一种用于无包封金属支架多层瓷介电容器的夹具的制作方法

本实用新型涉及无包封金属支架多层瓷介电容器的生产过程，更具体地说，它涉及一种用于无包封金属支架多层瓷介电容器的夹具。

背景技术：

随着现代技术的发展，市场对多层瓷介电容器提出了更高的要求，首先需要多层瓷介电容器没有包封限制，其次希望多层瓷介电容器具有更大的电容量，最后要求电容器在焊接使用过程中，印制板与电容器之间不容易产生裂纹。

针对上述要求，只能采用大尺寸的瓷介电容器才能满足；而瓷介电容器尺寸做大存在一定风险，其一是在瓷介电容器烧结过程中易发生本体翘曲问题，其二是焊接过程中，电容器与印制板容易因膨胀系数不匹配而产生裂纹。

由于现有工艺以及材料的制约，在传统单颗片式多层瓷介电容器无法满足需求的情况下，借助两个金属支架将多只单颗片式多层瓷介电容器叠加在一起焊接已成为必然，而所得到的这类电容器则被称为无包封金属支架多层瓷介电容器。

无包封金属支架多层瓷介电容器制作难度在于如何使叠片整齐以保证产品外形尺寸的一致性，如果采用纯手工叠片，不仅效率低下，而且所带来的产品问题也是显而易见的，那便是两个金属支架对位不准容易产生错位，错位问题不仅会导致加工后的产品外形尺寸不一致，影响产品的使用和推广；还会使两个金属支架面与片式多层瓷介电容器的端面接触不良，令产品焊接过程中易发生虚焊现象，严重影响产品的使用安全。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种用于无包封金属支架多层瓷介电容器的封装夹具，解决无包封金属支架多层瓷介电容器的叠片固定问题，防止因叠片固定缺陷而影响产品的使用。

本实用新型的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种用于无包封金属支架多层瓷介电容器的夹具，包括夹具主板，夹具主板上设有磁铁槽，磁铁槽收纳有磁铁块；夹具主板沿磁铁槽对称分布有封装槽，封装槽远离磁铁槽的一端设有螺纹通孔，螺纹通孔内设有与螺纹通孔螺纹配合的螺纹杆。

在背景技术中所提到的两个金属支架，一般将抵接在封装槽内靠近磁铁块一端的金属支架称为第一金属支架，另外一个金属支架则称为第二金属支架；通过采用上述技术方案，利用磁铁块来吸附第一金属支架，确保第一金属支架与封装槽靠近磁铁块一端的稳固抵接，防止第一金属支架在插入封装槽后发生倒伏，方便使用者随后进行瓷介电容器的堆叠操作；

当多层瓷介电容器堆叠完成后，再将第二金属支架从封装槽远离磁铁块的一端放入，使第二金属支架与瓷介电容器抵接；接着采用慢慢旋紧螺纹杆的方式，让螺纹杆紧紧压住第二金属支架，使片式多层瓷介电容器与两个金属支架紧密结合在一起，防止产品在焊接过程中发生虚焊，保证产品的使用安全。

本实用新型进一步设置为：所述封装槽底面设有导热通槽。

通过采用上述技术方案，在无包封金属支架多层瓷介电容器焊接时，借助导热通槽增强加热效率，使两个金属支架与瓷介电容器的接触面尽快达到焊接温度，以减少无包封金属支架多层瓷介电容器的焊接时间，提高多层瓷介电容器的加工效率。

本实用新型进一步设置为：所述封装槽两侧之间的间距随封装槽深度加深而逐渐降低。

通过采用上述技术方案，使金属支架所受的摩擦力，随着金属支架在封装槽内深度增加而增强，当金属支架与封装槽底面抵接时，能获得最大的摩擦力，这样能让金属支架便于插入封装槽，并且当金属支架与封装槽底面抵接，能将金属支架牢牢固定于封装槽内，避免第一金属支架和第二金属支架插入封装槽后产生错位，保证经夹具封装后的产品尺寸误差在可接受范围内，有效提高了产品的合格率。

本实用新型进一步设置为：所述封装槽和磁铁槽边角设有拆卸孔。

一般情况下，磁铁块大小与磁铁槽容纳空间大小相当，这样有利于磁铁块与磁铁槽内壁抵接，使磁铁块能固定在磁铁槽内；但完全放入磁铁槽中的磁铁块通过常规手段难以快速取出，因此在磁铁槽边角开设有拆卸孔，使用镊子等工具可以方便伸入拆卸孔中，轻松完成对磁铁块的拆卸操作；

同理，当两个金属支架放入封装槽后，由于封装槽两侧之间的间距随封装槽深度加深而逐渐降低，使得金属支架也难以从封装槽内快速取出，而拆卸孔的存在则能有效解决这一类难题，极大便利了夹具的使用。

