一种晶界层陶瓷电容器及其制造工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种晶界层陶瓷电容器及其制造工艺，晶界层陶瓷电容器包括金电极、晶界层陶瓷和TiW过渡层，采用晶界层陶瓷介质，并且采用特殊的切割工艺，将产品制成梯形结构；使得本发明专利技术产品体积小、电容量大；可靠性高，生产过程工艺步骤减少，避免光刻工艺，避免金层电极附着力下降；采用特殊的划片工艺极大提高产品的合格率，降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于晶界层陶瓷电容器及其制造工艺的

技术介绍
单层片式瓷介电容器具有体积小、型号多、应用频率高等特点，广泛应用在在电子对抗、雷达、导航、制导和卫星通讯等方面，该产品近几年市场需求呈现爆炸性增长，该产品的发展方向是小体积、大容量、高电压；晶界层陶瓷因其具有大的介电常数(大于10000)和良好的温度特性(±25％)，受到业内的青睐，广泛应用在单层片式瓷介电容器中；但是目前晶界层陶瓷因其材料制备工艺特殊性造成介电常数离散性大，产品合格率非常低；特别是对含绝缘边产品制备过程中需要光刻工艺，尺寸由光刻掩膜版固定，刻蚀过程容易造成金层附着力和性能下降，这种方式制备降低了产品的合格率和可靠性。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术提供一种晶界层陶瓷电容器及其制造工艺，极大地提高了产品的合格率和可靠性。技术方案：一种晶界层陶瓷电容器，包括金电极、晶界层陶瓷和TiW过渡层，所述晶界层陶瓷两侧分别设有TiW过渡层，所述TiW过渡层两侧分别设有金电极，且金电极、TiW过渡层和晶界层陶瓷三者长度相同，该晶界层电容器上下表面平行，边缘呈斜面，横切面呈现梯形状。一种晶界层陶瓷电容器的制造工艺，包括以下步骤：步骤1，对陶瓷基片进行清洗，将用于基片清洗的洗片盒子用去离子水洗净，将陶瓷基片放入洗片盒子中，用无水酒精进行清洗，超声波电压调为(150±50)V，清洗时间为(20±2)min，擦拭陶瓷基片，再放入超声波清洗机进行清洗，超声波输出电压调为(150±50)V，清洗时间为20±2min，上述超声波清洗机清洗时浸没所有基片，最后用去离子水清洗(20±2)min，要加热(100±3)℃的水浴炉中清洗，清洗完毕后，将基片取出，放置于载片舟上；步骤2，将放有基片的载片舟放入烘箱中烘干，温度为(150±5)℃，烘干时间为(120±30)min；步骤3，将清洗好的基片放置在溅射机内，对溅射机进行腔体加热，基片采用自转和公转方式，采用直流溅射的方式进行溅射，先溅射过渡层TiW靶材，再溅射Au靶材；步骤4，溅射完后，关掉加热装置，随炉冷却至少8h后，将基片取出；步骤5，将溅射好的基片进行真空热处理，真空度高于10-2pa；步骤6，将丙酮倒入装有溅射后基片的洗片盒子中，放入超声波清洗机中进行清洗，超声波输出电压调为150±50V，清洗时间为15±2min，上述过程必须浸没所有基片；步骤7，切割基片；在基片上下表面涂覆一层保护漆，选用适合的刀具，设置主轴转速、切割速度等参数进行切割；切割完毕后对产品进行清洗；去掉保护漆；步骤8，分选，对产品进行外观、电容量和损耗分选，剔除不合格品；步骤9，对产品进行温度冲击等筛选，包装检验。具体地，所述步骤1中超声波清洗机中进行清洗剂浓度为5％。具体地，所述步骤3中对溅射机进行腔体加热，温度为150℃～550℃。具体地，所述步骤3中在溅射过渡层TiW靶材中真空度9.0×10-3～1.0×10-5pa，溅射功率200W～600W，溅射时间100s～600s。具体地，所述步骤3中在溅射Au靶材中9.0×10-3～1.0×10-5pa，溅射功率200W～600W，溅射时间600s～1600s。具体地，所述步骤5中真空热处理温度为200℃～700℃，热处理时间为20h～72h。具体地，所述步骤7中刀具为锥形刀具。有益效果：与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1、将晶界层陶瓷电容器做成梯形结构、产品体积小、电容量大；2、可靠性高，生产过程工艺步骤减少，避免光刻工艺，避免金层电极附着力下降；3、采用特殊的切割基片的工艺，极大提高产品的合格率，降低生产成本；4、在制作工艺中采用随炉冷却和热处理结合进行应力消除。附图说明图1是现有的晶界层陶瓷电容器含绝缘边产品；图2是本专利技术的晶界层陶瓷电容器梯形状产品；图3是切割基片的示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本专利技术。如图2所示，一种晶界层陶瓷电容器，包括金电极1、晶界层陶瓷2和Tiw过渡层3，所述晶界层陶瓷2两侧分别设有Tiw过渡层3，所述Tiw过渡层3两侧分别设有金电极1，且金电极1、Tiw过渡层3和晶界层陶瓷2三者长度相同，该晶界层电容器上下表面平行，边缘呈斜面，横切面呈现梯形状。