CN209071139U

CN209071139U - 一种贴片式电容

Info

Publication number: CN209071139U
Application number: CN201822220448.0U
Authority: CN
Inventors: 何成功; 左成杰; 何军
Original assignee: Anhui Annuqi Technology Co Ltd
Current assignee: Anhui Annuqi Technology Co Ltd
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2018-12-27
Publication date: 2019-07-05
Anticipated expiration: 2028-12-27

Abstract

本实用新型公开了一种贴片式电容，贴片式电容包括层叠结构，层叠结构包括沿层叠方向间隔设置的绝缘层和金属层，位于相邻金属层中的图案化金属结构形成贴片式电容的第一电极和第二电极；第二电极包括第一子电极和第二子电极，构成第一子电极的图案化金属结构和构成第二子电极的图案化金属结构位于同一金属层；沿层叠方向，第一电极的垂直投影与第一子电极的垂直投影以及第二子电极的垂直投影均存在部分重叠。通过本实用新型的技术方案，提高了贴片式电容的耐压性，在有利于实现贴片式电容小型化的同时，有利于提高贴片式电容的精度，同时也有利于降低贴片式电容的等效串联电阻，提高贴片式电容的Q值。

Description

一种贴片式电容

技术领域

本实用新型实施例涉及电子元件技术领域，尤其涉及一种贴片式电容。

背景技术

随着用户对电子产品小型化要求的提高，电子产品的集成度逐渐提高，这就对电子产品中所包含的电子元件的尺寸提出了更高的要求，电子元件如何兼顾小型化以及电子元件本身的电学性能成为亟待解决的问题。

贴片式电容普遍应用在各电子产品中，贴片式电容的尺寸与电学性能直接影响集成有贴片式电容的电子产品的尺寸与性能，这就使得贴片式电容如何兼顾小型化以及高耐压的电学特性成为至关重要的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种贴片式电容，提高了贴片式电容的耐压性，在有利于实现贴片式电容小型化的同时，有利于精确控制贴片式电容的尺寸，提高贴片式电容的精度，同时也有利于降低贴片式电容的电阻，提高贴片式电容的Q值。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种贴片式电容，贴片式电容包括：

层叠结构，所述层叠结构包括沿层叠方向间隔设置的绝缘层和金属层，位于相邻所述金属层中的图案化金属结构形成所述贴片式电容的第一电极和第二电极；

所述第二电极包括第一子电极和第二子电极，构成所述第一子电极的图案化金属结构和构成所述第二子电极的图案化金属结构位于同一所述金属层；沿所述层叠方向，所述第一电极的垂直投影与所述第一子电极的垂直投影以及所述第二子电极的垂直投影均存在部分重叠。

进一步地，沿所述层叠方向，所述绝缘层的厚度小于所述金属层的厚度。

进一步地，沿所述层叠方向，所述贴片式电容还包括位于所述第二电极远离所述第一电极一侧的引脚层，所述引脚层设置有第一引脚和第二引脚，所述第一子电极与所述第一引脚电连接，所述第二子电极与所述第二引脚电连接。

进一步地，所述引脚层与所述第二电极之间包括至少一层绝缘层，所述第一子电极通过所述引脚层与所述第二电极之间绝缘层中的过孔结构与所述第一引脚电连接，所述第二子电极通过所述引脚层与所述第二电极之间绝缘层中的过孔结构与所述第二引脚电连接。

进一步地，所述第一引脚包括第一焊盘结构和位于所述第一焊盘结构上的第一图案化金属结构，所述第一子电极与所述第一图案化金属结构电连接；

所述第二引脚包括第二焊盘结构和位于所述第二焊盘结构上的第二图案化金属结构，所述第二子电极与所述第二图案化金属结构电连接。

进一步地，所述第一电极为整面电极，所述第一子电极与所述第二子电极为块状电极。

进一步地，构成所述绝缘层的材料包括SiN_x、AlO_x和TaO_x中的至少一种。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种贴片式电容的制作方法，用于制作第一方面的贴片式电容，贴片电容的制作方法包括：

