專利名稱：內(nèi)電極漿料及用該漿料制得的陶瓷電容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)電極漿料，特別是涉及以賤金屬鎳作為內(nèi)電極的、制備片式多層陶瓷電容器所用的漿料。
本發(fā)明還涉及一種片式多層陶瓷電容器，特別是涉及一種用上述漿料制作成內(nèi)電極的片式多層陶瓷電容器。
背景技術(shù)：
隨著IT、3C(通訊，電子整機(jī)，計算機(jī))等產(chǎn)業(yè)的技術(shù)提升及發(fā)展，對多層陶瓷片式電容器要求越來越趨向于小型化、大容量化、高可靠性及低生產(chǎn)成本的方向發(fā)展，現(xiàn)有的電容器內(nèi)電極漿料組成包括貴金屬粉體、陶瓷添加劑和有機(jī)載體。漿料中的各組分摻混后再經(jīng)三輥軋機(jī)等設(shè)備均勻分散而制得。
片式多層陶瓷電容器的的生產(chǎn)過程為瓷粉烘料、瓷漿配料、制備陶瓷漿料、流延成膜、絲網(wǎng)疊層印刷成型、干燥、層壓、切割、排膠、燒成、倒角、封端、燒端、電鍍、測試分選、包裝、入庫，其中貴金屬內(nèi)電極漿料是通過絲網(wǎng)印刷的疊印方式而形成，再通過1000-1200℃共燒形成有內(nèi)電極的陶瓷坯體。在該共燒過程中，形成內(nèi)電極的導(dǎo)電粉體的熔點(diǎn)必須不能低于陶瓷的燒結(jié)溫度。如果導(dǎo)電粉體的熔點(diǎn)低于陶瓷的燒結(jié)溫度導(dǎo)電粉體就會產(chǎn)生飛銀或熔化的現(xiàn)象，會導(dǎo)致陶瓷坯體開裂、分層等不良現(xiàn)象。另外，隨著陶瓷層厚度的減小，內(nèi)電極層的厚度也必須減小，因此，電極漿料中所用的導(dǎo)電粉體的粒度必須進(jìn)一步減小，然而，當(dāng)導(dǎo)電粉體的粒度進(jìn)一步減小時，由于燒制期間導(dǎo)電粉體燒結(jié)引起內(nèi)電極收縮在更低的溫度下發(fā)生，更容易產(chǎn)生飛銀或熔化的現(xiàn)象，并因此而可能發(fā)生陶瓷坯體的開裂、分層等問題。另外，現(xiàn)有電容器內(nèi)電極漿料的材料十分昂貴，生產(chǎn)成本較高。
中國專利申請01122368.5中公開了一種制備陶瓷電容器內(nèi)電極的導(dǎo)電漿料，該導(dǎo)電漿料含有鎳的導(dǎo)電粉末、有機(jī)載體、化合物A和化合物B，其中，化合物A是選自于鈣和/或鎂的有機(jī)酸金屬鹽、氧化物粉末、金屬有機(jī)配鹽和/或醇鹽中的至少一種物質(zhì)，化合物B是含鈦和/或鋯的、具有可水解的反應(yīng)性基團(tuán)的化合物；這種導(dǎo)電漿料的優(yōu)點(diǎn)是可以提高層壓陶瓷電子部件的耐熱驟變性和耐濕度載荷性。
中國專利申請01122370.7中也公開了一種制備陶瓷電容器內(nèi)電極的導(dǎo)電漿料，該導(dǎo)電漿料與01122368.5中的導(dǎo)電漿料基本相同，也是含有鎳的導(dǎo)電粉末、有機(jī)載體、化合物A和化合物B，其中，化合物A是選自于鈣和/或鎂的有機(jī)酸金屬鹽、氧化物粉末、金屬有機(jī)配鹽和/或醇鹽中的至少一種物質(zhì)，但其所用的化合物B不同，為含鋁和/或硅的、具有可水解的反應(yīng)性基團(tuán)的化合物；其導(dǎo)電漿也是為了提高層壓陶瓷電子部件的耐熱驟變性和耐濕度載荷性。
但是，上述兩篇專利申請的缺陷是，化合物A和化合物B均是比較昂貴的材料，尤其是化合物B；這會大大地限制這類導(dǎo)電漿料在工業(yè)上的大規(guī)模使用。

發(fā)明內(nèi)容
針對以上導(dǎo)電漿料在燒結(jié)時以及在制成電容器的過程中陶瓷體的開裂問題及生產(chǎn)成本問題，本發(fā)明提供了一種采用賤金屬鎳粉粉體的內(nèi)電極漿料，該漿料既不會對陶瓷產(chǎn)生影響，又能有效降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的另一目的是提供一種片式多層陶瓷電容器，該電容器的內(nèi)電極采用上述導(dǎo)電漿料制得，其電性能優(yōu)異、可靠性高、小型化而且容量大。
