專利名稱：多層陶瓷電容器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種多層陶瓷電容器，尤其涉及一種避免陶瓷層疊體形成 厚度差、并且具有一致的安全邊距的多層陶瓷電容器。
背景技術：
公知的多層陶瓷電容器，參照圖1所示的沿其長度方向的剖視結構，包括
由多個陶瓷電介質(zhì)層11和形成在陶瓷電介質(zhì)層11之間的內(nèi)電極12相互層疊構 成的陶瓷層疊體、以及連接在層疊體縱向端部的兩個外電極13a、 13b，內(nèi)電極 12交替地與兩個外電極13a、 13b中的相應電極電連接。
圖2示出內(nèi)電極12在陶瓷電介質(zhì)層11上的布置。內(nèi)電極12圖案大致呈長 方形，并具有沿橫向(寬度方向)相對的兩側緣和縱向(長度方向)相對的兩 端緣。內(nèi)電極12的橫向兩側緣與陶瓷電介質(zhì)層11的橫向邊緣之間具有橫向邊 距W，該橫向邊距W可保護內(nèi)電極。內(nèi)電極12的一個縱向端緣露出陶瓷電介質(zhì) 層11的一個縱向邊緣并與外電極13b電連接、其另一個縱向端緣與陶瓷電介質(zhì) 層11的另一個縱向邊緣之間具有縱向邊距U該縱向邊距L構成內(nèi)電極12和另 一個外電極13a的間距，可防止電容器的異性電極發(fā)生電短路。為了獲得滿意 的電氣特性和高的可靠性，同時考慮到燒結時外電極材料向陶瓷電介質(zhì)層內(nèi)擴 散等因素，縱向邊距L必須具有通常稱之為"安全邊距"的預定尺寸，并且每 個陶瓷電介質(zhì)層上的縱向邊距L必須一致。
上述的多層陶瓷電容器一般是通過以下方法制造第一步驟，通過流延成 膜或網(wǎng)格印刷在基帶或基板上制作第一層陶瓷電介質(zhì)層；第二步驟，通過絲網(wǎng)
印刷將導電漿料印刷在陶瓷電介質(zhì)層上形成第一層內(nèi)電極圖案；第三步驟，在 第一層內(nèi)電極圖案上制作第二層陶瓷電介質(zhì)層；第四步驟，通過移位印刷在第 二陶瓷電介質(zhì)層上形成與第一層內(nèi)電極圖案錯位的第二層內(nèi)電極圖案；第五步 驟，反復進行第一歩驟第四步驟，形成預定層數(shù)的陶瓷層疊體；第六步驟，切 割陶瓷層疊體形成預定尺寸的芯片；第七步驟，燒結芯片形成陶瓷燒結體；第 八步驟，在陶瓷燒結體的兩個端部制作上外電極。
圖3示出一種用于內(nèi)電極圖案印刷的傳統(tǒng)的網(wǎng)板設計圖。在網(wǎng)板上形成有 多個網(wǎng)板圖案21、以及沿橫向排列和縱向排列的切割線22a、 22b。網(wǎng)板圖案21 具有預定的長度和寬度。多個網(wǎng)板圖案21交錯排列、并且使網(wǎng)板圖案21之間 具有預定的沿長度方向間距和沿寬度方向間距。網(wǎng)板圖案21的長度設計成等于 兩個內(nèi)電極圖案長度(包括切片厚度)，網(wǎng)板圖案21之間的沿長度方向間距設 計成等于兩個"安全邊距"尺寸(包括切片厚度)，也即網(wǎng)板圖案21之間沿長 度方向必須具有較大間距。印刷時，導電漿料通過網(wǎng)板圖案21在陶瓷電介質(zhì)層 上內(nèi)電極圖案。切割時，沿切割線22a、 22b進行切割，將每一個內(nèi)電極圖案沿 長度方向中間分割，并將內(nèi)電極圖案之間的長度方向間距沿中間分割。
