[發明專利]多層片式陶瓷元件內電極用導電漿料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201410326754.6
• 申請日: 2014-07-08
• 公開（公告）號: CN105304159B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 傅邱云;王文化;周東祥;劉歡;胡云香;鄭志平;羅為
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H01B1/16
• 分類號: H01B1/16;H01B1/22;H01B13/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心42201
• 代理人: 廖盈春

技術領域

本發明屬于電子陶瓷元件制備技術領域，更具體地，涉及一種多層片式陶瓷元件內電極用導電漿料及其制備方法和應用。

背景技術

隨著電子產品向小型化、高性能以及低能耗的方向發展，許多無源器件走向片式化、疊層化、復合化以及集成化，氧化鋅(ZnO)壓敏電阻元件也不例外。在日本和美國，ZnO基多層片式壓敏電阻(MLVs)已獲得量產。ZnO基MLVs的制備通常在空氣中高溫燒成，因此必須采用熔點高、高溫抗氧化性優的貴金屬作為內電極，如Pt、Ag/Pd合金，極大地增加了多層片式壓敏電阻元件的成本。盡管可以用Ag取代Pt、Ag/Pd合金作為內電極，但其適用范圍小，且成本依然很高。

為了降低制作成本，出現了以賤金屬Ni取代貴金屬的ZnO基MLVs內電極。Ni具有熔點高、機械強度高、電導率高、成本低等優點，其電極具有較好的浸潤性和耐熱性，且化學穩定性優于Ag和Ag-Pd，采用還原-再氧化的共燒氣氛條件及工藝時，適于用作ZnO基MLVs的內電極。盡管如此，用Ni作為內電極仍然存在以下兩點問題：1、壓敏陶瓷層與內電極在共燒過程中的界面反應、互擴散等均會嚴重影響陶瓷層的界面形態、相組成及致密度，并進一步影響片式壓敏電阻的性能，而且由于二者收縮不匹配，容易引起分層、破裂等現象；2、盡管共燒過程中在高溫階段采用還原氣氛條件對內電極進行了保護，且內電極接觸氣氛的面積有限，但降溫過程中的再氧化階段，Ni仍易被氧化。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種多層片式陶瓷元件內電極用導電漿料及其制備方法和應用，以Ni-ZnO復合粉體為導電相，采用溶液法合成Ni-ZnO復合粉體，提高了內電極的抗氧化性能，改善了電極與陶瓷的共燒匹配性，且工藝簡單，成本低，具有廣泛的應用前景。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種多層片式陶瓷元件內電極用導電漿料，其特征在于，包括Ni-ZnO復合粉體和有機粘合劑，其中，Ni-ZnO復合粉體的質量百分比為70～80％，有機粘合劑的質量百分比為20～30％；Ni-ZnO復合粉體為ZnO包覆的Ni粉。

優選地，所述Ni-ZnO復合粉體按如下方法制備：

(1)預處理Ni粉：將Ni粉分散在氨水中，加熱并回流，靜置產生沉淀，多次清洗沉淀并干燥，得預處理后Ni粉；

(2)按摩爾比5～10:1稱取預處理后的Ni粉和ZnCl₂；

(3)將Ni粉分散于濃度為0～3mol/L的二乙胺的乙醇溶液中，得到懸濁液；將ZnCl₂加入無水乙醇中，得到濃度為0.1～0.3mol/L的ZnCl₂的乙醇溶液；

(4)將ZnCl₂的乙醇溶液逐滴加入懸濁液中，攪拌使其混合均勻；

(5)將步驟(4)得到的混合液靜置，得前驅物沉淀，多次清洗沉淀，干燥后，將其分散在水中，倒入水熱釜，進行水熱處理，得到復合粉體沉淀物；

(6)清洗步驟(5)得到的沉淀物并烘干，得到Ni-ZnO復合粉體。

優選地，所述有機粘合劑由質量百分比為25～35％的松香、質量百分比為40～50％的松油醇、質量百分比為15～25％的蓖麻油和質量百分比為1～5％的鄰苯二甲酸二丁酯制成。

按照本發明的另一方面，提供了一種多層片式陶瓷元件內電極用導電漿料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)制備Ni-ZnO復合粉體，進一步包括如下步驟：

(1-1)預處理Ni粉：將Ni粉分散在氨水中，加熱并回流，靜置產生沉淀，多次清洗沉淀并干燥，得預處理后Ni粉；

(1-2)按摩爾比5～10:1稱取預處理后的Ni粉和ZnCl₂；

(1-3)將Ni粉分散于濃度為0～3mol/L的二乙胺的乙醇溶液中，得到懸濁液；將ZnCl₂加入無水乙醇中，得到濃度為0.1～0.3mol/L的ZnCl₂的乙醇溶液；

(1-4)將ZnCl₂的乙醇溶液逐滴加入懸濁液中，攪拌使其混合均勻；

(1-5)將步驟(1-4)得到的混合液靜置，得前驅物沉淀，多次清洗沉淀，干燥后，將其分散在水中，倒入水熱釜，進行水熱處理，得到復合粉體沉淀物；

(1-6)清洗步驟(1-5)得到的沉淀物并烘干，得到Ni-ZnO復合粉體。