專利名稱：圓板型陶瓷電容器電極的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圓板形陶瓷電容器電極的制造方法，尤指一種利用滾筒在瓷片表面涂滿銀膠以構(gòu)成電極的方法，由此簡化了制造過程并降低了成本，而且所制造的陶瓷電容器電極制法具有不受容量限制、高耐電壓、高精密度等優(yōu)點。
陶瓷電容器為一般電路常用的元件，根據(jù)其電特性可分為溫度補償用陶瓷電容器、高介電常數(shù)陶瓷電容器及半導(dǎo)體陶瓷電容器等。就外觀形狀分類則有筒形與板形的分別，在板形陶瓷電容器中又細(xì)分有圓板形、角板形及接地形。本文中欲提出討論的主題即前述的圓板形陶瓷電容器。
圖6示出了圓板形陶瓷電容器的基本構(gòu)造，主要是在一圓形的陶瓷片80的正反兩面分別設(shè)有電極81，兩電極81上分別焊接有接腳82，其外部則由絕緣材料密封以構(gòu)成封裝層83。其電容量是由下列公式?jīng)Q定C=ϵ×r2×1k×1T,]]>其中ε＝陶瓷片的介電系數(shù)，r＝電極半徑，k＝常數(shù)，T＝陶瓷片厚度(mm)。
由上述公式可知，電極81大小直接影響電容量，至于電極81實際外徑D可經(jīng)改寫前述公式后換算取得D=r×2=kTCϵ×2]]>由上述可知，圓板形陶瓷電容器的電容量是由陶瓷片80的介電系數(shù)及電極81的直徑D、厚度T所決定。換言之，位于陶瓷片80兩面上的電極81將決定陶瓷電容器的電容值與相關(guān)的電特性。
而傳統(tǒng)陶瓷電容器的電極制造方法大致包括下列數(shù)種一.筆涂式此種筆涂式電極制法是由燒窯業(yè)的金屬彩繪技術(shù)發(fā)展而來，最早期的陶瓷電容器電極即利用此法制成，主要是由人工以小毛筆或水彩筆沾上銀膠在瓷片的表面畫圓，其圓徑大小則根據(jù)所需的電容值決定，由于是以人工手繪方式涂布，其精度奇差，只能用于制作允許大誤差的電容器，目前除實驗室的實驗用途外，已鮮少利用此法制造電容器。
二.海棉滴壓式是由前述筆涂式改進(jìn)而來，在生產(chǎn)速度上已有顯著增進(jìn)，在涂繪圓形電極方面亦較方便，但是因為以人工方式生產(chǎn)，成本高售價低，所以除實驗室外已少有利用。
三.點膠式由于自動化機械的問世，前述涂布銀膠的工作可借助點膠機的自動點膠功能進(jìn)行，此種制法的優(yōu)點在于大幅節(jié)省人工，但用于制作小型品時，則難度驟升，尤其在直徑5mm以下，點膠機滴流困難。
四.噴霧式早期小型半導(dǎo)體及集成芯片電容器未開發(fā)問世前，需要如104PF的大容量陶瓷電容器時，為配合在直徑16mm、厚0.15mm的加工易碎瓷片上制作電極而發(fā)展起來，目前在陶瓷界已鮮少使用。
五.電鍍研磨法70年代石油危機期間，國際銀價飆漲，迫使廠商謀求替代方案，其包括有鍍鎳研磨刮邊、鍍銅研磨刮邊及印銅膏、鎳膏等方法，主要運用于交流電容器、高介電常數(shù)電容器上，具有提高耐電壓與抑制部分放電及防止發(fā)生電暈現(xiàn)象等優(yōu)點，但小型產(chǎn)品進(jìn)行無心研磨刮邊則有困難。且銅、鎳金屬在高頻下，DF高而Q值低，其電特性不如銀質(zhì)電極優(yōu)異，且電鍍及研磨制程產(chǎn)生的廢水，將破壞生態(tài)環(huán)境造成環(huán)保問題。
六.網(wǎng)版印刷法此法是目前效率最佳且精準(zhǔn)度最高的制法，但是缺點在于須使用精密設(shè)備，其售價昂貴，制造成本居高不下，且雖有精密的網(wǎng)版及鋁盤配合，但前者因易受張力影響，后者則有熱脹冷縮問題，而影響印刷時的精準(zhǔn)對位。再者，欲在瓷片上印刷90％以上的銀面積或小圓徑的尺寸則有實際困難，因而無法有效提高耐電壓及控制容量的準(zhǔn)確性。
綜合以上數(shù)種傳統(tǒng)的陶瓷電容器電極制作方法可看出，其分別存在制造過程繁復(fù)、成本昂貴和成品電特性不佳等不同領(lǐng)域的問題及缺點，故本發(fā)明提出新的陶瓷電容器電極制造方法則可一一解決前述問題。
本發(fā)明主要目的在于提供一種利用滾筒涂布方式在瓷片表面涂滿銀膠以構(gòu)成電極的方法，由此簡化了制程并降低了成本，而且制造的電容具有不受容量限制、高耐電壓、高精密度等優(yōu)點。
本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，采用的技術(shù)方案為將多塊瓷片緊鄰排列固定于同一平面上，又利用滾筒將高密度銀膠涂布于瓷片表面，經(jīng)重復(fù)上述步驟，于瓷片另一面亦涂滿銀膠而分別構(gòu)成電極。