本發(fā)明的賤金屬鎳內(nèi)電極漿料包括鎳粉、陶瓷添加劑、有機(jī)載體，按重量百分比計為鎳粉35-55％，陶瓷添加劑2-20％，有機(jī)載體35％-65％。其中，所謂的陶瓷添加劑是指與多層陶瓷電容器中陶瓷層物質(zhì)的性質(zhì)相同或相近的一類物質(zhì)，如金屬氧化物及其合成物。內(nèi)電極漿料中陶瓷添加劑的存在，可以改善內(nèi)電極層與陶瓷層的結(jié)合力，防止多層陶瓷電容器出現(xiàn)分層現(xiàn)象。但其在內(nèi)電極漿料中的含量很重要，如果含量太低，那么其對于內(nèi)電極層與陶瓷層結(jié)合力的改善作用太低，如果含量太高，就可能破壞內(nèi)電極層本身的導(dǎo)電性能，形成不連續(xù)的內(nèi)電極層。因而，本發(fā)明中，陶瓷添加劑的重量百分含量一般控制在2-20％之間。
對于本發(fā)明，優(yōu)選的陶瓷添加劑是TiO2、CaCO3、BaO、SiO2、Bi2O3、Cr2O3、ZrO2、BaTi0.8Zr0.2O3、BaTiO3、CrZrO3、CaZrO3中的一種或幾種，也可以是其中幾種的合成物，更優(yōu)選的是BaTi0.8Zr0.2O3、BaTiO3和CaZrO3中的一種或幾種。
本發(fā)明的內(nèi)電極漿料中，大部分的金屬鎳粉的粒徑控制在0.05μm以上、2μm以下；如果金屬鎳粉的粒徑過小，則容易發(fā)生脫層現(xiàn)象，因為在焙燒期間，鎳粉粉末的粒徑越小，越容易在較低的溫度下引起粉末的燒結(jié)，從而引起內(nèi)電極的收縮；如果金屬鎳粉的粒徑過大，則不利于減低內(nèi)電極的層厚度，從而不利于多層陶瓷電容器的小型化。
有機(jī)載體包括樹脂及有機(jī)溶劑。一般來說，樹脂占整個有機(jī)載體重量的1％-30％，優(yōu)選3％-18％。加入樹脂目的之一是使內(nèi)電極漿料具有合適的流變性能及觸變性能，以滿足片式電容器的生產(chǎn)過程中的工藝要求，同時也可防止或減少內(nèi)電極漿料在軋制過程中粘度的提高，改善其加工性；加入樹脂的另一目的是改善金屬鎳粉之間以及與陶瓷物質(zhì)之間的粘合力，從而改善內(nèi)電極層與陶瓷層之間的粘合力。適當(dāng)?shù)臉渲梢允抢w維素醚，例如甲基纖維素(MC)、乙基纖維素(EC)、羥丙基纖維素(HPC)(包括高取代羥丙基纖維素和低取代羥丙基纖維素)、羧甲基纖維素(CMC)、羧丙基甲基纖維素(HPMC)、羥乙基甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素等，也可以是這些纖維素醚的改性物。
本發(fā)明內(nèi)電極漿料中所用的有機(jī)溶劑可以是酯類溶劑，如乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯等，還可以是醇類溶劑，如己醇、松油醇等，也可以是芳香烴類溶劑等，當(dāng)然還可以是上述溶劑的混合物。
另一方面，本發(fā)明還提供了一種片式多層陶瓷電容器，該陶瓷電容器包括陶瓷層、內(nèi)電極層與端電極，其中所述的內(nèi)電極層是用上述漿料制作而成，其燒后厚度一般在0.6-2μm之間，整個陶瓷電容器中內(nèi)電極層的層數(shù)一般為80-1000層。陶瓷層中的主要成分則可以是BaTiO3；端電極可以使用銅或者銅合金。
本發(fā)明由于采用賤金屬鎳內(nèi)電極漿料，其燒結(jié)溫度范圍寬及燒結(jié)溫度高，能夠避免了在與陶瓷體共燒過程中對陶瓷體產(chǎn)生影響，能夠生產(chǎn)出電性能優(yōu)異、高可靠性、小型化、大容量的產(chǎn)品。另外，現(xiàn)有的貴金屬內(nèi)電極漿料價格比高，對生產(chǎn)帶來一定程度的限制，而賤金屬鎳內(nèi)電極漿料對節(jié)約能源也是很有利的，可以有效降低片式電容器的生產(chǎn)成本。采用賤金屬鎳內(nèi)電極漿料制成的多層片式陶瓷電容器燒結(jié)后及電鍍后外觀良好，及其等性能均滿足使用要求。以下分別是采用貴金屬內(nèi)電極漿料與賤金屬鎳內(nèi)電極漿料制成的片式電容器進(jìn)行的性能比較，見表1。
表1

具體實施方式