本实用新型进一步设置为：所述螺纹杆顶端倒有圆弧角。

通过采用上述技术方案，在螺纹杆挤压第二金属支架的过程中，通过对螺纹杆顶端进行倒角处理，避免螺纹杆顶端的尖锐边角对第二金属支架造成损伤，尽可能减少第二金属支架在加工过程的损耗。

本实用新型进一步设置为：所述磁铁槽和封装槽在夹具主板上设有多组。

通过采用上述技术方案，在夹具主板上设置多组磁铁槽和封装槽，在保证多层瓷介电容器加工精度的情况下，尽可能的利用夹具主板的空间，提高产品加工效率，促进无包封金属支架多层瓷介电容器的推广和使用。

本实用新型进一步设置为：所述夹具主板设有滑动槽，滑动槽滑动连接有滑动条，磁铁槽开设于滑动条上。

通过采用上述技术方案，可以方便实现磁铁块在夹具主板上的拆装；因多层瓷介电容器加工时需要进行高温加热，而磁铁块经高温处理会消磁，所以在夹具使用过程中，需要频繁拆装磁铁块，为解决多个磁铁块拆装耗时较多的问题，便在夹具主板上开设了滑动槽，同时将磁铁槽放置在滑动条上，令滑动槽与滑动条滑动连接，通过滑动条在夹具主板上的滑入滑出操作，即可完成多个磁铁块在夹具主板上的拆装，有效提升了夹具的使用效率。

本实用新型进一步设置为：所述夹具主板两端设有把手。

通过采用上述技术方案，夹具完成多层瓷介电容器的堆叠处理后，再将夹具送入加热容器的过程中，借助夹具两端的把手，使用者能方便运送夹具，使得夹具的实用性得到了提高。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1.所述夹具通过封装槽和螺纹杆实现了较高精度的产品封装。

2.所述夹具设有导热通槽和多组封装槽，保障了产品的加工效率。

附图说明

图1是实施例一的结构示意图；

图2是图1的a部放大图；

图3是实施例二的结构示意图。

图中，1、夹具主板；2、磁铁块；3、螺纹杆；4、磁铁槽；5、封装槽；6、螺纹通孔；7、第一金属支架；8、第二金属支架；9、片式多层瓷介电容器；10、导热通槽；11、拆卸孔；12、滑动槽；13、滑动条；14、把手。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例一：一种用于无包封金属支架多层瓷介电容器元件加工的夹具，如图1、图2所示，包括一块由航空铝材料制成的夹具主板1、多个磁铁块2以及多个规格统一的螺纹杆3。夹具主板1上设有多个磁铁槽4，磁铁块2收纳于磁铁槽4内，且磁铁块2大小与磁铁槽4容纳空间相当；夹具主板沿磁铁槽4对称分布有多个封装槽5，每个封装槽5在远离磁铁槽4的一端都设有螺纹通孔6，螺纹杆3与螺纹通孔6配合。

其中磁铁块2的作用是吸附第一金属支架7，防止第一金属支架7放入封装槽5后发生倒伏，便于进行后续操作。

特别的，片式多层瓷介电容器9在放入封装槽5以前，会使用点胶机在片式多层瓷介电容器9对称的两个端面涂覆焊料，然后将涂覆焊料的片式多层瓷介电容器9放入封装槽5，使片式多层瓷介电容器9涂覆焊料的一个端面与第一金属支架7抵接，完成片式多层瓷介电容器9的放置后，再将第二金属支架8沿封装槽5远离磁铁块2的一端放入，使第二金属支架8与片式多层瓷介电容器9抵接。

随后通过慢慢旋紧螺纹杆3，使螺纹杆3挤压第二金属支架8，让第一金属支架7、片式多层瓷介电容器9和第二金属支架8紧密结合在一起，令焊料在焊接时能够与两个金属支架充分接触，防止无包封金属支架多层瓷介电容器9在焊接时发生虚焊，保障产品的使用安全。

上述第一金属支架7和第二金属支架8均采用铁镍合金制成，因为铁镍合金加工性能好，而且电阻率不大，同时还具有高磁导率和低矫顽力。

同时由于无包封金属支架多层瓷介电容器9的焊接最高温为350℃～400℃，所以采用了航空铝材料来制作夹具主板1。因为航空铝材料在400℃及以下温度与焊料不可焊接，这样能有效避免产品高温焊接后产品无法从夹具主板1上取下的情况。

