专利名称：一种电子陶瓷元件的卑金属复合电极及其制备方法
技术领域：
本发明涉及电子陶瓷元件的卑金属复合电极的技术领域，具体涉及一种电子陶瓷元件的卑金属复合电极，以及应用热喷涂技术制备所述卑金属复合电极的方法。
背景技术：
现有氧化锌压敏电阻器(Metal Oxide Varistors)具有特殊的非线性电流-电压特性。使用中一旦发生异常状况，比如遭遇雷击、电磁场干扰，电源开关频繁动作、电源系统故障，使得线路上电压突增，超过氧化锌压敏电阻器的导通电压，就会进入导通区。此时电流(I)和电压(V)呈非线性关系,一般称之为非线性系数(Nonlinearity Parameter),其值可达数十或上百。此时，氧化锌压敏电阻器阻抗会变低，仅有几个欧姆，让过电压形成突波电流流出，藉以保护所连接的电子产品或昂贵组件。氧化锌压敏电阻器是属于电子陶瓷元件的一种。现有的电子陶瓷元件的电极普遍采用银电极材料或铜电极材料，由图1可知，常规的电子陶瓷元件的呈圆形或矩形的平面状，电子陶瓷芯片111上覆盖银电极层或铜电极层112，而银电极材料的价格昂贵，铜电极材料的成本也较高，因此，现有的单层银电极或单层铜电极不符合现代电子技术对产品高性价比的要求。并且，制备电子陶瓷元件的银电极或铜电极时，通常采用网印技术涂覆银浆类的电极材料或铜浆类的电极材料再进行烧付，尤其以铜浆类电极的制备还需进行气氛烧付还原步骤。现有的电子陶瓷元件银电极的制备步骤具体包括上料(摇盘)、银浆网印、烘干、翻面网印烘干和烧付；电子陶瓷元件铜浆类电极的制备步骤具体包括上料(摇盘)、铜浆网印、烘干、翻面网印烘干和 气氛烧付还原。银浆包含约80%的银，铜浆包含约70-80%的铜，银铜浆电极材料的成本较高。烘干步骤需在250°C左右的温度环境下进行，烧付步骤需在600°C左右的温度环境下进行，并且采用网印技术涂覆铜电极材料时的还原步骤需在价值上百万的氮氢气氛炉中进行，需消耗大量的氮氢气并且需耗费一小时以上的时间才能烧付还原。因此，现有的采用网印技术涂覆银浆电极材料或铜浆电极材料的技术存在的缺点是:工艺流程复杂、制备过程耗时、电极材料和设备成本高等。
发明内容
本发明一方面提供一种电子陶瓷元件的卑金属复合电极，解决了在保持电极功能的基础上提高电子陶瓷元件的性价比的技术问题。为了解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为:本发明提供一种电子陶瓷元件的卑金属复合电极，所述电子陶瓷元件包括电子陶瓷芯片和卑金属复合电极，其关键在于:所述卑金属复合电极包括第一卑金属电极层和第二卑金属电极层，所述第一卑金属电极层覆盖在所述电子陶瓷芯片的两面，所述第二卑金属电极层覆盖在所述第一卑金属电极层上。进一步地，所述第一卑金属电极层包括一个第一卑金属覆盖部分，所述第二卑金属电极层包括一个以上的第二卑金属覆盖部分。进一步地，在所述电子陶瓷芯片一面的所述第一卑金属电极层包括一个以上的第一卑金属覆盖部分，在所述第一卑金属覆盖部分上覆盖有第二卑金属覆盖部分；在所述电子陶瓷芯片另一面的所述第一卑金属电极层包括两个以上的第一卑金属覆盖部分，在每个所述第一卑金属覆盖部分上覆盖有第二卑金属覆盖部分。更进一步地，所述第一卑金属电极层的形状根据电子陶瓷元件的形状而定，并不局限于任何形状；所述第二卑金属电极层不局限于任何形状，所述第二卑金属电极层的覆盖面积可小于、等于或大于所述第一卑金属电极层的覆盖面积；覆盖在所述电子陶瓷芯片的两面的第二卑金属电极层的形状和面积可以是相同的，也可以是不同的。进一步地，所述第一卑金属电极层为主电极层，所述第二卑金属电极层为次电极层兼焊接层，基于强度、硬度需求，所述卑金属复合电极还可包括在所述第一卑金属电极层和所述第二卑金属电极层中间增加的至少一层卑金属加强层。进一步地，所述第一卑金属电极层采用铝电极材料，所述第二卑金属电极层采用铜电极材料、锌电极材料、镍电极材料或锡电极材料；所述铝电极材料可以是纯铝，也可以是铝含量占40%以上的铝合金；铜电极材料可以是纯铜，也可以是铜含量占40%以上的铜合金；锌电极材料可以是纯锌，也可以是锌含量占40%以上的锌合金；镍电极材料 可以是纯镍，也可以是镍含量占40%以上的镍合金；锡电极材料可以是纯锡，也可以是锡含量占40%以上的锡合金。进一步地，所述电子陶瓷元件为压敏电阻、热敏电阻、气敏电阻、压电元件、湿敏电阻、陶瓷电容器中的任意一种；所述电子陶瓷芯片的形状可为但不限于圆形或矩形或管状形或环形或圆柱形或锥形。本发明另一方面提供一种电子陶瓷元件卑金属复合电极的制备方法，解决了使得电子陶瓷元件电极制备工艺流程简单、提高制备效率并且实现节能降低成本的技术问题。