CN104392816A - 一种内电极的电弧喷涂工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子元器件的技术领域，尤其涉及陶瓷电子元器件内电极的新工艺。该工艺包括以下步骤：制备压敏电阻、热敏电阻瓷片；瓷片表面处理，进行清洗和烘干；采用电弧喷涂的方法在瓷片表面喷涂雾化的金属粒子至形成涂层且达到厚度要求，具备可焊性。本发明采用电弧喷涂的方法在基材表面喷涂雾化的金属粒子至形成涂层，均用贱金属材料，制造成本低；当喷涂层数为两层时，第一次喷涂的涂层附着力好，第二次喷涂的涂层满足可焊性，两次喷涂加起来时间不到3分钟，喷涂厚度可达5μm以上；当喷涂层数为一层时，同样能满足产品质量要求，而且喷涂时间进一步缩短。本发明不用传统的丝网印刷工艺，不用高温还原，不伤害瓷体性能，简化了工艺。
Description
技术领域
本发明涉及电子元器件的技术领域，尤其涉及陶瓷电子元器件内电极的新制造工艺。
背景技术
电子陶瓷的电子性能要通过与其瓷体紧密附贴的金属电极才能显现出来，一般称为内电极。目前业内传统做法是使用银粉制成银浆，再用丝网印刷在瓷体表面，然后通过高温还原（500℃ 以上）成内电极。该方法存在以下缺点：一是银材料成本高，二是高温还原对瓷体性能造成不良影响，温度不同性能不同，难以稳定。三是由于银浆含有多种有机溶剂，印刷和还原过程中挥发、燃烧，气味很重，对环境造成污染。
现有技术中也存在使用真空溅射的方法对基材表面进行镀膜，但是这种方法镀膜很慢，难以达到此发明制成内电极的厚度。比如压敏电阻由于要经受瞬间几百、几千、甚至几万安培的电流冲击，镀膜达到一定厚度要求后才能满足大电流冲击的要求，用真空溅射镀膜若要达到此厚度要求，耗时久效率低，几乎难以完成。
发明内容
本发明的目的在于提供一种喷涂速度快，附着力高的一种内电极的电弧喷涂工艺。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：该工艺包括以下步骤：
（1）制备压敏电阻、热敏电阻瓷片；
（2）瓷片表面处理，进行清洗和烘干；
（3）采用电弧喷涂的方法在瓷片表面喷涂雾化的金属粒子至形成第一层与瓷体紧密接触的涂层；
（4）采用电弧喷涂的方法在瓷片表面第二次喷涂雾化的金属粒子，并使其具备可焊性。
所述的步骤3和步骤4相加瓷片单边涂层厚度为5-250μm，步骤3喷涂厚度占两次总厚度的20-50%。
作为优选地，所述的步骤3和步骤4相加瓷片单边涂层厚度8-200μm，步骤3喷涂厚度占两次总厚度的20-50%。
作为优选地，所述的步骤3和步骤4相加瓷片单边涂层厚度12-150μm，步骤3喷涂厚度占两次总厚度的20-50%。
作为优选地，所述的步骤3和步骤4相加瓷片单边涂层厚度15-100μm，步骤3喷涂厚度占两次总厚度的20-50%。
所述的步骤3或4的喷涂的金属粒子为Al、Ti、Cr、Zn、Sn、Cu 、Ni、Nb、Mo、W 、Zr、Mn、Fe中的任意一种或者其合金。
完成以上工序的基材，可以直接与导线焊接，经过包封、固化后制成品，应用于电子设备。
本发明的另外一种技术方案包括以下步骤：
（1）制备压敏电阻、热敏电阻瓷片；
（2）瓷片表面处理，进行清洗和烘干；
（3）采用电弧喷涂的方法在瓷片表面喷涂一次雾化的金属粒子至形成一层涂层，达到厚度要求并且具有可焊性，即一次喷涂可完成电极制作。
当喷涂层数只有一层时，所述的步骤3完成后瓷片单边涂层厚度为5-250μm；
当喷涂层数只有一层时，作为优选地，步骤3完成后瓷片单边涂层厚度8-200μm；
当喷涂层数只有一层时，作为优选地，步骤3完成后瓷片单边涂层厚度12-150μm；
当喷涂层数只有一层时，作为优选地，步骤3完成后瓷片单边涂层厚度15-100μm。
所述的步骤3的喷涂的金属粒子为Al、Ti、Cr、Zn、Sn、Cu、Ni、Nb、Mo、W 、Zr、Mn、Fe中的任意一种或者其合金。
