一种无引脚堆叠型陶瓷电容器及其制备方法
阅读说明:本技术 一种无引脚堆叠型陶瓷电容器及其制备方法 (Pin-free stacked ceramic capacitor and preparation method thereof ) 是由 吴文辉 吴明钊 朱江滨 蔡约轩 王凯星 于 2021-06-03 设计创作,主要内容包括:一种无引脚堆叠型陶瓷电容器及其制备方法,电容器包括依次堆叠的多个陶瓷电容芯体,陶瓷电容芯体相对的两端分别设置有端电极,其特征在于:相邻两陶瓷电容芯体之间设置有用于固定的粘结剂,多个陶瓷电容芯体的同侧端电极之间通过焊料相互焊接形成焊接接头,在相邻两陶瓷电容芯体之间设置有用于固定的粘结剂,这样可以使堆叠后的陶瓷电容芯体相互固定在一起不会相对移动错位,从而有效防止堆叠后的陶瓷电容芯体在后续的焊接工艺中不会因焊料熔化而相对移动错位,有效提高产品的良率。(A leadless stacked ceramic capacitor and a preparation method thereof are provided, the capacitor comprises a plurality of ceramic capacitor cores which are stacked in sequence, and two opposite ends of the ceramic capacitor cores are respectively provided with an end electrode.)
技术领域
本发明涉及一种无引脚堆叠型陶瓷电容器及其制备方法。
背景技术
现有的无引脚堆叠型陶瓷电容器包括依次堆叠的多个陶瓷电容芯体,通常由两个相互堆叠的陶瓷电容芯体组成,陶瓷电容芯体相对的两端分别设置有端电极,两陶瓷电容芯体的同侧端电极之间通过焊料相互焊接形成焊接接头,具体制备工艺为:将两陶瓷电容芯体放入模具中并在端电极处设置焊料,通过高温焊接工艺使焊料熔化冶金焊接形成焊接接头,虽然模具的模腔与两陶瓷电容芯体和焊料的总体积相适配,可以在一定范围内限制两陶瓷电容芯体的相互错位,但是当焊料熔化后扩散到端电极表面形成金属间粘合,其总体积变小,模腔无法很好的限制两陶瓷电容芯体的移位,经常会出现两陶瓷电容芯体错位的问题,因此,上述制备工艺制作的无引脚堆叠型陶瓷电容器存在良率低的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足,提供一种可以防止陶瓷电容芯体错位的无引脚堆叠型陶瓷电容器。
本发明的目的通过如下技术方案来实现:
一种无引脚堆叠型陶瓷电容器,包括依次堆叠的多个陶瓷电容芯体,陶瓷电容芯体相对的两端分别设置有端电极,其特征在于:相邻两陶瓷电容芯体之间设置有用于固定的粘结剂,多个陶瓷电容芯体的同侧端电极之间通过焊料相互焊接形成焊接接头。
所述焊料包覆多个陶瓷电容芯体的同侧端电极形成焊接接头。
所述粘结剂为热固性环氧树脂、有机硅、聚氨酯、聚酰亚胺、丙烯酸脂类、 UV固化胶中的一种。
所述焊料的液相线大于260℃。
所述焊料为铅基焊料、金基焊料、导电银胶或者烧结银膏。
所述陶瓷电容芯体为多层陶瓷电容芯体。
一种无引脚堆叠型陶瓷电容器的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
(1)通过在相邻两陶瓷电容芯体之间设置粘结剂,使多个陶瓷电容芯体整齐堆叠固定在一起,并使粘结剂固化;
(2)在模具中对应端电极的位置设置焊料,将堆叠好的陶瓷电容芯体放入模具中,然后将模具放入真空共晶炉中加热焊接,使焊料熔化扩散到多个陶瓷电容芯体的同侧端电极表面形成焊接接头。
所述粘结剂为热固性环氧树脂,固化温度为130℃-170℃,固化时间为2min -10min。
