一种多孔板式阵列结构陶瓷电容滤波器及其制备方法转让专利
申请号 : CN200610112957.0
文献号 : CN101145446B
文献日 : 2010-12-29
发明人 : 贾桂荣 , 赵静波
申请人 : 北京七星飞行电子有限公司
摘要 :
一种多孔板式阵列结构陶瓷电容滤波器，金属电极内置于陶瓷基体内，其制作步骤为：1)将陶瓷浆料与金属内电极浆料交替层叠印制在金属基板上，电极图形必须上下对称重叠；2)将步骤1印制的陶瓷膜片放入烘箱内烘干；3)将烘干后的陶瓷膜片采用磨切法加工成所需的图形尺寸，从金属基板上取下陶瓷坯体；4)将步骤3加工的陶瓷坯体进行高温烧结；5)将步骤4加工的陶瓷板内电极引出部分涂覆金属端电极浆料；6)将步骤5加工的陶瓷板进行高温烧结。
权利要求 :
1.一种多孔板式阵列结构陶瓷电容滤波器，由陶瓷基体、信号极引出端、接地极引出端三部分构成；其中：金属电极层数为3～30层，内置于陶瓷基体内，信号极引出端位于陶瓷板内的小孔内表面处，接地极引出端位于陶瓷板的外围表面处。
2.一种制备权利要求1所述多孔板式阵列结构陶瓷电容滤波器的方法，其步骤为：A)将陶瓷浆料与金属内电极浆料交替层叠印制在金属基板上，电极图形必须上下重叠对称；按总重％计，其中：陶瓷浆料配方：
陶瓷粉料：70～80％；
粘合剂：20～30％；
分散剂：0.01～0.05％；
消泡剂：1～10滴；
电极浆料：
Pd 30％；
Ag 70％；
B)将步骤A印制的陶瓷膜片放入烘箱内于100-120℃烘干；
C)将烘干后的陶瓷膜片加工成所需图形尺寸的陶瓷坯体后，从金属基板取下陶瓷坯体；
D)将步骤C加工的陶瓷坯体于1170-1190℃下进行烧结；
E)将步骤D加工的陶瓷板内电极引出部分，涂覆金属端电极浆料；
F)将步骤E加工的陶瓷板于880-900℃下进行烧银。
3.如权利要求2所述的方法，其中步骤A中的印制为尼龙丝网印刷。
4.如权利要求2所述的方法，其中步骤C中的加工为模具冲压法。
5.如权利要求2所述的方法，其中步骤D中的烧结保温时间1-3小时。
6.如权利要求2所述的方法，其中步骤E中是采用竹签沾涂法进行涂覆。
7.如权利要求2所述的方法，其中步骤F中的烧银保温时间0.5-1.5小时。
说明书 :
技术领域
本发明涉及一种多孔板式阵列结构陶瓷电容滤波器的制备方法。
背景技术
随着电子装备向高频、高速、高灵敏度、高可靠性、多功能、小型化、信息化发展，电连接器也随之向小型化、高密度、高频、多功能方向发展，各种设备对抗电磁干扰的需求迅速增长。
抗电磁干扰的方式主要有两种：屏蔽和滤波。传统的滤波连接器大多采用管式电容器滤波。管式电容器的特点是尺寸大、电容量低、机械强度差、可靠性低。由于管式电容器为单层陶瓷结构，瓷管厚度一般在0.2mm～0.4mm，陶瓷管的厚度使机械强度和电容量成为一对矛盾，要获得大容量就要牺牲陶瓷管的机械强度。而抗电磁干扰滤波器的用途主要是要滤掉高频干扰信号，所需滤波器的电容量相对较大，管式电容滤波器的结构特征制约了其容量设计。
多孔板式阵列结构陶瓷电容滤波器采用板式叠层结构，单层厚度可达0.05mm，陶瓷板整体厚度在2.0-3.0mm，既实现了抗电磁干扰滤波器的大容量要求，又保证了陶瓷板整体机械强度。
