阅读说明：本技术 一种无线充电用积层式陶瓷电容器的制备方法 (Preparation method of laminated ceramic capacitor for wireless charging ) 是由 李吉晓 何建成 李岩 于 2019-09-17 设计创作，主要内容包括：本发明专利涉及电子材料及元器件技术领域,旨在提供一种无线充电用积层式陶瓷电容器的制备方法,其技术方案要点是：包括以下步骤：S1、陶瓷浆料制备；S2、陶瓷生片的制备；S3、印刷叠层：以矩形陶瓷生片一侧长边为印刷基准边,在矩形陶瓷生片上表面印刷出矩形内电极区,矩形内电极区与矩形陶瓷生片边沿之间形成非电极区,从而在矩形陶瓷生片上表面形成内电极,再以内电极交错的方式将后一片矩形陶瓷生片叠于前一片矩形陶瓷生片印刷有内电极的表面,循环层叠至要求的层数；S4、叠层静压；S5、切割；S6、排胶；S7、烧结；S8、端头处理,本发明具有加工产品良率高,所加工的电容器单体电容量高、电流传输发热量小的优点。(The invention relates to the technical field of electronic materials and components, and aims to provide a preparation method of a laminated ceramic capacitor for wireless charging, which has the technical scheme that the key points are as follows: the method comprises the following steps: s1, preparing ceramic slurry; s2, preparing a ceramic green sheet; s3, printing the laminate: printing a rectangular inner electrode area on the upper surface of the rectangular ceramic green sheet by taking the long side of one side of the rectangular ceramic green sheet as a printing reference side, and forming a non-electrode area between the rectangular inner electrode area and the edge of the rectangular ceramic green sheet, so as to form an inner electrode on the upper surface of the rectangular ceramic green sheet, stacking the next rectangular ceramic green sheet on the surface of the previous rectangular ceramic green sheet printed with the inner electrode in an inner electrode staggered mode, and circularly stacking to the required number of layers; s4, laminating static pressure; s5, cutting; s6, removing glue; s7, sintering; s8, end processing, the invention has the advantages of high yield of processed products, high capacitance of the processed capacitor monomer and small heat productivity of current transmission.)

一种无线充电用积层式陶瓷电容器的制备方法

技术领域

本发明专利涉及电子材料及元器件技术领域，特别涉及一种无线充电用积层式陶瓷电容器的制备方法。

背景技术

积层式陶瓷电容器MLCC(Multi-Layer Ceramic Capacitor)也叫多层式陶瓷电容器,其是由印好电极(内电极)的陶瓷介质膜片以错位的方式叠合起来，经过一次性高温烧结形成陶瓷芯片，再在芯片的两端封上金属层(外电极)，从而形成一个类似于独石的结构体，故也叫独石电容器。积层式陶瓷电容器具有体积小、比容大、可靠性高、寿命长和适合表面安装的优点，同时兼具电容器“隔直通交”的特点。目前积层式陶瓷电容器已在电子信息、计算机、自动控制，以及通讯领域广泛应用，且有着向超薄膜、高积层的方向发展的趋势。

在无线充电领域采用NPO型材质电容，一般单个无线充电器内部通常会使用4个1206封装的0.1uf/NPO,在充电过程中，如图3所示，电容器陶瓷生片上的矩形内电极区沿陶瓷生片长度方向印刷，因此，电流一般沿纵向传输电流，电极内电阻较大，1～2安培的电流持续通过电容内部，会造成电容发热，持续的热量会导致充电器温度上升而存在一定风险。因此，开发出一种单体电容量高、电流传输发热量小、易于加工的积层式陶瓷电容器具有广阔的行业应用前景和巨大的社会经济效益。

发明专利内容

本发明专利的目的是提供一种无线充电用积层式陶瓷电容器的制备方法，具有加工工艺稳定性好、产品良率高，以及所加工的电容器单体电容量高、电流传输发热量小的优点。

本发明专利的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种无线充电用积层式陶瓷电容器的制备方法，包括以下步骤：

S1、陶瓷浆料制备：按比例将陶瓷粉、粘合剂、溶剂加入球磨机，球磨制成介质陶瓷浆料；

S2、陶瓷生片的制备：将S1步骤制备的陶瓷浆料通过流延机的浇注口流延覆盖在基带薄膜表面，并通过流延机的烘干箱将陶瓷浆料层烘干，陶瓷浆料烘干后会在基带薄膜上形成单层陶瓷生片；

S3、印刷叠层：将S2步骤制备形成的陶瓷生片，进行分切、印刷、叠层；

所述印刷步骤是通过丝网印刷的方式将电极浆液均匀印刷在分切好的矩形陶瓷生片上表面，具体方法是以矩形陶瓷生片一侧长边为印刷基准边，在矩形陶瓷生片上表面印刷出一个矩形内电极区，矩形内电极区与矩形陶瓷生片边沿之间形成有非电极区，从而在矩形陶瓷生片上表面形成内电极；

