Substituição da prata por cobre em eletrodos de capacitores cerâmicos: a linha de deposição por pulverização catódica contínua de dupla face da Zhenhua Vacuum alcançou produção em massa estável por 14 anos.

Na fabricação de capacitores cerâmicos, os eletrodos são tradicionalmente produzidos por meio de impressão com pasta de prata, seguida de secagem e sinterização. Como a pasta de prata contém uma alta proporção de prata e produz camadas de eletrodo relativamente espessas, o consumo total de prata é substancial, fazendo com que as flutuações nos preços da prata sejam um fator direto que afeta os custos do material do eletrodo.

Nas últimas duas décadas, a alta constante dos preços da prata tornou-se uma variável inevitável para os fabricantes de capacitores cerâmicos. Com base na média anual internacional dos preços da prata, o preço médio era de aproximadamente RMB 3.350/kg em 2008, subindo para cerca de RMB 9.190/kg em 2025 — um aumento de aproximadamente 2,7 vezes em 17 anos.

Além do alto custo da prata, as limitações do processo convencional de pasta de prata também se tornaram cada vez mais evidentes. A impressão, a secagem e a sinterização envolvem múltiplas etapas de processo, manuseio intensivo de materiais e operações manuais. Ao mesmo tempo, as exigências ambientais cada vez mais rigorosas e a demanda por manufatura automatizada estão impulsionando os fabricantes a reavaliarem tanto os materiais dos eletrodos quanto os processos de deposição, com foco na redução do consumo de prata, no encurtamento da cadeia de processos e na obtenção de uma produção em massa altamente automatizada.

Embora a indústria ainda dependesse amplamente do processamento com pasta de prata, a Zhenhua Vacuum e seu cliente já haviam começado a explorar a abordagem de "substituir a prata pelo cobre".

Pensando no futuro: a demanda do cliente estava à frente do mercado.

Em 2008, enquanto a crise financeira global assolava os mercados e a incerteza aumentava, um dos principais fabricantes nacionais de capacitores cerâmicos de alta qualidade começou a avaliar os potenciais impactos a longo prazo das flutuações nos preços das matérias-primas e da transformação do processo de fabricação, antes que a alta dos preços da prata criasse pressão direta sobre os custos.

Assim, o cliente incorporou a otimização do processo de eletrodos em sua estratégia de fabricação de longo prazo: reduzir a dependência da prata e a exposição à volatilidade do preço da prata, mantendo o desempenho e a confiabilidade do produto; e, ao mesmo tempo, fazer a transição da produção de eletrodos de operações manuais e semimanual para a produção em massa automatizada e padronizada, a fim de melhorar a consistência do produto, a estabilidade do processo e a capacidade de fornecimento a longo prazo.

O cliente procurou a Zhenhua Vacuum para explorar em conjunto uma nova rota técnica: seria possível usar um material alternativo para produzir eletrodos de capacitores cerâmicos, enquanto um novo processo de deposição e equipamentos de produção automatizados poderiam viabilizar uma fabricação estável, de alto volume e a longo prazo?

Exploração Inicial: Reconstruindo o Processo de Eletrodo com Cobre

No início do projeto, não havia nenhuma solução estabelecida disponível. O material alternativo precisava oferecer boa condutividade elétrica e vantagens de custo, além de excelente adesão do revestimento e confiabilidade a longo prazo. O novo processo também precisava ser compatível com a produção automatizada.

Após várias rodadas de avaliação técnica, o cobre emergiu como uma opção viável. Sua condutividade elétrica é próxima à da prata e seu custo é significativamente menor. No entanto, o cobre é propenso à oxidação em altas temperaturas, o que significa que o processo convencional de pasta de prata não poderia ser simplesmente replicado. O método de deposição, os parâmetros do processo e os equipamentos de produção tiveram que ser desenvolvidos do zero.

Naquela época, não havia exemplos consolidados de produção em massa de eletrodos de cobre para capacitores cerâmicos no mercado interno. O desenvolvimento de materiais, tecnologia de processo e equipamentos teve que ser totalmente desenvolvido do zero. Em vez de esperar a definição da solução de materiais, a Zhenhua Vacuum se envolveu desde o início do projeto e trabalhou em estreita colaboração com o cliente para estabelecer a rota técnica. Testes de amostras, verificação de revestimentos e desenvolvimento do processo de produção em massa foram realizados em paralelo com a engenharia de equipamentos, permitindo que o processo de deposição e a linha de produção evoluíssem juntos.

