一种MLCC多层装载排胶工艺中新风量的计算方法与流程

一种mlcc多层装载排胶工艺中新风量的计算方法
技术领域
1.本发明涉及片式电子元器件的制备技术领域，尤其涉及一种mlcc多层装载排胶工艺中新风量的计算方法。

背景技术：

2.片式多层陶瓷电容器(mlcc)在制备过程中，无论介质膜片还是金属内电极中都会添加多种有机添加剂，而制备流程中排胶工艺的目的就是在产品烧成之前，将生胚中的大部分有机物质慢慢去除。此类有机物质不仅存在于电介质层间，而且还存在于内部电极中。排胶过快或者装载量过大时，会导致有机物挥发过快，排胶炉内废气浓度高，导致坯体内部很容易发生分层或开裂等问题。为避免排胶造成产品开裂等质量问题，需要严格控制产品单层装载及延长排胶时间，大大限制了生产效率，增加了生产成本。

技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种mlcc多层装载排胶工艺中新风量的计算方法，通过对排胶过程中的新风量进行上述设置可以避免产品开裂，并且生产效率高。
4.为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：
5.一种mlcc多层装载排胶工艺中新风量的计算方法，所述方法包括如下步骤：
6.(1)将mlcc生坯放置在承烧板上，得到产品a，记录产品a的质量m0；
7.(2)将产品a放置在排胶炉中的天平上，升温至t1；
8.(3)再以0.005～0.1℃/min的速率由t1升温至t2，升温过程中的新风量设置为c，记录t1时天平上的数值，得到质量m1；升温过程中每间隔时间t读取一次天平上的数值，得到质量mn，所述n＝读取次数+1，n≥1；
9.(4)计算各温度段排胶炉中的废气浓度：bn＝(m
n-1-mn)/(c
·
t)；
10.(5)设定炉内匀定废气浓度为a，将各温度段的新风量调整为c
·bn
/a；
11.所述a为1～4g/m3。
12.本发明通过在批量排胶生产前对排胶过程中的新风量的大小进行研究，针对不同的温度段设置不同的新风量，可以避免排胶过程中坯体内部发生分层或开裂，能应用于大装载量的环境下，生产效率高。
13.优选地，所述步骤(2)中，以0.1～5℃/min的速率升温至t1。所述步骤(2)中，t1为100～160℃；所述步骤(3)中，t2为230～320℃。
14.在t1之前有机物基本不会分解，以上述速率升温可以提高排胶效率，同时不会影响排胶结果。
15.优选地，所述步骤(3)中，c为0.5～5m3/min，t为50～150min；进一步优选地，所述t为100min。限定新风量及间隔时间在上述范围内可以平衡产品质量以及生产效率、生产成本，以上述方案计算出的新风量进行排胶可以获得最优的综合性能。
16.优选地，所述承烧板为镍网，所述mlcc生坯在承烧板上堆叠排布，堆叠量为2～8g/cm3，所述镍网的目数为20～120目。
17.以镍网替代传统承烧板，将mlcc多层堆叠排布于镍网上进行排胶，有效提高了生产效率，并且镍网的热导率高，气氛透过性好，可以提高不同堆叠部位坯体温度气氛的均匀性，降低mlcc坯体分层或开裂的可能性。
18.优选地，所述步骤(3)中，升温至t2后保温4～20h。保温的目的是为了确保坯体内外各部分的温度均匀。
19.优选地，所述步骤(3)中，排胶在大气气氛中进行。在大气气氛下进行排胶，所需的排胶温度更低。
20.优选地，本发明所述mlcc为贱金属内电极片式多层陶瓷电容器(bme-mlcc)产。制备所述mlcc的陶瓷粉体优选为钛酸钡(bt系)陶瓷粉体、钛锂酸钡(blt系)陶瓷粉体、钛酸锌锶(zst系)陶瓷粉体等中的至少一种；粘合剂优选为聚偏氟乙烯(pvdf)、聚乙烯醇缩丁醛(pvb)、聚四氟乙烯(ptfe)、氨基树脂等中的至少一种；溶剂优选为乙醇、丁醛、乙酸丁酯、丁酮等中的至少一种；增塑剂优选为磷酸酯类、脂肪酸酯类、多元醇酯类、邻苯二甲酸酯类等中的至少一种；内电极浆料为镍电极浆料、铜电极浆料、银电极浆料等中的至少一种。
21.相比于现有技术，本发明的有益效果为：
22.本发明通过调整不同温度段的新风量，维持排胶过程的恒定的废气浓度，解决了堆叠的生坯在排胶过程中有机物极速分解脱除造成坯体内部分层开裂的问题，同时避免了坯体装载量过高生产设备内废气浓度增加造成加热过程废气自燃的问题，实现了mlcc的多层堆叠排胶，所述排胶方法高效、安全。
具体实施方式
23.为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
24.以下实施例及对比例中使用的mlcc生坯的制备方法如下：
25.将钛酸钡陶瓷粉体68wt％、聚偏氟乙烯15wt％、邻苯二甲酸酯2wt％、乙醇10wt％、丁醛5wt％加入到分散设备中，经过磨砂分散制备陶瓷浆料，通过流延机将制备好的陶瓷浆料制备成陶瓷膜带，并通过丝网印刷技术将镍电极浆料印刷在空白的陶瓷膜带上，然后将印刷好的膜带分切并叠合，经过压合切割制备得到mlcc生坯。
26.实施例1
27.本发明所述mlcc多层装载排胶工艺中新风量的计算方法的一种实施例，本实施例所述计算方法包括如下步骤：
28.(1)将mlcc生坯按照2g/cm2的堆叠量布料在20目镍网上，得到产品a，记录产品a的质量m0；
29.(2)将产品a放置在箱式炉中的天平上，由室温(30℃)按0.1℃/min的升温速率开始升温，达到140℃后记录产品a的质量m1；
30.(3)以0.1℃/min的速率由140℃升温至300℃，升温过程中的新风量设置为5m3/min(c)，在大气气氛中进行排胶，升温至300℃后保温10h，完成排胶；升温过程中每隔100min(t)读取一次天平上的数值，得到质量mn，所述n＝读取次数+1，n≥1；
31.(4)计算各温度段箱式炉中的废气浓度：bn＝(m
n-1-mn)/(c
·
t)；
32.(5)设定炉内匀定废气浓度a为1g/m3，将各温度段的新风量(最终风量)调整为c
·bn
/a。
33.以步骤(5)中确定的各温度段的新风量(最终风量)进行mlcc生坯的批量排胶生产。
34.表1为各温度段的参数测试结果：
35.表1
[0036][0037]
实施例2～7
[0038]
实施例2～7为本发明所述mlcc多层装载排胶工艺中新风量的计算方法的实施例，实施例2～7与实施例1所述计算方法大体相同，仅部分条件不同，具体区别如表2所示。
[0039]
对比例1～3
[0040]
对比例1～3为mlcc多层装载排胶方法，其未对新风量的大小进行设置，排胶全程新风量的大小固定不变。
[0041]
表2
[0042][0043]
以实施例2～7计算出的各温度段的新风量值对mlcc生坯进行排胶，除步骤(3)中的新风量不同外，其余条件不变，在排胶各温度段的废气浓度和设定的新风量如表3所示。
[0044]
表3
[0045][0046]
以对比例1～3所述方法对mlcc生坯进行排胶，排胶各温度段的废气浓度和设定的新风量如表4所示。
[0047]
表4
[0048][0049]
对上述排胶方法进行效果验证，测试结果如表5所示：
[0050]
(1)爆燃是指排胶过程有机物浓度超标，废气着火燃烧的情况，此时箱内温度超过设定温度并急剧上升。
[0051]
(2)开裂比例为取1000000pcs产品进行超声探伤确认，排胶开裂数量占取样总数量的比例。
[0052]
表5
[0053]
编号是否爆燃开裂比例(％)实施例1否0
实施例2否0实施例3否0实施例4否0实施例5否0实施例6否0实施例7否0.0097对比例1是100对比例2是100对比例3是100
[0054]
由表5可知，以实施例1～6所述方法得到的新风量进行排胶均可实现高装载量排胶，排胶过程安全，并且坯体内部不会出现开裂、分层等现象。实施例7在计算新风量的过程中设定的匀定废气浓度过高，导致放热反应剧烈，使局部排胶过程排失速率过快，局部位置有机物分解挥发剧烈，产品内部挥发出大量的气体，使部分产品发生开裂，但未出现爆燃现象。对比例1～3由于未采用本发明所述方法对排胶各温度段的新风量进行设定，mlcc生坯堆叠量与新风量不匹配，导致排胶过程废气浓度超过爆燃下限，设备内部着火，温度急剧上升，造成产品全部氧化和排胶开裂。
[0055]
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，但并不脱离本发明技术方案的实质和范围。

