CN115762995B - 一种陶瓷磁芯及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种陶瓷磁芯及其制备方法和应用。本发明的陶瓷磁芯的组成包括瓷体、第一电极层、第二电极层和第三电极层，瓷体为工字形，且两端设置有凸台，第一电极层、第二电极层和第三电极层依次设置在凸台表面，瓷体的组成包括氧化铝、氧化硅、氮化铝、氮化硅中的至少一种，且还包括氧化钇，第一电极层的组成包括Cu层、Al层中的至少一种，第二电极层的组成包括Ag层，第三电极层的组成包括Ni层和Sn层。本发明的陶瓷磁芯的制备方法十分简单，在瓷体两端的凸台表面依次制备第一电极层、第二电极层和第三电极层，即得陶瓷磁芯。本发明的陶瓷磁芯中的电极与瓷体的结合强度高，电极不易剥落，适合用于制备汽车中的陶瓷滤波器。
Description
技术领域
本发明涉及磁性材料技术领域，具体涉及一种陶瓷磁芯及其制备方法和应用。
背景技术
近年来，随着智能驾驶技术的快速发展，汽车内的信号传输电路越来越多，因而也需要大量的陶瓷滤波器。然而，由于电路板上的安装空间的限制，陶瓷滤波器中的陶瓷磁芯的尺寸普遍较小(尺寸在3.2mm以下)，从而导致电极与电路板的焊接面积小，焊接的电极的可靠性较低，难以完全满足在汽车等复杂的应用环境中的使用要求。此外，目前常通过电极浆料与陶瓷材料直接共烧来制备陶瓷磁芯，形成的电极与瓷体之间难以形成键合，电极在使用过程中存在脱落的风险。
目前，开发一种电极与瓷体结合强度高的陶瓷磁芯具有十分重要的意义。
以上陈述仅仅是提供与本发明有关的背景信息，而不必然构成现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种陶瓷磁芯及其制备方法和应用。
本发明所采取的技术方案是：
一种陶瓷磁芯，其组成包括瓷体、第一电极层、第二电极层和第三电极层；所述瓷体为工字形，且两端设置有凸台；所述第一电极层、第二电极层和第三电极层依次设置在凸台表面；所述瓷体的组成包括氧化铝、氧化硅、氮化铝、氮化硅中的至少一种，且还包括氧化钇；所述第一电极层的组成包括Cu层、Al层中的至少一种；所述第二电极层的组成包括Ag层；所述第三电极层的组成包括Ni层和Sn层。
优选的，所述瓷体中氧化钇的质量百分含量为1％～5％。
优选的，所述凸台的表面粗糙度Ra值为0.2～0.8。
优选的，所述凸台的投影面积占瓷体整体投影面积的5％～15％。
优选的，所述第一电极层的厚度为1μm～3μm。
优选的，所述第二电极层的厚度为15μm～30μm。
优选的，所述第三电极层中的Ni层的厚度为5μm～15μm。
优选的，所述第三电极层中的Sn层的厚度为15μm～25μm。
一种如上所述的陶瓷磁芯的制备方法包括以下步骤：
1)将第一电极层材料通过等离子体镀膜法蒸镀在瓷体两端的凸台表面形成第一电极层；
2)将Ag印刷在第一电极层表面，再进行烧结，形成第二电极层；
3)将Ni电镀在第二电极层表面形成Ni层，再将Sn电镀在Ni层表面形成Sn层，Ni层和Sn层共同构成第三电极层，即得陶瓷磁芯。
优选的，步骤2)所述烧结在750℃～850℃下进行。
一种陶瓷滤波器，其组成包括上述陶瓷磁芯。
一种汽车，其组成包括上述陶瓷滤波器。
本发明的有益效果是：本发明的陶瓷磁芯中的电极与瓷体的结合强度高，电极不易剥落，适合用于制备汽车中的陶瓷滤波器。
具体而言：本发明通过等离子体镀膜法在瓷体两端的凸台表面蒸镀第一电极层，瓷体和第一电极层之间可以形成范德华力结合，结合强度大，再印刷Ag后进行烧结形成第二电极层，第一电极层和第二电极层之间可以形成共晶层，可以提升电极强度，再通过电镀Ni层和Sn层形成第三电极层，不仅可以降低镀层间的内应力，提高镀层结合力，而且还可以提高电极的耐高温和防腐蚀性能，此外，陶瓷磁芯容易与电路板焊接，解决了陶瓷磁芯由于焊接面积小而导致的电极强度不足、电极易剥落的问题，适合用于制备汽车中的陶瓷滤波器。
附图说明
图1为本发明的陶瓷磁芯的正面的结构示意图。