多孔板式阵列结构陶瓷电容滤波器，是国际上近些年发展起来的新型 滤波元件，它有效克服了管式电容滤波器电容量小、温度稳定性差、机械强度差、安装密度低的弱点。随着多孔板式阵列结构陶瓷电容滤波器技术的逐渐成熟和产能的逐步提高，它将逐渐替代管式电容滤波器，成为高密度滤波连接器的首选滤波元件。
目前虽然国外仅有少数几家公司能够生产多孔板式阵列结构陶瓷电容滤波器，但制备该电容滤波器的方法却一直未见有报道。
抗电磁干扰的方式主要有两种：屏蔽和滤波。传统的滤波连接器大多采用管式电容器滤波。管式电容器的特点是尺寸大、电容量低、机械强度差、可靠性低。由于管式电容器为单层陶瓷结构，瓷管厚度一般在0.2mm～0.4mm，陶瓷管的厚度使机械强度和电容量成为一对矛盾，要获得大容量就要牺牲陶瓷管的机械强度。而抗电磁干扰滤波器的用途主要是要滤掉高频干扰信号，所需滤波器的电容量相对较大，管式电容滤波器的结构特征制约了其容量设计。
多孔板式阵列结构陶瓷电容滤波器采用板式叠层结构，单层厚度可达0.05mm，陶瓷板整体厚度在2.0-3.0mm，既实现了抗电磁干扰滤波器的大容量要求，又保证了陶瓷板整体机械强度。
多孔板式阵列结构陶瓷电容滤波器，是国际上近些年发展起来的新型 滤波元件，它有效克服了管式电容滤波器电容量小、温度稳定性差、机械强度差、安装密度低的弱点。随着多孔板式阵列结构陶瓷电容滤波器技术的逐渐成熟和产能的逐步提高，它将逐渐替代管式电容滤波器，成为高密度滤波连接器的首选滤波元件。
目前虽然国外仅有少数几家公司能够生产多孔板式阵列结构陶瓷电容滤波器，但制备该电容滤波器的方法却一直未见有报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多孔板式阵列结构陶瓷电容滤波器。
本发明的又一目的在于提供一种制备上述陶瓷电容滤波器的方法。
为实现上述目的，本发明提供的多孔板式阵列结构陶瓷电容滤波器，由陶瓷基体、信号极引出端、接地极引出端三部分构成；其中：
金属电极层数为3～30层，内置于陶瓷基体内，信号极引出端位于陶瓷板内的小孔内表面处，接地极引出端位于陶瓷板的外围表面处。
本发明提供的制备上述陶瓷电容滤波器的方法，其步骤为：
A)将陶瓷浆料与金属内电极浆料交替层叠印制在金属基板上，电极图形必须上下重叠对称；按总重％计，其中：
陶瓷浆料配方：
陶瓷粉料：70-80％；
粘合剂：20-30％；
分散剂：0.01-0.05％；
消泡剂：1-10滴；
电极浆料：
Pd 30％；
Ag 70％。
B)将步骤A印制的陶瓷膜片放入烘箱内于100-120℃烘干；
C)将烘干后的陶瓷膜片加工成所需图形尺寸的陶瓷坯体后，从金属基板取下陶瓷坯体；
D)将步骤C加工的陶瓷坯体于1170-1190℃下进行烧结；
E)将步骤D加工的陶瓷板内电极引出部分，涂覆金属端电极浆料；
F)将步骤E加工的陶瓷板于880-900℃下进行烧银；
所述的方法，其中步骤A中的印制为尼龙丝网印刷。
所述的方法，其中步骤A中的陶瓷粉料为X7R262L陶瓷粉料。
所述的方法，其中步骤A中的分散剂为3754分散剂。
所述的方法，其中步骤A中的消泡剂为3999消泡剂。
所述的方法，其中步骤C中的加工为模具冲压法。
所述的方法，其中步骤D中的烧结保温时间1-3小时。
所述的方法，其中步骤E中是采用竹签沾涂法进行涂覆。
