《一種電子陶瓷元件的卑金屬複合電極及其製備方法》是隆科電子（惠陽）有限公司於2013年5月14日申請的專利，該專利的公布號為CN103247362A，公布日為2013年8月14日，發明人是曾清隆。
《一種電子陶瓷元件的卑金屬複合電極及其製備方法》所述卑金屬複合電極包括第一卑金屬電極層和第二卑金屬電極層，所述第一卑金屬電極層覆蓋在所述電子陶瓷晶片的兩面，所述第二卑金屬電極層覆蓋在所述第一卑金屬電極層上；所述電子陶瓷元件卑金屬複合電極的製備方法包括使用熱噴塗裝置將電極材料噴塗到電子陶瓷晶片的表面上。所述卑金屬電極材料為鋁和銅、鋁和鋅、鋁和鎳或者鋁和錫。該發明採用鋁銅、鋁鋅、鋁鎳或鋁錫等卑金屬作為複合電極材料，與只採用銀漿或銅漿相比，在保持電極功能的基礎上降低了電極材料的成本；該發明提供的卑金屬複合電極的製備方法工藝流程簡單，製備效率高並且設備成本低，從整體上降低了電子陶瓷元件電極的製備成本。
2017年12月11日，《一種電子陶瓷元件的卑金屬複合電極及其製備方法》獲得第十九屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《一種電子陶瓷元件的卑金屬複合電極及其製備方法》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種電子陶瓷元件的卑金屬複合電極及其製備方法
- 申請人：隆科電子（惠陽）有限公司
- 申請日：2013年5月14日
- 申請號：2013101772495
- 公布號：CN103247362A
- 公布日：2013年8月14日
- 發明人：曾清隆
- 地址：廣東省惠州市惠陽區秋長鎮金秋大道
- 分類號：H01B1/02(2006.01)I、H01B13/00(2006.01)I
- 代理機構：廣州三環專利代理有限公司
- 代理人：溫旭
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
2013年5月之前的氧化鋅壓敏電阻器（Metal Oxide Varistors）具有特殊的非線性電流-電壓特性。使用中一旦發生異常狀況，比如遭遇雷擊、電磁場干擾，電源開關頻繁動作、電源系統故障，使得線路上電壓突增，超過氧化鋅壓敏電阻器的導通電壓，就會進入導通區。此時電流（I）和電壓（伏）呈非線性關係，一般稱之為非線性係數（Nonlinearity Parameter），其值可達數十或上百。此時，氧化鋅壓敏電阻器阻抗會變低，僅有幾個歐姆，讓過電壓形成突波電流流出，藉以保護所連線的電子產品或昂貴組件。氧化鋅壓敏電阻器是屬於電子陶瓷元件的一種。
2013年5月之前的電子陶瓷元件的電極普遍採用銀電極材料或銅電極材料，由圖1可知，常規的電子陶瓷元件的呈圓形或矩形的平面狀，電子陶瓷晶片111上覆蓋銀電極層或銅電極層112，而銀電極材料的價格昂貴，銅電極材料的成本也較高，因此，2013年5月之前的單層銀電極或單層銅電極不符合現代電子技術對產品高性價比的要求。
並且，製備電子陶瓷元件的銀電極或銅電極時，通常採用網印技術塗覆銀漿類的電極材料或銅漿類的電極材料再進行燒付，尤其以銅漿類電極的製備還需進行氣氛燒付還原步驟。
2013年5月之前的電子陶瓷元件銀電極的製備步驟具體包括上料（搖盤）、銀漿網印、烘乾、翻面網印烘乾和燒付；電子陶瓷元件銅漿類電極的製備步驟具體包括上料（搖盤）、銅漿網印、烘乾、翻面網印烘乾和氣氛燒付還原。銀漿包含約80%的銀，銅漿包含約70-80%的銅，銀銅漿電極材料的成本較高。烘乾步驟需在250℃左右的溫度環境下進行，燒付步驟需在600℃左右的溫度環境下進行，並且採用網印技術塗覆銅電極材料時的還原步驟需在價值上百萬的氮氫氣氛爐中進行，需消耗大量的氮氫氣並且需耗費一小時以上的時間才能燒付還原。因此，2013年5月之前的採用網印技術塗覆銀漿電極材料或銅漿電極材料的技術存在的缺點是：工藝流程複雜、製備過程耗時、電極材料和設備成本高等。
發明內容
專利目的
《一種電子陶瓷元件的卑金屬複合電極及其製備方法》一方面提供一種電子陶瓷元件的卑金屬複合電極，解決了在保持電極功能的基礎上提高電子陶瓷元件的性價比的技術問題。
該發明提供一種電子陶瓷元件的卑金屬複合電極，所述電子陶瓷元件包括電子陶瓷晶片和卑金屬複合電極，其關鍵在於：所述卑金屬複合電極包括第一卑金屬電極層和第二卑金屬電極層，所述第一卑金屬電極層覆蓋在所述電子陶瓷晶片的兩面，所述第二卑金屬電極層覆蓋在所述第一卑金屬電極層上。
