CN100477032C - 用于制造多层陶瓷电容器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于制造多层陶瓷电容器的方法，其中利用吸收元件印刷在多个介质片中的每一个上的内电极具有减小的厚度，从而允许该多层陶瓷电容器具有高电容并被最小化。该方法包括在多个介质片中的每一个上印刷内电极，并且堆叠介质片，其中通过使吸收元件与所述介质片的上表面接触以使所述内电极的上表面吸附到所述吸收元件上，然后将吸收元件与该表面分离以去除所述内电极的上部的具有指定厚度的一部分，以使形成于每个介质片上的内电极具有减小的厚度，并将具有减小厚度的内电极的介质片堆叠起来以形成芯片元件。

Description

用于制造多层陶瓷电容器的方法

相关申请

本申请基于并要求了2003年12月5日提交的韩国申请第2003-88125号的优先权，将其全部内容全部结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种用于制造多层陶瓷电容器的方法，其中使用吸收元件，使印刷在多个介质片中每个片上的内电极具有减小的厚度(reduced thickness)，从而使得该多层陶瓷电容器具有高电容并被最小化。

背景技术

多层陶瓷电容器(下文称作“MLCC”)是一种电子元件，用来阻断直流信号、旁路、及共振频率。为了满足电子产品小型化及轻质化的趋势，MLCC已经得到了越来越多的应用。另外，随着电子产品的数字化及移动通讯市场的膨胀，对MLCC的需求也在增加。

具体而言，已经开发出具有高稳定性及超高电容的MLCC，并且还提出了多种用于制造上述MLCC的方法。首先，已经提出了一种用于在相同体积内堆叠数量越来越多具有均匀厚度的介质层的方法。另外，还提出了一种用于增加电介质粉末的介电常数的方法。与上述方法一起，还开发了用于平衡和减小印刷在每个介质片上的电极层的厚度的方法。

为了满足钛酸钡(BaTiO₃)族高电容MLCC的高电容和小型化的趋势，开发了一种用于制造具有小于大约1μm(微米)厚度的薄介质片的技术。在通过丝网印刷将电极层印刷在该薄介质片上的情况下，电极层的厚度可以大于该薄介电片的厚度。

图1是示出用于使用丝网印刷在介质片上形成电极层的传统工艺的剖视图。如图1所示，制备具有指定目数的丝网30以将内电极20印刷到介质片10上。将用于形成内电极20的铜或镍浆糊25置于丝网30的上表面，并使用压榨机40进行挤压。通过上述步骤，将内电极20印刷在陶瓷片10上。

在上述丝网印刷中，在介质片10上形成的内电极20的厚度是通过调整浆糊25的粘度或丝网30的目数来确定。由于浆糊的粘度或丝网的目数的调整是有限的，因此难以采用与介质片10相同的方式使内电极20的厚度变薄。

为了满足介质片小厚度的趋势，必须减小内电极的厚度。由于在传统的多层陶瓷电容器中，内电极的厚度比每个介质片的厚度都大，因此难以增加要堆叠的介质片的数量。而且，在形成超薄介质片及将内电极印刷在该介质片上的情况下，内电极的厚度变得比介质片的厚度更大。这时，当在压力下将多个介质片堆叠起来时，由于电极和介质片之间的高度差而致介质片被撕裂或内电极被短路。

发明内容

因此，本发明是在考虑了上述问题的情况下做出的，本发明的目的在于提供一种用于制造多层陶瓷电容器的方法，其中在多个介质片中的每一个上都印刷有超薄的内电极。

本发明的另一目的在于提供一种用于制造多层陶瓷电容器的方法，其在相同的体积内增加了要堆叠的介质片的数量并且具有高电容。

根据本发明的一个方面，上述及其它目的可以通过提供一种用于制造多层陶瓷电容器的方法来实现。该方法包括以下步骤：在多个介质片中的每一个上印刷内电极，并且堆叠介质片，其中通过使吸收元件与介质片的上表面接触以使内电极的上表面吸附到吸收元件上，然后将吸收元件与表面分离以去除内电极的上部的具有指定厚度的一部分，以使形成于每个介质片上的内电极具有减小的厚度，并且将具有减小厚度的内电极的介质片堆叠起来以形成芯片元件。优选地，内电极的减小的厚度可以小于每个介质片的厚度，并且内电极可以由铜或镍制成。

