Thay thế bạc bằng đồng trong điện cực tụ điện gốm: Dây chuyền lắng đọng chân không hai mặt liên tục của Zhenhua đã đạt được sản xuất hàng loạt ổn định trong 14 năm.

Nguồn bài viết: Zhenhua vacuum

Đọc: 10

Ngày xuất bản: 26-10-2006

Suy nghĩ trước: Nhu cầu của khách hàng vượt xa nhu cầu thị trường.

Năm 2008, khi cuộc khủng hoảng tài chính toàn cầu càn quét các thị trường và sự bất ổn gia tăng, một nhà sản xuất hàng đầu trong nước về tụ điện gốm cao cấp bắt đầu đánh giá những tác động tiềm tàng lâu dài từ sự biến động giá nguyên liệu thô và sự chuyển đổi quy trình sản xuất trước khi giá bạc tăng cao tạo ra áp lực chi phí trực tiếp.

Do đó, khách hàng đã tích hợp việc tối ưu hóa quy trình điện cực vào chiến lược sản xuất dài hạn của mình: giảm sự phụ thuộc vào bạc và rủi ro biến động giá bạc trong khi vẫn duy trì hiệu suất và độ tin cậy của sản phẩm; đồng thời, chuyển đổi sản xuất điện cực từ các hoạt động thủ công và bán thủ công sang sản xuất hàng loạt tự động, tiêu chuẩn hóa để cải thiện tính nhất quán của sản phẩm, sự ổn định của quy trình và khả năng cung ứng dài hạn.

Khách hàng đã liên hệ với Zhenhua Vacuum để cùng nhau tìm kiếm một hướng đi công nghệ mới: Liệu có thể sử dụng vật liệu thay thế để sản xuất điện cực tụ điện gốm, đồng thời quy trình lắng đọng mới và thiết bị sản xuất tự động có thể cho phép sản xuất số lượng lớn, ổn định lâu dài hay không?

Khám phá ban đầu: Tái tạo quy trình điện cực với đồng

Vào giai đoạn đầu của dự án, chưa có giải pháp nào được chứng minh hiệu quả. Vật liệu thay thế cần phải có khả năng dẫn điện tốt và lợi thế về chi phí, đồng thời đảm bảo độ bám dính lớp phủ tuyệt vời và độ tin cậy lâu dài. Quy trình mới cũng phải tương thích với sản xuất tự động.

Sau nhiều vòng đánh giá kỹ thuật, đồng nổi lên như một lựa chọn khả thi. Độ dẫn điện của nó gần bằng bạc và chi phí vật liệu thấp hơn đáng kể. Tuy nhiên, đồng dễ bị oxy hóa ở nhiệt độ cao, có nghĩa là quy trình dán bạc thông thường không thể được sao chép một cách đơn giản. Phương pháp lắng đọng, các thông số quy trình và thiết bị sản xuất đều phải được phát triển mới.

Vào thời điểm đó, chưa có bất kỳ ví dụ nào trong nước về sản xuất hàng loạt điện cực đồng cho tụ điện gốm. Việc phát triển vật liệu, công nghệ quy trình và thiết bị đều phải bắt đầu từ con số không. Thay vì chờ đợi giải pháp vật liệu được hoàn thiện, Zhenhua Vacuum đã tham gia ngay từ giai đoạn đầu của dự án và hợp tác chặt chẽ với khách hàng để thiết lập lộ trình kỹ thuật. Các thử nghiệm mẫu, kiểm tra lớp phủ và phát triển quy trình sản xuất hàng loạt được thực hiện song song với việc thiết kế thiết bị, cho phép quy trình lắng đọng và dây chuyền sản xuất cùng phát triển.

Cuối cùng, cả hai bên đều lựa chọn phương pháp lắng đọng phún xạ magnetron (PVD) làm công nghệ cốt lõi. Lớp màng được lắng đọng có độ bám dính cao với chất nền và cho phép lắng đọng trực tiếp lớp điện cực đồng lên bề mặt gốm mà không cần chất kết dính hữu cơ như trong phương pháp mạ bạc. Điều này loại bỏ nhu cầu sử dụng dung môi và quá trình bay hơi liên quan, đồng thời loại bỏ bước nung ở nhiệt độ cao, dẫn đến quy trình khô sạch hơn và thân thiện với môi trường hơn so với quy trình ướt truyền thống.

