TW202239141A - 層積型電子元件的製備方法及其所製備的層積型電子元件 - Google Patents

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本發明提供了一種層積型電子元件的製備方法以及其所製備的層積型電子元件，該製備方法主要包括對一電容陶瓷粉末以及一電感陶瓷粉末進行乾壓成型以形成一複合層積圓錠；進行一第一燒結程序，將該複合層積圓錠中的一電容錠層以及一電感錠層燒結緻密，以形成一電容材料層以及一電感材料層；以及於該電容材料層外露的一表面上塗佈一第一電極層，以及於該電感材料層外露的一表面上塗佈一第二電極層，以完成該層積型電子元件。

Description

層積型電子元件的製備方法及其所製備的層積型電子元件
本發明提供一種層積型電子元件的製備方法及其所製備的層積型電子元件，尤指一種具有L-C濾波器的結構的層積型電子元件的製備方法及其所製備的層積型電子元件。
由於過去的L-C濾波器的結構，主要都是串聯電感晶片以及電容晶片以形成電感-電容雙晶片模式而進行設計，然而，若欲串聯不同的晶片，需要從印刷電路板上進行打樣設計，因此，設計過程相對複雜。
然而，若能經由乾壓成型技術，將陶瓷粉末進行上下沖壓後，並且再塗上兩面上層與下層之電極，則可形成一體合成之L-C濾波器元件架構，並大幅地簡化製備程序且降低製備成本。
本發明提供了一種層積型電子元件的製備方法，包括：步驟(A)：提供一電容陶瓷粉末以及一電感陶瓷粉末；步驟(B)：對該電容陶瓷粉末以及該電感陶瓷粉末進行乾壓成型，而形成一複合層積圓錠，該複合層積圓錠包括一電容錠層、以及一電感錠層，該電感錠層形成於該電容錠層上；步驟(C)：進行一第一燒結程序，將該複合層積圓錠中的該電容錠層以及該電感錠層燒結緻密，以形成一電容材料層以及一電感材料層；步驟(D)：於該電容材料層外露的一表面上塗佈一第一電極層，以及於該電感材料層外露的一表面上塗佈一第二電極層，以完成該層積型電子元件；其中，該層積型電子元件依序包括該第一電極層、該電容材料層、該電感材料層、以及該第二電極層。
於一實施態樣中，該層積型電子元件的製備方法更包括步驟(E)：進行一第二燒結程序，將該第一電極層及該第二電極層燒結緻密。
於一實施態樣中，該電容陶瓷粉末材料為至少一選自由 CaTiO 3、BaSmTiO 3、BaNdTiO 3、及其混合物所組成之群組。
於一實施態樣中，該電感陶瓷粉末材料為至少一選自由Mg 2SiO 4、CaSiO 4、及其混合物所組成之群組。
於一實施態樣中，步驟(B)更包括步驟(B-1)：將該電容陶瓷粉末填充於一沖壓模具中，並進行沖壓，以形成該電容錠層；以及步驟(B-2)：將該電感陶瓷粉末填充於該沖壓模具中，與該電容錠層一同沖壓，於該電容錠層上形成該電感錠層，以完成該複合層積圓錠。
於另一實施態樣中，步驟(B)更包括步驟(b-1)：將該電容陶瓷粉末填充於一沖壓模具中，並進行沖壓，以形成該電容錠層；以及步驟(b-2)：將該電感陶瓷粉末填充於該沖壓模具中，與該電容錠層一同沖壓，於該電容錠層上形成該電感錠層，以完成該複合層積圓錠。
於一實施態樣中，步驟(B)中的沖壓壓力為1000 psi至2000 psi，該沖壓模具的直徑為5 mm至15 mm，其中，較佳的沖壓壓力為1500 psi，該沖壓模具的直徑較佳為10 mm。
於一實施態樣中，步驟(C)中的該第一燒結程序係於850-900 oC下進行0.5-4小時。
於一實施態樣中，步驟(D)中的該第一電極層以及該第二電極層各自為一銅層、或一銀層。
於一實施態樣中，步驟(E)中的該第二燒結程序細750-850 oC下進行5-20分鐘。
