一种瓷介可变电容器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了本发明专利技术提供了一种瓷介可变电容器及其制备方法，包括具有固定电极介质陶瓷体和可变电极的导电橡胶；介质陶瓷体为圆柱形结构，其可变电极的导电橡胶为半圆球状圆柱形结构直径与陶瓷体固定电极相当。本发明专利技术应用于触摸屏书写用主动式电容笔，电容笔在书写过程中本发明专利技术瓷介可变电容器的电容量随书写力度变化而变化，达到实际笔的书写效果。达到实际笔的书写效果。达到实际笔的书写效果。

【技术实现步骤摘要】
一种瓷介可变电容器及其制备方法


[0001]本专利技术属于电子陶瓷
，具体涉及一种瓷介可变电容器及其制备方法。

技术介绍

[0002]现代社会在手机、平板电脑、学习机、人机界面的拥有量和使用量大幅增长的趋势下，越来越多的软件和人机界面终端设备需要更高精度的触摸，例如书法软件、绘画软件、电子签名等，因此触摸屏手写笔得到更广泛应用，那么对于手写笔的性能的要求也越来越高。触摸屏手写笔分为三种技术路线，电感笔、被动式电容笔和主动式电容笔(有源电容笔)，电感笔需要在触摸屏上加一层电感传感器，触摸屏厚度和成本都会增加，外观设计更加难看。电容触摸屏包含发射极和接收极，通过检测发射极和接收极之间的耦合电容来感应触碰。被动式电容笔就是模仿手指的触摸效应，笔尖是导电材料，如各种金属、导电橡胶、铅笔芯、导电棉等能使耦合电容发生变化的材料均可作为笔尖材料，但是笔尖较粗，仅仅适合于点触触摸屏开关打开与闭合，手写签名或手写输入字体类似于僵硬的树枝柴火棍，体验效果欠佳。主动式电容式手写笔是在现有的电容式触摸屏系统的硬件基础上实现的高精度、低成本、优异用户体验的手写笔方案，不同于普通的被动式电容笔，主动式电容笔相当于信号发射源，是需要电源的，笔尖也较细，触摸屏的传感器来接收电容笔发出的信号并测算出X、Y、Z坐标，这样可以实现类似于实际笔尖粗细的效果。另外在电容笔中加入压力传感器以及随手写轻重压力变化的可变电容器，可以使笔能够感测用户书写力度的变化，从而可以更具书写力度的变化来改变笔迹得的粗细，达到优异的用户体验效果，例如在练习书法时笔锋的效果，绘画线条更加细致细腻增加层次感，电子签名更加接近于真实的手写签名效果。
[0003]众所周知，电容器就是储存电荷的容器，它是由中间介质层和两个电极组成。电容量的的大小需满足以下表达式：C＝ε
·
S/D，式中C表示电容量，ε表示中间介质层的介电常数，S表示两电极正对的有效面积，D表示介质层的厚度。从公式可以看出如果要改变电容量C的大小，需增加介质的介电常数，但是材料一旦确定介电常数为一定值不可改变，那么只有改变电极面积和介质层厚度来改变电容量，实践中实现介质层厚度的连续可调难度较大，尤其是陶瓷材料介质。
[0004]利用陶瓷作为介质制备的电容器绝大部分是固定电容器，国家标准GB/T2693
‑
2001《电子设备用固定电容器》、GB/T5966
‑
2011《电子设备用固定电容器第8部分分规范I类瓷介固定电容器》、GB/T5968
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2011《电子设备用固定电容器第9部分分规范II类瓷介固定电容器》中所涉及的瓷介(陶瓷介质)电容器都具有固定的电极面积、固定的介质厚度，那么电容量也就是个固定值了。
[0005]利用陶瓷介质做成的可变电容器见国家标准GB/T12775
‑
91《电子设备用圆片型瓷介预调可变电容器》，这个国家标准中规范的可变电容器是用陶瓷作为介质，它由动片、静片、转轴等组成，动片和静片分别涂覆有电极，它是靠旋转动片改变动片与静片之间的电极正对的有效面积来达到调整电容量的目的。
[0006]综上所述，主动式电容笔要求电容量随书写力度而变化，前面的陶瓷介质固定电容器不适用，后者预调可变电容器是通过旋转的方式来调整电容量，压力转换成旋转力在笔管的小空间内很难实现，再者预调可变电容器是用于电路的微量调试调整，并非不间断连续使用，这一点也不适合于电容笔。