Để nâng cao hiệu quả lắng đọng và năng suất sản xuất, Zhenhua đã phát triển dây chuyền sản xuất lắng đọng chân không liên tục hai mặt. Khi các linh kiện gốm được đưa vào hệ thống chân không, cả hai mặt có thể được phủ mà không cần lật thủ công, trong khi việc truyền vật liệu liên tục kết nối các giai đoạn xử lý riêng lẻ. Giải pháp xử lý khô này thay thế nhiều bước xử lý ướt phức tạp của “in keo bạc → sấy khô → thiêu kết”, đơn giản hóa toàn bộ chuỗi quy trình đồng thời cải thiện tính nhất quán giữa các lô sản phẩm và hiệu quả sản xuất.

b4dc40da68c77252d509da93294decb4_content_id=file_000000006d8081f78565c3087f81abf1&ts=497115&p=fs&cid=1&sig=49fcbe839135aec802601fcf5478d6eb95f80fca2cba8f5c8b2079bbe47e25ce&v=0

Năm 2012, thiết bị đã được bàn giao thành công. Từ các cuộc thảo luận kỹ thuật ban đầu và phát triển quy trình đến việc vận hành thử và đưa vào sử dụng dây chuyền sản xuất, dự án kéo dài khoảng hai năm.

Kiểm chứng dài hạn: 14 năm sản xuất hàng loạt liên tục

Tính đến tháng 9 năm 2026, dây chuyền lắng đọng chân không liên tục hai mặt được giao vào năm 2012 vẫn đang hoạt động tại cơ sở của khách hàng và hỗ trợ sản xuất hàng loạt ổn định. Đáp ứng các yêu cầu về độ đồng nhất lớp phủ, tự động hóa quy trình và sản xuất số lượng lớn, giải pháp “đồng thay thế bạc” giúp giảm đáng kể sự phụ thuộc vào kim loại quý bạc và giảm chi phí vật liệu điện cực, đồng thời phù hợp với các yêu cầu về sản xuất sạch hơn và có trách nhiệm hơn với môi trường. Sau 14 năm hoạt động liên tục, thiết bị đã chứng minh tính hiệu quả lâu dài của quy trình và giải pháp thiết bị về hiệu quả chi phí, chất lượng lớp phủ, độ tin cậy sản xuất và tính ổn định sản xuất hàng loạt.

Vào thời điểm đó, ngành công nghiệp trong nước vẫn đang trong giai đoạn đầu tìm hiểu và áp dụng phương pháp điện cực đồng, với hầu hết các nhà sản xuất vẫn tiếp tục dựa vào quy trình xử lý bằng bột bạc. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, áp lực chi phí ngày càng tăng từ bột bạc đã thúc đẩy quá trình chuyển đổi của ngành công nghiệp sang "đồng thay thế bạc", khiến thiết bị lắng đọng chân không trở thành giải pháp ngày càng được ưa chuộng trong sản xuất điện cực tụ điện gốm. Hướng đi kỹ thuật tương tự đã phát triển từ một nghiên cứu tiên phong ban đầu thành trọng tâm chính của ngành công nghiệp ngày nay—với 14 năm kiểm chứng sản xuất trong suốt quá trình đó.

Đối với khách hàng, lợi ích mang lại là lâu dài. Ngoài việc trực tiếp giảm chi phí nguyên vật liệu, hệ thống sản xuất đã loại bỏ được sự nhạy cảm với biến động giá bạc sớm hơn phần lớn ngành công nghiệp tới 14 năm. Khách hàng cũng có được lợi thế sớm trong việc tuân thủ các quy định về môi trường và tự động hóa sản xuất. Trong khi nhiều nhà sản xuất chỉ mới bắt đầu đối mặt với áp lực ngày càng tăng từ giá bạc và sự chuyển đổi quy trình trong những năm gần đây, khách hàng này đã duy trì được sản xuất ổn định với công nghệ này trong suốt 14 năm.

Dự án này là một trong những ứng dụng ban đầu của Zhenhua Vacuum trong việc sử dụng công nghệ lắng đọng phún xạ liên tục hai mặt để sản xuất tụ điện gốm dạng chip. Xét đến môi trường công nghiệp trong nước năm 2012, việc triển khai kỹ thuật thành công dự án này đã đánh dấu một bước đột phá sớm trong việc thương mại hóa công nghệ điện cực đồng. Điều này thể hiện cách tiếp cận tiên tiến của Zhenhua Vacuum trong phát triển quy trình và triển khai công nghệ. Thông qua việc phát triển thiết bị, giao hàng thành công và 14 năm kiểm chứng sản xuất hàng loạt ổn định, dự án đã thiết lập vị thế tiên phong vững chắc cho Zhenhua Vacuum trong các ứng dụng phủ lớp cho tụ điện gốm, đồng thời cung cấp kinh nghiệm lâu dài quý giá cho việc phát triển thiết bị, tối ưu hóa quy trình và cải tiến liên tục trong tương lai.