新型多层电容器混合制造技术：介电框架增材与导电浆料沉积的集成创新

本文介绍了一种基于立体光刻（SLA）3D打印技术的介电-金属集成制造方法，突破了传统多层陶瓷电容器（MLCC）在复杂三维结构和高频应用中的局限。通过结合BaTiO3介电框架与导电浆料灌注工艺，该技术将制造步骤减少40%，并实现低损耗（Df=0.127@10kHz）和高频谐振（4944Ω@45.1MHz）性能，为5G、物联网（IoT）及可穿戴生物传感器提供了快速原型解决方案。

　　

Highlight

本研究提出了一种基于立体光刻（SLA）的3D打印多层陶瓷电容器（3DP MLCCs）创新工艺：先通过SLA打印预设电极通道的介电框架，经脱脂烧结后注入导电浆料，二次烧结形成金属-陶瓷交替堆叠结构。

Results and discussion

烧结后的MLCCs结构性能如图3所示。图3a显示BaTiO₃粉末颗粒呈球形均匀分布（平均粒径1μm）；图3b中1300℃烧结的陶瓷截面显示晶粒融合形成致密微观结构，可见晶界网络。XRD证实烧结体为纯四方相BaTiO₃，无杂质峰。介电测试表明，电容器在低频段（0Hz-10kHz）稳定性优异，电容波动<3.4%，损耗因子（Df）低至0.127；高频区（45.1MHz）呈现显著谐振峰，阻抗峰值达4944Ω，与Ansys HFSS电磁仿真结果一致。

Conclusions

通过光固化热成型（SLA）成功制备了高性能厚膜电容器。实验证明该技术显著简化传统MLCC九步工艺，尤其避免了叠层、精密层压和切割等易缺陷步骤，为高频系统（如5G和柔性生物电子）提供了兼具设计自由度和性能可靠性的制造方案。