Керамічні конденсатори – це електронні компоненти, які використовують керамічні матеріали як діелектрик та металеві електроди для накопичення електричного заряду. Вони широко використовуються в побутовій електроніці, зв'язку, автомобільній електроніці та промисловому управлінні, де виконують важливі функції, такі як розв'язка, фільтрація, зв'язок, резонанс та накопичення енергії.
Для забезпечення накопичення заряду та встановлення електричних з'єднань із зовнішніми ланцюгами електроди є невід'ємною частиною структури конденсатора. Металеві електроди розподілені по обидва боки керамічного діелектрика або по черзі вбудовані в шари діелектрика в багатошарові структури, разом утворюючи основну архітектуру конденсатора. Коли прикладається напруга, електричні заряди накопичуються на двох електродах і з'єднуються із зовнішнім ланцюгом через структуру електродів.
1. Чому вартість звичайних срібно-пастових електродів для керамічних конденсаторів продовжує зростати?
Традиційний процес виготовлення електродів для керамічних конденсаторів зазвичай використовує процес друку та випалювання срібною пастою. Процес зазвичай складається з підготовки керамічної підкладки, друку срібною пастою, сушіння, високотемпературного випалювання, перевірки електродів та подальшої обробки. Ця технологія широко використовується протягом багатьох років, з розвиненими рецептурами срібної пасти, технологіями трафаретного друку, процесами друку та системами випалювання. Її виробниче обладнання та допоміжна інфраструктура добре налагоджені, з відносно низьким бар'єром для впровадження на виробничій лінії та хорошою адаптивністю до продуктів з різними специфікаціями.
Водночас, срібна паста використовує срібний порошок як основний провідний компонент та формує електрод за допомогою процесу утворення відносно товстої плівки. В результаті шар срібла є порівняно товстим, що призводить до відносно високої витрати срібла на одиницю виробу.
Коли ціни на срібло були відносно низькими, вплив на витрати, пов'язаний з високим споживанням срібла, був менш значним. Однак, оскільки ціни на срібло продовжували зростати протягом тривалого часу, ця структура витрат ставала дедалі помітнішою. Виходячи з середньорічних цін на срібло, перерахованих у юані, ціна на срібло у 2005 році становила приблизно 1,9 юаня/г порівняно з приблизно 9,2 юаня/г у 2025 році, що становить збільшення приблизно в 4,8 раза за 20 років.
Для виробників керамічних конденсаторів великого обсягу виробництва вплив зростання цін на срібло стає дедалі значнішим зі зростанням обсягів виробництва. Відносно високе споживання срібла на одиницю, помножене на річні обсяги виробництва в мільйони, десятки мільйонів або навіть більше компонентів, може призвести до значних загальних витрат на матеріали. Коли ціни на срібло залишаються на підвищеному рівні, традиційний та добре налагоджений процес виробництва електродів зі срібної пасти стикається зі значним тиском з боку цін на дорогоцінні метали.
На цьому тлі зменшення споживання срібла та зменшення залежності від дорогоцінних металів та коливань їхніх цін стали важливими міркуваннями для виробників керамічних конденсаторів.
2. Підхід Zhenhua Vacuum до зниження витрат: від «міді, що замінює срібло» до безперервного масового виробництва
У відповідь на високе споживання дорогоцінних металів, багатоетапний технологічний процес та вплив коливань цін на срібло, пов'язаних зі звичайними срібними пастоподібними електродами, компанія Zhenhua Vacuum досліджує технологію магнетронного напилення «заміна міді сріблом» для керамічних конденсаторних електродів та прагне скоротити витрати як за рахунок оптимізації процесу, так і заміщення матеріалів.
Замість того, щоб покладатися на традиційне виготовлення електродів зі срібної пасти, компанія Zhenhua Vacuum застосовує технологію магнетронного напилення. Як процес фізичного осадження з парової фази (PVD), магнетронне напилення осаджує металевий матеріал безпосередньо на поверхню керамічної підкладки у вакуумному середовищі для формування плівки електрода.
