一种大功率多层片式电容器的半干法成型工艺的制作方法

1.本发明属于涉及一种大功率多层片式电容器的半干法成型工艺。


背景技术：

2.目前行业内大功率多层片式电容器的成型工艺技术有以下几种：
3.第一、厚膜流延干式成型工艺技术：与目前国内大部分电容器厂生产工艺相同，主要通过粒度在0.5m-2m的陶瓷粉通过加入含有pvb树脂的粘合剂，分散剂，溶剂，稀释剂等球磨10h-30h，制成40％左右固含量的介质浆料，再通过钢带式流延机进行流延成不同厚度不同大小的瓷膜片，介质膜厚可以在15m-100m范围流延，流完后再在专用的印刷机上进行印刷所设计的图形，电极厚度1m-5范围使用，成型印刷过程是：瓷膜片根据不同设计厚度要求进行叠层，软压下保护层，再把下保护层压在载板上，在载板上的膜片上印刷电极，每印刷一层电极压一层不同流延厚度的瓷膜片再在瓷膜上印刷一层电极，这样交替压膜印刷达到设计电容量要求为止，再在印刷好的载板上压上保护层。经过层压切割、排胶、烧结、封端、电镀等制备成电容器。该工艺的优点是生产效率高，设备要求低，成本低；但其确定也很明显，不仅生产电容器容量低，技术难度小，良率低，还不能生产低损耗的产品，由于膜片是压在电极上，电极容易压塌，影响影响大功率电容的容量精度及电容损耗。
4.第二、薄膜流延干式成型工艺技术：与目前国内外大部分电容器厂生产工艺相同，主要通过粒度在0.1m-2m的陶瓷粉通过加入含有pvb树脂的粘合剂，分散剂，溶剂，稀释剂等球磨(球磨机或砂磨机)10h-30h，制成40％左右固含量的介质浆料，再通过薄膜流延机在pet载膜上进行流延成不同厚度的及大小的瓷膜片，一边流延一边收卷pet及瓷膜片，介质膜厚可以在0.7m-15m范围流延，流完后再在专用的印刷机上进行印刷所设计的图形，电极厚度0.5m-3范围使用，印刷完后放到专用叠膜机进行叠膜，叠膜层数达到设计要求为止。再经过层压切割、排胶、烧结、封端、电镀等制备成电容器。该工艺的优点是生产效率高，成本高，可叠高层数做高容小尺寸产品；但其确定也很明显，不仅设备要求高，不能做高压大功率产品，良率低，还由于膜片是压在电极上，电极容易压塌，影响大功率电容的容量精度及电容损耗。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明目的是提供一种具有成本低、环保和换型快的大功率多层片式电容器的半干法成型工艺。
6.为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
7.一种大功率多层片式电容器的半干法成型工艺，包括以下步骤：
8.步骤1、配制适合印刷用的介质浆料：每100g介质浆料取电容用陶瓷粉材料60-63g，向陶瓷粉材料内添加树脂含量小于50％的粘合剂23-25.5g，再加入乙醇5.5-8g、醋酸甲酯5-7g、消泡剂0.2-0.3g、增塑剂0.6-0.9g和分散剂0.2-0.3g，并进行高速搅拌，然后将搅拌所得的混合物通过辊轧机轧1-10遍，达到相就要求粒度，最后检测出介质浆料的测粘
度为40-50kcp、固含量为60-63％，检测合格的介质浆料即可使用，备用；
9.步骤2、备板贴底膜：在不同大小的板面贴上一层不同厚度表面光滑的聚酯膜，贴膜必须贴平整，备用；
10.步骤3、印刷底介质保护层：在步骤2贴好的聚酯膜上按印刷设计厚度进行印刷步骤1制得的介质浆料，印刷的介质浆料可根据设计图形的大小设计面积，每印刷一层干燥一次，即在30-80℃的干燥5-25分钟，直至达到设计层数的要求，完成底介质保护层的印刷，备用；
11.步骤4、印刷电容的电极及介质：在步骤3已印刷的底介质保护层上印刷厚度为1m-10m的电极浆料，每印刷一层干燥一次，即在30-80℃的干燥5-25分钟，然后在电极浆料层上印刷厚度为2m-200m的介质层，每印刷一层即在同样的条件下干燥一次，最后依次印刷电极浆料、印刷介质层
……
印刷电极浆料、印刷介质层的方式，直至达到设计层数的要求，制的半成品电容器，备用；
