CN116721864A - 一种内埋型片式多层陶瓷电容器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种内埋型片式多层陶瓷电容器及其制备方法，包括陶瓷本体以及端电极，陶瓷本体包括层叠设置的第一内电极、第二内电极以及设置于第一内电极与第二内电极之间的介质层；端电极间隔设置于所述陶瓷本体的相对两端，所述端电极包括层叠设置的烧附铜层以及有机保护层，所述烧附铜层位于所述有机保护层靠近所述陶瓷本体的一侧，以提高电容器的性能。
Description
技术领域
本申请涉及片式多层陶瓷电容器技术领域，具体涉及一种内埋型片式多层陶瓷电容器及其制备方法。
背景技术
随着电子信息技术的飞速发展，电子设备越来越向小型化发展，不仅要求电子元器件有小型化的要求，对印刷线路板的封装尺寸也越倾向小型化发展。为满足电路板小尺寸的发展要求，尤其是在芯片内埋及PCB多层封装领域，内埋型片式多层陶瓷电容器可大大节省贴装空间。业内开发出的多层PCB板封装结构，将电容器等元器件内埋到PCB里面，然后在元器件周边注胶固定、打磨和电镀引出电极。为了实现更多层PCB板的结构设计，通常要求元器件越薄越好，同时要求元器件端电极和PCB板接触面积大，以将PCB板一层层的叠加起来，形成一个整体。通过PCB板能大大减小线路板封装尺寸，从而达到减小电子设备封装尺寸的目的。因此对元器件的外电极结构提出更高的要求，而普通二端子片式多层陶瓷电容器的端电极结构，通常设置为铜-镍-锡结构，该结构尺寸较厚，使得其无法在保证电容器的性能的情况下，将其应用于芯片封装及内埋领域。
发明内容
鉴于此，本申请提供一种内埋型片式多层陶瓷电容器，不仅使电容器可以应用于芯片封装及内埋领域，同时还能提高电容器的性能。
本申请提供一种内埋型片式多层陶瓷电容器，包括：
陶瓷本体，包括层叠设置的第一内电极、第二内电极以及设置于所述第一内电极与所述第二内电极之间的介质层；
端电极，间隔设置于所述陶瓷本体的相对两端，所述端电极包括层叠设置的烧附铜层以及有机保护层，所述烧附铜层位于所述有机保护层靠近所述陶瓷本体的一侧。
在一些实施例中，所述有机保护层的材料包括甲醇、正己烷、高分子聚酯、括咪唑、苯并三唑、苯并三氮唑、苯基咪唑和苯基咪唑衍生物中的至少一种。
在一些实施例中，所述有机保护层的厚度小于0.5μm。
在一些实施例中，所述烧附铜层包括第一铜层和第二铜层，所述第二铜层设置于所述第一铜层与所述有机保护层之间。
在一些实施例中，所述第一铜层的厚度为10-20μm，所述第二铜层的厚度为10-15μm。
在一些实施例中，所述烧附铜层与所述有机保护层之间还设置有电镀铜层，所述烧附铜层的厚度大于所述电镀铜层的厚度。
在一些实施例中，所述烧附铜层的厚度为10-25μm。
在一些实施例中，所述烧附铜层以及所述有机保护层均与所述介质层接触设置。
本申请还提供一种内埋型片式多层陶瓷电容器的制备方法，包括：
提供一陶瓷本体，包括层叠设置的第一内电极、第二内电极以及设置于所述第一内电极与所述第二内电极之间的介质层；
在所述陶瓷本体的相对两端形成间隔设置的端电极，所述端电极包括层叠设置的烧附铜层以及有机保护层，所述铜层位于所述有机保护层靠近所述陶瓷本体的一侧。
在一些实施例中，所述在所述陶瓷本体的相对两端形成间隔设置的端电极，包括：
将端电极材料设置于在所述陶瓷本体的相对两侧，并进行烧附处理，形成烧附铜层；
在所述烧附铜层远离所述陶瓷本体的一侧形成有机保护层。
