一种适用于大尺寸金属支架多层瓷介电容器的装置及工艺的制作方法

1.本技术涉及片式多层瓷介电容器制作的技术领域，尤其是涉及一种适用于大尺寸金属支架多层瓷介电容器的装置及工艺。


背景技术：

2.电容器作为三大无源器件之一，在电路中的使用是必不可少的。随着现代技术的发展，设计师对高电压大容值电容器的需求越来越广，多层瓷介电容器与其它介质电容器相比，具有比容大、耐电压高且无极性等特点，其使用的优点越来越被认可。根据多层瓷介电容器的设计原理，电容量与重叠面积、层数和介电常数成正比，与介质层厚度成反比；在介质材料给定的条件下，耐电压越高其选择的介质层越厚，电容量越大其层数就越多，局限于产品的厚度及工艺，增大外形尺寸（即增加重叠面积）是一种优选的设计。
3.铝基印制板中氧化铝材质的基板由于绝缘电阻大、受温度影响小等优点，在使用环境苛刻的高端场合，越来越被印制板设计师所认可。由于铝基印制板的热膨胀率比片式多层瓷介电容器略小一些，而焊膏中的金属（典型的如sn63pb37）的热膨胀率远大于铝基板和片式多层瓷介电容器，电装过程温度较高，焊膏中的金属处在熔融状态时无任何应力，但在电装后的冷却过程中，焊膏中的金属收缩使片式多层瓷介电容器处于伸张应力下，大量实践证明片式多层瓷介电容器处于伸张应力下极易产生裂纹而损坏，并且片式多层瓷介电容器的外形尺寸越大受应力影响越明显。
4.目前为了消除上述问题，设计出了金属支架多层瓷介电容器，包括芯片、两个金属支架，两个金属支架分别通过高温焊膏焊接在芯片的两侧端面，在焊接的过程中，先在芯片的两侧端面涂上焊膏，将两个金属支架分别置于芯片的两侧端面上，使金属支架与焊膏接触，并通过包封后放入回流焊炉，使金属支架与芯片的两侧端面通过高温焊膏充分接触，以实现芯片与金属支架的固定。其中芯片由至少2个的片式多层瓷介电容器通过红胶叠加固定，并通过烘箱对红胶进行固化。后期用户电装时通过两个金属支架与铝基板焊接，将芯片架空避免了片式多层瓷介电容器与铝基板的直接焊接，有效的减少电装过程中伸张应力对片式多层瓷介电容器的影响。
5.但由于大尺寸片式多层瓷介电容器的端面面积较大，其在制作金属支架时需要涂覆的焊膏较多，因此在金属支架和片式多层瓷介电容器的焊接过程中，焊膏中的金属的伸张应力对片式多层瓷介电容器的影响依然存在，因此，需要一个制作大尺寸金属支架多层瓷介电容器的新方案。


技术实现要素：

6.本技术的目的在于提供一种适用于大尺寸金属支架多层瓷介电容器的装置及工艺，为了解决片式多层瓷介电容器的尺寸越大受应力影响越明显的问题。
7.第一方面本技术提供的一种适用于大尺寸金属支架多层瓷介电容器的装置采用如下的技
术方案：一种适用于大尺寸金属支架多层瓷介电容器的装置，包括叠片夹具、装片夹具、用于承载所述装片夹具的托盘支架，所述叠片夹具开设有叠放槽，所述装片夹具贯穿开设有装片槽，所述装片夹具设置有用于将电容器夹紧于所述装片槽内的夹紧件，所述装片夹具设置有与所述夹紧件对应的磁吸件。
