專利名稱：一種具有凹型結構玻璃陶瓷瓷芯的高壓電容器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種具有凹型結構玻璃陶瓷瓷芯的高壓電容器，屬于電容器領域。
背景技術：
高壓陶瓷電容器是高壓輸電、交直流高壓電源以及高功率脈沖設備等高壓設備中不可缺少的電子元件之一。隨著高壓設備小型化、輕型化的發(fā)展，對高壓電容器提出了更加苛刻的要求，這就要求電容器具有更高的耐壓特性。電容器的耐壓性能的好壞主要取決于電容器瓷芯質量的好壞。目前高壓陶瓷電容器瓷芯多采用平板圓片型結構，上、下表面燒制滿銀電極，然后通過打磨使得電極邊緣光滑，這種結構的電容器電極邊緣電場集中，在使用過程中絕大部分都是由于電極邊緣擊穿導致電容器失效，嚴重制約了高壓陶瓷電容器性能的發(fā)揮。鈮酸鹽或鈦酸鹽鐵電玻璃陶瓷作為一類新型高壓電容器介質，具有其他燒結陶瓷無法比擬的優(yōu)勢:首先燒結陶瓷由于采用高溫固相燒結工藝，無法完全消除孔隙導致?lián)舸﹫鰪娸^低，而玻璃陶瓷采用完全不同于燒結陶瓷的制備工藝，通過高溫熔融-澆鑄-結晶熱處理工藝，可以制備出完全致密的玻璃陶瓷介質，擊穿場強可達到40 50kV/mm，是燒結鐵電陶瓷的4 5倍。其次燒結陶瓷采用粉末壓制成型-高溫固相燒結工藝制備陶瓷體，受壓制成型工藝限制，很難制備復雜結構的陶瓷體，而玻璃陶瓷由于是采用澆鑄成型工藝，可以很容易通過金屬澆鑄模具的設計一次性制備任意形狀和尺寸的玻璃陶瓷體，在高壓陶瓷電容器領域展現(xiàn)出了良好的應用前景。

實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種具有凹型結構玻璃陶瓷瓷芯的高壓電容器，該高壓電容器具有高的擊穿場強，同時解決了電極邊緣電場集中的問題。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術方案:一種具有凹型結構玻璃陶瓷瓷芯的高壓電容器，包括瓷芯和金屬端子，該瓷芯包括兩個相互串聯(lián)的凹型玻璃陶瓷圓片，該兩個凹型玻璃陶瓷圓片的上、下表面均涂敷有銀電極，該兩個凹型玻璃陶瓷圓片的凹面銀電極分別焊接金屬端子，瓷芯和金屬端子構成的整體由環(huán)氧樹脂灌封，金屬端子的端部暴露在環(huán)氧樹脂層的外側。所述凹型玻璃陶瓷圓片的上、下表面布滿銀電極，銀電極的邊緣打磨光滑。所述的兩個凹型玻璃陶瓷圓片之間采用銀漿或Pb-Sn焊料連接。另外，所述兩個凹型玻璃陶瓷圓片之間也可以串聯(lián)有I片或I片以上平板型玻璃陶瓷圓片，該平板型玻璃陶瓷圓片的表面涂敷有銀電極。所述凹型或平板型玻璃陶瓷圓片的上、下表面布滿銀電極，銀電極的邊緣打磨光滑。所述凹型玻璃陶瓷圓片與平板型玻璃陶瓷圓片之間、以及相鄰兩平板型玻璃陶瓷圓片之間采用銀漿或Pb-Sn焊料連接。所述凹型玻璃陶瓷圓片的側面為直邊或鋸齒邊。本實用新型的優(yōu)點在于:本實用新型采用凹型結構玻璃陶瓷瓷芯，增加了瓷芯邊緣的厚度，解決了電極邊緣電場集中的問題，減少了電極邊緣擊穿的概率，大幅度提高了高壓陶瓷電容器的耐壓性能和可靠性，體積進一步縮小，可應用于高壓輸電、脈沖功率、倍壓整流等高電壓領域。

圖1為本實用新型的一種高壓電容器結構的截面圖。圖2為本實用新型的另一種高壓電容器結構的截面圖。圖3為本實用新型的又一種高壓電容器結構的截面圖。
具體實施方式
下面通過具體實施方式
