專利名稱：基于平衡電極內(nèi)漿和陶瓷膜收縮率的mlcc電容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子元件，尤其是基于平衡電極內(nèi)漿和陶瓷膜收縮率的MLCC電 容器。
背景技術(shù)：
MLCC(多層陶瓷電容器)是隨著電子產(chǎn)品數(shù)字化超小型化被廣泛采用的新型電容器，它具有高可靠、高精度、高集成、高頻率、低功率大容量、小型化、成本低等優(yōu)點(diǎn)。但MLCC 在工作應(yīng)力與環(huán)境應(yīng)力綜合作用下工作一段時(shí)間后會(huì)分別或同時(shí)產(chǎn)生某些失效現(xiàn)象。電容器的常見失效現(xiàn)象有介質(zhì)擊穿開路、電參數(shù)變化(電容量損耗角正切值增大、絕緣電阻下降或漏失、電流上升等)漏液、引線腐蝕或斷裂、絕緣子破裂或表面飛弧等電容器擊穿開路引線斷裂等，而絕緣子破裂等使電容器完全失去工作能力的失效屬致命性失效，其余一些失效會(huì)使電容不能滿足使用要求并逐漸向致命失效過渡影響系統(tǒng)的可靠性。引起MLCC失效的原因是多種多樣，而且各種MLCC的材料結(jié)構(gòu)制造工藝性能和使用環(huán)境各不相同失效機(jī)理也各不一樣；同一失效模式有多種失效機(jī)理，同一失效機(jī)理又可產(chǎn)生多種失效模式。目前理論研究關(guān)于MLCC失效機(jī)制表明，陶瓷薄膜的分層是MLCC失效的主要原因。而引起分層包括工藝和材料兩個(gè)方面的原因，在材料類的失效機(jī)制中又?jǐn)?shù)在排膠和燒結(jié)過程中內(nèi)漿收縮率大于陶瓷膜收縮率所致。已有的技術(shù)發(fā)明如早期的CN85108402A、 CN87105776和近期CN95106291. 3等都側(cè)重于在工藝和共燒的多層材料堆疊成分配比上下功夫，極少注意到內(nèi)漿和陶瓷片共燒的不同收縮率引起的陶瓷材料分層和電極與瓷體開裂機(jī)制，并在這個(gè)方面的工藝和材料選擇上有新的突破。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足，提供了一種性能優(yōu)良同時(shí)使用壽命長(zhǎng)的基于平衡電極內(nèi)漿和陶瓷膜收縮率的MLCC電容器。本發(fā)明的技術(shù)方案基于平衡電極內(nèi)漿和陶瓷膜收縮率的MLCC電容器，包括內(nèi)電極、與內(nèi)電極交替疊置的介質(zhì)層和包覆在外的端電極，所述端電極包括與內(nèi)電極連接的端電極底層、與外電路連接的端電極最外層和處于兩者中間的端電極阻擋層，所述內(nèi)電極由質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為25-68%的鎳粉與質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別為5-10%的乙基纖維素、10-15%的松節(jié)油、5-12%的乙酸和5% —15%的阻縮劑均勻混合而成的內(nèi)電極漿料通過絲印燒結(jié)而制得，其中燒結(jié)溫度為1000-1200度，鎳粉的粒徑范圍為20-70nm。優(yōu)選地，所述內(nèi)電極漿料由質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為57%的鎳粉與質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別為8%的乙基纖維素、13%的松節(jié)油、11 %的乙酸和11 %的阻縮劑均勻混合而成。優(yōu)選地，所述內(nèi)電極漿料中鎳粉的粒徑為47nm。優(yōu)選地，所述阻縮劑是主要成分為鈦酸鋇的陶瓷粉。優(yōu)選地，所述內(nèi)電極漿料中添加質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10%的陶瓷粉。優(yōu)選地，所述燒結(jié)溫度為1150度。
