多层芯片陶瓷电容器的制备方法

技术领域

本发明涉及多层芯片陶瓷电容器领域，具体地说，涉及一种金端垂直电极多层芯片陶瓷电容器的制备方法领域。

背景技术

目前多层片式瓷介电容器通过以下工艺制备而成：浆料配料、流延、印叠、切割、排胶、烧结、倒角、封端、烧端、电镀等。采用该工艺制备多层芯片陶瓷电容器，封端沾浆时，由于多层芯片陶瓷电容器普遍较薄，浆面和封端工装的间距较小，浆料容易沾在封端工装上，导致沾浆失败。即使封端工序沾浆成功，因为浆料的表面张力问题，使得制得的外电极表面产生弧度(中间厚、四周薄)，外电极表面的不平整给用户金丝或金带焊接造成键合困难，容易出现键合力不足的问题。

发明内容

针对现有技术中上述的不足，本发明的目的在于提供一种多层芯片陶瓷电容器的制备方法，采用该方法能够改善现行工艺封端过程中沾浆失败、外电极表面不平整问题。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种多层芯片陶瓷电容器的制备方法，包括如下步骤：

将陶瓷浆料流延成型，制得陶瓷薄膜；

将金属浆料印刷在所述陶瓷薄膜上形成内电极层，烘干后得到印刷有内电极图案的陶瓷薄膜；

将印刷有内电极图案的陶瓷薄膜相互交错层叠，再与未经印刷的一个或多个陶瓷薄膜层叠，压合后制得层叠体；

将所述层叠体沿垂直于陶瓷薄膜所在平面的方向进行切割，得到多个相同大小的多层芯片陶瓷电容器生坯；

将切割后的所述多层芯片陶瓷电容器生坯进行排胶、烧结，得到陶瓷主体；

将多个陶瓷主体端面朝上或下粘贴于注胶容器内底面，向所述注胶容器中注入胶粘剂并没过所述陶瓷主体的上表面；胶粘剂干燥后脱去注胶容器，制得胶粘剂块；

将所述胶粘剂块上下表面进行研磨露出陶瓷主体的两个端面，并在研磨完成后的胶粘剂块上下表面溅射外电极层；

将完成外电极层溅射的胶粘剂块在高温下氧化或碳化，去除胶粘剂残留，分离出多个多层芯片陶瓷电容器。

进一步地，所述胶粘剂为以下的一种或多种的混合物：

环氧树脂、聚酯树脂、乙烯基树脂、聚氨酯树脂。

进一步地，胶粘剂干燥的工艺包括：

将所述注胶容器在50～130℃的温度下干燥处理1～60分钟或在常温下放置2～48小时。

进一步地，将完成外电极层溅射的胶粘剂块在高温下氧化或碳化，其工艺参数包括：

氧化或碳化温度为250～400℃，氧化或碳化时间为5～60分钟。

进一步地，将所述胶粘剂块上下表面进行研磨，包括：

在研磨机下采用不同规格的砂纸通过粗磨、细磨，以对所述胶粘剂块上下表面进行研磨，露出所有所述陶瓷主体的两个端面并使其表面平整，其中，砂纸目数为100～3000目。

进一步地，将金属浆料印刷在所述陶瓷薄膜上形成内电极层，印刷内电极的金属浆料为镍金属浆料或铜金属浆料或银钯金属浆料。

进一步地，将印刷有内电极图案的陶瓷薄膜相互交错层叠，再与未经印刷的一个或多个陶瓷薄膜层叠并压合，得到层叠体中，内电极距离层叠体上下表面的距离均大于0.02㎜。

进一步地，将多个烧结后陶瓷主体端面朝上或下放入注胶容器里，向所述注胶容器中注入胶粘剂并没过所述陶瓷主体的上表面，胶粘剂干燥后脱去注胶容器，制得胶粘剂块；所述胶粘剂块中陶瓷主体的内电极均垂直于胶粘剂块上下表面。

进一步地，在研磨完成后的胶粘剂块上下表面溅射外电极层中，所述外电极层的最外层材料为金。

本发明所述的一种多层芯片陶瓷电容器的制备方法，通过将多个烧结后陶瓷主体端面朝上或下放入注胶容器里，向所述注胶容器中注入胶粘剂并没过所述陶瓷主体的上表面，胶粘剂干燥后脱去注胶容器，制得胶粘剂块；将胶粘剂块上下表面进行研磨露出陶瓷主体的两个端面，并在研磨完成后的胶粘剂块上下表面溅射外电极层；将完成外电极层溅射的胶粘剂块在高温下氧化或碳化，去除胶粘剂残留，最终分离出多个多层芯片陶瓷电容器；从而解决了传统的沾浆工艺浆料容易沾在封端工装导致沾浆失败的问题，也避免了外电极表面不平整导致用户焊接时出现键合力不足的问题。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1为本申请提供的一种多层芯片陶瓷电容器的制备方法的流程图；