12.步骤5、印刷面介质保护层：在步骤4完成印刷层数要求的半成品电容器上印刷面介质保护层，根据设计图形的大小设计面积，每印刷一层干燥一次，即在30-80℃的干燥5-25分钟，直至达到设计层数的要求，完成面介质保护层的印刷后电容器成型，备用；
13.步骤6、烘干层压：电容器在印刷面保护层后在30-50℃条件下进行烘干1-24h，且不同层数和不同设计尺寸的电容器，其烘干温度、时间不同，最后在电容器烘干后根据层数的不同在20-100mpa的条件下利用压机进行层压5-60分钟，备用；
14.步骤7、电容器经过步骤6的烘干层压后，再经过常规的切割、排胶、烧结、封端、烧端、电镀、测试等工序，即可制成多层电容器。
15.进一步的，所述步骤1中的陶瓷粉材料为钛酸钡系陶瓷粉、钛酸锶系陶瓷粉和锆钛系陶瓷粉中的一种。
16.进一步的，所述步骤1中的粘合剂每100g中包括聚合度为1000的聚乙烯醇缩丁醛10.5-13.5g、纤维素树脂6.5-7.5g、丙稀酸树脂1-2g、乙醇44-45g和醋酸甲酯35g。
17.进一步的，将聚合度为1000的聚乙烯醇缩丁醛10.5-13.5g、纤维素树脂6.5-7.5g、丙稀酸树脂1-2g、乙醇44-45g和醋酸甲酯35g加入搅拌釜内，在温度为30-80℃、搅拌转速为50-60转/分钟的条件下搅拌溶解，制得粘合剂。
18.进一步的，所述步骤7中的测试工序中测试参数包括：容量、q值、绝缘电阻和高温寿命。
19.本发明技术效果主要体现在以下方面：通过选择不同重量份的粘合剂、乙醇、醋酸甲酯、消泡剂、增塑剂和分散剂组合，加入陶瓷粉材料先进行配比高速搅拌，搅拌后的浆料再进行三辊轧机进行浆料再分散，制备成专用于印刷的固含量为60-63％的介质浆料，轧好的介质浆料在专用的生产线上进行成型，先在金属的承载板上贴上聚酯膜，再根据设计要求在聚酯膜片上先印刷要求厚度的介质浆料，再在介质浆料上印刷不同厚度的电极浆料，印刷一层介质浆料再印刷一层电极浆料，通过交替印刷达到所要求电容设计，具有成本低、环保和换型快的优点，可做高容产品，适合印刷厚电极及做大功率高压产品。
具体实施方式
20.以下对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和
掌握。
21.实施例一
22.制备0805b102k501nt型号电容器产品，包括以下步骤：
23.步骤1、配制适合印刷用的介质浆料：取电容用陶瓷粉材料60g，向陶瓷粉材料内添加树脂含量小于50％的粘合剂25g，再加入乙醇8g、醋酸甲酯6g、消泡剂0.2g、增塑剂0.6g和分散剂0.2g送入搅拌机，在60℃的加热条件下，以60转/分钟搅拌20分钟，然后将搅拌所得的混合物通过辊轧机轧5遍，达到相就要求粒度，最后检测出介质浆料的测粘度为40kcp、固含量为60％，检测合格的介质浆料即可使用，备用；
24.步骤2、备板贴底膜：在216mm*216mm*0.8mm板上帖上一层0.2mm厚度表面光滑的聚酯膜，贴膜必须贴平整，备用；
25.步骤3、印刷底介质保护层：在步骤2贴好的聚酯膜上按印刷设计厚度进行印刷步骤1制得的介质浆料，印刷的介质浆料面积为190mm*190mm，印刷厚度为35m，每印刷一层干燥一次，即在60℃的干燥10分钟，直至印刷13层，总厚度455m，完成底介质保护层的印刷，备用；
26.步骤4、印刷电容的电极及介质：在步骤3已印刷的底介质保护层上印刷厚度为0.3m-10m的电极浆料，每印刷一层干燥一次，即在60℃的干燥10分钟，然后在电极浆料层上印刷厚度为42m的介质层，每印刷一层即在同样的条件下干燥一次，最后依次印刷电极浆料、印刷介质层
……
印刷电极浆料、印刷介质层的方式，直至达到6层数，制的半成品电容器，备用；
27.步骤5、印刷面介质保护层：在步骤4完成印刷层数要求的半成品电容器上印刷面介质保护层，根据设计图形的大小设计面积，每印刷一层干燥一次，即在60℃的干燥10分钟，直至印刷13层，总厚度为455m，完成面介质保护层的印刷后电容器成型，备用；
28.步骤6、烘干层压：电容器在印刷面保护层后在50℃条件下进行烘干11h，最后在电容器烘干后根据层数的不同在50mpa的条件下利用压机进行层压20分钟，备用；
