FR2523760A1 - Ceramic foil chip capacitor mfr. - where stacks of metallised foils sepd. by ceramic slip are cut into small stacks, baked, and then sepd. into chips - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un procédé de fabrication de pavés élémentaires de condensateurs céramiques. Ce procédé se rapporte à la fabrication de condensateurs céramiques multi-couches formés de feuilles de céramique métallisées qui sont assemblées en un bloc par superposition successive des feuilles de céramique. Les feuilles de céramique étant conçues pour supporter sur leur face les armatures de plusieurs condensateurs, chaque bloc de feuilles de céramique doit être découpé longitudinalement et transversalement en une pluralité de pavés élémentaires constituant les condensateurs élémentaires à l'état cru. Chaque bloc est réalisé pour comporter le nombre de feuilles de céramique correspondant à la capacité désirée des condensateurs élémentaires et l'épaisseur des blocs correspond à l'épaisseur des condensateurs élémentaires. The present invention relates to a method for manufacturing elementary blocks of ceramic capacitors. This process relates to the manufacture of multi-layer ceramic capacitors formed from metallized ceramic sheets which are assembled in one block by successive superposition of the ceramic sheets. The ceramic sheets being designed to support on their face the reinforcements of several capacitors, each block of ceramic sheets must be cut longitudinally and transversely into a plurality of elementary blocks constituting the elementary capacitors in the raw state. Each block is made to include the number of ceramic sheets corresponding to the desired capacity of the elementary capacitors and the thickness of the blocks corresponds to the thickness of the elementary capacitors.
II a, déjà, été proposé de réaliser l'opération de découpe des blocs de feuilles de céramique en plaçant successivement chaque bloc sur une table de coupe puis en translatant une lame de rasoir dans l'épaisseur d'un bloc de feuilles de céramique dans le sens de la longueur puis de la largeur du bloc, réalisant ainsi les pavés élémentaires. Toutefois, un tel procédé présente l'inconvénient d'utiliser un outil de coupe fragile et de produire un faible nombre de pavés élémentaires. It has already been proposed to perform the operation of cutting blocks of ceramic sheets by successively placing each block on a cutting table and then translating a razor blade into the thickness of a block of ceramic sheets in the direction of the length then the width of the block, thus achieving the elementary blocks. However, such a method has the drawback of using a fragile cutting tool and of producing a small number of elementary blocks.
La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif pour sa mise en oeuvre, et permettant de produire un grand nombre de pavés élémentaires en une seule opération. The present invention relates to a method and a device for its implementation, and making it possible to produce a large number of elementary blocks in a single operation.
L'invention concerne ainsi un procédé de fabrication de pavés élémentaires de condensateurs céramiques caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes:
a) empilement de blocs élémentaires de feuilles métallisées de céramique crue, une engobe étant disposée entre les blocs adjacents,
b) découpe de l'empilement par un dispositif de fraisage,
c) cuisson de manière à produire un frittage de la céramique,
d) séparation des pavés élémentaires.The invention thus relates to a method for manufacturing elementary blocks of ceramic capacitors, characterized in that it comprises the following steps:
a) stacking of elementary blocks of metallized sheets of raw ceramic, a slip being arranged between the adjacent blocks,
b) cutting the stack by a milling device,
c) firing so as to produce a sintering of the ceramic,
d) separation of the elementary blocks.
L'étape b) peut comporter une découpe de l'empilement par fraisage à un pas donné dans une première direction, une rotation relative de 1 empilement et du dispositif de fraisage, et une découpe de l'empilement par fraisage à un pas donné dans une deuxième direction. Step b) can comprise a cutting of the stack by milling at a given pitch in a first direction, a relative rotation of 1 stack and of the milling device, and a cutting of the stack by milling at a given pitch in a second direction.
Une engobe peut être réalisée par projection d'un mélange d'un solvant, d'un liant et d'une charge présentant pas ou peu de réactivité avec la céramique lors de la cuisson. A slip can be produced by spraying a mixture of a solvent, a binder and a filler having little or no reactivity with the ceramic during firing.
Le liant peut être un hydroxyéthycellulose éventuellement substitué par une chaîne alkyle comportant de 1 à 4 atomes de carbone, par exemple du méthylhydroxy éthylcellulose. The binder can be a hydroxyethylcellulose optionally substituted by an alkyl chain containing from 1 to 4 carbon atoms, for example methylhydroxy ethylcellulose.
La charge peut être une poudre de céramique de même nature que celle des blocs constituant l'empilement à découper, et le procédé comporte alors une étape de frittage préalable de cette poudre constituant la charge de l'engobe, à une température supérieure de 30 à 400C à la température de frittage normale de cette céramique. The filler can be a ceramic powder of the same kind as that of the blocks constituting the stack to be cut, and the method then comprises a step of prior sintering of this powder constituting the filler of the slip, at a temperature higher than 30 to 400C at the normal sintering temperature of this ceramic.
