CN107492447B - 滤波连接器用多层板式陶瓷穿心电容器芯片的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种滤波连接器用多层板式陶瓷穿心电容器芯片的制备方法，该方法是将介质陶瓷浆料经多次反复印刷，形成介质保护层后，将银钯电极浆料与介质浆料交替印刷，其中为保证介质厚度达到设计要求，每层介质的印刷次数为几次至几十次，在达到产品电容量所要求的电极层数后，再次多次反复印刷介质陶瓷浆料，使内部电极得到完全保护。减化了流延、叠层，温等静压、冲制成形、端电极涂覆等烦琐的工艺过程。提高了滤波连接器用多层板式陶瓷穿心电容器芯片的绝缘性能和抗电强度。
Description
技术领域
本发明涉及一种滤波连接器用多层板式陶瓷穿心电容器芯片的制备方法。
背景技术
滤波连接器用多层板式陶瓷穿心电容器芯片，是安装在电连接器内部的一种陶瓷穿心电容器芯片，使普通的电连接器具有额外的滤波功能, 并在电路中作旁路滤波用。 相对于普通的管形陶瓷电容器,这种多层板式陶瓷穿心电容器芯片的装配工艺更为简单。其优异的温度稳定特性和较高的抗电强度，使这款产品更加适宜于在恶劣的环境下工作。
目前，滤波连接器用多层板式陶瓷穿心电容器芯片基本上都是采用MLCC（Multi-layer Ceramic Capacitors）的制造成工艺，即通过流延成膜、膜上印刷内电极、温等静压、叠合共烧等工序。因此，不可避免地要面临各层间在高温烧结后的分层、开裂等问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述存在之不足，提供一种滤波连接器用多层板式陶瓷穿心电容器芯片的制备方法，该方法是将介质陶瓷浆料经多次反复印刷，形成介质保护层后，将银钯电极浆料与介质浆料交替印刷，其中为保证介质厚度达到设计要求，每层介质的印刷次数为5次至50次，在达到产品电容量所要求的电极层数后，再次多次反复印刷介质陶瓷浆料，使内部电极得到完全保护。
印刷完成的多层膜块经烘干后，使用高精度数控机进行打孔并切割，得到多层板式陶瓷穿心电容器芯片的生坯。该生坯经中温共烧、倒角后，在产品正反两面印刷保护漆，并进行化学镀金，形成产品的端电极。最后，双面印刷绝缘介质。
采用多次叠层印刷，使每次印刷过程中介质的微小缺陷在下一次印刷中得到弥补，介质浆料在印叠中成形，使介质层的结合度达理想状态，克服了介质分层的质量问题，极大提高了滤波连接器用多层板式陶瓷穿心电容器芯片的绝缘性能和抗电强度。
本发明为了实现上述目的所采用的技术方案如下：
一种滤波连接器用多层板式陶瓷穿心电容器芯片的制备方法其包括以下工序：
（1）、印刷制备底层介质保护层：将介质浆料通过印刷机在载板上进行印刷，使其形成一层均匀的介质薄层，并在印刷后将介质薄膜放置于热风区干燥，如此反复印刷多次，直到达到相应规格芯片要求的膜厚，形成底层介质保护层；
（2）、介质与电极交替叠层印刷：在工序1中形成的底层介质保护层上，进行介质与金属内电极、金属外电极的交替叠层印刷，直至达到规定的电容量要求；
（3）、印刷制备上层介质保护层：重复工序1的操作，将介质浆料通过印刷机在载板上进行印刷及热风区干燥，反复印刷、干燥多次，直到达到相应规格芯片要求的膜厚，形成上层介质保护层；
（4）、打孔成形：将工序1、2、3中形成的厚膜连同其承载板一起，放置于专用高精度数控打孔成形机规定的位置上，按图纸规定的尺寸进行打孔并切割外形；
