一种叠层元器件及其制作方法与流程

本发明涉及一种叠层元器件及其制作方法。

背景技术：

随着电子行业的发展，业界对叠层元器件例如射频器件的电性和可靠性能都有更为苛刻的要求，而厚电极技术可以大幅提升产品性能并且降低损耗，作为实现高性能元器件的优选方案，一直备受关注。传统的叠层元器件制造过程，受限于印刷条件的影响，所制作的内电极厚度基本在10μm左右，最大不超过20μm；并且电极厚度越厚则在电极宽度上保形性较差，降低了制作精度；即便制作出了厚电极，在叠层过程还有撕破或鼓泡等风险可能导致致命缺陷。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日前已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

技术实现要素：

本发明为了克服现有技术的不足，提出一种叠层元器件的制作方法，通过对内电极的加工工艺进行改进，能够制作得到具有超厚内电极的叠层元器件，从而提高叠层元器件的性能。

本发明为达上述目的所提出的技术方案如下：

一种叠层元器件的制作方法，包括制作内电极的步骤，所述制作内电极的步骤包括：

1)电极图案制作：于第一生瓷片上切割出内电极图案通孔；

2)叠层：取未经切割的第二生瓷片，与所述第一生瓷片在预定压力下进行叠层，得到带有内电极图案凹槽的叠层体；

3)内电极印刷：采用导电浆料，对所述叠层体上的内电极图案凹槽进行对位印刷，以印刷出内电极；其中，导电浆料至少填满所述内电极图案凹槽。

本发明提供的上述技术方案，通过在预叠层的生瓷片上进行开孔，开出电极图案通孔，再进行叠层，内电极印刷时将导电浆料印刷于凹槽内(叠层后通孔呈现为凹槽)，然后保证导电浆料至少填满凹槽(一般是稍微高出一点点)。这样就可以按需定制厚电极，其厚度远大于传统叠层元件内电极厚度的超厚内电极，可制作厚度高达100μm。

更优选地，采用激光开孔机对所述第一生瓷片进行切割而得到所述内电极图案通孔。

更优选地，还利用激光开孔机在第一生瓷片上切割出内电极印刷时所需的对位标识。

更优选地，第一和第二生瓷片均通过流延工艺制得。采用流延的工艺可精确控制生瓷片的厚度，而在本发明中，第一生瓷片的厚度与最终所需的内电极厚度具有直接的关联，因此，控制生瓷片厚度至关重要。

更优选地，进行叠层时的预定压力不超过30MPa。

更优选地，利用电磁场仿真软件模拟得出所需的内电极厚度，再基于第一生瓷片的烧结收缩率，利用所述内电极厚度换算出第一生瓷片的厚度。

本发明另还提出了一种叠层元器件，该叠层元器件具有一超厚内电极，所述超厚是指厚度为20μm～100μm；其中，所述超厚内电极通过以下方法制作得到：于第一生瓷片上切割出内电极图案通孔；取未经切割的第二生瓷片，与所述第一生瓷片在预定压力下进行叠层，得到带有内电极图案凹槽的叠层体；采用导电浆料，对所述叠层体上的内电极图案凹槽进行对位印刷，以印刷出内电极；其中，导电浆料至少填满所述内电极图案凹槽。

本发明上述具有超厚内电极的叠层元器件，与传统方法制作内电极的同种元器件相比，具有更优的电气性能。

附图说明

图1是切割出内电极图案通孔的第一生瓷片的俯视图；

图2是第一生瓷片与第二生瓷片的叠合示意图；

图3是内电极印刷示意图；

图4是内电极印刷过程中未达到印刷要求的电极示意图；

图5是内电极印刷过程中达到印刷要求的电极示意图；

图6是本发明的厚电极加工方法所制作的叠层元器件的DPA界面图；

图7是现有方法制作内电极的叠层元器件的DPA界面图；

图8是本发明方法制作的带通滤波器与现有的带通滤波器的插入损耗对比图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步说明。

本发明的一具体实施方式提供了制作叠层元器件过程中加工厚电极(厚度较大的内电极)的方法，包括以下三个步骤：

1)电极图案制作：于第一生瓷片上切割出内电极图案通孔；此步可以采用激光开孔机进行切割，在切割出内电极图案通孔时还同时切割后续进行内电极印刷时所需的对位标识；

2)叠层：取未经切割的第二生瓷片，与所述第一生瓷片在预定压力下进行叠层，得到带有内电极图案凹槽的叠层体；

3)内电极印刷：采用导电浆料，对所述叠层体上的内电极图案凹槽进行对位印刷，以印刷出内电极；其中，导电浆料至少填满所述内电极图案凹槽。

本发明具体实施方式提供的上述厚电极加工方法，可在叠层元器件的制作过程中加工出厚度在20μm～100μm的内电极，比传统的叠层元器件内电极的厚度大很多，传统的内电极一般10μm左右，最厚也不超过20μm。并且整个厚电极的加工过程并不需要太高的成本和复杂设备。