本申请提供一种内埋型片式多层陶瓷电容器及其制备方法，包括陶瓷本体以及端电极，陶瓷本体包括层叠设置的第一内电极、第二内电极以及设置于第一内电极与第二内电极之间的介质层；端电极间隔设置于所述陶瓷本体的相对两端，所述端电极包括层叠设置的烧附铜层以及有机保护层，所述烧附铜层位于所述有机保护层靠近所述陶瓷本体的一侧。通过将端电极设置为由烧附铜层以及包覆烧附铜层的有机保护层构成，以降低端电极的厚度的同时，降低外部环境影响烧附铜层，从而降低陶瓷本体的内电极受到外部杂质的影响，即使得电容器可以满足PCB板的镀铜要求的同时，提高电容器的性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请提供的内埋型片式多层陶瓷电容器的第一种结构示意图；
图2是图1中的内埋型片式多层陶瓷电容器的DPA示意图；
图3是本申请提供的内埋型片式多层陶瓷电容器的第二种结构示意图；
图4是本申请提供的内埋型片式多层陶瓷电容器的制备方法的流程示意图。
附图标记：
10、电容器；100、陶瓷本体；110、第一内电极；120、介质层；130、第二内电极；200、端电极；210、烧附铜层；211、第一铜层；212、第二铜层、220、电镀铜层。
具体实施方式
下面结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。
在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实施例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
本申请提供一种内埋型片式多层陶瓷电容器，包括陶瓷本体以及端电极，陶瓷本体包括层叠设置的第一内电极、第二内电极以及设置于第一内电极与第二内电极之间的介质层；端电极间隔设置于所述陶瓷本体的相对两端，所述端电极包括层叠设置的烧附铜层以及有机保护层，所述烧附铜层位于所述有机保护层靠近所述陶瓷本体的一侧。
在本申请中，将端电极设置为由烧附铜层以及包覆烧附铜层的有机保护层构成，以降低端电极的厚度的同时，降低外部环境影响烧附铜层，从而降低陶瓷本体的内电极受到外部杂质的影响，即使得电容器可以满足PCB板的镀铜要求的同时，提高电容器的性能。
请参考图1和图2，图1是本申请提供的内埋型片式多层陶瓷电容器的第一种结构示意图；图2是图1中的内埋型片式多层陶瓷电容器的DPA示意图。本申请提供一种内埋型片式多层陶瓷电容器10，包括陶瓷本体100以及端电极200。具体描述如下。
陶瓷本体100包括层叠设置的第一内电极110、第二内电极130以及设置于第一内电极110与第二内电极130之间的介质层120，第一内电极110以及第二内电极130依次交替排列在介质层120内，第一内电极110和第二内电极130的材料包括镍、银、钯和铜中的至少一种，介质层120的材料包括钛酸钡、钛酸镁、钛酸钙、锆酸钙和钛酸锶中的至少一种。
端电极200间隔设置于陶瓷本体100的相对两端，端电极200包括层叠设置的烧附铜层210、电镀铜层220以及有机保护层，烧附铜层210位于有机保护层靠近陶瓷本体100的一侧，电镀铜层220设置于烧附铜层210与有机保护层之间。具体的，电镀铜层220、烧附铜层210以及有机保护层均与介质层120接触设置，烧附铜层210的厚度d1大于电镀铜层220的厚度d2，烧附铜层210是采用低温烧制形成的，电镀铜层220是采用电镀方式形成，电镀铜层220的致密性大于烧附铜层210的致密性。进一步的，电镀铜层220的致密性大于烧附铜层210的致密性30％。可选的，电镀铜层220的致密性为烧附铜层210的致密性的30％、43％、56％、60％、75％或80％等。有机保护层的材料包括甲醇、正己烷、高分子聚酯、括咪唑、苯并三唑、苯并三氮唑、苯基咪唑和苯基咪唑衍生物中的至少一种。