進一步地，所述第一卑金屬電極層包括一個第一卑金屬覆蓋部分，所述第二卑金屬電極層包括一個以上的第二卑金屬覆蓋部分。進一步地，在所述電子陶瓷晶片一面的所述第一卑金屬電極層包括一個以上的第一卑金屬覆蓋部分，在所述第一卑金屬覆蓋部分上覆蓋有第二卑金屬覆蓋部分；在所述電子陶瓷晶片另一面的所述第一卑金屬電極層包括兩個以上的第一卑金屬覆蓋部分，在每個所述第一卑金屬覆蓋部分上覆蓋有第二卑金屬覆蓋部分。
更進一步地，所述第一卑金屬電極層的形狀根據電子陶瓷元件的形狀而定，並不局限於任何形狀；所述第二卑金屬電極層不局限於任何形狀，所述第二卑金屬電極層的覆蓋面積可小於、等於或大於所述第一卑金屬電極層的覆蓋面積；覆蓋在所述電子陶瓷晶片的兩面的第二卑金屬電極層的形狀和面積可以是相同的，也可以是不同的。
進一步地，所述第一卑金屬電極層為主電極層，所述第二卑金屬電極層為次電極層兼焊接層，基於強度、硬度需求，所述卑金屬複合電極還可包括在所述第一卑金屬電極層和所述第二卑金屬電極層中間增加的至少一層卑金屬加強層。進一步地，所述第一卑金屬電極層採用鋁電極材料，所述第二卑金屬電極層採用銅電極材料、鋅電極材料、鎳電極材料或錫電極材料；所述鋁電極材料可以是純鋁，也可以是鋁含量占40%以上的鋁合金；銅電極材料可以是純銅，也可以是銅含量占40%以上的銅合金；鋅電極材料可以是純鋅，也可以是鋅含量占40%以上的鋅合金；鎳電極材料可以是純鎳，也可以是鎳含量占40%以上的鎳合金；錫電極材料可以是純錫，也可以是錫含量占40%以上的錫合金。
進一步地，所述電子陶瓷元件為壓敏電阻、熱敏電阻、氣敏電阻、壓電元件、濕敏電阻、陶瓷電容器中的任意一種；所述電子陶瓷晶片的形狀可為但不限於圓形或矩形或管狀形或環形或圓柱形或錐形。該發明另一方面提供一種電子陶瓷元件卑金屬複合電極的製備方法，解決了使得電子陶瓷元件電極製備工藝流程簡單、提高製備效率並且實現節能降低成本的技術問題。
技術方案
《一種電子陶瓷元件的卑金屬複合電極及其製備方法》包括：使用熱噴塗裝置將卑金屬電極材料噴塗到電子陶瓷晶片的表面上。進一步地，所述電子陶瓷元件卑金屬複合電極的製備方法包括：上料準備步驟：將卑金屬電極材料裝入所述熱噴塗裝置的噴槍中；將所述噴槍接入電源或氣源，同時接入壓縮空氣，並將噴槍口調整為對著用於固定多個電子陶瓷晶片的固定裝置；卑金屬電極層噴塗步驟：開啟噴槍將卑金屬電極材料噴塗到所述固定裝置中的多個電子陶瓷晶片的表面上。
更進一步地，所述上料準備步驟包括：將第一卑金屬電極材料裝入所述熱噴塗裝置的第一噴槍中；將第二卑金屬電極材料裝入所述熱噴塗裝置的第二噴槍中；將所述第一噴槍和第二噴槍接入電源或氣源，同時接入壓縮空氣，並將所述第一噴槍和第二噴槍的噴槍口分別調整為對著用於固定多個電子陶瓷晶片的第一固定裝置和第二固定裝置。所述第一噴槍與第二噴槍可以設定在獨立的兩套噴塗機構中，也可以設定在一套噴塗機構中，更可以簡單的設定成單噴槍的單噴塗機構，其中只是通過裝入的第一卑金屬電極材料或第二卑金屬電極材料來定義第一噴槍或第二噴槍。
進一步地，包含第一噴槍的第一噴塗機構和包含第二噴槍的第二噴塗機構，在各自的工序上可以以單機的型態存在，也可以以復機或多機的型態存在，即可在生產線上設定多個第一噴塗機構和第二噴塗機構同時噴塗多組電子陶瓷晶片。所述卑金屬電極層噴塗步驟包括：第一卑金屬電極層正面噴塗步驟：開啟第一噴槍在第一固定裝置中的多個電子陶瓷晶片的正面噴塗第一卑金屬電極材料；第一卑金屬電極層反面噴塗步驟：翻轉所述第一固定裝置，開啟第一噴槍在所述多個電子陶瓷晶片的反面噴塗第一卑金屬電極材料；電子陶瓷晶片轉移步驟：將兩面均噴塗了第一卑金屬電極層的多個電子陶瓷晶片轉移固定在第二固定裝置中；第二卑金屬電極層反面噴塗步驟：開啟第二噴槍在多個電子陶瓷晶片反面的第一卑金屬電極層上噴塗第二卑金屬電極材料；第二卑金屬電極層正面噴塗步驟：翻轉所述第二固定裝置，開啟第二噴槍在所述多個電子陶瓷晶片正面的第一卑金屬電極層上噴塗第二卑金屬電極材料。
其中，電子陶瓷晶片正面或反面的先後噴塗次序是可以改變的，不局限於某種噴塗次序。在所述卑金屬電極層噴塗步驟中，在電子陶瓷晶片的正面和反面噴塗了第一卑金屬電極層後，也可以接著在電子陶瓷晶片的正面噴塗第二卑金屬電極材料。
更進一步地，在所述上料準備步驟後，或者所述卑金屬電極層噴塗步驟包括：第一卑金屬電極層正面噴塗步驟：開啟第一噴槍在第一固定裝置中的多個電子陶瓷晶片的正面噴塗第一卑金屬電極材料；電子陶瓷晶片轉移步驟：將正面噴塗了第一卑金屬電極層的多個電子陶瓷晶片轉移固定在第二固定裝置中；第二卑金屬電極層正面噴塗步驟：開啟第二噴槍在多個電子陶瓷晶片正面的第一卑金屬電極層上噴塗第二卑金屬電極材料；電子陶瓷晶片轉移步驟：將正面噴塗了第一卑金屬電極層和第二卑金屬電極層的多個電子陶瓷晶片轉移固定在第一固定裝置中，所述多個電子陶瓷晶片的反面對準所述第一噴槍；第一卑金屬電極層反面噴塗步驟：開啟第一噴槍在第一固定裝置中的多個電子陶瓷晶片的反面噴塗第一卑金屬電極材料；電子陶瓷晶片轉移步驟：將反面噴塗了第一卑金屬電極層的多個電子陶瓷晶片轉移固定在第二固定裝置中，所述多個電子陶瓷晶片的反面對準所述第二噴槍；第二卑金屬電極層反面噴塗步驟：開啟第二噴槍在多個電子陶瓷晶片反面的第一卑金屬電極層上噴塗第二卑金屬電極材料。
