一种微波多层片式陶瓷电容器的贱金属镍内部电极浆料制造技术

一种微波多层片式陶瓷电容器的贱金属镍内部电极浆料，包括重量百分含量为４０－５０％的高结晶度纳米镍粉，２－１０％的氧化钇稳定氧化锆纳米粉体，４０－５８％的有机载体，有机载体由２－６％的纤维素类树脂和３８－５２％的二氢松油醇组成。针对微波多层片式陶瓷电容器金属部分与陶瓷体部分的应力问题，本发明专利技术可以降低相变引起的体积变化，达到降低内部应力的目的，减少电介质层的微裂纹产生，提高微波陶瓷电容器的可靠性；从而使得微波多层片式陶瓷电容器也可以应用贱金属镍电极的技术，替代以往的银钯贵金属技术，节约社会资源，大大降低生产成本，迅速实现工业化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到一种贱金属镍内部电极浆料，特别是使用高结晶纳米镍粉、 氧化钇稳定纳米氧化锆粉体为原料并用于制作微波多层片式陶瓷电容器的浆 料。
技术介绍
传统电子浆料一般是导电银浆，导电钯浆，导电金浆，电阻浆等贵金属浆 料。但是近十年，低成本的贱金属镍导电浆料发展迅猛，其主要的应用领域是 多层片式陶瓷电容器。随着整机的小型化，移动电子设备的迅速增加，多层片 式陶瓷电容器的发展也极为迅速。传统的贵金属浆料很显然在成本方面已经令 用户无法承受。贱金属镍电极的多层片式陶瓷电容器，不仅大幅度降低了多层 片式陶瓷电容器的成本，而且在技术方面比较好地解决了高积层，薄膜化，大 容量，小尺寸的问题。因此贱金属镍电子浆料在近十年里面获得了飞速的发展。中国的贱金属镍浆在2003年开始研发低频多层陶瓷电容器镍电极浆料，并 逐步应用到多层片式陶瓷电容器中。事实上到目前为止，仍然有70%的该类镍 电极浆料需要从国外进口。而对于本专利技术所提及的微波多层片式陶瓷电容器的 贱金属镍内部电极浆料一直以来没有得到有效突破。其主要原因是不能有效解 决陶瓷体与金属镍粉的匹配问题，不能解决添加物相变造成的内部应力问题， 从而导致陶瓷电容器出现内部的微裂纹。这些微裂纹将最终导致陶瓷电容器的失效。中国专利CN1171242C中公开了一种导电浆料和层压的电子陶瓷部件，该种 导电浆料也含有导电镍粉、有机载体、化合物A和化合物B;化合物A是选自 钙和/或镁的有机酸金属盐、氧化物粉末、金属有机配盐和/或醇盐中的至少一 种；化合物B是含钛和/或锆的、具有可以水解的反应性基团化合物。这种导电 镍浆的优点是可以解决普通低频多层陶瓷电容器的层间裂问题，提高了陶瓷电 容器的耐热骤变性和耐湿度负荷性。中国专利CN1171243C中也公开了一种导电浆料和层压的电子陶瓷部件，该 种导电浆料也含有导电镍粉、有机载体、化合物A和化合物B;化合物A是选 自钙和/或镁的有机酸金属盐、氧化物粉末、金属有机配盐和/或醇盐中的至少 一种；化合物B则是含铝和/或硅的、具有可以水解的反应性基团化合物。这种 导电镍浆的目的同样是解决普通低频多层陶瓷电容器的层间裂问题，提高了陶 瓷电容器的耐热骤变性和耐湿度负荷性。中国专利申请CN1598982A中公开了一种导电浆料。该种导电浆料也含有导 电镍粉、陶瓷添加剂、有机载体。陶瓷添加剂为BaTi。.8Z￡。.203、 BaTi03、 CaZr03 中的一种或者几种。这种导电镍浆的目的仍然是解决普通低频多层陶瓷电容器 的层间裂问题。以上三个中国申请专利均着重解决了层与层之间的层裂问题，但是不能有 效解决微波多层陶瓷电容器的内部应力导致的电介质层微裂纹问题(非层间 裂)。事实上尽管解决了层与层之间的裂开问题，但是仍然需要深入解决更困难 的金属部分与陶瓷体部分的应力问题。这种由于相变引起的体积变化，必然导致内部应力的长期存在，导致了电介质层的微裂纹产生。从以上三个专利配方 看，均没有考虑到这个更为深入的问题和困难。
技术实现思路
