一种微晶陶瓷电容芯片及其制备方法与流程

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  本专利针对现有陶瓷电容器耐极端温差和高压性能不足的问题，提出一种含Ba2Ti9O20等主料及Si、Ca等辅料的微晶陶瓷电容芯片。通过优化材料配比和高温烧融工艺，实现-40℃至150℃宽温域、0-100kV高压下的稳定工作，明显提升机械强度和环境适应性。

  陶瓷电容器是片式元件的一个重要门类，由于具有结构紧密相连、体积小、比容高、介电损耗低、价格实惠公道等诸多优点，被大量应用于汽车、计算机、移动电话、扫描仪、数码相机等电子科技类产品，在航天航空、兵器、船舶、军用通信等军用电子设备的应用也慢慢变得广泛。陶瓷电容器很适合片式化表面组装，可大幅度的提升电路组装密度，缩小整机体积，这一突出特性使陶瓷电容器成为当今世界上发展最快、用量最大的片式电子元件。

  近年来，随着电子信息设备在各行各业的普及和大范围的应用，尤其是在一些特殊领域和极端环境下的应用，对陶瓷电容器的工作时候的温度范围提出了更高的要求。目前，市场上现有的陶瓷电容器的工作时候的温度区间普遍分布在-10-125℃，很难适用于极端温度条件下的需求，因此一种能够在更高温度和更低温度的极端条件下工作的陶瓷电容器是目前市场急需的。

  为了克服现存技术中存在的缺点和不足，本发明的目的是提供一种微晶陶瓷电容芯片，该微晶陶瓷电容芯片能够在高温度高压力，低温高压下正常工作，长期工作时候的温度最高可达到150℃，长期工作最低温度可达-40℃，工作电压为0-100kv。

  本发明的另一目的是提供一种微晶陶瓷电容芯片的制备方法，该制备方法制备得到的微晶陶瓷电容芯片的机械强度高，耐高压性能优异，耐高温耐低温性能好。

  本发明的目的通过下述技术方案实现：一种微晶陶瓷电容芯片，包括陶瓷本体和分别设置于陶瓷本体两相对面的正负极，所述陶瓷本体包括主料和辅料，主料包括ba2ti9o20、bati4o9、bati3o7、bati5o11和bati6o13中的至少一种，辅料包括以下摩尔百分比的原料：si4-5%,ca1.5-2.5%，as2.5-3.5%，k2-3%，mo6-7%；上述原料摩尔百分比总量为100%。

  优选的，所述辅料还包括以下摩尔百分比的原料：in4-5.5%，i0.5-2%。

  如上所述的一种微晶陶瓷电容芯片的制备方法，包括以下步骤：a、按照配方比例取原料并混合至均匀，将混合均匀后的原料至于烧熔炉中烧融；b、将烧融后的原料至于洁净的模具中凝固成型，得到坯料；c、对坯料进行表面粗研磨处理，坯料达到指定厚度和平整度后再进行精细研磨处理；d、将步骤c中研磨完成的坯料至于置换溶液中进行钠钾离子置换处理，然后晾干，在对坯料表面或外圆进行涂釉处理；e、对步骤d得到的坯料至于烘烤设备中进行一次烘烤处理，烘烤完成后于陶瓷本体两相对面的涂设正负极，再将其至于烘烤设备中进行二次烘烤处理。

  优选的，所述步骤d中置换处理的处理温度为290-310℃，处理时间为22-26h。

  优选的，所述步骤e中一次烘烤处理的处理温度为190-210℃，处理时间为1.5-2.5h；所述二次烘烤处理的处理温度为800-1000℃，处理时间为28-32min。

  所述陶瓷本体的一表面铺满电路作为其中一个电容电极，另一表面整体涂设一层金属层作为另一电容电极。

  本发明的有益效果在于：本发明的微晶陶瓷电容芯片能够在高温度高压力，低温高压下正常工作，长期工作时候的温度最高可达到150℃，长期工作最低温度可达-40℃，工作电压为0-100kv，且能达到无局放效果。

  本发明的制备方法制备得到的微晶陶瓷电容芯片的机械强度高，耐高压性能优异，耐高温耐低温性能好。

  为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

  如上所述的一种微晶陶瓷电容芯片的制备方法，包括以下步骤：a、按照配方比例取原料并混合至均匀，将混合均匀后的原料至于烧熔炉中烧融；b、将烧融后的原料至于洁净的模具中凝固成型，得到坯料；c、对坯料进行表面粗研磨处理，坯料达到指定厚度和平整度后再进行精细研磨处理；d、将步骤c中研磨完成的坯料至于置换溶液中进行钠钾离子置换处理，然后晾干，在对坯料表面或外圆进行涂釉处理；e、对步骤d得到的坯料至于烘烤设备中进行一次烘烤处理，烘烤完成后于陶瓷本体两相对面的涂设正负极，再将其至于烘烤设备中进行二次烘烤处理。

  所述步骤e中一次烘烤处理的处理温度为190℃，处理时间为1.5h；所述二次烘烤处理的处理温度为800℃，处理时间为28min。

  一种微晶陶瓷电容芯片，包括陶瓷本体和分别设置于陶瓷本体两相对面的正负极，所述陶瓷本体包括主料和辅料，主料包括ba2ti9o20、bati4o9和bati3o7按摩尔比8:1:1组成的混合物，辅料包括以下摩尔百分比的原料：si4.5%,ca2%，as3%，k2.5%，mo6.5%；还包括以下摩尔百分比的稳定相：ba6ti17o4010%、ba4ti13o3021%、tio216%以及介稳相bati2o519%；所述辅料还包括以下摩尔百分比的原料：in5%，i1.2%，上述原料摩尔百分比总量为100%。

