CN1087444A - 多层高压大容量陶瓷电容器及包封工艺和模具 - Google Patents

Abstract

一种多层高压大容量陶瓷电容器及包封工艺和 专用模具，属陶瓷电子元件制造技术及装置。该电容 器采用能耐高压的多片并联技术和公共电极结构；为 了包封密实化，采用专用包封模具和负压引流新工 艺；为提高成品率，单片采用多层介质膜热压而成。 本发明陶瓷电容器的特点是耐压高，电容量大，例如 0.15μF/2kV、1μF/2.1kV、10μF/5kV。且体积 小，性能优良。可广泛应用于工矿企业自动化、国防 军工、电子仪器与设备，及家电等高新技术行业。

Description

本发明涉及一种多层高压大容量陶瓷电容器的制造方法及包封工艺和模具。

电容器是电子技术中用量最大的基本元件之一，在计算机、信息技术、自动化及家用电器各领域有很广泛地应用。尤其是陶瓷电容器，由于采用了性能优异的陶瓷作介质材料，在电子技术中占据了重要地位，正逐步地取代其他种类的电容器。现代高新技术的发展，对电容器提出了越来越高的要求，例如微型、轻量、多功能、高可靠、高稳定等，这就要求电容器在结构设计、制造方法及工艺上有所改革和创新。众所周知，现有的高压陶瓷电容器（包括中高压陶瓷电容器）是单片结构，它是在烧结后的陶瓷光片（一般为圆型）的两主表面上烧渗一层银电极后，再焊接引线，最终用绝缘阻燃材料包封而成。由于陶瓷材料机械强度高，不能象有机介质材料那样任意卷绕，因此，这种陶瓷电容器容量较小，最大也只有0.022μF（F特性）。独石电容器可以将容量做得比较大，但耐电压很低，一般为几十伏，最高只有100伏左右。

本发明目的是试图设计制造一种耐高压、大容量的陶瓷电容器，并提供一种专用模具和新的包封工艺。

本发明陶瓷电容器设计为能耐高电压的多片并联结构。每个陶瓷介质单片呈方形或圆型，两主表面涂敷银浆，烧渗电极（或其它金属薄层），两电极沿一确定方向交错单侧满边，各单片电极一一对应，依次相迭，用导电胶或二次烧银工艺将各单片结合在一起。这样每两片介质间构成一电极层-层间电极，依次为插手状，分别交插联接在位于两侧的公共电极上，形似多个单片电容并联。两公共电极通过外包封层沿同一端延伸到外面。该电容器单片的制造采取了两种方法，对于耐压较低、单片面积较小的采用常规地干压成型工艺;而对于单片面积较大，耐压较高的采用了单片多层结构，即采用常规地制膜工艺（流延、扎膜或挤膜），加工成厚度为50～100μm的膜，再将多层膜热压成片。这样可提高单片的耐压和成品率。为避免公共电极与层间电极联接处由于不易浸泽包封料而留有的间隙（此种间隙易击穿，影响耐压），使用了专用包封模具和相应地负压引流包封工艺。模具外壳体因电容器形状可做成圆筒状或方筒状，金属材料制成。外壳侧壁中下部，相对开有抽气口和进料口，并分别装有开关。壳内上半部有和外壳内壁相闭合的隔料板，该板由可调节长度的固定杆与上盖相连。隔料板上对称地开有两孔，开孔上方装有固定夹。包封时，先将包封件（电容器芯）的两公共电极穿过隔料板上的孔，用固定夹在适当位置（由公共电极根部包封深度决定）固定，调节隔料板与上盖的连接杆，使包封件悬挂在壳体内一定高度。上盖与壳体之间有密封垫和卡口，卡口卡死后即可密封。打开抽气口抽气，使模具内包封空间形成负压，达一定数值时，关闭抽气口，打开进料口，浆状包封材料进入包封空间，由于负压，包封料即可充实。

本发明陶瓷电容器耐压高，容量大，扩大了陶瓷电容器的应用领域，在一些精密电子仪器设备上可取代电解电容器（例如微波炉）;在一些高新技术中得到应用（例如三次采油及地质测量的电爆破装置）;采用本发明，也可明显改善陶瓷电容器的整体性能或减小陶瓷电容器的外型体积。

图1是本发明电容器的结构示意图，其中1是包封层，2是陶瓷介质体片，3是层间电极，4是公共电极。图2是包封装置（模具和包封件）图。其中6为抽气孔及开关，7为进料口及开关，8是模具外壳，9是隔料板，10为包封件，11为包封件公共电极，12是上盖，13是密封垫，14是可调连接杆，15是隔料板开孔及固定夹，16是卡口。图3是介质体单片电极示意图，1和2是介质体两主表面上沿水平方向交错的两电极层，3是介质体。

实施例1.    采用11个长方形单片并联制成的陶瓷电容器，容量为0.15μF，工作电压2KV，实验电压，4KV保持1分钟，温度特性为2E4，外型尺寸为25×15×20（mm）。

实施例2.    采用15个圆型单片并联制成的陶瓷电容器，容量为1μF，工作电压2.1KV，实验电压4KV保持1分钟，温度特性2F4，外型尺寸φ45×30（mm）圆柱状。

实施例3.    采用51个圆型单片（片厚1.8mm.20层膜压成）制成的陶瓷电容器。容量为10μF，工作电压5KV。实验电压7.5KV保持1分钟，温度特性2F4，外型尺寸φ70×130（mm）圆柱型。

Claims (6)

1、一种多层高压大容量陶瓷电容器，其特征为各介质体片两主表面沿确定方向交错烧制银电极，单片电极一一对应，依次相迭，用导电胶或二次烧银工艺使相迭单片结合一体，在两介质体片中间形成层间电极，呈插手状，分别联接在两侧的公共电极上，两公共电极通过外层包封层在同一端伸到外面。

2、按权利要求1所述陶瓷电容器的介质体单片，其特征为所述介质体单片，必要时为多层结构（即用多层介质膜热压而成）。

3、一种用于权利要求1所述电容器的专用包封模具，其特征为该模具由金属材料制成，外型为圆筒状或方筒状。其侧壁中下方相对开有进料口和抽气口，分别受进料口开关和抽气口开关控制。壳体上半部有与其内壁相闭合的金属隔料板，该板通过长度可调节的连接杆与上盖连接，调节该连接杆，可调节上盖与隔料板间的距离。

4、按照权利要求3所述的包封模具，其特征为所述的隔料板上对称开有两个孔，孔的大小和形状与包封件的公共电板相匹配。

5、按权利要求3和4所述的包封模具隔料板上的开孔，其特征为所述的开孔上方带有固定夹。

6、一种使用权利要求3所述包封模具的包封工艺，是将包封件的公共电极穿过模具隔料板上的开孔，按电极根部包封深度的要求在适当位置固定。调整上盖与隔料板间的距离，使包封件置模具内适当高度，将上盖与壳体卡口卡死，靠密封垫自然密封。其特征为先打开抽气口进行抽气，使包封空间形成负压，之后关闭抽气口，打开进料口，包封浆料自然流入，进行密实化包封。

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