由于是以滾筒作全面性涂布，其無須在涂布過程中嚴(yán)格控制電極直徑，即可達(dá)成精確控制的目的。
前述滾筒全面涂布方法配合公式C=ϵ×r2×1k×1T]]>可換算出各種不同需求的電容器規(guī)格，由小容量到大容量，耐電壓由低至高，電極直徑由小到大，均可配合制造者的需求，且無須增添任何設(shè)備。
前述滾筒全面涂布方法是在瓷片表面構(gòu)成100％銀面，而通過良好封裝除可防止發(fā)生電暈，抑制部分放電現(xiàn)象外，亦可提高耐電壓，進(jìn)而利于小型化。
前述各瓷片厚度相同并且緊密相連地固定置于同一平面上，供滾筒于其表面滾動。
前述銀膠可由銅膏或鎳膏取代。
本發(fā)明與已有技術(shù)相比優(yōu)點和積極效果非常明顯。由以上的技術(shù)方案可看出本發(fā)明有下列優(yōu)點1.制作電容器不受容量限制由于本發(fā)明是采取全面涂布方式，在圓形電極的制作上并不因銀面過小或過大而對所制造電容器的規(guī)格造成限制，因此，其容量由小至大，耐電壓由低至高，電極直徑由小至大，諸如前述種種的不同規(guī)格，均可通過本發(fā)明制造完成。從而可有效克服網(wǎng)版印刷法及點膠法無法用以制作超小型耐高電壓陶瓷電容器的缺陷。
2.DF低且Q值高由于仍利用銀膠制作電極，其在高頻下仍具理想的電特性，不論作溫度補償或高介電系數(shù)電容器，均不致出現(xiàn)高DF而低Q值的困擾。
3.具理想的電特性100％涂滿銀膠的電極表面且通過良好的封裝，可有效防止交流電壓電暈發(fā)生，抑制部分放電現(xiàn)象，并可提高耐電壓。
4.誤差率低目前網(wǎng)版印刷法制作電極，其電容器誤差率控制最好的約在±5％，而本發(fā)明則可有效降低至±2％，甚至±1％以內(nèi)，此為未來高精密市場的必然趨勢。
5.不致造成環(huán)保問題由于本發(fā)明制程中無須利用電鍍研磨步驟，故不致產(chǎn)生工業(yè)廢水，不會破壞自然生態(tài)環(huán)境。
6.有效降低成本·本發(fā)明在瓷片粉體用量上較傳統(tǒng)陶瓷電容器節(jié)省數(shù)倍，如基于成本考慮，在不影響特性要求的前提下，亦可由銅膏或鎳膏取代銀膏，以進(jìn)一步降低成本。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)特征及目的。
附圖簡要說明

圖1是本發(fā)明滾筒涂布方法的示意圖。
圖2是本發(fā)明瓷片排列的示意圖。
圖3是本發(fā)明于瓷片涂布銀膠而構(gòu)成電極的外觀圖。
圖4是本發(fā)明于瓷片涂布銀膠而構(gòu)成電極的剖視圖。
圖5是本發(fā)明于瓷片外電極焊接接腳的外觀圖。
圖6是圓板形陶瓷電容器的構(gòu)造示意圖。
如圖1所示，本發(fā)明主要是將相同厚度的瓷片10排列并固定于同一水平面上，又利用滾筒20將高密度銀膠21涂布于瓷片10表面，其中滾筒20在各瓷片10上連續(xù)滾轉(zhuǎn)，因此，滾筒20通過瓷片10表面時將100％涂滿銀膠21，經(jīng)干燥后，又將瓷片10翻面，并重復(fù)前述步驟，即可于瓷片10的底面亦涂滿銀膠21，隨后每一瓷片10的兩面均設(shè)有由銀膠21構(gòu)成的電極，該電極外徑完全與瓷片10相同。
在前述涂布步驟中，以涂滿方式在瓷片10表面上涂布銀膠21，換言之，制造過程中無須針對涂布銀膠21的圓徑特別考慮或嚴(yán)格監(jiān)控，當(dāng)瓷片10表面為銀膠21所完全涂布時，即完全符合預(yù)定的規(guī)格及特性要求。
使銀膠21有效而完全地涂滿瓷片10表面的先決條件在于1.各瓷片10具備相同的厚度。
2.各瓷片10保證排列且固定于同一平面上。
3.各相鄰瓷片10緊密相連。
為符合前述條件，可如圖2所示，將瓷片10置于一特定容器30中，該容器30具連續(xù)圍邊，且底面是位于同一水平面上。以矩形容器而言，前述容器30的四周形成連續(xù)圍邊，以將各瓷片10限制于一特定區(qū)域內(nèi)，在自動化機械中，瓷片10置入容器30后可透過振動方式使其一一排列于同一平面且緊鄰相接，且透過膠帶或真空吸著等方式令各瓷片10固定于該容器30平面上，隨后令滾筒在其上滾動以涂布銀膠。
前述瓷片10于正反兩面分別涂滿銀膠21而構(gòu)成電極后，其外觀即如圖3、4所示，經(jīng)于電極上焊接接腳11則如圖5所示。