为了解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为:本发明提供一种电子陶瓷元件卑金属复合电极的制备方法，包括:使用热喷涂装置将卑金属电极材料喷涂到电子陶瓷芯片的表面上。进一步地，所述电子陶瓷元件卑金属复合电极的制备方法包括:上料准备步骤:将卑金属电极材料装入所述热喷涂装置的喷枪中；将所述喷枪接入电源或气源，同时接入压缩空气，并将喷枪口调整为对着用于固定多个电子陶瓷芯片的固定装置；卑金属电极层喷涂步骤:开启喷枪将卑金属电极材料喷涂到所述固定装置中的多个电子陶瓷芯片的表面上。更进一步地，所述上料准备步骤包括:将第一卑金属电极材料装入所述热喷涂装置的第一喷枪中；将第二卑金属电极材料装入所述热喷涂装置的第二喷枪中；将所述第一喷枪和第二喷枪接入电源或气源，同时接入压缩空气，并将所述第一喷枪和第二喷枪的喷枪口分别调整为对着用于固定多个电子陶瓷芯片的第一固定装置和第二固定装置。所述第一喷枪与第二喷枪可以设置在独立的两套喷涂机构中，也可以设置在一套喷涂机构中，更可以简单的设置成单喷枪的单喷涂机构，其中只是通过装入的第一卑金属电极材料或第二卑金属电极材料来定义第一喷枪或第二喷枪。进一步地，包含第一喷枪的第一喷涂机构和包含第二喷枪的第二喷涂机构，在各自的工序上可以以单机的型态存在，也可以以复机或多机的型态存在，即可在生产线上设置多个第一喷涂机构和第二喷涂机构同时喷涂多组电子陶瓷芯片。所述卑金属电极层喷涂步骤包括:第一卑金属电极层正面喷涂步骤:开启第一喷枪在第一固定装置中的多个电子陶瓷芯片的正面喷涂第一卑金属电极材料；第一卑金属电极层反面喷涂步骤:翻转所述第一固定装置，开启第一喷枪在所述多个电子陶瓷芯片的反面喷涂第一卑金属电极材料；电子陶瓷芯片转移步骤:将两面均喷涂了第一卑金属电极层的多个电子陶瓷芯片转移固定在第二固定装置中；第二卑金属电极层反面喷涂步骤:开启第二喷枪在多个电子陶瓷芯片反面的第一卑金属电极层上喷涂第二卑金属电极材料；第二卑金属电极层正面喷涂步骤:翻转所述第二固定装置，开启第二喷枪在所述多个电子陶瓷芯片正面的第一卑金属电极层上喷涂第二卑金属电极材料。其中，电子陶瓷芯片正面或反面的先后喷涂次序是可以改变的，不局限于某种喷涂次序。在所述卑金属电极层喷涂步骤中，在电子陶瓷芯片的正面和反面喷涂了第一卑金属电极层后，也可以接着在电子陶瓷芯片的正面喷涂第二卑金属电极材料。更进一步地，在所述上料准备步骤后，或者所述卑金属电极层喷涂步骤包括:第一卑金属电极层正面喷涂步骤:开启第一喷枪在第一固定装置中的多个电子陶瓷芯片的正面喷涂第一卑金属电极材料；电子陶瓷芯片转移步骤:将正面喷涂了第一卑金属电极层的多个电子陶瓷芯片转移固定在第二固定装置中；第二卑金属电极层正面喷涂步骤:开启第二喷枪在多个电子陶瓷芯片正面的第一卑金属电极层上喷涂第二卑金属电极材料；电子陶瓷芯片转移步骤:将正面喷涂了第一卑金属电极层和第二卑金属电极层的多个电子陶瓷芯片转移固定在第一固定装置中，所述多个电子陶瓷芯片的反面对准所述第一喷枪；第一卑金属电极层反面喷涂步骤:开启第一喷枪在第一固定装置中的多个电子陶瓷芯片的反面喷涂第一卑金属电极材料；电子陶瓷芯片转移步骤:将反面喷涂了第一卑金属电极层的多个电子陶瓷芯片转移固定在第二固定装置中，所述多个电子陶瓷芯片的反面对准所述第二喷枪；
第二卑金属电极层反面喷涂步骤:开启第二喷枪在多个电子陶瓷芯片反面的第一卑金属电极层上喷涂第二卑金属电极材料。其中，电子陶瓷芯片正面或反面的先后喷涂次序是可以改变的，不局限于某种喷涂次序。在所述卑金属电极层喷涂步骤中，也可以先在电子陶瓷芯片的反面依次喷涂第一卑金属电极材料和第二卑金属电极材料，然后，在电子陶瓷芯片的正面依次喷涂第一卑金属电极材料和第二卑金属电极材料。进一步地，所述固定装置为工装盘组件，所述第一固定装置和第二固定装置为第一工装盘组件和第二工装盘组件，所述工装盘组件设置于旋转台上，所述工装盘组件包括带有护边孔位的上工装盘和下工装盘，将洗净后的多个电子陶瓷芯片固定在所述上工装盘和下工装盘的护边孔位中，并且夹持在所述上工装盘和下工装盘之间。更进一步地，所述第一工装盘组件和第二工装盘组件的外形根据安装需要确定，不局限于某种外形；所述第一工装盘组件的护边孔位的形状根据电子陶瓷元件的形状而定，并不局限于任何形状；所述第二工装盘组件的护边孔位的形状根据第二卑金属电极层的形状设置，所述第二工装盘组件的上工装盘和下工装盘的护边孔位的形状和面积可以是相同的，也可以是不同的；所述第二工装盘组件的护边孔位的面积可小于、等于或大于第一工装盘组件的护边孔位的面积。