近來，為了滿足多層陶瓷電容器小型化、高電容量和高可靠性的要求，采 用使陶瓷電介質(zhì)層厚度變薄、層疊數(shù)增多的方法，并且相應地將內(nèi)電極的厚度 也做成很薄，例如小于2iim。內(nèi)電極厚度雖然很薄，但仍會在具有內(nèi)電極12圖 案和沒有內(nèi)電極12圖案的部位之間形成高度差，對于陶瓷電介質(zhì)層11和內(nèi)電 極12層數(shù)很多的層疊體，會累積成較大的厚度差，從而使層疊體形成中間較厚 兩端相對較薄的形狀(俗稱面包形)。這樣的層疊體容易導致內(nèi)電極變形，以及 在沒有內(nèi)電極圖案的部分，使陶瓷電介質(zhì)層間粘附力降低，從而出現(xiàn)分層和裂 縫。在燒結時，容易產(chǎn)生破碎、斷裂等結構缺陷，降低制品的可靠性和成品率。
在切割工序中，由于設備和操作上的誤差，例如切割線的偏移，或切割較厚的層疊體時由于端面切割不垂直，造成層疊體各層的實際縱向邊距L偏離預 定值，或造成層疊體各層的縱向邊距L在厚度方向上不一致，這樣會降低制品 的可靠性和成品率。在現(xiàn)有技術中，已經(jīng)公開了通過在陶瓷電介質(zhì)層上制作與內(nèi)電極厚度相同 的補嘗層，從而消除因內(nèi)電極厚度引起陶瓷電子元件厚度差的方法。在一些方 案中，補嘗層采用與陶瓷電介質(zhì)層相同的材料，并且與內(nèi)電極分別形成，這種 方法的不足是形成內(nèi)電極后還需要額外進行補嘗層制作，增加工藝復雜性，降 低生產(chǎn)效率，而且內(nèi)電極和補嘗層材料不同，燒結時收縮程度不同，不僅容易 產(chǎn)生分層、裂縫等結構缺陷，而且無法使內(nèi)電極和補嘗層完全平整。在另一些 方案中，補嘗層采用與內(nèi)電極厚度相同的材料，并且使補嘗層與內(nèi)電極同時形 成。但是，在已公開的文獻中，均未提供避免陶瓷層疊體形成厚度差、同時使 安全邊距保持一致的制品和方法，也沒有給出解決切割時由于設備和操作上的 誤差造成安全邊距偏差的任何啟示。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種避免陶瓷層疊體形成厚度差、并且具有一致 的安全邊距的多層陶瓷電容器。為此，本實用新型提供一種多層陶瓷電容器，包括由多個陶瓷電介質(zhì)層和 形成在陶瓷電介質(zhì)層之間的內(nèi)電極層疊構成的層疊體、以及連接在層疊體縱向 相對端部的兩個外電極，各層內(nèi)電極交替地使一個縱向端部露出層疊體的一側 端面、并與兩個外電極中的一個電連接，其特征是在所述陶瓷電介質(zhì)層之間 具有補償層，所述補償層設置在與所述內(nèi)電極圖案的一個縱向端相對的縱向邊
緣部位，所述補償層由導電材料制成并與所述內(nèi)電極厚度相同，所述補償層和 同層的所述內(nèi)電極分別與所述兩個外電極電連接、并且它們之間具有預定的縱 向間隔，各層的所述補償層和所述內(nèi)電極之間的所述縱向間隔相同。最好的，所述補償層由與所述內(nèi)電極相同的材料制成、并且與所述內(nèi)電極 同時形成。最好的，所述補償層的寬度與所述內(nèi)電極的寬度相同。本實用新型提供的多層陶瓷電容器，由于具有以下特點，故能克服現(xiàn)有技 術存在的不足由于補償層的處在，可以避免在具有內(nèi)電極圖案和沒有內(nèi)電極圖案的部位 之間造成高度差，從而有效地防止層疊體形成中間較厚兩端相對較薄的形狀， 克服由此引起的結構缺陷，提高成品率。