CN115966400A - 电容器组件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种电容器组件的制造方法。所述电容器组件的制造方法包括：形成介电生片并在所述介电生片上喷墨印刷导电图案。所述喷墨印刷导电图案包括：在所述介电生片上喷墨印刷基础图案；以及在所述基础图案的在所述介电生片的宽度方向上的两个端部中的每个端部的至少一部分上喷墨印刷增强图案。

Description

电容器组件的制造方法

本申请要求于2021年10月13日在韩国知识产权局提交的第10-2021-0135759号韩国专利申请的优先权的权益，所述韩国专利申请的公开内容通过引用全部包括于此。

技术领域

本公开涉及电容器组件的制造方法。

背景技术

多层陶瓷电容器(MLCC，一种电容器组件)由于其诸如小尺寸、高电容和易于安装的优点，是在诸如通信、信息技术、家用电器和汽车制造以及其他工业的领域中使用的重要片式组件，特别是在诸如移动电话、计算机、数字电视等的各种电气、电子和信息通信装置中使用的核心无源元件。

通常，通过以下步骤来制造MLCC：在介电生片上形成未烧结的内电极层，堆叠其上形成有未烧结的内电极层的多个介电生片，然后烧结堆叠的结构。这里，通常通过导电膏的丝网印刷或凹版印刷来形成未烧结的内电极层，但是使用上述方法可能在内电极层减薄方面存在限制。

发明内容

本公开的一方面在于提供一种用于减薄内电极层的电容器组件的制造方法。

本公开的另一方面在于提供一种用于改善内电极层的厚度均匀性的电容器组件的制造方法。

根据本公开的一方面，一种电容器组件的制造方法包括：形成介电生片；以及在所述介电生片上喷墨印刷导电图案。所述喷墨印刷导电图案包括：在所述介电生片上喷墨印刷基础图案；以及在基础图案的在所述介电生片的宽度方向上的两个端部中的每个端部的至少一部分上印刷增强图案。

附图说明

通过以下结合附图的具体实施方式，将更清楚地理解本公开的上述和其他方面、特征和优点，在附图中：

图1至图8是顺序地示出根据本公开的实施例的电容器组件的制造方法的工艺的图；

图9是示意性地示出使用根据本公开的实施例的电容器组件的制造方法制造的电容器组件的示例的图；以及

图10是示出沿图9的线I-I'截取的截面的图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图如下描述本公开的实施例。示例性实施例中使用的术语用于简单地描述示例性实施例，并且不旨在限制本公开。除非另有说明，否则单数术语包括复数形式含义。本说明书的术语“包括”、“包含”、“被构造为”等用于指示特征、数字、步骤、操作、要素、部分或它们的组合的存在，并且不排除组合或添加一个或多个特征、数字、步骤、操作、要素、部分或它们的组合的可行性。此外，术语“设置在……上”、“定位在……上”等可指示要素定位在物体上或物体下方，并且不一定意味着要素相对于重力方向定位在物体上。

术语“结合到”、“组合到”等不仅可指示要素彼此直接且物理地接触，而且还可包括另一要素插置在所述要素之间使得所述要素也与另一要素接触的构造。

为了便于描述，作为示例示出了附图中所示的要素的尺寸和厚度，并且本公开中的示例性实施例不限于此。

在附图中，L方向是第一方向或长度方向，W方向是第二方向或宽度方向，T方向是第三方向或厚度方向。

在下文中，将参照附图详细描述根据本公开的实施例的电容器组件的制造方法，并且在参照附图的描述中，将使用相同的附图标记描述相同的要素或彼此对应的要素，并且将不再重复重叠的描述。

图1至图8是顺序地示出根据本公开的实施例的电容器组件的制造方法的一些工艺的图。图9是示意性地示出通过根据本公开的实施例的电容器组件的制造方法制造的电容器组件的示例的图。图10是示出沿图9的线I-I'截取的截面的图。另一方面，图1至图5中的每个示出了从上方(沿T方向向下)观察的平面图和从相应截面的一侧(沿L方向朝向截面)观察的截面图。

