CN1838350B - 多层陶瓷电容器及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种通过喷墨涂布同时涂布内电极和外电极的多层陶瓷电容器。一种多层陶瓷电容器的制作方法，所述多层陶瓷电容器包括第一外电极、电介质、内电极和第二外电极，该方法包括同时涂布第一外电极、内电极和第二外电极，所述内电极与第一外电极连接且形成于使电介质的一侧的一部分开口的电介质内陷部分、通过喷墨涂布与第一外电极一体形成的。根据本发明提供的多层陶瓷电容器的制作方法通过一体涂布内电极和外电极解决了接触问题，并减少了工艺步骤。

Description

多层陶瓷电容器及其制作方法

技术领域

本发明是关于一种电子元件，尤其是关于一种多层陶瓷电容器及其制作方法。

背景技术

多层陶瓷电容器(Multi-Layer Ceramic Capacitor，MLCC)是一种具有多层结构的叠片电容器(laminated capacitor)电子元件，该电容器具有多种功能，如DC信号阻断、旁路阻断、共振频率阻断等。随着手持式通信终端的发展，对体积小、质量轻的多层陶瓷电容器的需求也日益增加。根据常规技术，通过将电极浆料涂布在基板上的、将多层基板层压后切割、在高温下烘烤、涂覆外电极、烘烤以及涂覆得到多层陶瓷电容器，其中涂布的方法有丝网涂布、凸版涂布(flexo printing)和凹版涂布。

由于内电极涂布在经涂布的电介质薄片上，当电介质薄片层合时，由于内电极厚度的不同而引起高度差。图1中示出了内电极110和电介质120，由于内电极厚度不同，电介质形成了高度差。为了减小高度差，建议减小内电极的厚度，但这种减小幅度是有限的。

如上所述，多层陶瓷电容器的制作方法包括模制、涂布、层合、压缩、切割、抛光和加工外电极。因而，电介质薄片之间连接不好会引起分层。此外，内电极和外电极的单独制作会引起内电极和外电极之间的接触问题。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种通过同时涂布内电极和外电极而克服高度差问题的多层陶瓷电容器及其制作方法。

本发明的再一个目的是提供一种能改善在层合过程中电介质薄片之间附着力的多层陶瓷电容器及其制作方法。

本发明的另一个目的是提供一种通过整体涂布内电极和外电极而克服接触问题的多层陶瓷电容器及其制作方法。

本发明的又一个目的是提供一种通过同时涂布内电极和外电极而减少制作步骤的多层陶瓷电容器及其制作方法。

根据本发明的第一种优选实施方式，本发明提供了一种多层陶瓷电容器的制作方法，该方法包括：同时涂布第一外电极、内电极和第二外电极，所述内电极与第一外电极连接且形成于电介质的内陷部分，内陷使电介质的一侧的一部分开口，所述第二外电极通过喷墨涂布与内电极一体形成。

此处，喷墨涂布可以是根据预定模式使用喷墨涂布头喷射电极墨的方法。

另外，内电极、第一外电极和第二外电极可以通过喷墨涂布与电介质同时涂布。喷墨涂布可以是通过使用多个喷墨涂布头根据预定模式喷射电极墨和电介质墨的方法。

此处，多个喷墨涂布头可以包括用于喷射电极墨的电极喷墨涂布头和用于喷射电介质墨的电介质喷墨涂布头。电极喷墨涂布头和电介质喷墨涂布头根据它们自身的操作信号可以通过一体移动或独立移动进行喷墨。

根据本发明的另一种优选实施方式，本发明提供了一种根据上述方法制作的多层陶瓷电容器。

根据本发明的另一种优选实施方式，本发明提供了一种用于制作多层陶瓷电容器的装置，该装置包括用于喷射电极墨的电极喷墨涂布头和用于喷射电介质墨的电介质喷墨涂布头，其中，电极喷墨涂布头和电介质喷墨涂布头同时涂布各个内电极、外电极和电介质。

此处，电极喷墨涂布头同时涂布第一外电极、内电极和第二外电极，所述内电极与第一外电极连接且形成于使电介质的内陷部分，该内陷使得电介质一侧的一部分开口，所述第二内电极通过喷墨涂布与内电极一体形成。