由于補償層和同層內(nèi)電極分別與兩個外電極電連接、并且它們之間具有預 定的縱向間隔，各層補償層和內(nèi)電極之間的縱向間隔相同，使得電容器的異性 電極之間具有一致的"安全邊距"，可獲得高的可靠性。由于補償層存在，燒結時外電極材料不會向陶瓷電介質(zhì)層內(nèi)擴散，補償層 和內(nèi)電極的縱向間隔可以比傳統(tǒng)設計值小一半以上，能使陶瓷電介質(zhì)層層壓后 保持平整度，避免內(nèi)電極受擠壓變形。本實用新型提供的多層陶瓷電容器，可通過以下方法制造通過網(wǎng)板印刷在陶瓷電介質(zhì)層上形成多個導電槳料印刷圖案，使多個印刷 圖案沿寬度方向和沿長度方向相互對齊、并且所述印刷圖案之間具有預定的寬 度方向間距和長度方向間距；通過將形成有所述印刷圖案的陶瓷電介質(zhì)層疊合，制成預定層數(shù)的陶瓷層 疊體；
通過沿排列在寬度方向和長度方向上的切割線切割所述陶瓷層疊體形成預 定尺寸的層疊體單元，其中沿排列在長度方向上的切割線切割使每個印刷圖案 沿長度方向分割成內(nèi)電極圖案和補償層圖案，并使每個層疊體單元包含沿長度 方向相鄰排列的兩個印刷圖案分割形成、具有預定的長度方向間距的內(nèi)電極圖 案和補償層圖案，每個層疊體單元的內(nèi)電極圖案和補償層圖案分別露出層疊體的長度方向相對端面；燒結所述層疊體單元，以及在所述層疊體單元的端面形成兩個外電極，并 使所述兩個外電極分別與所述層疊體單元的內(nèi)電極和補嘗層電連接。切割所述陶瓷層疊體最好是沿與所述印刷圖案長度方向的一個邊緣距離預 定尺寸的位置進行切割、以將每個所述圖案沿長度方向分割成內(nèi)電極圖案和補 償層圖案。這種制造方法具有以下特點采用獨特的網(wǎng)板設計，并通過切割使每一個印刷圖案分割成內(nèi)電極圖案和 補償層圖案。補償層和內(nèi)電極由相同材料制成、并同時形成，無須額外地增加 印刷補償層的步驟。由于印刷圖案長度方向的切割是沿與其長度方向邊緣距離預定尺寸的位置 進行的，而非沿相鄰的兩個印刷圖案的長度方向間距中間，因此每個層疊體單 元包含的內(nèi)電極圖案和補償層圖案具有預定的長度方向間距的，該間距是印刷 形成的固定尺寸，與切割無關，不會因設備和操作上的誤差產(chǎn)生偏差，因此能 使各個層疊體單元以及每個層疊體單元的各層之間具有一致的安全邊距。采用現(xiàn)有工藝步驟，利用現(xiàn)有設備，可進行自動化大量生產(chǎn)，生產(chǎn)速度快。為了更清楚地揭示本實用新型的內(nèi)容，下面結合具體實施例進行說明。

圖l是公知的多層陶瓷電容器沿其長度方向的剖視圖。圖2是公知的多層陶瓷電容器中一個陶瓷電介質(zhì)層平面視圖，示出內(nèi)電極 在該陶瓷電介質(zhì)層上的布置。圖3是制造公知的多層陶瓷電容器時，用于印刷內(nèi)電極圖案的一種網(wǎng)板設 計圖。圖4是本實用新型提供的多層陶瓷電容器沿其長度方向的剖視圖。圖5是本實用新型提供的多層陶瓷電容器中一個陶瓷電介質(zhì)層平面視圖，示出內(nèi)電極和補償層在該陶瓷電介質(zhì)層上的布置。圖6是制造本實用新型提供的多層陶瓷電容器時，用于印刷內(nèi)電極圖案和補償層圖案的一種網(wǎng)板設計圖。
具體實施方式
