CN109841405A

CN109841405A - 一种低温烧结mlcc用银端电极浆料

Info

Publication number: CN109841405A
Application number: CN201910310856.1A
Authority: CN
Inventors: 段磊
Original assignee: Beijing Yuan Six Hongyuan Electronic Polytron Technologies Inc
Current assignee: Beijing Yuan Six Hongyuan Electronic Polytron Technologies Inc
Priority date: 2019-04-18
Filing date: 2019-04-18
Publication date: 2019-06-04
Anticipated expiration: 2039-04-18
Also published as: CN109841405B

Abstract

本发明公开了一种低温烧结MLCC用银端电极浆料，包括银粉65.0～85.0wt.％、玻璃粉2.0～6.0wt.％和有机载体9.0～33.0wt.％；银粉中纳米银粉与微晶状银粉的重量比为(0.5～2.0)：1，纳米银粉和微晶状银粉的重量和与片状银粉的重量比为(2.0～7.0)：1。玻璃粉包括ZnO 38.0～55.0wt.％、SiO₂ 5.0～25.0wt.％、B₂O₃ 5.0～40.0wt.％、Al₂O₃ 5.0～20.0wt.％、K₂O 1.0～6.0wt.％和Cu₂O 2.0～6.0wt.％；浆料在保证良好银层致密性的同时，可解决内外电极高温烧结时柯肯达尔效应造成的连接处产生的空隙问题。

Description

一种低温烧结MLCC用银端电极浆料

技术领域

本发明涉及MLCC技术领域，具体涉及一种低温烧结MLCC用银端电极浆料。

背景技术

MLCC银端电极浆料一般包含三个部分：有机载体、玻璃粉和金属粉，其中有机载体的主要作用是分散金属粉和玻璃粉，使浆料具有一定的粘度、流平性、触变性，适用于电容器元件的浸渍涂覆；玻璃粉作为粘结相，主要起到烧结过程中连接金属电极与电容器瓷体的作用，保证外电极与瓷体间的良好附着；金属粉在高温烧结后形成金属连续电极，与内电极连通，作为电容器端电极材料。

端电极的内部致密性和内外电极的连接性决定电容器的可靠性：

内部致密性较差，电镀液容易侵蚀，在后期的焊接过程中，会产生电容失效现象，严重影响产品质量。

造成内外电极连接性较差的原因是在内外电极连接处存在一个有规律的空隙，而这个空隙造成原因主要为电极高温烧结过程内外电极的钯银金属组成所造成的，由于内电极为钯银电极，外电极为纯银电极，随着温度的升高，钯、银两种金属趋于合金化，在两种电极的界面处存在两种金属的扩散现象，其中银扩散到钯的速度为钯扩散到银的速度的十倍，因此，这种不对称的扩散现象造成了空隙的现象。虽然这种空隙现象是普遍存在的，但是这种空隙的存在是对电容器的老化性和附着性有一定的风险性。

因此需要改善以上两点不足来保证电容器的可靠性。

发明内容

针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供一种低温烧结MLCC用银端电极浆料，在保证良好银层致密性的同时，可解决内外电极高温烧结时柯肯达尔效应造成的连接处产生的空隙问题，提高电容器性能和可靠性。

本发明公开了一种低温烧结MLCC用银端电极浆料，包括：银粉65.0～85.0wt.％、玻璃粉2.0～6.0wt.％和有机载体9.0～33.0wt.％；其中：

所述银粉包括纳米银粉、微晶状银粉和片状银粉，所述纳米银粉的平均粒径为0.50～0.90μm，所述微晶状银粉的平均粒径为1.5～3.0μm，所述片状银粉的平均粒径为4.0～10.0μm，所述纳米银粉与微晶状银粉的重量比为(0.5～2.0)：1，所述纳米银粉和微晶状银粉的重量和与片状银粉的重量比为(2.0～7.0)：1；

所述玻璃粉包括ZnO 38.0～55.0wt.％、SiO₂ 5.0～25.0wt.％、B₂O₃5.0～40.0wt.％、Al₂O₃ 5.0～20.0wt.％、K₂O 1.0～6.0wt.％和Cu₂O 2.0～6.0wt.％。

