CN114758894A - 一种瓷介可变电容器及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了本发明提供了一种瓷介可变电容器及其制备方法，包括具有固定电极介质陶瓷体和可变电极的导电橡胶；介质陶瓷体为圆柱形结构，其可变电极的导电橡胶为半圆球状圆柱形结构直径与陶瓷体固定电极相当。本发明应用于触摸屏书写用主动式电容笔，电容笔在书写过程中本发明瓷介可变电容器的电容量随书写力度变化而变化，达到实际笔的书写效果。

Description

一种瓷介可变电容器及其制备方法

技术领域

本发明属于电子陶瓷技术领域，具体涉及一种瓷介可变电容器及其制备方法。

背景技术

现代社会在手机、平板电脑、学习机、人机界面的拥有量和使用量大幅增长的趋势下，越来越多的软件和人机界面终端设备需要更高精度的触摸，例如书法软件、绘画软件、电子签名等，因此触摸屏手写笔得到更广泛应用，那么对于手写笔的性能的要求也越来越高。触摸屏手写笔分为三种技术路线，电感笔、被动式电容笔和主动式电容笔(有源电容笔)，电感笔需要在触摸屏上加一层电感传感器，触摸屏厚度和成本都会增加，外观设计更加难看。电容触摸屏包含发射极和接收极，通过检测发射极和接收极之间的耦合电容来感应触碰。被动式电容笔就是模仿手指的触摸效应，笔尖是导电材料，如各种金属、导电橡胶、铅笔芯、导电棉等能使耦合电容发生变化的材料均可作为笔尖材料，但是笔尖较粗，仅仅适合于点触触摸屏开关打开与闭合，手写签名或手写输入字体类似于僵硬的树枝柴火棍，体验效果欠佳。主动式电容式手写笔是在现有的电容式触摸屏系统的硬件基础上实现的高精度、低成本、优异用户体验的手写笔方案，不同于普通的被动式电容笔，主动式电容笔相当于信号发射源，是需要电源的，笔尖也较细，触摸屏的传感器来接收电容笔发出的信号并测算出X、Y、Z坐标，这样可以实现类似于实际笔尖粗细的效果。另外在电容笔中加入压力传感器以及随手写轻重压力变化的可变电容器，可以使笔能够感测用户书写力度的变化，从而可以更具书写力度的变化来改变笔迹得的粗细，达到优异的用户体验效果，例如在练习书法时笔锋的效果，绘画线条更加细致细腻增加层次感，电子签名更加接近于真实的手写签名效果。

众所周知，电容器就是储存电荷的容器，它是由中间介质层和两个电极组成。电容量的的大小需满足以下表达式：C＝ε·S/D，式中C表示电容量，ε表示中间介质层的介电常数，S表示两电极正对的有效面积，D表示介质层的厚度。从公式可以看出如果要改变电容量C的大小，需增加介质的介电常数，但是材料一旦确定介电常数为一定值不可改变，那么只有改变电极面积和介质层厚度来改变电容量，实践中实现介质层厚度的连续可调难度较大，尤其是陶瓷材料介质。

利用陶瓷作为介质制备的电容器绝大部分是固定电容器，国家标准GB/T2693-2001《电子设备用固定电容器》、GB/T5966-2011《电子设备用固定电容器第8部分分规范I类瓷介固定电容器》、GB/T5968-2011《电子设备用固定电容器第9部分分规范II类瓷介固定电容器》中所涉及的瓷介(陶瓷介质)电容器都具有固定的电极面积、固定的介质厚度，那么电容量也就是个固定值了。

利用陶瓷介质做成的可变电容器见国家标准GB/T12775-91《电子设备用圆片型瓷介预调可变电容器》，这个国家标准中规范的可变电容器是用陶瓷作为介质，它由动片、静片、转轴等组成，动片和静片分别涂覆有电极，它是靠旋转动片改变动片与静片之间的电极正对的有效面积来达到调整电容量的目的。

综上所述，主动式电容笔要求电容量随书写力度而变化，前面的陶瓷介质固定电容器不适用，后者预调可变电容器是通过旋转的方式来调整电容量，压力转换成旋转力在笔管的小空间内很难实现，再者预调可变电容器是用于电路的微量调试调整，并非不间断连续使用，这一点也不适合于电容笔。

