Технология изготовления керамических конденсаторов Получение керамического шликера

Заготовкой для изготовления керамического конденсатора служит керамическая пленка, полученная из шликера обычным литьем.

Керамический шликер (густая тестообразная масса из смеси тонкоразмолотых исходных материалов) для изготовления пленки должен состоять в основном из трех компонентов:

• минеральной части, которая после обжига образует керамическое тело;

• связки, удерживающей после изготовления пленки частицы минеральной части;

• растворителя, который, растворяя связку, способствует равномерному распределению минеральных частиц в объеме связки.

Кроме того, в зависимости от способа получения пленки в состав шликера вводят дополнительные компоненты, например, пластификатор, обеспечивающий эластичность пленки после удаления из нее растворителя, что неизбежно происходит в период сушки пленки.

Технология приготовления шликера

Керамический материал поставляется в виде порошка с тонкостью помола, характеризуемой уд. поверхностью 9000 +500 см²/г. С целью удаления влаги, адсорбированной на поверхностях частиц, порошок подвергается прокатке при Т=600°С в течение 6-7 часов. При этом подвергаются также органические загрязнения (кусочки картона, бумаги, ткани и др.) После этого порошок просеивают на вибросите через капроновую сетку.

В качестве органической связки выбирают поливинилбутираль, представляющий собой твердое тело. Поэтому его сначала растворяют в этиловом спирте (в соотношении по весу 22 части поливинилбутираля и 78 частей этилового спирта). Процесс растворения и перемешивания происходит не менее 6 часов.

Готовый раствор должен представлять собой однородную массу без комочков и сгустков.

Когда основные компоненты шликера, требующие предварительной обработки, подготовлены, необходимо произвести расчет и взвешивание всех компонентов согласно требуемому количеству шликера и следующему рецепту: керамический материал (после помола керамики) - 44,043% (по весу); синтамид-5 - 0,115% спирт этиловый - 2,66%; раствор поливинилбутираля в этиловом спирте - 5,76%; трихлорэтилен - 21,78; дибутилфталат - 4,826%; отходы пленки - 20.816%.

Далее ингредиенты смешивают в определенной последовательности. В конце смешивания органическая и минеральная части шихты равномерно распределяются в объеме жидкой массы.

Технология литья пленки

Готовый шликер перед литьем подвергается вакуумированию для удаления газовых пузырьков из объема жидкой массы. При вакуумировании заметно снижается температура шликера до +2…+10°С. Это происходит за счет интенсивного испарения трихлорэтилена и этилового спирта. Вязкость шликера возрастает до 90-110 Пуаз (Пз). После повышения температуры до 15-18°С вязкость снижается до 60-80 Пуаз (1Пз = 0,1Н^.с/м² = 0,1Па^.с).

Обычно литье ленты происходит при температуре 22-25°С и вязкости шликера 60-80 Пуаз. Экспериментально установлено, что такие условия являются оптимальными с точки зрения технологичности процесса литья и качества тонких керамических пленок.

Литье пленки осуществляется на литьевой машине. Обычно пленку получают толщиной 0,2±0,02 мм и 0,3±0,02 мм. Толщи­на отливаемой пленки регулируется скоростью движения ленты-подложки и зазором между фильерой и подложкой-носителем.

Через регулируемую щель фильеры шликер из дозирующего резервуара вытекает на подвижную подложку (ленту-носитель) из политерефталата. Лента-носитель, перемещаясь внутри вдоль литьевой машины, проходит последовательно несколько зон, в которых происходит превращение разлитого шликера в пленку.

1. зона: зона интенсивного испарения легких фракций органической части шликера. Протяженность этой зоны около 1 м. Конструктивно она выполнена в виде колпака из оргстекла. Под колпаком образуется атмосфера из паров трихлорэтилена и этилового спирта.

2 зона: зона сушки ИК лампами, имеющая длину около 1 м. В ней растворители удаляются не только с поверхности, но и из внутренних слоев шликера. Этим создаются условия, предотвращающие образование трещин при дальнейшей сушке ленты.

3 зона: зона вентиляторной сушки, при этом в 1-й ее половине воздух с температурой +45°С подается по ходу движения ленты, а во 2-й - воздух с температурой +55°С подается против движения ленты.

Пройдя через все три зоны, пленка хорошо отделяется от ленты-носителя и наматывается на бобину. Пленка на бобине, упакованная в полиэтилен, может храниться длительное время (4-6 месяцев), не теряя своих свойств.

Из готовой пленки получают заготовки меньшего размера, которые будут использоваться в качестве диэлектрического слоя при изготовлении керамических конденсаторов. На полученную заготовку наносится (либо методом вакуумного напыления, либо масочным методом) проводящий слой. Потом осуществляется резка исходных заготовок на части необходимого размера. В случае, если применяется многослойная технология, то заготовки упаковываются со смещением друг относительно друга. Далее торцы полученного пакета облуживаются. На облуженные площадки припаиваются выводы. Полученное изделие опрессовывается пластмассой или заливается лаком.