进一步优选地，内电极可通过丝网印刷形成于每个介质片上。

优选地，吸收元件可以是纸、介质片、表面印刷有能够吸附内电极的聚合物的薄膜、或者包含有能够吸附内电极的聚合物薄膜。聚合物可以选自由纤维素、聚乙烯、以及聚乙烯丁烯(polyvinylbutylene)组成的组中的一种。

进一步优选地，吸收元件可以是向内电极施加指定压力并接触内电极的辊子，该辊子的表面可以涂布有能够吸附内电极的聚合物，并且该聚合物可以是选自由纤维素、聚乙烯、以及聚乙烯丁烯组成的组中的一种。更优选地，辊子可以与接触和介质片的上表面相对的介质片的下表面的对应的辊子配合。

优选地，通过将内电极吸收到吸收元件上，然后将吸收元件与内电极分离，以使内电极形成减小的厚度，其是在通过向印刷在每个介质片上的内电极提供热源使内电极完全干燥之前进行的。

更优选地，内电极吸收到吸收元件上可以在通过丝网印刷在每个介质片上形成内电极结束后就进行，并且吸收元件可以40-60厘米/秒的速度与内电极进行分离。

进一步优选地，吸收到辊子上的内电极部分可以通过刮刀刮除，并通过吸力从该刮刀前端除去。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于制造多层陶瓷电容器的方法，包括以下步骤：制备多个介质片；用具有指定目数的丝网在每个介质片上印刷具有指定厚度的内电极；通过使吸收元件与介质片的上表面接触以使内电极的上表面吸附到吸收元件上，然后将吸收元件与表面分离以去除内电极的上部的具有指定厚度的一部分，来减小内电极厚度；在压力下，堆叠在其上印刷有内电极的多个介质片；将堆叠的介质片切割成单位芯片；塑胶成形并焙干这些芯片。优选地，内电极的减小的厚度可以小于每个介质片的厚度，并且内电极可以由铜或镍制成。

进一步优选地，内电极可通过丝网印刷形成于每个介质片上。

优选地，吸收元件是纸、介质片、表面印刷有能够吸附内电极的聚合物的薄膜、或包含能够吸收内电极的聚合物的薄膜。更优选地，聚合物可以是选自由纤维素、聚乙烯、以及聚乙烯丁烯组成的组的一种。

进一步优选地，吸收元件为辊子，其可以向内电极施加指定的压力并接触内电极，该辊子的表面可以涂布有能够吸附内电极的聚合物，并且该聚合物可以是选自由纤维素、聚乙烯、以及聚乙烯丁烯组成的组中的一种。更优选地，可将辊子与接触和介质片的上表面相对的介质片的下表面的对应的辊子配合。

优选地，内电极的厚度的减小可以包括以下步骤：通过使吸收元件与每个介质片的内电极接触，将内电极吸收到吸收元件上；以及通过将吸收元件与内电极分离，除去部分内电极，并使内电极的其余部分保留在每个介质片上。更优选地，内电极厚度的减小可以是在通过向印刷在每个介质片上的内电极提供热源，使内电极完全干燥之前进行，并且内电极吸收到吸收元件上可以是在通过丝网印刷在每个介质片上形成内电极后就进行。进一步优选地，吸收元件可以40-60厘米/秒的速度与内电极进行分离。