发明内容

为了克服上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种瓷介可变电容器及其制备方法。

本发明采用的技术方案：

一种瓷介可变电容器的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：成型

在压机上安装模具，装填瓷粉，压制得到生坯；

步骤2：装钵

将生坯装在氧化锆垫板上一起装入承烧钵；

步骤3：烧成

将装有生坯的承烧钵放入窑炉中烧成；

步骤4：研磨

将烧成好的陶瓷体在陶瓷研磨抛光机上进行研磨，加工到所需厚度；

步骤5：抛光

将研磨后的陶瓷体在陶瓷研磨抛光机继续抛光，达到较高的光洁度；

步骤6：清洗

对陶瓷体进行清洗，去除表面的加工污渍和粉末，并进行烘干处理；

步骤7：被电极

通过丝网印刷的方式将银浆印刷在陶瓷体的表面，经过烧银得到固定电极，至此，成瓷介可变电容器。

优选的，在步骤1中，瓷粉用介电常数3650的Y5P造粒粉，成型生坯厚度控制在1.2±0.02mm，8片重量控制在0.35±0.01g内，不平度小于0.01mm，压制无分层、掉边和开裂，获得φ3.5*1.2mm重量0.045g的生坯。

优选的，在步骤3中，将装好产品的承烧钵放入窑炉中烧成，推进速度为35分钟/板，高温区设定温度为1350℃，高温区保温3小时，出炉后可以得到φ3.0*1.03mm重量0.04g的陶瓷体。

优选的，在步骤4中，将烧成好的陶瓷体固定于陶瓷研磨抛光机上进行厚度研磨，研磨砂细度800目，研磨后的陶瓷体厚度控制在0.9±0.01mm以内，表面粗糙度Ra值在0.2-0.4之间。

优选的，所述陶瓷研磨抛光机包括工作台，所述工作台上设置有相互对称的左夹持器和右夹持器，所述陶瓷体被夹持在左夹持器和右夹持器之间，所述工作台上还设置有支撑臂，所述支撑臂位于左夹持器和右夹持器之间的中心轴线上，所述支撑臂上方铰接有调节臂，所述调节臂的端部设置有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出轴沿垂直方向贯穿调节臂且与伸缩杆上端连接，所述伸缩杆下端可连接研磨盘/抛光盘。

优选的，所述左夹持器和右夹持器结构相同，均包括安装盒，所述安装盒内设置有安装腔，所述安装腔内设置有夹紧杆，所述夹紧杆的一端贯穿安装腔的侧壁且与夹持块连接，两个相互对称的夹持块位于陶瓷体的两端对陶瓷体进行固定，所述夹紧杆的另一端依次通过联轴器和减速器与第二驱动电机连接，所述夹持杆上还设置有主动轮，所述陶瓷体下方还设置有支撑块，所述支撑块通过U型杆与安装盒内设置的调节组件连接，通过第二驱动电机带动主动轮驱动调节组件对支撑块实现调节。

优选的，所述调节组件包括第一从动轮和第二从动轮，所述第一从动轮和第二从动轮对称分布于主动轮的前后两侧且均与主动轮啮合，所述第一从动轮和第二从动轮的下方分别设置有第一传动轮和第二传动轮，所述第一传动轮和第二传动轮分别与第一从动轮和第二从动轮啮合，所述第一传动轮和第二传动轮分别设置在第一支杆和第二支杆上，所述第一支杆和第二支杆的两端分别与安装腔的左右内侧壁连接，所述第一支杆和第二支杆上还分别设置有第三传动轮和第四传动轮，所述第一传动轮、第三传动轮、第二传动轮和第四传动轮均通过轴承分别与第一支杆和第二支杆连接，所述第三传动轮和第四传动轮之间设置有调节轮，所述调节轮与第三传动轮或第四传动轮啮合，所述调节轮设置于转轴上，所述转轴的两端均与安装腔的左右内侧壁转动连接，所述转轴靠近陶瓷体的一端侧壁上设置有外螺纹，所述U型杆一端与支撑块连接，其另一端贯穿安装盒伸入安装腔内且与转轴螺纹连接。

优选的，所述支撑块上端面设置有下凹的活动槽，所述活动槽内设置有调节块和第一压缩弹簧，所述调节块的下端面对称设置有限位板，所述第一压缩弹簧位于两个限位板之间，其一端与调节块下端面连接，其另一端与活动槽内底壁连接，所述两个限位板相背面设置有延伸部，所述活动槽的两侧对称设置有导向槽，所述延伸部位于导向槽内，所述支撑块的侧壁上设置有与导向槽贯通的缺口，所述延伸部的端面设置有容置槽，所述容置槽内设置有限位块和第二压缩弹簧，所述第二压缩弹簧的一端与限位块连接，其另一端与容置槽内壁连接。

