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1、本文格式为Word版，下载可任意编辑片式叠层陶瓷电容器用溅金属超细镍粉 片式叠层陶瓷电容器用溅金属超细镍(铜)粉 一、内电极电子浆料现状 电子浆料是一种集电子、化工、冶金、陶瓷为一体的高薪技术产品，主要是由功能材料、黏合剂、有机载体、添加热等组成，应用于片式叠层陶瓷电容器、片式电阻器、片式电感器、厚膜混合集成电路、电子线路、敏感元件等电子行业领域，是电子工业中重要的根基材辩之一。随应用目的不同可分为内电极浆、端电极浆、电阻浆料、介质浆料、导体浆料以及低温固化浆料等。 在片式叠层陶瓷电容器的擞产过程中。它通过丝网印刷和辩端方式，而后经过烧结工艺来制成电容器的内外电极。早期，片容内浆中以银钯为主，
2、由子钯的价格较为昂贵，致使银钯内电极的本金占整个MLCC本金的一半以上。高层数电容甚至高达8090。导致以银钯为内电极的MLCC生产本金很高。反之，MLCC市场价格又在不断下滑，MLCC生产厂家隧临高本金低利润的严竣形势。为解决本金问题，国外更加是日本的MLCC制造企业以残金属(Ni、Cu)作为电极来制造MLCC，从两大大降低了本金，提高了市场竞争力。21世纪初，广东风华公司在国内首家实现了Ni电极井式多层陶瓷电容器的产业化。另外。随着欧盟RoHS指令的实施以及我国政府也公布了相关的环境法规。电子浆料的无公害日益弓l起了人们的重视。 目前国内市场电子浆料年需求量近l000吨。大约60需要依靠国
3、矮进图。其中普遍银浆约30，中档银、银钯、银铂、金浆料、电阻类浆料约占40，高水平、高质量的导体浆料、电阻浆料、介质浆料约占30。 国内研究生产电子浆辩的公司对比多，在对比知名的电子浆jIs厂家中，外资主要有东莞杜邦电子材料有限公司、上海往矿电子浆料有限公司、上海大洲电子材料有限公司等；内资主要有华经股份宏星电子浆料有限公司、昆明贵金属研究所、广东风华高新科技股份有限公司等20多家公司。 二、MLCC材料的选择 (一)内浆料的选择 在瓷粉选定以后，需要选择对应的内浆匹配。在选择内浆时。主要考虑到以下几点。 1材料体系 银钯电极体系的瓷粉需要匹配银钯金属内浆；镍电极体系的瓷粉需要匹配镍金属内浆。
4、 2温度特性系列 对于不同温度特性的瓷粉，匹配的内浆也有所不同，主要识别在于内浆中的无机添加物的差异。一般处境下。内浆中的无机添加物与糨匹配瓷粉的主晶相一致或相近。只是在粒度方磷要求更小更平匀。因此，XSR、X7R内浆中一般添加钛酸钡，Y5V瓷粉中一般添加镀钛酸钡，而NP0就对比繁杂，有添加二氧化钛的，也有添加瓷粉主晶相材料的。 3瓷粉在热膨胀收缩曲线方面的匹配 瓷粉与内浆是两种完全不同的材料体系，在高温烧结过程中分别发生不同的化学回响，收缩开头时间以及过程收缩速率都不一致，烧结完成后的最终收缩率也有较大差异，这种差异过大会导致烧结后产晶开裂与分层。为了分析瓷粉内浆在烧续收缩方面的匹配性，业界
5、常见的做法是模拟烧结曲线与气氛，分析瓷粉膜片与内浆的热膨胀收缩曲线，从而优选出与瓷粉差异较小的内电极浆料。 4制作产品的电性能与稳当性 在选配内电极浆料时。要考虑舞产品的电性能与稳当性。内电极浆料的金属含量与无机固含量对电性能墨稳当性影响很大，金属含量过低或无机固含量过高，会导致内电 极连续性偏差，引起损耗值偏高。品质因素(Q值)偏低，容量分散，在电冲击与热冲击试验时会展现容量降低，损耗上升，甚至会展现开裂现象，金属含量过高会导致在热冲击时开裂。 MLCC布局 （二）原料的操纵 1内浆 内浆是由金属粉、无机添加物、树脂以及其他添加剂按确定的配方比例组成的具有确定的黏度、触变性能、流平性能并适用
6、子丝网印刷工艺的浆状混合物，它是形成陶瓷电容器内电极的材料，其与瓷粉的践配性对于MLCC质量影响很大，其检验从物理性能、小批量投产试验来举行。 11物理性能 内电极浆物理性能检测工程包括黏度、粒度、无机固含量、有机固含量。黏度的大小影响浆料的可印刷性及流变性，适合的黏度是良好内电极图形的保证；粒度大小对于确保电极的连续性及制作薄的电极时有很大的作用；无机固含量和有机固含量是保证内浆的物理性能和瓷膜的匹配性能，以上的性能会影喷到内电极浆料的烧结收缩率与内电极连续性，同时也会直接影响产品内部应力。 (1)黏度 黏度：流体滚动的剪切应力除以流层方向的速度梯度。即： =/D 其中：为剪切应力； D为垂
7、直于流层的方向上的速度梯度。 图99恒温黏度计 检测浆料黏度的仪器是恒温黏度计(图99)。操作程序：首先将黏度计电源开启，预热l0分钟左右，调整水平。玻璃棒上下左右平匀搅拌待测黏度的浆料，从搅拌平匀的浆料中取出51克浆料放在测量器皿中，然后放于测试点，选定规定旋子及设计规定时间，再预热5分钟后，开头测试及读数。 (2)粒度 粒度反映浆料金属粉的颗粒大小处境，粉体粒度越小，其所印刷出来的图形越均匀，且印刷电极越薄，但并不是金属粉体粒度越小越好，务必考虑与瓷膜的搭配。因此在开发一种新内浆时，检测浆料的粒度是必要的。浆料粒度大小检测步骤如下： 第一步：从待检浆料中取出23克，放于明净的烧杯中； 其次