優(yōu)選地，所述介質(zhì)層為陶瓷基片，其主要成分為鈦酸鋇。優(yōu)選地，所述端電極底層為銅金屬電極。優(yōu)選地，所述端電極最外層為錫焊接層。優(yōu)選地，所述端電極阻擋層為鎳鍍層。本發(fā)明在MLCC制造的排膠和燒結(jié)環(huán)節(jié)上從配料和工藝兩個(gè)方面降低電極漿料的收縮率以適應(yīng)陶瓷片的收縮率，從而遏制或降低MLCC的失效率，在保持MLCC產(chǎn)品的優(yōu)良性能的同時(shí)，最終達(dá)到提高M(jìn)LCC產(chǎn)品的長(zhǎng)壽性能。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明燒結(jié)工藝中內(nèi)電極與介質(zhì)層的收縮率比較圖。圖中1.介質(zhì)層，2.內(nèi)電極，3.端電極最外層，4.端電極阻擋層，5.端電極底層。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但并不是對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。實(shí)施例1如圖1所示，基于平衡電極內(nèi)漿和陶瓷膜收縮率的MLCC電容器，包括內(nèi)電極2、與內(nèi)電極2交替疊置的介質(zhì)層1和包覆在外的端電極，端電極包括與內(nèi)電極2連接的端電極底層5、與外電路連接的端電極最外層3和處于兩者中間的端電極阻擋層4。內(nèi)電極2為在由粒徑為47nm的鎳粉與有機(jī)溶劑乙基纖維素、松節(jié)油和乙酸均勻混合而成的內(nèi)電極漿料內(nèi)添加主要成分為鈦酸鋇的陶瓷粉通過絲印燒結(jié)而制得，其中個(gè)組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為鎳粉57%、乙基纖維素8%、松節(jié)油13%、乙酸12%、陶瓷粉10%，燒結(jié)溫度為1150度；介質(zhì)層1為Y7R502型鈦酸鋇陶瓷，鈦酸鋇基X7R502型，其主要參數(shù)為室溫介電常數(shù)可達(dá)5000左右，室溫介電損耗< 1%，電阻率為川口口側(cè)，擊穿場(chǎng)強(qiáng)日！^/讓，容溫變化率彡士 10% ；端電極最外層3為與外電路相連的錫焊接層；端電極底層5為與內(nèi)電極相連用來引出電容器容量的銅金屬電極；端電極阻擋層4為起熱阻擋作用的鎳鍍層。實(shí)施例2如圖1所示，基于平衡電極內(nèi)漿和陶瓷膜收縮率的MLCC電容器，包括內(nèi)電極2、與內(nèi)電極2交替疊置的介質(zhì)層1和包覆在外的端電極，端電極包括與內(nèi)電極2連接的端電極底層5、與外電路連接的端電極最外層3和處于兩者中間的端電極阻擋層4。內(nèi)電極2為在由粒徑為47nm的鎳粉與有機(jī)溶劑乙基纖維素、松節(jié)油和乙酸均勻混合而成的內(nèi)電極漿料內(nèi)添加主要成分為鈦酸鋇的陶瓷粉通過絲印燒結(jié)而制得，其中個(gè)組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為鎳粉55%、乙基纖維素9%、松節(jié)油11%、乙酸10%、陶瓷粉10%，燒結(jié)溫度為1150度；介質(zhì)層1為Y7R502型鈦酸鋇陶瓷，鈦酸鋇基X7R502型，其主要參數(shù)為室溫介 電常數(shù)可達(dá)5000左右，室溫介電損耗< 1%，電阻率為川口口側(cè)，擊穿場(chǎng)強(qiáng)日！^/讓，容溫變化率彡士 10% ；端電極最外層3為與外電路相連的錫焊接層；端電極底層5為與內(nèi)電極相連用來引出電容器容量的銅金屬電極；端電極阻擋層4為起熱阻擋作用的鎳鍍層。如圖2所示，由于陶瓷介質(zhì)和絲印電極是在同一溫度下燒成，兩者的收縮率不一樣，若控制不當(dāng)會(huì)嚴(yán)重影響電容器的性能。與陶瓷介質(zhì)膜相比較，電極燒成收縮速度較快。 這會(huì)造成電極膜失掉連續(xù)性，其結(jié)果是導(dǎo)致電容量下降及等效串聯(lián)電阻增大。另外由于這種收縮上的差異，在電容器內(nèi)形成一定內(nèi)應(yīng)力，使陶瓷介質(zhì)層產(chǎn)生再分層現(xiàn)象。故在電極漿料中添加適當(dāng)添加劑來控制電極收縮速度是相當(dāng)重要的。試驗(yàn)結(jié)果(如圖2所示)表明， 當(dāng)陶瓷粉的加入量(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))大于10%時(shí)，鎳電極電漿的收縮率明顯減慢，與陶瓷介質(zhì)在1000-1200°C收縮率失配現(xiàn)象明顯減小，當(dāng)加入量(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))到20%時(shí)，鎳漿絲印漿料與陶瓷介質(zhì)具有相同的收縮率。本發(fā)明的MLCC電容器性能值如下表
權(quán)利要求