所述粘结剂为有机硅,固化温度为100℃-120℃,固化时间为1h-2h,或者在常温下固化20h-26h。
所述真空共晶炉的焊接温度为320℃-350℃,焊接时间为7min-15min。
本发明具有如下有益效果:
在相邻两陶瓷电容芯体之间设置有用于固定的粘结剂,这样可以使堆叠后的陶瓷电容芯体相互固定在一起不会相对移动错位,从而有效防止堆叠后的陶瓷电容芯体在后续的焊接工艺中不会因焊料熔化而相对移动错位,有效提高产品的良率。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的构件分解图。
图3为本发明的局部剖视图。
图4为回流焊次数对粘结强度影响对比图。
图5为高温抗蠕变性对比图。
具体实施方式
参照图1至图3所示,一种无引脚堆叠型陶瓷电容器,由两个陶瓷电容芯体1堆叠而成,陶瓷电容芯体1大致为长方体,其相对的两端分别设置有端电极11,陶瓷电容芯体1为多层陶瓷电容芯体,具体的陶瓷电容芯体1内部设置有第一内电极12和第二内电极13,第一内电极12与一端电极11导电连接,第二内电极13与另一端电极11导电连接,第一内电极12和第二内电极13交错平行间隔布置,且第一内电极12与第二内电极13之间设置有瓷介材料,端电极11由内向外依次为基体金属层111、阻挡层112和最外镀层113,其中,基体金属111为铜或者银;阻挡层112为层镍,厚度为1μm-5μm;最外镀层113 为锡铅层,厚度为5μm-20μm,锡铅层的铅含量≥81%(wt),其中,镍层电镀时间:30min-150min;电镀镍的电流是:4A-14A;锡铅层电镀时间:45min-150min,电镀锡铅的电流是:3A-10A。
两陶瓷电容芯体1之间设置有用于固定的粘结剂3,两陶瓷电容芯体1的同侧端电极11之间通过焊料2相互焊接形成焊接接头,焊料2包覆两陶瓷电容芯体1的同侧端电极11形成焊接接头,粘结剂3为热固性环氧树脂、有机硅、聚氨酯、聚酰亚胺、丙烯酸脂类、UV固化胶中的一种,在该实施例中粘结剂3采用热固性环氧树脂,焊料的液相线大于260℃,焊料为铅基焊料、金基焊料、导电银胶或者烧结银膏,其中,铅基焊料如Sn5Pb92.5Ag2.5、Sn10Pb88Ag2、 Pb92.5In5Ag2.5;金基焊料如Au80Sn20、Au88Ge12。
实施例一,一种无引脚堆叠型陶瓷电容器的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
(1)通过在两陶瓷电容芯体1之间设置粘结剂3,使两陶瓷电容芯体1整齐堆叠固定在一起,并使粘结剂3固化,粘结剂3为热固性环氧树脂,固化温度为150℃,固化时间为5min。
(2)在模具中对应端电极11的位置设置焊料2,将堆叠好的陶瓷电容芯体 1放入模具中,然后将模具放入真空共晶炉中加热焊接,使焊料2熔化扩散到两陶瓷电容芯体1的同侧端电极11表面形成焊接接头,真空共晶炉的焊接温度为 320℃,焊接时间为15min。
(3)使用体式显微镜对焊接后的电容器进行外观筛选,筛除电容器本体上有裂纹、缺损等不良现象。
(4)使用电容测试仪对外观分选后的电容器的电容量、损耗角正切进行测试;使用耐压绝缘分析仪对产品的介质耐压性能进行测试;使用高阻计对产品的绝缘电阻进行测试。
实施例二,一种无引脚堆叠型陶瓷电容器的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
(1)通过在两陶瓷电容芯体1之间设置粘结剂3,使两陶瓷电容芯体1整齐堆叠固定在一起,并使粘结剂3固化,粘结剂3为有机硅,固化温度为100℃,固化时间为1h-2h,或者在常温下固化24h。
(2)在模具中对应端电极11的位置设置焊料2,将堆叠好的陶瓷电容芯体 1放入模具中,然后将模具放入真空共晶炉中加热焊接,使焊料2熔化扩散到两陶瓷电容芯体1的同侧端电极11表面形成焊接接头,真空共晶炉的焊接温度为 350℃,焊接时间为7min。
