一种应力缓冲金属电极结构芯片电容制造技术

本发明专利技术涉及一种应力缓冲金属电极结构芯片电容，包括陶瓷基片以及两个分别设于所述陶瓷基片的两表面上的复合电极，所述复合电极是由第一金属电极层、应力缓冲层和第二金属电极层从内向外依次在所述陶瓷基片表面上层叠而成，所述应力缓冲层由金属浆料与高岭土粉末混合得到的材料制成。本发明专利技术还涉及所述芯片电容的制备方法。本发明专利技术所述的芯片电容具有耐冷热冲击、结构稳定、可靠性高的优点。

A kind of chip capacitor with stress buffer metal electrode structure

【技术实现步骤摘要】
一种应力缓冲金属电极结构芯片电容
本专利技术涉及电容
，特别是涉及一种应力缓冲金属电极结构芯片电容。
技术介绍
芯片电容，广泛应用于微波通讯线路、微波功率放大器以及微波集成电路中，起到隔直通交、RF旁路、滤波、调谐等作用。如图1所示，现有的芯片电容包括陶瓷基片1’以及两个分别设于所述陶瓷基片1’两表面上的金属电极2’，所述金属电极2’通常为银电极。现有的芯片电容的制备工艺为：陶瓷粉料配料→球磨→等静压成型→烧结陶瓷锭→切片→丝网印刷法印刷银浆→烘干→烧银→划切。然而，现有的芯片电容存在以下问题：在冷热冲击的环境下，例如图2所示，在使用焊料3高温焊接芯片电容的金属电极2’时，焊点附近的温度发生骤变，金属电极2’因热胀冷缩产生的应力容易使其出现龟裂，影响产品外观，再者，由于金属电极2’与陶瓷基片1’的热膨胀系数不同，它们胀缩的程度不一致也产生了应力作用，这种应力在牢固的焊点上无法得到释放，容易导致陶瓷基片1’产生微裂纹，甚至发生断裂，从而大大影响芯片电容的性能，降低其可靠性和稳定性，导致产品合格率较低，增加了生产成本。
技术实现思路
基于此，本专利技术提供一种应力缓冲金属电极结构芯片电容，其具有耐冷热冲击、结构稳定、可靠性高的优点。本专利技术采取的技术方案是：一种应力缓冲金属电极结构芯片电容，包括陶瓷基片以及两个分别设于所述陶瓷基片的两表面上的复合电极，所述复合电极是由第一金属电极层、应力缓冲层和第二金属电极层从内向外依次在所述陶瓷基片表面上层叠而成，所述应力缓冲层由金属浆料与高岭土粉末混合得到的材料制成。相对于现有的芯片电容，本专利技术的芯片电容采用第一金属电极层-应力缓冲层-第二金属电极层的复合电极结构，其中，所述第一金属电极层与陶瓷基片结合，不易从陶瓷基片表面脱落；所述应力缓冲层采用添加了高岭土的金属浆料制备，其具备类似海绵的疏松多孔结构，可以缓冲外界环境变化产生的应力，保护第一金属电极层以及基片不受应力的破坏，从而提高芯片电容整体的稳定性和可靠性，该应力缓冲层也有一定的阻隔作用；所述第二金属电极层作为表面焊接层，具有焊接作用。本专利技术的应力缓冲金属电极结构芯片电容耐冷热冲击，在冷热冲击环境下，例如高温焊接时，由于该应力缓冲层大幅度减少了传递到陶瓷基片和第一金属电极层的破坏性应力，所述复合电极整体上受到的应力作用较小，不易发生龟裂，并且陶瓷基片受应力作用而开裂的可能性也降低了，从而提高了该芯片电容的结构稳定性和可靠性。进一步，所述应力缓冲层的材料中，高岭土粉末与金属浆料的质量比为1～20:100。在该比例范围下制得的应力缓冲层的性能较为适宜，若高岭土添加量过少则很难形成海绵状的疏松多孔结构，应力缓冲层起不到缓冲应力的作用，若高岭土添加量过多则会影响应力缓冲层的附着力，从而影响芯片电容的可靠性。根据不同金属浆料，高岭土的添加量在该比例范围内相应调整。具体地，所述应力缓冲层的厚度为3～20微米。在该厚度范围下的应力缓冲层的性能较为适宜，过薄则不能起到缓冲作用，过厚则增加成本，同时还可能影响芯片的可靠性。具体地，所述第一金属电极层的厚度为3～20微米。具体地，所述第二金属电极层的厚度为0.1～1微米。对复合电极中的各层厚度进行上述限定，能够在保证芯片电容的可靠性的同时，实现成本最少化。具体地，所述应力缓冲层采用丝网印刷法制成。具体地，所述第一金属电极层采用丝网印刷法制成。具体地，所述第二金属电极层采用溅射法形成，其结构致密，能够提高所述芯片电容的可焊性，同时减少材料成本。本专利技术还提供上述芯片电容的制备方法，包括如下步骤：制备陶瓷基材，然后在陶瓷基材两表面分别依次制备第一金属电极层、应力缓冲层和第二金属电极层，再进行划切，得到单个的芯片电容。具体地，制备应力缓冲层的步骤包括：在金属浆料中加入高岭土粉末，充分搅拌均匀后采用丝网印刷法印刷在第一金属电极层表面，然后进行烘干、烧结，得到制备在第一金属电极层表面的应力缓冲层。