形成衬底；

在所述衬底上形成构成第一电极的图案化金属结构；

在构成所述第一电极的图案化金属结构上形成第一绝缘层；

在所述第一绝缘层上形成构成所述第二电极的图案化金属结构。

进一步地，沿层叠方向，所述贴片式电容还包括位于所述第二电极远离所述第一电极一侧的引脚层，所述引脚层设置有第一引脚和第二引脚；

在所述第一绝缘层上形成构成所述第二电极的图案化金属结构之后，还包括：

在构成所述第二电极的图案化金属结构上形成第二绝缘层并在所述第二绝缘层的设定位置上形成过孔结构；

在所述第二绝缘层上形成所述第一引脚和所述第二引脚，第一子电极通过位于所述第二绝缘层中的对应过孔结构与所述第一引脚电连接，第二子电极通过位于所述第二绝缘层中的对应过孔结构与所述第二引脚电连接。

进一步地，在所述第二绝缘层上形成所述第一引脚和所述第二引脚之后，还包括：

去除所述衬底或研磨所述衬底。

本实用新型实施例提供了一种贴片式电容，设置贴片式电容包括层叠结构，层叠结构包括沿层叠方向间隔设置的绝缘层和金属层，位于相邻金属层中的图案化金属结构形成贴片式电容的第一电极和第二电极，设置第二电极包括第一子电极和第二子电极，构成第一子电极的图案化金属结构和构成第二子电极的图案化金属结构位于同一金属层，沿层叠方向，第一电极的垂直投影与第一子电极的垂直投影以及第二子电极的垂直投影均存在部分重叠，即第一电极与第一子电极与第二子电极均存在正对部分，第一电极与第一子电极以及第一电极与第二子电极均形成电容结构，通过将第二电极分为第一子电极以及第二子电极，提高了贴片式电容的耐压性，且可以采用半导体工艺制成贴片式电容，在有利于实现贴片式电容小型化的同时，有利于精确控制贴片式电容的尺寸，提高贴片式电容的精度，同时也有利于降低贴片式电容的电阻，提高贴片式电容的Q值。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型实施例提供的一种贴片式电容的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种贴片式电容的剖面结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种贴片式电容的制作方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。贯穿本说明书中，相同或相似的附图标号代表相同或相似的结构、元件或流程。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实用新型实施例提供了一种贴片式电容，贴片式电容包括层叠结构，层叠结构包括沿层叠方向间隔设置的绝缘层和金属层，位于相邻金属层中的图案化金属结构形成贴片式电容的第一电极和第二电极。第二电极包括第一子电极和第二子电极，构成第一子电极的图案化金属结构和构成第二子电极的图案化金属结构位于同一金属层。沿层叠方向，第一电极的垂直投影与第一子电极的垂直投影以及第二子电极的垂直投影均存在部分重叠。

随着用户对电子产品小型化要求的提高，电子产品的集成度逐渐提高，这就对电子产品中所包含的电子元件的尺寸提出了更高的要求，电子元件如何兼顾小型化以及电子元件本身的电学性能成为亟待解决的问题。贴片式电容普遍应用在各电子产品中，贴片式电容的尺寸与电学性能直接影响集成有贴片式电容的电子产品的尺寸与性能，这就使得贴片式电容如何兼顾小型化以及高耐压的电学特性成为至关重要的问题。

本实用新型实施例提供的贴片式电容包括层叠结构，层叠结构包括沿层叠方向间隔设置的绝缘层和金属层，位于相邻金属层中的图案化金属结构形成贴片式电容的第一电极和第二电极，设置第二电极包括第一子电极和第二子电极，构成第一子电极的图案化金属结构和构成第二子电极的图案化金属结构位于同一金属层，沿层叠方向，第一电极的垂直投影与第一子电极的垂直投影以及第二子电极的垂直投影均存在部分重叠，即第一电极与第一子电极与第二子电极均存在正对部分，第一电极与第一子电极以及第一电极与第二子电极均形成电容结构，通过将第二电极分为第一子电极以及第二子电极，提高了贴片式电容的耐压性，且可以采用半导体工艺制成贴片式电容，在有利于实现贴片式电容小型化的同时，有利于精确控制贴片式电容的尺寸，提高贴片式电容的精度，降低电容的等效串联电阻，提高贴片式电容的Q值。

以上是本实用新型的核心思想，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型实施例提供的一种贴片式电容的立体结构示意图，图2为本实用新型实施例提供的一种贴片式电容的剖面结构示意图。结合图1和图2，贴片式电容包括层叠结构，层叠结构包括沿层叠方向XX’间隔设置的绝缘层1和金属层2，图1中未示出绝缘层，位于相邻金属层2中的图案化金属结构形成贴片式电容的第一电极3和第二电极4，这里设置第一电极3位于金属层21中，第二电极4位于金属层22中。第二电极4包括第一子电极41和第二子电极42，构成第一子电极41的图案化金属结构和构成第二子电极42的图案化金属结构位于同一金属层22。