图2为本申请提供的一种注胶容器的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施例方式作进一步地详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请实施例保护的范围。

在本申请实施例使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请实施例。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

针对背景技术中所提到的技术问题，参照图1，本发明提供一种多层芯片陶瓷电容器的制备方法，包括以下步骤：

S1：将陶瓷浆料流延成型，制得陶瓷薄膜。

S2：将金属浆料印刷在陶瓷薄膜上形成内电极层，烘干后得到印刷有内电极图案的陶瓷薄膜。

S3：将印刷有内电极图案的陶瓷薄膜相互交错层叠，再与未经印刷的一个或多个陶瓷薄膜层叠，压合后制得层叠体。

其中，内电极图案在陶瓷薄膜上呈阵列分布，每个内电极之间留有一定距离的间隙，该间隙的宽度略大于切刀的厚度，例如，间隙宽度为0.1mm～0.4mm。印刷内电极的金属浆料可以为镍金属浆料或铜金属浆料或银钯金属浆料，将金属浆料印刷在陶瓷薄膜可选择丝网印刷工艺。

在本发明中，将印刷有内电极图案的陶瓷薄膜作为内电极，步骤S1中制备的陶瓷薄膜作为保护层，按预定的数量将内电极相互交错层叠，再将预定数量的保护层分别层叠于上、下方以保护内电极，压合后制得层叠体；优选的，内电极距离层叠体上下表面的距离大于0.02㎜。

S4：将所述层叠体沿垂直于陶瓷薄膜所在平面的方向进行切割，得到多个相同大小的多层芯片陶瓷电容器生坯。

在本发明中，内电极图形之间按照预设的间距等距排布，若切割完成后的多层芯片陶瓷电容器生坯的内电极不应外露的一侧与多层芯片陶瓷电容器生坯边缘之间的间距过小，在倒角或者研磨过程中可能出现内电极外露，导致多层芯片陶瓷电容器短路或出现短路风险，因此在切割过程中应当设定准确的切割的位置，防止部分多层芯片陶瓷电容器生坯的内电极的留边量过小，其中，留边量即为电极到电容器侧面的距离。

S5：将切割后的所述多层芯片陶瓷电容器生坯进行排胶、烧结，得到陶瓷主体。

在一个实施例中，烧结的具体过程为在还原性气体氛围下，将排胶后的多层芯片陶瓷电容器生坯加热至900℃～1300℃并保温2h～4h进行烧结，烧结完成后得到陶瓷主体。还原性气体氛围可以为经过加湿的氮气和氢气的混合气体氛围，其中，氢气与氮气的体积比可以是0～2：100。

S6：将多个陶瓷主体端面朝上或下粘贴于注胶容器内底面，向所述注胶容器中注入胶粘剂并没过所述陶瓷主体的上表面；胶粘剂干燥后脱去注胶容器，制得胶粘剂块。

如图2所示，图2为一个实施例中的注胶容器200的结构示意图，该注胶容器200内底面平整，内高大于陶瓷主体摆放高度，在往注胶容器200中注入胶粘剂后，胶粘剂能够完全覆盖陶瓷主体300的上表面。

在图2中，注胶容器200的内底面预先设置有用于粘贴陶瓷主体300的端面的胶体400，该胶体可以是双面胶或其他胶粘剂。在将陶瓷主体300的端面粘贴在胶体400上后，再向注胶容器200中注入胶粘剂，以没过陶瓷主体300的上表面。

其中，胶粘剂为能将同种或两种以上同质或异质的制件(或材料)连接在一起，固化后具有足够强度的有机或无机的、天然或合成的一类物质。优选的，在本申请中使用的胶粘剂为环氧树脂胶。在其他例子中，胶粘剂可以是以下的一种或多种的混合物：环氧树脂、聚酯树脂、乙烯基树脂、聚氨酯树脂。

环氧树脂胶是在环氧树脂的基础上对其特性进行再加工或改性，使其性能参数等符合特定的要求，通常环氧树脂胶也需要有固化剂搭配才能使用，并且需要混合均匀后才能完全固化，一般环氧树脂胶称为A胶或主剂，固化剂称为B胶或固化剂；环氧树脂胶优良粘接能力适合粘接本申请中的陶瓷主体，以保证固化后的胶粘剂块被研磨时，陶瓷主体不出现松动，并且因其透明性，便于观察研磨效果。

