【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多层陶瓷电容器的，尤其涉及一种mlcc电容铜端电极的制备方法。
技术介绍
1、多层陶瓷电容器(multilayer ceramic capacitor,mlcc)是目前重要的电子元器件之一，其性能将直接影响电子产品的整体功能。随着多层陶瓷电容器向微型化、高容量化方向发展，介质层厚度降低，层数增多，内外电极连接的可靠性已成为mlcc电容容值稳定性的重要一环。mlcc目前普遍采用镍做内电极，铜做端电极，铜端电极由铜电极浆料经高温烧结制备而成。铜烧端过程一般在800℃以上，由于mlcc内部的陶瓷介质和镍电极热膨胀系数不同，在这一高温处理热冲击作用下，内电极与陶瓷介质界面处就很容易产生热应力，造成大量的热应力失效。另外，铜烧端浆料由铜粉、玻璃粉和有机载体混合组成，烧结后容易产生孔洞、结合力不良等缺陷，从而导致mlcc性能异常。因此，开发新型的低温、高致密性、高结合力的端电极制备技术，是提高mlcc电容质量与可靠性的重要举措。
2、针对mlcc烧端面临的问题，专利cn115692017a提出了电化学沉积的方法制备铝端电极，该方法的铝电极层优先在内电极上生长，随时间延长逐渐扩展连接，将整个介电陶瓷层和内电极覆盖。该方法主要存在两个不足：一是由于介电陶瓷层上不能同时生长金属涂层，造成端电极层存在断续或孔洞等缺陷；二是电化学沉积采用电解液，属于湿法镀膜，端电极与陶瓷层之间会存在电解液残留，经过一段时间会造成端电极涂层结合力显著下降。
3、专利cn115786847a公开了一种直流复合双极性脉冲进行细长管筒内
4、专利cn105355430a和cn113096961a都提到了采用溅射技术来进行端电极的制备。磁控溅射是目前常用的镀膜技术之一，可制备金属、合金已经各种陶瓷材料涂层；沉积速度快、镀膜温升低、对基材的损伤小；所获得的薄膜与基片结合较好，薄膜纯度高，能够精确控制镀层的厚度，同时可通过改变参数条件控制组成薄膜的颗粒大小，致密性好；溅射镀膜工艺可重复性好，可以在大面积基片上获得厚度均匀的薄膜，是最有希望替代铜烧端的技术之一。但从目前科研和工程研究来看，常规磁控溅射制备端电极的mlcc电容容值合格率远低于铜烧端电容。其核心的难点在于，对于mlcc镍内电极这种微米级宽度，有部分电极凹陷在介电陶瓷层质内部，且电极表面会形成薄薄的氧化层。烧端可以通过高温扩散突破这些屏障，使得铜端电极与镍内电极形成良好的连接；而常规磁控溅射是原子或中性粒子镀膜，粒子携带的动能仅有几个ev，又因为mlcc电容主体为不导电的陶瓷材料，难以通过在工件上施加电场来加速铜粒子，如此低的能量无法对凹陷处和氧化层进行轰击，因此不能使铜粒子突破上述屏障形成内外电极良好的接触，造成容值和端电极结合性能大幅下降。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处而提供了一种mlcc电容铜端电极的制备方法。本专利技术采用新型低温高离化镀膜技术，解决mlcc电容制备过程中铜烧端带来的端电极致密性差、结合力低以及热应力失效的问题，同时也克服了传统真空镀膜无法使端电极与内电极良好接触而导致的容值大幅下降的难题。
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
3、本专利技术提供了一种mlcc电容铜端电极的制备方法，包括以下步骤：
4、(1)将mlcc电容超声清洗、漂洗、烘干；
5、(2)将清洗后的mlcc电容置于真空室工件架；
6、(3)关闭真空室，抽真空，去除真空室内残留的污染气体；
7、(4)通入惰性气体，然后开启阳极层离子源，离子清洗工件；
8、(5)关闭阳极层离子源，通入惰性气体，然后开启双极hipims电源，调整铜靶源工艺参数为：频率100～200hz，负向脉冲电压700～900v，脉宽50～75μs，正向电压300～400v，脉宽100～200μs，将工件架接地，避免电荷积累，制备界面混合层；
9、(6)保持惰性气体的气体流量和气压不变，调整铜靶双极hipims电源参数为：频率100～200hz，负向脉冲电压700～800v，脉宽100～150μs，正向电压100～150v，脉宽100～200μs，工件架接地，制备铜电极层；
10、(7)关闭双极hipims电源，关闭惰性气体，将工件冷却，开炉取件，即得到mlcc电容铜端电极。
11、本专利技术通过能量控制可使铜电极形成双层结构：前期采用短负向高压脉冲，产生较低密度的高离化铜离子，但正向加速脉冲较高，使铜离子加速到高能量，可使其注入到端面次表层，形成一层界面混合层；后期采用长负向高压脉冲，并适当降低正向加速脉冲，此时可以较高速度沉积一层高致密性、低内应力的铜膜。采用本专利技术的双极性高离化镀膜技术，全过程温度不超过200℃，不会对mlcc电容内部的各功能层造成破坏或者损伤，完全可以解决mlcc电容制备过程中铜烧端带来的致密性差、结合力低以及热应力失效的问题。
12、优选地，所述步骤(4)中离子源功率为1.5～3.0kw。
