一种多层电子器件的制备方法和多层电子器件技术

本发明专利技术公开了一种多层电子器件的制备方法和多层电子器件。该制备方法包括：制备陶瓷基体；在所述陶瓷基体上形成电极薄层，所述电极薄层采用金属氧化物制成，一个所述陶瓷基体与其上的一层电极薄层构成一个器件单元；将多个所述器件单元堆叠放置呈预制件，对预制件施加压紧作用力以将多个所述器件单元压合固定；对所述预制件进行烧结工艺，制成多层电子器件。本发明专利技术的一个技术效果在于解决了电极薄层在加工过程中易挥发的问题。

A Fabrication Method of Multilayer Electronic Devices and Multilayer Electronic Devices

The invention discloses a preparation method of a multilayer electronic device and a multilayer electronic device. The preparation method comprises the following steps: preparing a ceramic matrix; forming an electrode thin layer on the ceramic matrix, which is made of metal oxides; forming a device unit with a ceramic matrix and a layer of electrode thin layer on the ceramic matrix; stacking and placing a plurality of device units as prefabricated parts, applying a compressive force on the prefabricated parts to press and fix the device units. The prefabricated parts are sintered to produce multi-layer electronic devices. One technical effect of the invention is to solve the problem that the electrode thin layer is volatile in the process of processing.

【技术实现步骤摘要】
一种多层电子器件的制备方法和多层电子器件
本专利技术属于电子器件
，具体地，本专利技术涉及一种多层电子器件的制备方法和多层电子器件。
技术介绍
电容类、电感类以及压电类电子器件以其独特的物理性能，已经广泛应用于各种仪器及设备中。随着电子类产品轻量化的趋势，该类产品通常要尽可能的减小尺寸，降低重量。为了达到这一目的，并且最大化的提高器件的性能，本领域技术人员尝试将电子器件制成多层堆叠式结构。多层堆叠式结构中的电极通常采用金属材料制成，金属材料可以通过丝网印刷技术等方式布设在陶瓷衬底上。以陶瓷材料作为多层堆叠式电子器件的衬底，其具有更好的稳定性和电气性能。但是，在加工过程中需要经过高温烧结工艺。在高温烧结过程中，金属材料非常容易挥发，使电极失效造成产品性能缺损。或者，金属材料有可能向周围的陶瓷基材中扩散，造成陶瓷基材的绝缘性能下降，甚至造成击穿等问题，影响产品的电气性能。为了降低金属材料挥发或渗透等问题，也可以在金属材料中掺入其它不同的贵金属材料，以在烧结过程中形成合金，提高金属层可能发生挥发、扩散的温度，提高抗氧化性。但由于高熔点贵金属价格昂贵，会导致产品成本大幅升高。而且，上述方式并不能从根本上解决金属材料层挥发、扩散的问题。当烧结温度高于1100摄氏度时，贵金属合金仍然会发生挥发、使电极层破损等问题。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供了一种制备多层电子器件的新技术方案。根据本专利技术的第一方面，提供了一种多层电子器件的制备方法，其特征在于，包括：制备陶瓷基体；在所述陶瓷基体上形成电极薄层，所述电极薄层采用金属氧化物制成，一个所述陶瓷基体与其上的一层电极薄层构成一个器件单元；将多个所述器件单元堆叠放置呈预制件，对预制件施加压紧作用力以将多个所述器件单元压合固定；对所述预制件进行烧结工艺，制成多层电子器件。可选地，所述金属氧化物包括氧化镍、氧化钌、氧化铱、钌酸锶、镍酸镧、镧锶钴氧中的至少一种。可选地，采用物相沉积的工艺方式在所述陶瓷基体上形成所述电极薄层。可选地，采用脉冲激光沉积法形成所述电极薄层，将所述陶瓷基体和采用金属氧化物制成的靶材置于脉冲激光沉积设备中，对靶材进行激光轰击，使靶材的材料沉积在所述陶瓷基体上以形成所述电极薄层。可选地，所述靶材与陶瓷基体之间的间距为4-8cm，用于轰击靶材的激光的能量范围为200-250mJ，激光的脉冲频率为5-13Hz，沉积时间为20-60分钟。可选地，采用磁控溅射法形成所述电极薄层，将所述陶瓷基体和采用金属氧化物制成的靶材置于磁控溅射设备中，在磁控溅射设备中充入氧气和氩气，对靶材进行磁场溅射，使靶材的材料沉积在所述陶瓷基材上以形成所述电极薄层。可选地，先将磁控溅射设备中抽真空，之后再通入氧气和氩气，气压为10-15Pa，氧分压为20-35％，磁场溅射的功率为80-110W。可选地，采用溶胶凝胶法形成所述电极薄层，采用金属氧化物制备前驱体溶液，前驱体溶液的浓度为0.2-0.8mol/L，将前驱体溶液旋涂于所述陶瓷基体上，之后在70-130摄氏度的环境下对所述陶瓷基体上的液膜进行烘干，得到附着有电极薄层的所述器件单元。可选地，预先在所述陶瓷基体上设置具有预定形状的掩膜，之后再在所述陶瓷基体上未被所述掩膜覆盖的区域形成所述电极薄层。可选地，采用流延法制备所述陶瓷基体，将用于制备所述陶瓷基体的陶瓷粉体制成陶瓷浆料，将陶瓷浆料流延至聚合物膜层上，待陶瓷浆料凝固后形成单层陶瓷膜，将至少4层所述单层陶瓷膜层叠设置构成所述陶瓷基体。可选地，对所述预制件进行等静压工艺以将多个器件单元压合固定，持续施加压强为30-50MPa的压紧作用力，持续时间为30-50分钟。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种多层电子器件，所述多层电子器件采用上述制备方法制成，所述多层电子器件包括堆叠设置的多个器件单元，每个所述器件单元包括陶瓷基体和形成在所述陶瓷基体上的电极薄层，所述电极薄层采用金属氧化物制成。根据本公开的一个实施例，采用金属氧化物制成的电极薄层在烧结过程中也能保持稳定。通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征及其优点将会变得清楚。附图说明被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并且连同其说明一起用于解释本专利技术的原理。图1是本专利技术提供的多层电子器件的制备方法的步骤流程示意图；图2是本专利技术提供的多层电子器件的爆炸示意图。具体实施方式现在将参照附图来详细描述本专利技术的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。本专利技术提供了一种多层电子器件的制备方法。如图1所示，首先，先制备陶瓷基体，该陶瓷基体用于承载电子器件上的电极、电路等。之后在所述陶瓷基体上形成电极薄层，所述电极薄层采用金属氧化物制成。如图2所示，一个所述陶瓷基体1和一层所述电极薄层2构成一个器件单元。通过上述工艺步骤，可以制备多个所述器件单元。相对于现有技术采用银等金属材料制成电极层，本专利技术采用金属氧化物制成电极层，这种电极薄层在后续的烧结等加工工艺中，不易出现挥发、扩散或与陶瓷基体发生化学反应等现象，稳定性更高，不易失效。因此，本专利技术提供的方法从根本上解决了现有技术中的电极层不稳定的问题。采用导电金属氧化物作为电极薄层可有效避免金属电极带来的弊端。之后，可以将上述步骤形成的多个器件单元堆叠放置，形成预制件。通过对预制件施加压紧作用力，能够使预制件中的各个器件单元之间被压合固定，提高预制件的整体结合强度和可靠性。最后，对所述预制件进行高温烧结工艺，使陶瓷基体烧结固化，制成多层电子器件产品。在烧结工艺中，金属氧化物材料不会扩散到陶瓷基体中。具体可选地，本专利技术所述的金属氧化物材料可以是氧化镍、氧化钌、氧化铱、钌酸锶、镍酸镧、镧锶钴氧中的至少一种。一方面，上述材料制备的电极薄层的电阻率相对更低。第二方面，上述金属氧化物与陶瓷基体具有类似的晶格结构和良好的晶格匹配性，从而能够与陶瓷基体之间产生更高的结合作用力，使得制成的多层电子器件的结构稳定性更高。第三方面，金属氧化物相对于金属材料更不易发生扩散并且具有良好的高温稳定性，因此在多层电子器件的加工过程中不易扩散至陶瓷基材中或者挥发掉，仍能够保持良好的导通性能，不会对陶瓷基体造成导通、击穿等隐患。可选地，本专利技术可以采用物相沉积的工艺方式在所述陶瓷基体上形成电极薄层，从而精确控制电极薄层的厚度和均匀性。可选地，可以采用脉冲激光沉积法形成所述电极薄层。例如，金属氧化物材料采用钌酸锶和/或镍酸镧。将钌酸锶和/或镍酸镧作为靶材置于脉冲激光沉积设备的腔体中，将陶瓷基体也放置于脉冲激光沉积设备的腔体中。优本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多层电子器件的制备方法，其特征在于，包括：制备陶瓷基体；在所述陶瓷基体上形成电极薄层，所述电极薄层采用金属氧化物制成，一个所述陶瓷基体与其上的一层电极薄层构成一个器件单元；将多个所述器件单元堆叠放置呈预制件，对预制件施加压紧作用力以将多个所述器件单元压合固定；对所述预制件进行烧结工艺，制成多层电子器件。

