本發(fā)明涉及半導體制造,特別涉及一種多層陶瓷電容器及其制備方法。
背景技術:
1、多層陶瓷電容器(multi-layer?ceramic?capacitors,mlcc)是一種由陶瓷介質膜片疊合而成的電容器,具有體積小、重量輕、高頻特性好等優(yōu)點,廣泛應用于各種電子設備中。
2、請參閱圖1,現(xiàn)有的多層陶瓷電容器中的多層電極層100是通過在介質層101上進行絲印金屬電極,之后再進行多層堆疊形成的。然而,在制造過程中由于鋼絲網材料本身容易發(fā)生形變,則導致絲印圖案化的電極層100會出現(xiàn)局部變形,進而影響電容性能。且在多層堆疊的過程中,由于機臺對印刷薄帶的作業(yè)存在張力差異和波動性,以及機臺剝離對位精度具有一定的局限性,所以導致薄帶堆疊過程中必然存在上下層電極間的移位偏移,從而影響相鄰兩層電極層100之間的交錯面積,導致電容主規(guī)命中率低。
3、此外,原有工藝是在生胚晶粒成型之后,單獨采用浸漬工藝(dipping)形成端面內電極層102。然后,再采用電鍍工藝依次形成鎳層103和錫層104,以作為端面外電極層。其中,端面內電極層102需要與生胚晶粒中層疊的各個電極層100相接,但浸漬的制備方式容易造成內外電極搭接不良,影響器件良率。且現(xiàn)有的端面內電極層102的材質一般為銅料,則為了提高與陶瓷基片的結合力,會在銅料中添加玻璃成分,這也容易導致內外電極連通導電性能受到影響,并且還會限制電容器的射頻特性。
4、因此,亟需一種新的多層陶瓷電容器的制備方法,來解決上述問題。
技術實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種多層陶瓷電容器及其制備方法,以解決如何避免電極層形變、如何避免上下電極層的層間位移,確保交錯面積、如何提高內外電極連接效果以及如何提高電容器射頻特性中的至少一個問題。
2、為解決上述技術問題,本發(fā)明提供一種多層陶瓷電容器的制備方法,包括:
3、提供一蓋板層;
4、在所述蓋板層上形成主體結構;所述主體結構包括多層交替形成的電極層和介質層;其中,部分層所述電極層經刻蝕形成內電極和端電極;相鄰的各層所述內電極經所述介質層間隔;相鄰的各層所述端電極相接,且至少位于所述主體結構的切割道上;
5、沿所述切割道切割所述主體結構及所述蓋板層,以分為多個晶粒;且所述晶粒的側面和頂部暴露出的各個所述端電極構成所述晶粒的端面內電極;
6、在各個所述晶粒的所述端面內電極上形成端面外電極。
7、可選的,在所述的多層陶瓷電容器的制備方法中,在所述蓋板層上形成所述主體結構的過程包括:
8、步驟一:形成一層所述電極層,所述電極層覆蓋所述蓋板層的表面;
9、步驟二:采用光刻工藝刻蝕所述電極層,以形成圖案化的所述電極層;其中,圖案化的所述電極層包括所述內電極和所述端電極;
10、步驟三:形成一層所述介質層,所述介質層覆蓋圖案化的所述電極層;
11、步驟四:采用光刻工藝刻蝕所述介質層,以形成圖案化的所述介質層;其中,所述圖案化的所述介質層暴露出所述端電極;
12、步驟五:形成一層所述電極層,所述電極層覆蓋圖案化的所述介質層,且與暴露出的所述端電極相接;
13、步驟六:重復執(zhí)行所述步驟二和所述步驟五,直至完成預設層數(shù)的所述電極層和所述介質層的制備;
14、步驟七:采用光刻工藝刻蝕位于頂層的所述電極層,以形成頂部端電極;所述頂部端電極與相鄰的下一層所述端電極相接,且所述頂部端電極還沿所述介質層的表面延伸一預設距離;
15、步驟八:形成一層所述介質層;所述介質層覆蓋所述頂部端電極和相鄰的下一層所述介質層。
16、可選的,在所述的多層陶瓷電容器的制備方法中,在同一層圖案化的所述電極層中,所述內電極的相對兩側均設置有所述端電極,且所述內電極的其中一側與相鄰的所述端電極相接,另一側與相鄰的所述端電極間隔。
