瓷膜片层叠且充分压紧后，再填平上下表面，使得得到的第一陶瓷基板的上下表面均平整，进一步在平整的第一陶瓷基板上覆盖第二护盖，由于第二护盖的表面平整，将两个相对平整的部件压紧，使得得到的第二陶瓷基板的上下表面依然平整，从而既避免了因陶瓷膜片上同时存在覆盖有内电极图案的区域和未覆盖内电极图案的区域，而导致层叠得到的第一陶瓷基板存在厚度差异；又可以方便对多层陶瓷电容器的厚度进行控制。

所述步骤S1包括：

步骤S11，以陶瓷浆料为原料制备得到陶瓷膜片；具体地，陶瓷粉、粘合剂、有机溶剂混合并采用球磨或者砂磨的方法分散均匀，得到陶瓷浆料，再将陶瓷浆料流延成陶瓷膜片；其中，陶瓷粉可以为钛酸钡、锆酸钙等多层陶瓷电容器常用的陶瓷材料；

步骤S12，在陶瓷膜片的一侧表面印刷内电极浆料形成内电极图案，并烘干内电极浆料后得到具有内电极2的陶瓷膜片；具体地，采用丝网印刷或者凹版印刷的方法将内电极浆料印刷于陶瓷膜片上，以在陶瓷膜片的一侧表面形成内电极图案；其中，内电极浆料为铜浆料或者镍浆料。

步骤S2中，将具有内电极2的陶瓷膜片进行层叠，陶瓷膜片的层叠数量没有限定，优选地，预设数量为40～1000。需要指出的是，在层层堆叠多个陶瓷膜片时，多个陶瓷膜片的朝向一致，即具有内电极图案的一侧表面均朝上。

第一护盖包括一层或多层步骤S11中制作的陶瓷膜片，多层陶瓷膜片上下层叠布置，使得第一护盖的表面平整，且厚度可控。所述第一护盖的厚度为10μm～200μm。

步骤S3中，采用等静压法预压所述第一陶瓷基板1；预压所述第一陶瓷基板1的压力为60MPa～200MPa，若压力太小则不能充分压紧第一陶瓷基板，并且不能使第一陶瓷基板的上下两面充分地形成为凹凸表面；若压力太大则会使第一陶瓷基板发生严重变形，使其内部结构遭到破坏；预压所述第一陶瓷基板1的水温为60℃～90℃。

步骤S3中，所述塑性片材的外轮廓向外侧超出所述第一陶瓷基板1的外轮廓，以使得塑性片材能够完全覆盖第一陶瓷基板1的表面，使得塑性片材可随第一陶瓷基板1同步受压，通过塑性片材的形变，将压力充分传递至第一陶瓷基板1未覆盖内电极2的陶瓷膜片区域。其中，所述塑性片材为聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate，PET)薄片或硅胶片。

步骤S4中，涂覆陶瓷浆料的方式为丝网印刷、滚涂、喷涂中的任意一种或者两种以上的组合。优选地，采用丝网印刷的方式涂覆陶瓷浆料，以便于获得平整均匀的陶瓷浆料涂层。需要指出的是，在第一陶瓷基板1的上下两面涂覆陶瓷浆料时，不仅利用陶瓷浆料的流平性填充第一陶瓷基板1的凹坑，且在第一陶瓷基板1的凸出表面处涂覆陶瓷浆料，使得第一陶瓷基板1的表面形成平整的陶瓷浆料涂层。

需要指出的是，步骤S4中的陶瓷浆料中的陶瓷粉与步骤S11中使用的陶瓷粉相同。

步骤S5中，第二护盖包括一层或多层步骤S11中制作的陶瓷膜片，其中，多层陶瓷膜片上下层叠布置，使得第二护盖的表面平整，且厚度可控。陶瓷膜片由流延法制备得到，所以第二护盖的表面比较光滑，以第二护盖的表面作为陶瓷基板的表面，则多层陶瓷电容器的表面比较光滑，能够避免产生陶瓷碎屑。第二护盖的厚度为20μm～50μm。通过控制第二护盖的厚度，可以方便地获得厚度精确的第二陶瓷基板，进而控制多层陶瓷电容器的厚度。

