Керамические конденсаторы — это электронные компоненты, в которых в качестве диэлектрика используются керамические материалы, а в качестве металлических электродов — для хранения электрического заряда. Они широко применяются в бытовой электронике, средствах связи, автомобильной электронике и системах промышленного управления, где выполняют такие важные функции, как развязка, фильтрация, связь, резонанс и накопление энергии.
Для обеспечения накопления заряда и установления электрических соединений с внешними цепями электроды являются неотъемлемой частью структуры конденсатора. Металлические электроды располагаются по обеим сторонам керамического диэлектрика или попеременно встраиваются в диэлектрические слои в многослойных структурах, вместе образуя базовую архитектуру конденсатора. При подаче напряжения электрические заряды накапливаются на двух электродах и соединяются с внешней цепью через структуру электродов.
1. Почему стоимость традиционных серебряно-пастовых электродов для керамических конденсаторов продолжает расти?
Традиционный процесс изготовления электродов для керамических конденсаторов обычно включает в себя печать и обжиг серебряной пасты. Процесс, как правило, состоит из подготовки керамической подложки, нанесения серебряной пасты, сушки, высокотемпературного обжига, контроля электродов и последующей обработки. Эта технология широко используется уже много лет, имеет отработанные рецептуры серебряной пасты, технологии трафаретной печати, процессы печати и системы обжига. Производственное оборудование и вспомогательная инфраструктура хорошо развиты, что обеспечивает относительно низкий порог внедрения в производство и хорошую адаптацию к продукции с различными техническими характеристиками.
В то же время, в качестве основного проводящего компонента серебряной пасты используется серебряный порошок, а электрод формируется посредством процесса нанесения относительно толстой пленки. В результате серебряный слой получается сравнительно толстым, что приводит к относительно высокому расходу серебра на единицу продукции.
Когда цены на серебро были относительно низкими, влияние высокого потребления серебра на стоимость было менее значительным. Однако, поскольку цены на серебро продолжали расти в долгосрочной перспективе, эта структура затрат стала все более очевидной. Исходя из среднегодовых цен на серебро, пересчитанных в юани, цена серебра в 2005 году составляла приблизительно 1,9 юаня/г, по сравнению с приблизительно 9,2 юаня/г в 2025 году, что представляет собой увеличение примерно в 4,8 раза за 20 лет.
Для производителей керамических конденсаторов, выпускающих большие объемы продукции, влияние роста цен на серебро становится все более значительным по мере увеличения объемов производства. Относительно высокое потребление серебра на единицу продукции, умноженное на годовые объемы производства в миллионы, десятки миллионов или даже больше компонентов, может привести к существенным общим затратам на материалы. Когда цены на серебро остаются на высоком уровне, традиционный и хорошо зарекомендовавший себя процесс изготовления электродов из серебряной пасты сталкивается со все большим давлением со стороны стоимости драгоценных металлов.
В этих условиях сокращение потребления серебра и снижение зависимости от драгоценных металлов и колебаний их цен стали важными задачами для производителей керамических конденсаторов.
2. Подход компании Zhenhua Vacuum к снижению затрат: от «замены серебра медью» к непрерывному массовому производству.
В ответ на высокое потребление драгоценных металлов, многоступенчатый процесс производства и подверженность колебаниям цен на серебро, характерные для традиционных электродов из серебряной пасты, компания Zhenhua Vacuum изучает технологию магнетронного распыления, позволяющую заменить серебро медью, для изготовления электродов керамических конденсаторов, и стремится к снижению затрат как за счет оптимизации процесса, так и за счет замены материалов.
Вместо традиционного метода изготовления электродов из серебряной пасты, компания Zhenhua Vacuum применяет технологию магнетронного распыления. В рамках процесса физического осаждения из паровой фазы (PVD) магнетронное распыление наносит металлический материал непосредственно на поверхность керамической подложки в вакуумной среде, образуя пленочный электрод.