参照图9和图10，根据本实施例的电容器组件1000包括主体100以及外电极210和220。主体100包括介电层110以及内电极层121和122。

主体100形成根据本实施例的电容器组件1000的外形。主体100的具体形状不受特别限制，但如图所示，主体100可具有六面体或类似形状。由于在烧结工艺期间发生的烧结收缩，主体100可具有尽管在六面体形状中没有完美的直线但基本上是六面体的形状。

基于图9和图10，主体100包括在厚度方向(T方向)上彼此背对的第一表面101和第二表面102、在长度方向(L方向)上彼此背对的第三表面103和第四表面104、以及在宽度方向(W方向)上彼此背对的第五表面105和第六表面106。主体100的第三表面103、第四表面104、第五表面105和第六表面106中的每个对应于主体100的连接主体100的第一表面101和第二表面102的壁表面。在下文中，主体100的两个端表面(一个端表面和另一端表面)可表示主体的第三表面103和第四表面104，并且主体100的两个侧表面(一个侧表面和另一侧表面)可表示主体100的第五表面105和第六表面106。另外，主体100的一个表面和另一表面可分别表示主体100的第一表面101和第二表面102。当根据本实施例的电容器组件1000安装在诸如印刷电路板等的安装基板上时，主体100的一个表面101可用作安装表面。

主体100包括介电层110以及交替设置的第一内电极层121和第二内电极层122，且介电层110介于第一内电极层121和第二内电极层122之间。介电层110、第一内电极层121和第二内电极层122中的每者形成有多个层。在下文中，除了需要在它们之间进行区分的情况之外，第一内电极层121和第二内电极层122将被统称为内电极层121和122。因此，统称为内电极层121和122的部分的描述可共同应用于第一内电极层121和第二内电极层122。

形成主体100的多个介电层110处于烧结状态，并且相邻介电层110之间的边界可一体到这样的程度：在不使用扫描电子显微镜(SEM)的情况下可能难以确定相邻介电层110之间的边界。

用于形成介电层110的原材料没有特别限制，只要可用其获得足够的电容即可。例如，介电层110可通过烧结根据本公开的实施例的介电陶瓷组合物来形成。根据本公开的目的，可将用于形成介电层110的材料(各种陶瓷添加剂、有机溶剂、增塑剂、粘合剂、分散剂等)添加到诸如钛酸钡(BaTiO₃)的粉末中。

覆盖层130可设置在主体100的上部和下部上，即，主体100的在厚度方向(T方向)上的两个端部中。覆盖层130可用于保持电容器组件抵抗外部冲击的可靠性。可使用用于形成介电层110的材料或与用于形成介电层110的材料不同的材料来形成覆盖层130。例如，在后一种情况下，用于形成介电层110的材料和用于形成覆盖层130的材料可在材料中的陶瓷颗粒的组成、尺寸、含量和分散程度中的至少一个方面彼此不同，或者可在材料中的副成分的尺寸、含量和分散程度中的至少一个方面彼此不同。

内电极层121和122可与介电层110交替地设置，并且内电极层121和122可包括第一内电极层121和第二内电极层122。第一内电极层121和第二内电极层122可交替地设置成彼此面对，且介电层110介于第一内电极层121和第二内电极层122之间，并且第一内电极层121和第二内电极层122可分别暴露于主体100的第三表面103和第四表面104。

内电极层121和122具有整体上类似于板的形状，并且交替地暴露于第三表面103和第四表面104(或与第三表面103和第四表面104接触，或从第三表面103和第四表面104延伸)，第三表面103和第四表面104分别是主体100的长度方向(L方向)上的两个端表面，并且内电极层121和122连接到第一外电极210和第二外电极220。也就是说，第一内电极层121暴露于主体100的第三表面103以连接到第一外电极210，并且不暴露于主体100的第四表面104以不连接到第二外电极220。第二内电极层122暴露于主体100的第四表面104以连接到第二外电极220，并且不暴露于主体100的第三表面103以不连接到第一外电极210。因此，第一内电极层121与主体100的第四表面104间隔开预定距离，并且第二内电极层122与主体100的第三表面103间隔开预定距离。在这种情况下，内电极层121和122可通过设置在其间的介电层110彼此电分离。