其中，電子陶瓷晶片正面或反面的先後噴塗次序是可以改變的，不局限於某種噴塗次序。在所述卑金屬電極層噴塗步驟中，也可以先在電子陶瓷晶片的反面依次噴塗第一卑金屬電極材料和第二卑金屬電極材料，然後，在電子陶瓷晶片的正面依次噴塗第一卑金屬電極材料和第二卑金屬電極材料。
進一步地，所述固定裝置為工裝盤組件，所述第一固定裝置和第二固定裝置為第一工裝盤組件和第二工裝盤組件，所述工裝盤組件設定於旋轉台上，所述工裝盤組件包括帶有護邊孔位的上工裝盤和下工裝盤，將洗淨後的多個電子陶瓷晶片固定在所述上工裝盤和下工裝盤的護邊孔位中，並且夾持在所述上工裝盤和下工裝盤之間。
更進一步地，所述第一工裝盤組件和第二工裝盤組件的外形根據安裝需要確定，不局限於某種外形；所述第一工裝盤組件的護邊孔位的形狀根據電子陶瓷元件的形狀而定，並不局限於任何形狀；所述第二工裝盤組件的護邊孔位的形狀根據第二卑金屬電極層的形狀設定，所述第二工裝盤組件的上工裝盤和下工裝盤的護邊孔位的形狀和面積可以是相同的，也可以是不同的；所述第二工裝盤組件的護邊孔位的面積可小於、等於或大於第一工裝盤組件的護邊孔位的面積。或者，進一步地，所述固定裝置設定於傳送帶上形成連續式的自動線裝置。
進一步地，所述第一卑金屬電極材料為鋁，所述第二卑金屬電極材料為銅、鋅、鎳或錫；根據製備工藝機械強度的要求，所述鋁電極材料可以是純鋁，也可以是鋁含量占40%以上的鋁合金；銅電極材料可以是純銅，也可以是銅含量占40%以上的銅合金；鋅電極材料可以是純鋅，也可以是鋅含量占40%以上的鋅合金；鎳電極材料可以是純鎳，也可以是鎳含量占40%以上的鎳合金；錫電極材料可以是純錫，也可以是錫含量占40%以上的錫合金。
改善效果
《一種電子陶瓷元件的卑金屬複合電極及其製備方法》採用鋁銅、鋁鋅、鋁鎳或鋁錫等卑金屬作為複合電極材料，與只採用銀漿或銅漿相比，在保持電極功能的基礎上降低了電極材料的成本；該發明還採用熱噴塗方法將電極材料噴塗到電子陶瓷晶片的表面上，工藝流程簡單，製備效率高並且設備成本低，從整體上降低了電子陶瓷元件電極的製備成本，可提高生產的電子陶瓷元件的性價比。
附圖說明
圖1為2013年5月之前的的電極結構圖；
圖2為該發明實施例一提供的卑金屬複合電極的結構示意圖；
圖3為該發明實施例二提供的卑金屬複合電極的結構示意圖；
圖4為該發明實施例三提供的卑金屬複合電極的結構示意圖；
圖5為該發明實施例四提供的卑金屬複合電極的結構示意圖；
圖6為該發明實施例五提供的卑金屬複合電極的結構示意圖；
圖7為該發明實施例六提供的卑金屬複合電極的結構示意圖；
圖8是電弧噴塗裝置的結構示意圖；
圖9是火焰噴塗裝置的原理圖；
圖10是實現該發明的電子陶瓷元件電極的製備方法的裝置示意圖；
圖11是圖10所示的電子陶瓷元件電極的製備裝置中的工裝盤組件的結構示意圖；
圖12顯示了電子陶瓷晶片固定在圖11所示的工裝盤組件中的結構示意圖。
權利要求
1.一種電子陶瓷元件的卑金屬複合電極，所述電子陶瓷元件包括電子陶瓷晶片和卑金屬複合電極，其特徵在於：所述卑金屬複合電極包括第一卑金屬電極層和第二卑金屬電極層，所述第一卑金屬電極層覆蓋在所述電子陶瓷晶片的兩面，所述第二卑金屬電極層覆蓋在所述第一卑金屬電極層上。
2.根據權利要求1所述的電子陶瓷元件的卑金屬複合電極，其特徵在於：所述第一卑金屬電極層包括一個第一卑金屬覆蓋部分，所述第二卑金屬電極層包括一個以上的第二卑金屬覆蓋部分。
3.根據權利要求1所述的電子陶瓷元件的卑金屬複合電極，其特徵在於：在所述電子陶瓷晶片一面的所述第一卑金屬電極層包括一個以上的第一卑金屬覆蓋部分，在所述第一卑金屬覆蓋部分上覆蓋有第二卑金屬覆蓋部分；在所述電子陶瓷晶片另一面的所述第一卑金屬電極層包括兩個以上的第一卑金屬覆蓋部分，在每個所述第一卑金屬覆蓋部分上覆蓋有第二卑金屬覆蓋部分。
4.根據權利要求1所述的電子陶瓷元件的卑金屬複合電極，其特徵在於：所述第一卑金屬電極層的形狀根據電子陶瓷元件的形狀而定，並不局限於任何形狀；所述第二卑金屬電極層不局限於任何形狀，所述第二卑金屬電極層的覆蓋面積可小於、等於或大於所述第一卑金屬電極層的覆蓋面積；覆蓋在所述電子陶瓷晶片的兩面的第二卑金屬電極層的形狀和面積可以是相同的，也可以是不同的。