优选地，吸收到辊子上的内电极部分可以通过刮刀刮除，并通过吸力从刮刀前端除去。

附图说明

通过以下结合附图所作的详细描述，可以更清楚地理解本发明上述及其它目的、优点、及特征，其中：

图1是示出使用丝网印刷在介质片上形成电极的传统工艺的剖视图；

图2a-2c是分别示出根据本发明的用于制造多层陶瓷电容器的方法的步骤剖视图；

图3是示出根据本发明的用于制造多层陶瓷电容器的方法的另一吸收步骤剖视图；

图4是示出传统多层陶瓷电容器的剖面照片；以及

图5是示出通过本发明的方法制造的多层陶瓷电容器剖面的照片。

具体实施方式

现在，结合附图详细描述本发明的优选实施例。在根据本发明的用于制造多层陶瓷电容器的方法中，在多个介质片中的每一个上都形成具有小厚度的内电极。以下，详细描述根据本发明的用于制造多层陶瓷电容器的方法。

首先，制备介质片10。为了生产介质片10，将介电质粉末、有机粘合剂、以及溶剂进行混合，从而形成介电质淤浆，然后将该介电质淤浆模制成介质片10。其后，在该介质片10上形成具有指定厚度的内电极20。

将内电极20印刷在介质片10上的步骤是通过传统丝网印刷来实现的。即，如图2a所示，将丝网30设置在介质片10的上表面上，而将电极浆糊置于丝网30的上表面并通过压榨机40进行挤压，从而在介质片10上形成内电极20。这里，电极浆糊25可以是铜或镍浆糊。

如上所述，在介质片10上形成内电极20后，为了减小内电极20的厚度，将一个吸收元件50置于印刷有内电极20的介质片10的表面。其后，吸收元件50与印刷有内电极20的介质片10的表面接触，从而将内电极20的部分21吸收到吸收元件50上。

如图2b所示，当将吸收元件50与介质片10分开时，吸收到吸收元件50上的内电极的部分21也与介质片10分离，而内电极20的其余部分保留在介质片10上。

这里，通过丝网印刷在介质片10上形成的用于形成内电极的电极浆糊25在内电极印刷后就进行干燥，并且电极浆糊25的吸收能力随电极浆糊25的干燥的进行而变差。因此，优选地，在内电极20的丝网印刷结束后就将内电极20的部分21吸收到吸收元件50上。

另外，优选地，由于具有5,000-20,000cpc粘度的电极浆糊25的触变性，其上吸收有内电极20的部分21的吸收元件50从介质片10在内电极20的部分21吸收到吸收元件50上之后就进行分离。

优选地，在通过向印刷在介质片10上的内电极20提供热源而使内电极20完全干燥前，要通过将上面吸收有内电极20的部分21的吸收元件50与介质片10分离减小内电极20的厚度。

在加工时间方面，内电极20的部分21在一秒钟内从印刷有内电极20的丝网上完全吸收到吸收元件50上，并且吸收元件50是以40-60厘米/秒的速度与介质片10分离的。

在吸收元件50的分离速度低于40厘米/秒情况下，保留在介质片10上的内电极20的表面态较差，而在吸收元件50的分离速度快于60厘米/秒的情况下，保留在介质片10上的内电极20的厚度极小，即，小于50％，从而使内电极20的电特性变差。

将内电极20的部分21吸收到吸收元件50上时要考虑内电极20与吸收元件50之间的吸收压力。优选地，为了将内电极20的部分21吸收到吸收元件50上，从外部提供的吸收压力处于从由于吸收元件50的重量而产生的最小压力到500g/cm²的最大压力的范围内。在吸收压力增加到500g/cm²时，内电极20的部分21在吸收元件50上的吸收能力的增加与吸收压力的增加成正比，并且当吸收压力超过500g/cm²时，内电极20的部分21吸附到吸收元件50上的吸收能力不再增加。

纸可以用作吸收元件50。纸显示了良好的液体吸收性，并且在干燥前接触凝胶状态的内电极20，从而使内电极20的部分21粘着到纸上。

另外，介质片可以用作吸收元件50。该介质片由与其上印刷有内电极20的介质片10相同的材料制成，其用作吸收元件50，从而使内电极20以相同的吸收能力吸收到上及下介质片上。当在内电极20的部分21吸收到作为吸收元件50的下介质片上之后，将上介质片与下介质片10分离时，内电极20的厚度减小大约50％。

