Заміна срібла міддю в керамічних конденсаторних електродах: двостороння лінія безперервного напилення Zhenhua Vacuum досягла стабільного масового виробництва протягом 14 років

У виробництві керамічних конденсаторів електроди традиційно виготовляються шляхом друку срібною пастою з подальшим сушінням та спіканням. Оскільки срібна паста містить високу частку срібла та утворює відносно товсті шари електродів, загальне споживання срібла є значним, що робить коливання цін на срібло прямим фактором, що впливає на вартість матеріалів для електродів.

Протягом останніх двох десятиліть стійке зростання цін на срібло стало неминучою змінною для виробників керамічних конденсаторів. Виходячи з середньорічних міжнародних цін на срібло, середня ціна на срібло у 2008 році становила приблизно 3350 юанів/кг, а у 2025 році зросла приблизно до 9190 юанів/кг, що приблизно у 2,7 раза більше, ніж за 17 років.

Окрім високої вартості срібла, дедалі очевиднішими стають обмеження традиційного процесу нанесення срібної пасти. Друк, сушіння та спікання включають кілька етапів процесу, інтенсивне оброблення матеріалів та ручні операції. Водночас, дедалі суворіші екологічні вимоги та попит на автоматизоване виробництво спонукають виробників переглядати як матеріали електродів, так і процеси нанесення срібла, зосереджуючись на зменшенні споживання срібла, скороченні технологічного ланцюга та досягненні високоавтоматизованого масового виробництва.

Хоча галузь все ще широко покладалася на обробку срібної пасти, Zhenhua Vacuum та її клієнт вже почали вивчати підхід «заміщення срібла міддю».

Мислення на майбутнє: попит клієнтів випереджав ринковий

У 2008 році, коли світова фінансова криза охопила ринки та зростала невизначеність, провідний вітчизняний виробник високоякісних керамічних конденсаторів почав оцінювати потенційний довгостроковий вплив коливань цін на сировину та трансформації виробничого процесу, перш ніж зростання цін на срібло створило прямий тиск на витрати.

Тому клієнт включив оптимізацію процесу виробництва електродів у свою довгострокову виробничу стратегію: зменшення залежності від срібла та впливу волатильності цін на срібло, зберігаючи при цьому продуктивність та надійність продукції; і водночас перехід виробництва електродів від ручних та напівручних операцій до автоматизованого, стандартизованого масового виробництва для покращення стабільності продукції, стабільності процесу та довгострокових можливостей постачання.

Клієнт звернувся до Zhenhua Vacuum, щоб спільно дослідити новий технічний шлях: чи можна використовувати альтернативний матеріал для виробництва керамічних електродів конденсаторів, тоді як новий процес осадження та автоматизоване виробниче обладнання могли б забезпечити довгострокове, стабільне та великосерійне виробництво?

Ранні дослідження: реконструкція електродного процесу з міддю

На початку проекту не існувало жодного усталеного рішення. Альтернативний матеріал мав забезпечити добру електропровідність та економічні переваги, а також забезпечити відмінну адгезію покриття та довгострокову надійність. Новий процес також мав бути сумісний з автоматизованим виробництвом.

Після кількох раундів технічної оцінки мідь виявилася життєздатним варіантом. Її електропровідність близька до електропровідності срібла, а вартість матеріалу значно нижча. Однак мідь схильна до окислення за підвищених температур, що означає, що традиційний процес нанесення срібної пасти неможливо було просто відтворити. Метод осадження, параметри процесу та виробниче обладнання довелося розробити заново.

На той час не було усталених вітчизняних прикладів масового виробництва мідних електродів для керамічних конденсаторів. Розробка матеріалів, технології процесу та обладнання мала починатися з нуля. Замість того, щоб чекати остаточного рішення щодо матеріалу, компанія Zhenhua Vacuum долучилася до проекту з ранньої стадії та тісно співпрацювала із замовником для визначення технічного маршруту. Випробування зразків, перевірка покриття та розробка процесу масового виробництва проводилися паралельно з проектуванням обладнання, що дозволило процесу напилення та виробничій лінії розвиватися разом.