【技术特征摘要】
1.一种多层电子器件的制备方法，其特征在于，包括：制备陶瓷基体；在所述陶瓷基体上形成电极薄层，所述电极薄层采用金属氧化物制成，一个所述陶瓷基体与其上的一层电极薄层构成一个器件单元；将多个所述器件单元堆叠放置呈预制件，对预制件施加压紧作用力以将多个所述器件单元压合固定；对所述预制件进行烧结工艺，制成多层电子器件。2.根据权利要求1所述的多层电子器件的制备方法，其特征在于，所述金属氧化物包括氧化镍、氧化钌、氧化铱、钌酸锶、镍酸镧、镧锶钴氧中的至少一种。3.根据权利要求1所述的多层电子器件的制备方法，其特征在于，采用物相沉积的工艺方式在所述陶瓷基体上形成所述电极薄层。4.根据权利要求3所述的多层电子器件的制备方法，其特征在于，采用脉冲激光沉积法形成所述电极薄层，将所述陶瓷基体和采用金属氧化物制成的靶材置于脉冲激光沉积设备中，对靶材进行激光轰击，使靶材的材料沉积在所述陶瓷基体上以形成所述电极薄层。5.根据权利要求4所述的多层电子器件的制备方法，其特征在于，所述靶材与陶瓷基体之间的间距为4-8cm，用于轰击靶材的激光的能量范围为200-250mJ，激光的脉冲频率为5-13Hz，沉积时间为20-60分钟。6.根据权利要求3所述的多层电子器件的制备方法，其特征在于，采用磁控溅射法形成所述电极薄层，将所述陶瓷基体和采用金属氧化物制成的靶材置于磁控溅射设备中，在磁控溅射设备中充入氧气和氩气，对靶材进行磁场溅射，使靶材的材料沉积在所述陶瓷基材上以形成所述电极薄层。7.根据权利要求6所述的多层电子器件的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：阎堂柳，孔德洲，刘宽，丁薇薇，高洪伟，俞胜平，
申请(专利权)人：歌尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37