[发明专利]一种单层电容器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及片式电子元器件，特别是一种单层电容器及其制备方法。

背景技术

为适应电子元件微型化、集成化以及高频化发展趋势，单层电容器(SLC)受到人们越来越多的青睐。单层电容器的结构包括单层陶瓷介质层和分别位于陶瓷介质层相对的两个表面的上电极层和下电极层。这种结构使单层电容器与片式多层结构的MLCC相比，由于工作时电流流过前者的路径远小于后者，所以在射频、微波下具有远小于MLCC的等效串联电阻和等效串联电感，从而具有更高的自谐振频率和品质因数。

但是，单层陶瓷电容器厚度薄，采用现有的烧结工艺容易发生变形问题，影响成品平整度和性能；现有的加工电极层工艺一般是厚膜印刷电路方式，加工得到的电极层难以实现超薄的厚度，不利于实现单层陶瓷电容器的微型化，而且电极材料耗用较大；采用一般的机械切割方式极易使芯片碎裂，成品率低。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种单层电容器及其制备方法，所制得的单层电容器性能优良，成品率高。

本发明的目的是这样实现的：一种单层电容器的制备方法，包括瓷浆制备、制备陶瓷生片、烧结、清洗、在陶瓷介质主体的上下表面分别附着电极层、切割，其特征在于：所述的烧结时，陶瓷生片放置于下氧化锆板，上氧化锆板通过垫片支撑覆盖于下氧化锆板上方；所述的电极层通过真空溅射形成；所述的切割采用激光切割。

所述的垫片是采用与陶瓷生片相同材料的瓷粉膜片叠压，厚度厚于陶瓷生片，并避免与陶瓷生片接触。

所述的烧结曲线由升温排胶段、快速升温段、高温段、保温段、降温段组成，其中：室温-400℃为升温排胶段，升温速率控制在0.8-1.5℃/min；400℃-1000℃为快速升温段，升温速率控制在3.5-5℃/min；1000℃-最高烧温为高温段，升温速率控制在2-3℃/min；温度达到最高烧温时进入保温段，最高烧温为1250-1320℃，保温时间为2-3小时；降温段的降温速率控制在4-5℃/min。

所述的真空溅射工艺在陶瓷介质主体的上、下表面分别附着单层或多层金属电极层。

所述的真空溅射时，真空度控制在5×10^-3×10^-3Pa，陶瓷片温度控制在常温-60℃，靶材溅射电流控制在1A-5A。

所述激光切割的切割速率为100mm/s-200mm/s，功率为5W-12W，重复切割次数为1-4次。

所述的陶瓷生片通过流延介质膜片、介质膜片叠压、层压、巴块切割制得。所述介质膜片厚度为0.02-0.05mm，所述介质膜片叠压膜时每张膜片直角转置叠加。

由上述制备方法制得的单层电容器。

本发明制得的单层陶瓷电容器长宽尺寸为0.25-2.54mm，厚度仅为0.1-0.5mm，尺寸超小，并具有超低的串联等效电阻和串联等效电感，在射频微波下高Q值，应用频率可达数GHz到数十GHz，故本发明产品可应用于混合微波集成电路和单片微波集成电路等；通过采用独创式的烧结装钵方法，可有效解决陶瓷片烧结变形的问题，保证成品平整度和性能；通过采用真空溅射工艺加工电极层，各电极层间均保证良好的接触，使产品具有超低的ESR值，能显著提高微波电路的有效增益，降低插入损耗，同时以这种工艺得到的电极层极薄，给产品厚度带来的增加几乎可忽略，满足单层陶瓷电容器的微型化要求，并节约电极材料；单片陶瓷电容器烧成后瓷体脆性大，且厚度超薄，通过采用激光切割方式分割芯片，可根据所需要的外围尺寸设定切割步距，精度高，且芯片不易碎裂，有效解决一般机械切割方式易损伤芯片的问题，采用本发明的制备方法，制得的产品能够符合设计要求，成品合格率大大提高。

附图说明

图1是本发明单片电容器的结构示意图；

图2是本发明单片电容器陶瓷主体烧结装钵方法示意图。

具体实施方式

以下结合附图进一步描述本发明，但本发明并不限于所述特定例子。

如图1所示，本发明的单片电容器结构主要包括：陶瓷介质主体1，其材料是I类或II类陶瓷介质；电极层2，设于所述陶瓷介质主体1的一个表面上；电极层3，设于所述陶瓷介质主体1的与电极层2相对的表面上，从而形成一个具有一个陶瓷层和两个电极层的单片结构。陶瓷介质主体1和电极层2、电极层3均为方形。电极层2和电极层3分别完全覆盖附着在陶瓷介质主体1的上下表面，边缘处不留边。本发明的单片电容器主要应用于微波集成电路(MIC)中，起隔直、旁路、阻抗匹配、调谐等作用。