本發(fā)明中涉及的賤金屬鎳內(nèi)電極漿料及片式多層陶瓷電容器與現(xiàn)有技術(shù)相比，生產(chǎn)過程相同。不同點(diǎn)主要是在生產(chǎn)片式電容器過程中鎳內(nèi)電極漿料需要在保護(hù)氣氛(例如氮?dú)?下燒結(jié)，能在≤1450℃高溫?zé)Y(jié)條件下與陶瓷體BaTiO3共燒，其它工藝要求一致。即賤金屬鎳內(nèi)電極漿料采用絲網(wǎng)印刷疊印方式，端電極漿料采用浸漬涂敷方式來完成即可。
本發(fā)明將鎳粉、陶瓷添加劑、樹脂(此處為乙基纖維素)、有機(jī)溶劑按表2中的重量百分比混合，并用三輥研磨機(jī)充分研磨，來制得內(nèi)電極漿料。
表2


注用(*)標(biāo)號的樣品在本發(fā)明范圍之外。
在按上述配方制得漿料，再通過現(xiàn)有的片式多層陶瓷電容器制作工藝制成電容器，并檢驗其性能，見表3。
表3


權(quán)利要求
1.一種制備陶瓷電容器內(nèi)電極用的內(nèi)電極漿料，其包括金屬鎳粉、陶瓷添加劑和有機(jī)載體，其特征在于以重量百分比計，金屬鎳粉的含量為35-55％，陶瓷添加劑的含量為2-20％，有機(jī)載體的含量為35％-65％。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)電極漿料，其特征在于所述的陶瓷添加劑為TiO2、CaCO3、BaO、SiO2、Bi2O3、Cr2O3、ZrO2、BaTi0.8Zr0.2O3、BaTiO3、CrZrO3、CaZrO3中的一種物質(zhì)或幾種物質(zhì)的混合物或其中幾種物質(zhì)的合成物。
3.如權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)電極漿料，其特征在于所述的陶瓷添加劑是BaTi0.8Zr0.2O3、BaTiO3和CaZrO3中的一種或幾種物質(zhì)。
4.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)電極漿料，其特征在于所述的金屬鎳粉的粒徑在0.05-2μm之間。
5.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)電極漿料，其特征在于所述的有機(jī)載體包括樹脂和有機(jī)溶劑。
6.如權(quán)利要求5所述的內(nèi)電極漿料，其特征在于所述的有機(jī)溶劑為酯類溶劑、醇類溶劑和/或芳香烴類溶劑。
7.如權(quán)利要求5或6所述的內(nèi)電極漿料，其特征在于所述的樹脂是纖維素醚類物質(zhì)。
8.一種片式多層陶瓷電容器，包括陶瓷層、內(nèi)電極層與端電極，其特征在于所述的內(nèi)電極層是采用權(quán)利要求1-7中之一所述的內(nèi)電極層漿料制得的。
9.如權(quán)利要求8所述的電容器，其特征在于所述的內(nèi)電極層的燒后厚度為0.6-2μm，層數(shù)為80-1000層。
10.如權(quán)利要求8所述的電容器，其特征在于所述的陶瓷層的主要成分是BaTiO3。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種片式多層陶瓷電容器用內(nèi)電極漿料及其用該種漿料制得的陶瓷電容器，其中所述的內(nèi)電極漿料包括鎳金屬粉，陶瓷添加劑，有機(jī)載體，其按重量百分比計為鎳粉35－55％；陶瓷添加劑2－20％；有機(jī)載體35％－65％。用該漿料制作的陶瓷電容器可解決陶瓷體的開裂問題及生產(chǎn)成本問題，漿料燒結(jié)時需要在保護(hù)氣氛進(jìn)行，能在≤1450℃高溫?zé)Y(jié)不熔化，而不會對陶瓷產(chǎn)生影響，能有效降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，生產(chǎn)出電性能優(yōu)異、高可靠性、小型化、大容量的產(chǎn)品。
文檔編號H01G4/30GK1598982SQ0314686
公開日2005年3月23日 申請日期2003年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月18日
發(fā)明者孟淑媛, 黃耀浩, 江志堅, 梁世雄, 何健華 申請人:廣東風(fēng)華高新科技集團(tuán)有限公司