吸收元件50并不局限于纸或介质片，而是可以由聚合物或涂布有聚合物的聚合薄膜制成，以吸收内电极20。

聚合物选择性地使用纤维素、聚乙烯、或聚乙烯丁烯，电极浆糊25主要含有上述物质。

除了片状元件，如纸或者介质片以外，也可以使用辊子作为吸收元件50。图3示出了用作吸收元件的辊子60。与纸或介质片不同，辊子60向内电极20施压且同时吸收内电极20。

也就是说，在使用辊子60作为吸收元件的情况下，优选地，辊子60由具有低表面粗糙度的金属而非橡胶制成，以获得优良的吸收特性。

在辊子60由金属制成的情况下，进一步优选地，与内电极20接触的金属辊子60的外表面上涂布有涂层，该涂层由聚合物制成，而不是由与金属辊子60本体相同的金属制成，以改善吸收特性。这里，涂层聚合物选自由纤维素、聚乙烯、或聚乙烯丁烯组成的组。

为了防止由于内电极20的吸收到辊子60表面上的内电极20的部分22粘合到另一相邻内电极20上而致内电极20具有较大的厚度，在辊子60上安装有至少一个刮刀61，用于清除内电极20的吸收到辊子60表面上的部分22。优选地，刮刀61由硬质橡胶材料制成以使对辊子60表面的损伤最小化，并清除内电极20的被吸附的部分22。

优选地，辊子60设有收集装置，用于向刮刀61的前端提供吸力，以借助真空吸力用刮刀61从辊子60表面除去的内电极20的部分22除去。

与和介质片10的上表面相对的介质片的下表面接触的对应的辊子70位于沿箭头A的方向行进的介质片10下方，从而对应的辊子70承受来自辊子60向下施加的局部压力。也就是说，将分别位于介质片10的上部或下部的辊子60及对应的辊子70成对地制备。

在形成于介质片10的内电极20的厚度减小后，如图2c所示，在压力下将多个其上印刷有内电极20的介质片10堆叠起来。这里，形成于介质片10上的内电极20的厚度充分减小，使得内电极20与介质片10之间的高度差减小，从而减少故障，例如，由于内电极20与介质片10之间的高度差引起的内电极20的短路。

由于与传统的内电极相比，本发明的内电极20具有减小的厚度，所以在同样的体积内可以堆叠大量的介质片10，从而能制造具有高电容的多层陶瓷电容器。

将在压力下堆叠起来的介质片10进行切割并分成多个单位多层陶瓷电容器芯片。通过塑胶成形(plastic-forming)以及烘烤，制成该多层陶瓷电容器。

实施例1

通过丝网印刷，在用聚乙烯丁烯作为粘结剂生产的用于MLCC的介质片上形成厚度为1.2μm的内电极。然后，用作吸收元件的聚乙烯膜与内电极接触，并在聚乙烯膜与内电极之间的接触部分施加500g/cm²的吸收压力，从而将内电极部分地吸收到吸收元件上。

其后，将吸收元件与介质片分离，以使吸收到吸收元件上的内电极的部分与保留在介质片上的内电极分离。从而，将保留在介质片上的内电极的厚度减小到0.6μm。

实施例2

通过丝网印刷，在用聚乙烯丁烯作为粘结剂生产的用于MLCC的介质片上形成厚度为1.2μm的内电极。然后，用作吸收元件的乙基纤维素膜与内电极接触，并且在乙基纤维素膜与内电极之间的接触部分施加500g/cm²的吸收压力，从而将内电极部分地吸收到吸收元件上。

其后，将吸收元件与介质片分离，以使吸收到吸收元件上的内电极的部分与保留在介质片上的内电极分离。从而，将保留在介质片上的内电极的厚度减小到0.7μm。

实施例3

通过丝网印刷，在用聚乙烯丁烯作为粘结剂生产的用于MLCC的介质片上形成厚度为1.2μm的内电极。然后，用作吸收元件的聚乙烯膜与内电极接触，并且聚乙烯膜与内电极之间的接触部分施加一个300g/cm²的吸收压力，从而将内电极部分地吸附到吸收元件上。