优选的，在步骤7中，将抛光后的陶瓷体摇在载板的空洞内，每块载板可装陶瓷体2000个，丝网图案排列是和载板相对应的，每个图案直径φ2.55mm，将丝网装在平面丝网印刷机上，丝网上覆有银浆，载板放在丝网下面对陶瓷体进行印刷，随后载板和印刷好的陶瓷体一起进行烘干，烘干温度200℃，烘干后从载板上倒出陶瓷体，在烧银炉进行电极烧付，烧银温度820℃，速度10mm/min，高温区保温10分钟，即可得到具有单面电极的陶瓷电容器银片。

一种瓷介可变电容器，包括陶瓷体，所述陶瓷体一端面印刷有固定电极，其另一端面设置有软性导电体作为陶瓷电容器的可变电极，所述可变电极与陶瓷体接触的一端设计为半圆球状面，所述可变电极在书写压力作用下，接触面积随压力变化而改变，从而实现电容量改变。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明在制备过程中增加了研磨和抛光，利用左夹持器和右夹持器对陶瓷体实现夹持固定，便于研磨盘/抛光盘进行相应操作，左夹持器和右夹持器在夹持的同时还能实现支撑，而且左夹持器和右夹持器能够实现陶瓷体上下研磨抛光面的自动调节，省去了陶瓷体需要翻面的工序。

2、本发明中需要旋转陶瓷体时，驱动第二驱动电机，则驱动夹持杆带动陶瓷体同步旋转一周，而在陶瓷体从水平旋转至垂直方向即旋转90度时，支撑块被完全收回，但陶瓷体继续旋转至水平方向即旋转180度时，支撑块又被复原，此时，调节块被弹出从而实现对陶瓷体已经研磨的一面进行无间隙支撑，继续进行研磨。通过研磨和抛光使陶瓷获得更低的表面粗糙度，光滑的平整的陶瓷表面使接触间隙更小，有效接触面更大，获得最大电容量。

3、利用导电橡胶或其他软性导电体作为陶瓷电容器的一个电极，受压后与陶瓷体接触面积随压力增大变大，压力减小后导电橡胶在自身弹力作用下恢复而与陶瓷体接触面积变小的特性，实现电容量随压力变化的目的，力传导的方式较为简单，结构也比传统旋转式可变电容器更为简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1所示为本实施例中一种瓷介可变电容器的产品外形示意图；

图2所示为陶瓷研磨抛光机的示意图；

图3所示为图2中陶瓷体被夹持在左夹持器和右夹持器之间的示意图；

图4所示为图3中A-A方向的剖视图中调节组件的示意图；

图5所示为图4中第三传动轮的示意图。

图6所示为支撑块的剖视图。

其中，1、固定电极；2、陶瓷体；3、软性导电体；4、导电橡胶的受力方向；H是陶瓷体厚度，D陶瓷体直径，d是固定电极直径；

5、工作台；6、左夹持器；

601、安装腔；602、第二驱动电机；603、减速器；604、联轴器；605、主动轮；606、夹紧杆；607、夹持块；608、第一从动轮；609、第二从动轮；610、第三支杆；611、第四支杆；612、第一传动轮；613、第二传动轮；614、第一支杆；615、第二支杆；616、第三传动轮；617、第四传动轮；618、调节轮；619、转轴；620、外螺纹；621、U型杆；

7、右夹持器；8、支撑臂；9、调节臂；10、第一驱动电机；11、伸缩杆；12、研磨盘；13、支撑块；1301、活动槽；1302、导向槽；1303、缺口；

14、调节块；15、第一压缩弹簧；16、限位板；17、延伸部；18、限位块；19、第二压缩弹簧。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

本实施例公开了一种瓷介可变电容器，如图1所示，它以陶瓷体2为电介质，一个端面印刷有固定电极1，另一端面利用导电橡胶或其他软性导电体3作为陶瓷电容器的另一个电极，受压后与陶瓷体2接触面积随压力增大变大，压力减小后导电橡胶在自身弹力作用下恢复而与陶瓷体2接触面积变小的特性，实现电容量随压力变化的目的。