(3)使用体式显微镜对焊接后的电容器进行外观筛选,筛除电容器本体上有裂纹、缺损等不良现象。
(4)使用电容测试仪对外观分选后的电容器的电容量、损耗角正切进行测试;使用耐压绝缘分析仪对产品的介质耐压性能进行测试;使用高阻计对产品的绝缘电阻进行测试。
实施例三,一种无引脚堆叠型陶瓷电容器的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
(1)通过在两陶瓷电容芯体1之间设置粘结剂3,使两陶瓷电容芯体1整齐堆叠固定在一起,并使粘结剂3固化,粘结剂3为热固性环氧树脂,固化温度为170℃,固化时间为3min。
(2)在模具中对应端电极11的位置设置焊料2,将堆叠好的陶瓷电容芯体 1放入模具中,然后将模具放入真空共晶炉中加热焊接,使焊料2熔化扩散到两陶瓷电容芯体1的同侧端电极11表面形成焊接接头,真空共晶炉的焊接温度为 320℃,焊接时间为10min。
(3)使用体式显微镜对焊接后的电容器进行外观筛选,筛除电容器本体上有裂纹、缺损等不良现象。
(4)使用电容测试仪对外观分选后的电容器的电容量、损耗角正切进行测试;使用耐压绝缘分析仪对产品的介质耐压性能进行测试;使用高阻计对产品的绝缘电阻进行测试。
本发明采用真空共晶炉焊接工艺,可以保证焊料熔化冶金形成的焊接接头孔洞率低于3%,焊接接头强度高、外观光亮、平滑。
产品性能测试
1、粘结剂采用环氧树脂的粘着强度测试:
试验使用环氧树脂板:在1.60mm厚的环氧树脂板FR-4上施加块状粘结剂,块状粘结剂的长宽高如下表所示,然后将对应的陶瓷电容器粘在块状粘结剂上进行固化,固化条件:将环氧树脂板放置在高低温烘箱上加热,温度达到150℃后保持5min。使用推拉力计沿陶瓷电容器长轴方向回拉测得的强度。
2、粘结剂在焊接后粘着强度对比
测定方法:样品:以2个2220规格的陶瓷电容器进行堆叠,粘结剂采用环氧树脂,粘结剂经150℃保持5min进行固化处理。堆叠电容器样品在温度设定为340℃的真空共晶炉焊接10s,在室温状态下放置30分钟(模拟产品焊接环境)。然后在温度设定为260℃的回流焊焊接30s,在室温状态下放置30分钟,以此为回流一次(模拟客户焊接环境)。对反复回流后的电容器分别在室温下测定粘结剂的粘着强度,如图4所示,从图4可知粘结剂在各种模拟使用环境下,都不会融化或变性导致两陶瓷电容芯体脱落分离或移位。
3、高温抗蠕变性对比
采用2个2220规格陶瓷电容器进行堆叠焊接,陶瓷电容器之间不采用粘结剂固定。这些堆叠电容器分为相等的3组,每组各10个堆叠电容器。其中2组是对照组分别为S1、S2,最后一组是发明组F1。S1采用焊料SAC305进行焊接;S2采用焊料Sn90Sb10焊料进行焊接;F1采用Sn5Pb92.5Ag2.5焊料进行焊接。对3组样品进行高温负重测试,堆叠电容器采用上部分本体进行固定,下部分本体负重(悬挂)一颗砝码50g,悬挂于烘箱内。设置烘箱温度为220℃,当温度由室温升至220℃时,保温10min。待保温10min合格后,以10℃的步进将温度升至270℃,检查上下电容器分离情况并记录脱离温度,具体数据如图5 所示,从图5可知,焊料选择Sn5Pb92.5Ag2.5可以使两陶瓷电容芯体之间具有较高的服役温度。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,故不能以此限定本发明实施的范围,即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰,皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。
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