（5）、排胶及烧结：从承载板上取下成型完成的芯片（生坯）产品，放入排胶炉中进行排胶，排胶完成的芯片进行高温烧结处理，使其成为具有高机械强度，优良电气性能的电容器；
（6）、研磨倒角：将工序5中烧结成瓷的电容器芯片与水和磨介装在倒角罐，通过球磨运动，使之形成光洁的表面，保证电容器芯片的内电极充分暴露；
（7）、印保护漆：将上述电容器芯片上下两面按设计图纸要求印刷保护漆；
（8）、电镀端电极：用化学镀的方式，对电容器芯片进行镀金处理，使未曾保护的表面上均匀的镀金，经检查镀金层符合要求后用溶剂除去保护漆膜；
（9）、印绝缘层：在电容器芯片上下两面按设计图纸要求印刷绝缘漆，以提高电容器芯片的绝缘性能和表面的抗电强度，增强电容器芯片的环境适应性；
（10）测试：对电容器芯片电性能进行测试，剔除不良品；
（11）检验：检测电容器芯片的电性能和外观，对合格品放行；
（12）包装入库：将电容器芯片按照尺寸大小用小型塑料袋逐个真空包装，并装入合适的纸盒内，填单入库。
本发明中进一步的优选技术方案是：工序1中每次印刷的膜厚在6um-9um之间，介质保护层印刷50～150次。
本发明中进一步的优选技术方案是：在工序7中在产品正反两面印刷保护漆，预留端电极空位，并进行化学镀金，形成产品的端电极。
本发明中进一步优选的技术方案是：工序2中交替印刷，具体操作是：每印5～50层介质，可印刷一次电极，具体的介质印刷层数与电极的总层数与电容量相关，见下式：C=R（N-1）εS／nd式中：C为电容量，R为修正系数，N为电极层数，ε为介质的介电常数，S为内外电极重合面积，n为电极间介质的层数，d为每层介质的厚度。
本发明中进一步优选的技术方案是：工序4中打孔数量为每个芯片为1～200个，外形为圆形、矩形及异形结构。
本发明中进一步优选的技术方案是：工序5中排胶温度为350℃~500℃度；排胶完成的芯片进行高温烧结处理，烧结温度在1050℃~1200℃之间。
本发明中进一步优选的技术方案是：工序10中对电容器芯片电性能进行100%测试，测试参数包括：电容量、损耗、绝缘电阻、耐压。
本发明解决其技术问题采用多层银钯（Ag70%/Pd30%）电极浆料与介质浆料交替印刷工艺，弥补介质中的微小缺陷，以解决介质分层、开裂等关键技术难题。使用高精度数控打孔成形机进行打孔并切割成型，得到多层板式陶瓷穿心电容器芯片的生坯。在产品正反两面印刷保护漆，预留端电极空位，并进行化学镀金，形成产品的端电极。由此可见本发明所加工生产的产品工艺相对简单，效率更高，同时产品质量也更好。
本发明的有益效果是：改革了传统的MLCC工艺中的技术瓶颈，减化了流延、叠层，温等静压、冲制成形、端电极涂覆等烦琐的工艺过程。提高了滤波连接器用多层板式陶瓷穿心电容器芯片的绝缘性能和抗电强度。
附图说明
图1：本发明多层银钯电极浆料与介质浆料交替印刷示意图。
图中：1.上层介质保护层；2.金属外电极；3.陶瓷介质层；4.金属内电极；5.底层介质保护层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
在图1中，显示了本发明多层银钯电极浆料与介质浆料交替印刷内电极的内部结构图；为保证介质厚度达到设计要求，每层介质的印刷次数为5次至50次。
实施例1：制备FLT-ZH-55-1型的滤波连接器用多层板式陶瓷穿心电容器芯片：
其包括以下工序：