在本实施例中，所述陶瓷体2选用Y5P362瓷粉作为原料，其结构为圆片型结构，直径为3mm，厚度为0.9mm。陶瓷体2的一面有固定电极1，电极直径为2.55mm。陶瓷体2的另一面没有固定电极1，研磨抛光后表面粗糙度Ra值为不大于0.05μm。

其中，固定电极1为用丝网印刷机将银浆印刷在陶瓷体2上经过烧结得到电极。非固定电极用软性导电体3做成，与陶瓷体2接触面为球面体，球面直径与陶瓷体2直径相当。软性导电体3优选导电橡胶。

下面以具体的示例详细介绍本发明的技术方案：

实施例，制造CDB030090瓷介可变电容器(外径3.0mm，厚度0.8-1.0mm，电容量范围0-175±10PF)

设计计算过程如下：在电容量表达式中把真空介电常数看做1，而实际计算公式为C＝ε·S/4πkD，式中：

C是电容量

ε是介电常数选3650

S是电极面积

1/(4πk)是真空介电常数为1/(4π*9*10^-11)

D是介质层厚度

经过计算(过程略)陶瓷介质厚度为0.9mm，电极直径2.55mm时，电容量为183PF，满足要求。

一种瓷介可变电容器的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：成型

在8工位旋转压机安装外径φ3.5mm模具，瓷粉用介电常数3650的Y5P造粒粉，成型生坯厚度控制在1.2±0.02mm，8片重量控制在0.35±0.01g范围内，不平度小于0.01mm，压制无分层、掉边、开裂等缺陷，可以获得φ3.5*1.2mm重量0.045g的生坯。

步骤2：装钵

将生坯装在氧化锆垫板上一起装入承烧钵；

步骤3：烧成

将装好产品的承烧钵放入窑炉中烧成，推进速度为35分钟/板，高温区设定温度为1350℃，高温区保温3小时，出炉后可以得到φ3.0*1.03mm重量0.04g的陶瓷体2。

步骤4：研磨

将烧成好的陶瓷体2在陶瓷研磨抛光机上进行研磨，研磨砂细度800目，研磨后的陶瓷体2厚度控制在0.9±0.01mm以内，表面粗糙度Ra值在0.2-0.4之间。

步骤5：抛光

将研磨后的陶瓷体2在陶瓷研磨抛光机继续抛光，抛光粉细度为3000目，抛光后陶瓷体2表面粗糙度在0.05以下。

步骤6：清洗

将抛光后的陶瓷体2进行超声波清洗，可适当加入清洗剂，将表面的油污以及加工过程中粘连的粉末用自来水清洗干净，最后用纯水进行淘洗，自然沥干水分后在烘箱进行烘干处理，温度150℃，时间2小时。

步骤7：被电极

将抛光后的陶瓷体2摇在载板的空洞内，每块载板可装陶瓷体22000个，丝网图案排列是和载板相对应的，每个图案直径φ2.55mm，将丝网装在平面丝网印刷机上，丝网上覆有银浆，载板放在丝网下面对陶瓷体2进行印刷，随后载板和印刷好的陶瓷体2一起进行烘干，烘干温度200℃，烘干后从载板上倒出陶瓷体2，在烧银炉进行电极烧付，烧银温度820℃，速度10mm/min，高温区保温10分钟。即可得到φ3.0*0.9mm具有单面电极的陶瓷电容器银片。

产品的部分电气性能需在双面电极下测量，用一少部分单面电极产品重复上述被电极过程得到双面电极产品是为了对部分电气性能进行测试。

外观分选，按照产品外观限度样本要求，分选出如破碎、污染、磕碰、针孔、缺银、偏移等外观有缺陷产品。

在步骤4中，如图2-6所示，所述陶瓷研磨抛光机包括工作台5，所述工作台5上设置有相互对称的左夹持器6和右夹持器7，所述陶瓷体2被夹持在左夹持器6和右夹持器7之间，所述工作台5上还设置有支撑臂8，所述支撑臂8位于左夹持器6和右夹持器7之间的中心轴线上，所述支撑臂8(支撑臂8为一L型结构)上方铰接有调节臂9，所述调节臂9的端部设置有第一驱动电机10，所述第一驱动电机10的输出轴沿垂直方向贯穿调节臂9且与伸缩杆11上端连接，所述伸缩杆11下端可连接研磨盘12/抛光盘。其中，伸缩杆11优选微信电动杆，其两端通过螺栓分别与第一驱动电机10的输出轴和研磨盘12/抛光盘连接。