5.根據前述權利要求中的任一項所述的電子陶瓷元件的卑金屬複合電極，其特徵在於：所述第一卑金屬電極層採用鋁電極材料，所述第二卑金屬電極層採用銅電 極材料、鋅電極材料、鎳電極材料或錫電極材料；所述鋁電極材料可以是純鋁，也可以是鋁含量占40%以上的鋁合金；銅電極材料可以是純銅，也可以是銅含量占40%以上的銅合金；鋅電極材料可以是純鋅，也可以是鋅含量占40%以上的鋅合金；鎳電極材料可以是純鎳，也可以是鎳含量占40%以上的鎳合金；錫電極材料可以是純錫，也可以是錫含量占40%以上的錫合金。
6.根據權利要求1所述的一種電子陶瓷元件的卑金屬複合電極，其特徵在於：所述第一卑金屬電極層為主電極層，所述第二卑金屬電極層為次電極層兼焊接層，所述卑金屬複合電極還包括在所述第一卑金屬電極層和所述第二卑金屬電極層中間增加的至少一層卑金屬加強層。
7.根據權利要求1所述的一種電子陶瓷元件的卑金屬複合電極，其特徵在於：所述電子陶瓷元件為壓敏電阻、熱敏電阻、氣敏電阻、壓電元件、濕敏電阻、陶瓷電容器中的任意一種；所述電子陶瓷晶片的形狀可為但不限於圓形或矩形或管狀形或環形或圓柱形或錐形。
8.一種電子陶瓷元件卑金屬複合電極的製備方法，所述電子陶瓷元件包括電子陶瓷晶片和所述卑金屬複合電極，其特徵在於，包括：使用熱噴塗裝置將卑金屬電極材料噴塗到電子陶瓷晶片的表面上。
9.根據權利要求8所述的電子陶瓷元件卑金屬複合電極的製備方法，其特徵在於，包括：上料準備步驟：將卑金屬電極材料裝入所述熱噴塗裝置的噴槍中；將所述噴槍接入電源或氣源，同時接入壓縮空氣，並將噴槍口調整為對著用於固定多個電子陶瓷晶片的固定裝置；卑金屬電極層噴塗步驟：開啟噴槍將卑金屬電極材料噴塗到所述固定裝置 中的多個電子陶瓷晶片的表面上。
10.根據權利要求9所述的電子陶瓷元件卑金屬複合電極的製備方法，其特徵在於：所述上料準備步驟包括：將第一卑金屬電極材料裝入所述熱噴塗裝置的第一噴槍中；將第二卑金屬電極材料裝入所述熱噴塗裝置的第二噴槍中；將所述第一噴槍和第二噴槍接入電源或氣源，同時接入壓縮空氣，並將所述第一噴槍和第二噴槍的噴槍口分別調整為對著用於固定多個電子陶瓷晶片的第一固定裝置和第二固定裝置；所述卑金屬電極層噴塗步驟包括：第一卑金屬電極層正面噴塗步驟：開啟第一噴槍在第一固定裝置中的多個電子陶瓷晶片的正面噴塗第一卑金屬電極材料；第一卑金屬電極層反面噴塗步驟：翻轉所述第一固定裝置，開啟第一噴槍在所述多個電子陶瓷晶片的反面噴塗第一卑金屬電極材料；電子陶瓷晶片轉移步驟：將兩面均噴塗了第一卑金屬電極層的多個電子陶瓷晶片轉移固定在第二固定裝置中；第二卑金屬電極層反面噴塗步驟：開啟第二噴槍在多個電子陶瓷晶片反面的第一卑金屬電極層上噴塗第二卑金屬電極材料；第二卑金屬電極層正面噴塗步驟：翻轉所述第二固定裝置，開啟第二噴槍在所述多個電子陶瓷晶片正面的第一卑金屬電極層上噴塗第二卑金屬電極材料；其中，電子陶瓷晶片正面或反面的先後噴塗次序是可以改變的。
11.根據權利要求10所述的電子陶瓷元件卑金屬複合電極的製備方法，其特徵在於：在所述上料準備步驟後，或者所述卑金屬電極層噴塗步驟包括：第一卑金屬電極層正面噴塗步驟：開啟第一噴槍在第一固定裝置中的多個電子陶瓷晶片的正面噴塗第一卑金屬電極材料；電子陶瓷晶片轉移步驟：將正面噴塗了第一卑金屬電極層的多個電子陶瓷晶片轉移固定在第二固定裝置中；第二卑金屬電極層正面噴塗步驟：開啟第二噴槍在多個電子陶瓷晶片正面 的第一卑金屬電極層上噴塗第二卑金屬電極材料；電子陶瓷晶片轉移步驟：將正面噴塗了第一卑金屬電極層和第二卑金屬電極層的多個電子陶瓷晶片轉移固定在第一固定裝置中，所述多個電子陶瓷晶片的反面對準所述第一噴槍；第一卑金屬電極層反面噴塗步驟：開啟第一噴槍在第一固定裝置中的多個電子陶瓷晶片的反面噴塗第一卑金屬電極材料；電子陶瓷晶片轉移步驟：將反面噴塗了第一卑金屬電極層的多個電子陶瓷晶片轉移固定在第二固定裝置中，所述多個電子陶瓷晶片的反面對準所述第二噴槍；第二卑金屬電極層反面噴塗步驟：開啟第二噴槍在多個電子陶瓷晶片反面的第一卑金屬電極層上噴塗第二卑金屬電極材料；其中，電子陶瓷晶片正面或反面的先後噴塗次序是可以改變的。
12.根據權利要求9、10、11中任一項所述的電子陶瓷元件卑金屬複合電極的製備方法，其特徵在於：所述固定裝置為工裝盤組件，所述第一固定裝置和第二固定裝置為第一工裝盤組件和第二工裝盤組件，所述工裝盤組件設定於旋轉台上，所述工裝盤組件包括帶有護邊孔位的上工裝盤和下工裝盤，將洗淨後的多個電子陶瓷晶片固定在所述上工裝盤和下工裝盤的護邊孔位中，並且夾持在所述上工裝盤和下工裝盤之間。
