CN110233046A - 一种大容量电容器介质的电子浆料及制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了属于电子材料制备技术领域的一种大容量电容器介质的电子浆料及制备方法和应用,本发明制备电子浆料是用于大容量电容器介质的免烧电子浆料。是以具有pn结结构的MnO2和BaTiO3用化学液相沉积得到的杂化材料为主成分的电子浆料;这种电子浆料通过印刷、喷涂、3D打印等方法形成厚膜材料干燥后无需烧结,其相对介电常数超过105以上,可以形成大容量电容器材料的介质层。浸润到纸中,可以制备高介电常数的纸介质。通过与金属导电浆料交替印刷所获得电容器为大容量全固态,非常适合表面安装;制备工艺简单,成本低、用途范围广泛。
Description
技术领域
本发明属于电子材料制备技术领域,特别涉及一种大容量电容器介质的电子浆料及制备方法和应用,
背景技术
电容器是现代电子工业必不可缺的电子元器件,如何缩减电子元器件体积,提高电容器容量,实现表面安装是电容器研究重要课题。其中介电常数的提高,则是最为重要的研究方向。电解电容是电容的一种,广泛应用于家用电器和各种电子产品中,其容量范围较大,一般为1~3300μF,额定工作电压范围为6.3~700V。其缺点是介质损耗、容量误差较大、耐高温性较差,长时间存放容易失效。固态铝质电解电容则是对普通电解电容进行改进,最大差别在于采用了不同的负极材料,液态铝电容负极材料为电解液,而固态电容的负极材料则为导电性高分子材料。固态铝质电解电容提高了稳定性和使用寿命,不会出现变形、爆浆、漏液等现象。固态电容与电解电容相比,同体积同电压下,电解电容的容量远大于固态电容,固态电容的低频响应不如电解电容。以上两种电容器制造工艺较为复杂、使用寿命短,做成贴片式电容器尚有难度。
发明内容
本发明的目的是提供一种大容量电容器介质的电子浆料及制备方法和应用,其特征在于,所述大容量电容器介质的电子浆料是以具有pn结结构的MnO2和 BaTiO3用化学液相沉积得到的杂化材料为主成分的电子浆料;其中两种材料在杂化材料中按质量配比,BaTiO3为20~85wt%;MnO2为15~80wt%;
所述大容量电容器介质的电子浆料的制备方法,包括如下步骤::
步骤S1,将高分子聚合物加入到溶剂中,混合溶解,形成电子浆料的粘合剂;
步骤S2,将按质量比混合的MnO2、和BaTiO3用化学液相沉积得到的杂化材料加入到步骤S1的粘合剂中,均匀混合,得到大容量电容器介质的免烧电子浆料。
所述杂化材料加入到粘合剂中,杂化材料所占比例为70~100wt%。
所述杂化材料中按质量比混合的MnO2为15~80wt%,BaTiO3、为20~85wt%。
所述杂化材料中BaTiO3为半导化纳米颗粒;MnO2为层状纳米结构。
所述步骤S1中高分子聚合物为PVDF、EP、PMMN、PV、PC、PVC中的至少一种。
所述步骤S1中溶剂为乙醇、丙酮、丁酮、乙二醇独甲醚、松油醇中的至少一种。
所述大容量电容器介质的电子浆料在电容器介质中的应用,其特征在于,所述电子浆料通过印刷或喷涂方法形成厚膜材料,干燥后无需烧结,其相对介电常数超过105以上;能够作为大容量电容器的介质层。
所述电子浆料浸润到纸中,制备成高电介电常数的纸介质,并通过与金属导电浆料交替印刷,形成免烧的独石结构的大容量电容器。
所述厚膜材料的干燥方式为真空干燥、烘干以及自然干燥;干燥的温度为室温~180℃。
本发明的有益效果是所制备大容量电容器介质的免烧电子浆料。可以通过印刷,喷涂等方法形成厚膜材料,干燥后无需烧结,其相对介电常数超过105以上。可以形成大容量电容器材料的介质层,浸润到纸中,可以制备高电介电常数的纸介质。通过与金属导电浆料交替印刷可形成免烧的独石结构的大容量电容器。所获得电容器为大容量全固态,非常适合表面安装;制备工艺简单,成本低、用途范围广泛。
附图说明
图1为杂化材料XRD图谱。
图2为杂化材料SEM图像
图3为厚膜电容器的介电频谱
具体实施方式
本发明提供一种大容量电容器介质的电子浆料及制备方法和应用,所述大容量电容器介质的电子浆料是以具有pn结结构的MnO2和BaTiO3用化学液相沉积得到的杂化材料为主成分的电子浆料;其中两种材料在杂化材料中按质量配比, BaTiO3为20~85wt%;MnO2为15~80wt%。
