[发明专利]大功率、微波片式多层瓷介电容器的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子设备用固定电容器的制备方法，尤其是一种大功率、微波片式多层瓷介电容器的制备方法。

背景技术

新型片式电子元件是国家科技部“十·二五”新技术研究发展规化项目,大功率、微波片式多层瓷介电容器至今仍属国内空白。

   大功率、微波片式多层瓷介电容器是用于微波频段的电子整机中的重要电子元件之一，随着现代通信技术、卫星广播技术及军用电子设备的进步而高速发展起来的新型电子元件，对现代武器装备中的通讯、导航、雷达、电子对抗等电子设备的小型化、集成化和高可靠性的进步起着至关重要的作用。研发和生产高水平的大功率、微波片式多层瓷介电容器，要解决的关键的技术问题就是开发高性能的低温烧成微波瓷料，其中包括瓷料的组成及其相关制备工艺技术等。同时，改进现有片式多层瓷介电容器制备方法，使内电极表面平滑也是研制大功率、微波片式多层瓷介电容器的关键技术。

   大功率电容器传统上都使用有机薄膜、单层瓷片和云母电容器。大功率的片式多层瓷介电容器国外最近几年才面市，预计市场用量约占片式多层瓷介电容器总量的0.1%左右，市场容量十分可观，应用前景非常广阔。到目前为止，国内巨大的大功率、微波片式多层瓷介电容器市场几乎被国外产品所垄断，尤其是高档多层瓷介电容器全部是国外进口或合资企业产品，国内几乎没有自主知识产权的相关产品。

国内现有片式多层瓷介电容器是采用流延法把瓷浆料制备成厚度为20～40μm的瓷膜，先将3～8张薄瓷膜热压成一张厚膜做为电容器一面瓷附片，然后将附片热压在承料铝制基座上，将基座放入印刷机定位槽中，采用按设计要求图形的丝网，将钯银内电极浆料印刷在瓷介质附片上，经过隧道式烘箱烘干电极浆料后，形成若干个电容器的一个内电极层图形，在带有内电极的瓷附片上叠盖一层瓷膜，热压后，再次将基座放入印刷机定位槽中，加上按设计要求的错位条后再次印钯银内电极浆料，经过隧道式烘箱烘干后，移位后的内电极浆料形成电容器的另一个内电极层图形，反复上述过程一直达到要求的瓷介质层数，最后热压电容器的另一面瓷介附片，从承料铝基座上取下印、叠块，经高温、高压的热压后，按设计切割成若干单个电容器，经排粘、烧结、磨端头、端头备钯银电极、烧银、电镀镍-锡等工序后，完成了片式多层瓷介电容器的制造。其特点是：生产效率高，电容器体积小，属表面组装元件，可大大降低整机体积。1类片式多层瓷介电容器介质损耗小，绝缘电阻高，适用于高频电子电路中；2类片式多层瓷介电容器电容量大，绝缘电阻高，适用于低频电子电路中。

   现有片式多层瓷介电容器的瓷膜经多次印内电极、叠盖瓷膜完成后，必须经过高温、高压把多层瓷膜和内电极压制成一块没有分层的生胚膜块，这就造成瓷膜和钯银电极有一相互混合层，烧结后此混合层造成内电极和瓷介质之间有一电子电流不良导体层,即电极损耗层,同时造成内电极表面不平滑（如附图2所示）。虽然电极损耗对电容器的位移电流损耗影响不大，但在高压、脉充和高频下，电极损耗将造成电容器的有功功率损耗和高频插损变大（测量电容器的高频插损可反映出来，相同测量条件下，1265MHz时，现行工艺的插损为-2.12dB,本发明工艺为-0.3dB）,瞬间大电流和高频趋肤电流造成的电极功率损耗将使现有片式多层瓷介电容器在高压、脉冲大电流和微波大功率电路中被电流击穿烧毁。因此，现有流延法工艺制备的片式多层瓷介电容器不能作为大功率电容器用于高压脉冲电路，以及用现有工艺和一般瓷料制成的片式多层瓷介电容器也不能作为微波功率电容器用于微波功率电路。

发明内容

本发明的目的是解决现有流延法制备的片式多层瓷介电容器不能作为大功率电容器用于高压脉冲电路和用一般瓷料制备的片式多层瓷介电容器不能做为微波功率电容器用于微波电路。其原因是现有片式多层瓷介电容器在高压脉冲大电流、微波大功率电路中要被烧毁。提供一种瓷介质膜和内电极没有混合层（如附图1所示），高压脉冲和高频下电容器内电极损耗小、插损小的大功率、微波片式多层瓷介电容器的制备方法。

本发明在探索多层瓷介电容器的介电、导电等理论的基础上，通过消除现有多层瓷介电容器多层结构中内电极和介质的混合层缺陷，解决了此缺陷造成的电极电流损耗和高频插损变大致使电容器烧毁的问题；同时研发出烧结温度低于980℃的低烧瓷料，使多层瓷介电容器的内电极导电率更高，电极电流损耗更小。本发明主要研究内容包括：1类、2类低烧瓷料配方；用于印刷的瓷介质、电极浆料的配方；瓷介质的无痕印刷技术；相关MLCC关键技术；瓷介质与电极共烧匹配技术等。