内电极层121和122可包括例如钯(Pd)、银(Ag)、镍(Ni)和铜(Cu)中的一种或更多种导体。例如，内电极层121和122可通过以下方法形成：在介电生片上喷墨印刷导电液滴以在介电生片上形成导电图案，并且堆叠其上形成有导电图案的多个介电生片，然后烧结它们。这里，用于形成内电极层的导电液滴可包括含有镍(Ni)的导电粉末、粘合剂、溶剂等。

内电极层121和122中的每个(或其中一个)的平均厚度T1可以是200nm以上且250nm以下。当内电极层121和122的厚度T1小于200nm时，内电极层121和122的连接性可能劣化，使得电容可能减小。当内电极层121和122的厚度T1超过250nm时，基于具有相同尺寸的组件，介电层110形成为具有薄的厚度，使得可能难以在内电极层121和122之间提供电绝缘。

内电极层121和122的平均厚度T1可通过使用光学图像或SEM图像来测量，所述光学图像或SEM图像通过扫描电容器组件的在宽度方向(W方向)的中央部分中沿长度-厚度方向的截面(LT截面)而获得。作为示例，内电极层121和122的平均厚度T1可通过选择图像中所示的内电极层121和122中的任何一个来确定，并且可意味着在长度方向(L方向)上多次测量所选择的内电极层的在厚度方向(T方向)上的尺寸并对所得尺寸求算数平均。在长度方向(L方向)上多次测量其尺寸可在长度方向(L方向)上以相等的间隔进行，但不限于此。可选地，可通过以下方法获得内电极层121和122的平均厚度T1：计算通过上述方法针对图像中所示的多个内电极层121和122中的每个测量的内电极层121和122的平均厚度的总和，将该总和除以内电极层121和122的总数。

空隙和陶瓷颗粒可设置在内电极层121和122中。陶瓷颗粒可以是由于另外添加到用于形成内电极层的导电液滴中的陶瓷粉末(诸如钛酸钡等)而形成的。陶瓷颗粒可以以与介电层110的电介质相同的方式由钛酸钡基材料制成，但不限于此。空隙可由于在导电液滴中包括的导电粉末(诸如镍(Ni))等在烧结工艺中的扩散和再结晶而形成，或者可通过在热处理工艺(诸如干燥工艺和/或烧结工艺)期间去除导电液滴中包括的有机材料(诸如溶剂)而形成。

外电极210和220设置在主体100上并分别连接到内电极层121和122。如图9和图10所示，外电极210和220可包括第一外电极210和第二外电极220，第一外电极210和第二外电极220分别设置在主体100的第三表面103和第四表面104上并且分别连接到第一内电极层121和第二内电极层122。

第一外电极210可包括第一连接部分和第一延伸部分，第二外电极220可包括第二连接部分和第二延伸部分，第一连接部分和第二连接部分分别设置在主体100的第三表面103和第四表面104上以分别连接到第一内电极层121和第二内电极层122，第一延伸部分和第二延伸部分分别从第一连接部分和第二连接部分延伸到主体100的第一表面101。第一延伸部分和第二延伸部分设置成在主体100的第一表面101上彼此间隔开。另一方面，第一延伸部分和第二延伸部分不仅可延伸到主体100的第一表面101，而且可延伸到主体100的第二表面102、第五表面105和第六表面106中的每个，但是本公开的范围不限于此。也就是说，如图9所示，本公开的外电极210和220中的每个可以是形成在主体100的五个表面上的标准型，但不限于此。外电极210和220中的每个可以是形成在主体100的两个表面上的L型、形成在主体100的三个表面上的C型等。

外电极210和220可由任何材料(诸如金属)形成，只要它们具有导电性，并且可考虑电特性和结构稳定性来确定具体材料，并且外电极210和220还可具有多层结构。例如，外电极210和220中的每个可包括第一层和第二层，并且第一层可通过烧结包含导电金属和玻璃的可烧结导电膏来形成，或者可通过固化包含导电金属和基础树脂的可固化导电膏来形成，或者可通过气相沉积来形成。第二层可以是通过电镀方法在第一层上依次形成的镍(Ni)镀层和锡(Sn)镀层。