完成以上工序的基材，可以直接与导线焊接，经过包封、固化后制成品，应用于电子设备。
本发明的优点在于：
1、 采用电弧喷涂的方法在基材表面喷涂雾化的金属粒子至形成涂层，均用贱金属材料，制造成本低。
2、 当喷涂层数为两层时，第一次喷涂的涂层附着力好，第二次喷涂的涂层满足可焊性。两次喷涂加起来时间不到3分钟，喷涂厚度可达5μm以上。不用传统的丝网印刷工艺，不用高温还原（500℃以上），不伤害瓷体性能，简化了工艺，而且没有使用印刷浆料，就没有有机物的挥发、燃烧，不污染空气。
3、 当喷涂层数为一层时，同样能满足产品质量要求，而且喷涂时间进一步缩短。
具体实施方式：
实施一：
制备直径14 mm, 厚2.8 mm，型号为14D561的压敏电阻瓷片(基材)后，放入滚筒中旋转约10分钟，取出用自来水对瓷片表面进行清洗，然后烘干，再装进专用的模板中，放进电弧喷涂设备中，在基材压敏电阻瓷片表面喷涂雾化的金属粒子至瓷片单边涂层厚度为55μm，喷涂材料为铝丝，纯度99%；接着第二次采用电弧喷涂的方法在压敏电阻瓷片表面喷涂雾化的金属粒子至总厚度达瓷片单边涂层厚度为60μm，电弧喷涂耗时每次不足2分钟。喷涂的金属粒子为Zn和Sn的合金，其成分如下：Zn 10%-90%和Sn10%-90%。内电极制作完成后，经焊接、包封、固化后的成品，浪涌冲击能力测试各项指标如下：
8/20μS浪涌冲击:
1次冲击7500A:合格；
21次冲击3000A合格；
组合波6KV/3KA,施加350V交流电压，在0 o、90 o、180o、270o每个相位角正反两个方向各冲击5次，共计40次冲击后合格。
2mS 能量冲击达106焦耳。
其它各项指标均符合GB/T10193、GB/T10194，也就是IEC61051-1、IEC61051-2的要求。同时也满足GB/T18802.1、GB/T18802.331也就是IEC61643-1、IEC61643-331的标准要求，达到了国际较高水平。
实施二：
制备直径34mm×34mm方片, 厚4.5 mm，型号为34S681的压敏电阻瓷片后，放入滚筒中旋转约5分钟，取出用自来水对瓷片表面进行清洗，然后烘干，再装进专用的模板中，放进电弧喷涂设备中，在基材压敏电阻瓷片表面喷涂雾化的金属粒子至瓷片单边涂层厚度为30μm，喷涂材料为铝丝，纯度99%；接着第二次采用电弧喷涂的方法在压敏电阻瓷片表面喷涂雾化的金属粒子至总厚度达70μm（席总，此处两个70得对第一个70修改。），电弧喷涂耗时每次不足2分钟。喷涂的金属粒子为Zn和Sn的合金，其成分如下：Zn 10%-90%和Sn10%-90%。内电极制作完成后，经焊接、包封、固化后的成品，浪涌冲击能力测试各项指标如下：
8/20μS浪涌冲击:
Imax次冲击40KA:合格；
In次冲击20KA合格；
其它各项指标满足国家标准GB/T18802.1、GB/T18802.331也就是IEC61643-1、IEC61643-331的国际标准要求。
实施三：
制备直径9mm, 厚1.8 mm，型号为10D-9的热敏电阻瓷片后，用放入滚筒中旋转约15分钟，取出用自来水对瓷片表面进行清洗，然后烘干，再装进专用的模板中，放进电弧喷涂设备中，在基材压敏电阻瓷片表面喷涂雾化的金属粒子至瓷片单边涂层厚度为25μm，喷涂材料为铝丝，纯度99%；接着第二次采用电弧喷涂的方法在压敏电阻瓷片表面喷涂雾化的金属粒子至瓷片单边涂层厚度为60μm（同上），电弧喷涂耗时每次不足1分钟。喷涂的金属粒子为Zn和Sn的合金，其成分如下：Zn 10%-90%和Sn10%-90%。内电极制作完成后，经焊接、包封、固化后的成品，测试各项指标符合JB/T9476《热敏电阻通用技术条件》标准要求。
实施四：