Порівняно зі звичайним трафаретним друком на основі срібної пасти, цей процес виключає кілька традиційних етапів, включаючи підготовку срібної пасти, друк, сушіння та високотемпературний випал, тим самим скорочуючи загальний технологічний ланцюг та зменшуючи проміжні обробки та ручні операції. Оскільки срібна паста та пов'язані з нею органічні зв'язувальні речовини та носії не потрібні, цей процес також може зменшити органічні викиди та технологічні відходи, пов'язані з виготовленням електродів на основі пасти, що забезпечує більший потенціал для чистішого та автоматизованішого виробництва.
З точки зору матеріалів, мідь використовується як основний провідний матеріал для заміни срібла. Мідь має чудову електропровідність, тоді як вартість її матеріалу значно нижча, ніж у срібла. Це дозволяє суттєво зменшити споживання дорогоцінних металів на рівні матеріалу. Для великосерійного виробництва така заміна матеріалу може знизити витрати на матеріали для електродів, одночасно зменшуючи вплив коливань цін на срібло на загальні виробничі витрати.
Однак, заміна срібла міддю – це не просто питання зміни одного матеріалу електрода на інший. Мідь схильна до окислення за підвищених температур, а звичайні процеси друку та випалювання мідною пастою вимагають суворого контролю рецептури пасти, атмосфери випалювання та технологічного вікна. Магнетронне розпилення, навпаки, дозволяє наносити мідні плівки безпосередньо у вакуумному середовищі. Завдяки розробці адгезійних шарів, провідних шарів та інших функціональних стеків плівок, цей процес може покращити адгезію, щільність та електричні характеристики плівок, забезпечуючи альтернативний технологічний шлях для промислового впровадження «заміни срібла міддю».
2.1 Від розробки процесу до масового виробництва: двостороння виробнича лінія безперервного магнетронного напилення компанії Zhenhua Vacuum
Магнетронне розпилення може забезпечити технічний шлях для «заміни срібла міддю», але для виробництва керамічних конденсаторів у великих обсягах виробництва лише покритих зразків недостатньо. Ключовим завданням є досягнення довгострокового, стабільного та безперервного масового виробництва.
Щоб задовольнити цю вимогу, компанія Zhenhua Vacuum розробила двосторонню виробничу лінію безперервного магнетронного напилення для керамічних конденсаторних електродів, поєднуючи технологію вакуумного покриття з автоматизованим виробництвом. Після потрапляння на виробничу лінію вироби безперервно переміщуються між різними технологічними камерами, тоді як плівки електродів осаджуються з обох боків в одній виробничій системі. Це зменшує потребу в ручному перевертанні, багаторазовому завантаженні та розвантаженні, а також проміжній обробці між процесами.
Обладнання використовує конфігурацію безперервної виробничої лінії, що дозволяє наносити різні шари плівки, включаючи адгезійні або перехідні шари та провідні шари, в межах однієї інтегрованої системи. Завдяки автоматизованій передачі матеріалу, точному контролю параметрів процесу та управлінню виробничими процесами система покращує однорідність товщини плівки та стабільність процесу під час великосерійного виробництва.
Цей технологічний маршрут також пройшов тривалу перевірку в масовому виробництві. У 2012 році компанія Zhenhua Vacuum поставила клієнту двосторонню безперервну виробничу лінію магнетронного напилення для керамічних конденсаторних електродів. Станом на 2026 рік виробнича лінія стабільно працює в масовому виробництві протягом 14 років, забезпечуючи довгострокову перевірку надійності обладнання, двостороннього покриття та можливості масового виробництва процесу «заміщення срібла міддю» на основі магнетронного напилення.
Перехід від традиційних електродів зі срібної пасти до технології магнетронного напилення «мідь, що замінює срібло» – це не просто заміна матеріалу. Це являє собою скоординовану оптимізацію матеріалів, процесів напилення та методів виробництва. Завдяки технології магнетронного напилення та двосторонній безперервній виробничій лінії, компанія Zhenhua Vacuum вивела концепцію «мідь, що замінює срібло» за межі технічного рішення та перетворила її на стабільне, безперервне масове виробництво.
Для виробництва керамічних конденсаторів у великих обсягах економічна цінність «заміщення срібла міддю» може бути повністю реалізована лише за умови зниження витрат на матеріали, оптимізації виробничого процесу та одночасного досягнення довгострокової стабільності виробництва.
-Цю статтю опублікуваввиробник обладнання для вакуумного покриття Вакуум Чженьхуа
Час публікації: 23 вересня 2026 р.