專利名稱：硫包被的金屬粉末、內(nèi)電極用糊膏和使用所述糊膏的層壓陶瓷電子部件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用包被有硫的金屬粉末的層壓陶瓷電子部件，更具體地說，涉及一種確保金屬粉末粒度的收縮抑制和均勻性的層壓陶瓷電子部件。
背景技術(shù)：
通常，將層壓陶瓷電子部件安裝在各種電子產(chǎn)品如移動(dòng)通信終端、筆記本電腦、個(gè)人電腦、掌上電腦(PDA)等的印刷線路板上，且根據(jù)使用和容量，其具有各種尺寸和層壓形狀。最近，一般而言，用于層壓陶瓷電子部件的內(nèi)電極的導(dǎo)體糊膏的導(dǎo)電粉末主要使用賤金屬粉末如鎳，銅等來代替貴金屬粉末如鈀，銀等。最近，由于格外需要具有小尺寸和大容量的層壓陶瓷電子部件，所以需要具有微小鎳粒子的導(dǎo)電粉末。微小鎳粒子是高活性的且具有非常低的燒結(jié)起始溫度。由于在燒制期間微小鎳粉末因鎳的氧化還原反應(yīng)而在低溫下開始收縮，所以迅速提高了陶瓷層和鎳粉末電極層之間的收縮率之差，從而引起諸如分層，破裂等的結(jié)構(gòu)缺陷， 并降低了電子部件的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面提供了一種通過制備硫-金屬前體制造硫包被的金屬粉末的方法以及使用其的層壓陶瓷電子部件，所述硫包被的金屬粉末確保了收縮延緩和金屬粉末粒度的均勻性。按照本發(fā)明的一方面，提供了一種制造硫包被的金屬粉末的方法，所述方法包括將硫化合物與金屬粉末混合；由混合物制備硫-金屬前體；以及通過在高溫下使所述硫-金屬前體反應(yīng)而將所述硫包被在所述金屬上。所述金屬可以是選自銀(Ag)、鉛(Pb)、鉬(Pt)、鎳(Ni)和銅(Cu)中的至少一種。可以通過在將所述硫化合物溶于純水中之后添加并攪拌所述金屬粉末，進(jìn)行所述硫化合物與所述金屬粉末的混合。可以通過在低壓下從所述混合物中除去溶劑來進(jìn)行所述硫-金屬前體的制備。所述硫化合物可以是硫酸銨?？梢酝ㄟ^使用機(jī)械攪拌器來進(jìn)行所述攪拌且可以通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器來除去所述溶劑。可以在等離子體反應(yīng)器中進(jìn)行高溫下所述前體的反應(yīng)。
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所述等離子體反應(yīng)器可以是射頻等離子體反應(yīng)器。按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種由上述方法制造的硫包被的金屬粉末。所述金屬粉末上包被的硫的厚度可以為IOnm以下，且所述金屬粉末的收縮起始溫度可以比包被前的金屬粉末的收縮起始溫度高100°C以上。按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種包含所述硫包被的金屬粉末的內(nèi)電極用糊膏。按照本發(fā)明的另一方面，提供了層壓陶瓷電子部件，其包含含有包括所述硫包被的金屬粉末的內(nèi)電極層和介電層。按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于制造層壓陶瓷電子部件的方法，所述方法包括將硫化合物與金屬粉末混合；由混合物制備硫-金屬前體；通過在高溫下使所述硫-金屬前體反應(yīng)來制備硫包被的金屬粉末；制備含有所述硫包被的金屬粉末的內(nèi)電極用糊膏；在多個(gè)生片(green sheet)中由所述糊膏形成內(nèi)電極層；通過對由所述內(nèi)電極層形成的所述生片進(jìn)行層壓來形成層壓體；通過對所述層壓體進(jìn)行壓縮和切割來制造生芯片 (green chip)；以及通過對所述生芯片進(jìn)行燒制來制造陶瓷燒結(jié)體。