制备直径14 mm, 厚2.8 mm，型号为14D561的压敏电阻瓷片(基材)后，放入滚筒中旋转约10分钟，取出用自来水对瓷片表面进行清洗，然后烘干，再装进专用的模板中，放进电弧喷涂设备中，在基材压敏电阻瓷片表面喷涂雾化的金属粒子至瓷片单边涂层厚度为65μm，喷涂层数为一层，喷涂材料为Zn和Sn的合金，其成分如下：Zn 10%-90%和Sn10%-90%。内电极制作完成后，经焊接、包封、固化后的成品，浪涌冲击能力测试各项指标如下：
8/20μS浪涌冲击:
1次冲击7500A:合格；
21次冲击3000A合格；
组合波6KV/3KA,施加350V交流电压，在0 o、90 o、180o、270o每个相位角正反两个方向各冲击5次，共计40次冲击后合格。
2mS 能量冲击达106焦耳。
其它各项指标均符合GB/T10193、GB/T10194，也就是IEC61051-1、IEC61051-2的要求。同时也满足GB/T18802.1、GB/T18802.331也就是IEC61643-1、IEC61643-331的标准要求，达到了国际较高水平。
当然，以上仅为本发明较佳实施方式，并非以此限定本发明的使用范围，故，凡是在本发明原理上做等效改变均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种内电极的电弧喷涂工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）制备压敏电阻、热敏电阻瓷片；
（2）瓷片表面处理，进行清洗和烘干；
（3）采用电弧喷涂的方法在瓷片表面喷涂雾化的金属粒子至形成第一层与瓷体紧密接触的涂层；
（4）采用电弧喷涂的方法在瓷片表面第二次喷涂雾化的金属粒子至涂层达到厚度要求，并具备可焊性。
2.根据权利要求1所述的喷涂工艺，其特征在于：步骤3和步骤4完成后瓷片单边涂层厚度为5-250μm，步骤3喷涂厚度占两次总厚度的20-50%。
3.根据权利要求1所述的喷涂工艺，其特征在于：步骤3和步骤4完成后瓷片单边涂层厚度8-200μm ，步骤3喷涂厚度占两次总厚度的20-50%；
或者步骤3和步骤4完成后瓷片单边涂层厚度12-150μm，步骤3喷涂厚度占两次总厚度的20-50%；
或者步骤3和步骤4完成后瓷片单边涂层厚度15-100μm，步骤3喷涂厚度占两次总厚度的20-50%。
4.根据权利要求1所述的喷涂工艺，其特征在于：步骤3或4的喷涂的金属粒子为Al、Ti、Cr、Zn、Sn、Cu、Ni、Nb、Mo、W 、Zr、Mn、Fe中的任意一种或者其合金。
5.根据权利要求1所述的喷涂工艺，其特征在于：完成以上工序的內电极，可以直接与导线焊接，在经过包封、固化后制成品，应用于电子设备。
6.一种内电极的电弧喷涂工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）制备压敏电阻、热敏电阻瓷片；
（2）瓷片表面处理，进行清洗和烘干；
（3）采用电弧喷涂的方法在瓷片表面喷涂一次雾化的金属粒子至形成一层涂层，达到厚度要求并且具有可焊性，即一次喷涂可完成电极制作。
7.根据权利要求6所述的喷涂工艺，其特征在于：步骤3完成后瓷片单边涂层厚度为5-250μm。
8.根据权利要求6所述的喷涂工艺，其特征在于：步骤3完成后瓷片单边涂层厚度8-200μm；
或者步骤3完成后瓷片单边涂层厚度12-150μm；
或者步骤3完成后瓷片单边涂层厚度15-100μm。
9.根据权利要求6所述的喷涂工艺，其特征在于：步骤3的喷涂的金属粒子为Al、Ti、Cr、Zn、Sn、Cu、Ni、Nb、Mo、W 、Zr、Mn、Fe中的任意一种或者其合金。
10.根据权利要求6所述的喷涂工艺，其特征在于：完成以上工序的压敏电阻瓷片、热敏电阻瓷片，可以直接与导线焊接，在经过包封、固化后制成品，应用于电子设备。
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