可鍵合多層陶瓷電容器及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多層陶瓷電容器。更具體地，本發(fā)明涉及一種高可靠性、高容量密度的可鍵合多層陶瓷電容器以及該可鍵合多層陶瓷電容器的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的三維分立式無源元件是通過插入、焊接、表面貼裝等方式制備，隨著電子工業(yè)向微型化發(fā)展，微組裝工藝逐漸取代插入、焊接、表面貼裝等工藝。微組裝工藝的關(guān)鍵在于元器件的可鍵合?？涉I合無源元件技術(shù)能夠滿足減少元件數(shù)量、壓縮電路板尺寸、增加電路板功能、降低產(chǎn)品總體成本的需求。在電子設(shè)備中，電容器是三大主要無源元件之一，可鍵合多層陶瓷電容器在電子領(lǐng)域占有重要的地位。
[0003]國內(nèi)外已經(jīng)公開多項(xiàng)可鍵合式電容器的專利，基本都是單層結(jié)構(gòu)的所謂的單層陶瓷電容器(Single Layer Capacitor, SLC)，這種電容器由單層陶瓷介質(zhì)以及附著于陶瓷介質(zhì)上下表面的金屬電極構(gòu)成。單層陶瓷電容器雖然可以滿足微組裝的金絲鍵合要求，但容量密度小，大容量的電容器(如容量大于0.0lPF)仍不可能制備。如美國專利US2003016485、中國專利CN1396606A、200410075380.1等均為公開了單層陶瓷電容器的制備的專利。
[0004]為了克服單層陶瓷電容器容量密度偏低的問題，一種解決辦法是將多層陶瓷電容器加工成可鍵合的結(jié)構(gòu)。國內(nèi)外已經(jīng)研制了多種可鍵合多層陶瓷電容器。與傳統(tǒng)的多層陶瓷電容器相比，可鍵合多層陶瓷電容器主要將其外部電極置于電容器的上下兩面，以便于一個(gè)電極貼裝于電板另一個(gè)電極實(shí)現(xiàn)鍵合裝配。這種結(jié)構(gòu)主要通過以下幾種方法實(shí)現(xiàn)。
[0005]一是在傳統(tǒng)兩端多層陶瓷電容器上進(jìn)行改進(jìn)，例如將電容器側(cè)倒，使原來含有電極的兩個(gè)側(cè)面變成上下兩面，或者將位于電容器兩側(cè)的外部電極分別繼續(xù)延伸到上下兩面，美國專利申請公開第US7791896B1號公開了這兩種結(jié)構(gòu)的多層陶瓷電容器。前者內(nèi)部電極面積較少，有可能導(dǎo)致其電容量不高；后者需制成薄片，在制造過程及其后容易碎裂，從而出現(xiàn)故障。
[0006]二是對內(nèi)部電極結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，通過各種方法改變內(nèi)部電極結(jié)構(gòu)，將其直接與上下兩面的外部電極相連接。例如:美國專利申請公開第US7230815B1號公開了這種結(jié)構(gòu)的可鍵合多層陶瓷電容器，該電容器中的第一和第二內(nèi)電極分別都含有兩個(gè)引出電極，并分別通過這些引出電極將其連接至上下外部電極。這種結(jié)構(gòu)的電容器在層壓或壓縮過程中可能導(dǎo)致塊體變形，從而引起切割缺陷，同時(shí)安裝在電路板內(nèi)部也容易碎化或裂化。三星電機(jī)株式會(huì)社申請的中國專利申請公開第CN 1832070號示出了一種高可靠性的可鍵合多層片形電容器，該電容器利用過孔將內(nèi)部電極連接至外部電極，其碎裂比較少，但是，疊片過程中，過孔比較難以充分對準(zhǔn)，因此，容易形成電極接觸不良，不易做成小尺寸的電容器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]鑒于以上存在的問題，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種高可靠性、高電容量的可鍵合多層陶瓷電容器以及該可鍵合多層陶瓷電容器的制備方法。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種可鍵合多層陶瓷電容器，包括:多個(gè)陶瓷介電層；分別交替地形成在所述多個(gè)陶瓷介電層上的多個(gè)第一和第二內(nèi)部電極；以及垂直穿過所述多個(gè)陶瓷介電層的第一類和第二類垂直過孔，所述第一類垂直過孔與所述第一內(nèi)部電極的主電極相連接，并且所述第二類垂直過孔與所述第二內(nèi)部電極的主電極相連接；所述第一類垂直過孔通向所述電容器的底部，與底部的外部電極相連接，并且所述第二類垂直過孔通向所述電容器的頂部，與頂部的外部電極相連接。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的可鍵合多層陶瓷電容器，外部電極位于多層陶瓷電容器的上下位置，電容器被允許在基板內(nèi)部進(jìn)行安裝，可經(jīng)受較少碎裂，且可制作成小尺寸電容器。