步骤S6中，采用刚性压制或者等静压法压紧所述第二陶瓷基板，使得第二陶瓷基板致密一体化，以方便对第二陶瓷基板进行切割。进一步地，在切割第二陶瓷基板时，按照预定尺寸纵横切割，得到多个长方体形状的陶瓷片。将第二陶瓷基板压紧使用的压力为40MPa～200MPa。将第二陶瓷基板压紧使用的压力和预压第一陶瓷基板使用的压力可以相等也可以不相等，优选地，两者的差值小于20MPa，以便使陶瓷浆料涂层和第二护盖的烧结收缩特性与第一陶瓷基板的烧结收缩特性相接近，避免过大的烧结收缩特性差异导致烧结时陶瓷片分层开裂。

步骤S7包括：

步骤S71，将所述陶瓷片置于中性气氛空间内，并将所述陶瓷片加热至第一设定温度范围内，保温第一设定时间，以排除所述陶瓷片内的粘合剂；其中，中性气氛可以为氮气气氛，第一设定温度范围为400℃～600℃，第一设定时间为3小时～6小时；

步骤S72，将陶瓷片置于还原气氛空间内，并将所述陶瓷片加热至第二设定温度范围内，保温第二设定时间，以将所述陶瓷片烧结成瓷；其中，还原气氛由经过加湿的氮气和氢气的混合气体(氢气的体积是氮气的体积的0.1％～3％)形成，第二设定温度范围为1100℃～1300℃，第二设定时间为0.5小时～3小时。

步骤S8中，将烧结后的陶瓷片倒角，使其边角变圆。然后在倒角后的陶瓷片相对的两端涂覆铜浆，在中性气氛(如氮气气氛)中烧结铜浆，形成分别紧密附着在陶瓷片相对两端的两个外电极，即可完成多层陶瓷电容器的制备。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多层陶瓷电容器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，制作一侧表面具有内电极的陶瓷膜片；

步骤S2，将预设数量的所述陶瓷膜片上下层层堆叠，且在层层堆叠的陶瓷膜片的最上侧表面和最下侧表面分别覆盖第一护盖，得到第一陶瓷基板；

步骤S3，在所述第一陶瓷基板的上表面和下表面分别覆盖塑性片材，预压所述第一陶瓷基板，以使得所述第一陶瓷基板的上下两个受压面均形成为凹凸不平的表面；

步骤S4，去除所述塑性片材，在预压后的所述第一陶瓷基板的上表面和下表面分别涂覆陶瓷浆料，并将第一陶瓷基板的上表面和下表面均填平；

步骤S5，烘干涂覆的陶瓷浆料，在所述第一陶瓷基板的上表面和下表面分别覆盖第二护盖，得到第二陶瓷基板；

步骤S6，将所述第二陶瓷基板压紧并切割，得到多个陶瓷片；

步骤S7，将陶瓷片排胶然后烧结；

步骤S8，将烧结后的陶瓷片倒角，在倒角后的陶瓷片相对的两端附着两个外电极，形成多层陶瓷电容器。

2.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器的制备方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

步骤S11，以陶瓷浆料为原料制备得到陶瓷膜片；

步骤S12，在陶瓷膜片的一侧表面印刷内电极浆料形成内电极图案，并烘干内电极浆料。

3.根据权利要求2所述的多层陶瓷电容器的制备方法，其特征在于，所述第一护盖和所述第二护盖分别包括一层或多层所述陶瓷膜片，其中，多层所述陶瓷膜片上下层叠布置。

4.根据权利要求3所述的多层陶瓷电容器的制备方法，其特征在于，所述第一护盖的厚度为10μm～200μm，所述第二护盖的厚度为20μm～50μm。

5.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，采用等静压法预压所述第一陶瓷基板；所述步骤S6中，采用刚性压制或者等静压法压紧所述第二陶瓷基板。

6.根据权利要求5所述的多层陶瓷电容器的制备方法，其特征在于，压紧所述第二陶瓷基板的压力与预压所述第一陶瓷基板的压力的差值小于20MPa。

7.根据权利要求1或5所述的多层陶瓷电容器的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，预压所述第一陶瓷基板的压力为60MPa～200MPa；预压所述第一陶瓷基板的水温为60℃～90℃。

8.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器的制备方法，其特征在于，所述塑性片材的外轮廓向外侧超出所述第一陶瓷基板的外轮廓。

9.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器的制备方法，其特征在于，所述塑性片材为PET薄片或硅胶片。

10.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器的制备方法，其特征在于，所述步骤S7包括：

步骤S71，将所述陶瓷片置于中性气氛空间内，并将所述陶瓷片加热至第一设定温度范围内，保温第一设定时间，以排除所述陶瓷片内的粘合剂；

步骤S72，将陶瓷片置于还原气氛空间内，并将所述陶瓷片加热至第二设定温度范围内，保温第二设定时间，以将所述陶瓷片烧结成瓷。

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