另一方面，在本实施例中，描述了电容器组件100具有两个外电极210和220的结构，但是外电极210和220的数量和形状可根据内电极层121和122的形状或其他目的而改变。

在下文中，将参照图1至图8描述制造图9所示的电容器组件的方法的示例。

首先，如图1所示，形成介电生片。

介电生片10被构造为通过后续工艺变成上述介电层110，并且介电生片10可利用电介质膏形成。根据本公开的目的，电介质膏可包括添加到陶瓷粉末(诸如作为电介质的钛酸钡(BaTiO₃))中的各种陶瓷添加剂、有机溶剂、增塑剂、粘合剂、分散剂等。

可将介电生片10划分为内部区域11和外部区域12，在内部区域11中形成稍后将描述的导电图案20，外部区域12围绕内部区域11并且在外部区域12中形成稍后将描述的虚设图案D。

另一方面，尽管未示出，但是可在诸如PET膜等的支撑板上形成介电生片10，并且支撑板可在形成介电生片10的工艺期间支撑介电生片10。

接下来，参照图2和图3，在介电生片10的外部区域中形成虚设图案。

虚设图案D包括形成在介电生片10的外部区域12的最外部分中的裸露图案(uncoated pattern)D1和形成在介电生片10的外部区域12中最靠近内部区域11的区域中的指标图案(index pattern)D2。裸露图案D1可指在介电生片的边缘部分上形成的最外图案或边缘图案。可通过喷墨印刷形成裸露图案D1和指标图案D2中的每个。用于喷墨印刷的喷墨头可包括用于排出液滴(droplet)的多个出口。在本工艺中，喷墨头可分别排出用于形成裸露图案的液滴和用于形成指标图案的液滴，以便形成虚设图案D。用于形成裸露图案的液滴和用于形成指标图案的液滴可利用与上述介电生片的材料和稍后描述的用于形成内电极层的导电液滴的材料不同的材料形成。例如，与用于形成介电生片的电介质膏不同，用于形成裸露图案的液滴和用于形成指标图案的液滴可不包含陶瓷介电颗粒，并且与用于形成导电图案的导电液滴不同，用于形成裸露图案的液滴和用于形成指标图案的液滴可不包含导电颗粒。在本实施例中，由于用于形成虚设图案D的液滴利用与用于形成介电生片的电介质膏的材料和用于形成导电图案的导电液滴的材料不同的材料形成，因此，可更简单地且以降低的成本形成虚设图案D，虚设图案D是没有保留在最终产品中的部分。

例如，可在指标图案D2和导电图案20的更外侧设置裸露图案D1，以保护指标图案D2和导电图案20免受外部影响。另外，在堆叠多个介电生片的工艺(将在后面描述)中，可防止由于在介电生片的外部部分上没有形成图案而引起的台阶差。例如，指标图案D2可以是切割层压件30的工艺(将在后面描述)中的基准，但是本公开的范围不限于此。另一方面，在图2至图6种的每个中，裸露图案D1和指标图案D2中的每个被示出为形成矩形环的形状，但这仅仅是示例。作为另一示例，在切割层压件30的工艺(将在后面描述)中，指标图案D2可设置在多条切割线中的每条切割线上，并且形成为彼此间隔开。

接下来，参照图4至图6，在介电生片上喷墨印刷导电图案。

导电图案(图5中的20)被构造成通过后续工艺成为电容器组件(图9中的1000)的内电极层(图10中的121和122)。在本实施例的情况下，如图4所示，通过喷墨印刷基础图案21形成导电图案20，并且如图5所示，通过在基础图案21的在宽度方向上的两个端部21B的至少一部分上喷墨印刷增强图案22形成导电图案20。基础图案21可具有在长度方向上延伸的条带形状。

首先，如图4所示，通过喷墨印刷在介电生片的内部区域11中形成导电图案20的基础图案21。在本工艺中，用于喷墨印刷以形成基础图案21的导电液滴DL1可通过喷墨头H的多个出口排出。由于喷墨印刷和导电液滴DL1的特性，基础图案21可被印刷成其在宽度方向上的中央部分21A中的平均厚度比其在宽度方向上的两个端部21B(或称外部部分21B)中的平均厚度更厚。这里，基础图案21可被印刷成使得在宽度方向上的两个端部21B中的每个端部的厚度在宽度方向上向外变薄。也就是说，由于导电液滴DL1的相对低的粘度和表面张力，基础图案21可形成为具有圆顶形截面。