技术实现思路

[0007]为了克服上述
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提供一种瓷介可变电容器及其制备方法。
[0008]本专利技术采用的技术方案：
[0009]一种瓷介可变电容器的制备方法，包括以下步骤：
[0010]步骤1：成型
[0011]在压机上安装模具，装填瓷粉，压制得到生坯；
[0012]步骤2：装钵
[0013]将生坯装在氧化锆垫板上一起装入承烧钵；
[0014]步骤3：烧成
[0015]将装有生坯的承烧钵放入窑炉中烧成；
[0016]步骤4：研磨
[0017]将烧成好的陶瓷体在陶瓷研磨抛光机上进行研磨，加工到所需厚度；
[0018]步骤5：抛光
[0019]将研磨后的陶瓷体在陶瓷研磨抛光机继续抛光，达到较高的光洁度；
[0020]步骤6：清洗
[0021]对陶瓷体进行清洗，去除表面的加工污渍和粉末，并进行烘干处理；
[0022]步骤7：被电极
[0023]通过丝网印刷的方式将银浆印刷在陶瓷体的表面，经过烧银得到固定电极，至此，成瓷介可变电容器。
[0024]优选的，在步骤1中，瓷粉用介电常数3650的Y5P造粒粉，成型生坯厚度控制在1.2
±
0.02mm，8片重量控制在0.35
±
0.01g内，不平度小于0.01mm，压制无分层、掉边和开裂，获得φ3.5*1.2mm重量0.045g的生坯。
[0025]优选的，在步骤3中，将装好产品的承烧钵放入窑炉中烧成，推进速度为35分钟/板，高温区设定温度为1350℃，高温区保温3小时，出炉后可以得到φ3.0*1.03mm重量0.04g的陶瓷体。
[0026]优选的，在步骤4中，将烧成好的陶瓷体固定于陶瓷研磨抛光机上进行厚度研磨，研磨砂细度800目，研磨后的陶瓷体厚度控制在0.9
±
0.01mm以内，表面粗糙度Ra值在0.2
‑
0.4之间。
[0027]优选的，所述陶瓷研磨抛光机包括工作台，所述工作台上设置有相互对称的左夹持器和右夹持器，所述陶瓷体被夹持在左夹持器和右夹持器之间，所述工作台上还设置有支撑臂，所述支撑臂位于左夹持器和右夹持器之间的中心轴线上，所述支撑臂上方铰接有调节臂，所述调节臂的端部设置有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出轴沿垂直方向贯穿调节臂且与伸缩杆上端连接，所述伸缩杆下端可连接研磨盘/抛光盘。
[0028]优选的，所述左夹持器和右夹持器结构相同，均包括安装盒，所述安装盒内设置有安装腔，所述安装腔内设置有夹紧杆，所述夹紧杆的一端贯穿安装腔的侧壁且与夹持块连接，两个相互对称的夹持块位于陶瓷体的两端对陶瓷体进行固定，所述夹紧杆的另一端依次通过联轴器和减速器与第二驱动电机连接，所述夹持杆上还设置有主动轮，所述陶瓷体下方还设置有支撑块，所述支撑块通过U型杆与安装盒内设置的调节组件连接，通过第二驱动电机带动主动轮驱动调节组件对支撑块实现调节。