17、可選的,在所述的多層陶瓷電容器的制備方法中,在制備相鄰兩層圖案化的所述電極層的過程中,采用不同的光罩光刻對應的所述電極層,以使垂向上相鄰的兩層所述內電極分別與不同側邊的所述端電極相接。
18、可選的,在所述的多層陶瓷電容器的制備方法中,所述介質層和所述電極層均具有感光性;以及,在所述光刻工藝過程中,使用的曝光顯影液的ph值>6;且所述顯影液的離子濃度范圍為:0.1%~30%。
19、可選的,在所述的多層陶瓷電容器的制備方法中,沿所述切割道切割所述主體結構及所述蓋板層,以分為多個所述晶粒的過程包括:
20、采用激光切割所述主體結構及所述蓋板層,并暴露出位于所述主體結構側面的所述端電極和所述頂部端電極,以作為所述晶粒的所述端面內電極;
21、其中,所述端面內電極呈“l(fā)”形,并覆蓋所述晶粒的相對兩側。
22、可選的,在所述的多層陶瓷電容器的制備方法中,所述蓋板層和所述介質層的厚度范圍均為:0.1微米~100微米;所述電極層的厚度范圍均為:0.1微米~10微米;以及,所述端面內電極的尺寸滿足如下公式:
23、z1≤h3;y1≤w3;x2<50%l3;y2≤w3;
24、其中,z1指位于所述晶粒側面的部分所述端面內電極的高度;
25、y1指位于所述晶粒側面的部分所述端面內電極的寬度;
26、x2指所述頂部端電極的長度;
27、y2指所述頂部端電極的寬度;
28、h3指所述晶粒的高度;
29、w3指所述晶粒的寬度;
30、l3指所述晶粒的長度。
31、可選的,在所述的多層陶瓷電容器的制備方法中,在所述蓋板層上形成所述主體結構之后,且在切割所述主體結構及所述蓋板層之前,所述多層陶瓷電容器的制備方法還包括:
32、采用預設溫度烘烤所述主體結構及所述蓋板層;
33、冷卻所述主體結構及所述蓋板層;
34、在所述預設溫度下,采用預設壓力壓制所述主體結構及所述蓋板層;
35、其中,所述預設溫度的范圍為:50℃~200℃;烘烤時間范圍為:0.5h~10h;所述預設壓力的范圍為:0.1kpa~1000mpa;壓制時間范圍為:1min~120min。
36、可選的,在所述的多層陶瓷電容器的制備方法中,在切割所述主體結構及所述蓋板層之后,所述多層陶瓷電容器的制備方法還包括:
37、對所述晶粒執(zhí)行排膠燒結工藝;
38、對所述晶粒執(zhí)行研磨處理,以使所述晶粒的拐角圓滑化,以及使得所述端面內電極的表面平坦化;
39、采用電鍍工藝在各個所述晶粒的所述端面內電極上形成端面外電極。
40、基于同一構思,本發(fā)明還提供一種多層陶瓷電容器,其特征在于,采用所述的多層陶瓷電容器的制備方法制備而成,且所述多層陶瓷電容器包括:
41、晶粒;所述晶粒包括蓋板層以及位于所述蓋板層上的主體結構;其中,所述主體結構包括多層交替形成的電極層和介質層;部分所述電極層經刻蝕形成內電極和端電極;相鄰的各層所述內電極經所述介質層間隔;相鄰的各層所述端電極相接,以作為端面內電極;
42、端面外電極;所述端面外電極覆蓋于所述端面內電極上。
43、綜上所述,本發(fā)明提供一種多層陶瓷電容器及其制備方法。相較于現(xiàn)有技術,所述制備方法是采用光刻工藝替代傳統(tǒng)的絲印方式來形成所述電極層,避免了絲印工藝引起的圖形形變,確保形成精準的電極圖案。以及,采用涂刷漿料和烘烤的方式逐層形成所述電極層和所述介質層,有效避免了堆疊工藝產生的層間移位的問題,利于控制上下電極層間的交錯面積。此外,在光刻所述電極層的同時,還光刻形成端電極,并使得相鄰的各層所述端電極相接,且經切割后可以直接作為端面內電極,無需再單獨執(zhí)行浸漬工藝。因此,所述制備方法不僅提高了制備效率,還改善了內外電極的導通性,并優(yōu)化器件的射頻特性。