參照圖4和圖5，多層陶瓷電容器，包括由多個陶瓷電介質(zhì)層31和形成在 陶瓷電介質(zhì)層之間的內(nèi)電極層32疊構成的層疊體、以及連接在層疊體縱向相對 端部的兩個外電極33a、 33b，各層內(nèi)電極32交替地使一個縱向端部露出層疊體 的一側端面、并與兩個外電極33a、 33b中的一個電連接。在陶瓷電介質(zhì)層31 之間且與內(nèi)電極圖案的一個縱向端相對的縱向邊緣部位設置有補償層34。補償 層34與內(nèi)電極32厚度、寬度均相同。補償層34由與內(nèi)電極32相同的材料制 成、并且與內(nèi)電極32同時形成。補償層34和同層的內(nèi)電極32分別與兩個外電 極33a、 33b電連接。補償層34和內(nèi)電極32之間具有預定的縱向間隔^，該縱 向間隔L a即為安全邊距。各層的補償層和內(nèi)電極之間的縱向間隔L a相同。多層陶瓷電容器采用以下方法制造
首先，進行網(wǎng)板設計，并根據(jù)設計制作印刷用的網(wǎng)板。網(wǎng)板的平面設計圖如圖6所示，在網(wǎng)板上形成有多個網(wǎng)板圖案41、以及沿 橫向方向(網(wǎng)板圖案寬度方向)排列和沿縱向方向(網(wǎng)板圖案長度方向)排列 的切割線42a、 42b。 Ll、 Wl分別是網(wǎng)板的有效區(qū)的長度和寬度，其尺寸應根據(jù) 實際工藝進行設定，同時應比實際被印物尺寸小3-4cm，以減小邊緣狀況不良造 成產(chǎn)品質(zhì)量問題。每個網(wǎng)板圖案41具有預定的寬度、長度W。、 L 。經(jīng)過印刷、切割后，W(,形 成內(nèi)電極圖案和補償層圖案的寬度，L(,是內(nèi)電極圖案和補償層圖案的長度和。多個網(wǎng)板圖案41沿橫向方向和沿縱向方向相互對齊。沿橫向方向兩個網(wǎng)板 圖案41之間的間距為W2，沿縱向方向兩個網(wǎng)板圖案41之間的間距為L2。經(jīng)過 印刷、切割后，W2的一半形成內(nèi)電極圖案和補償層圖案的寬度方向側面留邊。L2 形成內(nèi)電極圖案和補償層圖案之間的安全邊距La。切割線42a與兩個網(wǎng)板圖案41沿橫向方向間距的平分線重疊，兩條切割線 42a的間距為W3。切割線42b通過與網(wǎng)板圖案41長度方向的一個邊緣距離U的 位置，兩條切割線42a的間距為L3。經(jīng)過印刷、切割后，每個網(wǎng)板圖案41在切 割線42b分割成一個內(nèi)電極圖案和一個補償層圖案。必須說明的是，網(wǎng)板的設計尺寸應根據(jù)陶瓷介質(zhì)材料的收縮率、切割刀片 厚度、燒結后要求達到的實際尺寸印刷時的移位誤差、切割時的對位誤差等因 素進行計算。設計時，還應根據(jù)網(wǎng)板設計尺寸計算移位印刷時的移位距離。移位距離的 計算可采用以下公式移位距離^(L2+2XL》。當然，也可根據(jù)需要采用不同方 法計算移位值，但在后續(xù)的切割時就不能按原來的切割線進行切割，而需要在 原來切割線的基礎上進行平移。 接著，按照以下步驟進行制造-
第一步驟，通過公知的流延成膜或網(wǎng)格印刷在基帶或基板上制作第一層陶瓷電介質(zhì)層；
第二步驟，使用圖6所示網(wǎng)板將導電漿料印刷在陶瓷電介質(zhì)層上形成第一 層印刷圖案，印刷時刮刀或滾輥沿圖6中A-A方向移動；