所述叠层方式是通过电容叠层机以内电极交错的方式将后一片分切好的矩形陶瓷生片叠于前一片矩形陶瓷生片印刷有内电极的上表面，如此循环层叠，叠至相应的层数，并达到相应规格；

叠层时底部和顶部各留有3层矩形陶瓷空白生片作为上下端盖，所述矩形陶瓷空白生片不进行内电极印刷；

S4、叠层静压：将S3步骤叠层好的多层陶瓷生片在静压机上进行等压力静压压合；

S5、切割：将S4步骤压合后的多层陶瓷生片进行切割，通过切割形成许多具有特定尺寸精度、一致性好的芯片生坯；

S6、排胶：将S5步骤制成的芯片生坯放入罩式炉进行烘干排胶，将多余胶液烘干排出；

S7、烧结：将S6步骤排胶后的芯片放入网带式隧道电阻炉进行烧结，并形成电容基体；

S8、端头处理：将S7步骤烧结后的电容基体进行端头处理，并形成积层式陶瓷电容器。

通过采用上述技术方案，以矩形陶瓷生片一侧长边为印刷基准边，在矩形陶瓷生片上表面印刷出一个矩形内电极区，矩形内电极区与矩形陶瓷生片边沿之间形成非电极区，从而在矩形陶瓷生片上表面形成可以横向传输电流的内电极区，进而有效降低电流传输时的电极内阻，减少电容器使用时的发热量，提高电流传输效率和电容器使用的安全性。

叠层时底部和顶部各留有3层矩形陶瓷空白生片作为上下端盖，矩形陶瓷空白生片不进行内电极印刷，这样可以在尽可能减少电容器体积的前提下，保证电容器上下端盖的厚度，从而达到提高对电容器内部内电极的保护强度的效果。

进一步的，所述S1步骤中陶瓷粉为MgTiO₃-CaTiO₃-TiO₂-Nb₂O₅-Nd₂O₃-Bi₂O₃多元系介电陶瓷粉料。

通过采用上述技术方案，多元系介电陶瓷粉料的介电常数较高，具有更好的耐电强度，更低的介质损耗率，且电容性能稳定，基本不随温度、电压、时间的变化而变化，是一种超稳定、低损耗、低寄生电感的电容器介质材料，对于制备小体积、大比容、长寿命的电容器具有较大的优势。

进一步的，所述S4步骤中静压压力为34～42MPa ，静压时间为20～30min，温度为50～60℃。

通过采用上述技术方案，通过施加等均压对多层陶瓷生片进行静压压合，使多层陶瓷生片之间更好的贴合形成积层式陶瓷生片，从而达到减少多层陶瓷生片之间厚度极差、提高积层式陶瓷电容器性能的效果。

进一步的，所述S6步骤中排胶温度为 185～350℃，排胶时间为50～60h 。

通过采用上述技术方案，可以将陶瓷粉中添加的有机粘结剂分解排出，从而有利于多层陶瓷生片的进一步成型。

进一步的，所述S7步骤中烧结温度为1050～1400℃，烧结时间为1～4h。

通过采用上述技术方案，高温下将层叠在一起的陶瓷生片进行煅烧，使之烧结成为一个整体，从而制得多层陶瓷电容基体。

进一步的，所述烧结具体包括升温段、保温段、降温段和回火段，所述烧结气氛为空气。

通过采用上述技术方案，升温段主要是将烧结窑炉的温度按照升温曲线升温至主烧结温区的温度，这个过程中对排胶后的芯片生坯进行初步烧结，逐步提高芯片生坯的温度，降低因升温过快而导致芯片生坯开裂的几率；保温段是当温度升至主烧结温区温度时，会停留烧结一段时间，主要是通过保温烧结过程加快多层陶瓷生片的烧结结合；降温段和回火段可以使多层陶瓷生片得到更好的反应，从而进一步提高电容器烧结后的性能和品质。