在本实施例中，如图3所示，所述左夹持器6和右夹持器7结构相同，均包括安装盒，所述安装盒内设置有安装腔601，所述安装腔601内设置有夹紧杆606，所述夹紧杆606的一端贯穿安装腔601的侧壁且与夹持块607连接，两个相互对称的夹持块607位于陶瓷体2的两端对陶瓷体2进行固定，所述夹紧杆606的另一端依次通过联轴器604和减速器603与第二驱动电机602连接，所述夹持杆上还设置有主动轮605，所述陶瓷体2下方还设置有支撑块13，所述支撑块13通过U型杆621与安装盒内设置的调节组件连接，通过第二驱动电机602带动主动轮605驱动调节组件对支撑块13实现调节。

其中，夹持块607靠近夹紧杆606的一端设置有套筒，所述套筒内部设置有内螺纹，所述夹紧杆606上设置有与内螺纹相配合的外螺纹620。可以调节两个夹持块607之间的距离，便于放置陶瓷体2。这里套筒可与夹持块607铰接，则在转动套筒的同时，夹持块607不随之转动，能够很好的夹持陶瓷体2。

在本实施例中，所述调节组件包括第一从动轮608和第二从动轮609，所述第一从动轮608和第二从动轮609对称分布于主动轮605的前后两侧且均与主动轮605啮合，所述第一从动轮608和第二从动轮609设置于第三支杆610和第四支杆611上，所述第三支杆610和第四支杆611的两端分别与安装腔601的左右内侧壁连接，所述第一从动轮608和第二从动轮609均通过轴承分别与第三支杆610和第四支杆611连接；所述第一从动轮608和第二从动轮609的下方分别设置有第一传动轮612和第二传动轮613，所述第一传动轮612和第二传动轮613分别与第一从动轮608和第二从动轮609啮合，所述第一传动轮612和第二传动轮613分别设置在第一支杆614和第二支杆615上，所述第一支杆614和第二支杆615的两端分别与安装腔601的左右内侧壁连接，所述第一支杆614和第二支杆615上还分别设置有第三传动轮616和第四传动轮617，所述第一传动轮612、第三传动轮616、第二传动轮613和第四传动轮617均通过轴承分别与第一支杆614和第二支杆615连接，所述第三传动轮616和第四传动轮617之间设置有调节轮618，所述调节轮618与第三传动轮616或第四传动轮617啮合，所述调节轮618设置于转轴619上，所述转轴619的两端均与安装腔601的左右内侧壁转动连接，所述转轴619靠近陶瓷体2的一端侧壁上设置有外螺纹620，所述U型杆621一端与支撑块13连接，其另一端贯穿安装盒伸入安装腔601内且与转轴619螺纹连接。

其中，所述第三传动轮616和第四传动轮617的齿数覆盖1/2圆周，因此，调节轮618与第三传动轮616或第四传动轮617啮合过程中，会发生交替式正反转。

但需要旋转陶瓷体2时，驱动第二驱动电机602，则驱动夹持杆带动陶瓷体2同步旋转，在该过程中，主动轮605啮合第一从动轮608和第二从动轮609旋转，则带动第一传动轮612和第二传动轮613旋转，第三传动轮616和第四传动轮617同步转动，开始第三传动轮616先与调节轮618啮合，调节轮618顺时方向旋转，转轴619正转，U型支杆沿水平方向向调节轮618方向移动，支撑块13被收回，陶瓷体2从水平旋转至垂直方向即旋转90度；紧接着第四传动轮617旋转且与调节轮618啮合，调节轮618反转，转轴619反转，U型支杆沿水平方向向调节轮618反方向移动，支撑块13被推出，此时陶瓷体2旋转至水平方向即旋转180度。

在本实施例中，如图6所示，所述支撑块13上端面设置有下凹的活动槽1301，所述活动槽1301内设置有调节块14和第一压缩弹簧15，所述调节块14的下端面对称设置有限位板16，所述第一压缩弹簧15位于两个限位板16之间，其一端与调节块14下端面连接，其另一端与活动槽1301内底壁连接，所述两个限位板16相背面设置有延伸部17，所述活动槽1301的两侧对称设置有导向槽1302，所述延伸部17位于导向槽1302内，所述支撑块13的侧壁上设置有与导向槽1302贯通的缺口1303，所述延伸部17的端面设置有容置槽，所述容置槽内设置有限位块18和第二压缩弹簧19，所述第二压缩弹簧19的一端与限位块18连接，其另一端与容置槽内壁连接。