其后，将吸收元件与介质片分离，以使吸收到吸收元件上的内电极的部分与保留在介质片上的内电极分离。从而，将保留在介质片上的内电极的厚度减小到0.8μm。

实施例4

通过丝网印刷，在用聚乙烯丁烯作为粘结剂生产的用于MLCC的介质片上形成厚度为1.2μm的内电极。然后，将内电极部分地吸收到外表面上涂布有聚乙烯膜的辊子上，并通过一个刮刀刮除吸收到辊子上的内电极的部分并除去。

从而，将保留在介质片上的内电极的厚度减小到0.7μm。

图4是示出传统多层陶瓷电容器的剖面图片，其中在介质片上形成内电极，图5是示出利用本发明的方法制造的多层陶瓷电容器剖面的图片，其中介质片上的内电极的厚度被减小了。

在图4中，介质层A厚度分别为873nm和952nm，在介质片A之间形成的内电极层B厚度为1,210nm。图4是通过普通丝网印刷在介质层A上形成内电极层B，并在压力下将多个介质层A(每个介质层上都形成有内电极层B)堆叠起来制造的传统多层陶瓷电容器的剖面图片，示出了内电极层B的厚度大于介质层A的厚度。

另一方面，图5为本发明的多层陶瓷电容器的剖面的图片。这里，介质层A的厚度分别为754nm和1,110nm，在介质层A之间形成有通过本发明的方法的吸收步骤的具有减小的厚度的内电极层B′。内电极层B′的厚度为635nm。也就是说，本发明的多层陶瓷电容器的内电极层B′的厚度小于介质层A的厚度，并且大约为传统多层陶瓷电容器的内电极层B的厚度的一半。

因此，本发明的多层陶瓷电容器的内电极具有减小的厚度，从而具有高电容。

如上所述显而易见，本发明提供了一种用于制造多层陶瓷电容器(MLCC)的方法，其中印刷在每个介质片上的内电极被吸收到吸收元件上以使介质片上的内电极具有减小的厚度，从而增加了在相同体积内堆叠的介质片的数量，并且可获得高电容。

而且，本发明的用于制造MLCC的方法通过将每个介质片上都形成有薄的内电极的多个介质片堆叠起来，由于介质片和内电极间的高度差，防止了在介质片的堆叠中产生电短路。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (39)

1.一种用于制造多层陶瓷电容器的方法，包括在多个介质片中的每一个上印刷内电极，并且堆叠所述介质片，

其中通过使吸收元件与所述介质片的上表面接触以使所述内电极的上表面吸附到所述吸收元件上，然后将所述吸收元件与所述表面分离以去除所述内电极的上部的具有指定厚度的一部分，以使形成于每个所述介质片上的所述内电极具有减小的厚度，并且将具有减小厚度的所述内电极的所述介质片堆叠起来以形成芯片元件。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述内电极的减小的厚度小于每个所述介质片的厚度。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述内电极由铜或镍制成。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述内电极通过丝网印刷形成于每个所述介质片上。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述吸收元件是纸。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述吸收元件是介质片。

7.根据权利要求6所述的方法，其中形成所述吸收元件的所述介质片由与其上印刷有所述内电极的所述介质片相同的材料制成。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述吸收元件为薄膜，其表面印刷有能够吸收所述内电极的聚合物。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述聚合物是选自由纤维素、聚乙烯、以及聚乙烯丁烯组成的组中的一种。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述吸收元件为包含能够吸收所述内电极的聚合物的薄膜。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述聚合物为选自由纤维素、聚乙烯、以及聚乙烯丁烯组成的组中一种。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述吸收元件为辊子，其向所述内电极施加指定的压力并接触所述内电极。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述辊子的表面涂布有能够吸收所述内电极的聚合物。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述聚合物为选自由纤维素、聚乙烯、以及聚乙烯丁烯组成的组中的一种。

