CN103578764B - 一种提高陶瓷电容器q值的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及陶瓷电容器领域，提供一种提高陶瓷电容器Q值的方法，包括：（1）在陶瓷粉体中添加重量比为1%～5%的ZnO‑B2O3‑TiO2玻璃粉；（2）将上述陶瓷粉体和玻璃粉进行混合后流延成膜片；（3）将上述膜片进行叠层，并在每一层膜片之间印刷双层内电极；（4）将上述印刷有内电极的膜片进行切割得到生坯芯片，然后排胶和烧结，得到电容器瓷体；（5）将上述电容器瓷体进行倒角，使内电极暴露出来；（6）再进行封端、烧端，以及电镀端电极得到陶瓷电容器；通过在陶瓷粉体为MgO‑ZnO‑TiO2体系中添加质量比为1%～5%的ZnO‑B2O3‑TiO2玻璃粉，使陶瓷粉体在低温烧结时的收缩与内电极的收缩相接近，提高了陶瓷电容器的Q值；同时印刷双层内电极，减少单一电极电流通过率，增加了RF‑HQ‑MLCC的功率。
Description
技术领域
本发明涉及电容器领域，尤其是涉及一种提高陶瓷电容器Q值的方法。
背景技术
随着第三代移动通信系统(3G)、无线局域网、新一代交换机、全球卫星系统等行业的快速发展，市场对在射频、微波频段下高可靠性、高Q值、性能指标稳定、使用频率范围宽、在射频微波频率下能通过较大的射频电流的射频高Q多层陶瓷电容器（以下简称RF-HQ-MLCC）的需求量正逐步上升。
射频高Q多层瓷介电容器是在传统的多层瓷介电容器（MLCC）工艺上发展起来，由于传统的MLCC在高频下的Q值较低，高频信号的有效传输能力不足，甚至会产生较大的热量而导致产品失效，这限制了其在高频下的使用范围。因而，寻找制作高Q值多层瓷介电容器的方法是非常必要的。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种提高陶瓷电容器Q值的方法，克服现有技术中的陶瓷电容器Q值低，高频信号的传输能力不足，且陶瓷电容器产生较大热量导致产品失效的缺陷。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种提高陶瓷电容器Q值的方法，其包括以下步骤：
（1）陶瓷粉体采用MgO-ZnO-TiO2，在其中添加重量比为1%～5%的ZnO-B2O3-TiO2玻璃粉；
（2）将上述陶瓷粉体和玻璃粉进行混合后流延成膜片；
（3）将上述膜片进行叠层，并在每一层膜片之间印刷双层内电极；
（4）将上述印刷有内电极的膜片进行切割得到生坯芯片，然后排胶和烧结，得到电容器瓷体；
（5）将上述电容器瓷体进行倒角，使内电极暴露出来；
（6）再进行封端、烧端，以及电镀端电极得到陶瓷电容器。
上述方法中，所述的双层内电极的厚度为：1.5～3μm。
上述的步骤（3）中，内电极通过银钯电子浆料按质量比为9：1的配比制得，该电子浆料中加入质量比为0.3～0.5%的MgO-ZnO-TiO2陶瓷粉。
上述方法中，还包括将制得的陶瓷电容器通过螯合剂和表面活性在进行清洗，并在瓷体表面形成保护膜的步骤。
上述方法中，所述的生坯芯片是在700～975℃温度下烧结，并保温2.5～4h，得到致密的共烧电容器瓷体。
上述方法中，所述的MgO-ZnO-TiO2其摩尔比为Mg:Zn:Ti=2:1:3。
上述方法中，所述的排胶温度为150～450℃，排胶时间为15～35h。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过在陶瓷粉体为MgO-ZnO-TiO2体系中添加质量比为1%～5%的ZnO-B2O3-TiO2玻璃粉，使陶瓷粉体在低温烧结时的收缩与内电极的收缩相接近，提高了陶瓷电容器的Q值；同时印刷双层内电极，减少单一电极电流通过率，增加了RF-HQ-MLCC的功率。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本实施例陶瓷电容器结构示意图；
图2是本实施例陶瓷电容器的制作工艺流程示意图。
具体实施方式
现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。
参见图1所示，本发明实施例所述的陶瓷电容器包括若干内电极1，每一内电极之间的介质层2，端电极3，该端电极上电镀有镍层4和锡层5。
本发明实施例提供一种提高陶瓷电容器Q值的方法，其包括：将质量比为1%～5%的ZnO-B2O3-TiO2玻璃粉添加至预烧后的陶瓷粉中，该陶瓷粉MgO-ZnO-TiO2其摩尔比为Mg:Zn:Ti=2:1:3，然后用有机溶剂将其球磨分散为悬浊液，添加粘合剂制成陶瓷浆料，将陶瓷浆料进行流延获得所需厚度的膜片，所述的有机溶剂和粘合剂均为本领域常用的试剂。
本发明实施例所述的ZnO-B2O3-TiO2玻璃粉的配方组成可以是下表1中：
| 质量比wt% | ZnO | B2O3 | TiO2 |
| C1 | 0 | 40 | 60 |
| C2 | 50 | 50 | 0 |
| C3 | 50 | 25 | 25 |
| C4 | 55 | 35 | 10 |
| C5 | 60 | 20 | 20 |