Por fim, ambas as partes selecionaram a deposição física de vapor por magnetron (PVD) como tecnologia principal. O filme depositado proporciona forte adesão ao substrato e permite que uma camada de eletrodo de cobre seja depositada diretamente sobre a superfície cerâmica, sem o aglutinante orgânico utilizado na pasta de prata. Isso elimina a necessidade de solventes e sua evaporação associada, além de dispensar a etapa de sinterização em alta temperatura, resultando em um processo a seco mais limpo e ecológico em comparação com o processamento úmido convencional.

Para melhorar a eficiência de deposição e o rendimento da produção, a Zhenhua desenvolveu uma linha de produção de pulverização catódica contínua de dupla face. Assim que os componentes cerâmicos entram no sistema de vácuo, ambos os lados podem ser revestidos sem a necessidade de inversão manual, enquanto a transferência contínua de material conecta os diferentes estágios do processo. Essa solução de processo a seco substitui as múltiplas etapas do processo úmido de “impressão com pasta de prata → secagem → sinterização”, simplificando toda a cadeia de processos e, ao mesmo tempo, melhorando a consistência entre lotes e a eficiência da produção.

Em 2012, o equipamento foi entregue com sucesso. Desde as discussões técnicas iniciais e o desenvolvimento do processo até o comissionamento e a implementação da linha de produção, o projeto levou aproximadamente dois anos.

Validação a longo prazo: 14 anos de produção em massa contínua.

Em setembro de 2026, a linha de deposição por pulverização catódica contínua de dupla face, entregue em 2012, ainda estava em operação nas instalações do cliente, garantindo uma produção em massa estável. Atendendo aos requisitos de uniformidade de revestimento, automação de processos e produção em alto volume, a solução de substituição da prata por cobre reduz significativamente a dependência do metal precioso prata e diminui os custos com materiais de eletrodo, além de estar alinhada com as exigências de uma fabricação mais limpa e ambientalmente responsável. Após 14 anos de operação contínua, o equipamento comprovou a eficácia do processo e da solução em termos de custo-benefício, qualidade do revestimento, confiabilidade da produção e estabilidade da produção em massa.

Naquela época, a indústria nacional ainda estava nos estágios iniciais de compreensão e adoção da rota de eletrodos de cobre, com a maioria dos fabricantes continuando a depender do processamento com pasta de prata. Nos últimos anos, no entanto, a crescente pressão de custos da pasta de prata acelerou a transição da indústria para a substituição da prata pelo cobre, tornando os equipamentos de pulverização catódica uma solução cada vez mais procurada para a produção de eletrodos de capacitores cerâmicos. Essa mesma direção técnica evoluiu de uma exploração inicial voltada para o futuro para um foco importante da indústria hoje — com 14 anos de validação de produção nesse período.

Para o cliente, os benefícios foram de longo prazo. Além de reduzir diretamente os custos de materiais, o sistema de produção eliminou sua vulnerabilidade às flutuações do preço da prata 14 anos antes da maior parte do setor. O cliente também obteve uma vantagem inicial em termos de conformidade ambiental e automação da produção. Enquanto muitos fabricantes só recentemente começaram a enfrentar a crescente pressão dos preços da prata e a transformação dos processos, este cliente já mantém uma produção estável com a tecnologia há 14 anos.

Este projeto foi uma das primeiras aplicações da tecnologia de pulverização catódica contínua de dupla face da Zhenhua Vacuum para a fabricação de capacitores cerâmicos em chips. Considerando o cenário industrial nacional em 2012, sua implementação bem-sucedida representou um avanço pioneiro na comercialização da tecnologia de eletrodos de cobre. Demonstrou a visão de futuro da Zhenhua Vacuum para o desenvolvimento de processos e a implementação de tecnologias. Por meio do desenvolvimento de equipamentos, da entrega bem-sucedida e de 14 anos de validação estável em produção em massa, o projeto consolidou uma posição de destaque para a Zhenhua Vacuum em aplicações de revestimento de capacitores cerâmicos, além de proporcionar uma valiosa experiência de longo prazo para o desenvolvimento subsequente de equipamentos, otimização de processos e melhoria contínua.