技术特征：

1.一种mlcc多层装载排胶工艺中新风量的计算方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将mlcc生坯放置在承烧板上，得到产品a，记录产品a的质量m0；(2)将产品a放置在排胶炉中的天平上，升温至t1；(3)再以0.005～0.1℃/min的速率由t1升温至t2，升温过程中的新风量设置为c，记录t1时天平上的数值，得到质量m1；升温过程中每间隔时间t读取一次天平上的数值，得到质量m
n
，所述n＝读取次数+1，n≥1；(4)计算各温度段排胶炉中的废气浓度：b
n
＝(m
n-1-m
n
)/(c
·
t)；(5)设定炉内匀定废气浓度为a，将各温度段的新风量调整为c
·
b
n
/a；所述a为1～4g/m3。2.如权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述步骤(2)中，以0.1～5℃/min的速率升温至t1。3.如权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述步骤(2)中，t1为100～160℃；所述步骤(3)中，t2为230～320℃。4.如权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述步骤(3)中，c为0.5～5m3/min，t为50～150min。5.如权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述承烧板为镍网，所述mlcc生坯在承烧板上堆叠排布，堆叠量为2～8g/cm3。6.如权利要求5所述的计算方法，其特征在于，所述镍网的目数为20～120目。7.如权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述步骤(3)中，升温至t2后保温4～20h，完成排胶。8.如权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述步骤(3)中，排胶在大气气氛中进行。

技术总结

本发明公开了一种MLCC多层装载排胶工艺中新风量的计算方法，涉及片式电子元器件的制备技术领域，本发明所述计算方法包括如下步骤：对MLCC生坯进行两段式升温处理，然后进行排胶；排胶过程中的新风量设置为c，记录排胶开始时天平上的数值，得到质量M1；升温过程中每间隔时间t读取天平上的数值，得到质量M

技术研发人员：

马艳红 孙国栋

受保护的技术使用者：

潮州三环（集团）股份有限公司

技术研发日：

2022.08.03

技术公布日：

2022/11/22