8.通过采用上述技术方案，叠片夹具平放于工作台上，将一个电容器放置于叠放槽，在该电容器朝向叠放槽的上方槽口的侧面上涂上红胶，再叠放上另一个电容器，以此类推，最后将叠片夹具放置于烘箱用于固化红胶，实现两个电容器的固定；夹取一个金属支架放置于装片槽内，磁吸件使金属支架抵紧于装片槽的槽壁上，在制作好的芯片的相对两侧壁涂上焊膏，将芯片放置于装片槽内，芯片上涂有焊膏的一侧与金属支架接触，再夹取一个金属支架放置于装片槽内且位于芯片涂有焊膏的另一侧，通过调节夹紧件，使夹紧件的一端抵紧在金属支架的一侧，使两个金属支架分别抵紧于芯片的两侧端面，使金属支架与芯片之间的焊膏被充分挤压扩散，有效压缩了焊膏中的金属因热胀冷缩而产生形变的空间，能够有效减少伸张应力对片式多层瓷介电容器的影响，适用于大尺寸金属支架多层瓷介电容器的制作。
9.将托盘支架放置于回流焊炉内，装片夹具放置于托盘支架上，启动回流焊炉使焊膏与金属支架和芯片充分接触，实现金属支架和芯片的固定。
10.同时，装片槽呈贯穿设置，能够在焊接过程中使金属支架、芯片和焊膏均匀受热并能够使焊膏中的助焊剂从装片槽的下方槽口充分排出，有效减少金属支架多层瓷介电容器中助焊剂的残留量，能够便于对装片夹具进行清理。
11.可选的，还包括辅助夹具，所述辅助夹具嵌设于所述装片槽，所述辅助夹具开设有凹槽，所述夹紧件的一端伸入所述凹槽。
12.通过采用上述技术方案，辅助夹具置于装片槽内，金属支架和芯片置于装片槽内时，实际上是金属支架和芯片均置于凹槽内，便于金属支架与芯片进行对齐，便于夹紧件将金属支架和芯片进行抵紧，使两个金属支架上的引脚进行对齐，避免给后续金属支架与铝基板的电装造成困难。
13.在夹紧件抵紧金属支架和芯片后，将辅助夹具从装片槽内取出，便于助焊剂在焊接阶段充分排出。
14.可选的，所述辅助夹具设置有凸边，所述装片夹具开设有与所述装片槽连通的限位槽，所述限位槽用于供所述凸边嵌入。
15.通过采用上述技术方案，辅助夹具从装片槽的一端槽口插入内，凸边嵌入限位槽，再将装片夹具翻转180度，将金属板支架和芯片放入凹槽，凸边对辅助夹具起到限位的作用，同时使辅助夹具与装片夹具保持平齐，便于金属支架与芯片进行对齐，避免对后续电装造成困难，提高金属支架多层瓷介电容器成品的质量。
16.可选的，所述夹紧件位于所述凹槽的一端设置有垫片，所述垫片卡入且滑移于所述凹槽内。
17.通过采用上述技术方案，垫片与金属支架的一侧抵接，能够避免夹紧件与金属支架之间接触，减少在夹紧件的作用下造成金属支架的表面发生形变而损坏。
18.可选的，所述托盘支架包括圆环、固定连接于所述圆环的两个圆棒，两个所述圆棒
呈平行设置，所述圆环固定连接有支脚。
19.通过采用上述技术方案，圆环通过支脚置于回流焊炉，将装夹有金属支架和芯片的装片夹具置于两个圆棒上，在焊接过程中，使装片夹具能够悬空，多余的助焊剂能够依次通过装片槽、圆环充分排出。
20.可选的，所述托盘支架还包括设置于两个圆棒上的钨钢方棒，所述装片夹具开设有供所述钨钢方棒卡入的止动槽，所述止动槽与所述装片槽连通。
21.通过采用上述技术方案，将钨钢方棒置于两个圆棒上方，装片夹具置于两个圆棒上方时，钨钢方棒卡入止动槽，使装片夹具在焊接过程中能够悬空，同样是为了受热均匀和便于焊膏中的助焊剂充分排出。
22.同时钨钢具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐高温、耐腐蚀等优良特点，能够在高温焊接过程中，保持装片夹具的稳定性，提高金属支架与芯片焊接的稳定性，提高成品质量。
23.可选的，所述叠放槽与所述装片槽均开设有若干让位槽。
24.通过采用上述技术方案，让位槽的存在便于夹取芯片置于叠放槽以及将辅助夹具置于装片槽和将辅助夹具从装片槽内取出，让位槽能够供镊子等工具的端部插入，提高操作的便捷性，提高组装的效率。