從連同附圖進(jìn)行的下列詳細(xì)說明中，將更清晰地理解本發(fā)明的上述和其它方面、 特征和其它優(yōu)點(diǎn)。其中圖1是說明按照本發(fā)明的示例性實(shí)施方案制造硫包被的金屬粉末的方法的流程圖。圖2A和2B是本發(fā)明另一個(gè)例示性實(shí)施方案的硫包被前后的鎳粉末的SEM圖。圖3是說明本發(fā)明另一個(gè)例示性實(shí)施方案的硫包被前后的鎳粉末的收縮起始溫度的圖。圖4是說明按照本發(fā)明另一個(gè)示例性實(shí)施方案制造層壓陶瓷電子部件的方法的流程圖。圖5是說明本發(fā)明另一個(gè)示例性實(shí)施方案的層壓陶瓷電容器的透視圖。圖6是沿圖5的線A-A'所取的截面圖。
具體實(shí)施例方式可以將本發(fā)明的例示性實(shí)施方案修改為各種形式，并且本發(fā)明的范圍不限于下面要描述的例示性實(shí)施方案。而且，提供了本發(fā)明的例示性實(shí)施方案，從而使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更全面地理解本發(fā)明。下面將參考附圖對本發(fā)明的例示性實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1是說明按照本發(fā)明的示例性實(shí)施方案制造硫包被的金屬粉末的方法的流程圖。參考圖1，按照本發(fā)明的例示性實(shí)施方案制造硫包被的金屬粉末的方法包括將硫化合物與金屬粉末混合；由混合物制備硫-金屬前體；以及在高溫下使所述前體反應(yīng)。首先，為了形成硫包被的金屬粉末，將硫化合物與金屬粉末混合(Si)。通過將硫化合物溶于純水中然后添加并攪拌金屬粉末，進(jìn)行所述硫化合物與所述金屬粉末的混合。使用硫化合物和金屬粉末的混合物制備硫-金屬前體(S2)。通過在低壓下從混合物中除去溶劑來進(jìn)行硫-金屬前體的制備。在這種情況下，所述金屬可以由貴金屬材料如銀(Ag)、鉛(Pb)、鉬等，鎳(Ni)和銅 (Cu)中的一種制成，或者通過混合其至少兩種材料而制得，但沒有特別限制于此，只要其可以用作內(nèi)電極糊膏即可。在按照本發(fā)明的例示性實(shí)施方案制造硫包被的金屬粉末的方法中，可以將硫酸銨用作硫化合物，但并不限于此。通常可以通過機(jī)械攪拌器來對溶于純水中的硫化合物和金屬粉末進(jìn)行攪拌，且所述攪拌器沒有特別限制。通過在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中添加并旋轉(zhuǎn)混合物來蒸發(fā)溶劑而從攪拌的混合物中除去溶齊U，從而制造由硫化合物和金屬粉末的混合物形成的硫-金屬前體。接下來，在高溫下反應(yīng)制造的硫-金屬前體(S3)并制造硫包被的金屬粉末(S4)。在這種情況下，通過在等離子體反應(yīng)器中的高溫等離子體反應(yīng)來進(jìn)行硫-金屬前體的反應(yīng)，從而制造硫包被的金屬粉末。所述等離子體反應(yīng)器是射頻(RF)等離子體反應(yīng)器。當(dāng)將硫-金屬前體添加至反應(yīng)器中時(shí)，在等離子體反應(yīng)器中蒸發(fā)金屬表面上的硫化合物。之后，將硫化合物濃縮，然后粒子生長(particle-grown)硫-金屬前體以合成微小金屬粉末。詳細(xì)地，將硫-金屬前體提供至等離子體反應(yīng)器的火炬(torch)并將其通過高溫區(qū)域，從而在進(jìn)入快速冷卻部分之前生長反應(yīng)物。