为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本专利技术。附图说明图1为现有的芯片电容的结构示意图；图2为现有的芯片电容焊接于安装位置上的示意图；图3为本专利技术的应力缓冲金属电极结构芯片电容的结构示意图；图4为本专利技术的应力缓冲金属电极结构芯片电容的制备流程图；图5为应力缓冲层的SEM图。图6为对现有的芯片电容进行冷热冲击试验得到的结果；图7为对本专利技术的芯片电容进行冷热冲击试验得到的结果。具体实施方式请参阅图3，其为本专利技术的应力缓冲金属电极结构芯片电容的结构示意图。本专利技术的应力缓冲金属电极结构芯片电容包括陶瓷基片1以及两个分别设于所述陶瓷基片1的两表面上的复合电极2，所述复合电极2是由第一金属电极层21、应力缓冲层22和第二金属电极层23从内向外依次在所述陶瓷基片1表面上层叠而成。具体地，所述应力缓冲层由金属浆料与高岭土粉末混合得到的材料制成，优选地，其中高岭土粉末与金属浆料的质量比为1～20:100。具体地，所述第一金属电极层21的厚度为3～20微米；所述应力缓冲层22的厚度为3～20微米；所述第二金属电极层23的厚度为0.1～1微米。所述第一金属电极层21和应力缓冲层22均采用丝网印刷法制成，优选地，采用同一种金属浆料印刷制备，例如均采用银浆，这能保证第一金属电极层21与应力缓冲层22之间能够紧密结合。所述第二金属电极层23采用溅射法形成，可以采用焊接性能好的金属，例如金。请参阅图4，其为本专利技术的应力缓冲金属电极结构芯片电容的制备流程图。所述应力缓冲金属电极结构芯片电容的制备方法按如下步骤进行：S1：制备陶瓷基材：按常规电容陶瓷配方配得陶瓷粉末，再对陶瓷粉末进行球磨、等静压成型、烧结、切片，即可得到片状的陶瓷基材。S2：印刷第一金属电极层21：采用丝网印刷法在陶瓷基材的两表面印刷金属浆料，金属浆料干燥后，得到印刷在陶瓷基材上的第一金属电极层21。S3：印刷应力缓冲层22：按配比在金属浆料中加入高岭土粉末，充分搅拌均匀后采用丝网印刷法印刷在第一金属电极层21表面，然后进行烘干、在700～1000℃下烧结，得到印刷在第一金属电极层21表面的应力缓冲层22。制得的应力缓冲层22的SEM图如图5所示，其具有类似海绵的疏松多孔结构，能够起到缓冲作用。S4：一次清洗：使用清洗液处理步骤S3得到的陶瓷基材，再使用超声波机清洗，清洗时间为：5±1分钟，然后烘干，烘干温度为：100±5℃，烘干时间为：30±5分钟。S5：二次清洗：将步骤S4一次清洗得到的陶瓷基材放到等离子清洗机中进行二次清洗，清洗时间为：5±1分钟，烘干温度为：100±5℃，烘干时间为：30±5分钟，同时活化表面。S6：溅射第二金属电极层23：先将真空溅射镀膜机抽真空到工艺范围，再充入氩气作为工作气体，以贵金属作为靶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应力缓冲金属电极结构芯片电容，其特征在于：包括陶瓷基片以及两个分别设于所述陶瓷基片的两表面上的复合电极，所述复合电极是由第一金属电极层、应力缓冲层和第二金属电极层从内向外依次在所述陶瓷基片表面上层叠而成，所述应力缓冲层由金属浆料与高岭土粉末混合得到的材料制成。/n

【技术特征摘要】
1.一种应力缓冲金属电极结构芯片电容，其特征在于：包括陶瓷基片以及两个分别设于所述陶瓷基片的两表面上的复合电极，所述复合电极是由第一金属电极层、应力缓冲层和第二金属电极层从内向外依次在所述陶瓷基片表面上层叠而成，所述应力缓冲层由金属浆料与高岭土粉末混合得到的材料制成。


2.根据权利要求1所述的芯片电容，其特征在于：所述应力缓冲层的材料中，高岭土粉末与金属浆料的质量比为1～20:100。


3.根据权利要求1所述的芯片电容，其特征在于：所述应力缓冲层的厚度为3～20微米。


4.根据权利要求1所述的芯片电容，其特征在于：所述第一金属电极层的厚度为3～20微米。


5.根据权利要求1所述的芯片电容，其特征在于：所述第二金属电极层的厚度为0.1～1微米。


6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：柏瑞霖，邓毅珊，段兆祥，杨俊，唐黎民，
申请(专利权)人：广东爱晟电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44