CN103280287A - 陶瓷管状穿心电容器多层内嵌电极的导出方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种陶瓷管状穿心电容器多层内嵌电极的导出方法，利用本发明能有效提高管状陶瓷电容的抵抗浪涌电压的性能，并有效提高同类产品的生产制造效率。本发明通过如下技术方案予以实现：在展开的陶瓷管内壁中，将置于陶瓷管体展开基片内壁中的内嵌电极分为两组，一组是与陶瓷管外表面外电极导通的内嵌电极，另一组是与内表面内电极导通的内嵌电极，两组内嵌电极相互隔行交错，管壁内嵌电极和陶瓷管上的外电极共同形成多对电容并联状态的平行阵列，其中，需要与陶瓷管内壁内电极相导通的端连平行阵列内嵌电极，沿陶瓷管轴向母线直接延伸至陶瓷管一端面；需要与陶瓷管外壁外电极相导通的非端连平行阵列内嵌电极，经内嵌电极导通引出线引出相连外电极。

Description

陶瓷管状穿心电容器多层内嵌电极的导出方法

技术领域

本发明涉及一种电子元器件中，可方便地用在滤波连接器组件上的陶瓷介质滤波管，尤其是适用于电子通讯、雷达、导航、制导、计算机,硬盘驱动器,液晶显示器,手机,数码相机,便携式摄像机,家用游戏机,TV,DVD和PDA等滤波连接器组件使用的管状多层陶瓷电容器内电极的导出方法。

背景技术

多层陶瓷电容器(MLCCs)是表面安装电路中最重要的一种电子元器件。穿心电容自电感较普通电容小很多，自谐振频率很高，能有效防止高频信号从输入端直接耦合到输出端。这种低通高阻的组合，在1GHz频率范围内，提供了极好的抑制效果。最简单的穿心结构是由内外电极和陶瓷构成的一个C型或两个电容夹一个电感的Pi型。这种电容的容量可从10pF到1μF甚至更大，工作电压可达2000VDC。C型滤波器是由三端电容或穿心电容构成，适用于高阻抗源和高负载的场合，抑制高频信号。C型滤波器两端均可视为低阻抗接高阻抗源和负载。LC型滤波器包括一个电感器和一个电容器，这种滤波器可以提供高的输入阻抗，也可提供低的输入阻抗，取决于电路的安装方向。穿心式滤波器的核心是盘状多层或管状陶瓷电容器。与其他陶瓷物品一样，会受到温度突变、机械震动和过高电压而损坏。在安装穿心式滤波器到板面上，焊接滤波器的导针以及整形时必须小心将各类应力减小到最小。Pi型滤波器是由两个电容元件和在两个电容元件之间的一个电感元件组成，对阻抗源和负载均表现为低阻抗。当前陶瓷电容器技术有三个发展趋势。一是电容器的小型化,二是电容器的多层化(高容量),三是多层陶瓷电容器的内电极贱金属化。多层陶瓷电容器的每一个电容值可由下式决定:电容=（ε*S）/（4*π*k*d）。其中，ε是一个介质的相对电容率，S为电容极板的正对面积，d为电容极板的距离，k则是静电力常量。为了满足多层管状瓷介电容器的小型化，大容量和低成本的要求，基于国内外的多层瓷介管状电容器，图3、图4所示的陶瓷管电容器的内嵌电极的电路形式，往往将置于陶瓷管壁内，不同层数内嵌电极沿轴向直接分别延伸至陶瓷管两端面。这种采用相互平行,错位分开排列的内嵌电极排列方式和印刷形状，带来的问题是可靠性差、耐压低，且存在如下问题：1、与陶瓷管外电极导通的内嵌电极与内电极穿心接触体插针距离很近，当遇到浪涌电压时，内嵌电极中与插针之间距离最近且电势不同的部位，在空气介质条件下，极易造成拉弧击穿，从而导致电容损害，丧失滤波功能。2、在生产制造时，与电容器外壁外电极连通的内嵌电极需要与电容器内壁断开，不能形成通路。内嵌电极组数越多，内嵌电极与电容器内壁的距离越近，由此生产制造难度越大，生产制造效率不高。3、矩形内嵌电极，在电压较高时，尖角处产生的尖端放电易造成拉弧击穿电容器，导致电容器丧失滤波功能，且出现这种情况时，在外观上没有明显特征，不易被检测出来，因此现有管式多层陶瓷电容当内嵌电极越多，陶瓷管因尖峰放电而被击穿的隐患越多。故现有多层管状陶瓷穿心电容，抵抗浪涌电压的能力差，可靠性差。