[0010]在本發(fā)明中，也可以是，所述第一內(nèi)部電極包括主電極和副電極，該主電極與副電極隔開預(yù)定距離；所述第二內(nèi)部電極包括主電極和副電極，該主電極與副電極隔開預(yù)定距離。
[0011 ] 根據(jù)本發(fā)明，所述第一和第二內(nèi)部電極的主電極和副電極不互相接觸。
[0012]在本發(fā)明中，也可以是，所述第一類和第二類垂直過孔與第一和第二內(nèi)部電極的連接是通過點(diǎn)與面接觸的。
[0013]在本發(fā)明垂直中，也可以是，所述第一和第二內(nèi)部電極中的每個(gè)均分別具有兩個(gè)或多個(gè)第一類和第二類通孔；其中，所述第一過孔通過所述第一和第二內(nèi)部電極中的所述第一類通孔；所述第二類垂直過孔通過所述第一和第二內(nèi)部電極中的所述第二類通孔；所述第一類和第二類垂直過孔分別與所述第一類和第二類通孔的內(nèi)圓周相接觸。
[0014]在本發(fā)明中，也可以是，所述第一類和第二類過孔與所述第一和第二內(nèi)部電極的連接是通過點(diǎn)與面接觸的。
[0015]在本發(fā)明中，也可以是，所述第一類垂直過孔與第一內(nèi)部電極的主電極的電極表面接觸，與第二內(nèi)部電極的副電極的電極表面接觸；而第二類垂直過孔與第二內(nèi)部電極的主電極的電極表面接觸，與第一內(nèi)部電極的副電極的電極表面接觸。這種結(jié)構(gòu)使得第一內(nèi)部電極的主電極僅與第一類垂直過孔相連接，第二內(nèi)部電極的主電極僅與第二類垂直過孔相連接。
[0016]在本發(fā)明中，也可以是，可鍵合多層陶瓷電容器可進(jìn)一步包括:上外部電極，即頂電極，形成在所述電容器的頂部；以及下外部電極，即底電極，形成在所述電容器的底部，其中，第一類垂直過孔將第一內(nèi)部電極的主電極與所述下外部電極相連接，第二類垂直過孔將第二內(nèi)部電極的主電極與所述上外部電極相連接。上外部電極及下外部電極為可與金絲、金帶、鋁絲或銅絲鍵合的金屬層。
[0017]在本發(fā)明中，也可以是，第一類垂直過孔通向下外部電極的部分與電路基板上的導(dǎo)電層相連接，并且第二類垂直過孔通向上外部電極的部分可在微組裝中進(jìn)行鍵合或與嵌入的印刷電路板的上導(dǎo)電層相連接。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可鍵合多層陶瓷電容器的厚度與長度和寬度的比率應(yīng)當(dāng)足夠大，以確保電容器的可靠性。
[0019]本發(fā)明的另一方面提供了一種可鍵合多層陶瓷電容器的制備方法，該方法包括:采用溶劑為醇-酯混合溶劑的流延漿料制備陶瓷生帶，切片，打孔，制備第一類、第二類陶瓷生片和第三類外電極陶瓷生片；通過在第一類陶瓷生片上形成兩個(gè)或多個(gè)第一類和第二類垂直過孔，并且在第一類陶瓷生片上形成主電極和副電極而構(gòu)成第一內(nèi)部電極，主電極與副電極隔開預(yù)定距離，第一類和第二類垂直過孔分別用于引出第一內(nèi)部電極的主電極和副電極；通過在第二類陶瓷生片上形成兩個(gè)或多個(gè)第一類和第二類垂直過孔，并且在第二類陶瓷生片上形成主電極和副電極而構(gòu)成第二內(nèi)部電極，主電極與副電極隔開預(yù)定距離，第一類和第二類垂直過孔分別用于引出第二內(nèi)部電極的副電極和主電極；通過在第三陶瓷生片上形成兩個(gè)或多個(gè)第一類或第二類通孔，用于連接內(nèi)部電極的第一類過孔或第二類垂直過孔；通過交替地層疊所述第一類陶瓷生片和第二類陶瓷生片，并在頂層和底層重疊第三陶瓷生片，從而形成陶瓷坯體，并燒結(jié)成陶瓷板。在陶瓷板底部和頂部形成上下外部電極，分別連接至所述第一類和第二類垂直過孔。
[0020]在本發(fā)明中，也可以是，多個(gè)填滿電極的所述第一類和第二類通孔分別相重疊形成所述第一類和第二類垂直過孔。
[0021]根