或者，进一步地，所述固定装置设置于传送带上形成连续式的自动线装置。进一步地，所述第一卑金属电极材料为铝，所述第二卑金属电极材料为铜、锌、镍或锡；根据制备工艺机械强度的要求，所述铝电极材料可以是纯铝，也可以是铝含量占40%以上的铝合金；铜电极材料可以是纯铜，也可以是铜含量占40%以上的铜合金；锌电极材料可以是纯锌，也可以是锌含量占40%以上的锌合金；镍电极材料可以是纯镍，也可以是镍含量占40%以上的镍合金；锡电极材料可以是纯锡，也可以是锡含量占40%以上的锡合金。本发明采用铝铜、铝锌、铝镍或铝锡等卑金属作为复合电极材料，与只采用银浆或铜浆相比，在保持电极功能的基础上降低了电极材料的成本；本发明还采用热喷涂方法将电极材料喷涂到电子陶瓷芯片的表面上，工艺流程简单，制备效率高并且设备成本低，从整体上降低了电子陶瓷元件电极的制备成本，可提高生产的电子陶瓷元件的性价比。
图1为现有的电极结构图；图2为本发明实施例一提供的卑金属复合电极的结构示意图；图3为本发明实施例二提供的卑金属复合电极的结构示意图；图4为本发明实施例三提供的卑金属复合电极的结构示意图；图5为本发明实施例四提供的卑金属复合电极的结构示意图；图6为本发明实施例五提供的卑金属复合电极的结构示意图；图7为本发明实施例六提供的卑金属复合电极的结构示意图；图8是电弧喷涂装置的结构示意图；图9是火焰喷涂装置的原理图；图10是实现本发明的电子陶瓷元件电极的制备方法的装置示意图；图11是图10所示的电子陶瓷元件电极的制备装置中的工装盘组件的结构示意图；图12显示了电子陶瓷芯片固定在图11所示的工装盘组件中的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图具体阐明本发明的实施方式，附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制。本发明提供的电子陶瓷元件的卑金属复合电极的实施方式通过以下实施例进行说明:实施例1:图2为本发明提供的电子陶瓷元件的卑金属复合电极的实施例1的结构示意图。如图2所示，所述电子陶瓷元件包括电子陶瓷芯片111和卑金属复合电极113，114，所述电子陶瓷芯片111指未涂覆电极层的陶瓷本体；所述卑金属复合电极包括第一卑金属电极层113和第二卑金属电极层114，所述第一卑金属电极层113覆盖在所述电子陶瓷芯片的两面，所述第二卑金属电极层114覆盖在所述第一卑金属电极层上。所述第二卑金属电极层114为焊接层。在本实施例中，所述第一卑金属电极层113采用铝电极材料，所述第二卑金属电极层114采用铜电极材料，则，所述第一卑金属电极层113为铝电极层113，所述第二卑金属电极层114为铜电极层114。所述铝电极层113的形状根据电子陶瓷元件的形状而定，并不局限于任何形状。在本实施例中，所述电子陶瓷元件为圆形，所述铝电极层113也为圆形。
所述铜电极层114不局限于任何形状，所述铜电极层114的覆盖面积可小于、等于或大于铝电极层113的覆盖面积。在本实施例中，所述铜电极层114包括一个铜覆盖部分，并且所述铜电极层114也为圆形。所述铜电极层114的覆盖面积小于所述铝电极层113的覆盖面积，即所述铜电极层114的直径小于所述铝电极层113的直径。在本实施例中，覆盖在所述电子陶瓷芯片111的两面的铜电极层114的形状和面积是相同的，为直径相同的圆形。在本实施例中，所述铝电极层113为主电极层，所述铜电极层114为次电极层兼焊接层，基于强度、硬度需求，所述铝铜复合电极还可包括在所述铝电极层113和所述铜电极层114中间增加的至少一层卑金属加强层。在本实施例中，所述电子陶瓷芯片的形状可以但不限于为圆形或矩形或管状形或环形或圆柱形或锥形。所述电子陶瓷元件可广泛应用于如陶瓷电容器、气敏电阻、压电元件、湿敏电阻、热敏电阻、压敏电阻中的任意一种。实施例2:图3为本发明提供的电子陶瓷元件的卑金属复合电极的实施例2的结构示意图。本实施例与实施例1的不同之处仅在于:在本实施例中，所述第一卑金属电极层113采用铝电极材料，所述第二卑金属电极层114采用锌电极材料，则，所述第一卑金属电极层113为铝电极层113，所述第二卑金属电极层114为锌电极层114 ；并且，如图3所示，所述锌电极层114为环形。在本实施例中，环形宽度最小2mm，最大为30mm。实施例3:图4为本发明提供的电子陶瓷元件的卑金属复合电极的实施例3的结构示意图。本实施例与实施例1的不同之处仅在于:在本实施例中，所述第一卑金属电极层113采用铝电极材料，所述第二卑金属电极层114采用锡电极材料，则，所述第一卑金属电极层113为铝电极层113，所述第二卑金属电极层114为锡电极层114。