在图4现有C型多层陶瓷管状电容示意图中，有一层与陶瓷管内电极电势不同，且与接触体插针距离最近的内嵌电极。由于该层内嵌电极与接触体插针最近距离过小，当遇到浪涌电压时，两点间空气易被击穿，导致两点通路，而损坏电容器。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术存在的不足之处，在于提供一种电容容量稳定，能有效抵抗浪涌电压，生产时方便操作，能有效提高可靠性和生产效率的陶瓷管状电容多层内嵌电极的导出方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种陶瓷管状穿心电容器多层内嵌电极的导出方法，其特征在于包括如下步骤：在展开的陶瓷管内壁中，将置于陶瓷管体展开基片内壁中的嵌电极分为两组，一组是与陶瓷管外表面外电极导通的内嵌电极，另一组是与内表面内电极导通的内嵌电极，两组内嵌电极相互隔行交错，管壁内嵌电极和陶瓷管上的外电极共同形成多对电容并联状态的平行阵列，其中，需要与陶瓷管内壁内电极相导通的端连平行阵列内嵌电极，沿陶瓷管轴向母线直接延伸至陶瓷管一端面；需要与陶瓷管外壁外电极相导通的非端连平行阵列内嵌电极，经内嵌电极导通引出线相互连通后，引出至陶瓷管外表面相连外电极，内嵌电极导通引出线被间隔在陶瓷管端面与非端连内嵌电极自由端之间。

内嵌电极不采用交角矩形结构，在内嵌电极所有交角处和转折处设置适当的弧度，圆弧半径为内嵌电极宽度的四分之一，圆弧中心角为四十五度。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明将陶瓷管片式瓷介内壁中的内嵌电极分为，内嵌电极端头只连通一端陶瓷管端面和内嵌电极端头两端都不连通陶瓷管端面两组内嵌电极。两组内嵌电极分别与陶瓷管外壁外电极和内壁内电极导通，非端连的一组内嵌电极与陶瓷管外壁外电极等电势，端连的一组内嵌电极与陶瓷管内壁上的内电极等电势，两组内嵌电极在陶瓷管内隔行交错，不同层数的内嵌电极之间具有电容量，由此两组内嵌电极构成的多组并联电容，在电路上等效为一个C型电路电容。

本发明引出的一组内嵌电极可根据产品所需容量需求，调整与陶瓷管端头的距离，再通过丝网印银的方式，将非端连内嵌电极组内嵌电极与陶瓷管外表面外电极或内表面内电极导通。在保证容量的前提下，可调整内嵌电极中的位置，使其中一组内嵌电极与陶瓷管端头之间留有一定距离，并在管体内与外电极或内电极导通，能有效避免在端头处，由于与外电极导通的内嵌电极与内电极过近而造成抵御浪涌电压能力差、可靠性差的问题。

本发明将内嵌电极设计为距离陶瓷管端头一定距离，通过丝网印银，与陶瓷管外表面外电极或内表面内电极导通，在设计生产时方便操作，能有效提高同类产品的生产制造效率。解决了生产制造中，电容器外壁外电极连通的内嵌电极需要与电容器内壁断开，生产时必须在陶瓷管一端头处涂抹绝缘材料，外壁外电极导通的内嵌电极与陶瓷管内壁内电极不能形成通路的问题，而且还解决了内嵌电极可操作空间极小，电容生产难度大、生产效率低的问题。

本发明将内嵌电极的所有交角处和转折处设计为圆弧状，能有效避免原有矩形状在遇到浪涌电压的情况下，极易在矩形交角处出现拉弧击穿的现象，从而提高电容的可靠性。

本发明采用一组非端连内嵌电极导通陶瓷管外表面上的外电极方式，可以有效加大外电极导与内电极的最近距离，在电容器遇到浪涌电压时，能有效避免浪涌电压的冲击，抵御浪涌电压提高可靠性。

附图说明

图1为本发明多层陶瓷管体展开基片的银印图案示意图。

图2是本发明陶瓷管状穿心电容器实施例的半剖视示意图。

图3是现有技术多层陶瓷管体展开基片示意图。

图4是现有多层陶瓷管状电容半剖视示意图。

图中：1陶瓷管体展开基片，2内嵌电极导通引出线，3非端连内嵌电极，4端连内嵌电极，5外电极，6内电极，7绝缘带，8外电极导与内电极的最近距离，9独石化陶瓷介质，10接触体插针，11电感。

