一种具有新型薄膜电极图案的贴片式电子元件的制作方法

1.本实用新型属于电子元器件技术领域，具体涉及一种具有新型薄膜电极图案的贴片式电子元件。


背景技术：

2.薄膜型厚膜贴片式电子元件种类很多，亦称表面贴装电阻器、半导体薄膜开关、功能型探测器或者电容，比如普通碳膜和金属膜电阻，还有热敏半导体电阻等；是适用于表面贴装技术(smt)的新一代无引线或短引线微型电子元件；其引出端的焊接面在同一平面上。
3.通常所说的贴片(smd resistor)又叫“矩形片状”(rectangular chip resistors)电阻，是由rohm公司发明并最早推出市场的，其特点是耐潮湿，耐高温，可靠度高，外观尺寸均匀，精确且温度系数与阻值公差小。按生产工艺可分为厚膜芯片(thick film chip resistors)、薄膜芯片(thin film chip resistors)两种封装形式。其中，厚膜是采用丝网印刷将电阻性材料淀积在绝缘基体(例如玻璃或氧化铝陶瓷)上，然后烧结形成；或者采用溅射沉积成为薄膜元件；具有体积小、重量轻、适合波峰焊和回流焊、机械强度高、高频特性优越、常用规格的价格比传统的引线电阻还便宜、生产成本低、配合自动贴片机、适合现代电子产品规模化生产。
4.由于价格便宜、生产方便、能大幅度减少pcb面积、缩小产品外观尺寸，因此，现在集成电路中已取代绝大部分传统引线电阻。其中，普通电阻全部和热敏电阻大部分也已经采用厚膜印刷方式，随着技术发展，其他电子元件也会越来越多采用薄膜元件形式。
5.例如：常见典型的贴片式电阻器，对其四大部分组成具体结构如图1所示作一介绍，其他薄膜元件可以类推。
6.1)基板：
7.基板材料一般使用96％的氧化铝或者其他绝缘陶瓷。基板除了具有良好的电绝缘性外，还要在高温下具有优良的热传导性，具有电气性能和机械强度等特点；此外，还要求基板平坦、划线准确。为了充分确保电阻的标准性，电极膏或者浆料材料应准确印刷在规定位置上。一般每块基板上刻槽划线后，所包含的贴片电子元件小片数量，根据每片尺寸大小，可以从100片到300万片不等。
8.2)电极：
9.为了保证电阻元件具有良好的可焊性和可靠性，一般采用三层电极结构：内、中、外层电极，用金、银、钯、镍、铜和铝合金导电性好的材料，包装印刷煅烧而成，如图2所示，是传统已有的电极印刷到陶瓷基板的电极图案示意图，灰色长方形或叠加的灰色凹凸形；该形式整个电极材料用料较多，使得电子元件的制作成本较高。
10.3)电阻膜：
11.将具有一定电阻率或者半导体特性的电阻浆料印刷到基板上，再经烧结而成，一般为长方形。电阻浆料一般用半导体氧化物，具体包含过渡金属锰钴镍铁铜氧化物、辅助元素(zr、al、ga、sn、zn、in、au、ag和稀土元素离子氧化物)、以及独石电容特性钛酸盐类材料
(比如钛酸钡、钛酸锶、锆钛酸盐和钌酸盐、二氧化钌)，涉及ntc和ptc特性氧化物半导体薄膜电阻。这类薄膜半导体材料价格高昂，使得电子元件的制造成本较高。
12.4)保护膜：
13.将保护膜遮盖在电阻膜上，主要是为了维护电阻元件。它一方面起机械设备维护功效，另一方面使电阻器体表层具备介电强度，防止电阻器与相邻电导体触碰而造成常见故障。在电渡正中间电级的过程中，还能够避免电渡液对电阻器膜的腐蚀而造成电阻器特性降低。防护膜一般是低溶点的夹层玻璃料浆，经包装印刷煅烧而成。
14.现有标准电阻元件或电容元件，采用常见的印刷工艺，先在基板上印正面电极和背面电极，然后再印刷电阻体或者半导体功能薄膜层，之后印玻璃保护层或者其他附加层，最后进行折条和折粒将整片基板分裂成小片元件。目前，将基板断裂成小片状时，易发生黏连和不均匀连带断裂，从而导致电极形状发生随机性变化形成次品，成品率较低。