25.可选的，所述装片夹具开设有供所述磁吸件嵌入的嵌槽，所述嵌槽开设有贯穿所述装片夹具的插孔。
26.通过采用上述技术方案，磁吸件嵌入嵌槽，使与磁吸件相邻的金属支架能够抵紧在对应的装片槽的槽壁上，提高金属支架与芯片组装的稳定性。
27.同时插孔便于使用工具插入插孔进入嵌槽将磁吸件顶出嵌槽，便于在将装片夹具置于回流焊炉之前将磁吸件取出。
28.可选的，所述叠片夹具设置有覆盖所述叠放槽的一端槽口的耐热粘固件。
29.通过采用上述技术方案，叠片夹具置于工作台时，耐热粘固件位于叠片夹具的下方，电容器置于叠放槽时，耐热粘固件能够对电容器进行粘连，对电容器起到固定的作用，当叠片夹具置于烘箱时，由于耐热粘固件具有耐热性，能够在烘箱中保持完整性。
30.第二方面本技术提供的一种适用于大尺寸金属支架多层瓷介电容器的工艺，包括以下内容：芯片的制作：叠片夹具平放于工作台上，将一个电容器放置于叠放槽，耐热粘固件与电容器粘连限制其移出叠放槽，在该电容器朝向叠放槽的上方槽口的侧面上涂上红胶，再叠放上另一个电容器，以此类推，最后将叠片夹具放置于烘箱用于固化红胶以使片式多层瓷介电容器并联粘接；装片夹具的组装：将辅助夹具从装片槽的一端槽口放入，凸边嵌入限位槽，将装片夹具翻转平放于工作台上，将磁吸件放入嵌槽内；金属支架的安装：夹取一个金属支架放置于凹槽内，磁吸件使金属支架抵紧于装片槽的槽壁上，在制作好的芯片的相对两侧端面涂上焊膏，将芯片放置于凹槽内，芯片上涂有焊膏的一侧端面与金属支架接触，再夹取一个金属支架放置于凹槽内且位于芯片涂有焊膏的另一侧端面，通过调节夹紧件，使垫片抵紧与金属支架的一侧，最后取下辅助夹具和磁
吸件，将托盘支架放置于回流焊炉内，装片夹具放置于托盘支架上，且钨钢方棒嵌入对应的止动槽内，启动回流焊炉使焊膏与金属支架和芯片充分接触，实现金属支架和芯片的固定通过采用上述技术方案，能够在焊接过程中使金属支架、芯片和焊膏均匀受热并能够使焊膏中的助焊剂从装片槽的下方槽口充分排出，有效减少金属支架多层瓷介电容器中助焊剂的残留量，既有效消除伸张应力对片式多层瓷介电容器的影响，又能够适用于大尺寸金属支架多层瓷介电容器的制作，同时制作过程无需包封。
31.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1、本装置既有效减少伸张应力对片式多层瓷介电容器的影响，又能够适用于大尺寸金属支架多层瓷介电容器的制作，同时便于清理；2、辅助夹具置于装片槽内，金属支架和芯片置于装片槽内时，金属支架和芯片均置于凹槽内，便于金属支架与芯片进行对齐，便于夹紧件将金属支架和芯片进行抵紧，使两个金属支架上的引脚进行对齐，避免给后续电装造成困难；3、圆环通过支脚置于回流焊炉，将装夹有金属支架和芯片的装片夹具置于两个圆棒上，在焊接过程中，使装片夹具能够悬空，焊膏中的助焊剂能够依次通过装片槽、圆环充分排出；4、同时钨钢具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等优良特点，能够在高温焊接过程中，保持装片夹具的稳定性，提高金属支架与芯片焊接的稳定性，提高成品质量。
附图说明