本专利技术的目的是深入解决金属部分与陶瓷体部分的应力问题，降低相变引 起的体积变化，达到降低内部应力的目的，减少电介质层的微裂纹产生，提高 微波陶瓷的电容器可靠性。本专利技术的技术方案为 一种微波多层片式陶瓷电容器的贱金属镍内部电极 浆料，包括重量百分含量为40-50%的高结晶度纳米镍粉，重量百分含量为2-10% 的氧化钇稳定氧化锆纳米粉体，重量百分含量为40-58%的有机载体，所述有机 载体由2-6%的纤维素类树脂和38-52%的二氢松油醇组成。优选的是，所述高结晶度的纳米镍粉是采用物理气相法制备的，其粒度D50 为0.4-1.0um。优选的是，所述氧化钇稳定氧化锆纳米粉体的粒度为5-200nm。 优选的是，所述纤维素类树脂为乙基纤维素或羟乙基纤维素，粘度为 10-50mpa.s。本专利技术选用了高结晶的纳米镍粉，粒度范围较窄D50: 0.4 1.0urn，并具有 高的抗氧化特性。由于微波类陶瓷电容器的烧结温度比普通的低频类电容器的 温度高，导致镍浆所需要承受温度能力要更高。高结晶度的镍粉具有更高的耐 温度性，可以有效减少1330度烧结时的收縮，减少层间的开裂。由于镍粉的制 造方法有很多种，有湿法和干法，物理法和化学法的区分，每种方法所获得的镍粉的特性是不一样的，所以高结晶度的镍粉选用很关键。此处我们选择了物 理气相法的镍粉，具有高的结晶度和良好的球形度。镍粉粒度范围D50: 0.4— l.Oum，粒度过低则镍浆在低温的收縮过大，容易造成分层现象；粒度过高则内 电极的表面粗糙度高，引起陶瓷电容器的耐压下降。纳米高结晶镍粉的加入量 为40-50%，镍比例太低，将会导致内部电极不连续，导电性差，内外电极连接 差，多层片式陶瓷电容器的电容量将会下降，损耗值将会上升，从而微波特性 不能得到有效体现；镍比例过高，将会导致电极厚度过厚，陶瓷体收縮率与金 属镍收縮率不匹配，从而导致分层现象的出现，同样也会导致内部应力增加。本专利技术所选用的纳米氧化锆粉体是氧化钇稳定改性的，粒径范围5 200纳 米，同时具有相变时体积变化小的特点。氧化钇稳定氧化锆纳米粉体的选用最 为关键，决定了能否有效解决内部应力导致的微裂纹。经过氧化钇稳定的Zr02 在整个过程中体积相对稳定，因此不会在后期产生更大的内部应力从而克服了 后期微裂纹的出现。此前的专利大多直接选用与陶瓷体CaZrC^相同或者相近的 陶瓷添加物，或者选用ZrC^等陶瓷物质；此类陶瓷添加物的确可以一定程度解 决多层陶瓷电容器的层间裂问题，但是却不能解决电介质层与金属镍应力造成 的微裂纹问题。氧化钇稳定氧化锆纳米粉体的加入比例是2-10%，比例太高， 将会导致内部电极不连续，导电性差，内外电极连接差，多层片式陶瓷电容器 的电容量将会下降，损耗值将会上升，从而微波特性不能得到有效体现；比例 过低，将会导致电极中金属含量过高，陶瓷体收縮率与金属镍收縮率不匹配， 从而导致分层现象的出现，同样也会导致内部应力增加，导致微裂纹的产生。本专利技术有机载体的使用量是40%-58%:包括纤维素类树脂和环保气味温和的二氢松油醇。有机载体的加入可以使得镍内部电极浆料具有合适的流变性和 触变性，满足多层片式陶瓷电容器生产中的丝网印刷工序的需要；同时有机载 体的加入使得内电极浆料更适合加工，并且加工过程中的粘度变化更小。有机 载体的加入也可以达到分散和粘合金属镍粉、陶瓷添加物的作用，使得这些固 体物质能够形成一个稳定的分散体系。有机载体也能够实现多层陶瓷电容器层 与层间的粘合，在经过终层压后形成一个牢固的整体。而这些有机载体作为一 个加工过程的中间物质，在经过陶瓷电容器的脱胶工序后，几乎全部分解排除， 不对陶瓷电容器的最终性能造成影响。树脂的选取原则是，粘度合适，在加入 溶剂和其他物质并且轧浆后的粘度合适丝网印刷的需要；同时要求在325度以下 基本分解排胶完毕。过高的粘度导致无法顺利印刷和流平，从而印刷后的图形 表面粗糙，影响性能；过低的粘度导致印刷后的图形渗边严重，同样影响性能。 本专利技术的有益效果为针对微波多层片式陶瓷电容器金属部分与陶瓷体部 分的应力问题，本专利技术可以降低相变引起的体积变化，达到降低内部应力的目 的，减少电介质层的微裂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微波多层片式陶瓷电容器的贱金属镍内部电极浆料，其特征在于：包括重量百分含量为４０－５０％的高结晶度纳米镍粉，重量百分含量为２－１０％的氧化钇稳定氧化锆纳米粉体，重量百分含量为４０－５８％的有机载体，所述有机载体由２－６％的纤维素类树脂和３８－５２％的二氢松油醇组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建权，
申请(专利权)人：广州三则电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]