L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé cidessus caractérisé en ce qu'il comporte:
- un moyen pour recevoir un empilement de blocs élémentaires de feuilles métallisées de céramique crue, séparés par des engobes,
- un dispositif de fraisage comportant une pluralité de fraises de découpe espacées d'une distance égale à un multiple commun de la longueur et de la largeur des pavés élémentaires à découper,
- un dispositif dentraînement pour produire une translation relative entre l'empilement et les fraises à un pas correspondant soit à la longueur, soit à la largeur des pavés élémentaires à découper,
- un dispositif de rotation relative de l'empilement et du dispositif de fraisage. The invention also relates to a device for implementing the above process, characterized in that it comprises:
a means for receiving a stack of elementary blocks of metallized sheets of raw ceramic, separated by engobes,
a milling device comprising a plurality of cutters spaced apart by a distance equal to a common multiple of the length and the width of the elementary blocks to be cut,
a drive device for producing a relative translation between the stack and the cutters at a pitch corresponding either to the length or to the width of the elementary blocks to be cut,
- a device for relative rotation of the stack and of the milling device.
Le moyen pour recevoir un empilement de blocs élémentaires peut comporter un socle pourvu de rebords rainurés, les rainures étant espacées d'une distance égale à la longueur ou à la largeur des pavés élémentaires selon que le rebord est parallèle à la longueur ou à la largeur de l'empilement. The means for receiving a stack of elementary blocks may comprise a base provided with grooved edges, the grooves being spaced apart by a distance equal to the length or the width of the elementary blocks, depending on whether the edge is parallel to the length or to the width. of stacking.
Le moyen pour recevoir un empiiement de blocs élémentaires peut comporter un couvercle rainuré porté par les rebords, le pas des rainures étant égal à la longueur ou à la largeur des pavés élémentaires selon l'opération de découpe en cours. The means for receiving an encirclement of elementary blocks may comprise a grooved cover carried by the edges, the pitch of the grooves being equal to the length or to the width of the elementary blocks according to the cutting operation in progress.
La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante, donnée à titre non limitatif, conjointement aux figures qui représentent:
- la figure 1, un exemple de réalisation d'un dispositif de découpe découpant un empilement de blocs de feuilles de céramique pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention,
- la figure 2, un exemple de réalisation d'un empilement de blocs de feuilles de céramique selon l invention.The present invention will be better understood with the aid of the following description, given without limitation, together with the figures which represent:
FIG. 1, an exemplary embodiment of a cutting device cutting out a stack of blocks of ceramic sheets for implementing the method according to the invention,
- Figure 2, an exemplary embodiment of a stack of blocks of ceramic sheets according to the invention.
La figure 1 représente un exemple de réalisation d'un dispositif de découpe découpant un empilement de blocs de feuilles de céramique. II comporte un arbre de rotation (5) sur lequel sont fixées trois fraises (2, 3, 4). Les trois fraises (2, 3, 4) sont des disques en carbure de diamètre 60 mm environ et d'épaisseur 0,35 mm environ dont la circonférence comporte des dents. L arbre de rotation (fui) est placé horizontalement entre un palier d'entrai- nement (18) et un contre-palier (19) qui le font tourner à grande vitesse, à savoir à environ 1300 toursiminute. L'arbre de rotation (5) est disposé perpendiculairement au plan des disques formant les fraises et est centré sur le centre de gravité de ces disques.Les fraises sont espacées I'une de l'autre dun pas (D) sensiblement égal à 48 mm. FIG. 1 represents an exemplary embodiment of a cutting device cutting out a stack of blocks of ceramic sheets. It comprises a rotation shaft (5) on which three milling cutters (2, 3, 4) are fixed. The three milling cutters (2, 3, 4) are carbide discs with a diameter of about 60 mm and a thickness of about 0.35 mm, the circumference of which has teeth. The rotation shaft (fled) is placed horizontally between a drive bearing (18) and a counter bearing (19) which make it rotate at high speed, namely at around 1300 rpm. The rotation shaft (5) is arranged perpendicular to the plane of the discs forming the cutters and is centered on the center of gravity of these discs. The cutters are spaced apart from each other by a pitch (D) substantially equal to 48 mm.