本發明更提供了一種層積型電子元件，包括：一第一電極層；一電容材料層，形成於該第一電極層上；一電感材料層，形成於該電容材料層上；以及一第二電極層，形成於該電感材料層上；其中，該層積型電子元件係由上述的製備方法所製備。
於一實施態樣中，該電容材料層的相對電容K值ε r=80-120，其中，較佳的相對電容K值ε r=100，該電感材料層的電感值L=0.1-10 μH，其中，較佳的電感值L=5 μH。
於本發明中，所製備的層積型電子元件具備有L-C濾波器的特性。
首先，詳細敘述本發明所提供的層積型電子元件的製備方法，主要包括步驟(A)：提供一電容陶瓷粉末以及一電感陶瓷粉末，其中，該電容陶瓷粉末為至少一選自由 CaTiO 3、BaSmTiO 3、BaNdTiO 3、及其混合物所組成之群組，而該電感陶瓷粉末包括為至少一選自由Mg 2SiO 4、CaSiO 4、及其混合物所組成之群組。
然而於其他實施態樣中，該電容陶瓷粉末及該電感陶瓷粉末的組成分並不受限於此，可為本領域中習知的及他電容陶瓷粉末或電感陶瓷粉末，並由熟知本領域的技術人員所配置。
接著，步驟(B)：對該電容陶瓷粉末以及該電感陶瓷粉末進行乾壓成型，而形成一複合層積圓錠，該複合層積圓錠包括一電容錠層、以及一電感錠層，該電感錠層形成於該電容錠層上。詳細而言，步驟(B)更包括步驟(B-1)：將該電容陶瓷粉末填充於直徑為10 mm的一沖壓模具中，並以1500 psi的壓力對該電容陶瓷粉末的上下表面進行沖壓，以形成該電容錠層；以及步驟(B-2)：將該電感陶瓷粉末填充於該沖壓模具中，且接觸該容錠層，並以1500 psi的壓力與該電容錠層一同進行沖壓，於該電容錠層上形成該電感錠層，以完成該複合層積圓錠。
然而於其他實施態樣中，步驟(B)中形成電容錠層及電感錠層的順序可以相互調換，例如，步驟(B)可更包括步驟(b-1)：將該電感陶瓷粉末填充於直徑為10 mm的一沖壓模具中，並以1500 psi的壓力對該電感陶瓷粉末的上下表面進行沖壓，以形成該電感錠層；以及步驟(b-2)：將該電容陶瓷粉末填充於該沖壓模具中，且接觸該電感錠層，並以1500 psi的壓力與該電感錠層一同沖壓，於該電感錠層上形成該電容錠層，以完成該複合層積圓錠。
然而，於其他實施態樣中，該沖壓壓力可為1000 psi至2000 psi之間，而該沖壓模具的直徑可為5 mm至15 mm，可由本領域之技術人員依照需求而選擇。
接著，步驟(C)：進行一第一燒結程序，該第一燒結程序係於900°C下進行2小時，以將該複合層積圓錠中的該電容錠層以及該電感錠層燒結緻密，以形成一電容材料層以及一電感材料層，且該電容錠層與該電感錠層之間於燒結過程中沒有發生固熔擴散反應，仍可維持其電容材料層的電容值以及電感材料層的電感特性。
步驟(D)：於該電容材料層外露的一表面上塗佈一第一電極層，以及於該電感材料層外露的一表面上塗佈一第二電極層，其中，該第一電極層以及該第二電極層皆為銅層，然而於其他實施態樣中，該第一電極層及該第二電極層可為其他本領域中習知可作為電極層的材料所製備。
最後，進行步驟(E)：進行一第二燒結程序，該第一燒結程序係於750°C下進行10分鐘，將該第一電極層及該第二電極層燒結緻密，以完成如圖1所示的該層積型電子元件1000。
圖1所示的層積型電子元件1000由上到下依序包括該第一電極層1、該電容材料層2、該電感材料層3、以及該第二電極層4，其中，該電容材料層2的相對電容K值ε r=8，該電感材料層3的電感值L=5 μH。而該層積型電子元件1000具有L-C濾波器之特性，可應用作為微波通訊零組件。
1000:層積型電子元件 1:第一電極層 2:電容材料層 3:電感材料層 4:第二電極層
圖1是本發明一實施態樣的層積型電子元件的製備方法的流程圖。 圖2是本發明一實施態樣的層積型電子元件的側視圖。
1000:層積型電子元件
1:第一電極層
2:電容材料層
3:電感材料層
4:第二電極層