在等離子體反應(yīng)器中完成反應(yīng)之后，通過在收集器中進(jìn)行收集制造了硫包被的金屬粉末(S4)。在相關(guān)技術(shù)中，通過如下步驟在等離子體反應(yīng)器中制造硫包被的金屬粉末通過直流電等離子體合成金屬粉末，將金屬粉末添加至等離子體反應(yīng)器中，并同時(shí)向其中添加氣相硫化合物。然而，在相關(guān)技術(shù)中，由于分別將金屬粉末和硫化合物添加至等離子體反應(yīng)器中， 所以由于注入等離子體反應(yīng)器中的其它惰性氣體而使得硫不均勻地包被在金屬粉末上，從而使得很難提高收縮起始溫度并且難以制造均勻的金屬粉末。按照上述本發(fā)明的例示性實(shí)施方案，由于通過在等離子體反應(yīng)器中反應(yīng)之前將硫化合物和金屬粉末混合來制造硫-金屬前體，所以可以將硫化合物均勻地包被在金屬粉末上。結(jié)果，在按照本發(fā)明例示性實(shí)施方案制造的硫包被的金屬粉末中，由于將硫化合物均勻地包被在金屬粒子的表面上并且抑制了其它材料的結(jié)合，所以能夠有效地提高收縮起始溫度。另外，盡管按照相關(guān)技術(shù)制造的金屬粉末具有粒狀，但是可以將本發(fā)明例示性實(shí)施方案的金屬粉末容易地制成粒子且可以容易地控制包被的硫的含量，從而有效地確保了均勻性。本發(fā)明的另一個(gè)例示性實(shí)施方案提供了一種由上述方法制造的硫包被的金屬粉末。金屬粉末上包被的硫的厚度可以是IOnm以下，且所述金屬粉末的收縮起始溫度可以比包被前的金屬粉末的收縮起始溫度高100°C以上。通常，微小金屬粉末，特別是鎳粉末，在400°C以下的低溫下開始燒結(jié)并收縮，但構(gòu)成陶瓷片的陶瓷粒子的燒結(jié)起始溫度遠(yuǎn)高于金屬粉末的燒結(jié)起始溫度。因此，按照本發(fā)明的例示性實(shí)施方案，由于硫包被的金屬粉末的收縮起始溫度可以比包被前的金屬粉末的收縮起始溫度高100°c以上，所以有效地抑制了在燒制之后陶瓷元件的分層和破裂。圖2A和2B是本發(fā)明例示性實(shí)施方案的硫包被前后的鎳粉末的SEM圖。圖2A是沒有硫包被層的鎳粉末的電子顯微圖像，附圖2B是利用硫包被層均勻包被的鎳粉末的電子顯微圖像。金屬粉末上包被的硫的厚度可以為平均IOnm以下，如圖2B中所示。圖3是說明本發(fā)明另一個(gè)示例性實(shí)施方案的硫包被前后的鎳粉末的收縮起始溫度的圖。圖3以圖表的形式示出了鎳粉末在包被前后的熱分析結(jié)果以觀察硫包被的粉末的收縮抑制效果。如圖3中所示，可證實(shí)，包被后的金屬粉末的收縮起始溫度比包被前的金屬粉末的收縮起始溫度高100°c以上。同時(shí)，該例示性實(shí)施方案提供了一種內(nèi)電極用糊膏以及使用所述糊膏的層壓陶瓷電子部件，所述糊膏包含硫包被的金屬粉末。圖4是說明按照本發(fā)明另一個(gè)示例性實(shí)施方案制造層壓陶瓷電子部件的方法的流程圖。圖5是說明本發(fā)明另一個(gè)示例性實(shí)施方案的層壓陶瓷電容器的透視圖。圖6是沿圖5的線A-A'所取的截面圖。參考附圖4和6，本發(fā)明另一個(gè)例示性實(shí)施方案的制造層壓陶瓷電子部件的方法包括將硫化合物與金屬粉末混合；由所述混合物制備硫-金屬前體；通過在高溫下使所述硫-金屬前體反應(yīng)而制備硫包被的金屬粉末；制備含有所述硫包被的金屬粉末的內(nèi)電極用糊膏；在多個(gè)生片中由所述糊膏形成內(nèi)電極層；通過對所述內(nèi)電極層的生片進(jìn)行層壓來形成層壓體；通過對所述層壓體進(jìn)行壓縮和切割來制造生芯片；以及通過對所述生芯片進(jìn)行燒制來制造陶瓷元件。