此外，电极喷墨涂布头和电介质喷墨涂布头根据它们自身的操作信号可以通过一体移动或独立移动喷墨。

根据本发明的再一种优选实施方式，本发明提供了一种多层陶瓷电容器的制作方法，该方法包括：通过使用多个喷墨涂布头根据预定模式喷射电极墨和电介质墨而同时涂布内电极、外电极和电介质；将与内电极和外电极一起涂布的电介质薄片层合并压缩；根据预定模式切割电介质薄片；并且烧结电介质薄片。

此处，切割所述电介质薄片的切割线平行于外电极，并将外电极分成两部分。预定模式为使线形电极和梳形电极交替形成的模式，其中线形电极为第一外电极，梳形电极的突出部分为内电极，梳形电极的主体部分为第二外电极。

多个喷墨涂布头可以包括用于喷射电极墨的电极喷墨涂布头和用于喷射电介质墨的电介质喷墨涂布头。

此处，电介质喷墨涂布头和电极喷墨涂布头可以根据它们自身的操作信号通过一体移动或独立移动喷墨。

根据本发明的另一种优选实施方式，本发明提供了一种多层陶瓷电容器的制作方法，该方法包括：使用多个喷墨涂布头根据预定模式喷射电极墨和电介质墨，形成与内电极、外电极和电介质同时涂布的电介质下薄片；使用多个喷墨涂布头根据预定模式在电介质下薄片上喷射电极墨和电介质墨，形成与内电极、外电极和电介质同时涂布的具有预定数量的电介质上薄片；将电介质下薄片与具有预定数量的电介质上薄片一起烧结。

此处，该方法还可以包括根据预定模式切割电介质下薄片和电介质上薄片。

多个喷墨涂布头包括用于喷射电极墨的电极喷墨涂布头和用于喷射电介质的墨的电介质喷墨涂布头。

此处，电极喷墨涂布头和电介质喷墨涂布头可以根据它们自己的操作信号一体移动或独立移动喷墨。

根据本发明的另一种优选实施方式，本发明提供了一种多层陶瓷电容器，该电容器包括第一外电极、内陷从而一侧的一部分开口并与第一外电极连接的电介质、形成于电介质内陷部分的内电极、以及涂布有与内电极一体形成的第二外电极的多个电介质薄片，其中，电介质薄片与第一外电极和第二外电极对称层合以彼此电连接。

此处，第一外电极、电介质、内电极和第二外电极可以通过喷墨涂布同时涂布，所述喷墨涂布是一种使用多个喷墨涂布头根据预定模式喷射电极墨和电介质墨的方法。

而且，电介质、内电极和第二外电极可以由彼此不同的材料形成。

本发明提供的多层陶瓷电容器及其制作方法通过同时涂布内电极和外电极而解决了高度差问题。

而且，本发明提供的多层陶瓷电容器及其制作方法提高了层合电介质薄片之间的附着力。

另外，本发明提供的多层陶瓷电容器及其制作方法通过一体涂布内电极和外电极而解决了接触问题。

另外，本发明提供的多层陶瓷电容器及其制作方法通过同时涂布内电极和外电极而减少了工艺步骤。

附图说明

图1示出了由常规多层陶瓷电容器的内电极引起的高度差；

图2示出了根据本发明优选实施方式通过喷墨涂布同时涂布电介质和电极的方法；

图3为根据本发明优选实施方式通过喷墨涂布同时涂布的电介质和电极模式的横截面示意图；

图4为根据本发明优选实施方式通过喷墨涂布同时涂布的电介质和电极模式的侧视图；

图5为根据本发明优选实施方式由通过喷墨涂布同时涂布的电介质和电极层合形成的多层陶瓷电容器的横截面示意图；

图6为根据本发明第一种实施方式通过喷墨涂布同时涂布的电介质和电极模式的侧视图；

图7示出了根据本发明第一种实施方式将通过喷墨涂布同时涂布得到的电介质和电极进行层合的方法；

图8为用于说明使用根据本发明第一种实施方式通过喷墨涂布同时涂布的电介质和电极而形成多层陶瓷电容器的工艺流程图；

图9示出了根据本发明第二种实施方式将通过喷墨涂布同时涂布得到的电介质和电极进行层合的方法；

图10为用于说明使用根据本发明第二种实施方式通过喷墨涂布同时涂布的电介质和电极而形成多层陶瓷电容器的工艺流程图。

附图符号说明

240：电极喷墨涂布头

250：电介质喷墨涂布头

310(1)，310(2)：外电极

320：电介质

330：内电极

具体实施方式

下面参照附图详细描述本发明提供的多层陶瓷电容器及其制作方法.在附图中，相同或相应的元件用相同的附图标记表示，附图中重复部分不进行重复描述.而且，本发明对使用多层陶瓷的一般多层陶瓷电子元件都适用.在详细描述本发明的优选实施方式之前先描述多层陶瓷电容器的一般原理.