而螺纹杆3则是由耐高温不锈钢材料制成，其最高使用温度可达1100℃，远高于焊接时所能达到的最高温度，所以也能避免产品与螺纹杆3在高温焊接后发生粘连。

为进一步锁定第一金属支架7在封装槽5内的位置，随着封装槽5深度的增加，封装槽5两侧间距逐渐降低。

更具体地说，封装槽5开口处两侧间距比片式多层瓷介电容器9大0.10mm～0.15mm，封装槽5底面的两侧间距与片式多层瓷介电容器9大小相当，这样既能方便金属支架的放入，又能将金属支架的两侧抵紧，使金属支架只能沿封装槽的长度方向运动，避免两个金属支架错位情况的发生，使制成的无包封金属支架多层瓷介电容器外形尺寸误差在可控范围。

同时为了使螺纹杆3能拥有一定的活动范围，封装槽5的长度需要大于两倍的片式多层瓷介电容器9长度。而封装槽5的深度则至少不小于片式多层瓷介电容器9的厚度，这有利于产品在封装时达到稳定。

出于加快无包封金属支架多层瓷介电容器焊接速度的考量，在封装槽5底面还设有腰型导热通槽10，在无包封金属支架多层瓷介电容器焊接时，经由导热通槽10，使焊接面的温度可以短时间内升温至焊接温度，迅速完成无包封金属支架多层瓷介电容器的焊接工作，提高无包封金属支架多层瓷介电容器的制作速度。

由于磁体块2的大小与磁铁槽4容纳空间相当，使得磁铁块2能与磁铁槽4内壁抵接，让磁铁块2放入磁铁槽4后不会轻易移动，但也因此产生了问题，那便是磁铁块2的拆卸会变得十分困难。出于方便拆装的考虑，在磁铁槽4边角便开设了拆卸孔11，使镊子等工具能够方便伸入被磁铁块2完全占据的磁铁槽4内，快速完成对磁铁块2的拆卸。

同理，当两个金属支架插入封装槽5后，为方便拆装金属支架，也在封装槽5边角设有拆卸孔。

最后为避免螺纹杆3在挤压第二金属支架8过程中，对第二金属支架8造成剐蹭，将螺纹杆3与第二金属支架8接触的一端倒有圆弧角，最大限度减少了挤压过程可能对第二金属支架8造成的损伤。

工作过程：先将夹具主板1平放于桌面，再用镊子将磁铁块2放入磁铁槽4内，随后把第一金属支架7沿封装槽5靠近磁铁槽4一端插入，直至第一金属支架7与磁铁槽4底面抵接；

紧接着在片式多层瓷介电容器9的端面用点胶机均匀涂覆焊料，再把涂覆好焊料的片式多层瓷介电容器9放入封装槽5内，用镊子推动片式多层瓷介电容器9，让片式多层瓷介电容器9涂覆焊料的端面与第一金属支架7抵接；

重复该过程直至需要的叠片个数完成，然后在封装槽5内插入第二金属支架8，用镊子操作第二金属支架8，使片式多层瓷介电容器9涂覆焊料的另外一个端面与第二金属支架8抵接；

随后拧紧螺纹杆3，让第一金属支架7、片式多层瓷介电容器9、第二金属支架8抵紧；

最后拆除夹具主板1上的磁铁块2，将完成封装的产品连带夹具主板1送入加热炉中高温处理即可。

实施例二：一种用于无包封金属支架多层瓷介电容器的夹具，如图3所示，与实施例一的不同点在于，夹具主板1上设有滑动槽12和滑动条13，磁铁槽4位于滑动条13上，而且夹具主板1两端还设有用于端持的把手14。

由于磁铁块2受高温加热会消磁，所以在螺纹杆3抵紧第二金属支架8后，需要将磁铁块2从夹具主板1上取下，多个磁铁块2的装取过程不便于夹具的使用，因此在夹具主板1上开设一滑动槽12，并设有一块与滑动槽12滑动连接的滑动条13，将磁铁槽4放置于滑动条13上，通过对滑动条13的操作，实现多个磁铁块2的便捷拆装操作，使夹具更具实操性。

同时通过在夹具主板1两端增设把手14，在使用者在进行夹具的移动时，能较为方便的对夹具进行端持，使夹具利于使用。

实施例三：经夹具加工后的无包封金属支架多层电容器的外形尺寸公差可以控制在±0.15mm以内，而纯手工方式加工的产品其外形尺寸公差高达±0.50mm，通过夹具加工的产品外形尺寸远低于无包封金属支架多层电容器的国家标准外形尺寸公差±0.25mm的要求，解决了外形尺寸不一致性及超差的问题。

实施例四：为了测试经夹具加工的产品接触面结合力大小，采用对产品的金属支架挂载50g砝码后再加温的试验方法来进行检验，结果显示纯手工方式完成的产品在加热至不足250℃时，所挂载的砝码便发生了脱落；而经夹具加工后的产品，即使加热至280℃的高温，产品的金属支架所挂载的砝码也不会发生脱落。