首先，制備了按照本發(fā)明的例示性實(shí)施方案制造的硫包被的金屬粉末(Si至S4)?？梢酝ㄟ^與圖1的例示性實(shí)施方案相同的方法來制造硫包被的金屬粉末。接下來，通過使用硫包被的金屬粉末來制備用于形成電極的糊膏。(S5)。除了按照圖1的例示性實(shí)施方案制造的硫包被的金屬粉末之外，還通過一般的制造方法制造了用于形成電極的糊膏。之后，通過使用用于形成電極的糊膏來制造層壓陶瓷電子部件，并且通過如下所述的一般制造方法來進(jìn)行制造過程。特別地，將對制造層壓陶瓷電容器的方法進(jìn)行說明。首先，制備多個(gè)生片。為了制備所述生片，陶瓷生片，通過將諸如鈦酸鋇(BaTiO3) 的粉末與陶瓷添加劑、有機(jī)溶劑、增塑劑、粘合劑以及分散劑混合并對混合物進(jìn)行籃式研磨而形成漿料，并將所述漿料涂布在底膜上，然后干燥至具有幾微米的厚度并形成介電層 111。另外，在生片上對用于形成電極的糊膏進(jìn)行分配，在一個(gè)側(cè)向上移動(dòng)涂刷器，并通過導(dǎo)電糊膏形成內(nèi)電極層130a和130b (S6)。如上所述，在形成內(nèi)電極層130a和130b之后，將生片從底膜分離，并層壓多個(gè)生片以形成層壓體。隨后，在高溫高壓下對生片的層壓體進(jìn)行壓縮之后，通過切割工藝將壓縮的層壓體切割為預(yù)定尺寸，從而制造生芯片(S7)。之后，對生芯片進(jìn)行增塑、燒結(jié)、研磨以制造陶瓷燒結(jié)體110，并在其中形成外電極120a和120b，隨即進(jìn)行電鍍工藝，從而完成層壓陶瓷電子部件，特別地，層壓陶瓷電容器 100 (S8)。因此，按照本發(fā)明的該例示性實(shí)施方案，由于通過使用含有硫包被的金屬粉末的內(nèi)電極用糊膏形成了內(nèi)電極層，所以在整個(gè)燒制期間將收縮起始溫度提高了 100°c以上，從而使得有效地抑制了在燒制后陶瓷元件的分層和破裂。如上所述，在按照本發(fā)明的例示性實(shí)施方案通過使用硫包被的鎳粉末制造層壓陶瓷電子部件的方法中，確保了收縮抑制，可以容易地以粒子的形式制備鎳粉末并且可以容易地控制包被的硫的含量，從而確保均勻性。盡管已經(jīng)連同例示性實(shí)施方案對本發(fā)明已經(jīng)進(jìn)行了顯示和說明，但是對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不背離由所附權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的主旨和范圍的情況下，可以進(jìn)行修改和改變。因此，本發(fā)明的范圍將由所附權(quán)利要求書確定。
權(quán)利要求
1.一種制造硫包被的金屬粉末的方法，所述方法包括 將硫化合物與金屬粉末混合；由混合物制備硫-金屬前體；以及通過在高溫下使所述硫-金屬前體反應(yīng)而將所述硫包被在所述金屬上。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述金屬為選自銀(Ag)、鉛(Pb)、鉬(Pt)、鎳(Ni)和銅(Cu) 中的至少一種。
3.權(quán)利要求1的方法，其中通過在將所述硫化合物溶于純水中之后添加并攪拌所述金屬粉末，進(jìn)行所述硫化合物與所述金屬粉末的混合。
4.權(quán)利要求1的方法，其中通過在低壓下從所述混合物中除去溶劑來進(jìn)行所述硫-金屬前體的制備。
5.權(quán)利要求1的方法，其中所述硫化合物是硫酸銨。
6.權(quán)利要求3的方法，其中通過使用機(jī)械攪拌器來進(jìn)行所述攪拌。