并且，如图4所示，覆盖在电子陶瓷芯片111的一面上的所述锡电极层114包括多个相互分离的覆盖部分。在本实施例中，所述锡电极层114包括两个形状为半圆形的覆盖部分，两个覆盖部分之间具有Imm以上的间距。实施例4:图5-1，5-2为本发明提供的电子陶瓷元件的卑金属复合电极的实施例4的结构示意图。本实施例与实施例1的不同之处仅在于:在所述电子陶瓷芯片一面的所述铝电极层1131包括一个以上的铝覆盖部分，在所述铝覆盖部分上覆盖有锌覆盖部分1141 ;在图5-1中，在电子陶瓷芯片一面的所述铝电极层1132包括一个铝覆盖部分，在图5-2中，所述铝电极层1132包括两个铝覆盖部分；在所述电子陶瓷芯片另一面的所述铝电极层1131包括两个以上的铝覆盖部分，在每个所述铝覆盖部分上覆盖有锌覆盖部分1141 ;在图5-1，5-2中，在所述电子陶瓷芯片另一面的所述铝电极层1131均包括三个铝覆盖部分。本实施例提供的卑金属复合电极结构可实现在一个电子陶瓷芯片上形成多个电子陶瓷元件，如，陶瓷电容器、气敏电阻、压电元件、湿敏电阻、热敏电阻、压敏电阻等，形成的多个电阻或电容陶瓷元件的电极可能相互连接。
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实施例5:图6为本发明提供的电子陶瓷元件的卑金属复合电极的实施例5的结构示意图。本实施例与实施例1的不同之处仅在于:所述镍电极层114的覆盖面积大于所述铝电极层113的覆盖面积，即所述镍电极层114的直径大于所述铝电极层113的直径。如图6所示，镍电极层114的周边部分直接覆盖在电子陶瓷芯片111上。在本实施例中，第一电极层直径最小可为2mm,第二电极层114的直径最小为2.5mm。实施例6:图7为本发明提供的电子陶瓷元件的卑金属复合电极的实施例5的结构示意图。本实施例与实施例1的不同之处仅在于:如图7所示，所述铜电极层114仅覆盖需焊接电极引出线的区域，且在本实施例中，覆盖在所述电子陶瓷芯片111的两面的铜电极层114的形状和面积是不相同的，即两面的铜电极层114是非对称的，以适应不同的焊接电极引出线的需要。本发明提供的电子陶瓷元件卑金属复合电极的制备方法的实施方式通过以下实施例进行说明:实施例7本实施例提供的一种电子陶瓷元件卑金属复合电极的制备方法，包括:使用热喷涂装置将卑金属电极材料喷涂到电子陶瓷元件的电子陶瓷芯片的表面上。
所述电子陶瓷元件包含压敏电阻，陶瓷电容器，热敏电阻，气敏电阻，湿敏电阻器，压电器件。所述电子陶瓷芯片的形状可以但不限于是圆形或矩形或管状形或环形或圆柱形或锥形。所述热喷涂装置可以是电弧喷涂装置，也可以是火焰喷涂装置。在本实施例中，采用电弧喷涂方法。图8示出了电弧喷涂装置的喷枪结构，电弧喷涂装置可包括多个电弧喷枪1，所述电弧喷枪包括直流电源11、金属丝12、送丝滚轮13、导电块14、导电嘴15、空气喷嘴16，图8还示出了产生的电弧17和形成的喷涂射液18。在本实施例中，如图10所示，待喷涂的电子陶瓷芯片被夹持在工装盘组件2，20的上工装盘21，210和下工装盘22，220之间，所述工装盘组件2，20固定在旋转台3，30上。在本实施例中，所述卑金属电极材料为铝和锌，制备电子陶瓷元件复合铝锌电极的具体工艺流程包括:上料准备步骤:设置喷枪工作环境和参数:使用环境温度:0-35 °C，电源380V，气源
0.6MPa〈P〈l.0MPa，流量约 0.9m3/min ；将铝电极材料装入所述热喷涂装置的第一喷枪I中；将锌电极材料装入所述热喷涂装置的第二喷枪10中；根据制备工艺机械强度的要求，所述铝电极材料可以是纯铝，也可以是铝含量占40%以上的铝合金；锌电极材料可以是纯锌，也可以是锌含量占40%以上的锌合金。将所述第一喷枪I和第二`喷枪10接入电源，同时接入压缩空气，并将所述第一喷枪I和第二喷枪10的喷枪口分别调整为对着第一旋转台3和第二旋转台30的工装卡位，准备工作；如图10所示，所述第一旋转台3和第二旋转台30上分别设置有第一工装盘组件2和第二工装盘组件20 ;第一工装盘组件2和第二工装盘组件20为用于固定多个电子陶瓷芯片5的固定装置；其中所述第一工装盘组件和第二工装盘组件的外形根据安装需要确定，不局限于某种外形，所述第一工装盘组件2的护边孔位的形状根据电子陶瓷元件的形状确定，不局限于某种孔形；并确保涂覆的铝电极性能不受影响，如图11所示，在本实施例中，所述第一工装盘组件2的上工装盘21和下工装盘22的护边孔位均为圆形；所述第二工装盘组件20的护边孔位的形状根据锌电极的形状设置，可以并不限于是圆形，半圆形，矩形，环形，凌形，梯形，三角形，多边形，L形等。图11示出了三组第一工装盘组件2和第二工装盘组件20的结构示例。