По сравнению с традиционной трафаретной печатью с использованием серебряной пасты, этот процесс исключает несколько традиционных этапов, включая подготовку серебряной пасты, печать, сушку и высокотемпературный обжиг, тем самым сокращая общую технологическую цепочку и уменьшая промежуточные операции и ручное вмешательство. Поскольку серебряная паста и связанные с ней органические связующие и носители не требуются, этот процесс также может сократить выбросы органических веществ и производственные отходы, связанные с изготовлением электродов на основе пасты, что открывает большие возможности для более чистого и автоматизированного производства.
С точки зрения материалов, медь используется в качестве основного проводящего материала для замены серебра. Медь обладает превосходной электропроводностью, при этом ее себестоимость значительно ниже, чем у серебра. Это позволяет существенно сократить потребление драгоценных металлов на уровне материалов. При крупномасштабном производстве такая замена материалов может снизить затраты на электродные материалы, а также уменьшить влияние колебаний цен на серебро на общие производственные затраты.
Однако замена серебра медью — это не просто смена одного электродного материала на другой. Медь подвержена окислению при повышенных температурах, а традиционные процессы нанесения и обжига медной пасты требуют строгого контроля состава пасты, атмосферы обжига и технологического окна. Магнетронное распыление, напротив, позволяет наносить медные пленки непосредственно в вакуумной среде. Благодаря разработке адгезионных слоев, проводящих слоев и других функциональных пленочных структур этот процесс может улучшить адгезию пленки, ее плотность и электрические характеристики, предоставляя альтернативный технологический путь для промышленного внедрения «замены серебра медью».
2.1 От разработки технологического процесса до серийного производства: линия непрерывного магнетронного распыления с двухсторонним покрытием от компании Zhenhua Vacuum
Магнетронное распыление может обеспечить технический путь для «замены серебра медью», но для крупномасштабного производства керамических конденсаторов одного лишь производства образцов с покрытием недостаточно. Ключевая задача — достижение долговременного, стабильного и непрерывного массового производства.
Для решения этой задачи компания Zhenhua Vacuum разработала двухстороннюю непрерывную линию магнетронного распыления для производства электродов керамических конденсаторов, интегрировав технологию вакуумного напыления с автоматизированным производством. После поступления на производственную линию изделия непрерывно перемещаются между различными технологическими камерами, при этом на обе стороны электродных пленок наносится в одной и той же производственной системе. Это снижает необходимость ручного переворачивания, многократной загрузки и выгрузки, а также промежуточных операций между процессами.
Оборудование использует конфигурацию непрерывной производственной линии, что позволяет наносить различные слои пленки, включая адгезионные или переходные слои и проводящие слои, в рамках одной интегрированной системы. Благодаря автоматизированной подаче материала, точному контролю параметров процесса и управлению тактовым временем производства, система повышает однородность толщины пленки и стабильность процесса при крупномасштабном производстве.
Данный технологический процесс также прошел долгосрочную проверку в серийном производстве. В 2012 году компания Zhenhua Vacuum поставила заказчику двухстороннюю линию непрерывного магнетронного распыления для производства керамических конденсаторных электродов. По состоянию на 2026 год линия стабильно работает в серийном производстве уже 14 лет, обеспечивая долгосрочную проверку надежности оборудования, стабильности двухстороннего покрытия и возможности серийного производства процесса «замена серебра медью» на основе магнетронного распыления.
Переход от традиционных электродов из серебряной пасты к методу магнетронного распыления, при котором медь заменяет серебро, — это не просто замена материала. Это скоординированная оптимизация материалов, процессов осаждения и методов производства. Благодаря технологии магнетронного распыления и двухсторонней непрерывной производственной линии, компания Zhenhua Vacuum вывела концепцию «замены серебра медью» за рамки технического решения и перевела ее в стабильное, непрерывное массовое производство.
В условиях крупномасштабного производства керамических конденсаторов экономическая выгода от «замены серебра медью» может быть в полной мере реализована только при одновременном снижении материальных затрат, оптимизации производственного процесса и обеспечении долгосрочной стабильности производства.
Эта статья была опубликованапроизводитель оборудования для вакуумного напыления Вакуум Чжэньхуа
Дата публикации: 23 сентября 2026 г.