CN103000369B - 高耐电压片式陶瓷电容器的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的高耐电压片式陶瓷电容器的制备方法，涉及电子信息材料与元器件技术领域，包括瓷浆分散、流延陶瓷膜片、印刷内电极、交错叠层、匀压、切割、排塑、烧结、倒角、涂端和烧银工序，瓷浆的溶剂是甲苯和乙醇，印刷内电极工序中，内电极材料是低温烧结的银钯合金，所述涂端工序中，端电极材料是银Ag，具体的，在瓷浆分散工序中，瓷粉是Ba-Ti-Nd基瓷粉，Ba-Ti-Nd基瓷粉的粒度是0.22-0.95μm的球形或近球形体，瓷浆的溶剂是甲苯和乙醇以1-2.5：1的混合体。本发明所要解决的技术问题是提供一种高耐电压片式陶瓷电容器的制备方法，有效实现了制作高频高耐电压的片式陶瓷电容器，同时，有效降低制作成本。

Description

高耐电压片式陶瓷电容器的制备方法
技术领域
本发明涉及电子信息材料与元器件技术领域，特别是涉及一种高耐电压片式陶瓷电容器的制备方法。
背景技术
多层片式陶瓷电容器（MLCC）作为一种新型的电子元件，在表面贴装及插件安装中大量应用，主要应用行业为电器、汽车、计算机等工业及消费类行业。随着世界范围内电子技术的迅猛发展，贴装技术的应用也在突飞猛进，对于片式陶瓷电容器的需求不断上升。目前国内的一些高压多层陶瓷电容器厂商，在高频陶瓷电容器的生产上大多采用高烧或中烧工艺，以高钯含量的浆料为内电极，存在较高的生产成本。由于高烧或中烧工艺在世界范围内已有多年的历史经验，工艺上相对成熟，国内在这方面也已经做得很好。
但是高烧或中烧陶瓷电容器工艺存在较大的不足，主要表现在：采用较高的钯金属含量，高昂的生产成本的缺点日异突出，不利于企业的生产和发展。另外，大多数厂商采用一般的悬浮丝网图形来制作高耐电压陶瓷电容的内电极，产品的极限耐电压较低。
因此，当下需要迫切解决的一个技术问题就是：如何能够提出一种有效的措施，以解决现有技术中存在的问题，更好的满足实际应用的需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高耐电压片式陶瓷电容器的制备方法，有效实现了制作高频高耐电压的片式陶瓷电容器，同时，有效降低制作成本。
为了解决上述问题，本发明公开了一种高耐电压片式陶瓷电容器的制备方法，包括瓷浆分散、流延陶瓷膜片、印刷内电极、交错叠层、匀压、切割、排塑、烧结、倒角、涂端和烧银工序，所述瓷浆的溶剂是甲苯和乙醇，所述印刷内电极工序中，内电极材料是低温烧结的银钯合金，所述涂端工序中，端电极材料是银Ag，具体的，在瓷浆分散工序中，瓷粉是Ba-Ti-Nd基瓷粉，Ba-Ti-Nd基瓷粉的粒度是0.22-0.95μm的球形或近球形体，瓷浆的溶剂是甲苯和乙醇以1-2.5：1的混合体。
进一步地，所述瓷浆分散中，瓷粉和粘合剂的重量比是1：35%-45%，瓷粉和分散剂的重量比是1：0.4%-0.7%，瓷粉和消泡剂的重量比是1：0.2%，瓷粉和增塑剂的重量比是1：0.5%-0.7%，其它是甲苯和乙醇的混合溶剂。
进一步地，所述排塑的温度是260℃-280℃，时间是50-62小时。
进一步地，所述烧结的温度是980℃-1050℃，烧结过程分为排塑、升温、保温和降温段，在降温段进行充氮降温。
进一步地，所述的排塑阶段的升温速率是100℃-150℃/小时，所述的升温阶段的升温速率是150℃-200℃/小时，所述的保温时间在2.5-5小时。