L'empilement (7) de blocs de feuilles de céramique est placé dans un moule (8). Le moule (8) comporte un socle (9) et un couvercle (6). Le socle (9) est constitué d'un corps (16) en forme de
parallélépipède rectangle de dimensions approximatives 180 x 140 x 9 mm et de rebords (11) disposés sur le pourtour du corps (16). Les rebords (11) sont rainurés, avec des rainures espacées de 8 mm environ ou de 6 mm environ selon que le rebord (11) est parallèle à la longueur ou parallèle à la largeur de l'empilement. Le couvercle (6) a une épaisseur d'environ 9 mm et est muni de rainures parallèles entre elles et espacées de la longueur (L) des pavés élémentaires cest-à-dire d'environ 8 mm. La face supérieure (12) du corps (16) est donc plane et l'empilement (7) est réalisé sur cette surface supérieure (12).L'empilement (7) est maintenu sur les côtés par les rebords (11) et est coincé verticalement entre la face supérieure (12) du corps (16) et la face inférieure (14) du couvercle (6). Les trois fraises (2, 3, 4) pénètrent dans l'empilement (7) de blocs de feuilles de céramique en traversant les rainures (10) pratiquées dans le couvercle (6) du moule (8). Les trois fraises (2, 3, 4) tracent des sillons (17) par déplacement relatif par rapport à l'empilement d'un côté à l'autre de celui-ci. La vitesse de translation est, sensiblement égale à 230 mm/minute. L'angle de coupe est défini en fonction de la céramique à découper.The stack (7) of blocks of ceramic sheets is placed in a mold (8). The mold (8) has a base (9) and a cover (6). The base (9) consists of a body (16) in the form of
rectangular parallelepiped of approximate dimensions 180 x 140 x 9 mm and flanges (11) arranged around the periphery of the body (16). The edges (11) are grooved, with grooves spaced about 8 mm or about 6 mm depending on whether the edge (11) is parallel to the length or parallel to the width of the stack. The cover (6) has a thickness of approximately 9 mm and is provided with grooves which are parallel to one another and spaced apart by the length (L) of the elementary blocks, that is to say approximately 8 mm. The upper face (12) of the body (16) is therefore flat and the stack (7) is produced on this upper surface (12). The stack (7) is held on the sides by the flanges (11) and is wedged vertically between the upper face (12) of the body (16) and the lower face (14) of the cover (6). The three cutters (2, 3, 4) penetrate into the stack (7) of blocks of ceramic sheets by crossing the grooves (10) formed in the cover (6) of the mold (8). The three cutters (2, 3, 4) trace grooves (17) by relative movement relative to the stack from one side to the other thereof. The translation speed is, substantially equal to 230 mm / minute. The cutting angle is defined according to the ceramic to be cut.
Les trois fraises (2, 3, 4) s'engagent, donc, dans trois rainures (10) distinctes, séparées de 48 mm environ. Après une opération de découpe de trois sillons (17), le moule est décalé de la longueur (L) d'un pavé élémentaire soit d'environ 8 mm, parallèlement à la longueur de l'empilement (7) c'est-à-dire, parallèlement à la longueur des pavés élémentaires. Cette position est représentée par les positions 7a et 8a sur la figure 1. Ensuite, on réalise trois autres sillons (17). L'opération de décalage est recommencée en tout 5 fois jusquà ce que l'empilement (7) soit découpé en bandes (13) dont la largeur est égale à la longueur (L) des pavés élémentaires. Le moule (8) et l'empilement (7) de blocs de feuilles de céramique sont alors déplacés d'une distance égale à 5 x 8 mm soit 40 mm. The three cutters (2, 3, 4) therefore engage in three separate grooves (10), separated by about 48 mm. After a cutting operation of three grooves (17), the mold is offset by the length (L) of an elementary block, which is approximately 8 mm, parallel to the length of the stack (7), that is to say -to say, parallel to the length of the elementary blocks. This position is represented by positions 7a and 8a in FIG. 1. Next, three other grooves (17) are produced. The shifting operation is repeated a total of 5 times until the stack (7) is cut into strips (13) whose width is equal to the length (L) of the elementary blocks. The mold (8) and the stack (7) of blocks of ceramic sheets are then displaced by a distance equal to 5 × 8 mm, ie 40 mm.
On toume, alors, le moule (8) de 900 dans le plan (P) de la surface plane (12) qui est, également, le plan (P) des feuilles de céramique et on remplace le couvercle (6) du moule (8) par un couvercle du même type mais dont les rainures sont espacées de la largeur des pavés élémentaires à savoir environ 6 mm. Le découpage de l'empilement (7) de blocs de feuilles de céramique est réalisé comme précédemment à ceci près que les décalages sont de la valeur de la largeur (I) des pavés élémentaires et sont parallèles à cette largeur et que le nombre d'opérations de décalage est de 7. We mold, then, the mold (8) of 900 in the plane (P) of the planar surface (12) which is also the plane (P) of the ceramic sheets and we replace the cover (6) of the mold ( 8) by a cover of the same type but whose grooves are spaced from the width of the elementary blocks, namely approximately 6 mm. The cutting of the stack (7) of blocks of ceramic sheets is carried out as previously except that the offsets are the value of the width (I) of the elementary blocks and are parallel to this width and that the number of shift operations is 7.