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的描述。

参阅图1。根据本发明，在展开的陶瓷管内壁中，与陶瓷管内表面内电极6导通的为端连内嵌电极4，与陶瓷管外表面中部外电极5导通的为非端连内嵌电极3。两组内嵌电极相互交错平行，形成多对电容并联状态的平行阵列，制作时，首先将置于陶瓷管体展开基片1内壁中的内嵌电极分为两组，一组是与陶瓷管外表面外电极导通的非端连内嵌电极3，另一组是与内表面内电极导通的端连内嵌电极4，两组内嵌电极在陶瓷管内隔行交错。不同层数的内嵌电极之间具有电容量，两组内嵌电极构成多组并联电容，在电路上等效为一个C型电路电容。需要与陶瓷管内壁内电极6相导通的平行阵列内嵌电极，即端连内嵌电极4沿陶瓷管轴向直接延伸至陶瓷管一端面；需要与陶瓷管外壁中部外电极5相导通的非端连内嵌电极3，间隔在陶瓷管两端面，距离适当位置。需要外电极5相导通的非端连内嵌电极3，平行阵列排布，由通过丝网印银的内嵌电极导通引出线2相互连通后，引出至陶瓷管外表面中部位置的外电极5，内嵌电极导通引出线2被间隔在陶瓷管端面与非端连内嵌电极自由端之间。换句话说，非端连内嵌电极3平行阵列交错穿插在端连内嵌电极4平行阵列之间，非端连内嵌电极3连接内嵌电极导通引出线2。内嵌电极导通引出线2以一定的倾斜角度引出，相连外电极5。非端连内嵌电极3经内嵌电极导通引出线2相互连通后，延伸至陶瓷管外表面。在空气介质条件下，一组非端连内嵌电极3与陶瓷管外壁上的外电极5等电势，一组端连内嵌电极4与陶瓷管内壁上的内电极等电势，外电极导与内电极的最近距离8，形成与非端连内嵌电极3与内电极的不同电势。内嵌电极通常采用矩形条状。为避免矩形交角处产生拉弧击穿现象，矩形条状内嵌电极所有交角处和转折处不采用矩形结构。在内嵌电极所有交角处和转折处设置适当的弧度，圆弧半径为内嵌电极宽度的四分之一，圆弧中心角为四十五度。

内、外电极是多层陶瓷管状电容的重要组成部分。与外部电路连接，用于旁路滤波的外电极5为陶瓷管外表面中部涂覆的一层贵金属涂层。与接触体插针10相连，用于接入信号的内电极6为陶瓷管内表面涂覆的一层贵金属涂层。内嵌电极是贮存电荷，影响电容量的元件。内嵌电极经丝网印刷成相符的规格尺寸图案覆盖在陶瓷体介质展开介质板的表面。内嵌电极在陶瓷管烧结前是以具有流动性的金属或金属合金的浆料存在的形式。按上述方法完成后，陶瓷体介质展开基片1经卷绕叠加形成带通孔的多层圆柱体状瓷管。

参阅图1、图2。C型多层穿心管状陶瓷电容器是内嵌多层电极、陶瓷独石化的电容器。C型多层穿心管状陶瓷电容器，由外电极5、内电极6和内嵌电极构成。内嵌电极层是经丝网印刷成相符规格尺寸图案覆盖在陶瓷体介质体内圆周表面。内嵌电极以多条沾银的鼠龙式内置电极层，围绕整个瓷管壁体内嵌圆周表面，形成多层卷绕而成带通孔的管式多层陶瓷电容器。其中与外部旁路连接的外电极5，位于陶瓷管管体外表面两个无涂覆的绝缘带环7之间。触体插针10通过管体孔壁上的内电极6接入信号。内嵌电极分为两组，一组内嵌电极4通过轴端相连陶瓷管孔内壁表面涂覆的贵金属涂层，另一组内嵌电极5通过丝网印银连通，并沿陶瓷管径向延伸，与陶瓷管外壁中部外电极相连。两组内嵌电极分别于陶瓷管外壁外电极和内壁内电极导通，一组内嵌电极与外电极5等电势，一组内嵌电极与内电极6等电势，两组内嵌电极在陶瓷管内隔行交错，不同层数的内嵌电极之间具有电容量。内电极6与和外电极5与两组内嵌电极共同构成多组等效为C型电路的并联电容。