技术实现要素：

15.本实用新型的目的在于解决目前贴片式电阻生产成本较高且在基板断裂成小片状时易发生黏连和不均匀断裂的问题，而提供一种具有新型薄膜电极图案的贴片式电子元件。
16.为实现上述目的，本实用新型所提供的技术解决方案是：
17.一种具有新型薄膜电极图案的贴片式电子元件，其特殊之处在于：所述薄膜电极图案由四条边构成；其中一组相对的两条边为相互平行的直线，另外一组相对的两条边均为弧线。
18.设计薄膜电极图案时，仅需确保贴片式电子元件左右两个正面薄膜电极的端面之间平行即可，而对于正面薄膜电极的侧面(也称边缘)，则设计为弧面，使得相邻贴片式电子元件的弧面边缘不会有接触，那么在进行折条和折粒时，电极薄膜不会出现黏连和不均匀断裂，可以提高电子元件制造合格率。
19.鉴于上述情况，另外一组相对的两条边的形状类型具有多样化，比如另外一组相对的两条边均为向外凸的弧线，亦或，均为向内凹的弧线，再或者，一条边为向内凹的弧线，另一条边为向外凸的弧线。与此同时，对于同一贴片式电子元件中不同的电极，也可以选用上述不同的形状。
20.进一步地，为了在采用丝网印刷(用丝网镂空图案，然后将油墨浆料从丝网镂空处让其镂空留下，固化而出现需要的薄膜图形)时，加工更加方便，考虑到液体圆化(表面张力)这一情况，所述薄膜电极图案为半椭圆缺形或半圆缺形，即在折条之前，相邻贴片式电子元件的薄膜电极间构成一个形似椭圆缺或圆缺的图案，相应地，采用的丝网镂空图案为半椭圆缺形或半圆缺形。
21.如若采用其他沉积成型方式，比如溅射，所述薄膜电极图案中最好选用另外一组相对两条边均为向内凹的弧线的这种图案，可更加节省电极材料，降低成本。对于这种图案的薄膜电极，如果也想采用丝网印刷制备，则需考虑液体圆化的情况，预先对丝网模板进行测试，从而获得更为标准的图案。
22.进一步地，所述薄膜电极的厚度为1～500μm。
23.进一步地，所述贴片式电子元件为厚膜贴片式电阻器，其包括基体、印制在基体上
表面左右两侧的两个正面薄膜电极以及印制在基体下表面左右两侧的两个背面薄膜电极；
24.两个正面薄膜电极相对的端面相互平行，具有间隙；
25.两个正面薄膜电极上方设置有电阻体或半导体功能薄膜层，且该电阻体或半导体功能薄膜层与每个正面薄膜电极均交叠，形成交叠区域；调整所述交叠区域的宽度能获得不同电阻值的厚膜贴片式电阻器。
26.进一步地，所述电阻体或半导体功能薄膜层呈长方形。
27.本实用新型的优点是：
28.1.本实用新型主要涉及贴片式电子元件中薄膜电极图案的改进，将薄膜电极位于边缘的两条边设计为弧形(即边缘侧面设计为弧面)。其一，采用弧形设计，在印刷同等厚度电极的情况下，相较于目前长方形电极，印刷面积更小，可以节省电极印刷用浆料或油墨的使用量，降低制作成本；相较于目前凹凸形(凹凸形电极形状表面过度是直角变化且变窄，印刷过程易引起毛刺，且精度要求使得加工难度更高)，电极边缘过度更加顺滑，印刷更加平顺容易，加工难度大幅降低；其二，相同厚度下，如果电极薄膜为长方形时，在进行整块基板断裂成小片元件时，会出现相邻贴片电子元件之间金、银电极或者钯银铜等电极薄膜粘结相连或者薄膜不均匀连带断裂，造成电极出现形状改变导致其与电阻、电容和介质材料薄膜接触面或者宽度发生随机变化而成生次品；而采用弧形设计，在单片元件折粒或者折条过程，相邻两片贴片式电子元件的电极因距离相对较远，薄膜不会发生黏连和不连续断裂，产品的成品率大幅提升。
29.2.现有改变贴片式电子元件的电阻值，需要更换材料配方或者改变印刷薄膜厚度，使得增工艺难度加；而本实用新型中，在不改变电极薄膜厚度的情况下，可通过改变电极薄膜印制覆盖面积和电阻体或者半导体功能薄膜层接触位置就可以轻易改变电阻值，具体是仅需移动，改变导电薄膜丝网和电阻体或者半导体功能薄膜层对位的位置，这一移动，改变δd(交叠区域的宽度)就可以轻易改变电阻，获得不同的电阻值的元件，制作工序上更简单，那么使用同一半导体网版便可制造出不同阻值的系列片式电阻，工艺更加简单。