13.根據權利要求12所述的電子陶瓷元件卑金屬複合電極的製備方法，其特徵在於：所述第一工裝盤組件和第二工裝盤組件的外形根據安裝需要確定，不局限於某種外形；所述第一工裝盤組件的護邊孔位的形狀根據電子陶瓷元件的形狀而定，並不局限於任何形狀；所述第二工裝盤組件的護邊孔位的形狀根據第二卑金屬電極層的形狀設定，所述第二工裝盤組件的上工裝盤和下工裝盤的護邊孔位的形狀和面積可以是相同的，也可以是不同的；所述第二工裝盤組件的護邊孔位的面積可小於、等於或大於第一工裝盤組件的護邊孔位的面積。
14.根據權利要求9、10、11中任一項所述的電子陶瓷元件卑金屬複合電極的製備方法，其特徵在於：所述固定裝置設定於傳送帶上，形成連續式的自動線裝置。
15.根據權利要求10或11所述的一種電子陶瓷元件卑金屬複合電極的製備方法，其特徵在於：所述第一卑金屬電極材料為鋁，所述第二卑金屬電極材料為銅、鋅、鎳或錫；根據製備工藝機械強度的要求，所述鋁電極材料可以是純鋁，也可以是鋁含量占40%以上的鋁合金；銅電極材料可以是純銅，也可以是銅含量占40%以上的銅合金；鋅電極材料可以是純鋅，也可以是鋅含量占40%以上的鋅合金；鎳電極材料可以是純鎳，也可以是鎳含量占40%以上的鎳合金；錫電極材料可以是純錫，也可以是錫含量占40%以上的錫合金。
實施方式
實施例1
圖2為《一種電子陶瓷元件的卑金屬複合電極及其製備方法》提供的電子陶瓷元件的卑金屬複合電極的實施例1的結構示意圖。如圖2所示，所述電子陶瓷元件包括電子陶瓷晶片111和卑金屬複合電極113，114，所述電子陶瓷晶片111指未塗覆電極層的陶瓷本體；所述卑金屬複合電極包括第一卑金屬電極層113和第二卑金屬電極層114，所述第一卑金屬電極層113覆蓋在所述電子陶瓷晶片的兩面，所述第二卑金屬電極層114覆蓋在所述第一卑金屬電極層上。所述第二卑金屬電極層114為焊接層。
在該實施例中，所述第一卑金屬電極層113採用鋁電極材料，所述第二卑金屬電極層114採用銅電極材料，則，所述第一卑金屬電極層113為鋁電極層113，所述第二卑金屬電極層114為銅電極層114。所述鋁電極層113的形狀根據電子陶瓷元件的形狀而定，並不局限於任何形狀。在該實施例中，所述電子陶瓷元件為圓形，所述鋁電極層113也為圓形。所述銅電極層114不局限於任何形狀，所述銅電極層114的覆蓋面積可小於、等於或大於鋁電極層113的覆蓋面積。在該實施例中，所述銅電極層114包括一個銅覆蓋部分，並且所述銅電極層114也為圓形。所述銅電極層114的覆蓋面積小於所述鋁電極層113的覆蓋面積，即所述銅電極層114的直徑小於所述鋁電極層113的直徑。
在該實施例中，覆蓋在所述電子陶瓷晶片111的兩面的銅電極層114的形狀和面積是相同的，為直徑相同的圓形。在該實施例中，所述鋁電極層113為主電極層，所述銅電極層114為次電極層兼焊接層，基於強度、硬度需求，所述鋁銅複合電極還可包括在所述鋁電極層113和所述銅電極層114中間增加的至少一層卑金屬加強層。在該實施例中，所述電子陶瓷晶片的形狀可以但不限於為圓形或矩形或管狀形或環形或圓柱形或錐形。所述電子陶瓷元件可廣泛套用於如陶瓷電容器、氣敏電阻、壓電元件、濕敏電阻、熱敏電阻、壓敏電阻中的任意一種。
實施例2
圖3為該發明提供的電子陶瓷元件的卑金屬複合電極的實施例2的結構示意圖。該實施例與實施例1的不同之處僅在於：在該實施例中，所述第一卑金屬電極層113採用鋁電極材料，所述第二卑金屬電極層114採用鋅電極材料，則，所述第一卑金屬電極層113為鋁電極層113，所述第二卑金屬電極層114為鋅電極層114；並且，如圖3所示，所述鋅電極層114為環形。在該實施例中，環形寬度最小2毫米，最大為30毫米。
實施例3
圖4為該發明提供的電子陶瓷元件的卑金屬複合電極的實施例3的結構示意圖。該實施例與實施例1的不同之處僅在於：在該實施例中，所述第一卑金屬電極層113採用鋁電極材料，所述第二卑金屬電極層114採用錫電極材料，則，所述第一卑金屬電極層113為鋁電極層113，所述第二卑金屬電極層114為錫電極層114。並且，如圖4所示，覆蓋在電子陶瓷晶片111的一面上的所述錫電極層114包括多個相互分離的覆蓋部分。在該實施例中，所述錫電極層114包括兩個形狀為半圓形的覆蓋部分，兩個覆蓋部分之間具有1毫米以上的間距。
實施例4