29.步骤7、电容器经过步骤6的烘干层压后，再经过常规的切割、排胶、烧结、封端、烧端、电镀、测试等工序，即可制成多层电容器。
30.在本实施例中，所述步骤1中的陶瓷粉材料为钛酸钡系陶瓷粉、钛酸锶系陶瓷粉和锆钛系陶瓷粉中的一种。
31.在本实施例中，所述步骤1中的粘合剂包括聚合度为1000的聚乙烯醇缩丁醛12.5g、纤维素树脂7.5g、丙稀酸树脂2g、乙醇45g和醋酸甲酯35g。
32.在本实施例中，将聚合度为1000的聚乙烯醇缩丁醛12.5g、纤维素树脂7.5g、丙稀酸树脂2g、乙醇45g和醋酸甲酯35g加入搅拌釜内，在温度为50℃、搅拌转速为50转/分钟的条件下搅拌溶解2h，制得粘合剂。
33.在本实施例中，所述步骤7中的测试工序中测试参数包括：容量、q值、绝缘电阻和高温寿命，具体数值如下表1所示：
[0034][0035]
表1
[0036]
实施例二
[0037]
制备0805cg101j201nt型号电容器产品，包括以下步骤：
[0038]
步骤1、配制适合印刷用的介质浆料：取电容用陶瓷粉材料62.5g，向陶瓷粉材料内添加树脂含量小于50％的粘合剂25.5g，再加入乙醇5.5g、醋酸甲酯5g、消泡剂0.3g、增塑剂0.9g和分散剂0.3g送入搅拌机，在50℃的加热条件下，以60转/分钟搅拌30分钟，然后将搅拌所得的混合物通过辊轧机轧6遍，达到相就要求粒度，最后检测出介质浆料的测粘度为50kcp、固含量为62.5％，检测合格的介质浆料即可使用，备用；
[0039]
步骤2、备板贴底膜：在216mm*216mm*0.8mm板上帖上一层0.2mm厚度表面光滑的聚酯膜，贴膜必须贴平整，备用；
[0040]
步骤3、印刷底介质保护层：在步骤2贴好的聚酯膜上按印刷设计厚度进行印刷步骤1制得的介质浆料，印刷的介质浆料面积为190mm*190mm，印刷厚度为35m，每印刷一层干燥一次，即在65℃的干燥10分钟，直至印刷13层，总厚度455m，完成底介质保护层的印刷，备用；
[0041]
步骤4、印刷电容的电极及介质：在步骤3已印刷的底介质保护层上印刷厚度为0.3m-10m的电极浆料，每印刷一层干燥一次，即在60℃的干燥10分钟，然后在电极浆料层上印刷厚度为32m的介质层，每印刷一层即在同样的条件下干燥一次，最后依次印刷电极浆料、印刷介质层
……
印刷电极浆料、印刷介质层的方式，直至达到8层数，制的半成品电容器，备用；
[0042]
步骤5、印刷面介质保护层：在步骤4完成印刷层数要求的半成品电容器上印刷面介质保护层，根据设计图形的大小设计面积，每印刷一层干燥一次，即在60℃的干燥15分钟，直至印刷13层，总厚度为455m，完成面介质保护层的印刷后电容器成型，备用；
[0043]
步骤6、烘干层压：电容器在印刷面保护层后在40℃条件下进行烘干18h，最后在电容器烘干后根据层数的不同在50mpa的条件下利用压机进行层压20分钟，备用；
[0044]
步骤7、电容器经过步骤6的烘干层压后，再经过常规的切割、排胶、烧结、封端、烧端、电镀、测试等工序，即可制成多层电容器。
[0045]
在本实施例中，所述步骤1中的陶瓷粉材料为钛酸钡系陶瓷粉、钛酸锶系陶瓷粉和锆钛系陶瓷粉中的一种。
[0046]
在本实施例中，所述步骤1中的粘合剂包括聚合度为1000的聚乙烯醇缩丁醛13.5g、纤维素树脂6.5g、丙稀酸树脂1g、乙醇44g和醋酸甲酯35g。
[0047]
在本实施例中，将聚合度为1000的聚乙烯醇缩丁醛13.5g、纤维素树脂6.5g、丙稀酸树脂1g、乙醇44g和醋酸甲酯35g加入搅拌釜内，在温度为60℃、搅拌转速为50转/分钟的条件下搅拌溶解3h，制得粘合剂。
[0048]
在本实施例中，所述步骤7中的测试工序中测试参数包括：容量、q值、绝缘电阻和高温寿命，具体数值如下表2所示：
[0049][0050]
表2
[0051]
实施例三
[0052]
制备高频高q大功率电容器1111bc100j501nt产品，包括以下步骤：
[0053]
