镍复合颗粒及其制造方法技术

镍复合颗粒，它在至少部分镍颗粒表面上具有一层含镍尖晶石层，或者镍复合颗粒，它在至少部分镍颗粒表面上具有除镍以外的金属氧化物层以及在镍颗粒与金属氧化物层之间的界面上具有一层含镍尖晶石层。还公开了上述镍复合颗粒的制造方法。这种复合颗粒特别适用于制造用于陶瓷多层电子部件内部导电层中的导电糊。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于厚膜导电糊中的新型，本专利技术还进一步地涉及含有该镍复合颗粒的导电糊以及涉及具有采用这种糊形成的导电层的多层电子部件。在电子领域中，采用厚膜糊，如导电糊或电阻糊来制造电子电路和部件，如电阻、电容和IC板。这种厚膜糊是通过均匀混合导电颗粒，如金属、合金或金属氧化物颗粒，有机载体以及所需要的玻璃质粘接剂和其它的添加剂并且将它们分散到有机载体中以获得一种浆料状态而制得的。将这种厚膜糊涂覆到基体上，然后在高温下烧结，由此形成导电膜或电阻膜。通常通过将多层未经过烧结的介电或磁性材料等等的陶瓷素板与多层内部导电糊层交替地叠层并且在高温下一同烧结所获得的多层叠层而制得陶瓷多层电子部件，如多层电容器和多层电感以及陶瓷多层衬底。在现有技术中，人们主要采用贵金属，如钯、银-钯或铂作为内部导体，但是，为了节省资源并且消除由于在烧结步骤中的氧化作用而引起的钯或银-钯的膨胀而造成的剥离或破裂等问题，贱金属材料，如镍已经引起了更大的注意。目前有一种趋势，即叠合在一起的层的数量在这些多层部件和多层基体中增加的更多。举例说来，目前人们已经制造出了由几百层组成的多层电容器。因此，人们需要降低每层陶瓷层的厚度以及进一步降低内部导电层的厚度。例如当陶瓷层的厚度为3微米左右时，内部导电膜的厚度必需是1微米或更小，优选地为0.5微米左右。否则，所获得的多层叠层的中央部分将变厚并且会引起结构缺陷以及可靠性降低。但是，当在内部导电糊中采用常规镍颗粒时，所获得的内部导电体由于烧结时镍颗粒的过烧而变成不连续的膜，这样就会导致诸如电阻值上升、内部断裂以及导电体厚度增加这样的问题。因此，在降低内部导体厚度方面存在限制。也就是说，当将镍颗粒在非氧化气氛，如惰性气氛或还原气氛中烧结以防止氧化时，烧结较早地开始，甚至具有相当低的活性的单晶颗粒在400℃或更低的低温下开始烧结和收缩。陶瓷层开始烧结的温度(在钛酸钡情况下，约1200℃)通常大大高于上述温度。由于钛酸钡即使在与镍膜一起烧结时也不会与镍膜一起收缩，因此镍膜在水平方向上被拉伸。因此，可以认为由于在相当低的温度下的烧结而在镍膜中产生的小孔隙容易随着在高温下烧结的进行而长大成大孔并且该膜容易在厚度方向上生长。因此，为了降低镍内部导电层的厚度，可以认为必须使镍颗粒更细并且更容易分散，从而尽可以能地防止在烧结时产生孔隙，并且还要使导电层的烧结和收缩性能与陶瓷层的相一致。当形成厚膜时，如上所说，导电层与陶瓷层烧结和收缩性能的不一致会导致结构缺陷，如剥离和破裂等等，从而降低了产量和可靠性，这是一个问题。至今，人们已经进行了多种研究来延迟导体的烧结，直到陶瓷层的烧结开始温度。举例来说，加入与用于陶瓷层中的那些颗粒具有相同组成的各种金属氧化物或陶瓷颗粒可以将导电膜的表观收缩开始温度推迟到800℃。但是，由于金属颗粒本身的烧结性能没有受到限制，当在1300℃左右较高的温度下进行烧结时，导电膜的连续性和导电性变次。此外，由于这些添加剂必须大量加入以达到效果，这样就会导致电阻值增加的问题。US5126915公开了一种通过用金属氧化物，如氧化钛、氧化铝或氧化铬湿法涂覆每一个金属颗粒而抑制烧结的方法。虽然这种方法具有增加其烧结开始温度的作用，但它会在开始烧结以后突然地引起烧结和收缩。因此这种方法不能消除在高温下导电层与陶瓷层烧结和收缩性能之间的不一致。这可能是由于这些氧化物层快速分解或者在高温，如1200℃或更高的温度下、在非氧化气氛中与镍颗粒快速分离而造成的。本专利技术的专利技术人已经研究出了一种控制烧结的方法，它是通过在金属颗粒的表面上形成玻璃薄膜，还研究出了防止镍颗粒过烧的方法，它是通过在镍颗粒表面上形成特殊的复合氧化物层。基于这些研究，他们进行了进一步的研究并且获得了本专利技术。本专利技术的一个目的在于获得具有高导电性的导电膜，它是通过有效地抑制镍颗粒的烧结来实现的，甚至在该膜较薄时。本专利技术的另一个目的在于提供一种用于防止导电膜中断和结构缺陷的方法，它是通过延迟镍颗粒的烧结开始，从而使镍颗粒的烧结和收缩性能尽可能地接近陶瓷层的并且当采用该镍颗粒来制备与未烧结的陶瓷层一起烧结的导电糊使降低导电膜的厚度，从而获得多层电子部件及其类似物。本专利技术的另一个目的在于提供一种简单的和优异的制备这种镍颗粒的方法。本专利技术的专利技术人基于上述研究已经进行了进一步的研究，他们发现上述目的可以通过在镍颗粒表面上形成一层含镍尖晶石层而实现并且完成了本专利技术。更进一步地说，本专利技术涉及镍复合颗粒，它在至少部分镍颗粒表面上具有一层含镍尖晶石层，或者涉及在至少部分镍颗粒表面上具有除镍以外的金属氧化物层以及在镍颗粒与金属氧化物层之间的界面上具有一层含镍尖晶石层的镍的复合颗粒。本专利技术还涉及制造上述复合镍颗粒的方法，它包括下列步骤由含有(a)至少一种可以热分解的镍化合物和(b)至少一种能够与镍形成尖晶石的可以热分解的金属化合物的溶液形成细液滴；以及将该液滴在超过化合物(a)的分解温度和化合物(b)的分解温度的温度下加热并且同时在镍颗粒表面附近沉积一层含镍尖晶石层或者形成镍颗粒并且同时在该镍颗粒的表面附近沉积金属氧化物层和含镍尖晶石层。本专利技术还涉及含有上述镍复合颗粒的导电糊以及涉及采用该导电糊形成的具有导电层的陶瓷多层电子部件。在本专利技术中，含镍尖晶石(文中称为“镍尖晶石”)是指包括镍作为组成元素并且具有尖晶石结构或类尖晶石结构的复合金属氧化物。构成镍尖晶石的除镍以外的金属氧化物的例子包括氧化铝、氧化铬、氧化锰、碱土金属，如镁、钙、锶、钡或其类似物的氧化物。这些氧化物，如氧化铝、氧化铬、氧化锰等与氧化镍在高温下形成具有稳定的尖晶石结构的复合金属氧化物，即NiAl2O4，NiCr2O4，NiMn2O4或其类似物。另一方面，可以认为这些碱土金属氧化物以部分取代尖晶石结构中的镍的方式存在并且与其它成分形成具有尖晶石结构或类尖晶石结构的复合金属氧化物。举例来说，当在制备钛酸钡电容器的过程中、在还原气氛中、在高温下烧结镍尖晶石，如NiAl2O4时，尖晶石可以与钛酸钡起反应并且分解，由此使所形成的电容器的性能下降。在这种情况下，加入碱土金属氧化物可以有效地稳定尖晶石结构。镍尖晶石层可以存在于镍颗粒表面附近，其方式可以有效地防止镍的烧结，举例来说，它可以覆盖镍颗粒的表面或者以高浓度分散在镍颗粒表面上和/或镍颗粒表面附近。当除镍以外的金属氧化物层存在于镍颗粒上时，这种尖晶石层必须存在于镍层和除镍以外的金属氧化物层的界面上。该金属氧化物层优选地包括除镍以外的金属氧化物或其复合氧化物。在下文中将更进一步地描述含有除镍以外的金属氧化物层(称为“金属氧化物层”)和镍尖晶石层(下文中称为“尖晶石层”)的复合颗粒。该描述还适用于仅仅具有尖晶石层的复合颗粒。由于该尖晶石层从本专利技术的镍复合颗粒开始时就存在于金属氧化物层和镍颗粒层的界面上，因此金属氧化物层与镍颗粒之间粘结得到改进并且即使将该镍复合颗粒在非氧化气氛中烧结也不会发生突然的相分离。由于金属氧化物和尖晶石逐渐分离或分解，因此一直到高温，它们可以作为固体相而稳定地存在于镍颗粒表面上，这样不仅可以使镍颗粒的烧结起始温度升高，而且即使在烧结开始以后，仍然可以将烧结控制在相当高的温度范围以下。因此，烧结以中等速度进行到其终点。因此本文档来自技高网...

