多层陶瓷电容器的制造方法及烧结铜端电极的设备技术

本发明专利技术提供了一种多层陶瓷电容器的制造方法及烧结铜端电极的设备。一种多层陶瓷电容器的制造方法，包括以下步骤：提供具有内电极的陶瓷体；在陶瓷体暴露内电极的端面涂覆包含有机粘合剂的铜电极浆料，并进行烘干，得到具有铜端电极膜的陶瓷体；将具有铜端电极膜的陶瓷体置于氧化性气氛下加热，以去除铜端电极膜内的有机粘合剂；将具有铜端电极膜的陶瓷体置于还原性气氛下加热，对陶瓷体的铜端电极膜进行还原处理；将具有铜端电极膜的陶瓷体置于中性气氛下烧结铜端电极膜，得到具有铜端电极的陶瓷体；在陶瓷体的铜端电极上电镀金属层，形成多层陶瓷电容器。该多层陶瓷电容器的制造方法，能够提高铜端电极的致密度，提高多层陶瓷电容器的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及多层陶瓷电容器领域，特别是涉及一种多层陶瓷电容器的制造方法及烧结铜端电极的设备。
技术介绍
多层陶瓷电容器包括陶瓷体、内电极和端电极。近年来，镍、铜等贱金属已代替钯、银等贵金属成为绝大部分多层陶瓷电容器的电极材料。铜用于形成多层陶瓷电容器端电极时，常规的铜端电极烧结工艺一般分为两个阶段，即排除粘合剂和烧结，具体是 将涂覆有铜金属浆料并将之烘干为铜端电极膜的陶瓷体，用镍网装载放置于传输带上，通过传输带传送进入烧结炉内。烧结炉内分为排粘段和烧结段。排粘段最高温度一般是450°C飞00°C，通入氮气和空气的混合气(该混合气中氧体积含量一般是200ppnT300ppm)，并通过抽风口排出到外界。烧结段则最高温度一般是830°C 860°C，通入氮气，并通过抽风口排出到外界，以保持稳定的中性气氛(氧体积含量一般控制在IOppm以下)。经过这种工艺处理得到的多层陶瓷电容器，则具备已烧结的且无氧化的铜端电极。然而，铜端电极膜即使在几百个ppm的氧体积含量下，其包含的作为电极浆料载体的有机粘合剂仍然难以被分解排除干净，所以常规工艺的排粘阶段其排粘效果是不良、不足的，形成较多的碳残留物并被带入烧结阶段，对铜的烧结产生妨碍作用，导致烧结后的端电极致密度不足。疏松的端电极给多层陶瓷电容器成品带来一系列可靠性问题1、当对端电极进行电镀处理时，电镀液通过疏松的端电极渗透到其内部并侵蚀陶瓷主体，使瓷体产生微裂纹。带有微裂纹的电容器成品在焊接时，受到热冲击而发生进一步的开裂失效。2、当多层陶瓷电容器被焊接时，渗透于端电极中的电镀液受热转化为气体，导致焊锡喷溅，威胁到多层陶瓷电容器本体及周边元件的可靠性。3、由于电镀液的侵蚀使端电极对陶瓷主体的附着力降低。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种提高铜端电极致密度及提高多层陶瓷电容器可靠性的多层陶瓷电容器的制造方法。一种多层陶瓷电容器的制造方法，包括以下步骤步骤一、提供具有内电极的陶瓷体；步骤二、在所述陶瓷体暴露内电极的端面涂覆包含有机粘合剂的铜电极浆料，并进行烘干，得到具有铜端电极膜的陶瓷体；步骤三、将所述具有铜端电极膜的陶瓷体置于氧化性气氛下加热，以去除铜端电极膜内的有机粘合剂；步骤四、将经过步骤三处理的所述陶瓷体置于还原性气氛下加热，对所述陶瓷体的铜端电极膜进行还原处理；步骤五、将经过步骤四处理的所述陶瓷体置于中性气氛下烧结铜端电极膜，得到具有铜端电极的陶瓷体；及步骤六、在所述陶瓷体的铜端电极上电镀金属层，形成多层陶瓷电容器。在其中一个实施例中，所述步骤三中，去除所述铜端电极膜内的有机粘合剂的步骤包括所述氧化性气氛为空气和氮气的混合气氛，其中，氧气的体积含量为1°/Γ20%，温度从室温以25V /min^30°C /min的升温速率升至T1JOiTC彡T1 ( 550°C，在温度T1的保温时间为20mirT30min。在其中一个实施例中，氧气的体积含量为129Tl8%，450°C彡T1 ( 500°C。在其中一个实施例中，所述步骤四中，对所述陶瓷体的铜端电极膜进行还原处理 的步骤包括所述还原性气氛为氢气与氮气的混合气氛，或为一氧化碳与氮气的混合气氛，其中，氢气或一氧化碳的体积含量为3%飞％，温度为T2，400°C< T2 ( 550°C，在温度T2的保温时间为30mirT40min。在其中一个实施例中，氢气或一氧化碳的体积含量为49Γ5. 4 %,460 0C ^ T2 ( 500。。。