在基础图案21的在宽度方向上的中央部分21A和外部部分21B中，与基础图案21的最大厚度相比具有90％或更大的厚度的部分可被定义为中央部分21A，并且与基础图案21的最大厚度相比具有小于90％的厚度的部分可被定义为外部部分21B。可选地，例如，可通过将基础图案21的在宽度方向上的尺寸分成三个相等的部分来定义基础图案21的在宽度方向上的中央部分21A和基础图案21的在宽度方向上的外部部分21B。

通过控制喷墨头H的多个出口是否有导电液滴DL1，可使用单个喷墨头H在介电生片10的内部区域11中以彼此间隔开的多个的形式形成基础图案21。因此，即使当喷墨头H在长度方向L上仅移动一次时，也可形成彼此间隔开的上述多个基础图案21。

此后，如图5所示，通过在基础图案21的在宽度方向上的两个端部21B中的每个端部的至少一部分上喷墨印刷用于形成增强图案的导电液滴DL2来形成增强图案22。由于上述原因，在基础图案21中，两个端部21B形成为具有比中央部分21A相对更薄的厚度，并且增强图案22形成在基础图案21的两个端部21B的至少一部分中，使得基础图案21在宽度方向上的厚度差减小。结果，由于增强图案22，可减小导电图案20在宽度方向上的厚度差。在本工艺中，用于喷墨印刷以形成增强图案的导电液滴DL2可通过喷墨头H的多个出口中的与每个基础图案21在宽度方向上的两个端部21B的位置相对应的出口排出。为此，增强图案22可仅形成在基础图案21的在宽度方向上的两个端部21B的至少一部分上，但是可不形成在基础图案21的在宽度方向上的中央部分21A中。在喷墨头H在长度方向L上移动一次以形成基础图案21之后，在基础图案21的两个端部21B中形成增强图案22，例如，在基础图案21形成后的预定时间(例如，喷墨头H在长度方向L上的一次往复时间)后形成增强图案22。为此，在预定时间期间干燥的基础图案的表面上形成用于形成增强图案的导电液滴DL2，增强图案22可形成在基础图案21的两个端部21B中，并且靠近基础图案21的在宽度方向上的两端的区域的厚度可形成为比靠近基础图案21的在宽度方向上的中央部分21A的区域的厚度更厚。这里，由于上述原因，即，在形成基础图案21之后到形成增强图案22的上述预定时间期间，基础图案21在被干燥，增强图案22可形成为与介电生片10不接触的形状，但是，本实施例的范围不限于此。另一方面，基础图案21和增强图案22可使用相同的导电液滴形成。在这种情况下，可降低制造成本，并且可简化工艺和设备。

此后，如图6所示，另外重复图4的工艺和图5的工艺至少一次，以在介电生片10的内部区域11中形成多个导电图案20。

接着，参照图7和图8，通过堆叠其上印刷有导电图案的多个介电生片来形成层压件，并且通过切割该层压件来形成至少一个生坯片。

首先，重复图1至图6中所示的多个工艺，以形成其上印刷有导电图案20的多个介电生片10。接下来，通过堆叠多个介电生片10来形成层压件30，每个介电生片10上印刷有导电图案20。在这种情况下，上述支撑板可形成在每个介电生片10上，并且可在形成层压件30的工艺之前移除附接到每个介电生片10的支撑板。

此后，切割层压件30以形成对应于电容器组件的主体的多个生坯片40。

接下来，尽管未示出，烧结每个生坯片40以形成主体(图10中的100)，主体中交替地设置有介电层(图10中的110)和内电极层(图10中的121和122)，并且在主体(图10中的100)的在长度方向(L方向)的两个端表面(图9和10中的103和104)上形成外电极(图9和图10中的210和220)。

