廣東愛晟電子科技有限公司生產(chǎn)的單層芯片電容具有尺寸小、厚度?。ê穸纫话銥?/span>0.15~0.5mm）、等效串聯(lián)電阻低、損耗低的優(yōu)點(diǎn)。其應(yīng)用頻率可達(dá)數(shù)GHz，適用于小型、微波的場(chǎng)合，可應(yīng)用于微波集成電路中，起到隔直、RF旁路、濾波、調(diào)諧等作用。

陶瓷是目前芯片電容制作材料中最有用的介電材料之一。然而，由于它們的易碎性以及在厚度遠(yuǎn)小于0.004英寸的情況下進(jìn)行燒制的困難性，陶瓷通常采用多層結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生高電容；與單層元器件相比，也會(huì)產(chǎn)生高電感，這是不可取的。一旦選擇了一個(gè)既定的介質(zhì)，對(duì)于任意既定的電容，生產(chǎn)出來的元器件的大小通常由層數(shù)及其厚度決定。真正的單層芯片電容(SLC，Single Layer Capacitor)具有較低的電感，因此比多層電容具有更高的諧振頻率，這是現(xiàn)在大多數(shù)寬帶、無線和其它應(yīng)用范圍的必要條件。由于單層芯片電容具有比多層元器件更有限的電容范圍，當(dāng)面積確定時(shí)，如通過電路配置，使介電質(zhì)的厚度盡可能低是非常重要的。由于介電材料在較小厚度下的易碎性，目前可用的單層芯片電容的最小厚度限制在0.004英寸左右。今天，我們介紹一種單層芯片電容的制作方法——陶瓷金屬復(fù)合法，能在電容厚度小于0.001英寸時(shí)，避免高電感的產(chǎn)生，使薄的芯片電容的使用更為廣泛。

復(fù)合電極綠色陶瓷帶作為芯片電容的介電層的前驅(qū)體，會(huì)被鑄造到適當(dāng)?shù)暮穸龋蕴峁┧璧臒坪穸?。?dǎo)電漿料含有金屬和陶瓷粉末，用于燒制完成后提供合適的導(dǎo)電電極。金屬和陶瓷粉末懸浮在帶有溶劑的塑料載體中，以達(dá)到所需的粘度。可添加少量助焊劑，以改善潤濕特性和/或促進(jìn)膏體與介質(zhì)磁帶的粘附。漿料通過模板、絲網(wǎng)印刷或其它合適的方法印刷在薄的綠色陶瓷帶上，其厚度保證芯片電容的物理完整性。這種糊狀物是通過標(biāo)準(zhǔn)的過程來制備的，比如將原料在三輥軋機(jī)上反復(fù)攪拌幾次。

綠色陶瓷帶和漿料在加工過程中進(jìn)行熱加工(燒制)，使薄的介電層附著在導(dǎo)電電極(或兩個(gè)電極)上。綠色陶瓷帶在高溫爐中通常會(huì)根據(jù)其成分收縮10%到30%。根據(jù)介電層的組成和隨后的燒制條件，漿料中的金屬可以是惰性或非惰性金屬。用于空氣中點(diǎn)火的金屬可以是鉑、鈀、金、銀等合金或其他不與空氣反應(yīng)的金屬；鎳和銅等金屬可用于非氧燒成；必須避免金屬氧化。如，漿料中的陶瓷粉末是單一化合物或化合物的組合。陶瓷粉末可包括金屬氧化物和/或鈦酸鹽，類似于在其它生產(chǎn)方式中用于介質(zhì)的金屬氧化物和/或鈦酸鹽。漿料中金屬與粉末的比例從每克粉末0.4克到9克不等。

漿料是一個(gè)或兩個(gè)成品芯片電容的前驅(qū)體，并根據(jù)所制造的特定設(shè)備的設(shè)計(jì)要求，最初應(yīng)用于綠色陶瓷帶的一側(cè)或兩側(cè)。當(dāng)漿料只涂在一面時(shí)，可以在陶瓷帶的另一面涂上一層薄的固體或可共燃金屬層，當(dāng)漿料被點(diǎn)燃時(shí)，它就變成了對(duì)電極?；蛘?，該對(duì)電極可在任何標(biāo)準(zhǔn)方法點(diǎn)火后使用，如電鍍、濺射、絲網(wǎng)印刷等。選擇漿料中的金屬粉末，使其在燒結(jié)溫度下不熔化也不與介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，而是與之形成強(qiáng)導(dǎo)電鍵。選擇漿料中的陶瓷粉末，使其賦予燒結(jié)產(chǎn)品物理強(qiáng)度，同時(shí)不會(huì)顯著降低所采用的陶瓷金屬比中金屬的電導(dǎo)率。

整個(gè)漿料在燒穿/燒結(jié)過程中，收縮層的表面收縮與綠色陶瓷帶的收縮相匹配。將漿料涂覆于綠色陶瓷帶后，陶瓷帶和電極漿料在既定陶瓷組合物的規(guī)定溫度下一起燒制。在燒制過程中，復(fù)合電極還可以通過電鍍、濺射等方法在其外表面加上一層薄的導(dǎo)電層。燒制后，電介質(zhì)加上兩個(gè)電極層的厚度應(yīng)在0.003英寸或以上(最好是0.004英寸)，以便具有優(yōu)越的操作特性。在點(diǎn)火后，各個(gè)陶瓷帶被切割成小塊，并進(jìn)行常規(guī)處理。在燒制收縮后，介電材料的薄(0.0004到0.0015英寸)介電層夾在附著導(dǎo)電電極之間，或延伸到芯片電容表面，或留在未電鍍的介電材料的邊緣。

因此，該芯片電容的電容值可達(dá)其尺寸的傳統(tǒng)單層芯片電容的10倍(或更多)，這是由于燒制后的實(shí)際介電質(zhì)比傳統(tǒng)芯片電容略厚。通過電子顯微鏡觀察到，電極穿透到介質(zhì)體中，進(jìn)一步降低了有效介質(zhì)厚度，從而進(jìn)一步提高了電容。同時(shí)，該制作方法的溫度穩(wěn)定性、損耗比傳統(tǒng)單層芯片電容更好。

參考數(shù)據(jù)：

SINGLE LAYER ELECTRONIC CAPACTORS WITH VERY THIN DIELECTRICS AND METHODS TO PRODUCE SAME

US 6, 690, 572 B2

Inventor: Larry A. Liebowitz, 129 Adirondack

Ave., Spotswood, NJ (US) 08884

Notice: Subject to any disclaimer, the term of patent is extended or adjusted under 35 U.S.C. 154(b) by 0 days.

Appl. No.: 10/090,816

Filed: Mar. 6, 2002

Prior Publication Data

US 2003/0169555 A1 Sep. 11, 2003

Int. Cl.⁷ ............................. H01G 4/06; H01G 4/00

U.S. Cl. ............................. 361/311; 361/303

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cited by examiner

Primary Examiner - Dean A. Reichard

Assistant Examiner - Eric Thomas

Attorney, Agent, or Firm - Leonard Cooper