下面结合附图和实施例对本发明予以进一步说明。
实施例1
用化学液相沉积法制取BaTiO3与MnO2的杂化材料,其中杂化材料中BaTiO3: MnO2质量比为6:4。所得杂化材料XRD如图1所示,SEM如图2所示。取5g杂化材料,PVDF为0.5g,放入球磨罐中加入10ml无水乙醇球磨48h,获得膏状电子浆料。把该电子浆料用丝网印刷的方法,在铝箔上印制成1×1cm2,厚0.1mm 的厚膜,上层再粘帖一层0.9×0.9cm2的铝箔做为上电极120℃烘干后获得~ 6.5μF的单层厚膜电容。其介电频谱如图1所示
实施例2
取BaTiO3与MnO2的杂化材料5g,其中杂化材料中,BaTiO3:MnO2质量比为7: 3,PVDF为0.5g,放入球磨罐中加入10ml无水乙醇球磨48h,获得膏状电子浆料。通过交替印刷,厚0.1mm的本电子浆料厚膜和电极材料各十层,烘干后形成1×1 ×1cm3独石结构,其容量可高达70μF。
实施例3
取BaTiO3与MnO2的杂化材料5g,其中杂化材料中,BaTiO3:MnO2质量比为5:5, PMMA为0.5g,放入球磨罐中加入10ml丙酮球磨48h,获得膏状电子浆料。把该电子浆料用丝网印刷的方法,在铝箔上印制成1×1cm2,厚0.1mm的厚膜,上层再粘帖一层0.9×0.9cm2的铝箔做为上电极80℃烘干后获得~4.5μF的单层厚膜电容。
Claims (10)
1.一种大容量电容器介质的电子浆料,其特征在于,所述大容量电容器介质的电子浆料是以具有pn结结构的MnO2和BaTiO3用化学液相沉积得到的杂化材料为主成分的电子浆料;其中两种材料在杂化材料中按质量配比,BaTiO3为20~85wt%;MnO2为15~80wt%;
所述杂化材料中BaTiO3为半导化纳米颗粒;MnO2为层状纳米结构。
2.一种权利要求1所述大容量电容器介质的电子浆料的制备方法,其特征在于,所述大容量电容器介质的电子浆料的制备包括如下步骤:
步骤S1,将高分子聚合物加入到溶剂中,混合溶解,形成电子浆料的粘合剂;
步骤S2,将按质量比混合的MnO2、和BaTiO3用化学液相沉积得到的杂化材料加入到步骤S1的粘合剂中,均匀混合,得到大容量电容器介质的免烧电子浆料。
3.根据权利要求2所述大容量电容器介质的电子浆料的制备方法,其特征在于,所述杂化材料加入到粘合剂中,杂化材料所占比例为70~100wt%。
4.根据权利要求2所述大容量电容器介质的电子浆料的制备方法,其特征在于,所述杂化材料中按质量比混合的MnO2为15~80wt%,BaTiO3、为20~85wt%。
5.根据权利要求2所述大容量电容器介质的电子浆料的制备方法,其特征在于,所述步骤S1中高分子聚合物为PVDF、EP、PMMN、PV、PC、PVC中的至少一种。
6.根据权利要求2所述大容量电容器介质的电子浆料的制备方法,其特征在于,所述步骤S1中溶剂为乙醇、丙酮、丁酮、乙二醇独甲醚、松油醇中的至少一种。
7.一种大容量电容器介质的电子浆料在电容器介质中的应用,其特征在于,所述电子浆料通过印刷或喷涂方法形成厚膜材料,干燥后无需烧结,其相对介电常数超过105以上;能够作为大容量电容器的介质层。
8.根据权利要求7所述大容量电容器介质的电子浆料在电容器介质中的应用,其特征在于,所述电子浆料浸润到纸中,制备成高电介电常数的纸介质,并通过与金属导电浆料交替印刷,形成免烧的独石结构的大容量电容器。
9.根据权利要求7所述大容量电容器介质的电子浆料在电容器介质中的应用,其特征在于,所述厚膜材料的干燥方式为真空干燥、烘干以及自然干燥;干燥的温度为室温~180℃。
10.一种大容量电容器介质的电子浆料的制备方法,其特征在于,用化学液相沉积法制取BaTiO3与MnO2的杂化材料,其中杂化材料中BaTiO3:MnO2质量比为6:4;取5g杂化材料,PVDF为0.5g,放入球磨罐中加入10ml无水乙醇球磨48h,获得膏状电子浆料。把该电子浆料用丝网印刷的方法,在铝箔上印制成1×1cm2,厚0.1mm的厚膜,上层再粘帖一层0.9×0.9cm2的铝箔做为上电极120℃烘干后获得~6.5μF的单层厚膜电容。
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