在本实施例中，通过喷墨印刷形成用于形成内电极层121和122的导电图案20，从而减小烧制后的最终组件的内电极层121和122的厚度。也就是说，在常规丝网印刷和凹版印刷的情况下，可能难以通过印刷膏来使导电图案变薄，并且进一步地，可能难以减小内电极层的厚度。在本实施例中，通过随着导电液滴的排放(喷墨印刷)形成导电图案，有利于减薄导电图案。结果，有利于减小最终组件的内电极层121和122的厚度。

另外，在本实施例的情况下，在形成导电图案20时，通过喷墨印刷形成基础图案21，并且通过喷墨印刷在基础图案21的两个端部21B上另外形成增强图案，从而减小通过喷墨印刷形成的基础图案21的宽度方向上的厚度差。因此，可改善导电图案20的宽度方向上的厚度均匀性，结果，可改善最终组件的内电极层121和122的厚度均匀性。

如上所述，根据本公开的一个方面，可减小内电极层的厚度。

根据本公开的另一方面，可改善内电极层的厚度均匀性。

虽然上面已经示出和描述了示例性实施例，但是对于本领域技术人员将易于理解的是，在不脱离本发明的由所附权利要求限定的范围的情况下，可进行修改和改变。

Claims (11)

1.一种电容器组件的制造方法，包括：

形成介电生片；以及

在所述介电生片上喷墨印刷导电图案，

其中，所述喷墨印刷导电图案包括：

在所述介电生片上喷墨印刷基础图案；以及

在所述基础图案的在所述介电生片的宽度方向上的两个端部中的每个端部的至少一部分上喷墨印刷增强图案。

2.如权利要求1所述的电容器组件的制造方法，

其中，在所述介电生片上喷墨印刷所述基础图案时，

所述基础图案被印刷成使得所述基础图案的在所述宽度方向上的中央部分的平均厚度比所述基础图案的在所述宽度方向上的所述两个端部的平均厚度厚。

3.如权利要求2所述的电容器组件的制造方法，

其中，在所述介电生片上喷墨印刷所述基础图案时，

所述基础图案被印刷成使得所述基础图案的在所述宽度方向上的所述两个端部中的每个端部的厚度朝向所述基础图案的在所述宽度方向上的外侧变薄。

4.如权利要求2所述的电容器组件的制造方法，

其中，在喷墨印刷所述增强图案时，

所述增强图案被印刷成使得靠近所述基础图案的在所述宽度方向上的所述两个端部的区域的厚度比靠近所述基础图案的在所述宽度方向上的所述中央部分的区域的厚度厚。

5.如权利要求4所述的电容器组件的制造方法，

其中，在喷墨印刷所述基础图案和所述增强图案时，

使用导电液滴印刷所述基础图案和所述增强图案。

6.如权利要求2所述的电容器组件的制造方法，

其中，在喷墨印刷所述增强图案时，

所述增强图案被印刷成不接触所述介电生片。

7.如权利要求1所述的电容器组件的制造方法，所述电容器组件的制造方法还包括：

在形成所述介电生片之后并且在喷墨印刷所述导电图案之前，在所述介电生片的外部部分中形成虚设图案，

其中，在喷墨印刷所述导电图案时，

所述导电图案印刷在所述介电生片的由所述虚设图案包围的区域内。

8.如权利要求1所述的电容器组件的制造方法，

其中，在喷墨印刷所述导电图案时，

所述导电图案按照在所述宽度方向上彼此间隔开的多个的形式印刷在所述介电生片上。

9.如权利要求1所述的电容器组件的制造方法，所述电容器组件的制造方法还包括：在喷墨印刷所述导电图案之后，

通过堆叠其上印刷有所述导电图案的多个介电生片来形成层压件；

通过切割所述层压件形成至少一个生坯片；以及

通过烧结所述生坯片来形成介电层和内电极层交替地设置的主体。

10.如权利要求9所述的电容器组件的制造方法，其中，所述内电极层的平均厚度为200nm以上且250nm以下。

11.如权利要求1所述的电容器组件的制造方法，

其中，在所述介电生片上喷墨印刷所述基础图案时，

所述基础图案被印刷成具有在所述介电生片的长度方向上延伸的条带形状。

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