[發明專利]一種大容量梯度板式陣列電容芯片及其制備方法

有效

• 申請號: 201710572948.8
• 申請日: 2017-07-14
• 公開（公告）號: CN107591256B
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 徐自強;王曉薇;孫洋濤;廖家軒;吳孟強;李元勛
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01G13/00
• 分類號: H01G13/00;H01G4/38;H01G4/30;H01G4/12
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 吳姍霖

一種大容量梯度板式陣列電容芯片及其制備方法，屬于多層陶瓷器件領域。所述板式陣列電容芯片包括第一芯片、以及鑲嵌于第一芯片中的第二芯片，所述第一芯片采用介電常數為1000～10000的第一介電陶瓷粉料制得，第二芯片采用介電常數為4～20的第二介電陶瓷粉料制得。本發明板式陣列電容芯片是由兩個不同介電常數的介質材料制作的芯片焊接形成的，充分利用不同材料之間介電常數的顯著差異，實現了孔位的大容量梯度，其最大容量梯度可以實現10000:1以上；本發明板式陣列電容芯片的制備方法簡單，無需對現有設備改造，且得到的板式陣列電容芯片兼具傳統板式電容可靠性高和易于裝配的優點，可以廣泛應用于航空航天濾波連接器中。

技術領域

本發明屬于多層陶瓷器件領域，具體涉及一種大容量梯度板式陣列電容芯片及其制備方法。

背景技術

在電子系統中，濾波連接器是連接器件與組件、組件與整機、整機與系統的基礎元件，起著傳輸能量與信號的同時濾除電磁干擾的重要作用。濾波電容芯片是濾波連接器的核心部分，常用的濾波電容芯片主要有陶瓷管式濾波電容和陶瓷板式陣列電容。陶瓷管式濾波電容雖然成本低，但其管壁薄、機械強度低，在裝配過程中易損壞，降低了使用可靠性，同時，管式電容的長度尺寸為其裝配方向尺寸，導致組裝的濾波連接器體積較大，不便于實現電連接器向濾波連接器的更新轉換。而采用板式陣列電容芯片裝配的濾波連接器，其裝配成本低，結構緊湊，體積小，重量輕，機械強度高，屏蔽性強，且耐沖擊、振動能力強，電性能指標優于采用陶瓷管式濾波電容裝配的濾波連接器，具有接地電感小、接地電阻低等優越的抗EMI性能，有效提高了濾波連接器的質量可靠性。

目前，越來越多的連接器廠商采用板式陣列電容芯片取代陶瓷管式濾波電容進行裝配，特別是在對性能和可靠性要求極高的航天航空領域，這也進一步推動了板式陣列電容的研制與開發。板式陣列電容為多層陶瓷結構，實質為多個孔位的低通濾波電容組成，孔位數目最多可以達到155孔，每一個孔位都有一定的容值，可以分別實現對一定頻率下能量和信號的傳輸作用。隨著整機和系統的集成度越來越高，對濾波連接器的集成度也提出了更高的要求，往往需要在一個濾波連接器中傳輸多路不同頻率的能量和信號，而且頻率的差異越來越大。板式陣列電容的每一孔位的容值大小決定了能夠通過該孔位的信號頻率，為了滿足傳輸多路頻率差異較大的信號，就要求板式電容孔位之間具有較大的容量梯度。而多層陶瓷電容的容量與其介電材料的介電常數、電極層數和電極重合面積密切相關，目前，常規的板式陣列電容都是基于一種介電材料，采用多層電極的方式來實現的，由于板式陣列電容體積小，再加上孔位密集，使得板式陣列電容中各個孔位之間無法實現較大的容量梯度。目前，板式陣列電容最大的生產企業英國Syfer公司能實現的最大容量梯度為400:1，也就是在同一板式陣列電容中，其中一個孔位的容量為10pF，其它孔位的容量最大只能為4000pF，無法實現更大的容量梯度。如果需要實現濾波連接器大于400:1的容量梯度，只能通過串聯多個板式陣列電容的方式，但是，這既增加了器件的體積，又提高了成本。

發明內容

本發明針對背景技術存在的缺陷，提出了一種大容量梯度板式陣列電容芯片及其制備方法。本發明將兩種不同介質材料制成的芯片無縫集成于板式陣列電容芯片中，充分利用不同材料之間介電常數的顯著差異，在板式陣列電容芯片中實現了孔位的大容量梯度。

本發明的技術方案如下：

一種大容量梯度板式陣列電容芯片，其特征在于，所述板式陣列電容芯片包括第一芯片、以及鑲嵌于第一芯片中的第二芯片，所述第一芯片采用介電常數為1000～10000的第一介電陶瓷粉料制得，第二芯片采用介電常數為4～20的第二介電陶瓷粉料制得。

上述大容量梯度板式陣列電容芯片的制備方法，具體包括以下步驟：

步驟1：將第一介電陶瓷粉料通過干法流延制成生瓷帶，作為膜片A1；采用絲網印刷的方式在膜片A1上印刷外電極，得到膜片B1；采用絲網印刷的方式在膜片A1上印刷內電極，得到膜片C1；