作为本发明的进一步改进，所述银粉的制备方法为：

按所述银粉0.5～1.0wt.％的量添加表面活性剂预先分散在酒精溶液中；

将所述纳米银粉、微晶状银粉和片状银粉混合后的银粉加入到所述酒精溶液中，超声波震动分散进行预处理；

烘干溶剂，震动过筛得到预处理的银粉。

作为本发明的进一步改进，所述玻璃粉还包括2.0～6.0wt.％以下氧化物的一种或多种：

BaO、CaO、MgO和TiO₂。

作为本发明的进一步改进，所述玻璃粉的制备方法为：

将所述玻璃粉的无机粉体经混料机混合后，高温烧结并水淬，球磨至平均粒径为1.5～3.0μm的玻璃粉。

作为本发明的进一步改进，所述玻璃粉的烧结温度为400～600℃。

作为本发明的进一步改进，所述有机载体包括乙基纤维素、羟乙基纤维素、丙烯酸树脂中的一种或几种。

作为本发明的进一步改进，还包括：溶剂、偶联剂、触变剂和增塑剂。

作为本发明的进一步改进，所述银端电极浆料的烧结温度为600～700℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明所制成的银电极浆料，不含铅、性能优异，烧结温度600～700℃，全程烧结时间为55～75min，高温区烧结时间为8～15min，烧结后的芯片产品附着力优异且具有良好的银层致密性；同时，解决了内外电极高温烧结时，由柯肯达尔效应造成的连接处产生的空隙问题，提高产品性能和可靠性。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面对本发明做进一步的详细描述：

本发明目的是在使用合适的有机载体，保证浆料有合适的触变性，得到的产品外观良好的端头形貌的前提下，调整银粉不同粒径银粉以及不同尺度银粉的比例，同时选择合适烧结温度的玻璃来得到烧温在600～700℃的银浆，芯片产品外观及电性能合格，银层附着力优异且具有良好的致密性，有效的解决了内外电极高温烧结时柯肯达尔效应造成的连接处产生的空隙问题，提高了产品性能和可靠性。

为此，本发明提供一种低温烧结MLCC用银端电极浆料，包括：银粉65.0～85.0wt.％、玻璃粉2.0～6.0wt.％和有机载体9.0～33.0wt.％；其中：

本发明银粉包括纳米银粉(球形)、微晶状银粉和片状银粉，优选为纳米银粉、微晶状银粉和片状银粉三种成分组成的混合物；纳米银粉的平均粒径为0.50～0.90μm，微晶状银粉的平均粒径为1.5～3.0μm，片状银粉的平均粒径为4.0～10.0μm，纳米银粉与微晶状银粉的重量比为(0.5～2.0)：1，纳米银粉和微晶状银粉的重量和与片状银粉的重量比为(2.0～7.0)：1。

基于上述银粉的组成，本发明银粉的制备方法为：

按银粉0.5～1.0wt.％的量添加表面活性剂预先分散在酒精溶液中；将纳米银粉、微晶状银粉和片状银粉混合后的银粉加入到酒精溶液中，超声波震动分散进行预处理；烘干溶剂，震动过筛得到预处理的银粉。

其中，表面活性剂可选用司班85、吐温80中的一种，超声波震动分散的时间为30min。

本发明的玻璃粉包括ZnO 38.0～55.0wt.％、SiO₂ 5.0～25.0wt.％、B₂O₃5.0～40.0wt.％、Al₂O₃ 5.0～20.0wt.％、K₂O 1.0～6.0wt.％和Cu₂O 2.0～6.0wt.％；在此基础上还可包括2.0～6.0wt.％以下氧化物的一种或多种：BaO、CaO、MgO和TiO₂。