所述第二工装盘组件20的上工装盘210和下工装盘220的护边孔位的形状和面积可以是相同的，也可以是不同的，如图11所示，第二工装盘组件20的上工装盘210和下工装盘220的护边孔位可以均为圆形、环形、半圆形，或者上工装盘210的护边孔位为圆形，下工装盘220的护边孔位为环形或半圆形，并不限于这些形状；并且第二工装盘组件20的护边孔位的面积可小于、等于或大于第一工装盘组件2的护边孔位的面积；将洗净后的多个电子陶瓷芯片5固定在第一工装盘组件2中，如图12所示，所述电子陶瓷芯片5嵌合在上工装盘21和下工装盘22的护边孔位之间；所述第一喷枪与第二喷枪可以设置在独立的两套喷涂机构中，也可以设置在一套喷涂机构中，更可以简单的设置成单喷枪的单喷涂机构，其中只是通过装入的第一卑金属电极材料或第二卑金属电极材料来定义第一喷枪或第二喷枪。进一步地，包含第一喷枪的第一喷涂机构和包含第二喷枪的的第二喷涂机构，在各自的工序上可以以单机的型态存在，也可以以复机或多机的型态存在，即可在生产线上设置多个第一喷涂机构和第二喷涂机构同时喷涂多组电子陶瓷芯片。卑金属电极层喷涂步骤，包括:铝电极层正面喷涂步骤:启动所述第一旋转台3，带动所述第一工装盘组件2上的多个电子陶瓷芯片均匀转动后，开启第一喷枪I在第一工装盘组件2中的多个电子陶瓷芯片的正面喷涂铝电极材料，喷涂时间可根据需求设置为I秒至10秒，喷嘴与待喷涂的电子陶瓷芯片的距离可为50mm到250mm ；铝电极层反面喷涂步骤:翻转所述第一工装盘组件2，开启第一喷枪在所述多个电子陶瓷芯片的反面喷涂铝电极材料；电子陶瓷芯片转移步骤:将两面均喷涂了铝电极层的多个电子陶瓷芯片转移固定在第二旋转台30上的第二工装盘组件20中，如图11所示，所述喷涂了铝电极材料的电子陶瓷芯片5嵌合在上工装盘210和下工装盘220的护边孔位之间；在铝电极层和锌电极层形状和面积相同的情况下，不需更换工装盘组件；锌电极层反面喷涂步骤:启动所述第二旋转台30，带动所述第二工装盘组件20上的多个电子陶瓷芯片均匀转动后，开启第二喷枪10在多个电子陶瓷芯片反面的铝电极层上喷涂锌电极材料，喷涂时间可根据需求设置为I秒至10秒，喷嘴与待喷涂的电子陶瓷芯片的距离可为50_到250_ ；锌电极层正面喷涂步骤:翻转所述第二工装盘组件20，开启第二喷枪在所述多个电子陶瓷芯片正面的铝电极 层上喷涂锌电极材料。其中，电子陶瓷芯片正面或反面的先后喷涂次序是可以改变的，不局限于某种喷涂次序。在所述卑金属电极层喷涂步骤中，在电子陶瓷芯片的正面和反面喷涂了第一卑金属电极层后，也可以接着在电子陶瓷芯片的正面喷涂第二卑金属电极材料。在本实施例中，用于固定多个电子陶瓷芯片5的固定装置也可以设置在传送带上，其中，电子陶瓷芯片转移步骤则可以通过传送带的传送来实现自动化，电极层反面喷涂时，则可以通过翻转传送带来翻转固定在固定装置中的多个电子陶瓷芯片5。实施例8本实施例与实施例7的不同之处仅在于:在所述上料准备步骤后，或者所述卑金属电极层喷涂步骤包括:铝电极层正面喷涂步骤:启动所述第一旋转台3，带动所述第一工装盘组件2上的多个电子陶瓷芯片均匀转动后，开启第一喷枪I在第一工装盘组件2中的多个电子陶瓷芯片的正面喷涂铝电极材料，喷涂时间可根据需求设置为I秒至10秒，喷嘴与待喷涂的电子陶瓷芯片的距离可为50mm到250mm ；电子陶瓷芯片转移步骤:将正面喷涂了铝电极层的多个电子陶瓷芯片转移固定在第二旋转台30上的第二工装盘组件20中，所述多个电子陶瓷芯片的正面对准所述第二喷枪；在铝电极层和锌电极层形状和面积相同的情况下，不需更换工装盘组件；锌电极层正面喷涂步骤:启动所述第二旋转台30，带动所述第二工装盘组件20上的多个电子陶瓷芯片均匀转动后，开启第二喷枪10在多个电子陶瓷芯片正面的铝电极层上喷涂锌电极材料，喷涂时间可根据需求设置为I秒至10秒，喷嘴与待喷涂的电子陶瓷芯片的距离可为50_到250_ ；电子陶瓷芯片转移步骤:将正面喷涂了铝电极层和锌电极层的多个电子陶瓷芯片转移固定在第一旋转台3上的第一工装盘组件2中，所述多个电子陶瓷芯片的反面对准所述第一喷枪；在铝电极层和锌电极层形状和面积相同的情况下，不需更换工装盘组件；铝电极层反面喷涂步骤:启动所述第一旋转台3，带动所述第一工装盘组件2上的多个电子陶瓷芯片均匀转动后，开启第一喷枪I在第一工装盘组件2中的多个电子陶瓷芯片的反面喷涂铝电极材料，喷涂时间可根据需求设置为I秒至10秒，喷嘴与待喷涂的电子陶瓷芯片的距离可为50mm到250mm ；电子陶瓷芯片转移步骤:将反面喷涂了铝电极层的多个电子陶瓷芯片转移固定在第二旋转台30上的第二工装盘组件20中，所述多个电子陶瓷芯片的反面对准所述第二喷枪，在铝电极层和锌电极层形状和面积相同的情况下，不需更换工装盘组件；锌电极层反面喷涂步骤:启动所述第二旋转台30，带动所述第二工装盘组件20上的多个电子陶瓷芯片均匀转动后，开启第二喷枪10在多个电子陶瓷芯片反面的铝电极层上喷涂锌电极材料，喷涂时间可根据需求设置为I秒至10秒，喷嘴与待喷涂的电子陶瓷芯片的距离可为50_到250mm。