圖5-1，5-2為該發明提供的電子陶瓷元件的卑金屬複合電極的實施例4的結構示意圖。該實施例與實施例1的不同之處僅在於：在所述電子陶瓷晶片一面的所述鋁電極層1131包括一個以上的鋁覆蓋部分，在所述鋁覆蓋部分上覆蓋有鋅覆蓋部分1141；在圖5-1中，在電子陶瓷晶片一面的所述鋁電極層1132包括一個鋁覆蓋部分，在圖5-2中，所述鋁電極層1132包括兩個鋁覆蓋部分；在所述電子陶瓷晶片另一面的所述鋁電極層1131包括兩個以上的鋁覆蓋部分，在每個所述鋁覆蓋部分上覆蓋有鋅覆蓋部分1141；在圖5-1，5-2中，在所述電子陶瓷晶片另一面的所述鋁電極層1131均包括三個鋁覆蓋部分。該實施例提供的卑金屬複合電極結構可實現在一個電子陶瓷晶片上形成多個電子陶瓷元件，如，陶瓷電容器、氣敏電阻、壓電元件、濕敏電阻、熱敏電阻、壓敏電阻等，形成的多個電阻或電容陶瓷元件的電極可能相互連線。
實施例5
圖6為該發明提供的電子陶瓷元件的卑金屬複合電極的實施例5的結構示意圖。該實施例與實施例1的不同之處僅在於：所述鎳電極層114的覆蓋面積大於所述鋁電極層113的覆蓋面積，即所述鎳電極層114的直徑大於所述鋁電極層113的直徑。如圖6所示，鎳電極層114的周邊部分直接覆蓋在電子陶瓷晶片111上。在該實施例中，第一電極層直徑最小可為2毫米，第二電極層114的直徑最小為2.5毫米。
實施例6
圖7為該發明提供的電子陶瓷元件的卑金屬複合電極的實施例5的結構示意圖。該實施例與實施例1的不同之處僅在於：如圖7所示，所述銅電極層114僅覆蓋需焊接電極引出線的區域，且在該實施例中，覆蓋在所述電子陶瓷晶片111的兩面的銅電極層114的形狀和面積是不相同的，即兩面的銅電極層114是非對稱的，以適應不同的焊接電極引出線的需要。該發明提供的電子陶瓷元件卑金屬複合電極的製備方法的實施方式通過以下實施例進行說明：
實施例7
該實施例提供的一種電子陶瓷元件卑金屬複合電極的製備方法，包括：使用熱噴塗裝置將卑金屬電極材料噴塗到電子陶瓷元件的電子陶瓷晶片的表面上。所述電子陶瓷元件包含壓敏電阻，陶瓷電容器，熱敏電阻，氣敏電阻，濕敏電阻器，壓電器件。所述電子陶瓷晶片的形狀可以但不限於是圓形或矩形或管狀形或環形或圓柱形或錐形。所述熱噴塗裝置可以是電弧噴塗裝置，也可以是火焰噴塗裝置。在該實施例中，採用電弧噴塗方法。
圖8示出了電弧噴塗裝置的噴槍結構，電弧噴塗裝置可包括多個電弧噴槍1，所述電弧噴槍包括直流電源11、金屬絲12、送絲滾輪13、導電塊14、導電嘴15、空氣噴嘴16，圖8還示出了產生的電弧17和形成的噴塗射液18。在該實施例中，如圖10所示，待噴塗的電子陶瓷晶片被夾持在工裝盤組件2，20的上工裝盤21，210和下工裝盤22，220之間，所述工裝盤組件2，20固定在旋轉台3，30上。
在該實施例中，所述卑金屬電極材料為鋁和鋅，製備電子陶瓷元件複合鋁鋅電極的具體工藝流程包括：上料準備步驟：設定噴槍工作環境和參數：使用環境溫度：0-35℃，電源380伏，氣源0.6兆帕<P<1.0兆帕，流量約0.9立方米/分鐘；將鋁電極材料裝入所述熱噴塗裝置的第一噴槍1中；將鋅電極材料裝入所述熱噴塗裝置的第二噴槍10中；根據製備工藝機械強度的要求，所述鋁電極材料可以是純鋁，也可以是鋁含量占40%以上的鋁合金；鋅電極材料可以是純鋅，也可以是鋅含量占40%以上的鋅合金。
將所述第一噴槍1和第二噴槍10接入電源，同時接入壓縮空氣，並將所述第一噴槍1和第二噴槍10的噴槍口分別調整為對著第一旋轉台3和第二旋轉台30的工裝卡位，準備工作；如圖10所示，所述第一旋轉台3和第二旋轉台30上分別設定有第一工裝盤組件2和第二工裝盤組件20；第一工裝盤組件2和第二工裝盤組件20為用於固定多個電子陶瓷晶片5的固定裝置；其中所述第一工裝盤組件和第二工裝盤組件的外形根據安裝需要確定，不局限於某種外形，所述第一工裝盤組件2的護邊孔位的形狀根據電子陶瓷元件的形狀確定，不局限於某種孔形；並確保塗覆的鋁電極性能不受影響，如圖11所示，在該實施例中，所述第一工裝盤組件2的上工裝盤21和下工裝盤22的護邊孔位均為圓形；所述第二工裝盤組件20的護邊孔位的形狀根據鋅電極的形狀設定，可以並不限於是圓形，半圓形，矩形，環形，凌形，梯形，三角形，多邊形，L形等。圖11示出了三組第一工裝盤組件2和第二工裝盤組件20的結構示例。
所述第二工裝盤組件20的上工裝盤210和下工裝盤220的護邊孔位的形狀和面積可以是相同的，也可以是不同的，如圖11所示，第二工裝盤組件20的上工裝盤210和下工裝盤220的護邊孔位可以均為圓形、環形、半圓形，或者上工裝盤210的護邊孔位為圓形，下工裝盤220的護邊孔位為環形或半圓形，並不限於這些形狀；並且第二工裝盤組件20的護邊孔位的面積可小於、等於或大於第一工裝盤組件2的護邊孔位的面積；將洗淨後的多個電子陶瓷晶片5固定在第一工裝盤組件2中，如圖12所示，所述電子陶瓷晶片5嵌合在上工裝盤21和下工裝盤22的護邊孔位之間；所述第一噴槍與第二噴槍可以設定在獨立的兩套噴塗機構中，也可以設定在一套噴塗機構中，更可以簡單的設定成單噴槍的單噴塗機構，其中只是通過裝入的第一卑金屬電極材料或第二卑金屬電極材料來定義第一噴槍或第二噴槍。