下面通过一个具体的实施例来对本发明的技术方案进行更加详细和充分的说明。

本实施例拟制作的叠层元器件内电极厚度95±0.8μm，叠层元器件具体是一带通滤波器，其内电极的具体过程如下：

参考图1，先采用激光打孔机在第一生瓷片10上切割出预制作的内电极图案11，该内电极图案是通孔，即贯穿第一生瓷片10的两面。另外，还切割出印刷对位标识(图中未示)。开孔前，先将预制作的内电极图案文档传到激光开孔机中，然后，激光开孔机可根据文档沿着电极图案轮廓进行激光切割，将图案区域的生瓷片挖空，同时开出用于印刷定位的对位标识。

再将一未切割过的第二生瓷片与上述的第一生瓷片10在一预定的叠层压力(不超过30MPa)下进行叠合，得到一个叠层体20，如图2所示，从而，第一生瓷片10上的内电极图案通孔11在叠层体20上形成内电极图案凹槽11’。在叠层时，设置适当的保压时间与保压压力(不超过30Mpa)，这样既能保持两层生瓷片紧密粘合，凹槽区域又不会被压塌。

第一生瓷片和第二生瓷片的厚度可相同，也可不同。但第一生瓷片的厚度与所需内电极厚度有直接关联，具体是指：当给定一预制作的叠层元器件时，根据元器件的整体厚度，通过电磁场仿真软件模拟得出对于该元器件而言的最佳内电极厚度，再基于最佳内电极厚度(本实施例中即上述给定的95±0.8μm)，根据第一生瓷片的烧结收缩率，换算出第一生瓷片的厚度，第一生瓷片的厚度即相当于烧结前内电极的厚度，而烧结前内电极厚度(相当于印刷时填充的导电浆料厚度)可根据所需的内电极厚度(本例中95±0.8μm)和电极浆料收缩率计算得出。

优选地，第一生瓷片和第二生瓷片均采用流延法制得，这样可精确控制生瓷片厚度。例如，使用干式流延，将瓷粉、溶剂、粘合剂、分散剂以及增塑剂等配成有特定粘度和流动能力的浆料，把浆料输送到一个固定料槽中，浆料在重力作用下从料槽下方流出料槽，直接流淌到负责承载的基带上，同时基带水平运动，带着浆料一起做匀速移动，基带与料槽之间，通过流延刮刀控制其间距离，从而达到控制基带上浆料厚度的目的，本实施例中控制流延厚度在118±1μm，即需要厚度118±1μm的生瓷片。

在得到前述带有内电极图案凹槽的叠层体20之后，即可进行内电极印刷，如图3所示，使用丝网印刷机对位印刷，激光切割过的第一生瓷片为承印面，丝网下墨区域与内电极图案吻合，印刷过程刮刀40带着导电浆料30翻滚向前，导电浆料30在丝网下墨区域落到承印面填充凹槽11’。显微镜下观察凹槽区域填充形貌，并用激光测厚仪测量填充部分导电浆料高度，若导电浆料高度不及凹槽深度(图4所示的情况)，则需再次印刷填充，直至填充充分，以稍微高出凹槽为宜，即图5中的印刷情况符合要求。

后续经过烧结等工艺形成最终的带通滤波器，通过DPA(破坏性物理分析)并进行内电极厚度实测，得到的实际内电极厚度为d1＝96μm，如图6所示。针对同样产品，采用传统方法加工的内电极，如图7所示，厚度d2＝11μm，传统工艺的制作条件确定了电极厚度不可能做得特别厚，如果做得太厚，会给产品带来多种恶劣的后果。

将上述实施例中，采用本发明的方法加工内电极的带通滤波器与采用传统方法加工内电极的同种带通滤波器进行比较，主要是比较插入损耗，得到的对比曲线如图8所示，其中，带实心圆点的曲线是本发明的方法加工内电极的带通滤波器的插入损耗，带小三角的曲线是采用传统方法加工内电极的同种带通滤波器的插入损耗，横坐标是频率，纵坐标即插入损耗(越往上越靠近0)。从图8可看出，在通带上，本发明加工的产品相比传统方法的产品，其插入损耗降低0.7dB。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。