La figure 2 représente un exemple de réalisation d'un empilement de blocs de feuilles de céramique selon l'invention. Chaque bloc (20, 21, 22, 23) est constitué d'une superposition de feuilles (26) de céramique. Les feuilles (26) sont métallisées de manière connue, les métallisations formant les armatures des condensateurs que Ion veut fabriquer. Chaque bloc a une épaisseur d'environ 0,25 mm qui correspond à l'épaisseur d'un condensateur désirée après cuisson. Ces blocs (20, 21, 22, 23) sont découpés selon leur largeur (x) et leur longueur (y). La largeur (x) a une valeur de sensiblement 102 mm tandis que la longueur est, approximativement de 140 mm. Chaque bloc (20, 21, 22, 23) de feuilles de céramique (26) subit une opération d'engobage avant d'être empilé.Pour ce faire, une engobe est projetée sur la face supérieure (27) de chaque bloc (20, 21, 22, 23) à laide d'un pistolet du type pistolet à peinture. Ainsi, l'empilement (7) est constitué d'une succession de blocs (20, 21, 22, 23) de feuilles (26) de céramique séparés par une couche d'engobe (24, 25). L'empilement (7) est, par exemple, constitué d'une vingtaine de blocs (20, 21, 22, 23) de feuilles de céramique ce qui lui donne une hauteur (z) de S mm environ. FIG. 2 represents an exemplary embodiment of a stack of blocks of ceramic sheets according to the invention. Each block (20, 21, 22, 23) consists of a superposition of ceramic sheets (26). The sheets (26) are metallized in a known manner, the metallizations forming the armatures of the capacitors that Ion wants to manufacture. Each block has a thickness of approximately 0.25 mm which corresponds to the thickness of a desired capacitor after cooking. These blocks (20, 21, 22, 23) are cut according to their width (x) and their length (y). The width (x) has a value of substantially 102 mm while the length is approximately 140 mm. Each block (20, 21, 22, 23) of ceramic sheets (26) undergoes a coating operation before being stacked.To do this, a slip is projected on the upper face (27) of each block (20 , 21, 22, 23) using a paint spray gun type. Thus, the stack (7) consists of a succession of blocks (20, 21, 22, 23) of ceramic sheets (26) separated by a layer of slip (24, 25). The stack (7) is, for example, made up of about twenty blocks (20, 21, 22, 23) of ceramic sheets which gives it a height (z) of approximately S mm.
L'engobe est constituée par un mélange d'un solvant (par exemple l'alcool éthylique), d'un liant et d'une charge présentant peu ou pas de réactivité avec la céramique lors de la cuisson. Le liant peut être ainsi un hydroxyéthylcellulose éventuellement substitué par une chaîne alkyle comportant de 1 à 4 atomes de carbone, ou bien également l'alcool polyvinylique. La charge peut être une céramique de même nature que celle des blocs à découper sous forme de poudre préalablement frittée à une température supérieure de 30 à 40"C à la température de frittage normale de cette céramique. Ce peut être également de la zircone (Zr 02) ou bien de l'alumine (A12 03). The slip consists of a mixture of a solvent (for example ethyl alcohol), a binder and a filler having little or no reactivity with the ceramic during firing. The binder can thus be a hydroxyethylcellulose optionally substituted by an alkyl chain containing from 1 to 4 carbon atoms, or alternatively also polyvinyl alcohol. The filler can be a ceramic of the same nature as that of the blocks to be cut in the form of powder previously sintered at a temperature 30 to 40 "C above the normal sintering temperature of this ceramic. It can also be zirconia (Zr 02) or alumina (A12 03).
A titre d'exemple, on réalise un mélange de 15 litres d'alcool et de 1,5 Kg de méthylhydroxyéthylcellulose (connu sous la Marque
Déposée "Tylose") dans lequel on ajoute 100 g de la poudre céra mique définie ci-dessus. On obtient ainsi une barbotine d'engobage. For example, a mixture of 15 liters of alcohol and 1.5 kg of methylhydroxyethylcellulose (known under the brand) is produced.
Filed "Tylose") in which 100 g of the ceramic powder defined above are added. There is thus obtained a slip slip.
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- 1982-03-19 FR FR8204746A patent/FR2523760A1/en active Granted
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| ST | Notification of lapse |