所述的方法，其中步骤F中的烧银时间0.5-1.5小时。
本发明的又一目的在于提供一种制备上述陶瓷电容滤波器的方法。
为实现上述目的，本发明提供的多孔板式阵列结构陶瓷电容滤波器，由陶瓷基体、信号极引出端、接地极引出端三部分构成；其中：
金属电极层数为3～30层，内置于陶瓷基体内，信号极引出端位于陶瓷板内的小孔内表面处，接地极引出端位于陶瓷板的外围表面处。
本发明提供的制备上述陶瓷电容滤波器的方法，其步骤为：
A)将陶瓷浆料与金属内电极浆料交替层叠印制在金属基板上，电极图形必须上下重叠对称；按总重％计，其中：
陶瓷浆料配方：
陶瓷粉料：70-80％；
粘合剂：20-30％；
分散剂：0.01-0.05％；
消泡剂：1-10滴；
电极浆料：
Pd 30％；
Ag 70％。
B)将步骤A印制的陶瓷膜片放入烘箱内于100-120℃烘干；
C)将烘干后的陶瓷膜片加工成所需图形尺寸的陶瓷坯体后，从金属基板取下陶瓷坯体；
D)将步骤C加工的陶瓷坯体于1170-1190℃下进行烧结；
E)将步骤D加工的陶瓷板内电极引出部分，涂覆金属端电极浆料；
F)将步骤E加工的陶瓷板于880-900℃下进行烧银；
所述的方法，其中步骤A中的印制为尼龙丝网印刷。
所述的方法，其中步骤A中的陶瓷粉料为X7R262L陶瓷粉料。
所述的方法，其中步骤A中的分散剂为3754分散剂。
所述的方法，其中步骤A中的消泡剂为3999消泡剂。
所述的方法，其中步骤C中的加工为模具冲压法。
所述的方法，其中步骤D中的烧结保温时间1-3小时。
所述的方法，其中步骤E中是采用竹签沾涂法进行涂覆。
所述的方法，其中步骤F中的烧银时间0.5-1.5小时。
附图说明
图1为本发明板式阵列结构陶瓷电容滤波器外形；其中：图1a为其主视图；图1b为其侧视图；图1c为图1a中沿A-A线的剖面图。
具体实施方式
实施例一：
制作外形尺寸8.5±0.3mm，厚度2.0±0.5mm的板式阵列结构陶瓷电容滤波器，外形如图1所示，电容量为5000pF，工作电压200V-。
该电容滤波器由陶瓷基体1、信号极引出端2、接地极引出端3三部分构成；其中：
金属电极层数为3～30层(参见图1c)，内置于陶瓷基体内，信号极引出端位于陶瓷板内的小孔内表面处，接地极引出端位于陶瓷板的外围表面处。
制备过程如下：
1)将陶瓷浆料与金属内电极浆料采用尼龙丝网印刷方法，交替层叠印制在金属基板上，电极图形必须上下重叠对称，在制作多层金属电极时，在每相邻的两层电极浆料中印制一层陶瓷浆料；陶瓷浆料的配方按总重量的百分比计为：
陶瓷粉料：70-80％；
粘合剂：20-30％；
分散剂：0.01-0.05％；
消泡剂：1-10滴。
电极浆料的组成为：Pd 30％；Ag 70％。
关于本发明采用的陶瓷粉料、粘合剂、分散剂以及消泡剂等均为本领域公知的产品。比如，本发明采用的各种原料的型号可以分别是：X7R262L陶瓷粉料、3754分散剂、3999消泡剂等。
2)将步骤1印制的陶瓷膜片放入烘箱内于120℃烘干，其烘干时间没有严格限定，只要将其水分烘干即可；
3)将烘干后的陶瓷膜片采用模具冲压(钻孔、旋转磨切)法加工成所需图形尺寸的陶瓷坯体后，从金属基板取下；
4)将步骤3加工的陶瓷坯体于1170-1190℃下进行烧结，烧结时间没有严格限定，基本控制在1-3小时即可；