管状多层陶瓷管状穿心电容器无源无极性。一组端连内嵌电极4通过丝网印银在陶瓷管管体壁厚内，直接相连沿陶瓷管端面径向延伸的印银导体和陶瓷管圆柱面上的外电极5；另一组非端连内嵌电极3贵金属涂层通过贵金属涂层内嵌电极导通引出线2，与陶瓷管内壁表面涂覆贵金属涂层的内电极6导通，即非端连内嵌电极3与内壁表面涂覆贵金属涂层的内电极6导通，端连内嵌电极4与外电极5导通。

根据上述实施例1，可在上述多层穿心管状陶瓷电容器的管体孔内，放入管状空心电感11，接触体插针10穿过管状电感内壁，可构成电感与电容串联形式的，电路上等效为LC型电路，改进为LC型多层穿心管状陶瓷电容器。

Claims (9)

1.一种陶瓷管状穿心电容器多层内嵌电极的导出方法，其特征在于包括如下步骤：在展开的陶瓷管内壁中，将置于陶瓷管体展开基片内壁中的嵌电极分为两组，一组是与陶瓷管外表面外电极导通的内嵌电极，另一组是与内表面内电极导通的内嵌电极，两组内嵌电极相互隔行交错，管壁内嵌电极和陶瓷管上的外电极共同形成多对电容并联状态的平行阵列，其中，需要与陶瓷管内壁内电极相导通的端连平行阵列内嵌电极，沿陶瓷管轴向母线直接延伸至陶瓷管一端面；需要与陶瓷管外壁外电极相导通的非端连平行阵列内嵌电极，经内嵌电极导通引出线相互连通后，引出至陶瓷管外表面相连外电极，内嵌电极导通引出线被间隔在陶瓷管端面与非端连内嵌电极自由端之间。

2.根据权利要求1所述的陶瓷管状穿心电容器多层内嵌电极的导出方法，其特征在于，一组非端连内嵌电极（3）与陶瓷管外壁上的外电极（5）等电势，一组端连内嵌电极（4）与陶瓷管内壁上的内电极等电势，外电极导与内电极的最近距离（8），形成与非端连内嵌电极（3）与内电极的不同电势。

3.根据权利要求1所述的陶瓷管状穿心电容器多层内嵌电极的导出方法，其特征在于，内嵌电极以多条沾银的鼠龙式内置电极层，围绕整个瓷管壁体内嵌圆周表面，形成多层卷绕而成带通孔的管式多层陶瓷电容器。

4.根据权利要求1所述的陶瓷管状穿心电容器多层内嵌电极的导出方法，，其特征在于，所述内嵌电极在管体内的所有交角处和转折处，设计为圆弧形,圆弧半径为内嵌电极宽度的四分之一。

5.根据权利要求1所述的陶瓷管状穿心电容器多层内嵌电极的导出方法，其特征在于，非端连内嵌电极（3）平行阵列交错穿插在端连内嵌电极（4）平行阵列之间。

6.根据权利要求1所述的陶瓷管状穿心电容器多层内嵌电极的导出方法，其特征在于，内电极（6）与和外电极（5）与两组内嵌电极共同构成多组等效为C型电路的并联电容。

7.根据权利要求1所述的陶瓷管状穿心电容器多层内嵌电极的导出方法，其特征在于，内嵌电极导通引出线（2）以一定的倾斜角度引出，相连陶瓷管外壁中部外电极。

8.根据权利要求1所述的陶瓷管状穿心电容器多层内嵌电极的导出方法，其特征在于，一组端连内嵌电极（4）通过丝网印银在陶瓷管管体壁厚内，直接相连沿陶瓷管端面径向延伸的印银导体和陶瓷管内壁表面涂覆贵金属涂层的内电极（6）；另一组非端连内嵌电极（3）贵金属涂层通过贵金属涂层内嵌电极导通引出线（2），与陶瓷管圆柱面上的外电极（5）导通。

9.根据权利要求1所述的陶瓷管状穿心电容器多层内嵌电极的导出方法，其特征在于，在穿心管状陶瓷电容器的管体孔内，放入管状空心电感（11），接触体插针（10）穿过管状电感内壁，构成LC型多层穿心管状陶瓷电容器。

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