前述電極圓徑與瓷片10外徑相同，故可根據(jù)瓷片10已知的介電系數(shù)ε、直徑D(mm)、瓷片厚度T(mm)及預(yù)定電容值C(PF)，配合下列公式換算出未知的電極規(guī)格C=ϵ×r2×1k×1T]]>T=ϵ×r2×1k×1C]]>ϵ=k×C×T×1r2]]>D=r×2=kTCϵ×2]]>前述k＝常數(shù)。
利用前述公式可設(shè)計換算利用前述方法所制造陶瓷電容器的電氣規(guī)格。
以下即透過具體資料說明如下假設(shè)瓷片10直徑D＝3mm、常數(shù)＝36、電容值＝1PF、介電系數(shù)ε＝8，則利用公式T=ϵ×r2×1k×1C=8×(1.5)2×136×11=0.5(mm)]]>可知在前述瓷片10的固定規(guī)格條件下，在厚達(dá)0.5mm的瓷片10兩面涂布銀膠以構(gòu)成電極，即可制成電容值為1PF的陶瓷電容器。而其實際的瓷片粉體用量則為πr2T＝3.14×(1.5)2×0.5＝3.53如以市售相同電容值的陶瓷電容器與前述實例比較，可發(fā)現(xiàn)二者在瓷片粉料用量上的顯著差異。
市售的以網(wǎng)版印刷構(gòu)成電極的1PF±0.25PF/50V電容器，其編號5070(直徑5mm，厚度0.7mm)、常數(shù)＝36、介電系數(shù)ε＝8，利用公式可算出其銀膠的外徑為D=kTCϵ×2=36×0.7×18×2=3.54(mm)]]>再換算其實際的瓷片粉體用量πr2T＝3.14×(2.5)2×0.7＝13.73與前述利用本發(fā)明所制成陶瓷電容器的瓷片粉體用量比較，可明顯看出，利用本發(fā)明滾筒全面涂布方法所構(gòu)成的電極，在瓷片粉體用量上約僅為傳統(tǒng)陶瓷電容器的1/4，由此可充分證明本發(fā)明的確大幅減少了瓷片粉體用量而降低了成本。
以下再針對另種市售陶瓷電容器與本發(fā)明制品進(jìn)行比較市售網(wǎng)版印刷構(gòu)成電極的1000PF±20PF/2kv電容器，其編號50100(直徑5mm，厚度1mm)、常數(shù)＝36、介電系數(shù)ε＝15000，利用公式可算出其銀膠的外徑為D=kTCϵ×2=36×1×100015000×2=3.09(mm)]]>再換算其實際的瓷片粉體用量πr2T＝3.14×(2.5)2×1＝19.62而利用本發(fā)明制成的陶瓷電容器，其瓷片直徑D＝3mm、常數(shù)＝36、電容值＝1000PF、介電系數(shù)ε＝15000，則利用公式T=ϵ×r2×1k×1C=15000×(1.5)2×136×11000=0.93(mm)]]>再換算本發(fā)明前述實施例的實際瓷片粉體用量πr2T＝3.14×(1.5)2×0.93＝6.57經(jīng)與傳統(tǒng)陶瓷電容器的瓷片粉體用量比較 由上述比較實例可進(jìn)一步證明本發(fā)明用以制作1000PF陶瓷電容器的瓷片粉體用量，約只有傳統(tǒng)陶瓷電容器瓷片粉體用量的1/3，且具備更高的耐電壓。
權(quán)利要求
1.一種圓板形陶瓷電容器電極的制造方法，其特征在于所述方法利用滾筒將高密度銀膠涂滿于瓷片表面，又于瓷片另一面重復(fù)上述步驟，使瓷片另一面也涂滿銀膠而分別構(gòu)成電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓板形陶瓷電容器電極的制造方法，其特征在于該瓷片的厚度是根據(jù)公式C=ϵ×r2×1k×1T]]>換算取得。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓板形陶瓷電容器電極的制造方法，其特征在于各瓷片的厚度相同并且緊密相連地固定置于同一平面上，供滾筒于其表面滾動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓板形陶瓷電容器電極的制造方法，其特征在于所述銀膠可由銅膏或鎳膏取代。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種圓板形陶瓷電容器電極的制造方法,其主要是將特定圓徑的瓷片緊接排列固定于同一平面上,利用滾筒將高密度銀膠涂布于瓷片表面,并重復(fù)前述步驟,令瓷片兩面分別涂滿銀膠而構(gòu)成電極,在前述步驟中,電容量是根據(jù)公式取得。借助前述方法制造的電容器不受容量限制,并可大幅降低成本,提高耐電壓及精密度。
文檔編號H01G13/00GK1339805SQ0012623
公開日2002年3月13日 申請日期2000年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月18日
發(fā)明者王森茂 申請人:王森茂