[发明专利]大型单层陶瓷被动元件带有复合电极层的基片

说明书

技术领域

大型单层陶瓷被动元件带有复合电极层的基片，该大型单层陶瓷被动元件基片为正方形或正圆片的结构体﹐通过陶瓷注射成形技术将以下特征制作出来,含：两侧具有电极凸台、圆角化的电极凸台边缘、电极凸台与基片本体交接处以及基片本体的边缘﹐经过复合脱黏法﹑气氛与压力控制烧结后，再采用低温真空溅镀布施复合电极层﹐成为一种大型单层陶瓷被动元件带有复合电极层的基片，本发明所属的技术领域，包含：陶瓷粉末注射成形、复合脱黏﹑气氛与压力控制烧结以及低温真空溅镀复合镀膜技术。

背景技术

市面上贩售单层陶瓷被动元件如陶瓷电容器(Ceramic Capacitors)、压敏电阻器(MetalOxideVarsitor)以及压电陶瓷器(PIEZO)，已经是过去百年来电子装置如传统电冰箱、电视机、冷气机，甚至到了近代各种吸尘机、服务器电源供应器等，都是不能或缺的基本电子被动元件，估计每年全世界需求约有5兆片的市场供应，但是其中有近1兆片是为大型的单层陶瓷被动元件，应用在高端电流电压忍受的精密电子装置上。

近年，电子产品过度重视小型化与高积集度的要求，大家的目光与研发精力都集中在小型多层陶瓷被动，而忽略了大型单层陶瓷被动元件改进，甚为可惜。其中，所有陶瓷被动元件的碰撞缺角损失(大型片的重量较大)、密度不均与电极涂布不良是困扰业界最久的项目，必须以超额生产挑出不良品，并使用昂贵银浆或铜浆涂布后，再次高温烧结以期望获得紧实的电极面与良品，除了加工耗损且消耗昂贵的电极材料之外，多次高温烧结与制程转换衍生的功能劣化、能源浪费以及碳排放问题﹐着实应该以更好的办法改善。

传统的大型单层陶瓷被动元件基片制程首先必须以大量的润滑油脂与蜡基材料混入陶瓷粉末中，经由复杂耗时的球磨混粉与造粒方式，随后采用大型的油压压锭机器，将基片生坯压制出来，由于大型陶瓷被动元件基片的面积大(大于100mm²)且厚度超过1mm，压结生坯体不能采用仅能以直角化设计，主要在于直压模具的限制，有额外的突出特征会造成应力传达不确实而累积在特征与直角边缘，生坏体的粉末累积在这些特征位置便与在生坯体中心部位便有差异，烧结过程容易扭曲变形。并且，直压式模具设计圆角化必须在于模具冲头上形成锋利生坯体模穴端的边缘，这样薄弱的锋利边缘很容易崩角进而断裂，维护保养不易之外，亦容易造成生坯体的缺陷与掉落模具碎屑污染产品。

直压压结后所得到的生坯，必须采用拢长的热脱黏方式至少12小时的程序，才能清除生坯体内所含有的大量润滑剂与蜡，然后进行烧结获得大型单层陶瓷被动元件的基片。因为没有有效的办法形成凸台特征与圆角化边缘，便无法防止后制程碰撞、甚至是产品遭受大电流与大电压冲击过程，边角破裂及电极短路引发烧毁，是一直以来的问题。

随后，大型陶瓷被动元件的基片须采用传统的银浆或是铜浆布施电极面，由于浆料体中必须混入至少5%以上的低温釉料作为烧结金属电极与陶瓷面附着的辅助，导致电极面积小无法发挥大型陶瓷被动元件的真实功能，也因釉料加入影响电极附着力(普遍低于2kg拉力)，因此对于大型陶瓷被动元件的功能影响甚剧。

归结现有技术发生的缺失点，包含如下：

大型陶瓷被动元件生坯都使用干式油压机直压方法﹐遭遇到大面积与厚度厚的产品需求时﹐由于压力传达不够均匀﹐粉末容易在边角、表面与中心区形成不均匀的密度分布﹐烧结后基片扭曲变形很大。

使用干压成形为了要解决上述生产问题﹐添加了更多的润滑剂﹐造成脱黏排胶制程拢长，生产效率低。使用过多润滑剂导致收缩比值大于1.2(意味要获得1mm的尺寸时，生坯要控制在1.2mm)﹐脱黏排胶的时间必须要增加。

由于干压法模具的限制﹐上述大型陶瓷被动元件基片的边缘都是直角﹐且无法创造电极面与本体的区隔凸台特征，当进行电极面涂布施工的时候，非常容易地产生溢度与不同心等问题。影响产品电气功能甚剧。

以传统银浆与铜浆以网印施工后进行二次烧结，或是传统的真空溅镀铜电极，对于焊锡合金化抵抗能力甚于薄弱，在大电压与电流的冲击之下，无法忍受高温而产生电极液化，阻抗升高。

发明内容