| C6 | 70 | 15 | 15 |
| C7 | 80 | 20 | 0 |
表1：玻璃粉的配方组成表
玻璃粉的配制是将上述配比的ZnO、B2O3、TiO2粉末充分混合后在1300～1500℃下熔融，将高温熔融的玻璃液体倒入去离子水中成为玻璃渣，将玻璃渣在450℃下退火1h。冷却至室温后再研磨成粒度为1～10um的玻璃粉末。
再在银钯电极浆料中添加质量比为(0.3～0.5)%的MgO-ZnO-TiO2陶瓷粉并充分混合，该陶瓷粉即为预烧后的陶瓷粉，从而使内电极在700℃以上烧结时的收缩变的较为平滑；该银钯电极浆料按质量比为9：1的配比制得。
按照MLCC生产工艺进行印刷双层内电极，电极厚度为1.5～3μm，优选为2μm，用台阶仪监控电极厚度，该内电极在印刷时，先在膜片上印刷第一层内电极，再错位印刷第二层内电极，得到双层内电极结构。
之后通过层压→切割→排胶→烧成→倒角→封端→烧端→电镀，其中，切割是指将印刷有双层内电极的膜片切割成单个的生坯芯片，再将该生坯芯片在150～450℃下排胶15～35h，再将排胶后的生坯芯片是在700～975℃温度下烧结，并保温2.5～4h，得到致密的共烧瓷体，该瓷体进行倒角需采用辊式，以保证侧边内电极完全暴露，增加内电极和端电极的接触点，增加信号传输效率。
最后通过使用螯合剂乙二胺四乙酸、表面活性剂去除表面附着的金属离子、杂质、脏污等，并在瓷体表面形成一层保护膜，之后用去离子水清洗并在120℃下烘干120min，产品性能稳定，外界环境的影响小。所述的表面活性剂为现有技术中常用的活性剂。
本发明实施例所述的方法如图2所示，其先将预烧后的MgO-ZnO-TiO2陶瓷粉与玻璃粉加上有机溶剂1进行混合后，得到陶瓷浆料，用该陶瓷浆料进行流延，得到制陶瓷电容器所需膜片的厚度，再将该膜片进行叠层，然后再印刷双层内电极，该内电极通过银钯金属粉按质量比为9：1的配比，再加上有机溶剂2进行配制得到电极浆料；将印刷有内电极的膜片进行静水压后，将膜片切割成单个的生坯芯片，再将该生坯芯片在50～450℃下排胶15～35h，再将排胶后的生坯芯片是在700～975℃温度下烧结，并保温2.5～4h，优选温度为875℃，保温时间优选3小时，得到致密的共烧瓷体，图2中的烧成即为烧结，其均为本领域通用的名词。然后再将烧成后的电容器瓷体进行倒角，使内电极完全暴露出来后，再进行封端，即制作电容器的端电极，再将端电极进行烧端，最后再在对端电极进行电镀和表面处理，得到本发明所述的陶瓷电容器。
通过上述方法制得的陶瓷电容器，Q值得到较大的提高，且受外界潮湿环境的影响较少。下面以1210尺寸（英寸制）4.7pF的产品性能在同一状态下与现有技术相对比如下表2所示：
| Q值 | 100MHz | 300MHz | 500MHz | 1000MHz | 1500MHz | 2000MHz | 3000MHz |
| 现有技术 | 3723.62 | 1096.55 | 394.54 | 140.01 | 75.84 | 47.81 | 20.99 |
| 本发明 | 8961.35 | 4082.12 | 992.70 | 382.66 | 182.94 | 107.52 | 70.26 |
表2不同频率下与现有技术的Q值对比
由上表可知，通过本发明实施例制作的陶瓷电容器与现有技术的电容器的Q值在不同频率同一状态下相比，Q值远远高于现有技术的陶瓷电容器。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进,所述的电容器的形状及结构的变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种提高陶瓷电容器Q值的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)陶瓷粉体采用MgO-ZnO-TiO2，在其中添加重量比为1％～5％的ZnO-B2O3-TiO2玻璃粉；
(2)将上述陶瓷粉体和玻璃粉进行混合后流延成膜片；
(3)将上述膜片进行叠层，并在每一层膜片之间印刷双层内电极；
(4)将上述印刷有内电极的膜片进行切割得到生坯芯片，然后排胶和烧结，得到电容器瓷体；
(5)将上述电容器瓷体进行倒角，使内电极暴露出来；
(6)再进行封端、烧端，以及电镀端电极得到陶瓷电容器。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的双层内电极的厚度为：1.5～3μm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步骤(3)中，内电极通过银电子浆料与钯电子浆料按质量比为9：1的配比混合制得，混合后的电子浆料中加入质量比为0.3～0.5％的(Mg,Zn)TiO3陶瓷粉。
