[发明专利]电子陶瓷元件的局部涂层及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及片式电子陶瓷元件的表面保护性涂层，以及形成局部绝缘涂层的涂覆方法。更确切地说，本发明涉及在位于每对元件的电极端头之间位置处的陶瓷体的表面形成局部绝缘保护性涂层。由于这种保护性涂层仅涂覆在元件的部分表面，元件的导电电极端头仍然保持未被涂覆状态，因此所述元件电极端头的可焊性能和导电性能均不受该绝缘涂层的影响。这种局部保护性涂层提高了陶瓷元件的表面绝缘电阻，改善元件的耐候性能，并且可以作为颜色编码来使用。

背景技术

电子陶瓷元件，如片式陶瓷电容器，片式陶瓷电感器，片式陶瓷电阻器，片式陶瓷压敏电阻，片式陶瓷热敏电阻器，等等，被广泛地使用在越来越多的电子产品上。虽然各类片式电子陶瓷元件都按照不同的设计，由不同的陶瓷材料所制成，片式电子陶瓷元件均具有如图1所示的基本结构：一个陶瓷体（11）夹在两个导电电极端头（12）之间。

随着近来电子产品的小型化，电子陶瓷元件，包括高温和高压电子陶瓷元件被制成越来越小的片式形状，采用无引线（leadless format）电极端头，以适应线路板的贴片组装工艺。片式陶瓷电子元件的表面绝缘电阻作为元件的一个重要性能，由元件的设计形状和瓷体的表面状况所决定。表面绝缘电阻可能因元件尺寸的减少而降低。尤其是在高电压或恶劣的工作环境下，由于裸露的陶瓷体的表面状况不佳所引起的表面绝缘电阻的退化会导致片式电子陶瓷元件功能退化，以及可靠性降低等问题，例如：

1）残留在陶瓷体表面的金属或水分污染，会导致表面绝缘电阻降低。印加在元件的两个金属化电极端头之间的电压可能沿着元件表面放电，产生电弧，并在元件的瓷体表面留下导电路径，导致元件故障。

2）另一种表面状况的问题是锡须生长（Tin whisker growth）。受元件表面状况和工作环境的影响电极端头最外层的纯锡电镀层会生成晶体状锡须。锡须生长可能会导致虚假数据脉冲，脉冲间歇性故障，以及在极端情况下产生电气短路的问题。

3）元件的表面绝缘电阻降低也可能造成生产过程中的工艺问题。例如，由低绝缘陶瓷材料制作的某些片式电子陶瓷元件，诸如磁性材料制成的片式陶瓷电感或半导体陶瓷材料制成的片式热敏电阻，在电镀过程中电镀液中的金属离子在低绝缘性的陶瓷体表面沉积，产生电镀问题。又如，由低密度陶瓷材料制作的某些片式电子陶瓷电容，在电镀过程中瓷体表面受到酸性电镀液的腐蚀，影响产品的性能。

为了改善电子陶瓷元件的表面状况，传统的方法将整个元件覆盖上保护性涂层。保护性涂层不仅覆盖在陶瓷体的表面，而且将元件的导电电极端头也覆盖。早在1966年，塞尼等人在美国专利3251918号中披露了一种将玻璃浆釉薄层涂覆至陶瓷电容器的整个表面的方法。1979年，科尔曼等人在美国专利4168520号中披露了一种方法，在该方法中，在片式陶瓷电容器的电极端头上焊接上电极引线，随后将流动的保护性树脂涂料涂覆至陶瓷电容器及其电极整体。1986年，穆勒等人在美国专利4627139号中披露了一次浸涂多个片式陶瓷电容器的方法，该方法将多个片式陶瓷元件预先定位在平行电极引线载条上同时进行浸涂来提高涂层工艺的效率。

总之，常规的电子陶瓷元件的树脂包封方法如图2所示，在片式元件电极端头（12）上焊接引线（21）使之成为带引线电极的元件，然后将带有引线的元件插入树脂槽或树脂粉池内，形成整体包封的带有引线的元件（22）。该元件通过电极引线同外部电子线路连接。

这种整体包封可以有效地保护元件提高元件的可靠性。然而，也有一些负作用。为了保持整体包封元件的电路连接，金属引线（21）或金属引线框架（未显示）必须在整个元件被保护性涂覆或包封之前，预先焊接到每个电极端头（12）之上。结果是将片式元件加工成为带有引线的包封元件，后者只适合用于线路板的插件装配工艺，不再适用于线路板的表面贴片装配工艺。焊接引线步骤还消耗额外的原材料和劳动力，增加生产成本。一个完全包封的元件，尤其是大功率元件，还可能出现散热问题。

其实在很多实际应用过程中，将元件整体包封未必必要。只要改善陶瓷体的表面绝缘性能，就可以满足许多实际使用的要求。例如，将绝缘树脂局部地涂覆在元件的陶瓷体表面，就可以抑制表面电弧的发生。或者在两个电极端头之间的陶瓷体表面形成一个局部的环型绝缘涂层即可有效地阻止锡须生长。

发明内容

因此，本发明的目的之一在于提供一种不改变片式电子陶瓷元件的片式形状，仅位于陶瓷体表面的部分保护性涂层及其制作方法。