8、步：参与确定量的无水乙醇，使用玻璃棒举行充分搅拌； 第三步：静置l0分钟； 第四步：逐渐将无永乙醇倒出； 第五步：屡屡重复其次、第三、第四步骤，直到展现明净的粉体。 通过扫描电子显微镜放大倍数来检测其颗粒尺寸，如图910所示。 图910扫描电子显微镜图片 还有一种检测方法是采用刮板细度检测。 刮板细度检测：一个外观肖凹槽的乎钢块，其凹槽的深度由一端的最大变化至另一端的零值。在钢块上标注出一个或多个凹槽深度的标尺，以读出测量颗粒的大小(图 9-11)。 图911刮板细度检测法 测量步骤如下： 第一步：将搅拌浆料抽取05士01克放在刮板细度计上端： 其次步：从上往下刮(见图9-l2)，从下往上数其
9、次条割断的地方刻度为该浆粒度(但对于不同企业使用的读数标准均有微小识别)。 图912刮板示意图 (3)无机固含量 无机固含量又叫不挥发物含量，是指浆料中含有的不挥发物的量，一般用不挥发物的质量百分数表示，也可用体积百分数表示。 操纵浆料的无机固含量，就是稳定每批浆料在单位面积上所分布的无机材料。目的是稳定每批浆料单位面积上印刷的内电极的重量。 单位面积(平方英寸)上印刷的内电极的重量俗称镍重/银重，在MLCC制造过程中对于内电极的厚薄(轻重)有着严格的要求，内电极过厚(重)，易导致电容器内片面层；过薄(轻)，易导致电容器内部电极连接不良，电容器DF值偏高，容量值分散。 无机固含量检测，步骤如下
10、： 第一步：将空坩埚称好重量，并记录好数据M1； 其次步：从待检浆料中，抽取1503克的浆料放于称好重的坩埚中，并记录好数据，用M2表示； 第三步：将坩埚放于l25的烘箱中烘5小时，取出后放于枯燥器冷却l5分钟后再称其重量，并记录好数据，用M3表示； 第四步：取出冷却后的样品放于指定的试验炉举行烧结，待冷却后称霞并记录好数据，用M4表示； 第五步：根据公式：(M4-M1)(M2-M1)计算出该浆料的无机固含量。 (4)有机固含量 有机固含量检测，步骤跟无机固含量检测一样，其计算公式为：(M4-M1)(M2-M1) 2电气性能与工艺适用性 通过将待检验的内浆按照确定的工艺制成陶瓷电容器。跟进电容
11、器的电性能及稳当性，并跟进过程的质量状态。内浆的检测也类似瓷粉检测，只是试验工程比瓷粉少。试验工程主要有：耐焊接热试验、抗弯曲试验、水煮试验。工艺适用性主要指丝印的银镍重、外观等。 电容器用电子浆科一般由金属粉、有机载体、溶剂、玻璃粉等组成，作为其中的主要功能相的金属粉为了得志使用要求。一般要具备： 有适合的熔点； 烧结后有优良导电性： 有适合的粒径、形貌和分散性。 MLCC内电极浆料常用的金属有银钯和镍，端电极浆料最常用的金属有银和铜，其中银钯和银又称贵金属。从金属在静态空气中的热分析(室温-l000。5 Kmin)曲线可知，银钯粉(银/钯=73，重量比)在250左右钯开头氧化，但当温度大于
12、800，钯又得到完全恢复，银粉在分析中那么无氧化现象发生，所以这两种金属作为电极的MLCC可在空气气氛下烧结；而镍和铜在静态空气中豹热分析显示有明显的氧化， 虽不能再恢复，故以这两种金属作为电极的MLCC只能在恢复的气氛中烧结。 表 MLCC常用电极材料物理性能 金属 Pd Ag Ni Cu 密度(g/cm) 1202 10.46 8.90 8.96 2 熔点() 1 554 96l 1 453 1 083 电阻率(cm298 K) 9.93 1,59 6.84 1.7 为了得志电子浆料的使用要求，金属粉的微观形貌一般为球形或片状，粒径为亚微米级(0.11m)和微米级(大于1m)。电子浆料用金
13、属粉都可统称为超细金属粉。 在介绍超细金属粉之前。我们先了解下面几个物理概念： 晶粒：指单晶颗粒，即颗粒内为单相，无晶界。 一次颗粒：指含有低气孔率的一种独立的粒子，颗粒内部可以有界面，例如相界、晶界等。 团聚体：指由一次颗粒通过外观力或固体桥键作用形成的更大颗粒。团聚体可分为硬团聚体和软团聚体两种。粉体颗粒之润通过弱的相互作用(如范德华力)聚集在一起，在外力(如剪切、撞击)作用下能分开，这种团聚叫做软团聚，只存在软团聚的粉体分散性一般都很好；粉体颗粒界面间通过猛烈的物理化学键合作用聚集起来。称为硬团聚，硬团聚很难再通过施加外力使其分开成一次颡粒，其分数性差。 超细粉体的艘子一般指一次颗粒，它的布局可以是品态、非晶态和准晶态。可以是单相、多相或多晶布局。只有一次颗粒为单晶体时，超细粉体的粒径才与鼎粒尺寸(晶粒度)一致。 超细镍(铜)粉的制作方法 超细粉体的制备方法多种多样，按性质归类可分为化学方法和物理方法。其中化学法常用的有化学气相沉积法和化学液檩沉淀法。 1化学气相沉积法 9