步骤1、配制适合印刷用的介质浆料：取电容用陶瓷粉材料63g，向陶瓷粉材料内添加树脂含量小于50％的粘合剂23g，再加入乙醇5.5g、醋酸甲酯7g、消泡剂0.3g、增塑剂0.9g和分散剂0.3g送入搅拌机，在45℃的加热条件下，以60转/分钟搅拌30分钟，然后将搅拌所得的混合物通过辊轧机轧6遍，达到相就要求粒度，最后检测出介质浆料的测粘度为50kcp、固含量为62.5％，检测合格的介质浆料即可使用，备用；
[0054]
步骤2、备板贴底膜：在216mm*216mm*0.8mm板上帖上一层0.2mm厚度表面光滑的聚酯膜，贴膜必须贴平整，备用；
[0055]
步骤3、印刷底介质保护层：在步骤2贴好的聚酯膜上按印刷设计厚度进行印刷步骤1制得的介质浆料，印刷的介质浆料面积为190mm*190mm，印刷厚度为40m，每印刷一层干燥一次，即在65℃的干燥10分钟，直至印刷14层，总厚度560m，完成底介质保护层的印刷，备用；
[0056]
步骤4、印刷电容的电极及介质：在步骤3已印刷的底介质保护层上印刷厚度为0.3m-10m的电极浆料，每印刷一层干燥一次，即在60℃的干燥10分钟，然后在电极浆料层上印刷厚度为50m的介质层，每印刷一层即在同样的条件下干燥一次，最后依次印刷电极浆料、印刷介质层
……
印刷电极浆料、印刷介质层的方式，直至达到10层数，制的半成品电容器，备用；
[0057]
步骤5、印刷面介质保护层：在步骤4完成印刷层数要求的半成品电容器上印刷面介质保护层，根据设计图形的大小设计面积，每印刷一层干燥一次，即在60℃的干燥15分钟，直至印刷14层，总厚度560m，完成面介质保护层的印刷后电容器成型，备用；
[0058]
步骤6、烘干层压：电容器在印刷面保护层后在40℃条件下进行烘干24h，最后在电容器烘干后根据层数的不同在100mpa的条件下利用压机进行层压50分钟，备用；
[0059]
步骤7、电容器经过步骤6的烘干层压后，再经过常规的切割、排胶、烧结、封端、烧端、电镀、测试等工序，即可制成多层电容器。
[0060]
在本实施例中，所述步骤1中的陶瓷粉材料为钛酸钡系陶瓷粉、钛酸锶系陶瓷粉和锆钛系陶瓷粉中的一种。
[0061]
在本实施例中，所述步骤1中的粘合剂包括聚合度为1000的聚乙烯醇缩丁醛10.5g、纤维素树脂7.5g、丙稀酸树脂2g、乙醇45g和醋酸甲酯35g。
[0062]
在本实施例中，将聚合度为1000的聚乙烯醇缩丁醛10.5g、纤维素树脂7.5g、丙稀酸树脂2g、乙醇45g和醋酸甲酯35g加入搅拌釜内，在温度为70℃、搅拌转速为60转/分钟的条件下搅拌溶解3h，制得粘合剂。
[0063]
在本实施例中，所述步骤7中的测试工序中测试参数包括：容量、q值、绝缘电阻和高温寿命，具体数值如下表3所示：
[0064][0065]
表3
[0066]
与现有技术相比具有以下优、缺点，如下表4所示：
[0067][0068]
表4
[0069]
从上表4的对比情况来看：本发明大功率多层片式电容器的半干法成型工艺中的介质是制成电容用的钛酸钡系陶瓷材料、钛酸锶系陶瓷材料、锆钛系陶瓷材料中的其中一种，配合粘合剂、乙醇、醋酸甲酯、消泡剂、增塑剂和分散剂制备适合独特的交替印刷工艺使用的介质浆料，在成本、节能环保、投入产出、电容功率方面充分综合了现有各种技术的一些优点，实现技术上新的统一。
[0070]
本发明技术效果主要体现在以下方面：通过选择不同重量份的粘合剂、乙醇、醋酸甲酯、消泡剂、增塑剂和分散剂组合，加入陶瓷粉材料先进行配比高速搅拌，搅拌后的浆料再进行三辊轧机进行浆料再分散，制备成专用于印刷的固含量为60-63％的介质浆料，轧好的介质浆料在专用的生产线上进行成型，先在金属的承载板上贴上聚酯膜，再根据设计要求在聚酯膜片上先印刷要求厚度的介质浆料，再在介质浆料上印刷不同厚度的电极浆料，印刷一层介质浆料再印刷一层电极浆料，通过交替印刷达到所要求电容设计，具有成本低、环保和换型快的优点，可做高容产品，适合印刷厚电极及做大功率高压产品。
[0071]
当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。