基于上述玻璃粉的组成，本发明玻璃粉的制备方法为：

将玻璃粉的无机粉体(玻璃粉的组分)经混料机混合后，高温烧结并水淬，球磨至平均粒径为1.5～3.0μm的玻璃粉。

其中，上述组分构成的玻璃粉的烧结温度为400～600℃。

本发明的有机载体包括乙基纤维素、羟乙基纤维素、丙烯酸树脂中的一种或几种。

本发明的浆料除银粉、玻璃粉和有机载体之外，还可添加溶剂、偶联剂、触变剂和增塑剂。其中，溶剂为松油醇、苯甲醇、二乙二醇***、丁基卡必醇醋酸酯、环己酮、丁基卡必醇、乙二醇单丁醚中的一种，表面活性剂司班85、吐温80中的一种，偶联剂为KH-550、KH-560、KH-570其中的一种，触变剂为氢化蓖麻油、卵磷脂、聚乙二醇中的一种，增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。

本发明低温烧结MLCC用银端电极浆料的制备工艺为：

按常规生产工艺流程制作，按配方比例将预处理的金属银粉和玻璃粉预先进行混合，分多次添加至有机载体中，经机械混合后利用三辊研磨机充分研磨轧圧，得到一定细度要求的浆料，经检验合格后，形成银电极成品浆料。

实施例

按照表1的1～5序号的配方，按银粉0.5～1.0wt.％的量添加表面活性剂预先分散在酒精溶液中；将纳米银粉、微晶状银粉和片状银粉混合后的银粉加入到酒精溶液中，超声波震动分散进行预处理；烘干溶剂，震动过筛得到预处理的银粉。

按照表2的1～7序号的配方，将玻璃粉的无机粉体(玻璃粉的组分)经混料机混合后，高温烧结并水淬，球磨至平均粒径为1.5～3.0μm的玻璃粉。

根据表1和表2中银粉和玻璃粉成分，制备表3所示的7组配方；并将表3序号1～7的浆料加工芯片去验证产品电性能和力学性能，来评价浆料性能。

表1本发明银粉配方表

表2本发明玻璃粉配方表

表3本发明浆料实施例配方组成及MLCC产品性能表

由上可知，本发明所制成的银电极浆料，不含铅、性能优异，烧结温度600～700℃，全程烧结时间为55～75min，高温区烧结时间为8～15min，烧结后的芯片产品附着力优异且具有良好的银层致密性；同时，解决了内外电极高温烧结时，由柯肯达尔效应造成的连接处产生的空隙问题，提高产品性能和可靠性。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种低温烧结MLCC用银端电极浆料，其特征在于，包括：银粉65.0～85.0wt.％、玻璃粉2.0～6.0wt.％和有机载体9.0～33.0wt.％；其中：

所述玻璃粉包括ZnO 38.0～55.0wt.％、SiO₂ 5.0～25.0wt.％、B₂O₃ 5.0～40.0wt.％、Al₂O₃ 5.0～20.0wt.％、K₂O 1.0～6.0wt.％和Cu₂O 2.0～6.0wt.％。

2.如权利要求1所述的低温烧结MLCC用银端电极浆料，其特征在于，所述银粉的制备方法为：

烘干溶剂，震动过筛得到预处理的银粉。

3.如权利要求1所述的低温烧结MLCC用银端电极浆料，其特征在于，所述玻璃粉还包括2.0～6.0wt.％以下氧化物的一种或多种：

BaO、CaO、MgO和TiO₂。

4.如权利要求1或3所述的低温烧结MLCC用银端电极浆料，其特征在于，所述玻璃粉的制备方法为：

5.如权利要求1或3所述的低温烧结MLCC用银端电极浆料，其特征在于，所述玻璃粉的烧结温度为400～600℃。

6.如权利要求1所述的低温烧结MLCC用银端电极浆料，其特征在于，所述有机载体包括乙基纤维素、羟乙基纤维素、丙烯酸树脂中的一种或几种。

7.如权利要求1所述的低温烧结MLCC用银端电极浆料，其特征在于，还包括：溶剂、偶联剂、触变剂和增塑剂。

8.如权利要求1所述的低温烧结MLCC用银端电极浆料，其特征在于，所述银端电极浆料的烧结温度为600～700℃。