5)将步骤4加工的陶瓷板内电极引出部分，可采用竹签沾涂法涂覆金属端电极浆料；
6)将步骤5加工的陶瓷板于880-900℃下进行烧银，烧银时间没有严格限定，基本控制在0.5-1.5小时即可，即得本发明最终产品。
本发明制备的板式阵列结构陶瓷电容滤波器瓷体致密，机械强度高，绝缘性能好，其平整度高，便于安装。
本实例制备的板式阵列结构陶瓷电容滤波器性能如表1所示：
表1
样品 编号 电容量C (pF) 介质耐压UR (V) 绝缘电阻Rj (MΩ) 1 5247 600 50000 2 5640 600 35000 3 5556 600 40000 4 5384 600 40000 5 5328 600 50000 6 5436 600 35000 7 5506 600 40000 8 5768 600 40000 9 5018 600 35000 10 5579 600 40000
制作外形尺寸8.5±0.3mm，厚度2.0±0.5mm的板式阵列结构陶瓷电容滤波器，外形如图1所示，电容量为5000pF，工作电压200V-。
该电容滤波器由陶瓷基体1、信号极引出端2、接地极引出端3三部分构成；其中：
金属电极层数为3～30层(参见图1c)，内置于陶瓷基体内，信号极引出端位于陶瓷板内的小孔内表面处，接地极引出端位于陶瓷板的外围表面处。
制备过程如下：
1)将陶瓷浆料与金属内电极浆料采用尼龙丝网印刷方法，交替层叠印制在金属基板上，电极图形必须上下重叠对称，在制作多层金属电极时，在每相邻的两层电极浆料中印制一层陶瓷浆料；陶瓷浆料的配方按总重量的百分比计为：
陶瓷粉料：70-80％；
粘合剂：20-30％；
分散剂：0.01-0.05％；
消泡剂：1-10滴。
电极浆料的组成为：Pd 30％；Ag 70％。
关于本发明采用的陶瓷粉料、粘合剂、分散剂以及消泡剂等均为本领域公知的产品。比如，本发明采用的各种原料的型号可以分别是：X7R262L陶瓷粉料、3754分散剂、3999消泡剂等。
2)将步骤1印制的陶瓷膜片放入烘箱内于120℃烘干，其烘干时间没有严格限定，只要将其水分烘干即可；
3)将烘干后的陶瓷膜片采用模具冲压(钻孔、旋转磨切)法加工成所需图形尺寸的陶瓷坯体后，从金属基板取下；
4)将步骤3加工的陶瓷坯体于1170-1190℃下进行烧结，烧结时间没有严格限定，基本控制在1-3小时即可；
5)将步骤4加工的陶瓷板内电极引出部分，可采用竹签沾涂法涂覆金属端电极浆料；
6)将步骤5加工的陶瓷板于880-900℃下进行烧银，烧银时间没有严格限定，基本控制在0.5-1.5小时即可，即得本发明最终产品。
本发明制备的板式阵列结构陶瓷电容滤波器瓷体致密，机械强度高，绝缘性能好，其平整度高，便于安装。
本实例制备的板式阵列结构陶瓷电容滤波器性能如表1所示：
表1
样品 编号 电容量C (pF) 介质耐压UR (V) 绝缘电阻Rj (MΩ) 1 5247 600 50000 2 5640 600 35000 3 5556 600 40000 4 5384 600 40000 5 5328 600 50000 6 5436 600 35000 7 5506 600 40000 8 5768 600 40000 9 5018 600 35000 10 5579 600 40000