15.根据权利要求12所述的方法，其中所述辊子与接触和所述介质片的上表面相对的所述介质片的下表面的对应的辊子配合。

16.根据权利要求1所述的方法，其中通过将所述内电极吸收到所述吸收元件上，然后将所述吸收元件与所述内电极分离，以使所述内电极形成减小的厚度，其在通过向印刷在每个所述介质片上的所述内电极提供热源使所述内电极完全干燥之前进行。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述内电极吸收到所述吸收元件上是在通过丝网印刷在每个所述介质片上形成所述内电极结束后就进行的。

18.根据权利要求16所述的方法，其中所述吸收元件以40-60厘米/秒的速度与所述内电极进行分离。

19.根据权利要求12所述的方法，其中吸收到所述辊子上的所述内电极的一部分通过刮刀刮除，并通过吸力从所述刮刀前端除去。

20.一种用于制造多层陶瓷电容器的方法，包括以下步骤：

制备多个介质片；

用具有指定目数的丝网在每个所述介质片上印刷具有指定厚度的内电极；

通过使吸收元件与所述介质片的上表面接触以使所述内电极的上表面吸附到所述吸收元件上，然后将所述吸收元件与所述表面分离以去除所述内电极的上部的具有指定厚度的一部分，来减小所述内电极厚度；

在压力下，堆叠在其上印刷有所述内电极的多个所述介质片；

将堆叠的介质片切割成单位芯片；以及

塑胶成形并焙干所述芯片。

21.根据权利要求20所述的方法，其中所述内电极的减小的厚度小于每个所述介质片的厚度。

22.根据权利要求20所述的方法，其中所述内电极由铜或镍制成。

23.根据权利要求20所述的方法，其中所述内电极通过丝网印刷形成于每个所述介质片上。

24.根据权利要求20所述的方法，其中所述吸收元件是纸。

25.根据权利要求20所述的方法，其中所述吸收元件是介质片。

26.根据权利要求25所述的方法，其中形成所述吸收元件的所述介质片由与其上印刷有内电极的介质片相同的材料制成。

27.根据权利要求20所述的方法，其中所述吸收元件为薄膜，其表面印刷有能够吸附所述内电极的聚合物。

28.根据权利要求27所述的方法，其中所述聚合物是选自由纤维素、聚乙烯、以及聚乙烯丁烯组成的组的一种。

29.根据权利要求20所述的方法，其中所述吸收元件为包含能够吸附所述内电极的聚合物的薄膜。

30.根据权利要求29所述的方法，其中所述聚合物为选自由纤维素、聚乙烯、以及聚乙烯丁烯组成的组中的一种。

31.根据权利要求20所述的方法，其中所述吸收元件为辊子，其向所述内电极施加指定的压力并接触所述内电极。

32.根据权利要求31所述的方法，其中所述辊子的表面涂布有能够吸附所述内电极的聚合物。

33.根据权利要求32所述的方法，其中所述聚合物为选自由纤维素、聚乙烯、以及聚乙烯丁烯组成的组中的一种。

34.根据权利要求31所述的方法，其中将所述辊子与接触和所述介质片的上表面相对的所述介质片的下表面的对应的辊子配合。

35.根据权利要求20所述的方法，其中所述内电极的所述厚度的减小包括以下步骤：

通过使所述吸收元件与每个所述介质片的内电极接触，将所述内电极吸收到所述吸收元件上；以及

通过将所述吸收元件与所述内电极分离，除去部分所述内电极，并使所述内电极的其余部分保留在每个所述介质片上。

36.根据权利要求20所述的方法，其中所述内电极厚度的减小是在通过向印刷在每个所述介质片上的所述内电极提供热源，使所述内电极完全干燥之前进行。

37.根据权利要求35所述的方法，其中所述内电极吸收到所述吸收元件上是在通过丝网印刷在每个所述介质片上形成所述内电极后就进行。

38.根据权利要求35所述的方法，其中所述吸收元件以40-60厘米/秒的速度与所述内电极进行分离。

39.根据权利要求31所述的方法，其中吸收到所述辊子上的所述内电极的一部分通过刮刀刮除，并通过吸力从所述刮刀前端除去。

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