陶瓷体2被旋转一周后，由于已研磨面厚度变薄，则支撑块13被推出时，调节块14在第一压缩弹簧15的挤压下复位，限位块18在第二压缩弹簧19的挤压下被卡入缺口1303内，从而调节块14被限位在当前位置，能够与陶瓷体2的研磨面贴合，实现良好支撑。

在国家标准GB/T13841-92《电子陶瓷件表面粗糙度》附录B表B1《不同加工方法和不同材料所能到的表面粗糙度》中，我们可以看到干压成型电容陶瓷，Ra参数值范围是0.4/0.8/1.6/3.2(μm)。因此干压成型并烧结后的陶瓷体表面既是Ra值达到最高的0.4μm也不能满足要求，必须经过研磨和抛光才能和导电橡胶的接触间隙更小。经过实验对比在同样介质材料和同样厚度的条件下，Ra值越低越能体现介质的真实电容量。实验过程如下：做一组试样，直径厚度相同，其中一个试样两端印刷银电极，电极面积与试样直径相同，经测量电容量为1004PF，我们视为真实电容量，另外7个试样的一个端面印刷银电极，另一个端面进行抛光处理，用同样直径面积的导电橡胶分别去接触抛光面，施加压力为0.1牛顿，得到以下数据：

Ra	0.8	0.4	0.2	0.1	0.08	0.06	0.04
								电容量PF	503	647	756	827	886	928	966
接近比率	50％	64％	75％	82％	88％	92％	96％

由于试样体较厚，所以我们忽略抛光造成的厚度变化。

根据电容笔电路中对电容量范围要求的最大值，以及电容笔安装空间的限制，综合长期工作温度等因素，较佳的，所述可变电容器陶瓷瓷粉采用如下系列：按照EIA(美国电子工业协会)标准选择Y5P系列瓷粉，以该瓷粉做成陶瓷电容器在-25℃～85℃温度范围内电容量变化率在±10％以内，选介电常数3600±100，可满足电容笔对可变电容器的使用要求。

进行了性能测试，按照产品质量标准手册要求测试电容量、损耗、漏电流、击穿电压、绝缘电阻等电气性能指标，并根据标准判定是否合格。该瓷介可变电容器陶瓷体部分的主要材料成分是钛酸钡和银(也可以采用铜替换银)。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种瓷介可变电容器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：成型

在压机上安装模具，装填瓷粉，压制得到生坯；

步骤2：装钵

将生坯装在氧化锆垫板上一起装入承烧钵；

步骤3：烧成

将装有生坯的承烧钵放入窑炉中烧成；

步骤4：研磨

将烧成好的陶瓷体在陶瓷研磨抛光机上进行研磨，加工到所需厚度；

步骤5：抛光

将研磨后的陶瓷体在陶瓷研磨抛光机继续抛光，达到较高的光洁度；

步骤6：清洗

对陶瓷体进行清洗，去除表面的加工污渍和粉末，并进行烘干处理；

步骤7：被电极

通过丝网印刷的方式将银浆印刷在陶瓷体的表面，经过烧银得到固定电极，至此，成瓷介可变电容器。

2.根据权利要求1所述的一种瓷介可变电容器的制备方法，其特征在于，在步骤1中，瓷粉用介电常数3650的Y5P造粒粉，成型生坯厚度控制在1.2±0.02mm，8片重量控制在0.35±0.01g内，不平度小于0.01mm，压制无分层、掉边和开裂，获得φ3.5*1.2mm重量0.045g的生坯。

3.根据权利要求1所述的一种瓷介可变电容器的制备方法，其特征在于，在步骤3中，将装好产品的承烧钵放入窑炉中烧成，推进速度为35分钟/板，高温区设定温度为1350℃，高温区保温3小时，出炉后可以得到φ3.0*1.03mm重量0.04g的陶瓷体。

4.根据权利要求1所述的一种瓷介可变电容器的制备方法，其特征在于，在步骤4中，将烧成好的陶瓷体固定于陶瓷研磨抛光机上进行厚度研磨，研磨砂细度800目，研磨后的陶瓷体厚度控制在0.9±0.01mm以内，表面粗糙度Ra值在0.2-0.4之间。