沿层叠结构的层叠方向XX’，第一电极3的垂直投影与第一子电极41的垂直投影以及第二子电极42的垂直投影均存在部分重叠，即沿层叠结构的层叠方向XX’，第一电极3与第二电极4中的第一子电极41，以及第一电极3与第二电极4中的第二子电极42均存在正对部分，第一电极3与第二电极4中的第一子电极41形成一电容结构，第一电极3与第二电极4中的第二子电极42形成另一电容结构。

示例性地，结合图1和图2，可以设置第一电极3为整面电极，第一子电极41与第二子电极42为块状电极。需要说明的是，本实用新型实施例对第一电极3、第一子电极41以及第二子电极42的具体形状不作限定，确保沿层叠结构的层叠方向XX’，第一电极3与第一子电极41以及第二子电极42均存在正对设置的部分即可。

示例性地，可以设置构成绝缘层1的材料包括SiN_x、AlO_x和TaO_x中的至少一种。结合图1和图2，位于金属层21和金属层22之间的绝缘层1起到绝缘作用，实现金属层21与金属层22的电绝缘，进而实现贴片式电容中第一电极3与第二电极4之间的电绝缘，即第一电极3与第二电极4中的第一子电极41之间，以及第一电极3与第二电极4中的第二子电极42之间的电绝缘，同时绝缘层1充当贴片式电容第一电极3与第二电极4之间的介电层，即充当第一电极3与第二电极4中的第一子电极41形成的电容结构，以及第一电极3与第二电极4中的第二子电极42形成的电容结构的介电层。

具体地，结合图1和图2，设置第二电极4包括第一子电极41和第二子电极42，使得第一电极3与第二电极4形成串联电容结构，即第一电极3与第二电极4中的第一子电极41形成的电容结构，与第一电极3与第二电极4中的第二子电极42形成的电容结构串联，相对于两整面电极构成的电容仅包含一层介电层供给击穿，第一电极3与第一子电极41以及第二子电极42形成的串联电容结构包含两层介电层供给击穿，这样有利于在不改变贴片式电容体积的前提下，提升贴片式电容的耐压性。

另外，目前普遍采用的贴片式电容为MLCC(Muiti-layer Ceramic Capacitiors，片式多层陶瓷电容器)，其采用多层陶瓷材料烧结而成，制作工艺较粗糙，无法精确控制贴片式电容的尺寸，贴片式电容精度与Q值较低，且很难实现贴片式电容的小型化。本实用新型实施例利用沿层叠方向XX’间隔设置的绝缘层1和金属层2形成贴片式电容，位于金属层2中的图案化金属结构形成贴片式电容中的第一电极3、第二电极4中的第一子电极41以及第二电极4中的第二子电极42，可以采用半导体工艺制成贴片式电容，在有利于实现贴片式电容小型化的同时，有利于精确控制贴片式电容的尺寸，提高贴片式电容的精度，降低电容的等效串联电阻，提高贴片式电容的Q值。

可选地，结合图1和图2，沿层叠结构的层叠方向XX’，可以设置绝缘层1的厚度小于金属层2的厚度，即可以设置位于金属层21与金属层22之间的绝缘层1的厚度小于金属层21以及金属层22的厚度，即设置贴片式电容中的介电层的厚度小于第一电极3、第二电极4中第一子电极41以及第二子电极42的厚度，有利于提高贴片式电容的电容密度，在单位面积内获得更大的电容，同时有利于进一步提高贴片式电容的Q值。

可选地，结合图1和图2，沿层叠方向XX’，贴片式电容还可以包括位于第二电极4远离第一电极3一侧的引脚层5，引脚层5设置有第一引脚51和第二引脚52，第一子电极41与第一引脚51电连接，第二子电极42与第二引脚52电连接。具体地，设置贴片式电容的第一子电极41与第一引脚51电连接，第二子电极42与第二引脚52电连接，第一引脚51与第二引脚52作为贴片式电容与其它电子元件电连接的两个端点，使得贴片式电容内部形成第一电极3与第一子电极41形成的电容结构，与第一电极3与第二子电极42形成的电容结构的串联关系。