图2为本发明的陶瓷磁芯的截面的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释和说明。
实施例1：
一种陶瓷磁芯(正面和截面的结构示意图如图1和图2所示)，其组成包括瓷体10、第一电极层20、第二电极层30和第三电极层40；瓷体10为工字形，且两端设置有凸台，凸台的表面粗糙度Ra值为0.2，凸台的投影面积占瓷体10整体投影面积的15％；第一电极层20、第二电极层30和第三电极层40依次设置在凸台表面；瓷体10由氧化铝和氧化钇构成，瓷体10中氧化钇的质量百分含量为1％；第一电极层20为厚度3μm的Cu层；第二电极层30为厚度30μm的Ag层；第三电极层40由厚度15μm的Ni层和厚度25μm的Sn层组成。
上述陶瓷磁芯的制备方法包括以下步骤：
1)将Cu通过等离子体镀膜法蒸镀在瓷体两端的凸台表面形成第一电极层；
2)将Ag印刷在第一电极层表面，再850℃下烧结，形成第二电极层；
3)将Ni电镀在第二电极层表面形成Ni层，再将Sn电镀在Ni层表面形成Sn层，Ni层和Sn层共同构成第三电极层，即得陶瓷磁芯。
实施例2：
一种陶瓷磁芯(正面和截面的结构示意图如图1和图2所示)，其组成包括瓷体10、第一电极层20、第二电极层30和第三电极层40；瓷体10为工字形，且两端设置有凸台，凸台的表面粗糙度Ra值为0.8，凸台的投影面积占瓷体10整体投影面积的5％；第一电极层20、第二电极层30和第三电极层40依次设置在凸台表面；瓷体10由氧化铝、氧化硅和氧化钇构成，瓷体10中氧化铝的质量百分含量为85％，瓷体10中氧化钇的质量百分含量为5％；第一电极层20为厚度1μm的Al层；第二电极层30为厚度20μm的Ag层；第三电极层40由厚度10μm的Ni层和厚度18μm的Sn层组成。
上述陶瓷磁芯的制备方法包括以下步骤：
1)将Al通过等离子体镀膜法蒸镀在瓷体两端的凸台表面形成第一电极层；
2)将Ag印刷在第一电极层表面，再750℃下烧结，形成第二电极层；
3)将Ni电镀在第二电极层表面形成Ni层，再将Sn电镀在Ni层表面形成Sn层，Ni层和Sn层共同构成第三电极层，即得陶瓷磁芯。
实施例3：
一种陶瓷磁芯(正面和截面的结构示意图如图1和图2所示)，其组成包括瓷体10、第一电极层20、第二电极层30和第三电极层40；瓷体10为工字形，且两端设置有凸台，凸台的表面粗糙度Ra值为0.6，凸台的投影面积占瓷体10整体投影面积的10％；第一电极层20、第二电极层30和第三电极层40依次设置在凸台表面；瓷体10由氧化铝、氮化铝和氧化钇构成，瓷体10中氧化铝的质量百分含量为65％，瓷体10中氧化钇的质量百分含量为3％；第一电极层20为厚度2μm的Cu层；第二电极层30为厚度15μm的Ag层；第三电极层40由厚度5μm的Ni层和厚度15μm的Sn层组成。
上述陶瓷磁芯的制备方法包括以下步骤：
1)将Cu通过等离子体镀膜法蒸镀在瓷体两端的凸台表面形成第一电极层；
2)将Ag印刷在第一电极层表面，再800℃下烧结，形成第二电极层；
3)将Ni电镀在第二电极层表面形成Ni层，再将Sn电镀在Ni层表面形成Sn层，Ni层和Sn层共同构成第三电极层，即得陶瓷磁芯。
对比例1：(未设置第一电极层20)
一种陶瓷磁芯(除了未设置第一电极层20，其余结构与实施例1的陶瓷磁芯相同)，其组成包括瓷体10、第二电极层30和第三电极层40；瓷体10为工字形，且两端设置有凸台，凸台的表面粗糙度Ra值为0.2，凸台的投影面积占瓷体10整体投影面积的15％；第二电极层30和第三电极层40依次设置在凸台表面；瓷体10由氧化铝和氧化钇构成，瓷体10中氧化钇的质量百分含量为1％；第二电极层30为厚度30μm的Ag层；第三电极层40由厚度15μm的Ni层和厚度25μm的Sn层组成。
上述陶瓷磁芯的制备方法包括以下步骤：
1)将Ag印刷在瓷体两端的凸台表面，再850℃下烧结，形成第二电极层；
2)将Ni电镀在第二电极层表面形成Ni层，再将Sn电镀在Ni层表面形成Sn层，Ni层和Sn层共同构成第三电极层，即得陶瓷磁芯。
对比例2：(瓷体的组成不含氧化钇)