5.根据权利要求4所述的一种瓷介可变电容器的制备方法，其特征在于，所述陶瓷研磨抛光机包括工作台，所述工作台上设置有相互对称的左夹持器和右夹持器，所述陶瓷体被夹持在左夹持器和右夹持器之间，所述工作台上还设置有支撑臂，所述支撑臂位于左夹持器和右夹持器之间的中心轴线上，所述支撑臂上方铰接有调节臂，所述调节臂的端部设置有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出轴沿垂直方向贯穿调节臂且与伸缩杆上端连接，所述伸缩杆下端可连接研磨盘/抛光盘。

6.根据权利要求5所述的一种瓷介可变电容器的制备方法，其特征在于，所述左夹持器和右夹持器结构相同，均包括安装盒，所述安装盒内设置有安装腔，所述安装腔内设置有夹紧杆，所述夹紧杆的一端贯穿安装腔的侧壁且与夹持块连接，两个相互对称的夹持块位于陶瓷体的两端对陶瓷体进行固定，所述夹紧杆的另一端依次通过联轴器和减速器与第二驱动电机连接，所述夹持杆上还设置有主动轮，所述陶瓷体下方还设置有支撑块，所述支撑块通过U型杆与安装盒内设置的调节组件连接，通过第二驱动电机带动主动轮驱动调节组件对支撑块实现调节。

7.根据权利要求6所述的一种瓷介可变电容器的制备方法，其特征在于，所述调节组件包括第一从动轮和第二从动轮，所述第一从动轮和第二从动轮对称分布于主动轮的前后两侧且均与主动轮啮合，所述第一从动轮和第二从动轮的下方分别设置有第一传动轮和第二传动轮，所述第一传动轮和第二传动轮分别与第一从动轮和第二从动轮啮合，所述第一传动轮和第二传动轮分别设置在第一支杆和第二支杆上，所述第一支杆和第二支杆的两端分别与安装腔的左右内侧壁连接，所述第一支杆和第二支杆上还分别设置有第三传动轮和第四传动轮，所述第一传动轮、第三传动轮、第二传动轮和第四传动轮均通过轴承分别与第一支杆和第二支杆连接，所述第三传动轮和第四传动轮之间设置有调节轮，所述调节轮与第三传动轮或第四传动轮啮合，所述调节轮设置于转轴上，所述转轴的两端均与安装腔的左右内侧壁转动连接，所述转轴靠近陶瓷体的一端侧壁上设置有外螺纹，所述U型杆一端与支撑块连接，其另一端贯穿安装盒伸入安装腔内且与转轴螺纹连接。

8.根据权利要求6所述的一种瓷介可变电容器的制备方法，其特征在于，所述支撑块上端面设置有下凹的活动槽，所述活动槽内设置有调节块和第一压缩弹簧，所述调节块的下端面对称设置有限位板，所述第一压缩弹簧位于两个限位板之间，其一端与调节块下端面连接，其另一端与活动槽内底壁连接，所述两个限位板相背面设置有延伸部，所述活动槽的两侧对称设置有导向槽，所述延伸部位于导向槽内，所述支撑块的侧壁上设置有与导向槽贯通的缺口，所述延伸部的端面设置有容置槽，所述容置槽内设置有限位块和第二压缩弹簧，所述第二压缩弹簧的一端与限位块连接，其另一端与容置槽内壁连接。

9.根据权利要求1所述的一种瓷介可变电容器的制备方法，其特征在于，在步骤7中，将抛光后的陶瓷体摇在载板的空洞内，每块载板可装陶瓷体2000个，丝网图案排列是和载板相对应的，每个图案直径φ2.55mm，将丝网装在平面丝网印刷机上，丝网上覆有银浆，载板放在丝网下面对陶瓷体进行印刷，随后载板和印刷好的陶瓷体一起进行烘干，烘干温度200℃，烘干后从载板上倒出陶瓷体，在烧银炉进行电极烧付，烧银温度820℃，速度10mm/min，高温区保温10分钟，即可得到具有单面电极的陶瓷电容器银片。

10.一种瓷介可变电容器，其特征在于，包括陶瓷体，所述陶瓷体一端面印刷有固定电极，其另一端面设置有软性导电体作为陶瓷电容器的可变电极，所述可变电极与陶瓷体接触的一端设计为半圆球状面，所述可变电极在书写压力作用下，接触面积随压力变化而改变，从而实现电容量改变。

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