Зрештою, обидві сторони обрали магнетронне напилення (PVD) як основну технологію. Осаджена плівка забезпечує міцну адгезію до підкладки та дозволяє безпосередньо наносити шар мідного електрода на керамічну поверхню без органічного сполучного речовини, що використовується у срібній пасті. Це усуває потребу в розчинниках та пов'язаному з ними випаровуванні, а також усуває етап високотемпературного спікання, що призводить до чистішого та екологічнішого сухого процесу порівняно зі звичайною мокрою обробкою.

Для підвищення ефективності напилення та виробничої продуктивності компанія Zhenhua розробила двосторонню виробничу лінію безперервного напилення. Після того, як керамічні компоненти потрапляють у вакуумну систему, обидві сторони можна покривати без ручного перевертання, а безперервна передача матеріалу з'єднує окремі етапи процесу. Це рішення сухого процесу замінює численні етапи мокрого процесу: «друк срібною пастою → сушіння → спікання», спрощуючи загальний технологічний ланцюг, одночасно покращуючи стабільність та ефективність виробництва від партії до партії.

У 2012 році обладнання було успішно поставлено. Від початкових технічних обговорень та розробки процесу до введення в експлуатацію та впровадження виробничої лінії проект зайняв приблизно два роки.

Довгострокова перевірка: 14 років безперервного масового виробництва

Станом на вересень 2026 року двостороння лінія безперервного напилення, поставлена ​​у 2012 році, все ще працює на об'єкті замовника та підтримує стабільне масове виробництво. Відповідаючи вимогам щодо однорідності покриття, автоматизації процесів та великосерійного виробництва, рішення «заміна міді сріблом» значно зменшує залежність від дорогоцінного металу срібла та знижує витрати на електродні матеріали, а також відповідає вимогам чистішого та екологічніше відповідального виробництва. Після 14 років безперервної роботи обладнання забезпечило довгострокову перевірку технологічного та апаратного рішення з точки зору економічної ефективності, якості покриття, надійності виробництва та стабільності масового виробництва.

На той час вітчизняна промисловість все ще перебувала на ранніх стадіях розуміння та впровадження мідного електродного шляху, оскільки більшість виробників продовжували покладатися на обробку срібною пастою. Однак в останні роки зростаючий тиск на витрати, пов'язані з використанням срібної пасти, прискорив перехід галузі до «міді замість срібла», що зробило обладнання для напилення дедалі більш затребуваним рішенням для виробництва керамічних конденсаторних електродів. Той самий технічний напрямок еволюціонував від раннього перспективного дослідження до сьогоднішнього основного фокусу галузі — з 14-річним досвідом виробничої перевірки між ними.

Для клієнта переваги були довгостроковими. Окрім безпосереднього зниження витрат на матеріали, виробнича система усунула свою чутливість до коливань цін на срібло на 14 років раніше, ніж більша частина галузі. Клієнт також отримав ранню перевагу в дотриманні екологічних норм та автоматизації виробництва. Хоча багато виробників лише в останні роки почали стикатися зі зростаючим тиском через ціни на срібло та трансформацію процесів, цей клієнт вже підтримує стабільне виробництво за допомогою цієї технології протягом 14 років.

Цей проект був одним із перших застосувань технології двостороннього безперервного напилення для виробництва керамічних конденсаторів компанією Zhenhua Vacuum. Враховуючи внутрішнє промислове середовище у 2012 році, його успішна інженерна реалізація стала раннім проривом у комерціалізації технології мідних електродів. Він продемонстрував перспективний підхід Zhenhua Vacuum до розробки процесів та впровадження технологій. Завдяки розробці обладнання, успішній поставці та 14 рокам стабільної перевірки масового виробництва, проект закріпив для Zhenhua Vacuum сильну позицію лідера у застосуванні покриттів для керамічних конденсаторів, забезпечуючи водночас цінний довгостроковий досвід для подальшої розробки обладнання, оптимізації процесів та постійного вдосконалення.