单层片式瓷介电容器，利用特殊的切割工艺制备，极大地提高了产品的合格率和可靠性，步骤如下：步骤1，检查基片外观尺寸，对陶瓷基片进行清洗，将用于基片清洗的洗片盒子用去离子水洗净，将陶瓷基片放入洗片盒子中，将无水酒精进行清洗，超声波电压调为(150±50)V，清洗时间为(20±2)min，之后用棉签轻轻擦拭陶瓷基片，再用浓度为5％的清洗剂放入超声波清洗机中进行清洗，超声波输出电压调为(150±50)V，清洗时间为20±2min，必须浸没所有基片，最后用去离子水清洗(20±2)min，要求加热(100±3)℃的水浴炉中清洗，清洗完毕后，将基片取出，放置于载片舟上。步骤2，清洗基片，将放有基片的载片舟放入烘箱中烘干，温度为(150±5)℃，烘干时间为(120±30)min。步骤3，将清洗好的基片放置在溅射机内。设置溅射参数，对溅射机进行腔体加热，温度为150℃～550℃，基片采用自转和公转方式，提高膜厚一致性，采用直流溅射的方式进行溅射，先溅射过渡层TiW靶材，真空度9.0×10-3～1.0×10-5pa，溅射功率200W～600W，溅射时间100s～600s，再溅射Au靶材，9.0×10-3～1.0×10-5pa，溅射功率200W～600W，溅射时间600s～1600s。步骤4，溅射完后，关掉加热装置，随炉冷却至少8h后，将基片取出。步骤5，热处理，将溅射好的基片进行真空热处理，真空度高于10-2pa，热处理温度为200℃～700℃，热处理时间为20h～72h；步骤6，将丙酮倒入装有溅射后基片的洗片盒子中，放入超声波清洗机中进行清洗，超声波输出电压调为150±50V，清洗时间为15±2min，必须浸没所有基片。清洗完毕后，丙酮按规定进行处理排放。步骤7，切割基片；在加热平台上将基片上下表面涂覆保护漆，选用合适刀具按照切割示意图方式进行切割，刀片如图3所示，主轴转速26000～34000转/分，切割速度0.3～1.2mm/s，该切割基片的特殊切割工艺在于用图3中的锥形刀具，并同时采用保护漆，切割时先进行小样切割，依据小样产品电性能，用电容计进行测试电容量和损耗，进行切割尺寸参数调整，提高产品的命中率。步骤8，分选，对产品进行外观、用电容计进行电容量和损耗分选，剔除不合格品。步骤9，对产品进行温度冲击，具体操作为将电容器产品放置在器皿内，设置高低温温冲箱，高温125℃，低温-55℃，保温时间30分钟，循环5次，将装有产品的器皿放在高低温箱内进行温冲，等筛选，包装检验。晶界层陶瓷2相对1类陶瓷、2类陶瓷而言，介电常数离散性大，陶瓷致密度相对较低、基片表面不平整，造成产品合格率非常低；目前现有的做法是采用电镀加厚金电极1，同时采用光刻绝缘边进行制备，如图1，传统做法中的电镀和光刻工艺容易造成产品可靠性降低，特别是刻蚀过程中酸性刻蚀溶液容易影响产品电性能和电极附着力下降等；本专利技术旨在采用全溅射工艺制备陶瓷金电极1，提高附着力，避免电镀工艺的影响。采用切割工艺制备斜边，增加“爬电”距本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶界层陶瓷电容器，其特征在于：包括金电极、晶界层陶瓷和TiW过渡层，所述晶界层陶瓷两侧分别设有TiW过渡层，所述TiW过渡层两侧分别设有金电极，且金电极、TiW过渡层和晶界层陶瓷三者长度相同,该晶界层电容器上下表面平行，边缘呈斜面，横切面呈现梯形状。

【技术特征摘要】
1.一种晶界层陶瓷电容器，其特征在于：包括金电极、晶界层陶瓷和TiW过渡层，所述晶界层陶瓷两侧分别设有TiW过渡层，所述TiW过渡层两侧分别设有金电极，且金电极、TiW过渡层和晶界层陶瓷三者长度相同,该晶界层电容器上下表面平行，边缘呈斜面，横切面呈现梯形状。2.一种晶界层陶瓷电容器的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，对陶瓷基片进行清洗，将用于基片清洗的洗片盒子用去离子水洗净，将陶瓷基片放入洗片盒子中，用无水酒精进行清洗，超声波电压调为(150±50)V，清洗时间为(20±2)min，擦拭陶瓷基片，再放入超声波清洗机进行清洗，超声波输出电压调为(150±50)V，清洗时间为20±2min，上述超声波清洗机清洗时浸没所有基片，最后用去离子水清洗(20±2)min，要加热(100±3)℃的水浴炉中清洗，清洗完毕后，将基片取出，放置于载片舟上；步骤2，将放有基片的载片舟放入烘箱中烘干，温度为(150±5)℃，烘干时间为(120±30)min；步骤3，将清洗好的基片放置在溅射机内，对溅射机进行腔体加热，基片采用自转和公转方式，采用直流溅射的方式进行溅射，先溅射过渡层TiW靶材，再溅射Au靶材；步骤4，溅射完后，关掉加热装置，随炉冷却至少8h后，将基片取出；步骤5，将溅射好的基片进行真空热处理，真空度高于10-2pa；步骤6，将丙酮倒入装有溅射后基片的洗片盒子中，放入超声波清洗机中进行清洗，超声...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘剑林，韩玉成，朱威禹，黄伟训，廖东，
申请(专利权)人：中国振华集团云科电子有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52