[0029]优选的，所述调节组件包括第一从动轮和第二从动轮，所述第一从动轮和第二从动轮对称分布于主动轮的前后两侧且均与主动轮啮合，所述第一从动轮和第二从动轮的下方分别设置有第一传动轮和第二传动轮，所述第一传动轮和第二传动轮分别与第一从动轮和第二从动轮啮合，所述第一传动轮和第二传动轮分别设置在第一支杆和第二支杆上，所述第一支杆和第二支杆的两端分别与安装腔的左右内侧壁连接，所述第一支杆和第二支杆上还分别设置有第三传动轮和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种瓷介可变电容器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：成型在压机上安装模具，装填瓷粉，压制得到生坯；步骤2：装钵将生坯装在氧化锆垫板上一起装入承烧钵；步骤3：烧成将装有生坯的承烧钵放入窑炉中烧成；步骤4：研磨将烧成好的陶瓷体在陶瓷研磨抛光机上进行研磨，加工到所需厚度；步骤5：抛光将研磨后的陶瓷体在陶瓷研磨抛光机继续抛光，达到较高的光洁度；步骤6：清洗对陶瓷体进行清洗，去除表面的加工污渍和粉末，并进行烘干处理；步骤7：被电极通过丝网印刷的方式将银浆印刷在陶瓷体的表面，经过烧银得到固定电极，至此，成瓷介可变电容器。2.根据权利要求1所述的一种瓷介可变电容器的制备方法，其特征在于，在步骤1中，瓷粉用介电常数3650的Y5P造粒粉，成型生坯厚度控制在1.2
±
0.02mm，8片重量控制在0.35
±
0.01g内，不平度小于0.01mm，压制无分层、掉边和开裂，获得φ3.5*1.2mm重量0.045g的生坯。3.根据权利要求1所述的一种瓷介可变电容器的制备方法，其特征在于，在步骤3中，将装好产品的承烧钵放入窑炉中烧成，推进速度为35分钟/板，高温区设定温度为1350℃，高温区保温3小时，出炉后可以得到φ3.0*1.03mm重量0.04g的陶瓷体。4.根据权利要求1所述的一种瓷介可变电容器的制备方法，其特征在于，在步骤4中，将烧成好的陶瓷体固定于陶瓷研磨抛光机上进行厚度研磨，研磨砂细度800目，研磨后的陶瓷体厚度控制在0.9
±
0.01mm以内，表面粗糙度Ra值在0.2
‑
0.4之间。5.根据权利要求4所述的一种瓷介可变电容器的制备方法，其特征在于，所述陶瓷研磨抛光机包括工作台，所述工作台上设置有相互对称的左夹持器和右夹持器，所述陶瓷体被夹持在左夹持器和右夹持器之间，所述工作台上还设置有支撑臂，所述支撑臂位于左夹持器和右夹持器之间的中心轴线上，所述支撑臂上方铰接有调节臂，所述调节臂的端部设置有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出轴沿垂直方向贯穿调节臂且与伸缩杆上端连接，所述伸缩杆下端可连接研磨盘/抛光盘。6.根据权利要求5所述的一种瓷介可变电容器的制备方法，其特征在于，所述左夹持器和右夹持器结构相同，均包括安装盒，所述安装盒内设置有安装腔，所述安装腔内设置有夹紧杆，所述夹紧杆的一端贯穿安装腔的侧壁且与夹持块连接，两个相互对称的夹持块位于陶瓷体的两端对陶瓷体进行固定，所述夹紧杆的另一端依次通过联轴器和减速器与第二驱动电机连接，所述夹持杆上还设置有主动轮，所述陶瓷体下方还设置有支撑块，所述支撑块通...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋小明，韩建宏，梁红卫，邹会青，徐鹏，邱红松，雷武航，张新刚，赵向楠，
申请(专利权)人：陕西华星电子开发有限公司，
类型：发明
国别省市：