一种陶瓷磁芯(结构与实施例1的陶瓷磁芯相同)，其组成包括瓷体10、第一电极层20、第二电极层30和第三电极层40；瓷体10为工字形，且两端设置有凸台，凸台的表面粗糙度Ra值为0.2，凸台的投影面积占瓷体10整体投影面积的15％；第一电极层20、第二电极层30和第三电极层40依次设置在凸台表面；瓷体10由氧化铝构成；第一电极层20为厚度3μm的Cu层；第二电极层30为厚度30μm的Ag层；第三电极层40由厚度15μm的Ni层和厚度25μm的Sn层组成。
上述陶瓷磁芯的制备方法包括以下步骤：
1)将Cu通过等离子体镀膜法蒸镀在瓷体两端的凸台表面形成第一电极层；
2)将Ag印刷在第一电极层表面，再850℃下烧结，形成第二电极层；
3)将Ni电镀在第二电极层表面形成Ni层，再将Sn电镀在Ni层表面形成Sn层，Ni层和Sn层共同构成第三电极层，即得陶瓷磁芯。
对比例3：(未设置第二电极层30)
一种陶瓷磁芯(除了未设置第二电极层30，其余结构与实施例1的陶瓷磁芯相同)，其组成包括瓷体10、第一电极层20和第三电极层40；瓷体10为工字形，且两端设置有凸台，凸台的表面粗糙度Ra值为0.2，凸台的投影面积占瓷体10整体投影面积的15％；第一电极层20和第三电极层40依次设置在凸台表面；瓷体10由氧化铝和氧化钇构成，瓷体10中氧化钇的质量百分含量为1％；第一电极层20为厚度3μm的Cu层；第三电极层40由厚度15μm的Ni层和厚度25μm的Sn层组成。
上述陶瓷磁芯的制备方法包括以下步骤：
1)将Cu通过等离子体镀膜法蒸镀在瓷体两端的凸台表面形成第一电极层；
2)将Ni电镀在第一电极层表面形成Ni层，再将Sn电镀在Ni层表面形成Sn层，Ni层和Sn层共同构成第三电极层，即得陶瓷磁芯。
性能测试：
对实施例1～3和对比例1～3的陶瓷磁芯进行性能测试，测试结果如下表所示：
表1实施例1～3和对比例1～3的陶瓷磁芯的性能测试结果
| 测试项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 |
| 断裂强度(N) | 73 | 61 | 66 | 58 | 45 | 61 |
| 电极剥离强度(N) | 64 | 49 | 53 | 37 | 39 | 32 |
注：
断裂强度：采用SH-100型电子万能实验机测试陶瓷磁芯厚度方向的断裂强度(断裂时的峰值)，测试条件：压头的运动速度为10mm/min。
电极剥离强度：采用SH-100型电子万能实验机测试压头垂直方向将陶瓷磁芯从电路板上剥离脱落的强度(脱落时的峰值)，测试条件：压头的运动速度为10mm/min。
由表1可知：实施例1～3的陶瓷磁芯的断裂强度和电极剥离强度均要远高于对比例1～3的陶瓷磁芯，说明本发明通过对产品结构、成分和工艺进行调整，可以显著提高陶瓷磁芯的断裂强度和电极剥离强度。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种陶瓷磁芯，其特征在于，由瓷体、第一电极层、第二电极层和第三电极层组成；所述瓷体为工字形，且两端设置有凸台；所述第一电极层、第二电极层和第三电极层依次设置在凸台表面；所述瓷体的组成包括氧化铝、氧化硅、氮化铝、氮化硅中的至少一种，且还包括氧化钇；所述第一电极层的组成包括Cu层、Al层中的至少一种；所述第二电极层为Ag层；所述第三电极层的组成包括Ni层和Sn层；所述瓷体中氧化钇的质量百分含量为1%～5%；所述陶瓷磁芯是由包括以下步骤的制备方法制成：1）将第一电极层材料通过等离子体镀膜法蒸镀在瓷体两端的凸台表面形成第一电极层；2）将Ag印刷在第一电极层表面，再进行烧结，形成第二电极层；3）将Ni电镀在第二电极层表面形成Ni层，再将Sn电镀在Ni层表面形成Sn层，Ni层和Sn层共同构成第三电极层，即得陶瓷磁芯；步骤2）所述烧结在750℃～850℃下进行；所述凸台的表面粗糙度Ra值为0.2～0.8；所述凸台的投影面积占瓷体整体投影面积的5%～15%；所述第一电极层的厚度为1μm～3μm；所述第二电极层的厚度为15μm～30μm；所述第三电极层中的Ni层的厚度为5μm～15μm；所述第三电极层中的Sn层的厚度为15μm～25μm。