13、离子源功率决定了离子清洗工件的能量，低能量清洗，工件表面的污染吸附物清洗不干净，能量过高，会把表面轰击出缺陷，甚至将内电极击穿，导致容值出现异常。因此，本专利技术控制离子源功率在上述范围内，能够更好地去除工件表面的污染物，使得mlcc电容铜端电极的制备不容易受到影响。
14、优选地，所述步骤(5)中铜靶源工艺参数：频率100-120hz，负向脉冲电压700-800v，脉宽50-60μs，正向电压300-350v，脉宽150-200μs。
15、更优选地，所述步骤(5)中铜靶源工艺参数：频率120hz，负向脉冲电压800v，脉宽60μs，正向电压350v，脉宽150μs。
16、本专利技术通过采用上述特定的电源脉冲参数，有利于提高铜的离化以及铜离子能量，使得镀层与电极之间更好地形成界面混合，从而实现端电极与内电极良好的连接。
17、优选地，所述步骤(6)中铜靶双极hipims电源参数：频率180-200hz，负向脉冲电压700-750v，脉宽100-120μs，正向电压100-120v，脉宽100-120μs。
18、更优选地，所述步骤(6)中铜靶双极hipims电源参数：本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种MLCC电容铜端电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的MLCC电容铜端电极的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中铜靶源工艺参数：频率100-120Hz，负向脉冲电压700-800V，脉宽50-60μs，正向电压300-350V，脉宽150-200μs。
3.如权利要求2所述的MLCC电容铜端电极的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中铜靶源工艺参数：频率120Hz，负向脉冲电压800V，脉宽60μs，正向电压350V，脉宽150μs。
4.如权利要求1所述的MLCC电容铜端电极的制备方法，其特征在于，所述步骤(6)中铜靶双极HiPIMS电源参数：频率180-200Hz，负向脉冲电压700-750V，脉宽100-120μs，正向电压100-120V，脉宽100-120μs。
5.如权利要求4所述的MLCC电容铜端电极的制备方法，其特征在于，所述步骤(6)中铜靶双极HiPIMS电源参数：频率180Hz，负向脉冲电压700V，脉宽120μs，正向电压120V，脉宽120μs。
6.如权利要
7.如权利要求1所述的MLCC电容铜端电极的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中惰性气体的流量为100～150SCCM，气压0.3～0.5Pa。
8.如权利要求1所述的MLCC电容铜端电极的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中抽真空至3×10-3Pa以下。
9.如权利要求8所述的MLCC电容铜端电极的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中先将MLCC电容加热至100-200℃后，再次抽真空至3×10-3Pa以下。
10.如权利要求1所述的MLCC电容铜端电极的制备方法，其特征在于，所述惰性气体为氩气。
...【技术特征摘要】
1.一种mlcc电容铜端电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的mlcc电容铜端电极的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中铜靶源工艺参数：频率100-120hz，负向脉冲电压700-800v，脉宽50-60μs，正向电压300-350v，脉宽150-200μs。
3.如权利要求2所述的mlcc电容铜端电极的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中铜靶源工艺参数：频率120hz，负向脉冲电压800v，脉宽60μs，正向电压350v，脉宽150μs。
4.如权利要求1所述的mlcc电容铜端电极的制备方法，其特征在于，所述步骤(6)中铜靶双极hipims电源参数：频率180-200hz，负向脉冲电压700-750v，脉宽100-120μs，正向电压100-120v，脉宽100-120μs。
5.如权利要求4所述的mlcc电容铜端电极的制备方法，其特征在于，所述步骤(...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏原，付振晓，沈琦，李保昌，李光，杨曌，沓世我，李国栋，
申请(专利权)人：广东风华高新科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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