4.根据权利要求1－3任一所述的方法，其特征在于：还包括将制得的陶瓷电容器通过螯合剂和表面活性再进行清洗，并在瓷体表面形成保护膜的步骤。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述的生坯芯片是在700～975℃温度下烧结，并保温2.5～4h，得到致密的共烧电容器瓷体。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的MgO-ZnO-TiO2其摩尔比为Mg:Zn:Ti＝2:1:3。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述的排胶温度为150～450℃，排胶时间为15～35h。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20160714 Address after: 510000 Guangdong city of Guangzhou Province Economic and Technological Development Zone Venture Road No. 5 Tongxing Arts crafts emporium, B block fourth layer Applicant after: GUANGZHOU CHUANGTIAN ELECTRONIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 510000 Guangdong city of Guangzhou province business economic and Technological Development Zone No. 3 Arts crafts emporium Tongxing four floor B block Applicant before: Wu Hao |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A method to improve Q value of ceramic capacitor Effective date of registration: 20200817 Granted publication date: 20160817 Pledgee: Science City (Guangzhou) Finance Leasing Co.,Ltd. Pledgor: GUANGZHOU CHUANGTIAN ELECTRONIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2020980005043 |
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| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20140212 Assignee: Science City (Guangzhou) Finance Leasing Co.,Ltd. Assignor: GUANGZHOU CHUANGTIAN ELECTRONIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. Contract record no.: X2020980004899 Denomination of invention: A method to improve Q value of ceramic capacitor Granted publication date: 20160817 License type: Exclusive License Record date: 20200812 |
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| EC01 | Cancellation of recordation of patent licensing contract | ||
| EC01 | Cancellation of recordation of patent licensing contract |
Assignee: Science City (Guangzhou) Finance Leasing Co.,Ltd. Assignor: GUANGZHOU CHUANGTIAN ELECTRONIC TECHNOLOGY CO.,LTD. Contract record no.: X2020980004899 Date of cancellation: 20220315 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20220315 Granted publication date: 20160817 Pledgee: Science City (Guangzhou) Finance Leasing Co.,Ltd. Pledgor: GUANGZHOU CHUANGTIAN ELECTRONIC TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2020980005043 |