进一步地，所述烧银的温度是740℃-850℃，烧银的带速是1.6分钟/10cm。
进一步地，所述印刷内电极和交叉叠层的内电极是复合丝网印刷。
进一步地，所述印刷内电极和交叉叠层的内电极以电场半屏蔽的悬浮且不错位结构排列的。
进一步地，所述印刷内电极和交叉叠层的内电极以电场屏蔽的悬浮和上下保护且不错位结构排列。
综上，目前高频高压片式陶瓷电容器技术大部分采用高钯含量的内电极浆料，印刷图形使用一个丝网图形，本方案选用低钯低烧的内电极浆料，涂端电极材料是银；低烧内电极的价格约是高烧内电极的60%左右，生产成本得到较大的降低；且本方案中内电极图形是由两种图形复合而成的，这样能有效提高电容器的耐电压，避免产品高压放电；同时，本方案中使用高耐电压的瓷粉，生产成本较低，通过特殊的内电极结构，可实现产品的高可靠性。
附图说明
图1是本发明所得产品的长轴纵剖示意图，其内电极以半屏蔽悬浮结构叠层排列，1是内电极，2是陶瓷体；
图2是本发明所得产品的长轴纵剖示意图，其内电极以半屏蔽悬浮结构叠层排列，每层采用不错位方式，1是内电极，2是陶瓷体；
图3是本发明所得产品的长轴纵剖示意图，其内电极以专门的屏蔽悬浮结构叠层排列，1是内电极，2是陶瓷体；
图4是本发明所得产品的长轴纵剖示意图，其内电极以专门的屏蔽悬浮结构叠层排列，每层采用不错位方式，1是内电极，2是陶瓷体。
具体实施方式
本发明的主要目的是在瓷浆分散制备过程中，通过瓷粉材料、粒度、配方的选择和试验，制备了生产高频高耐电压和低成本的高耐电压片式陶瓷电容器。以下实例对本发明的内容作进一步阐述，实例中所提及的内容并非对本发明的限定，制备方法中的材料、工艺参数可适当改变而对结果无实质性影响。
本方案提供一种高耐电压片式陶瓷电容器的制备方法，包括瓷浆分散、流延陶瓷膜片、印刷内电极、交错叠层、匀压、切割、排塑、烧结、倒角、涂端和烧银工序，所述瓷浆的溶剂是甲苯和乙醇，所述印刷内电极工序中，内电极材料是低温烧结的银钯合金，所述涂端工序中，端电极材料是银Ag，具体的，在瓷浆分散工序中，瓷粉是Ba-Ti-Nd基瓷粉，Ba-Ti-Nd基瓷粉的粒度是0.22-0.95μm的球形或近球形体，瓷浆的溶剂是甲苯和乙醇以1-2.5：1的混合体。
具体说明的，参见图1本发明所得产品的长轴纵剖示意图，其内电极以半屏蔽悬浮结构叠层排列，1是内电极，2是陶瓷体；
参见图2本发明所得产品的长轴纵剖示意图，其内电极以半屏蔽悬浮结构叠层排列，每层采用不错位方式，1是内电极，2是陶瓷体；
参见图3本发明所得产品的长轴纵剖示意图，其内电极以专门的屏蔽悬浮结构叠层排列，1是内电极，2是陶瓷体；
参见图4本发明所得产品的长轴纵剖示意图，其内电极以专门的屏蔽悬浮结构叠层排列，每层采用不错位方式，1是内电极，2是陶瓷体。
本发明的主要路线：一种高耐电压片式陶瓷电容器的制备方法，主要由瓷浆分散、流延陶瓷膜片、印刷内电极、交错叠层、匀压、切割、排塑、烧结、倒角、涂端、烧银工序组成。所述的瓷浆分散工序中，瓷粉是Ba-Ti-Nd基瓷粉，Ba-Ti-Nd基瓷粉的粒度是0.22-0.95μm的球形或近球形体。所述的瓷浆中的溶剂是甲苯和乙醇以1-2.5：1的混合体。所述的印刷内电极工序中，内电极材料是低温烧结的银钯合金。所述的涂端工序中，端电极材料是银Ag。
