[发明专利]一种高压片式多层陶瓷电容器的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种陶瓷电容器的制造方法，更具体地说，本发明涉及一种用镍作为内电极的高压多层片式陶瓷电容器制造方法。

背景技术

片式多层陶瓷电容器(MLCC)是一种新型电子元器件，大量用于通讯、计算机、家用电器等消费类电子整机的表面贴装中。随着全球表面安装技术的迅速发展，表面安装组件的产量迅速上升，MLCC需求不断上升。目前国内外高压高频多层片式瓷介电容器(MLCC)全部采用贵金属Ag/Pd材料为内电极，对于一些质量要求高的产品甚至采用全Pd内电极，而端电极则是Ag，这样必然导致生产成本过高的问题。Ag/Pd体系的MLCC产品在空气气氛中烧结，此技术发展时间较长，工艺较为成熟，国内外这方面的经验十分丰富。

采用贵金属作为内电极主要有以下几个方面的优点：

首先，由于内、外电极都采用不活泼的贵金属制作，排胶、烧结和烧端过程可以在空气中进行，使用的陶瓷介质体系不需要具有抗还原性，所以原材料的制作相对简单；

其次，由于排胶是在空气中进行的，氧含量充分，所以可以在较低温度和较短的时间内来完成排胶过程，工作效率相对较高，能源消耗相对较低。

但Ag/Pd体系的MLCC产品存在许多不足，主要表现在以下几方面：

首先，生产成本较高，由于采用贵金属Pd/Ag作内电极及贵金属Ag作端电极，导致较高的生产成本；

中国专利CN1287547A公开了一种用镍内电极与具有还原性瓷粉配合制得的多层陶瓷电容器，但该电容器不具备耐高电压的功能。

发明内容

本发明解决了Ni内电极的多层陶瓷电容器不耐高压的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种制造高压片式多层陶瓷电容器的方法，主要由瓷浆制备、制作介质膜片、交替叠印内电极和介质层、坯块干燥、层压、切割、排胶、烧结、倒角、封端、烧端工序组成，所述交替叠印内电极和介质层工序中，内电极采用镍金属Ni制作，端电极采用Cu制作，与采用Pd/Ag为内电极的MLCC产品相比，用Ni做内电极时，其抗折强度较大，这有利于抵抗在装配及基体切割时的机械应力作用。所述的封端工序中，端电极为金属Cu，Ni与Cu两者原子序数相邻，原子半径相近，烧端时二者更易结合成为一体，使得内外电极连接良好，从而保证产品具有优良的可靠性。

所述的烧结工序由排胶段、升温高温段、保温段、降温段、回火段组成，排胶段是在含H₂的N₂气氛保护下进行的，H₂的体积含量是总气体量的0.2～1.5％，温度由室温到T₁(700≤T₁≤850℃)时的升温速率1～2℃/min，排胶时间6～8小时；升温高温段在含H₂的N₂气氛保护下进行的，H2的体积含量是总气体量的0.8～2.5％，温度由T₁到达T₂(850℃＜T₂≤1330℃)时的升温速率3～7℃/min，T₂温度时的保温时间2～4小时，升温高温区是烧结工序最关键、也是最特别重要的环节，其工艺参数主要根据瓷料和内浆的温度匹配TMA曲线来实现。内浆在烧成过程中开始收缩温度1000℃，瓷料的在烧成过程中开始收缩温度1100℃，因此对烧成曲线在850℃～1330℃温度段的升温速率要求很高，烧结后芯片瓷体没有裂纹。

所述的烧端工序由低温排胶段、高温排胶段、高温保温段及降温段组成，其中低温排胶段在含O₂的N₂气氛保护下进行的，O₂含量控制在20～300ppm，温度由室温升到T₃温度(700≤T₃≤800℃)，高温排胶段在含O₂的N₂气氛保护下进行的，0₂含量O₂含量≤10ppm，温度由T₃升到T₄温度(800＜T₄≤960℃)。烧端采用分段式气氛保护烧端技术，排胶段要求有充分的氧来使高分子有机粘合剂分解，而高温排胶段的又不能太高，因为温度高时容易造成Cu氧化而失去导电性能；高温保温及降温段则要求氧含量低防止Cu氧化。该过程要求综合考虑Cu端电极不能被氧化、Cu端浆中的有机树脂充分排除、玻璃料在瓷体内的浸入深度等因素，这样以确保端电极结构致密、内外电极结合良好、与陶瓷体结合紧密。