多层陶瓷电容器包括电介质、内电极和外电极。电介质为多层陶瓷电容器的外部主体，由陶瓷材料制成，因此称为“陶瓷体”。典型的电介质是在环境温度下具有高导电率的钛酸钡(BaTiO₃，BT)。钛酸钡粉末电介质的烧结温度为约1250℃。

内电极位于电介质内，为导电材料。内电极的例子包括熔融温度分别为1555℃、1452℃、1083℃的钯(Pd)、镍(Ni)、铜(Cu)等。外电极为导电材料，以将多层陶瓷电容器与外电源连接。由于外电极是为表面固定元件设计的，因此不仅与外电源连接，而且固定到基材上时还应该能很好地附着在焊材上。

图2示出了根据本发明优选实施方式通过喷墨涂布同时涂布电介质和电极的方法。如图2所示，电极喷墨涂布头240和电介质喷墨涂布头250根据预定模式在载体膜210上形成电极230和电介质220。

电极喷墨涂布头240和电介质喷墨涂布头250分别喷射电极墨和电介质墨。电极墨可以含有金属粉末如钯、镍、铜、钨、钼等、粘合剂和溶剂，所述电介质墨可以含有钛酸钡粉末、粘合剂和溶剂。此处，电介质墨和电极墨可以使用不易混合的不同溶剂，这样同时涂布时就不会混合。

此处，术语“通过喷墨涂布同时涂布电极和电介质”不仅意味着同时喷射电极墨和电介质墨，而且还意味着通过多个喷墨涂布头按照预定程序涂布电极和电介质。因而，电介质和电极可以同时涂布或采用相同的路径涂布。例如，如图2所示，电极喷墨涂布头240和电介质喷墨涂布头250在载体膜210上一体移动以同时涂布内电极和电介质。此处，电极喷墨涂布头240停止移动，电介质喷墨涂布头250仅仅在喷射电介质的位置喷射电介质墨。而且，同时涂布电极和电介质意味着在相同的路径下涂布。

这种电极喷墨涂布头240和电介质喷墨涂布头250可以是用于喷墨涂布装置用于喷墨的涂布头。例如，喷墨涂布装置可以包括支撑装置的支撑部分、根据预定模式通过在载体膜上喷墨涂布内电极和电介质的喷墨涂布头、在载体膜210上移动喷墨涂布头的移动部分和执行用于使喷墨涂布头根据预定模式喷墨的程序的电路部分。

此处，电极喷墨涂布头240和电介质喷墨涂布头250可以通过一体移动喷墨。也就是说，电介质和电极根据预定模式在相同路径下涂布。当涂布头同时移动时，电极和电介质可以根据各个涂布头自身的具有控制喷墨时间和喷墨量的预定方式进行涂布。根据本发明的另一种具体实施方式，电极喷墨涂布头240和电介质喷墨涂布头250可以根据它们自身的操作信号通过独立移动进行喷墨。也就是说，每个涂布头有一套装置或一套独立的装置，这样可以接收来自不同程序的不同信号并执行相应的指示。

此处，电极230为与内电极和外电极一体形成的电极。也就是说，用于内电极的部分和用于外电极的部分根据电极230上的预定模式进行区分。区分内电极和外电极的模式将在下面进行详细描述。

图3为根据本发明优选实施方式通过喷墨涂布同时涂布的电介质和电极模式的横截面示意图。图4是侧视图。图5为层合有根据本发明优选实施方式通过喷墨涂布同时涂布的电介质、内电极和外电极的多层陶瓷电容器的横截面示意图。

图3至图5示出了外电极310(1)、310(2)、电介质320和内电极330.由于内电极330和外电极310(2)一体形成，因而解决了常规技术的接触问题.此处，内电极330和外电极310(1)、310(2)根据喷墨涂布程序由相同或不同的金属形成.喷墨涂布头240可以有两种操作方式.可选择性地，一个电极喷墨涂布头根据预定模式移动并在内电极部分喷射用于内电极的墨、在外电极部分喷射用于外电极的墨.根据另一种方法，电极喷墨涂布头240包括内电极喷墨涂布头和外电极喷墨涂布头，分别喷射用于内电极的墨和用于外电极的墨，以分别涂布内电极和外电极.