32.图1是本技术实施例的叠片夹具的结构示意图；图2是本技术实施例的装片夹具和托盘支架的结构示意图；图3是本技术实施例的装片夹具的结构示意图；图4是本技术实施例的局部爆炸示意图；图5是本技术实施例的辅助夹具的结构示意图；图6是本技术实施例的局部剖视示意图；图7是本技术实施例的托盘支架的结构示意图；图8是本技术实施例的芯片和金属支架的结构示意图。
33.附图标记说明：1、叠片夹具；11、叠放槽；12、让位槽；2、装片夹具；21、装片槽；22、限位槽；23、止动槽；24、嵌槽；25、插孔；3、托盘支架；31、圆环；32、圆棒；33、钨钢方棒；34、支脚；4、夹紧件；41、垫片；5、磁吸件；6、辅助夹具；61、凹槽；62、凸边；7、耐热粘固件；8、芯片；81、电容器；9、金属支架；91、平板；92、引脚；93、凸点。
具体实施方式
34.以下结合附图1-8对本技术作进一步详细说明。
35.本技术实施例公开了一种适用于大尺寸金属支架9多层瓷介电容器81的装置及工艺。
36.第一方面本技术实施例公开了一种适用于大尺寸金属支架9多层瓷介电容器81的装置。
37.参照图1、图2，一种适用于大尺寸金属支架9多层瓷介电容器81的装置，包括叠片夹具1、装片夹具2、用于承载装片夹具2的托盘支架3，叠片夹具1开设有若干个叠放槽11，叠放槽11贯穿叠片夹具1的相向两侧，装片夹具2开设有若干个装片槽21，装片槽21贯穿装片夹具2的相向两侧，叠放槽11和装片槽21的数量均根据实际需求而进行选择，装片夹具2安装有与装片槽21一一对应且用于将电容器81夹紧于装片槽21内的夹紧件4，电容器81为片式多层瓷介电容器，装片夹具2安装有与夹紧件4对应的磁吸件5。
38.参照图3、图4，还包括辅助夹具6，辅助夹具6嵌设于装片槽21，辅助夹具6开设有与装片槽21对应的凹槽61，凹槽61供芯片8和金属支架9卡入且滑移，能够对芯片8要和金属支架9起到限位的作用，凹槽61的相对两端均贯穿，夹紧件4为螺纹连接于装片夹具2的螺栓，螺栓的杆部贯穿装片槽21的槽壁，当辅助夹具6嵌设于装片槽21时，螺栓的杆部能够位于凹槽61内。
39.参照图4、图5，辅助夹具6的一端一体成型有凸边62，装片夹具2开设有与装片槽21连通的限位槽22，当辅助夹具6嵌设于装片槽21时，凸边62嵌入限位槽22，能够对辅助夹具6起到限位的作用，提高辅助夹具6与装片槽21配合的稳定性。
40.参照图6，螺栓的杆部背离头部的一端连接有垫片41，垫片41与螺栓的杆部可以是抵接关系也可以是转动连接关系，垫片41卡入且滑移于凹槽61内。
41.参照图3、图4，装片夹具2开设有嵌槽24，磁吸件5为常规的方形磁铁，磁吸件5嵌入嵌槽24内，嵌槽24的数量为装片槽21的一半，每个嵌槽24对应两个装片槽21，嵌槽24与装片槽21背离夹紧件4的槽壁相邻。同时，嵌槽24的槽底开设有贯穿装片夹具2的插孔25。
42.参照图7，托盘支架3包括圆环31、固定连接于圆环31的两个圆棒32，两个圆棒32呈平行设置，圆环31沿自身周向固定连接有四个支脚34，托盘支架3置于回流焊炉时，装片夹具2能够置于两个圆棒32上。同时，托盘支架3还包括置于两个圆棒32上的钨钢方棒33，钨钢方棒33与两个圆棒32可以是抵接关系或滑移连接关系，装片夹具2开设有供钨钢方棒33卡入的止动槽23，止动槽23与装片槽21连通。
43.参照图1，叠放槽11与装片槽21均为方形槽，方形槽每相邻两个槽壁之间开设有让位槽12。叠片夹具1的一侧连接有覆盖若干个叠放槽11的共同一端槽口的耐热粘固件7，耐热粘固件7为常规的高温胶带，高温胶带粘贴在叠片夹具1的一侧。