1.基于平衡電極內(nèi)漿和陶瓷膜收縮率的MLCC電容器，包括內(nèi)電極、與內(nèi)電極交替疊置的介質(zhì)層和包覆在外的端電極，所述端電極包括與內(nèi)電極連接的端電極底層、與外電路連接的端電極最外層和處于兩者中間的端電極阻擋層，其特征在于所述內(nèi)電極由質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為25-68%的鎳粉與質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別為5-10%的乙基纖維素、10-15%的松節(jié)油、5-12%的乙酸和5%—15%的阻縮劑均勻混合而成的內(nèi)電極漿料通過絲印燒結(jié)而制得，其中燒結(jié)溫度為1000—1200度，鎳粉的粒徑范圍為20-70nm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于平衡電極內(nèi)漿和陶瓷膜收縮率的MLCC電容器，其特征在于所述內(nèi)電極漿料由質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為57%的鎳粉與質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別為8%的乙基纖維素、 13%的松節(jié)油、11%的乙酸和11%的阻縮劑均勻混合而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于平衡電極內(nèi)漿和陶瓷膜收縮率的MLCC電容器，其特征在于所述內(nèi)電極漿料中鎳粉的粒徑為47nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于平衡電極內(nèi)漿和陶瓷膜收縮率的MLCC電容器，其特征在于所述阻縮劑是主要成分為鈦酸鋇的陶瓷粉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的基于平衡電極內(nèi)漿和陶瓷膜收縮率的MLCC電容器，其特征在于所述內(nèi)電極漿料中添加質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10%的陶瓷粉。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于平衡電極內(nèi)漿和陶瓷膜收縮率的MLCC電容器，其特征在于所述燒結(jié)溫度為1150度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于平衡電極內(nèi)漿和陶瓷膜收縮率的MLCC電容器，其特征在于所述介質(zhì)層為陶瓷基片，其主要成分為鈦酸鋇。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于平衡電極內(nèi)漿和陶瓷膜收縮率的MLCC電容器，其特征在于所述端電極底層為銅金屬電極。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于平衡電極內(nèi)漿和陶瓷膜收縮率的MLCC電容器，其特征在于所述端電極最外層為錫焊接層。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于平衡電極內(nèi)漿和陶瓷膜收縮率的MLCC電容器，其特征在于所述端電極阻擋層為鎳鍍層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電子元件，尤其是基于平衡電極內(nèi)漿和陶瓷膜收縮率的MLCC電容器，包括內(nèi)電極、與內(nèi)電極交替疊置的介質(zhì)層和包覆在外的端電極，所述端電極包括與內(nèi)電極連接的端電極底層、與外電路連接的端電極最外層和處于兩者中間的端電極阻擋層，所述內(nèi)電極由質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為25-68%的鎳粉與質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別為5-10%的乙基纖維素、10-15%的松節(jié)油、5-12%的乙酸和5%-15%的阻縮劑均勻混合而成的內(nèi)電極漿料通過絲印燒結(jié)而制得，其中燒結(jié)溫度為1000—1200度，鎳粉的粒徑范圍為20-70nm。本發(fā)明在保持MLCC產(chǎn)品的優(yōu)良性能的同時(shí)，最終達(dá)到提高M(jìn)LCC產(chǎn)品的長(zhǎng)壽性能。
文檔編號(hào)H01G4/30GK102222564SQ20111008113
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月31日
發(fā)明者向榮, 吳德余 申請(qǐng)人:億曼豐科技(深圳)有限公司