[发明专利]超高功率多层复合膜电容器的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电容器的制备方法，具体涉及一种多层复合膜电容器的制备方法。

背景技术

随着电子元器件小型化、低成本、高性能的需求，贱金属内电极片式多层陶瓷电容器也向大容量、超薄层方向发展。贱金属内电极片式多层陶瓷电容器由陶瓷介质、内电极金属层和端电极三层构成。但是，这种结构的陶瓷电容器需要采用烧结工艺制备，一般的烧结温度范围在1200-1300℃之间，低温烧结温度范围在800-1000℃之间。为此，不可避免地要解决不同收缩率的陶瓷介质和内电极金属如何在高温烧成后不会分层、开裂，即陶瓷粉料和金属电极共烧问题。

发明内容

本发明的目的是提出一种超高功率多层复合膜电容器的制备方法，其解决了现有的片式多层陶瓷电容器采用烧结工艺制备时成本高、合格率低的技术问题。

本发明的技术解决方案是：

一种超高功率多层复合膜电容器的制备方法，其包括以下步骤：

1]制备掺杂钛酸钡陶瓷粉体：

采用超高纯原料及电子级纯水作溶剂，利用液相沉淀法制备掺杂钛酸钡陶瓷粉体，制备中添加少量的聚偏氟乙烯，聚偏氟乙烯的含量为2～3wt.％；

2]制备碱金属低温导电浆料；

3]多层膜制备：

采用丝网印刷工艺制备介电层/内电极层交替的多层膜，介电层每层采用多次印刷，每次印刷厚度约为5μm，单层印刷四次；内电极层每层采用单次印刷成形，每印刷一层介电层/内电极层后，在一定条件下烘干，然后继续印刷另一层，每个电容器印刷多层；

4]预处理：

介电层/内电极多层膜制备好后，进行适当的边角处理，缓慢加热，使介电浆料中的溶剂完全挥发；

5]等静压成形：

把预处理的多层膜块体置于特制的磨具中，在160℃下进行等静压处理，使多层膜完全致密化；

6]制备超高功率多层复合膜电容器：

采用传统工艺制作端电极，并把多个多层膜块体单元并联，形成超高功率多层复合膜电容器。

上述多层膜块体包括100层的介电层/内电极层。

本发明的优点：该复合膜电容器具有高储能密度、高压、高功率、低成本等优点。这种多层复合膜电容器结合了高介电陶瓷粉体介电常数高和聚合物膜耐电强度高的优点，大大提高了陶瓷电容器的储能密度；并且成形温度低，不需要高温烧结的过程，大大降低了电容器的工艺成本。该电容器可以用在对电容器放电功率和电压要求高的各种领域。

附图说明

图1是本发明超高功率多层复合膜电容器的结构示意图，其中：1-多层膜块体，2-内电极，21-正电极金属层，22-负电极金属层，3-端电极，4-介电层。

具体实施方式

本发明制备过程：

首先，混合陶瓷粉体及聚偏氟乙烯纳米粉体，由于聚偏氟乙烯含量很低，并加入一定的二甲基甲酰胺作为聚偏氟乙烯溶剂，使混合更加均匀。采用球磨工艺使粉体均匀混合，聚偏氟乙烯粉体均匀包覆于钛酸钡粉体表面，有利于形成均一致密的复合膜。复合粉体均匀混合后，加入松油醇等有机溶剂，配置介电质浆料，要求浆料具较好的稳定性和一定的流动性，并且混合溶剂中各种成分在160℃下均能完全挥发，不会对介质层产生不利的影响。

然后，制备多层膜。由于采用了陶瓷/有机复合材料作为介电材料，所以电容器的成形不需要高温烧结工艺，多层膜电容器的内电极及端电极都可以采用碱金属低温导电浆料，电极浆料要求在较低温(160℃)下固化成形。与普通钛酸钡陶瓷电容器相比，这种复合膜电容器不需要使用贵金属导电材料，并且对导电浆料的收缩匹配性能要求较低，大大降低了电容器的成本。采用丝网印刷工艺制备介电层/内电极层交替的多层膜，介电层厚度为20μm，耐电强度达到>2000V，介电层每层采用多次印刷，每次印刷厚度约为5μm，单层印刷四次，防止宏观孔隙的出现。电极层要求相对较低，每层采用单次印刷成形，内电极结构可采用一般高压陶瓷多层膜电容器设计方法。每印刷一层介电层/内电极后，在一定条件下烘干，然后继续印刷另一层，每个电容器印刷100层。该多层膜电容器可采用大面积设计，介质膜尺寸为选用10cm×10cm。