本技術涉及電子元件材料領域,更具體地說,它涉及一種mlcc高頻用優(yōu)化型貴金屬鈀銀內(nèi)電極漿料及其制備方法。
背景技術:
1、在電子工業(yè)的飛速發(fā)展中,多層陶瓷電容器(mlcc)作為集成電路中的重要被動元件,其性能對于電子設備的整體表現(xiàn)起著至關重要的作用。隨著電子產(chǎn)品向高頻化、小型化、集成化方向持續(xù)演進,mlcc的設計與制造面臨了前所未有的挑戰(zhàn)。高頻工作環(huán)境下,mlcc不僅需要具備優(yōu)異的電氣性能,如低阻抗、高電容密度和良好的溫度穩(wěn)定性,還必須能在極端條件下保持高可靠性和長壽命。
2、目前,市場上主流的mlcc內(nèi)電極漿料多采用銀鈀合金體系,這一體系結合了銀的高導電性和鈀的優(yōu)異耐腐蝕性,一定程度上滿足了常規(guī)應用的需求。然而,在高頻及高速信號傳輸?shù)膽脠鼍爸?,傳統(tǒng)的銀鈀合金內(nèi)電極漿料逐漸暴露出局限性。
3、具體而言,其關鍵問題在于漿料中的金屬和無機粉體顆粒容易發(fā)生聚集,形成難以分散的團聚體。這種不均勻的顆粒分布在印刷過程中會導致明顯的“咖啡環(huán)效應”,即邊緣區(qū)域墨跡較厚而中心區(qū)域較薄,使得印刷電極表面平整度大幅下降。
4、這種不均勻的沉積在后續(xù)燒結過程中會引發(fā)一系列問題。一方面,電極的不連續(xù)會顯著降低電流傳導效率,增加信號傳輸?shù)难舆t和損耗;另一方面,電荷在電極表面的不均勻分布會加劇電容器的充放電波動,影響其充放電性能和循環(huán)穩(wěn)定性,從而縮短mlcc的使用壽命。此外,團聚體還可能導致燒結后的電極出現(xiàn)微裂紋或孔隙,進一步降低其機械強度和耐溫性能。
技術實現(xiàn)思路
1、為了解決上述問題,緩解顆粒團聚問題、優(yōu)化漿料流動性,提高漿料的整體均一性,本技術提供一種mlcc高頻用優(yōu)化型貴金屬鈀銀內(nèi)電極漿料及其制備方法。
2、第一方面,本技術提供一種mlcc高頻用優(yōu)化型貴金屬鈀銀內(nèi)電極漿料,采用如下的技術方案:
3、一種mlcc高頻用優(yōu)化型貴金屬鈀銀內(nèi)電極漿料,按照重量百分比,包括以下組分:45%-65%鈀銀合金粉、30%-50%有機載體、1.0%-8.0%無機添加劑、0.5%-1.5%分散劑;有機載體包括乙基纖維素、氫化松香、二乙二醇丁醚醋酸酯;按照有機載體的重量百分比,乙基纖維素為5%-10%,氫化松香為0.1%-1%;
4、無機添加劑至少包括氧化鋯、氧化鋁、鈦酸鋇中的一種;
5、分散劑包括分散劑a、分散劑b,分散劑a至少包括硬酯酸銨、油酸銨、亞油酸銨中的一種,分散劑b至少包括聚乙二醇辛基醚酯酸胺、聚氧乙烯聚氧丙烯胺醚、聚乙二醇辛酯酸胺鹽、聚氧乙烯月桂醇醚檸檬酸酯、聚氧乙烯聚醚脂酸胺中的一種。