2.一种陶瓷滤波器，其特征在于，组成包括权利要求1所述的陶瓷磁芯。
3.一种汽车，其特征在于，组成包括权利要求2所述的陶瓷滤波器。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06215982A (ja) * | 1992-11-25 | 1994-08-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | セラミック電子部品の製造方法 |
| JP2002075779A (ja) * | 2000-08-23 | 2002-03-15 | Tdk Corp | セラミック電子部品 |
| JP2005277205A (ja) * | 2004-03-25 | 2005-10-06 | Kyocera Corp | フェライトコア用セラミック体とこれを用いたフェライトコアおよびコモンモードノイズフィルター |
| CN101051565A (zh) * | 2006-04-04 | 2007-10-10 | 太阳诱电株式会社 | 表面贴装型陶瓷电子元件 |
| CN104517727A (zh) * | 2013-09-30 | 2015-04-15 | 三星电机株式会社 | 多层陶瓷电容器及其制备方法和安装有该多层陶瓷电容器的电路板 |
| CN110867321A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-03-06 | 深圳三环电子有限公司 | 一种多层陶瓷电容器及其制备方法 |
| CN115223792A (zh) * | 2022-08-09 | 2022-10-21 | 池州昀冢电子科技有限公司 | 多层陶瓷电容器及其制备方法 |
-
2022
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06215982A (ja) * | 1992-11-25 | 1994-08-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | セラミック電子部品の製造方法 |
| JP2002075779A (ja) * | 2000-08-23 | 2002-03-15 | Tdk Corp | セラミック電子部品 |
| JP2005277205A (ja) * | 2004-03-25 | 2005-10-06 | Kyocera Corp | フェライトコア用セラミック体とこれを用いたフェライトコアおよびコモンモードノイズフィルター |
| CN101051565A (zh) * | 2006-04-04 | 2007-10-10 | 太阳诱电株式会社 | 表面贴装型陶瓷电子元件 |
| CN104517727A (zh) * | 2013-09-30 | 2015-04-15 | 三星电机株式会社 | 多层陶瓷电容器及其制备方法和安装有该多层陶瓷电容器的电路板 |
| CN110867321A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-03-06 | 深圳三环电子有限公司 | 一种多层陶瓷电容器及其制备方法 |
| CN115223792A (zh) * | 2022-08-09 | 2022-10-21 | 池州昀冢电子科技有限公司 | 多层陶瓷电容器及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 汪啸穆.《陶瓷工艺学》.中国轻工出版社,1994,第546-547页. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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