实施例五：为了测试无包封金属支架多层瓷介电容器的高温寿命，将电容器放入125℃，1.5倍额定电压的环境中，进行了1000小时的试验，试验后产品性能满足：

（1）外观：无可见损伤；

（2）电容量变化：

cg或ch：与初始测量值相比，不大于初始测量值的2%或者1pf,取较大者；

2r1、2r2、2c1或2c2:与初始测量值比较，不大于初始测量±10%；

（3）损耗角正切：不大于初始要求值的2倍；

（4）绝缘电阻；

cg或ch：不小于4000mω或40mω·μf，取较小者；

2r1、2r2、2c1或2c2:不小于2000mω或50mω·μf，取较小者。

实施例六：为了测量无包封金属支架多层瓷介电容器的抗热焊能力，进行了相应的试验。

试验条件：温度260℃±5℃、时间10s±1s。

试验后性能满足：

（1）外观：无可见损伤；

（2）电容量变化：

cg或ch：与初始测量值相比，不大于初始测量值的0.5%或者0.5pf,取较大者；

2r1、2r2、2c1或2c2:与初始测量值比较，不大于初始测量±10%；

（3）损耗角正切值：不大于初始要求值；

（4）绝缘电阻：不小于初始要求值。

实施例七：为了测量无包封金属支架多层瓷介电容器的抗高频振动能力，进行了相应的试验。

试验条件及试验方法：将电容器本体刚性固定在试验支架上，导体到引线也应采用刚性固定，以免电容器在振动试验期间受到损坏（如采用外接引线）。固定引线时应保证在试验频率范围内不会发生谐振。应在振动设备上检查安装支架，若发生谐振，应采取适当的方法来阻尼谐振。试验期间应在被试电容器引出端之间施加直流额定电压。振动频率范围10hz～2000hz,位移幅值0.75mm，加速度200m/s²，交越频率81.6hz,一次扫频时间20min，三个方向每个方向扫频次数12次，总试验时间12h。试验期间及试验后测量，应不出现大于或等于0.5ms的接触中断、开路或断路，且无机械损伤。

实施例八：为了测量无包封金属支架多层瓷介电容器的抗低频振荡能力，进行了相应的试验。

试验条件及试验方法：将电容器本体刚性固定在试验支架上，导体到引线也应采用刚性固定，以免电容器在振动试验期间受到损坏（如采用外接引线）。固定引线时应保证在试验频率范围内不会发生谐振。应在振动设备上检查安装支架，若发生谐振，应采取适当的方法来阻尼谐振。试验期间应在被试电容器引出端之间施加直流额定电压，试验的谱形及量值如下所示：

(1)加速度谱密度2（m/s²）²/hz，加速度总均方根值53.5m/s²；

(2)加速度谱密度4（m/s²）²/hz，加速度总均方根值75.6m/s²；

(3)加速度谱密度6（m/s²）²/hz，加速度总均方根值92.6m/s²；

(4)加速度谱密度10（m/s²）²/hz，加速度总均方根值119.5m/s²；

(5)加速度谱密度20（m/s²）²/hz，加速度总均方根值169.1m/s²；

(6)加速度谱密度30（m/s²）²/hz，加速度总均方根值207.1m/s²；

(7)加速度谱密度40（m/s²）²/hz，加速度总均方根值239.1m/s²；

(8)加速度谱密度60（m/s²）²/hz，加速度总均方根值292.8m/s²；

(9)加速度谱密度100（m/s²）²/hz，加速度总均方根值378.0m/s²；

(10)加速度谱密度150（m/s²）²/hz，加速度总均方根值463.0m/s²。

在三个相互垂直的方向上进行抗低频振荡试验，每个方向震动3min。试验期间及试验后测量，应不出现大于或等于0.5ms的接触中断、开路或断路，且无机械损伤。

实施例九：为了测量无包封金属支架多层瓷介电容器的抗冲击能力，进行了相应的试验。

试验条件：将电容器本体刚性固定在试验支架上，导体到引线也应采用刚性固定，以免电容器在冲击试验期间受到损坏（如采用外接引线）。试验期间应在被试电容器引出端之间施加直流额定电压。试验的脉冲峰值加速度1000m/s²，脉冲持续时间6ms，波形采用后峰锯齿，速度变化2.96m/s，在三个互相垂直轴的六个方向上各施加三个冲击，共18次。试验期间及试验后测量，应不出现大于或等于0.5ms的接触中断、开路或断路，且无击穿、飞弧和机械损伤。

以上具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。