其中，电子陶瓷芯片正面或反面的先后喷涂次序是可以改变的，不局限于某种喷涂次序。在所述卑金属电极层喷涂步骤中，也可以先在电子陶瓷芯片的反面依次喷涂第一卑金属电极材料和第二卑金属电极材料，然后，在电子陶瓷芯片的正面依次喷涂第一卑金属电极材料和第二卑金属电极 材料。所述第一喷枪与第二喷枪可以设置在独立的两套喷涂机构中，也可以设置在一套喷涂机构中，更可以简单的设置成单喷枪的单喷涂机构，其中只是通过装入的第一卑金属电极材料或第二卑金属电极材料来定义第一喷枪或第二喷枪。同时本实施例的方法亦可适用于铝铜、铝锡、铝镍等卑金属复合电极的制备上。在本实施例中，用于固定多个电子陶瓷芯片5的固定装置也可以设置在传送带上，其中，电子陶瓷芯片转移步骤则可以通过传送带的传送来实现自动化，电极层反面喷涂时，则可以通过翻转传送带来翻转固定在固定装置中的多个电子陶瓷芯片5。实施例9本实施例与实施例7的不同之处仅在于:本实施例提供的电子陶瓷元件卑金属复合电极的制备方法，包括:使用电弧喷涂装置将卑金属电极材料喷涂到电子陶瓷元件的电子陶瓷芯片的表面上，所述电极材料为铝与锡。用锡替代了实施例7中的锌。根据制备工艺机械强度的要求，所述铝电极材料可以是纯铝，也可以是铝含量占40%以上的铝合金；锡电极材料可以是纯锡，也可以是锡含量占40%以上的锡合金。本实施例的电子陶瓷元件铝锡复合电极的制备流程与实施例7中的铝锌电极的制备流程相同。实施例10本实施例与实施例7的不同之处仅在于:本实施例提供的电子陶瓷元件卑金属复合电极的制备方法，包括:使用电弧喷涂装置将卑金属电极材料喷涂到电子陶瓷元件的电子陶瓷芯片的表面上，所述电极材料为铝与铜。用铜替代了实施例7中的锌。根据制备工艺机械强度的要求，所述铝电极材料可以是纯铝，也可以是铝含量占40%以上的铝合金；铜电极材料可以是纯锡，也可以是铜含量占40%以上的铜合金。本实施例的电子陶瓷元件铝铜复合电极的制备流程与实施例7中的铝锌电极的制备流程相同。实施例U本实施例与实施例7的不同之处仅在于:本实施例提供的电子陶瓷元件卑金属复合电极的制备方法，包括:使用电弧喷涂装置将卑金属电极材料喷涂到电子陶瓷元件的电子陶瓷芯片的电极面上，所述电极材料为铝与镍。用镍替代了实施例7中的锌。根据制备工艺机械强度的要求，所述铝电极材料可以是纯铝，也可以是铝含量占40%以上的铝合金；镍电极材料可以是纯镍，也可以是镍含量占40%以上的镍合金。本实施例的电子陶瓷元件铝镍复合电极的制备流程与实施例7中的铝锌电极的制备流程相同。实施例12本实施例与实施例7的不同之处仅在于:本实施例提供的电子陶瓷卑金属复合元件电极的制备方法，包括:使用火焰喷涂装置将实施例7所述的卑金属电极材料喷涂到电子陶瓷元件的电子陶瓷芯片的表面上。图9示出了火焰喷涂装置的使用原理图。火焰喷涂通过火焰喷枪实现的，主要是利用氧-乙炔燃烧产生高温火焰，将喷涂材料110熔融，再利用周围压缩空气使熔融材料或微粒形成离子束120喷射 黏附于基材表面140，形成涂层130。火焰喷涂包括线材火焰喷涂和粉末火焰喷涂。在本实施例中，铝和锌电极材料可以是丝状，也可以是粉末状。本实施例的电子陶瓷元件电极的制备流程与实施例7相同，不过火焰喷枪是接入气源后开始工作。实施例13本实施例与实施例7的不同之处仅在于:本实施例提供的电子陶瓷元件卑金属复合电极的制备方法，包括:使用实施例12中所述的火焰喷涂装置将实施例9中所述的锡电极材料喷涂到电子陶瓷元件的电子陶瓷芯片的表面上，所述电极材料为铝与锡。用锡替代了实施例7中的锌。本实施例的电子陶瓷元件铝锡电极的制备流程与实施例7中的铝锌电极的制备流程相同。实施例14本实施例与实施例7的不同之处仅在于:本实施例提供的电子陶瓷元件卑金属复合电极的制备方法，包括:使用实施例12中所述的火焰喷涂装置将实施例10中所述的卑金属电极材料喷涂到电子陶瓷元件的电子陶瓷芯片的表面上，所述电极材料为铝与铜。用铜替代了实施例7中的锌。本实施例的电子陶瓷元件铝铜电极的制备流程与实施例7中的铝锌电极的制备流程相同。实施例15