第三步驟，在第一層印刷圖案上制作第二層陶瓷電介質(zhì)層；
第四步驟，通過移位印刷在第二陶瓷電介質(zhì)層上形成與第一層印刷圖案錯 位的第二層印刷圖案，移位印刷時沿圖6中A-A方向移動設定的移位距離；
第五步驟，反復進行第一步驟第四步驟，形成預定層數(shù)的陶瓷層疊體；
第六步驟，沿橫向方向排列切割線42a和沿縱向方向排列的切割線42b切 割陶瓷層疊體形成預定尺寸的芯片，其中沿切割線42b切割將每個印刷圖案沿 長度方向分割成內(nèi)電極圖案和補償層圖案，并使每個層疊體單元包含沿長度方 向相鄰排列的兩個印刷圖案分割形成、具有固定的長度方向間距L,的內(nèi)電極圖 案和補償層圖案，每個層疊體單元的內(nèi)電極圖案和補償層圖案分別露出層疊體 的長度方向相對端面；
第七步驟，燒結芯片形成陶瓷燒結體；
第八步驟，在陶瓷燒結體的兩個端部制作上外電極，并使所述兩個外電極 分別與所述層疊體單元的內(nèi)電極和補嘗層電連接。
由此可制成具有圖4和圖5結構的多層陶瓷電容器。
以上所述僅僅是本實用新型的優(yōu)選實施例，這并不是對本實用新型內(nèi)容的 限制。對于本領域的技術人員來說，還可以有其它類似的變化和改進。凡在本 實用新型的原則和構思下所作出的修改、替換和改變進化，均屬于本實用新型 保護的范圍。
權利要求1、多層陶瓷電容器，包括由多個陶瓷電介質(zhì)層和形成在陶瓷電介質(zhì)層之間的內(nèi)電極層疊構成的層疊體、以及連接在層疊體縱向相對端部的兩個外電極，各層內(nèi)電極交替地使一個縱向端部露出層疊體的一側端面、并與兩個外電極中的一個電連接，其特征是在所述陶瓷電介質(zhì)層之間具有補償層，所述補償層設置在與所述內(nèi)電極圖案的一個縱向端相對的縱向邊緣部位，所述補償層由導電材料制成并與所述內(nèi)電極厚度相同，所述補償層和同層的所述內(nèi)電極分別與所述兩個外電極電連接、并且它們之間具有預定的縱向間隔，各層的所述補償層和所述內(nèi)電極之間的所述縱向間隔相同。
2、 根據(jù)權利要求1所述的多層陶瓷電容器，其特征是所述補償層由與所 述內(nèi)電極相同的材料制成、并且與所述內(nèi)電極同時形成。
3、 根據(jù)權利要求1所述的多層陶瓷電容器，其特征是所述補償層的寬度 與所述內(nèi)電極的寬度相同。
專利摘要本實用新型涉及多層陶瓷電容器，其避免陶瓷層疊體形成厚度差、并且具有一致的安全邊距，包括由多個陶瓷電介質(zhì)層和形成在陶瓷電介質(zhì)層之間的內(nèi)電極層疊構成的層疊體、以及連接在層疊體縱向相對端部的兩個外電極，各層內(nèi)電極交替地使一個縱向端部露出層疊體的一側端面、并與兩個外電極中的一個電連接，其特征是在所述陶瓷電介質(zhì)層之間具有補償層，所述補償層設置在與所述內(nèi)電極圖案的一個縱向端相對的縱向邊緣部位，所述補償層由導電材料制成并與所述內(nèi)電極厚度相同，所述補償層和同層的所述內(nèi)電極分別與所述兩個外電極電連接、并且它們之間具有預定的縱向間隔，各層的所述補償層和所述內(nèi)電極之間的所述縱向間隔相同。
文檔編號H01G4/30GK201015101SQ20062015644
公開日2008年1月30日 申請日期2006年12月5日 優(yōu)先權日2006年12月5日
發(fā)明者蔡明通 申請人:泉州市火炬電子元件廠