在其中一个实施例中，所述步骤五中，烧结铜端电极膜，得到具有铜端电极的陶瓷体的步骤包括所述中性气氛为空气与氮气的混合气氛，其中，氧气的体积含量为10ppnT20ppm，温度从 T2 以 30°C /mirT35°C /min 的升温速率升至 T3，750°C彡 T3 ( 800°C,在温度T3的保温时间为10mirTl2min，后从T3以35°C /mirT38°C /min的降温速率冷却至50 0C 60。。。一种烧结铜端电极的设备，包括烧结炉和传输带，所述烧结炉包括依次相连的排粘段、还原段及烧结段，所述传输带用于将具有铜端电极膜的陶瓷体依次传输到所述排粘段、还原段及烧结段；其中，所述排粘段用于将所述具有铜端电极膜的陶瓷体置于氧化性气氛下加热，以去除铜端电极膜内的有机粘合剂；所述还原段用于将具有去除有机粘合剂后的铜端电极膜的所述陶瓷体置于还原性气氛中加热，对所述陶瓷体的铜端电极膜进行还原处理；所述烧结段用于将具有还原处理后的铜端电极膜的所述陶瓷体置于中性气氛下烧结铜端电极膜，得到所述具有铜端电极的陶瓷体。在其中一个实施例中，在所述排粘段、所述还原段、所述烧结段上都设有用于保持各段气氛稳定的抽风口。在其中一个实施例中，在所述排粘段与所述还原段之间、所述还原段与所述烧结段之间都设有防止各段气氛之间相互影响的气帘，在所述烧结炉的入口处及出口处都设有防止外界空气影响烧结炉内气氛的气帘。上述多层陶瓷电容器的制造方法，具有以下优点(I)具有铜端电极膜的陶瓷体在氧化性氛围中加热，能够去除铜端电极膜内的有机粘合剂，减少铜端电极膜中的碳残余量，利于后续烧结制造铜端电极的顺利进行，提高铜端电极的致密度，解决由于铜端电极疏松带来的可靠性问题，提高多层陶瓷电容器的可靠性。(2)具有去除有机粘合剂后的铜端电极膜的陶瓷体在还原性气氛下加热，对铜端电极膜进行还原处理，保证烧结后铜端电极的导电性能。(3)具有还原处理后的铜端电极膜的陶瓷体在中性气氛下烧结铜端电极膜，所需的烧结温度较之常规工艺技术显著降低，有利于节能降耗；氮气气氛中含有微量氧气，微量氧气在基本不氧化铜端电极的同时，能够增强铜端电极与陶瓷体的附着力，形成与陶瓷体紧密附着的、导电性良好的致密铜端电极。附图说明图I为一实施方式的多层陶瓷电容器的制造方法的流程图；图2为一实施方式的烧结铜端电极的设备的结构图；图3为一实施方式的烧结铜端电极的设备的工艺参数图；图4为实施例I的多层陶瓷电容器的制造方法得到的铜端电极的SEM图； 图5为实施例I的多层陶瓷电容器的制造方法得到的铜端电极的另一 SEM图；图6为对照组I的多层陶瓷电容器的铜端电极的SEM图；图7为对照组I的多层陶瓷电容器的铜端电极的另一 SEM图。具体实施例方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。请参阅图1，一实施方式的多层陶瓷电容器的制造方法，包括以下步骤步骤S10、提供具有内电极的陶瓷体。具有内电极的陶瓷体的制备工艺为按常规方法将陶瓷粉料与粘合剂、溶剂等混合分散形成浆料并将之流延成介质膜片。在介质膜片上按设计图形印刷内电极浆料并烘干以形成内电极，再层叠并加压以获得具有介质层与内电极层交替的多层结构的陶瓷生坯。将陶瓷生坯按预定尺寸切割成芯片，排除其内部粘合剂后进行烧结，形成具有内电极的陶瓷体。步骤S20、在陶瓷体暴露内电极的端面涂覆包含有机粘合剂的铜电极浆料，并进行烘干，得到具有铜端电极膜的陶瓷体。将陶瓷体倒角研磨后，在陶瓷体暴露内电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多层陶瓷电容器的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、提供具有内电极的陶瓷体；步骤二、在所述陶瓷体暴露内电极的端面涂覆包含有机粘合剂的铜电极浆料，并进行烘干，得到具有铜端电极膜的陶瓷体；步骤三、将所述具有铜端电极膜的陶瓷体置于氧化性气氛下加热，以去除铜端电极膜内的有机粘合剂；步骤四、将经过步骤三处理的所述陶瓷体置于还原性气氛下加热，对所述陶瓷体的铜端电极膜进行还原处理；步骤五、将经过步骤四处理的所述陶瓷体置于中性气氛下烧结铜端电极膜，得到具有铜端电极的陶瓷体；及步骤六、在所述陶瓷体的铜端电极上电镀金属层，形成多层陶瓷电容器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陆亨，祝忠勇，刘新，宋子峰，陈长云，安可荣，李筱瑜，谢忠，邓文华，
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：