  如上所述的一种微晶陶瓷电容芯片的制备方法，包括以下步骤：a、按照配方比例取原料并混合至均匀，将混合均匀后的原料至于烧熔炉中烧融；b、将烧融后的原料至于洁净的模具中凝固成型，得到坯料；c、对坯料进行表面粗研磨处理，坯料达到指定厚度和平整度后再进行精细研磨处理；d、将步骤c中研磨完成的坯料至于置换溶液中进行钠钾离子置换处理，然后晾干，在对坯料表面或外圆进行涂釉处理；e、对步骤d得到的坯料至于烘烤设备中进行一次烘烤处理，烘烤完成后于陶瓷本体两相对面的涂设正负极，再将其至于烘烤设备中进行二次烘烤处理。

  所述步骤e中一次烘烤处理的处理温度为200℃，处理时间为2h；所述二次烘烤处理的处理温度为900℃，处理时间为30min。

  一种微晶陶瓷电容芯片，包括陶瓷本体和分别设置于陶瓷本体两相对面的正负极，所述陶瓷本体包括主料和辅料，主料包括ba2ti9o20、bati4o9、bati3o7和bati5o11按摩尔比6:1:2:1组成的混合物，辅料包括以下摩尔百分比的原料：si5%,ca2.5%，as3.5%，k3%，mo7%；还包括以下摩尔百分比的稳定相：ba6ti17o4013%、ba4ti13o3023%、tio217%以及介稳相bati2o520%；所述辅料还包括以下摩尔百分比的原料：in5.5%，i2%，上述原料摩尔百分比总量为100%。

  如上所述的一种微晶陶瓷电容芯片的制备方法，包括以下步骤：a、按照配方比例取原料并混合至均匀，将混合均匀后的原料至于烧熔炉中烧融；b、将烧融后的原料至于洁净的模具中凝固成型，得到坯料；c、对坯料进行表面粗研磨处理，坯料达到指定厚度和平整度后再进行精细研磨处理；d、将步骤c中研磨完成的坯料至于置换溶液中进行钠钾离子置换处理，然后晾干，在对坯料表面或外圆进行涂釉处理；e、对步骤d得到的坯料至于烘烤设备中进行一次烘烤处理，烘烤完成后于陶瓷本体两相对面的涂设正负极，再将其至于烘烤设备中进行二次烘烤处理。

  所述步骤e中一次烘烤处理的处理温度为210℃，处理时间为2.5h；所述二次烘烤处理的处理温度为1000℃，处理时间为32min。

  一种微晶陶瓷电容芯片，包括陶瓷本体和分别设置于陶瓷本体两相对面的正负极，所述陶瓷本体包括主料和辅料，主料为ba2ti9o20，辅料包括以下摩尔百分比的原料：si5%,ca2.5%，as3.5%，k3%，mo7%；还包括以下摩尔百分比的稳定相：ba6ti17o4014%、ba4ti13o3024%、tio218%以及介稳相bati2o520%；所述辅料还包括以下摩尔百分比的原料：in5.5%，i2%，上述原料摩尔百分比总量为100%。

  如上所述的一种微晶陶瓷电容芯片的制备方法，包括以下步骤：a、按照配方比例取原料并混合至均匀，将混合均匀后的原料至于烧熔炉中烧融；b、将烧融后的原料至于洁净的模具中凝固成型，得到坯料；c、对坯料进行表面粗研磨处理，坯料达到指定厚度和平整度后再进行精细研磨处理；d、将步骤c中研磨完成的坯料至于置换溶液中进行钠钾离子置换处理，然后晾干，在对坯料表面或外圆进行涂釉处理；e、对步骤d得到的坯料至于烘烤设备中进行一次烘烤处理，烘烤完成后于陶瓷本体两相对面的涂设正负极，再将其至于烘烤设备中进行二次烘烤处理。

  所述步骤e中一次烘烤处理的处理温度为210℃，处理时间为2.5h；所述二次烘烤处理的处理温度为1000℃，处理时间为32min。

  一种微晶陶瓷电容芯片，包括陶瓷本体和分别设置于陶瓷本体两相对面的正负极，所述陶瓷本体包括主料和辅料，主料为ba2ti9o20、bati4o9、bati3o7、bati5o11和bati6o13按摩尔比5:1:2:3:1组成的混合物，辅料包括以下摩尔百分比的原料：si4%,ca1.5%，as2.5%，k2%，mo6%；还包括以下摩尔百分比的稳定相：ba6ti17o409%、ba4ti13o3020%、tio215%以及介稳相bati2o518%；所述辅料还包括以下摩尔百分比的原料：in4%，i0.5%，上述原料摩尔百分比总量为100%。

  如上所述的一种微晶陶瓷电容芯片的制备方法，包括以下步骤：a、按照配方比例取原料并混合至均匀，将混合均匀后的原料至于烧熔炉中烧融；b、将烧融后的原料至于洁净的模具中凝固成型，得到坯料；c、对坯料进行表面粗研磨处理，坯料达到指定厚度和平整度后再进行精细研磨处理；d、将步骤c中研磨完成的坯料至于置换溶液中进行钠钾离子置换处理，然后晾干，在对坯料表面或外圆进行涂釉处理；e、对步骤d得到的坯料至于烘烤设备中进行一次烘烤处理，烘烤完成后于陶瓷本体两相对面的涂设正负极，再将其至于烘烤设备中进行二次烘烤处理。

  所述步骤e中一次烘烤处理的处理温度为210℃，处理时间为2.5h；所述二次烘烤处理的处理温度为1000℃，处理时间为32min。

  上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

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