进一步的，所述S8步骤中端头处理具体包括以下步骤：

S801、将烧结后的电容基体放入倒角机进行倒角研磨，通过倒角研磨将电容基体两端的内电极暴露；

S802、在端部暴露的内电极外部粘结银浆，并将粘结有银浆的电容基体进行焙烧处理，从而形成基底电极；

S803、在基底电极的外表面通过无铅电镀的方式形成外部电极，最终制得积层式陶瓷电容器成品。

通过采用上述技术方案，对电容基体进行研磨倒角，使电容基体各边角形成过渡圆角，从而避免电容在高压时发生尖峰放电而击穿电容，从而达到提高电容工作安全性的效果。

进一步的，所述S801步骤中倒角研磨材料为10μm～1mm的碳化硅或方解石磨珠。

通过采用上述技术方案，碳化硅与方解石磨珠粒度均一，材质研磨性好，耐磨性及耐化学稳定性高，是理想的研磨材质，可以达到提高电容器研磨质量及研磨均一性的效果。

进一步的，所述S802步骤中焙烧温度为800℃，焙烧时间持续15min。

通过采用上述技术方案，通过焙烧使得电容器端部涂封的银浆得以烧结凝固，从而形成稳固的外电极。

综上所述，本发明专利具有以下有益效果：

1.本发明中以矩形陶瓷生片一侧长边为印刷基准边，在矩形陶瓷生片上表面印刷出一个矩形内电极区，矩形内电极区与矩形陶瓷生片边沿之间形成非电极区，从而在矩形陶瓷生片上表面形成可以横向传输电流的内电极区，进而有效降低电流传输时的电极内阻，减少电容器使用时的发热量，提高电流传输效率和电容器使用的安全性；

2.本发明中陶瓷粉为MgTiO₃-CaTiO₃-TiO₂-Nb₂O₅-Nd₂O₃-Bi₂O₃多元系介电陶瓷粉料，采用耐电强度高、介质损耗率低、电容性能稳定好的多元系介电陶瓷粉料能够有效提高电容器的稳定性，降低电容损耗和寄生电感，从而达到制备小体积、大比容、长寿命的电容器的效果；

3.本发明中在对矩形陶瓷生片叠层时底部和顶部各留有3层矩形陶瓷空白生片作为上下端盖，矩形陶瓷空白生片不进行内电极印刷，从而可以尽在可能减少电容器体积的前提下，保证电容器上下端盖的厚度，进而达到提高对电容器内部内电极的保护强度的效果。

具体实施方式

以下结合实施列对本发明专利作进一步详细说明。

实施例：一种无线充电用积层式陶瓷电容器的制备方法，包括以下步骤：

S1、陶瓷浆料制备：按比例将MgTiO₃-CaTiO₃-TiO₂-Nb₂O₅-Nd₂O₃-Bi₂O₃多元系介电陶瓷粉、粘合剂、溶剂加入球磨机，球磨制成介质陶瓷浆料；

S2、陶瓷生片薄带的制备：将S1步骤制备的陶瓷浆料通过流延机的浇注口流延覆盖在基带薄膜表面，并通过流延机的烘干箱将陶瓷浆料层烘干，陶瓷浆料烘干后会在基带薄膜上形成单层陶瓷生片；

S3、印刷叠层：将S2步骤制备形成的陶瓷生片薄带，进行分切、印刷、叠层；

如图1所示，所述印刷步骤是通过丝网印刷的方式将电极浆液均匀印刷在分切好的矩形陶瓷生片2上表面，具体方法是以矩形陶瓷生片2一侧长边为印刷基准边，在矩形陶瓷生片2上表面印刷出一个矩形内电极区21，矩形内电极区21与矩形陶瓷生片2边沿之间形成有非电极区22，从而在矩形陶瓷生片2上表面形成内电极；

所述叠层方式是通过电容叠层机以内电极交错的方式将后一片分切好的矩形陶瓷生片2叠于前一片矩形陶瓷生片2印刷有内电极的上表面，如此循环层叠，叠至相应的层数，并达到相应规格；

叠层时底部和顶部各留有3层矩形陶瓷空白生片1作为上端盖和下端盖，所述矩形陶瓷空白生片1不进行内电极印刷；

S4、叠层静压：将S3步骤叠层好的多层陶瓷生片在静压机上进行等压力静压压合, 静压压力为34～42MPa ，静压时间为20～30min，温度为50～60℃；

S5、切割：将S4步骤压合后的多层陶瓷生片进行切割，通过切割形成许多具有特定尺寸精度、一致性好的芯片生坯；

S6、排胶：将S5步骤制成的芯片生坯放入罩式炉进行烘干排胶，将多余胶液烘干排出,排胶温度为 185～350℃，排胶时间为50～60h；

S7、烧结：将S6步骤排胶后的芯片放入网带式隧道电阻炉进行烧结，并形成电容基体,烧结具体包括升温段、保温段、降温段和回火段，烧结气氛为空气,烧结温度为 1050～1400℃，烧结时间为1～4h；

S8、端头处理：将S7步骤烧结后的电容基体进行端头处理，并形成积层式陶瓷电容器,端头处理具体包括以下步骤：

S801、将烧结后的电容基体放入倒角机进行倒角研磨，倒角研磨材料为10μm～1mm的碳化硅或方解石磨珠,通过倒角研磨将电容基体两端的内电极暴露；

S802、在暴露于端部的内电极外部粘结银浆，并将粘结有银浆的电容基体进行焙烧处理，焙烧温度为800℃，焙烧时间持续15min,从而形成基底电极；

S803、在基底电极的外表面通过无铅电镀的方式形成外部电极，最终制得积层式陶瓷电容器成品。

本具体实施例仅仅是对本发明专利的解释，其并不是对本发明专利的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明专利的权利要求范围内都受到专利法的保护。