進一步地，包含第一噴槍的第一噴塗機構和包含第二噴槍的的第二噴塗機構，在各自的工序上可以以單機的型態存在，也可以以復機或多機的型態存在，即可在生產線上設定多個第一噴塗機構和第二噴塗機構同時噴塗多組電子陶瓷晶片。
卑金屬電極層噴塗步驟，包括：鋁電極層正面噴塗步驟：啟動所述第一旋轉台3，帶動所述第一工裝盤組件2上的多個電子陶瓷晶片均勻轉動後，開啟第一噴槍1在第一工裝盤組件2中的多個電子陶瓷晶片的正面噴塗鋁電極材料，噴塗時間可根據需求設定為1秒至10秒，噴嘴與待噴塗的電子陶瓷晶片的距離可為50毫米到250毫米；鋁電極層反面噴塗步驟：翻轉所述第一工裝盤組件2，開啟第一噴槍在所述多個電子陶瓷晶片的反面噴塗鋁電極材料；電子陶瓷晶片轉移步驟：將兩面均噴塗了鋁電極層的多個電子陶瓷晶片轉移固定在第二旋轉台30上的第二工裝盤組件20中，如圖11所示，所述噴塗了鋁電極材料的電子陶瓷晶片5嵌合在上工裝盤210和下工裝盤220的護邊孔位之間；在鋁電極層和鋅電極層形狀和面積相同的情況下，不需更換工裝盤組件；鋅電極層反面噴塗步驟：啟動所述第二旋轉台30，帶動所述第二工裝盤組件20上的多個電子陶瓷晶片均勻轉動後，開啟第二噴槍10在多個電子陶瓷晶片反面的鋁電極層上噴塗鋅電極材料，噴塗時間可根據需求設定為1秒至10秒，噴嘴與待噴塗的電子陶瓷晶片的距離可為50毫米到250毫米；鋅電極層正面噴塗步驟：翻轉所述第二工裝盤組件20，開啟第二噴槍在所述多個電子陶瓷晶片正面的鋁電極層上噴塗鋅電極材料。
其中，電子陶瓷晶片正面或反面的先後噴塗次序是可以改變的，不局限於某種噴塗次序。在所述卑金屬電極層噴塗步驟中，在電子陶瓷晶片的正面和反面噴塗了第一卑金屬電極層後，也可以接著在電子陶瓷晶片的正面噴塗第二卑金屬電極材料。在該實施例中，用於固定多個電子陶瓷晶片5的固定裝置也可以設定在傳送帶上，其中，電子陶瓷晶片轉移步驟則可以通過傳送帶的傳送來實現自動化，電極層反面噴塗時，則可以通過翻轉傳送帶來翻轉固定在固定裝置中的多個電子陶瓷晶片5。
實施例8
該實施例與實施例7的不同之處僅在於：在所述上料準備步驟後，或者所述卑金屬電極層噴塗步驟包括：鋁電極層正面噴塗步驟：啟動所述第一旋轉台3，帶動所述第一工裝盤組件2上的多個電子陶瓷晶片均勻轉動後，開啟第一噴槍1在第一工裝盤組件2中的多個電子陶瓷晶片的正面噴塗鋁電極材料，噴塗時間可根據需求設定為1秒至10秒，噴嘴與待噴塗的電子陶瓷晶片的距離可為50毫米到250毫米；電子陶瓷晶片轉移步驟：將正面噴塗了鋁電極層的多個電子陶瓷晶片轉移固定在第二旋轉台30上的第二工裝盤組件20中，所述多個電子陶瓷晶片的正面對準所述第二噴槍；在鋁電極層和鋅電極層形狀和面積相同的情況下，不需更換工裝盤組件；鋅電極層正面噴塗步驟：啟動所述第二旋轉台30，帶動所述第二工裝盤組件20上的多個電子陶瓷晶片均勻轉動後，開啟第二噴槍10在多個電子陶瓷晶片正面的鋁電極層上噴塗鋅電極材料，噴塗時間可根據需求設定為1秒至10秒，噴嘴與待噴塗的電子陶瓷晶片的距離可為50毫米到250毫米。
電子陶瓷晶片轉移步驟：將正面噴塗了鋁電極層和鋅電極層的多個電子陶瓷晶片轉移固定在第一旋轉台3上的第一工裝盤組件2中，所述多個電子陶瓷晶片的反面對準所述第一噴槍；在鋁電極層和鋅電極層形狀和面積相同的情況下，不需更換工裝盤組件；鋁電極層反面噴塗步驟：啟動所述第一旋轉台3，帶動所述第一工裝盤組件2上的多個電子陶瓷晶片均勻轉動後，開啟第一噴槍1在第一工裝盤組件2中的多個電子陶瓷晶片的反面噴塗鋁電極材料，噴塗時間可根據需求設定為1秒至10秒，噴嘴與待噴塗的電子陶瓷晶片的距離可為50毫米到250毫米；電子陶瓷晶片轉移步驟：將反面噴塗了鋁電極層的多個電子陶瓷晶片轉移固定在第二旋轉台30上的第二工裝盤組件20中，所述多個電子陶瓷晶片的反面對準所述第二噴槍，在鋁電極層和鋅電極層形狀和面積相同的情況下，不需更換工裝盤組件；鋅電極層反面噴塗步驟：啟動所述第二旋轉台30，帶動所述第二工裝盤組件20上的多個電子陶瓷晶片均勻轉動後，開啟第二噴槍10在多個電子陶瓷晶片反面的鋁電極層上噴塗鋅電極材料，噴塗時間可根據需求設定為1秒至10秒，噴嘴與待噴塗的電子陶瓷晶片的距離可為50毫米到250毫米。
其中，電子陶瓷晶片正面或反面的先後噴塗次序是可以改變的，不局限於某種噴塗次序。在所述卑金屬電極層噴塗步驟中，也可以先在電子陶瓷晶片的反面依次噴塗第一卑金屬電極材料和第二卑金屬電極材料，然後，在電子陶瓷晶片的正面依次噴塗第一卑金屬電極材料和第二卑金屬電極材料。所述第一噴槍與第二噴槍可以設定在獨立的兩套噴塗機構中，也可以設定在一套噴塗機構中，更可以簡單的設定成單噴槍的單噴塗機構，其中只是通過裝入的第一卑金屬電極材料或第二卑金屬電極材料來定義第一噴槍或第二噴槍。