1、印刷制备底层介质保护层：将从ESL ElectroScience（美国电子科学实验室（ESL）有限公司）所采购的介质浆料（陶瓷介质X7R浆料）通过印刷机在载板上进行印刷，使其形成一层均匀的介质薄层，并在印刷后将介质薄膜放置于热风区干燥，如此反复印刷多次，直到达到要求的膜厚，形成介质保护层；一般每次印刷的膜厚在7.8um，介质保护层通常需要印刷100次。
2、介质与电极交替叠层印刷：在介质保护层上，进行介质与金属内、外电极的交替叠层印刷，具体操作是：每印9层介质，可印刷一次电极，共印刷电极24层。
3、印刷制备上层介质保护层：重复工序2的操作，将陶瓷介质浆料通过印刷机在载板上进行印刷及热风区干燥，反复印刷、干燥多次，直到达到要求的膜厚，形成介质保护层。上层介质保护层通常也需要印刷100次。
4、打孔成形：将上述厚膜连同其承载板一起，放置于专用打孔成形机规定的位置上，按图纸规定的尺寸进行打孔并切割外形。打孔数量每个芯片为55个，外形为圆形。
5、排胶及烧结：从承载板上取下成型完成的芯片（生坯）产品，放入排胶炉中进行排胶，排胶温度为350℃度，时间：72小时。排胶完成的芯片进行高温烧结处理，烧结温度在1200℃，使其成为具有高机械强度，优良的电气性能的电容器。
6、研磨倒角：烧结成瓷的电容器芯片与水和磨介装在倒角罐，通过球磨等方式运动，使之形成光洁的表面，保证电容器芯片的内电极充分暴露。
7、印保护漆：将上述电容器芯片上下两面按图纸要求印刷电镀保护漆，预留端电极空位。
8、电镀端电极：用化学镀的方式，对电容器芯片进行镀金处理，使未曾保护的表面上均匀的镀金，经检查镀金层符合要求后用碱性溶剂除去保护漆膜。
9、印绝缘层：在电容器芯片上下两面按图纸要求印刷绝缘漆，以提高电容器芯片的绝缘性能和表面的抗电强度，增强电容器芯片的环境适应性。
10、测试：对电容器芯片电性能进行100%测试，主要测试参数为：电容量、损耗、绝缘电阻、耐压，把不良品剔除。
11、检验：检测电容器芯片的电性能和外观，对合格批放行。
12、包装入库：将电容器芯片按照尺寸大小用小型塑料袋逐个真空包装，并装入合适的纸盒内，填单入库。
实施例2：制备FLT-ZH-25-1型的滤波连接器用多层板式陶瓷穿心电容器芯片：
其采用以下工序：
1、印刷制备底层介质保护层：将从ESL ElectroScience（美国电子科学实验室（ESL）有限公司）所采购的介质浆料（高频陶瓷COG介质浆料）通过印刷机在载板上进行印刷，使其形成一层均匀的介质薄层，并在印刷后将介质薄膜放置于热风区干燥，如此反复印刷多次，直到达到要求的膜厚，形成介质保护层；一般每次印刷的膜厚在7.2um，介质保护层需要印刷80次。
2、介质与电极交替叠层印刷：在介质保护层上，进行介质与金属内、外电极的交替叠层印刷，具体操作是：每印12层介质，可印刷一次电极，共印刷电极3层。
3、印刷制备上层介质保护层：重复工序2的操作，将陶瓷介质浆料通过印刷机在载板上进行印刷及热风区干燥，反复印刷、干燥多次，直到达到要求的膜厚，形成介质保护层。上层介质保护层也需要印刷80次。
4、打孔成形：将上述厚膜连同其承载板一起，放置于高精度数控打孔成形机规定的位置上，按图纸规定的尺寸进行打孔并切割外形。打孔数量每个芯片为25个，外形为矩形。
5、排胶及烧结：从承载板上取下成型完成的芯片（生坯）产品，放入排胶炉中进行排胶，排胶温度为400℃度。时间72小时，排胶完成的芯片进行高温烧结处理，烧结温度在1050℃，使其成为具有高机械强度，优良的电气性能的电容器的工艺过程。
6、研磨倒角：烧结成瓷的电容器芯片与水和磨介装在倒角罐，通过球磨等方式运动，使之形成光洁的表面，保证电容器芯片的内电极充分暴露。