此处，当与电极同时涂布的电介质薄片和电介质以180℃横向对称交叉层合时，即形成多层陶瓷电容器。也就是说，电介质薄片以电介质的中心为旋转轴旋转，电介质下薄片的外电极310(1)和电介质上薄片的外电极310(2)以预定数量叠合，由此形成多层陶瓷电容器。在一端，电介质下薄片的外电极310(1)和电介质上薄片的外电极310(2)彼此电连接，形成多层陶瓷电容器第一外电极部分，在另一端，电介质下薄片的外电极310(2)和电介质上薄片的外电极310(1)彼此电连接，形成多层陶瓷电容器第二外电极部分。第一外电极和第二外电极彼此绝缘以形成多层陶瓷电容器的两端。

因此，电介质下薄片的外电极310(1)和电介质上薄片的外电极310(2)互相重叠，这样就不引起内电极和外电极之间的接触问题。电介质内陷，使得电介质一侧的一部分开口，并在非开口侧与外电极310(1)连接、在开口侧与外电极310(2)连接。此外，电介质下薄片的电介质和电介质上薄片的电介质彼此接触并作为多层陶瓷电容器的层间电介质。当电介质内陷超过横向一半时，且电介质薄片在横向对称叠合，则形成于内陷部分的内电极330与之间的电介质发生部分重叠。因而，内电极330的重叠部分充当多层陶瓷电容器电极的作用。

示出了多层陶瓷电容器及其制作方法的附图已在前面进行了描述。下面通过本发明具体实施方式对多层陶瓷电容器及其制作方法进行更详细的描述。本发明的实施方式分成两种，一种是在载体膜上通过喷墨涂布形成电介质薄片然后将形成的电介质薄片层合的方法，另一种是通过喷墨涂布形成电介质薄片然后通过喷墨涂布重复在形成的电介质薄片上形成电介质薄片的方法。

图6是根据本发明第一种实施方式通过喷墨涂布同时涂布电介质和电极的梳形模式的侧视图。图7示出了当根据本发明第一种实施方式通过喷墨涂布同时涂布的电介质和电极被层合时的接触点。

如图6和图7所示，梳形电极的突出部分为内电极630，梳形电极的主体部分为外电极610(2)，在梳形电极之间形成的线形电极为另一外电极610(1)。电介质上薄片的外电极610(2)和电介质下薄片的外电极610(1)重叠以使具有预定数量的电介质薄片层合。根据切割模式得到多层陶瓷电容器，其中内电极交替层合。切割电介质薄片的切割线平行于各外电极610(1)、610(2)并将外电极610(1)、610(2)分成两部分。

图8示出了使用根据本发明的第一种实施方式通过喷墨涂布同时涂布的电介质和电极而形成多层陶瓷电容器的工艺流程图。

在S810，根据预定模式通过使用电极喷墨涂布头240和电介质喷墨涂布头250涂布外电极610(1)、610(2)、电介质620和内电极630。

在S820，与外电极610(1)及610(2)一起涂布的电介质薄片、电介质620和内电极630以预定数量层合，在S830，层合的电介质薄片被压缩并进一步在S840被切割成芯片单元.在S850，烧结并涂覆芯片以得到所需的具有芯片单元的多层陶瓷电容器.因此，本发明提供的方法具有能够省去内电极的形成工艺并能最大程度地使用常规技术的层合、压缩和切割工艺的优点.

图9示出了层合电介质和电极的方法，所述电介质和电极根据本发明的第二种实施方式通过建造法(build-up method)由喷墨涂布同时涂布。如图9所示，通过使用电极喷墨涂布头940和电介质喷墨涂布头950涂布外电极910(1)、910(2)、电介质920和内电极930。电介质薄片层合成预定数量，涂布的模式为电介质薄片依次旋转180℃。因而，电介质下薄片和电介质上薄片在外电极910(1)、910(2)互相接触。

图10示出了通过层合电介质和电极而形成多层陶瓷电容器的工艺流程图，其中电介质和电极根据本发明的第二种实施方式通过建造法由喷墨涂布同时涂布。下面详细描述与第一种实施方式的不同之处。

