[發(fā)明專利]鎳粉及其制法、導(dǎo)體糊及使用該糊的多層陶瓷電子元件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810083576.3
• 申請日: 2008-03-12
• 公開（公告）號: CN101264523A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秋本裕二;永島和郎;家田秀康;柳仁美
• 申請（專利權(quán)）人: 昭榮化學(xué)工業(yè)株式會社
• 主分類號: B22F9/16
• 分類號: B22F9/16;C04B35/622
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 李帆

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鎳粉，尤其是涉及適合用于形成多層陶瓷電子元件，如多層電容器、多層電感和多層致動(dòng)器(multilayer?actuator)中的電極的鎳粉，本發(fā)明還涉及含該鎳粉的導(dǎo)體糊，以及使用該糊的多層陶瓷電子元件。

背景技術(shù)

通常，以如下方式制造多層陶瓷電子元件(在下還可稱為“多層電子元件”)。把陶瓷原料粉如介電材料、磁性材料、或壓電材料粉末分散于樹脂粘合劑中制成薄片以制備陶瓷生片(在下文稱為“陶瓷片”)。把通過將包含作為主成分的導(dǎo)電性粉末和任選陶瓷粉末等的無機(jī)粉末分散在含有樹脂粘合劑和溶劑的載體(vehicle)中制備的內(nèi)電極用的導(dǎo)體糊，按照預(yù)定的圖案印刷在陶瓷片上，經(jīng)干燥去除溶劑而形成內(nèi)電極的干膜。把許多各具有如此獲得的內(nèi)電極用干膜的陶瓷片疊加并壓制而獲得未燒疊層制品，其中陶瓷片和內(nèi)電極的糊層交替疊加。把疊層制品切成預(yù)定的形狀，然后使其經(jīng)過粘合劑燃燒和消散的粘合劑去除過程，并于高溫下燒制同時(shí)進(jìn)行陶瓷層的燒結(jié)和內(nèi)電極層的形成而獲得陶瓷體。然后使端子電極與陶瓷體的兩個(gè)端面融合而獲得多層電子元件。端子電極和未燒制的多層體有時(shí)同時(shí)燒制(即，共燒)

近些年來主要使用賤金屬粉末如鎳和銅代替貴金屬如鈀和銀的粉末作為內(nèi)電極用的導(dǎo)體糊的導(dǎo)電粉末。因此，通常層壓制品的燒制是在具有很低的氧分壓的非氧化性氣氛中進(jìn)行的，以防止賤金屬在燒制過程中氧化。

作為小型化的需要，近些年來層數(shù)更多的多層電子元件不斷增長，因此快速轉(zhuǎn)向減少陶瓷層和內(nèi)電極層兩者的層厚度，尤其是，在使用鎳作為導(dǎo)電粉末的多層陶瓷電容器中。結(jié)果，厚度更薄的陶瓷片使用起來并且粒徑為1μm或更小，甚至于0.5μm或更小的特別細(xì)的鎳粉也在內(nèi)電極用的導(dǎo)體糊的用途中使用起來。

盡管如此，在如此特細(xì)的鎳粉情況下，鎳顆粒在電容器的燒制過程中過燒結(jié)而導(dǎo)致顆粒的生長，從而在內(nèi)電極中形成很大的空洞，并且另一個(gè)問題是電極最后變厚，所以對于厚度能降低多少就有了限制。

另外，細(xì)鎳粉的活性高，并且其燒結(jié)開始溫度特別低。特別是在非氧化性氣氛中燒制時(shí)，在初期階段(如在400℃或更低的低溫下)，甚至在較低活性的單晶顆粒下，燒結(jié)和收縮就開始。從另一方面來說，制作陶瓷片的陶瓷顆粒一般在比鎳粉顆粒高得多的溫度下開始經(jīng)受燒結(jié)。因此，當(dāng)陶瓷片和含上述鎳粉的內(nèi)電極糊共燒時(shí)，由于陶瓷層不與鎳膜一起收縮，鎳膜在平面方向上被拉伸。因此，認(rèn)為由于在較低的溫度下燒結(jié)而在鎳膜中產(chǎn)生的空洞，當(dāng)燒結(jié)在較高的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行時(shí)則傾向于擴(kuò)大成更大的空洞。當(dāng)在內(nèi)電極中產(chǎn)生如此大的空洞時(shí)，電極變得不連續(xù)，這使其電阻提高或?qū)е聰嗑€，所以使電容器的靜電容量下降。

此外，由于鎳在燒制的過程中的氧化還原反應(yīng)引起的體積膨脹和收縮，所以使鎳膜的燒結(jié)收縮性能與陶瓷層不匹配，這就導(dǎo)致離層、裂縫以及其它這樣的結(jié)構(gòu)缺陷，因而降低了成品率和可靠性。

為了解決這些問題，例如，日本專利公開號2000-45001A，公開了假若在鎳粉的表面上形成具有某種厚度的致密氧化膜，由于鎳在燒制過程中的氧化還原引起的體積和重量的變化將保持很低的程度，并使燒結(jié)開始溫度得以升高，因此能有效地阻止離層。

另外，日本專利公開號11-80816A、11-80817A和2006-37195A公開了含硫的鎳粉。例如，日本專利公開號2006-37195A公開了通過用硫氣體或含硫化合物氣體優(yōu)選在表面氧化之后處理粉末在鎳粉的表面上提供含鎳和硫，如Ni-S或Ni-S-O的化合物層。業(yè)已陳述這種含鎳和硫的表面層可抑制鎳粉在燒制過程中的氧化和還原，特別是在粘合劑去除步驟中，并可提高燒結(jié)開始溫度，所以使鎳粉的氧化特性、還原特性以及燒結(jié)特性都得以改進(jìn)，結(jié)果，抑制了在制造多層陶瓷電容器過程中的離層。