附图说明
30.图1为现有贴片式电子元件的结构示意图；
31.图1中附图标号：1
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基板，2
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背面电极，3
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正面电极，4
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电阻体或半导体功能层，5
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一次保护膜，6
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二次保护膜，7
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端电极，8
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中间电极，9
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外部电极；
32.图2为现有贴片式电子元件中薄膜电极的图案示意图，a为长方形，b为凹凸长方形；
33.图3为本实用新型折条前贴片式电阻器中薄膜电极的图案示意图；
34.图4为本实用新型折粒后贴片式电阻器中薄膜电极的图案示意图；
35.图5为本实用新型薄膜电极印制图案与电阻体或半导体功能薄膜层叠加示意图，a为折条折粒前片式元件连接状态，b为折条折粒后，元件边缘分离状态；
36.图6、图7、图8均本实用新型贴片式电阻器中薄膜电极的其他图案示意图；
37.图3
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图8的附图标号为：
38.10
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正面薄膜电极，11
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电阻体或半导体功能薄膜层，12
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交叠区域。
具体实施方式
39.以下结合附图和具体实施例对本实用新型的内容作进一步的详细描述：
40.如图3、图4、图5所示，一种具有新型薄膜电极图案的贴片式电阻器，包括基体、丝网印制在基体上表面两侧的左右两个正面薄膜电极以及印制在基体下表面两侧的左右两个背面薄膜电极；其中，两个正面薄膜电极相对的端面相互平行，具有间隙；正面薄膜电极和背面薄膜电极的厚度为1～500μm，形状为半椭圆缺形；正面电极上方设置有长方形的电阻体或半导体功能薄膜层；且电阻体或半导体功能薄膜层与每个正面薄膜电极交叠的区域宽度δd，通过调整δd的大小，可获得不同电阻值的电阻器。其余结构与现有贴片式电阻器的结构相同。
41.除半椭圆缺形之外，两个正面电极和两个背面电极相互之间可采用不同形状，只要薄膜电极图案的形状为：其中一组相对的两条边为相互平行的直线，另外一组相对的两条边均为弧线便可，如图6～图8中的图案均符合要求。
42.本实用新型通过对薄膜电极形状的优化，用弧面边缘替代平面或台阶面边缘，在降低电极薄膜材料用量的同时，更重要的是减少折条、折粒时发生黏连和不均匀断裂进而导致电极形状发生随机性变化而性能不一致的情况，提高成品率；本实用新型除了上述厚膜贴片式电阻器，同时还适用于其他贴片式电子元件，比如半导体薄膜开关、功能型探测器或者电容。
43.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。