[发明专利]太空纳米级工艺长寿命高温电容的生产方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及高温电容或一般电容的太空(或真空)纳米级生产方法及装置，是一种完全在太空或真空环境制程下生产制作成的电容和相关装置。

背景技术

目前，公知的所有的电容生产方式主要是有丝印导电银浆电极板和叠层陶瓷粉浆等堆叠烧结工艺以及镀金属塑料薄膜（即金属化聚丙烯膜以下简称金属化电容）介质铝电解液电介质等的卷绕电容等；现行的叠层陶瓷工艺存在陶瓷介质空洞，导致介质空洞的主要因素是陶瓷介质粉中的有机物和无机物的污染，烧结过程控制不当。空洞的产生极易导致漏电，而漏电又导致器件内局部发热，进一步降低陶瓷介质的绝缘性能从而导致漏电增加，该过程循环发生，不断恶化，严重时导致多层陶瓷电容开裂-爆炸，甚至燃烧等严重后果。生产时易产生裂纹和分层，多层陶瓷电容的烧结为多层材料堆叠共烧，烧结温度多达1000多度，层间结合力不强烧结过程中内部污染物的挥发， 烧结过程控制和冷却不当等产生的裂纹；分层裂纹的危害和空洞相仿，为重要的多层陶瓷电容的内在缺陷，此外目前市场上品质好一点的NPO材质堆叠陶瓷贴片电容绝缘材质用到价贵稀土材料，存在成本高，配制工艺复杂的问题；镀金属塑料薄膜电容电介质材料总会有疵点或缺陷，或含有导电杂质或导电粒子；镀金属塑料薄膜电介质的电老化与热老化；电介质内部的电化学反应；银离子迁移；电介质在电容器制造过程中受到机械损伤；电介质分子结构改变；在高湿度或低气压环境中极间飞弧；在机械应力作用下电介质瞬时短路，此外镀金属塑料薄膜工作温度大多在85度，最高也只有100度，这些镀金属塑料薄膜电容的内在缺陷和存在问题。而目前市场上的电解电容存在漏液、爆炸、开路、击穿、电参数恶化和寿命短的问题等。

发明内容

本发明采用太空(或真空)纳米级即在真空环境下交替镀膜生产的方法制作多层叠层电容，可选择用玻璃如石英玻璃、陶瓷、刚玉、蓝宝石和钻石耐高温的绝缘材质作为电容的绝缘介质；推荐使石英玻璃材质，因为石英玻璃材质电学性能极佳，在常温下，它的电阻相当于普通玻璃的10 —10 倍，对全部频率的介电损失很微小，绝缘耐压强度大等耐高温的高强电场无机绝缘材料作为太空真空电容的绝缘介质，因为太空真的条件下反复交替镀膜生产的叠层电容，电容极板的绝缘介质在真空下镀膜至密均匀层间结合更加紧密，厚度可电子化精确控制，可制成纳米级电容电极板层和绝缘介质层，不存在环境杂质污染所带来的一切问题，解决了现行丝印导电银浆电极板和叠层陶瓷粉浆等堆叠烧结工艺存在的陶瓷介质空洞裂纹和分层的问题；同时也解决了金属化电容的无机物绝缘材料的电老化与热老化等的问题；同时也解决了目前市场上品质好一点的NPO材质堆叠陶瓷贴片电容绝缘材质用到价贵稀土材料，存在成本高，配制工艺复杂的问题；本发明的电容太空真空工艺生产方式是一种可生产高品质电容的方法，太空真空环境下镀膜生产的电容选用高温绝对介质则可生产用在300多度环境下工作的电容，是一种长寿命电容的生产方法，是一种军用级电容的生产方法和技术，此外，太空真空工艺生产的电容比同等容量和耐压等同现行的叠层陶瓷电容体积更小，比同等现行的金属化电容体积可减少五倍左右；因在太空真空环境下反复循环自动完成，比现行的多层陶瓷电容生产方法省去了调浆丝印烧结等工序；太空真工艺多层叠片电容生产方法是一种全新的革命性的电容生产方法，生产设备用现行非常成熟的真空镀膜技术和设备这可可以精确控制生产过程，稍加改进行就可实现流水化大批量生产，在真空环境下完成了最易产生质量问题的核心工序的电容金属极片和绝缘介质的多层堆叠，从根本上被免了现行工艺一系列环境和操作产生的质量问题；太空(或真空)纳米级多层叠片电容生产还有一最大的优点就是可根据需要选择任何一种耐高温的耐压高的损耗最小的和介电常数合适的任何一种无机材料作为电容器的绝缘介质，如可选用钻石制成超高温工作的太空工作环境下的太空电容等。此外采用太空(或真空)纳米级即在真空环境下交替镀膜生产的方法制作多层叠层电容因在太空或真空环境下镀膜可控制金属层和绝缘介质层的厚度在纳米级的水平，这是现行塑料薄膜绝缘介质以及丝印银浆叠层陶瓷电容的生产方法是绝对做不到的工艺水平纳米级的厚度。