本实施例与实施例7的不同之处仅在于:本实施例提供的电子陶瓷元件卑金属复合电极的制备方法，包括:使用实施例12中所述的火焰喷涂装置将实施例11中所述的卑金属电极材料喷涂到电子陶瓷元件的电子陶瓷芯片的电极面上，所述电极材料为铝与镍。用镍替代了实施例7中的锌。本实施例的电子陶瓷元件铝镍电极的制备流程与实施例7中的铝锌电极的制备流程相同。铝材有良好的导电性，而且与电子陶瓷本体有着很好的附着性，所以用热喷涂方法将铝材喷涂在陶瓷元件芯片上作为电极材料，并且为了保证电极良好的可焊性，铜、锌、镍或锡被作为焊接层的电极材料，依次喷涂在铝电极层之上，保证了焊接的可靠性，两种卑金属材料共同组成廉价电极，替代原有昂贵的银电极或较昂贵的铜电极，并且热喷涂工艺流程比用于涂覆银或铜电极材料的网印技术简单、制备效率高并且设备成本低，并且通过更换工装盘可以根据需要形成不同的电极结构。以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例，不能以此来限定本发明的权利保护范围，因此依 本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
权利要求
1.一种电子陶瓷元件的卑金属复合电极，所述电子陶瓷元件包括电子陶瓷芯片和卑金属复合电极，其特征在于: 所述卑金属复合电极包括第一卑金属电极层和第二卑金属电极层，所述第一卑金属电极层覆盖在所述电子陶瓷芯片的两面，所述第二卑金属电极层覆盖在所述第一卑金属电极层上。
2.根据权利要求1所述的电子陶瓷元件的卑金属复合电极，其特征在于: 所述第一卑金属电极层包括一个第一卑金属覆盖部分，所述第二卑金属电极层包括一个以上的第二卑金属覆盖部分。
3.根据权利要求1所述的电子陶瓷元件的卑金属复合电极，其特征在于: 在所述电子陶瓷芯片一面的所述第一卑金属电极层包括一个以上的第一卑金属覆盖部分，在所述第一卑金属覆盖部分上覆盖有第二卑金属覆盖部分； 在所述电子陶瓷芯片另一面的所述第一卑金属电极层包括两个以上的第一卑金属覆盖部分，在每个所述第一卑金属覆盖部分上覆盖有第二卑金属覆盖部分。
4.根据权利要求1所述的电子陶瓷元件的卑金属复合电极，其特征在于: 所述第一卑金属电极层的形状根据电子陶瓷元件的形状而定，并不局限于任何形状； 所述第二卑金属电极层不局限于任何形状，所述第二卑金属电极层的覆盖面积可小于、等于或大于所述第一卑金属电极层的覆盖面积； 覆盖在所述电子陶瓷芯片的两面的第二卑金属电极层的形状和面积可以是相同的，也可以是不同的。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的电子陶瓷元件的卑金属复合电极，其特征在于: 所述第一卑金属电极层采用铝电极材料，所述第二卑金属电极层采用铜电极材料、锌电极材料、镍电极材料或锡电极材料； 所述铝电极材料可以是纯铝，也可以是铝含量占40%以上的铝合金；铜电极材料可以是纯铜，也可以是铜含量占40%以上的铜合金；锌电极材料可以是纯锌，也可以是锌含量占40%以上的锌合金；镍电极材料可以是纯镍，也可以是镍含量占40%以上的镍合金；锡电极材料可以是纯锡，也可以是锡含量占40%以上的锡合金。
6.根据权利要求1所述的一种电子陶瓷元件的卑金属复合电极，其特征在于: 所述第一卑金属电极层为主电极层，所述第二卑金属电极层为次电极层兼焊接层，所述卑金属复合电极还包括在所述第一卑金属电极层和所述第二卑金属电极层中间增加的至少一层卑金属加强层。
7.根据权利要求1所述的一种电子陶瓷元件的卑金属复合电极，其特征在于: 所述电子陶瓷元件为压敏电阻、热敏电阻、气敏电阻、压电元件、湿敏电阻、陶瓷电容器中的任意一种； 所述电子陶瓷芯片的形状可为但不限于圆形或矩形或管状形或环形或圆柱形或锥形。
8.一种电子陶瓷元件卑金属复合电极的制备方法，所述电子陶瓷元件包括电子陶瓷芯片和所述卑金属复合电极，其特征在于，包括: 使用热喷涂装置将卑金属电极材料喷涂到电子陶瓷芯片的表面上。
9.根据权利要 求8所述的电子陶瓷元件卑金属复合电极的制备方法，其特征在于，包括: 上料准备步骤:将卑金属电极材料装入所述热喷涂装置的喷枪中；将所述喷枪接入电源或气源，同时接入压缩空气，并将喷枪口调整为对着用于固定多个电子陶瓷芯片的固定装置； 卑金属电极层喷涂步骤:开启喷枪将卑金属电极材料喷涂到所述固定装置中的多个电子陶瓷芯片的表面上。