可选地，结合图1和图2，可以设置引脚层5与第二电极4之间包括至少一层绝缘层，图2示例性地设置引脚层5与第二电极4之间包括一层绝缘层6，第一子电极41通过引脚层5与第二电极4之间的绝缘层1中的过孔结构61与第一引脚51实现电连接，第二子电极42通过引脚层5与第二电极4之间的绝缘层6中的过孔结构62与第二引脚52实现电连接。具体地，引脚层5与第二电极4之间的绝缘层6用于实现第一子电极41与第一引脚51无需电连接部分的电绝缘，以及实现第二子电极42与第二引脚52无需电连接部分的电绝缘。

可选地，结合图1和图2，可以设置第一引脚51包括第一焊盘结构511和位于第一焊盘结构511上的第一图案化金属结构512，第一子电极41与第一图案化金属结构512电连接。第二引脚52包括第二焊盘结构521和位于第二焊盘结构521上的第二图案化金属结构522，第二子电极42与第二图案化金属结构522电连接。具体地，第一子电极41与第一图案化金属结构512电连接从而实现第一子电极41与第一引脚51的电连接，第二子电极42与第二图案化金属结构522电连接从而实现第二子电极42与第二引脚52的电连接。示例性地，构成第一焊盘结构511以及第二焊盘结构521的材料可以是焊锡，便于贴片式电容在印刷电路板上的焊接，可以设置构成第一引脚51中的第一图案化金属结构512材料以及构成第二引脚52中的第二图案化金属结构522均与构成层叠结构中各金属层2的材料相同。

需要说明的是，本实用新型实施例对构成层叠结构中金属层2的材料，即构成第一电极3、第一子电极41和第二子电极42的材料不作限定，优选电导率高的金属材料或金属氧化物材料，以最大程度上提高贴片式电容的Q值。

本实用新型实施例还提供了一种贴片式电容的制作方法，用于制作上述实施例的贴片式电容，图3为本实用新型实施例提供的一种贴片式电容的制作方法的流程示意图。如图3所示，贴片式电容的制作方法包括：

S110、形成衬底。

具体地，形成衬底，该衬底可以是8寸晶圆、12寸晶圆或者500mm x 500mm尺寸的晶圆等更大尺寸的晶圆，衬底的形状可以是圆形，方型，长方形等，构成衬底的材料可以是硅、玻璃、石英、陶瓷或有机物中的一种或几种。

S120、在衬底上形成构成第一电极的图案化金属结构。

具体地，结合图1和图2，在衬底(图1和图2中未示出衬底)上形成构成第一电极3的图案化金属结构，可以利用电镀或者溅射工艺，或者先通过物理或化学气相沉积等方法先沉积一层金属层21，再对形成的金属层21进行构图工艺，例如采用刻蚀工艺形成构成第一电极3的图案化金属结构。优选采用电镀工艺形成构成第一电极3的图案化金属结构，电镀工艺能形成厚度较大的金属膜层，有利于提高贴片式电容的Q值。

S130、在构成第一电极的图案化金属结构上形成第一绝缘层。

具体地，结合图1和图2，在构成第一电极3的图案化金属结构上形成第一绝缘层1。示例性地，可以设置构成第一绝缘层1的材料包括SiN_x、AlO_x和TaO_x中的至少一种，当构成第一绝缘层1的材料为SiN_x时，可以采用化学气相沉积工艺形成第一绝缘层1，例如可以采用等离子增强化学气相沉积方法制作形成第一绝缘层1，等离子增强化学气相沉积需要的沉积温度较低，对膜层的结构和物理性质影响较小，形成的膜层厚度以及成分均匀性较好，且膜层较致密，附着力强。当构成第一绝缘层1的材料为AlO_x或TaO_x时，可以采用原子层沉积或金属有机化学气相沉积工艺形成第一绝缘层1。

示例性地，由于第一子电极41和第二子电极42通过对第二电极4进行图案化工艺形成，因此，也可以根据第一子电极41和第二子电极42的形状使第一绝缘层1形成相应的图案化结构，确保第一绝缘层1能够起到绝缘作用，以实现第一电极3与第一子电极41之间，以及第一电极3与第二子电极42之间的电绝缘即可。

S140、在第一绝缘层上形成构成第二电极的图案化金属结构。

具体地，结合图1和图2，同样可以利用电镀或者溅射工艺，或者先通过物理或化学气相沉积等方法先沉积一层金属层22，再对形成的金属层22进行构图工艺，例如采用刻蚀工艺形成构成第二电极4的图案化金属结构，以形成第一子电极41和第二子电极42。同样的，优选采用电镀工艺形成构成第二电极4的图案化金属结构，电镀工艺能形成厚度较大的金属膜层，有利于提高贴片式电容的Q值。