6、通過采用上述技術方案,選擇特定的有機載體(如乙基纖維素、氫化松香、二乙二醇丁醚醋酸酯)作為漿料的基礎骨架,與特定分散劑、無機添加劑復配形成基礎體系。配方中少量的特選無機添加劑(氧化鋯、氧化鋁、鈦酸鋇中的一種),以其微小且均勻的顆粒尺寸,以及優(yōu)異的物理化學性質,有效防止了鈀銀合金粉在漿料中的團聚現(xiàn)象。同時,它們可以協(xié)同分散劑,作為分散穩(wěn)定劑,與有機載體共同構建了漿料的穩(wěn)定分散體系,確保了印刷時電極表面的平整度。該特定的分散體系為鈀銀合金粉的分散提供良好基礎,并提供了良好的流變性和涂覆性,這一關鍵成分確保了漿料在制備、儲存及使用過程中均能維持穩(wěn)定狀態(tài)。
7、優(yōu)選的分散劑a、分散劑b是由聚合有機物與銨離子結合而成的鹽類,具有良好的表面活性和乳化作用,作為分散劑,能夠幫助穩(wěn)定固體顆粒在液體基質中,防止顆粒聚集。分散劑a與分散劑b的協(xié)同作用,還促進了漿料的均勻性和放置穩(wěn)定性。這種協(xié)同增效機制是確保漿料性能優(yōu)化的關鍵因素之一。
8、值得強調的是,有機載體、無機添加劑與分散劑三者之間的協(xié)同配合是本技術成功的關鍵。任何一者的缺失或替換都將導致漿料性能的顯著下降。有機載體提供了漿料的基礎結構,無機添加劑確保了粉體的穩(wěn)定分散,而分散劑則通過其表面活性作用強化了這一分散效果。三者相互依存、相互促進,共同構成了本技術優(yōu)化型內(nèi)電極漿料的獨特優(yōu)勢。
9、優(yōu)選的,按照重量百分比,mlcc高頻用優(yōu)化型貴金屬鈀銀內(nèi)電極漿料包括以下組分:50%-60%鈀銀合金粉、35%-45%有機載體、2.0%-5.0%無機添加劑、0.5%-1.5%分散劑。
10、通過采用上述技術方案,進一步限定體系中各原料的用量配合關系,使得漿料得以更加充分分散,并保持穩(wěn)定狀態(tài)。
11、優(yōu)選的,所述分散劑a與分散劑b的重量比為(0.8-1.2):(0.8-1.2)。
12、優(yōu)選的,所述分散劑a為硬酯酸銨,分散劑b為聚氧乙烯聚氧丙烯胺醚。
13、通過采用上述技術方案,進一步限定分散劑a與分散劑b的種類及用量配合關系,能夠更充分發(fā)揮協(xié)同配合關系,增強幫助穩(wěn)定固體顆粒在液體基質中,防止顆粒聚集。
14、優(yōu)選的,所述鈀銀合金粉的粒徑為0.2μm-0.8μm。
15、優(yōu)選的,所述鈀銀合金粉中,鈀占2%~70%,相應的銀占比在98%~30%。
16、優(yōu)選的,所述無機添加劑為5nm-15nm的納米氧化鋯。
17、通過采用上述技術方案,優(yōu)選的納米氧化鋯顆粒小,在體系中分散穩(wěn)定,且氧化鋯材質熔點高,自身收縮性小,用于漿料中包覆于金屬導電顆粒周圍,能有效控制金屬導電相的收縮,幫助實現(xiàn)與基材的收縮匹配。
18、優(yōu)選的,所述mlcc高頻用優(yōu)化型貴金屬鈀銀內(nèi)電極漿料還包括有防沉劑、流平劑。
19、優(yōu)選的,防沉劑占電極漿料重量百分比的0.2%-0.8%。
20、優(yōu)選的,所述防沉劑至少包括聚酰胺蠟、聚乙烯蠟、有機膨潤土中的一種或多種。
21、優(yōu)選的,流平劑占電極漿料重量百分比的0.1%-0.5%。
22、優(yōu)選的,所述流平劑至少包括丙烯酸聚合物、硅油、有機硅樹脂中的一種。
23、優(yōu)選的,流平劑為丙烯酸聚合物。