在一实施例中，烧附铜层210的厚度d1为10-25μm。具体的，烧附铜层210的厚度d1可以为15μm、20μm、23μm、25μm等。
在一实施例中，有机保护层的厚度小于0.5μm。具体的，有机保护层的厚度可以为0.15μm、0.3μm、0.36μm、0.43μm、0.48μm或0.5μm等。
请参阅图2，图2是片式多层陶瓷电容器10的物理破坏性分析(DPA)图，由图2中可知，端电极200的空洞数量明显减少。
在本申请中，将端电极200设置为由烧附铜层210、电镀铜层220以及有机保护层依次层叠构成，以降低端电极200的厚度的同时，降低外部环境影响烧附铜层210，以降低烧附铜层210出现损伤的风险，从而降低陶瓷本体100的内电极受到外部杂质的影响，即使得电容器10可以满足PCB板的镀铜要求的同时，提高电容器10的性能。
在本申请中，将端电极200设置为由烧附铜层210、电镀铜层220以及有机保护层依次层叠构成，以提高端电极200的致密程度以及增大整体铜层的厚度，从而达到阻挡杂质的渗入，从而保改善电容器10的可靠性。
请参阅图3，图3是本申请提供的内埋型片式多层陶瓷电容器10的第二种结构示意图。需要说明的是第二种结构与第一种结构的不同之处在于：
烧附铜层210包括第一铜层211和第二铜层212，第二铜层212设置于第一铜层211与有机保护层之间。
在一实施例中，第一铜层211的厚度d3为10-20μm，第二铜层212的厚度d4为10-15μm。具体的，第一铜层211的厚度d3可以为10μm、13μm、16μm、18μm或20μm等，第二铜层212的厚度d4可以为10μm、12μm、13.5μm或15μm等。
在本申请中，将端电极200设置为由第一铜层211、第二铜层212以及有机保护层依次层叠构成，以进一步降低端电极200的厚度的同时，进一步降低外部环境影响烧附铜层210，从而降低陶瓷本体100的内电极受到外部杂质的影响，即使得电容器10可以满足PCB板的镀铜要求的同时，提高电容器10的性能。
在本申请中，将第一铜层211的厚度d4设置为10-20μm，第二铜层212的厚度d4设置为10-15μm，以进一步降低端电极200的厚度的同时，进一步降低外部环境影响烧附铜层210，从而降低陶瓷本体100的内电极受到外部杂质的影响，即使得电容器10可以满足PCB板的镀铜要求的同时，提高电容器10的性能，并进一步提高电容器10的可靠性。
请参阅图4，图4是本申请提供的内埋型片式多层陶瓷电容器10的制备方法的流程示意图。本申请还提供一种内埋型片式多层陶瓷电容器10的制备方法，用于制备本申请所提供的电容器10，所述方法包括：
S11、提供一陶瓷本体，包括层叠设置的第一内电极、第二内电极以及设置于第一内电极与第二内电极之间的介质层。
S12、在陶瓷本体的相对两端形成间隔设置的端电极，端电极包括层叠设置的烧附铜层以及有机保护层，烧附铜层位于有机保护层靠近陶瓷本体的一侧。
请继续参阅图1，将陶瓷本体100的相对两侧浸入铜溶液中，进行沾铜，将其烘干，并将其置于650-850℃下，烧附10-15min，形成烧附铜层210。具体的，烧附温度可以为650℃、680℃、720℃、750℃、780℃、810℃或850℃等，烧附时间可以为10min、13min、13.6min、14.2min、14.9min或15min等。然后，采用电镀方式，在形成有烧附铜层210的陶瓷本体100上形成电镀铜层220。然后，将形成有电镀铜层220的陶瓷本体100浸入有机溶液中，形成有机保护层。
在本申请中，将烧附铜层210的烧附时间以及烧附温度设置此范围，以降低端电极200出现角裂的风险，同时保证了端电极200的致密性，从而进一步提高了电容器10的性能。