44.本技术实施例一种适用于大尺寸金属支架多层瓷介电容器的装置的实施原理为：叠片夹具1平放于工作台上，将一个电容器81放置于叠放槽11，在该电容器81朝向叠放槽11的上方槽口的侧面上涂上红胶，再叠放上另一个电容器81，以此类推，最后将叠片夹具1放置于烘箱用于固化红胶，实现两个电容器81的固定，制成芯片8。
45.辅助夹具6置于装片槽21内，金属支架9和芯片8置于装片槽21内时，实际上金属支架9和芯片8均置于凹槽61内，便于金属支架9与芯片8进行对齐，便于夹紧件4将金属支架9和芯片8进行抵紧，使两个金属支架9上的引脚92进行对齐，磁吸件5使金属支架9抵紧于装片槽21的槽壁上，在制作好的芯片8的两侧端面涂上焊膏，将芯片8放置于凹槽61内，芯片8上涂有焊膏的一侧端面与金属支架9接触，再夹取一个金属支架9放置于凹槽61内且位于芯片8涂有焊膏的另一侧端面，通过调节夹紧件4，使垫片41抵紧于金属支架9的一侧端面，使两个金属支架9抵紧于芯片8的两侧端面，将托盘支架3放置于回流焊炉内，装片夹具2放置于托盘支架3上，启动回流焊炉使焊膏与金属支架9和芯片8充分接触，实现金属支架9和芯
片8的固定，同时装片槽21呈贯穿设置，能够在焊接过程中使金属支架9、芯片8和焊膏均匀受热并能够使焊膏中的助焊剂从装片槽21的下方槽口充分排出。
46.第二方面本技术实施例公开了一种适用于大尺寸金属支架多层瓷介电容器的工艺。
47.一种适用于大尺寸金属支架多层瓷介电容器的工艺，包括以下内容：芯片8的制作：叠片夹具1平放于工作台上，将一个电容器81放置于叠放槽11，粘固件与电容器81粘连限制其移出叠放槽11，在该电容器81朝向叠放槽11的上方槽口的侧面上涂上红胶，再叠放上另一个电容器81，以此类推，最后将叠片夹具1放置于烘箱用于固化红胶以使电容器81并联粘接；装片夹具2的组装：将辅助夹具6从装片槽21的一端槽口放入，凸边62嵌入限位槽22，将装片夹具2翻转平放于工作台上，将磁吸件5放入嵌槽24内；金属支架9的安装：夹取一个金属支架9放置于凹槽61内，磁吸件5使金属支架9抵紧于装片槽21的槽壁上，在制作好的芯片8的两侧端面上焊膏，将芯片8放置于凹槽61内，芯片8上涂有焊膏的一侧端面与金属支架9接触，再夹取一个金属支架9放置于凹槽61内且位于芯片8涂有焊膏的另一侧端面，通过调节夹紧件4，使垫片41抵紧与金属支架9的一侧，最后取下辅助夹具6，将托盘支架3放置于回流焊炉内，装片夹具2放置于托盘支架3上，且钨钢方棒33嵌入对应的止动槽23内，启动回流焊炉使焊膏与金属支架9和芯片8充分接触，实现金属支架9和芯片8的固定。
48.参照图8，金属支架9包括平板91、一体成型于引脚92的若干个引脚92，相邻两个引脚92之间形成有缺口，为了降低使用者在焊接时的热接触面积，那么焊接时热传递至平板91就会慢许多，防止平板91与电容器81端面因热量积聚过多使焊料熔融而产生脱开问题。
49.参照图8，平板91冲压成型有若干个凸点93，凸点93的高度为0.05mm-0.07mm，能够使平板91与电容器81的端面之间留有足够多的高温焊膏，便于平板91与电容器81的端面均能够与焊膏充分接触，提高金属支架9与电容器81结合的强度，增加了制作后产品的可靠性。
50.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。