Claims (13)

  1. 一種層積型電子元件的製備方法，包括： 步驟(A)：提供一電容陶瓷粉末以及一電感陶瓷粉末； 步驟(B)：對該電容陶瓷粉末以及該電感陶瓷粉末進行乾壓成型，而形成一複合層積圓錠，該複合層積圓錠包括一電容錠層、以及一電感錠層，該電感錠層形成於該電容錠層上； 步驟(C)：進行一第一燒結程序，將該複合層積圓錠中的該電容錠層以及該電感錠層燒結緻密，以形成一電容材料層以及一電感材料層；以及 步驟(D)：於該電容材料層外露的一表面上塗佈一第一電極層，以及於該電感材料層外露的一表面上塗佈一第二電極層，以完成該層積型電子元件； 其中，該層積型電子元件依序包括該第一電極層、該電容材料層、該電感材料層、以及該第二電極層。
  2. 如請求項1所述的製備方法，更包括步驟(E)：進行一第二燒結程序，將該第一電極層及該第二電極層燒結緻密。
  3. 如請求項1所述的製備方法，於步驟(A)中，該電容陶瓷粉末材料為至少一選自由 CaTiO 3、BaSmTiO 3、BaNdTiO 3、及其混合物所組成之群組。
  4. 如請求項1所述的製備方法，於步驟(A)中，該電感陶瓷粉末材料為至少一選自由Mg 2SiO 4、CaSiO 4、及其混合物所組成之群組。
  5. 如請求項1所述的製備方法，其中，步驟(B)更包括： 步驟(B-1)：將該電容陶瓷粉末填充於一沖壓模具中，並進行沖壓，以形成該電容錠層；以及 步驟(B-2)：將該電感陶瓷粉末填充於該沖壓模具中，與該電容錠層一同沖壓，於該電容錠層上形成該電感錠層，以完成該複合層積圓錠。
  6. 如請求項1所述的製備方法，其中，步驟(B)更包括： 步驟(b-1)：將該電容陶瓷粉末填充於一沖壓模具中，並進行沖壓，以形成該電容錠層；以及 步驟(b-2)：將該電感陶瓷粉末填充於該沖壓模具中，與該電容錠層一同沖壓，於該電容錠層上形成該電感錠層，以完成該複合層積圓錠。
  7. 如請求項5或6所述的製備方法，其中，該沖壓壓力為1000 psi至2000 psi，該沖壓模具的直徑為5 mm至15 mm。
  8. 如請求項1所述的製備方法，於步驟(C)中，該第一燒結程序係於900°C下進行2小時。
  9. 如請求項1所述的製備方法，於步驟(D)中，該第一電極層以及該第二電極層各自為至一銅層、或一銀層。
  10. 如請求項2所述的製備方法，於步驟(E)中，該第二燒結程序細750°C下進行10分鐘。
  11. 一種層積型電子元件，包括： 一第一電極層； 一電容材料層，形成於該第一電極層上； 一電感材料層，形成於該電容材料層上；以及 一第二電極層，形成於該電感材料層上； 其中，該層積型電子元件係由請求項1至請求項10中任一項所述的製備方法所製備。
  12. 如請求項11所述的層積型電子元件，其中，該電容材料層的相對電容K值ε r=80-120，該電感材料層的電感值L=0.1-10 μH。
  13. 如請求項12所述的層積型電子元件，其中，該電容材料層的相對電容K值ε r=8，該電感材料層的電感值L=5 μH。
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