在另一实施例中，请继续参阅图2，将陶瓷本体100的相对两侧浸入铜溶液中，进行第一次沾铜，将其烘干，并将其置于650-850℃下，烧附10-15min，形成第一铜层211。然后，将形成有第一铜层211的陶瓷本体100浸入铜溶液中，进行第二次沾铜，将其烘干，并将其置于650-850℃下，烧附10-15min，形成第二铜层212；然后，将形成有第二铜层212的陶瓷本体100浸入有机溶液中，形成有机保护层。
在本申请中，将第一铜层211以及第二铜层212的烧附时间以及烧附温度设置此范围，以降低端电极200出现角裂的风险，同时保证了端电极200的致密性，从而进一步提高了电容器10的性能。
本申请提供一种内埋型片式多层陶瓷电容器10及其制备方法，通过将端电极200设置为由烧附铜层210、电镀铜层220以及有机保护层依次层叠构成，以降低端电极200的厚度的同时，降低外部环境影响烧附铜层210，从而降低陶瓷本体100的内电极受到外部杂质的影响，即使得电容器10可以满足PCB板的镀铜要求的同时，提高电容器10的性能，并改善电容器10的可靠性。
在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种内埋型片式多层陶瓷电容器，其特征在于，包括：
陶瓷本体，包括层叠设置的第一内电极、第二内电极以及设置于所述第一内电极与所述第二内电极之间的介质层；
端电极，间隔设置于所述陶瓷本体的相对两端，所述端电极包括层叠设置的烧附铜层以及有机保护层，所述烧附铜层位于所述有机保护层靠近所述陶瓷本体的一侧。
2.根据权利要求1所述的内埋型片式多层陶瓷电容器，其特征在于，所述有机保护层的材料包括甲醇、正己烷、高分子聚酯、咪唑、苯并三唑、苯并三氮唑、苯基咪唑和苯基咪唑衍生物中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的内埋型片式多层陶瓷电容器，其特征在于，所述有机保护层的厚度小于0.5μm。
4.根据权利要求1所述的内埋型片式多层陶瓷电容器，其特征在于，所述烧附铜层包括第一铜层和第二铜层，所述第二铜层设置于所述第一铜层与所述有机保护层之间。
5.根据权利要求4所述的内埋型片式多层陶瓷电容器，其特征在于，所述第一铜层的厚度为10-20μm，所述第二铜层的厚度为10-15μm。
6.根据权利要求1所述的内埋型片式多层陶瓷电容器，其特征在于，所述烧附铜层与所述有机保护层之间还设置有电镀铜层，所述烧附铜层的厚度大于所述电镀铜层的厚度。
7.根据权利要求6所述的内埋型片式多层陶瓷电容器，其特征在于，所述烧附铜层的厚度为10-25μm。
8.根据权利要求1-7任一项所述的内埋型片式多层陶瓷电容器，其特征在于，所述烧附铜层以及所述有机保护层均与所述介质层接触设置。
9.一种内埋型片式多层陶瓷电容器的制备方法，其特征在于，包括：
提供一陶瓷本体，包括层叠设置的第一内电极、第二内电极以及设置于所述第一内电极与所述第二内电极之间的介质层；
在所述陶瓷本体的相对两端形成间隔设置的端电极，所述端电极包括层叠设置的烧附铜层以及有机保护层，所述烧附铜层位于所述有机保护层靠近所述陶瓷本体的一侧。
10.根据权利要求9所述的内埋型片式多层陶瓷电容器的制备方法，其特征在于，所述在所述陶瓷本体的相对两端形成间隔设置的端电极，包括：
将端电极材料设置于在所述陶瓷本体的相对两侧，并进行烧附处理，以形成烧附铜层；
在所述烧附铜层远离所述陶瓷本体的一侧形成有机保护层。
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