7.權(quán)利要求4的方法，其中通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器來除去所述溶劑。
8.權(quán)利要求1的方法，其中在等離子體反應(yīng)器中進(jìn)行高溫下所述前體的反應(yīng)。
9.權(quán)利要求8的方法，其中所述等離子體反應(yīng)器是射頻等離子體反應(yīng)器。
10.通過權(quán)利要求1 9中任一項(xiàng)的方法制造的硫包被的金屬粉末。
11.權(quán)利要求10的粉末，其中所述金屬粉末上包被的硫的厚度為IOnm以下。
12.權(quán)利要求10的粉末，其中所述金屬粉末的收縮起始溫度比包被前的金屬粉末的收縮起始溫度高100°C以上。
13.一種內(nèi)電極用糊膏，其包含通過權(quán)利要求1 9中任一項(xiàng)的方法制造的硫包被的金屬粉末。
14.一種層壓陶瓷電子部件，其包含內(nèi)電極層，其含有通過權(quán)利要求1 9中任一項(xiàng)的方法制造的硫包被的金屬粉末；和介電層。
15.一種制造層壓陶瓷電子部件的方法，所述方法包括 將硫化合物與金屬粉末混合；由混合物制備硫-金屬前體；通過在高溫下使所述硫-金屬前體反應(yīng)來制備硫包被的金屬粉末；制備含有所述硫包被的金屬粉末的內(nèi)電極用糊膏；在多個(gè)生片中形成所述糊膏的內(nèi)電極層；通過對由所述內(nèi)電極層形成的所述生片進(jìn)行層壓來形成層壓體；通過對所述層壓體進(jìn)行壓縮和切割來制造生芯片；以及通過對所述生芯片進(jìn)行燒制來制造陶瓷燒結(jié)體。
16.權(quán)利要求15的方法，其中所述金屬是選自銀(Ag)、鉛(Pb)、鉬(Pt)、鎳(Ni)和銅 (Cu)中的至少一種。
17.權(quán)利要求15的方法，其中通過在將所述硫化合物溶于純水中之后添加并攪拌所述金屬粉末，進(jìn)行所述硫化合物與所述金屬粉末的混合。
18.權(quán)利要求15的方法，其中通過在低壓下從所述混合物中除去溶劑來進(jìn)行所述硫-金屬前體的制備。
19.權(quán)利要求15的方法，其中所述硫化合物是硫酸銨。
20.權(quán)利要求17的方法，其中通過機(jī)械攪拌器來進(jìn)行所述攪拌。
21.權(quán)利要求18的方法，其中通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器來除去所述溶劑。
22.權(quán)利要求15的方法，其中在等離子體反應(yīng)器中進(jìn)行高溫下所述前體的反應(yīng)。
23.權(quán)利要求22的方法，其中所述等離子體反應(yīng)器是射頻等離子體反應(yīng)器。
全文摘要
本發(fā)明涉及硫包被的金屬粉末、內(nèi)電極用糊膏和使用所述糊膏的層壓陶瓷電子部件及其制造方法。本發(fā)明公開了一種制造層壓陶瓷電子部件的方法以及使用所述方法制造的層壓陶瓷電子部件。制備硫包被的鎳粉末的方法包括將硫化合物與金屬粉末混合；由混合物制備硫-金屬前體；以及通過在高溫下使所述硫-金屬前體反應(yīng)而將所述硫包被在所述金屬上。在所述硫包被的鎳粉末中，確保了收縮抑制，所述鎳粉末可以容易地作為粒子來制備，并且可以容易地控制包被的硫的含量，從而確保均勻性。
文檔編號H01B1/02GK102467988SQ20111006225
公開日2012年5月23日 申請日期2011年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月8日
發(fā)明者宋橓模, 權(quán)祥勛, 許康憲, 金孝燮, 金建佑 申請人:三星電機(jī)株式會社