在S1010，外电极610(1)、610(2)、电介质620和内电极630根据预定模式通过使用电极喷墨涂布头240和电介质喷墨涂布头250涂布。这种涂布过程重复在涂布电介质薄片上进行。因而，与上述第一种实施方式不同的是，该方式省去了层合电介质的步骤。

在S1020切割成芯片单元。此处，插入了切割成芯片单元的步骤，但如果具有芯片单元的电介质薄片从开始就涂布并层合，这个步骤也可以省去。在S1030，烧结并涂覆形成的芯片以得到所需的具有芯片单元的多层陶瓷电容器。

因此，根据该方法，模制、涂布、层合、压缩、切割和形成外电极的过程可以只通过一步得到。

尽管前述详细描述了本发明的各种实施方式，但应该理解的是上述实施方式仅仅是实现本发明精髓的例子，只要不背离本发明的精髓，任何改变或修饰的实施例仍然在本发明范围内。

Claims (13)

1.一种多层陶瓷电容器的制作方法，所述多层陶瓷电容器包括第一外电极、电介质、内电极和第二外电极，该方法包括：同时涂布第一外电极、内电极和第二外电极，所述内电极与第一外电极连接且形成于电介质内陷部分，内陷使电介质的一侧开口，所述第二外电极通过喷墨涂布与内电极一体形成。

2.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器的制作方法，其中，所述喷墨涂布为根据预定模式通过使用喷墨涂布头喷射电极墨的方法。

3.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器的制作方法，其中，所述喷墨涂布允许电介质与内电极、第一外电极和第二外电极一起同时涂布，所述同时涂布是指通过多个喷墨涂布头按照预定程序涂布电极和电介质。

4.根据权利要求3所述的多层陶瓷电容器的制作方法，其中，所述多个喷墨涂布头包括用于喷射电极墨的电极喷墨涂布头和用于喷射电介质墨的电介质喷墨涂布头。

5.根据权利要求4所述的多层陶瓷电容器的制作方法，其中，所述电极喷墨涂布头和电介质喷墨涂布头通过一体移动喷墨。

6.根据权利要求4所述的多层陶瓷电容器的制作方法，其中，所述电极喷墨涂布头和电介质喷墨涂布头根据自身的操作信号通过独立移动喷墨。

7.一种多层陶瓷电容器，该多层陶瓷电容器由权利要求1-6中任意一项所述的多层陶瓷电容器的制作方法制得。

8.一种用于制作多层陶瓷电容器的装置，该装置包括用于喷射电极墨的电极喷墨涂布头和用于喷射电介质墨的电介质喷墨涂布头，其中，所述电极喷墨涂布头和电介质喷墨涂布头同时涂布各内电极、外电极和电介质，其中，所述电极喷墨涂布头同时涂布第一外电极、内电极和第二外电极，所述内电极与第一外电极连接且形成于电介质内陷部分，内陷使电介质的一侧在一个位置开口，所述第二外电极通过喷墨涂布与内电极一体形成，所述同时涂布是指通过多个喷墨涂布头按照预定程序涂布电极和电介质。

9.根据权利要求8所述的用于制作多层陶瓷电容器的装置，其中，所述电极喷墨涂布头和电介质喷墨涂布头通过一体移动喷墨。

10.根据权利要求8所述的用于制作多层陶瓷电容器的装置，其中，所述电极喷墨涂布头和电介质喷墨涂布头根据自身的操作信号通过独立移动喷墨。

11.一种多层陶瓷电容器，该电容器包括第一外电极、内陷从而一侧的一部分开口且与第一外电极连接的电介质、形成于电介质内陷部分的内电极、以及涂布有与内电极一体形成的第二外电极的多个电介质薄片，

其中，所述多个电介质薄片被对称层合使得一个电介质薄片的所述第一外电极和第二外电极分别与相邻的电介质薄片的第二外电极和第一外电极电连接。

12.根据权利要求11所述的多层陶瓷电容器，其中，所述多层陶瓷电容器通过喷墨涂布与第一外电极、电介质、内电极和第二外电极同时形成，所述同时形成是指通过多个喷墨涂布头按照预定程序涂布电极和电介质。

13.根据权利要求11所述的多层陶瓷电容器，其中，所述第一外电极、电介质、内电极和第二外电极彼此由不同材料形成。

Images