可选地，结合图1和图2，沿层叠方向XX’，贴片式电容还包括位于第二电极4远离第一电极3一侧的引脚层5，引脚层5设置有第一引脚51和第二引脚52。在第一绝缘层1上形成构成第二电极4的图案化金属结构之后，贴片式电容的制作方法还可以包括在构成第二电极4的图案化金属结构上形成第二绝缘层6并在第二绝缘层6的设定位置上形成过孔结构，在第二绝缘层6上形成第一引脚51和第二引脚52。具体地，第一子电极41通过位于第二绝缘层6中的对应过孔结构61与第一引脚51电连接，第二子电极42通过位于第二绝缘层6中的对应过孔结构62与第二引脚52电连接。示例性地，在第二绝缘层6上形成第一引脚51以及第二引脚52时，构成第一引脚51以及第二引脚52的材料填充第二绝缘层6上对应的过孔结构，第一子电极41通过位于第二绝缘层6中的对应过孔结构61与第一引脚51电连接，第二子电极42通过位于第二绝缘层6中的对应过孔结构62与第二引脚52电连接。

示例性地，结合图1和图2，第一引脚51包括第一焊盘结构511和位于第一焊盘结构511上的第一图案化金属结构512，第二引脚52包括第二焊盘结构521和位于第二焊盘结构521上的第二图案化金属结构522，可以在第二绝缘层6上先形成第一图案化金属结构512和第二图案化金属结构522，然后在第一图案化金属结构512和第二图案化金属结构522上形成对应的焊盘结构，可以设置第一引脚51以及第二引脚52中的金属结构与对应的焊盘结构形状一致，二者同时实现图案化以简化工艺制程。

可选地，在第二绝缘层6上形成第一引脚51和第二引脚52之后，可以去除衬底或研磨衬底，即剥离位于构成第一电极3的图案化金属结构上方的衬底或研磨位于构成第一电极3的图案化金属结构上方的衬底以形成完整的贴片式电容。在去除衬底或研磨衬底之后，可以对金属层2和绝缘层1切割形成标准的表贴器件尺寸，例如0201、01005或者更小尺寸的表贴器件。

本实用新型实施例提供的贴片式电容包括层叠结构，层叠结构包括沿层叠方向间隔设置的绝缘层和金属层，位于相邻金属层中的图案化金属结构形成贴片式电容的第一电极和第二电极，设置第二电极包括第一子电极和第二子电极，构成第一子电极的图案化金属结构和构成第二子电极的图案化金属结构位于同一金属层，沿层叠方向，第一电极的垂直投影与第一子电极的垂直投影以及第二子电极的垂直投影均存在部分重叠，即第一电极与第一子电极与第二子电极均存在正对部分，第一电极与第一子电极以及第一电极与第二子电极均形成电容结构，通过将第二电极分为第一子电极以及第二子电极，提高了贴片式电容的耐压性；另一方面采用半导体工艺制成贴片式电容，在有利于实现贴片式电容小型化的同时，有利于精确控制贴片式电容的尺寸，提高贴片式电容的精度，且能够降低电容的等效串联电阻，提高贴片式电容的Q值。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims

1.一种贴片式电容，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的贴片式电容，其特征在于，沿所述层叠方向，所述绝缘层的厚度小于所述金属层的厚度。

3.根据权利要求1所述的贴片式电容，其特征在于，沿所述层叠方向，所述贴片式电容还包括位于所述第二电极远离所述第一电极一侧的引脚层，所述引脚层设置有第一引脚和第二引脚，所述第一子电极与所述第一引脚电连接，所述第二子电极与所述第二引脚电连接。

4.根据权利要求3所述的贴片式电容，其特征在于，所述引脚层与所述第二电极之间包括至少一层绝缘层，所述第一子电极通过所述引脚层与所述第二电极之间绝缘层中的过孔结构与所述第一引脚电连接，所述第二子电极通过所述引脚层与所述第二电极之间绝缘层中的过孔结构与所述第二引脚电连接。

5.根据权利要求3或4所述的贴片式电容，其特征在于，所述第一引脚包括第一焊盘结构和位于所述第一焊盘结构上的第一图案化金属结构，所述第一子电极与所述第一图案化金属结构电连接；

6.根据权利要求1所述的贴片式电容，其特征在于，所述第一电极为整面电极，所述第一子电极与所述第二子电极为块状电极。

7.根据权利要求1所述的贴片式电容，其特征在于，构成所述绝缘层的材料包括SiN_x、AlO_x和TaO_x中的至少一种。