7、印保护漆：将上述电容器芯片上下两面按图纸要求印刷电镀保护漆, 预留端电极空位。
8、电镀端电极：用化学镀的方式，对电容器芯片进行镀金处理，使未曾保护的表面上均匀的镀金，经检查镀金层符合要求后用溶剂除去保护漆膜。
9、印绝缘层：在电容器芯片上下两面按图纸要求印刷绝缘漆，以提高电容器芯片的绝缘性能和表面的抗电强度，增强电容器芯片的环境适应性。
10、测试：对电容器芯片电性能进行100%测试，主要测试参数为：电容量、损耗、绝缘电阻、耐压，把不良品剔除。
11、检验：检测电容器芯片的电性能和外观，对合格批放行。
12、包装入库：将电容器芯片按照尺寸大小用小型塑料袋逐个真空包装，并装入合适的纸盒内，填单入库。
实施例3：制备FLT-TM-37-1型的滤波连接器用多层板式陶瓷穿心电容器芯片：
其采用以下工序：
1、印刷制备底层介质保护层：将从ESL ElectroScience（美国电子科学实验室（ESL）有限公司）所采购的介质浆料（陶瓷介质X7R浆料）通过印刷机在载板上进行印刷，使其形成一层均匀的介质薄层，并在印刷后将介质薄膜放置于热风区干燥，如此反复印刷多次，直到达到要求的膜厚，形成介质保护层；一般每次印刷的膜厚在7.8um，介质保护层印刷90次。
2、介质与电极交替叠层印刷：在介质保护层上，进行介质与金属内、外电极的交替叠层印刷，具体操作是：每印17层介质，可印刷一次电极，共印刷电极3层。
3、印刷制备上层介质保护层：重复工序1的操作，将陶瓷介质浆料通过印刷机在载板上进行印刷及热风区干燥，反复印刷、干燥多次，直到达到要求的膜厚，形成介质保护层。上层介质保护层通常也需要印刷90次。
4、打孔成形：将上述厚膜连同其承载板一起，放置于高精度数控打孔成形机规定的位置上，按图纸规定的尺寸进行打孔并切割外形。打孔数量每个芯片为37个，外形为圆形。
5、排胶及烧结：从承载板上取下成型完成的芯片（生坯）产品，放入排胶炉中进行排胶，排胶温度为500℃度。时间72小时，排胶完成的芯片进行高温烧结处理，烧结温度在1050℃之间，使其成为具有高机械强度，优良的电气性能的电容器芯片。
6、研磨倒角：烧结成瓷的电容器芯片与水和磨介装在倒角罐，通过球磨等方式运动，使之形成光洁的表面，保证电容器芯片的内电极充分暴露。
7、印保护漆：将上述电容器芯片上下两面按图纸要求印刷电镀保护漆。
8、电镀端电极：用化学镀的方式，对电容器芯片进行镀金处理，使未曾保护的表面上均匀的镀金，经检查镀金层符合要求后用溶剂除去保护漆膜。
9、印绝缘层：在电容器芯片上下两面按图纸要求印刷绝缘漆，以提高电容器芯片的绝缘性能和表面的抗电强度，增强电容器芯片的环境适应性。
10、测试：对电容器芯片电性能进行100%测试，主要测试参数为：电容量、损耗、绝缘电阻、耐压，把不良品剔除。
11、检验：检测电容器芯片的电性能和外观，对合格批放行。
12、包装入库：将电容器芯片按照尺寸大小用小型塑料袋逐个真空包装，并装入合适的纸盒内，填单入库。
对实施例1、实施例2、实施例3中所生产的产品进行电性能测试，具体测试结果如下：
由此表可见，本发明工艺所生产的穿心电容器芯片与传统的MLCC工艺生产的相比，本发明所生产的明显提高了滤波连接器用多层板式陶瓷穿心电容器芯片的绝缘性能和抗电强度。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种滤波连接器用多层板式陶瓷穿心电容器芯片的制备方法，其特征是：该方法包括以下工序：