24、通過采用上述技術方案,添加少量的丙烯酸聚合物,降低漿料對基材的表面張力,提高潤濕性,且具有消泡能力強的特點,不僅能夠提高漿料的流平性,而且提高了漿料印刷的致密性,提高最終產(chǎn)品性能。
25、優(yōu)選的,有機載體是乙基纖維素、氫化松香、二乙二醇丁醚醋酸酯溶解制成。
26、第二方面,本技術提供一種mlcc高頻用優(yōu)化型貴金屬鈀銀內(nèi)電極漿料的制備方法,采用如下的技術方案:
27、一種mlcc高頻用優(yōu)化型貴金屬鈀銀內(nèi)電極漿料的制備方法,包括以下步驟:
28、步驟1:將有機載體、無機添加劑、分散劑攪拌至目測無干粉狀態(tài),研磨至細度7.5μm以下;
29、步驟2:加入鈀銀合金粉攪拌,研磨分散至細度5.0μm以下,得到mlcc高頻用優(yōu)化型貴金屬鈀銀內(nèi)電極漿料。
30、優(yōu)選的,一種mlcc高頻用優(yōu)化型貴金屬鈀銀內(nèi)電極漿料的制備方法,包括以下步驟:
31、步驟1:使用手工或動力混合機將有機載體、無機添加劑、分散劑攪拌至目測無干粉狀態(tài),用三輥軋機研磨至細度7.5μm以下;
32、步驟2:加入鈀銀合金粉攪拌,用三輥軋機研磨分散至細度5.0μm以下,得到mlcc高頻用優(yōu)化型貴金屬鈀銀內(nèi)電極漿料。
33、行業(yè)內(nèi)一般對原材料中的無機添加劑,采用添加鋯球球磨分散處理過濾后添加方式;對原材料中的金屬粉使用高速攪拌機或高速剪切乳化機,攪拌速度在2800r/min以上,進行乳化處理。在總的制備工藝上,雖然對配方中的原材料進行了充分的預分散處理,但在不考慮工時問題下,使用的治具增多,工藝增多,受污染風險也會相應增大。
34、通過采用上述技術方案,采取預先軋制處理無機添加劑工藝,不同于傳統(tǒng)工藝借助鋯球行星磨處理,漿料設計配比上更精準,而且工藝操作更方便,同時也降低了傳統(tǒng)工藝因操作不慎引入無機添加劑進而損壞三輥軋機大設備的風險。
35、優(yōu)選的,mlcc高頻用優(yōu)化型貴金屬鈀銀內(nèi)電極漿料還包括有防沉劑、流平劑時,在步驟1中加入,與有機載體、無機添加劑、分散劑共同攪拌混合。
36、綜上所述,本技術具有以下有益效果:
37、1、采用顆粒度集中的鈀銀合金粉末,來制作鈀銀漿料,可提高漿料的整體均一性,對提高產(chǎn)品性能穩(wěn)定性有幫助。
38、2、采取預先軋制處理無機添加劑工藝,不同于傳統(tǒng)工藝借助鋯球行星磨處理,漿料設計配比上更精準,而且工藝操作更方便,同時也降低了傳統(tǒng)工藝因操作不慎引入鋯球進而損壞三輥軋機大設備的風險。
39、3、配方中添加少量的納米氧化鋯,納米顆粒小分散穩(wěn)定,且氧化鋯材質熔點高,自身收縮性小,用于漿料中包覆于金屬導電顆粒周圍,能有效控制金屬導電相的收縮,幫助實現(xiàn)與基材的收縮匹配。
40、4、分散劑a、分散劑b具有良好的表面活性和乳化作用,作為分散劑,能夠幫助穩(wěn)定固體顆粒在液體基質中,防止顆粒聚集,提高漿料放置穩(wěn)定性。
41、5、添加少量的丙烯酸聚合物,降低漿料對基材的表面張力,提高潤濕性,且具有消泡能力強的特點,不僅能夠提高漿料的流平性,而且提高了漿料印刷的致密性,提高最終產(chǎn)品性能。