對本實用新型做進一步說明。如圖1所示，本實用新型的高壓電容器，包括瓷芯和金屬端子，該瓷芯包括兩個相互串聯(lián)的凹型玻璃陶瓷圓片1、2，該凹型玻璃陶瓷圓片為鈮酸鹽或鈦酸鹽鐵電玻璃陶瓷材質，采用熔融-澆鑄-結晶熱處理工藝一次性制備成型。兩個凹型玻璃陶瓷圓片1、2之間采用銀漿或Pb-Sn焊料連接。該兩個凹型玻璃陶瓷圓片1、2的上、下表面布滿銀電極，銀電極的邊緣打磨光滑。金屬端子5、6焊接在兩個凹型玻璃陶瓷圓片1、2的凹面銀電極3、4上，瓷芯和金屬端子構成的整體由環(huán)氧樹脂7灌封，金屬端子5、6的端部暴露在環(huán)氧樹脂7的外側。如圖2所示，在兩個凹型玻璃陶瓷圓片I之間還可以串聯(lián)有I片或I片以上平板型玻璃陶瓷圓片8，該平板型玻璃陶瓷圓片為鈮酸鹽或鈦酸鹽鐵電玻璃陶瓷材質，采用熔融-澆鑄-結晶熱處理工藝一次性制備成型。該平板型玻璃陶瓷圓片8的表面布滿銀電極，銀電極的邊緣打磨光滑。凹型玻璃陶瓷圓片1、2與平板型玻璃陶瓷圓片8之間采用銀漿或焊料連接。當兩個凹型玻璃陶瓷圓片1、2之間串聯(lián)I片以上平板型玻璃陶瓷圓片時，相鄰兩平板型玻璃陶瓷圓片之間也采用銀漿或焊料連接。如圖1、2所示，凹型玻璃陶瓷圓片1、2的側面為打磨光滑的直邊，或者如圖3所示，凹型玻璃陶瓷圓片1、2的側面為鋸齒邊。本實用新型的具有凹型結構玻璃陶瓷瓷芯的高壓電容器直流擊穿場強可以達到58kV/mm，擊穿點發(fā)生在凹型玻璃陶瓷圓片的凹面內部，大大降低了電極邊緣擊穿的概率，提高了高壓陶瓷電容器的可靠性。
權利要求1.一種具有凹型結構玻璃陶瓷瓷芯的高壓電容器，其特征在于，包括瓷芯和金屬端子，該瓷芯包括兩個相互串聯(lián)的凹型玻璃陶瓷圓片，該兩個凹型玻璃陶瓷圓片的上、下表面均涂敷有銀電極，該兩個凹型玻璃陶瓷圓片的凹面銀電極分別焊接金屬端子，瓷芯和金屬端子構成的整體由環(huán)氧樹脂灌封，金屬端子的端部暴露在環(huán)氧樹脂層的外側。
2.根據權利要求1所述的具有凹型結構玻璃陶瓷瓷芯的高壓電容器，其特征在于，所述凹型玻璃陶瓷圓片的上、下表面布滿銀電極，銀電極的邊緣打磨光滑。
3.根據權利要求1所述的具有凹型結構玻璃陶瓷瓷芯的高壓電容器，其特征在于，所述凹型玻璃陶瓷圓片之間采用銀漿或Pb-Sn焊料連接。
4.根據權利要求1所述的具有凹型結構玻璃陶瓷瓷芯的高壓電容器，其特征在于，所述兩個凹型玻璃陶瓷圓片之間串聯(lián)有I片或I片以上平板型玻璃陶瓷圓片，該平板型玻璃陶瓷圓片的表面涂敷有銀電極。
5.根據權利要求4所述的具有凹型結構玻璃陶瓷瓷芯的高壓電容器，其特征在于，所述凹型或平板型玻璃陶瓷圓片的上、下表面布滿銀電極，銀電極的邊緣打磨光滑。
6.根據權利要求4所述的具有凹型結構玻璃陶瓷瓷芯的高壓電容器，其特征在于，所述凹型玻璃陶瓷圓片與平板型玻璃陶瓷圓片之間、以及相鄰兩平板型玻璃陶瓷圓片之間采用銀衆(zhòng)或Pb-Sn焊料連接。
7.根據權利要求1 6所述的具有凹型結構玻璃陶瓷瓷芯的高壓電容器，其特征在于，所述凹型玻璃陶瓷圓片的側面為直邊或鋸齒邊。
專利摘要本實用新型提供一種具有凹型結構玻璃陶瓷瓷芯的高壓電容器，包括瓷芯和金屬端子，該瓷芯包括兩個相互串聯(lián)的凹型玻璃陶瓷圓片，該兩個凹型玻璃陶瓷圓片的上、下表面均涂敷有銀電極，該兩個凹型玻璃陶瓷圓片的凹面銀電極分別焊接金屬端子，瓷芯和金屬端子構成的整體由環(huán)氧樹脂灌封，金屬端子的端部暴露在環(huán)氧樹脂層的外側。本實用新型采用凹型結構玻璃陶瓷瓷芯，解決了電極邊緣電場集中的問題，減少了電極邊緣擊穿的概率，大幅度提高了高壓陶瓷電容器的耐壓性能和可靠性，體積進一步縮小，可應用于高壓輸電、脈沖功率、倍壓整流等高電壓領域。
文檔編號H01G4/12GK203013524SQ201220666918
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月6日 優(yōu)先權日2012年12月6日
發(fā)明者張慶猛, 杜軍, 羅君, 唐群, 韓東方, 周毅 申請人:北京有色金屬研究總院