（1） 、印刷制备底层介质保护层：将介质浆料通过印刷机在载板上进行印刷，使其形成一层均匀的介质薄层，该薄层膜厚在6um-9um之间，并在印刷后将介质薄膜放置于热风区干燥，如此反复印刷50～150次，直到达到相应规格芯片要求的膜厚，形成底层介质保护层；
（2） 、介质与电极交替叠层印刷：在工序(1)中形成的底层介质保护层上，进行介质与金属内电极、金属外电极的交替叠层印刷，直至达到规定的电容量要求；
（3） 、印刷制备上层介质保护层：重复工序(1)的操作，将介质浆料通过印刷机在载板上进行印刷及热风区干燥，反复印刷、干燥多次，直到达到相应规格芯片要求的膜厚，形成上层介质保护层；
（4） 、打孔成形：将工序(1)、(2)、(3)中形成的厚膜连同其承载板一起，放置于高精度数控打孔成形机规定的位置上，按图纸规定的尺寸进行打孔并切割外形；
（5） 、排胶及烧结：从承载板上取下成型完成的芯片产品，放入排胶炉中进行排胶，排胶完成的芯片进行高温烧结处理，使其成为具有高机械强度，优良电气性能的电容器；
（6） 、研磨倒角：将工序(5)中烧结成瓷的电容器芯片与水和磨介装在倒角罐，通过球磨运动，使之形成光洁的表面，保证电容器芯片的内电极充分暴露；
（7） 、印保护漆：将上述电容器芯片上下两面按设计图纸要求印刷保护漆；
（8） 、电镀端电极：用化学镀的方式，对电容器芯片进行镀金处理，使未曾保护的表面上均匀的镀金，经检查镀金层符合要求后用溶剂除去保护漆膜；
（9） 、印绝缘层：在电容器芯片上下两面按设计图纸要求印刷绝缘漆，以提高电容器芯片的绝缘性能和表面的抗电强度，增强电容器芯片的环境适应性。
2.根据权利要求1所述的一种滤波连接器用多层板式陶瓷穿心电容器芯片的制备方法，其特征是：该方法还包括以下步骤：
测试：对电容器芯片电性能进行测试，剔除不良品；
检验：检测电容器芯片的电性能和外观，对合格品放行；
包装入库：将电容器芯片按照尺寸大小用小型塑料袋逐个真空包装，并装入合适的纸盒内，填单入库。
3.根据权利要求1或2所述的一种滤波连接器用多层板式陶瓷穿心电容器芯片的制备方法，其特征是：在工序（7）中在产品正反两面印刷保护漆，预留端电极空位，并进行化学镀金，形成产品的端电极。
4.根据权利要求1或2所述的一种滤波连接器用多层板式陶瓷穿心电容器芯片的制备方法，其特征是：工序（2）中交替印刷，具体是：每印5～50层介质，可印刷一次电极，具体的介质印刷层数与电极的总层数与电容量相关，见下式：C=R（N-1）εS／nd式中：C为电容量，R为修正系数，N为电极层数，ε为介质的介电常数，S为内外电极重合面积，n为电极间介质的层数，d为每层介质的厚度。
5.根据权利要求1或2所述的一种滤波连接器用多层板式陶瓷穿心电容器芯片的制备方法，其特征是：工序（4）中打孔数量为每个芯片为1～200个，外形为圆形、矩形及异形结构。
6.根据权利要求1或2所述的一种滤波连接器用多层板式陶瓷穿心电容器芯片的制备方法，其特征是：工序(5)中排胶温度为350℃~500℃度；排胶完成的芯片进行高温烧结处理，烧结温度在1050℃~1200℃之间。
7.根据权利要求2所述的一种滤波连接器用多层板式陶瓷穿心电容器芯片的制备方法，其特征是：测试工序中测试参数包括：电容量、损耗、绝缘电阻、耐压。
8.一种由权利要求1—7任一项所述的制备方法所得的滤波连接器用多层板式陶瓷穿心电容器芯片。
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