同時該實施例的方法亦可適用於鋁銅、鋁錫、鋁鎳等卑金屬複合電極的製備上。在該實施例中，用於固定多個電子陶瓷晶片5的固定裝置也可以設定在傳送帶上，其中，電子陶瓷晶片轉移步驟則可以通過傳送帶的傳送來實現自動化，電極層反面噴塗時，則可以通過翻轉傳送帶來翻轉固定在固定裝置中的多個電子陶瓷晶片5。
實施例9
該實施例與實施例7的不同之處僅在於：該實施例提供的電子陶瓷元件卑金屬複合電極的製備方法，包括：使用電弧噴塗裝置將卑金屬電極材料噴塗到電子陶瓷元件的電子陶瓷晶片的表面上，所述電極材料為鋁與錫。用錫替代了實施例7中的鋅。根據製備工藝機械強度的要求，所述鋁電極材料可以是純鋁，也可以是鋁含量占40%以上的鋁合金；錫電極材料可以是純錫，也可以是錫含量占40%以上的錫合金。該實施例的電子陶瓷元件鋁錫複合電極的製備流程與實施例7中的鋁鋅電極的製備流程相同。
實施例10
該實施例與實施例7的不同之處僅在於：該實施例提供的電子陶瓷元件卑金屬複合電極的製備方法，包括：使用電弧噴塗裝置將卑金屬電極材料噴塗到電子陶瓷元件的電子陶瓷晶片的表面上，所述電極材料為鋁與銅。用銅替代了實施例7中的鋅。根據製備工藝機械強度的要求，所述鋁電極材料可以是純鋁，也可以是鋁含量占40%以上的鋁合金；銅電極材料可以是純錫，也可以是銅含量占40%以上的銅合金。該實施例的電子陶瓷元件鋁銅複合電極的製備流程與實施例7中的鋁鋅電極的製備流程相同。
實施例11
該實施例與實施例7的不同之處僅在於：該實施例提供的電子陶瓷元件卑金屬複合電極的製備方法，包括：使用電弧噴塗裝置將卑金屬電極材料噴塗到電子陶瓷元件的電子陶瓷晶片的電極面上，所述電極材料為鋁與鎳。用鎳替代了實施例7中的鋅。根據製備工藝機械強度的要求，所述鋁電極材料可以是純鋁，也可以是鋁含量占40%以上的鋁合金；鎳電極材料可以是純鎳，也可以是鎳含量占40%以上的鎳合金。該實施例的電子陶瓷元件鋁鎳複合電極的製備流程與實施例7中的鋁鋅電極的製備流程相同。
實施例12
該實施例與實施例7的不同之處僅在於：該實施例提供的電子陶瓷卑金屬複合元件電極的製備方法，包括：使用火焰噴塗裝置將實施例7所述的卑金屬電極材料噴塗到電子陶瓷元件的電子陶瓷晶片的表面上。圖9示出了火焰噴塗裝置的使用原理圖。火焰噴塗通過火焰噴槍實現的，主要是利用氧-乙炔燃燒產生高溫火焰，將噴塗材料110熔融，再利用周圍壓縮空氣使熔融材料或微粒形成離子束120噴射黏附於基材表面140，形成塗層130。火焰噴塗包括線材火焰噴塗和粉末火焰噴塗。在該實施例中，鋁和鋅電極材料可以是絲狀，也可以是粉末狀。該實施例的電子陶瓷元件電極的製備流程與實施例7相同，不過火焰噴槍是接入氣源後開始工作。
實施例13
該實施例與實施例7的不同之處僅在於：該實施例提供的電子陶瓷元件卑金屬複合電極的製備方法，包括：使用實施例12中所述的火焰噴塗裝置將實施例9中所述的錫電極材料噴塗到電子陶瓷元件的電子陶瓷晶片的表面上，所述電極材料為鋁與錫。用錫替代了實施例7中的鋅。該實施例的電子陶瓷元件鋁錫電極的製備流程與實施例7中的鋁鋅電極的製備流程相同。
實施例14
該實施例與實施例7的不同之處僅在於：該實施例提供的電子陶瓷元件卑金屬複合電極的製備方法，包括：使用實施例12中所述的火焰噴塗裝置將實施例10中所述的卑金屬電極材料噴塗到電子陶瓷元件的電子陶瓷晶片的表面上，所述電極材料為鋁與銅。用銅替代了實施例7中的鋅。該實施例的電子陶瓷元件鋁銅電極的製備流程與實施例7中的鋁鋅電極的製備流程相同。
實施例15
該實施例與實施例7的不同之處僅在於：該實施例提供的電子陶瓷元件卑金屬複合電極的製備方法，包括：使用實施例12中所述的火焰噴塗裝置將實施例11中所述的卑金屬電極材料噴塗到電子陶瓷元件的電子陶瓷晶片的電極面上，所述電極材料為鋁與鎳。用鎳替代了實施例7中的鋅。該實施例的電子陶瓷元件鋁鎳電極的製備流程與實施例7中的鋁鋅電極的製備流程相同。
鋁材有良好的導電性，而且與電子陶瓷本體有著很好的附著性，所以用熱噴塗方法將鋁材噴塗在陶瓷元件晶片上作為電極材料，並且為了保證電極良好的可焊性，銅、鋅、鎳或錫被作為焊接層的電極材料，依次噴塗在鋁電極層之上，保證了焊接的可靠性，兩種卑金屬材料共同組成廉價電極，替代原有昂貴的銀電極或較昂貴的銅電極，並且熱噴塗工藝流程比用於塗覆銀或銅電極材料的網印技術簡單、製備效率高並且設備成本低，並且通過更換工裝盤可以根據需要形成不同的電極結構。
榮譽表彰
2017年12月11日，《一種電子陶瓷元件的卑金屬複合電極及其製備方法》獲得第十九屆中國專利優秀獎。