进一步：在上述高耐电压片式陶瓷电容器的制备方法中，所述的瓷浆分散制备中，瓷粉：粘合剂的重量比是1：35%-45%，瓷粉：分散剂的重量比是1：0.4%-0.7%，瓷粉：消泡剂的重量比是1：0.2%，瓷粉：增塑剂的重量比是1：0.5%-0.7%，其它是甲苯和乙醇的混合溶剂。所述的排塑阶段的升温速率是100℃-150℃/小时，所述的升温阶段的升温速率是150℃-200℃/小时，所述的保温时间在2.5-5小时。所述的烧结温度是980℃-1050℃，整个烧结工艺过程分为排塑、升温、保温和降温段组成，在降温段进行充氮降温。所述的烧银温度是740℃-850℃，烧银的带速是1.6分钟/10cm。
选择表1中的1-4号配方的瓷浆，所述的粘合剂、分散剂、消泡剂、增塑剂都是本行业的常用材料。所用的溶剂是表3的配方。其瓷粉制作的膜片印刷后的性能参数如表2对应的1-4号试验结果，性能如表4所示。
表1：瓷浆配方
表2：瓷浆流延膜片的性能参数
通过表1的配方，表2中的膜片对比结果，3号对应的配方是最佳的配比。
  甲苯与乙醇重量比   2.5:1   2:1   1.5:1   1:1   0.5:1
  瓷浆粘度（CPS）   554   507   456   383   386
  流延膜外观   少量黑点   好   好   好   好
表3：溶剂的配方选择
从以上的结果可知，随着甲苯与乙醇的比例由2.5:1降到1：1，瓷浆的粘度也随之变小，当比例小到1：1时，瓷浆的粘度达到最低值。
通过瓷浆的最优配方和最好的溶剂比例，所制备的瓷浆制作的片式陶瓷电容器产品，规格是1812（长：4.50mm，宽：3.00mm），容量是470pF,设计电压4000V，印刷内电极结构采用图3的设计，电性能见表4。
表4：片式陶瓷电容器产品性能参数
以上对本发明所提供的高耐电压片式陶瓷电容器的制备方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种高耐电压片式陶瓷电容器的制备方法，包括瓷浆分散、流延陶瓷膜片、印刷内电极、交错叠层、匀压、切割、排塑、烧结、倒角、涂端和烧银工序，所述瓷浆的溶剂是甲苯和乙醇，所述印刷内电极工序中，内电极材料是低温烧结的银钯合金，所述涂端工序中，端电极材料是银Ag，其特征在于：在瓷浆分散工序中，瓷粉是Ba-Ti-Nd基瓷粉，Ba-Ti-Nd基瓷粉的粒度是0.22-0.95μm的球形或近球形体，瓷浆的溶剂是质量比为1-2.5：1的甲苯和乙醇的混合体；
所述烧结的温度是980℃-1050℃，烧结过程分为排塑、升温、保温和降温段，在降温段进行充氮降温；
所述的排塑阶段的升温速率是100℃-150℃/小时，所述的升温阶段的升温速率是150℃-200℃/小时，所述的保温的时间在2.5-5小时；
所述烧银的温度是740℃-850℃，烧银的带速是1.6分钟/10cm；
所述印刷内电极和交叉叠层的内电极以电场半屏蔽的悬浮且不错位结构排列或所述印刷内电极和交叉叠层的内电极以电场屏蔽的悬浮和上下保护且不错位结构排列。
2.如权利要求1所述的高耐电压片式陶瓷电容器的制备方法，其特征在于，所述瓷浆分散中，瓷粉和粘合剂的重量比是1：35％-45％，瓷粉和分散剂的重量比是1：0.4％-0.7％，瓷粉和消泡剂的重量比是1：0.2％，瓷粉和增塑剂的重量比是1：0.5％-0.7％，其它是甲苯和乙醇的混合溶剂。
3.如权利要求1所述的高耐电压片式陶瓷电容器的制备方法，其特征在于，所述排塑的温度是260℃-280℃，时间是50-62小时。
4.如权利要求1所述的高耐电压片式陶瓷电容器的制备方法，其特征在于，所述印刷内电极和交叉叠层的内电极是复合丝网印刷。
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