【技术保护点】
镍复合颗粒，它在至少部分镍颗粒表面上具有一层含镍尖晶石层。

【技术特征摘要】
JP 1999-8-19 232104/1999;JP 1998-10-6 297573/19981.镍复合颗粒，它在至少部分镍颗粒表面上具有一层含镍尖晶石层。2.镍复合颗粒，它在至少部分镍颗粒表面上具有除镍以外的金属氧化物层以及在镍颗粒与金属氧化物层之间的界面上具有一层含镍尖晶石层。3.根据权利要求1的镍复合颗粒，其中含镍尖晶石包括作为组成成分的氧化镍和至少一种选自氧化铝、氧化铬和氧化锰的氧化物。4.根据权利要求2的镍复合颗粒，其中含镍尖晶石包括作为组成成分的氧化镍和至少一种选自氧化铝、氧化铬和氧化锰的氧化物。5.根据权利要求3的镍复合颗粒，其中含镍尖晶石还含有至少一种碱土金属氧化物。6.根据权利要求4的镍复合颗粒，其中该含镍尖晶石还含有至少一种碱土金属氧化物。7.根据权利要求2的镍复合颗粒，其中该金属氧化物层至少包括一种选自氧化铝、氧化铬、氧化锰和碱土金属氧化物及其复合氧化物的成分。8.用于制造权利要求1所说的镍复合颗粒的方法，它包括下列步骤由含有(a)至少一种可以热分解的镍化合物和(b)至少一种能够与镍形成尖晶石的可以热分解的金属化合物的溶液形成细液滴；以及将该液滴在超过化合物(a)的分解温度和化合物(b)的分解温度的温...

【专利技术属性】
技术研发人员：秋本裕二，永岛和郎，吉田宏志，马祎祎，
申请(专利权)人：昭荣化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]