10.根据权利要求9所述的电子陶瓷元件卑金属复合电极的制备方法，其特征在于: 所述上料准备步骤包括:将第一卑金属电极材料装入所述热喷涂装置的第一喷枪中；将第二卑金属电极材料装入所述热喷涂装置的第二喷枪中；将所述第一喷枪和第二喷枪接入电源或气源，同时接入压缩空气，并将所述第一喷枪和第二喷枪的喷枪口分别调整为对着用于固定多个电子陶瓷芯片的第一固定装置和第二固定装置； 所述卑金属电极层喷涂步骤包括: 第一卑金属电极层正面喷涂步骤:开启第一喷枪在第一固定装置中的多个电子陶瓷芯片的正面喷涂第一卑金属电极材料； 第一卑金属电极层反面喷涂步骤:翻转所述第一固定装置，开启第一喷枪在所述多个电子陶瓷芯片的反面喷涂第一卑金属电极材料； 电子陶瓷芯片转移步骤:将两面均喷涂了第一卑金属电极层的多个电子陶瓷芯片转移固定在第二固定装置中； 第二卑金属电极层反面喷涂步骤:开启第二喷枪在多个电子陶瓷芯片反面的第一卑金属电极层上喷涂第二卑金属电极材料； 第二卑金属电极层正面喷涂步骤:翻转所述第二固定装置，开启第二喷枪在所述多个电子陶瓷芯片正面的第一卑金属电极层上喷涂第二卑金属电极材料； 其中，电子陶瓷芯片正面或反面的先后喷涂次序是可以改变的。
11.根据权利要求10所述的电子陶瓷元件卑金属复合电极的制备方法，其特征在于: 在所述上料准备步骤后，或者所述卑金属电极层喷涂步骤包括: 第一卑金属电极层正面喷涂步骤:开启第一喷枪在第一固定装置中的多个电子陶瓷芯片的正面喷涂第一卑金属电极材料； 电子陶瓷芯片转移步骤:将正面喷涂了第一卑金属电极层的多个电子陶瓷芯片转移固定在第二固定装置中； 第二卑金属电极层正面喷涂步骤:开启第二喷枪在多个电子陶瓷芯片正面的第一卑金属电极层上喷涂第二卑金属电极材料； 电子陶瓷芯片转移步骤:将正面喷涂了第一卑金属电极层和第二卑金属电极层的多个电子陶瓷芯片转移固定在第一固定装置中，所述多个电子陶瓷芯片的反面对准所述第一喷枪； 第一卑金属电极层反面喷涂步骤:开启第一喷枪在第一固定装置中的多个电子陶瓷芯片的反面喷涂第一卑金属电极材料； 电子陶瓷芯片转移步骤:将反面喷涂了第一卑金属电极层的多个电子陶瓷芯片转移固定在第二固定装置中，所述多个电子陶瓷芯片的反面对准所述第二喷枪； 第二卑金属电极层反面喷涂步骤:开启第二喷枪在多个电子陶瓷芯片反面的第一卑金属电极层上喷涂第二卑金属电极材料； 其中，电子陶瓷芯片正面或反面的先后喷涂次序是可以改变的。
12.根据权利要求9、10、11中任一项所述的电子陶瓷元件卑金属复合电极的制备方法，其特征在于: 所述固定装置为工装盘组件，所述第一固定装置和第二固定装置为第一工装盘组件和第二工装盘组件，所述工装盘组件设置于旋转台上，所述工装盘组件包括带有护边孔位的上工装盘和下工装盘，将洗净后的多个电子陶瓷芯片固定在所述上工装盘和下工装盘的护边孔位中，并且夹持在所述上工装盘和下工装盘之间。
13.根据权利要求12所述的电子陶瓷元件卑金属复合电极的制备方法，其特征在于: 所述第一工装盘组件和第二工装盘组件的外形根据安装需要确定，不局限于某种外形； 所述第一工装盘组件的护边孔位的形状根据电子陶瓷元件的形状而定，并不局限于任何形状； 所述第二工装盘组件的护边孔位的形状根据第二卑金属电极层的形状设置，所述第二工装盘组件的上工装盘和下工装盘的护边孔位的形状和面积可以是相同的，也可以是不同的； 所述第二工装盘组件的护边孔位的面积可小于、等于或大于第一工装盘组件的护边孔位的面积。
14.根据权利要求9、10、11中任一项所述的电子陶瓷元件卑金属复合电极的制备方法，其特征在于:所述固定装·置设置于传送带上，形成连续式的自动线装置。
15.根据权利要求10或11所述的一种电子陶瓷元件卑金属复合电极的制备方法，其特征在于: 所述第一卑金属电极材料为铝，所述第二卑金属电极材料为铜、锌、镍或锡；根据制备工艺机械强度的要求，所述铝电极材料可以是纯铝，也可以是铝含量占40%以上的铝合金；铜电极材料可以是纯铜，也可以是铜含量占40%以上的铜合金；锌电极材料可以是纯锌，也可以是锌含量占40%以上的锌合金；镍电极材料可以是纯镍，也可以是镍含量占40%以上的镍合金；锡电极材料可以是纯锡，也可以是锡含量占40%以上的锡合金。
全文摘要
本发明提供一种电子陶瓷元件的卑金属复合电极及其制备方法，所述卑金属复合电极包括第一卑金属电极层和第二卑金属电极层，所述第一卑金属电极层覆盖在所述电子陶瓷芯片的两面，所述第二卑金属电极层覆盖在所述第一卑金属电极层上；所述电子陶瓷元件卑金属复合电极的制备方法包括使用热喷涂装置将电极材料喷涂到电子陶瓷芯片的表面上。所述卑金属电极材料为铝和铜、铝和锌、铝和镍或者铝和锡。本发明采用铝铜、铝锌、铝镍或铝锡等卑金属作为复合电极材料，与只采用银浆或铜浆相比，在保持电极功能的基础上降低了电极材料的成本；本发明提供的卑金属复合电极的制备方法工艺流程简单，制备效率高并且设备成本低，从整体上降低了电子陶瓷元件电极的制备成本。
文档编号H01B1/02GK103247362SQ201310177249
公开日2013年8月14日 申请日期2013年5月14日 优先权日2013年4月17日
发明者曾清隆 申请人:隆科电子(惠阳)有限公司