在优选的实施例中，胶粘剂干燥的工艺包括：

将注胶容器在50～130℃的温度下干燥处理1～60分钟或在常温下放置2～48小时。

S7：将所述胶粘剂块上下表面进行研磨露出陶瓷主体的两个端面，并在研磨完成后的胶粘剂块上下表面溅射外电极层；

可选的，在研磨机下采用不同规格的砂纸通过粗磨、细磨，以对所述胶粘剂块上下表面进行研磨，露出所有所述陶瓷主体的两个端面并使其表面平整，其中，砂纸目数为100～3000目。

在本发明中，通过溅射法在研磨完成后的胶粘剂块上下表面溅射外电极层，在本申请中通过在上下表面溅射外电极层能够得到均匀厚度且平整的外电极。

优选的，外电极层最外层的材料为金。

S8：将完成外电极层溅射的胶粘剂块在高温下氧化或碳化，去除胶粘剂残留，分离出多个多层芯片陶瓷电容器。

完成外电极层溅射后，为将多层芯片陶瓷电容器从胶粘剂块中分离出来，需通过高温使得胶粘剂的内部结构或成分发生变化，降低或失去粘结力，从而实现去除胶粘剂的效果，在优选的实施例中，氧化或碳化温度控制在250到400℃之间，氧化或碳化时间控制在5到60分钟之间。

在一个具体实施例中，本发明的多层芯片陶瓷电容器的制备方法包括如下步骤：

S11：将掺杂有烧结助剂的陶瓷粉、粘合剂、有机溶剂、增塑剂等按照一定比例混合、球磨，形成稳定的、流动性良好的陶瓷浆料，将陶瓷浆料流延成型，形成生坯带的陶瓷薄膜。

S12：将镍金属浆料印刷在步骤S11制备的陶瓷薄膜上形成内电极层，烘干后得到印刷有内电极图案的陶瓷薄膜，将印刷有内电极图案的陶瓷薄膜相互交错层叠，再与步骤S11中制备的一个或多个陶瓷薄膜层叠，压合后制得层叠体。

S13：将层叠体沿垂直于陶瓷薄膜所在平面的方向切割成多个等大小的多层芯片陶瓷电容器生坯。随后将切割后的多层芯片陶瓷电容器生坯排胶，在还原性气体氛围下，将排胶后的多层芯片陶瓷电容器生坯加热至900℃～1300℃并保温2h～4h进行烧结，烧结完成后得到陶瓷主体。还原性气体氛围为经过加湿的氮气和氢气的混合气体氛围，其中氢气与氮气的体积比为0～2：100。

S14：将多个陶瓷主体端面(垂直于内电极且内电极露出的两个面)朝上或下粘贴于注胶容器内底面，向所述注胶容器中注入环氧树脂胶并没过所述陶瓷主体的上表面；环氧树脂胶干燥后脱去注胶容器，制得环氧树脂块；环氧树脂胶干燥工艺为50～130℃的温度下干燥处理1～30分钟。

S15：将环氧树脂块上下表面在研磨机下采用不同规格的砂纸通过粗磨、细磨，露出所有所述陶瓷主体的两个端面并使其表面平整，在研磨完成后的环氧树脂块上下表面溅射外电极层；砂纸目数为100～3000目，外电极层最外层材料为金。

S16：将环氧树脂块在高温下碳化，碳化温度：250～400℃，碳化时间：5～60分钟。随后去除环氧树脂残留，分离出多个多层芯片陶瓷电容器。

本发明所述的一种多层芯片陶瓷电容器的制备方法，通过将烧结后的多个陶瓷主体端面朝上或下粘贴于注胶容器内底面，向注胶容器中注入胶粘剂并没过所述陶瓷主体的上表面；胶粘剂干燥后脱去注胶容器，制得胶粘剂块；将所述胶粘剂块上下表面进行研磨露出陶瓷主体的两个端面，并在研磨完成后的胶粘剂块上下表面溅射外电极层；将完成外电极层溅射的胶粘剂块在高温下氧化或碳化，去除胶粘剂残留，分离出多个多层芯片陶瓷电容器。从而解决了传统的沾浆工艺浆料容易沾在封端工装导致沾浆失败的问题，也避免了制得的外电极表面产生弧度(中间厚、四周薄)，外电极表面的不平整给用户金丝或金带焊接造成键合困难，容易出现键合力不足的问题。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，则本发明也意图包含这些改动和变形。