[发明专利]导电糊料和陶瓷电子元件

说明书

本发明涉及用于制造陶瓷电子元件的电极的导电糊料的制备方法以及陶瓷电子元件。

迄今为止陶瓷电子元件是用陶瓷材料如电介质、半导体和压电材料制成的烧结陶瓷体制造的。导电糊料一直被用作制造电极和连接这些陶瓷电子元件的线路的材料。

制造陶瓷电子元件的电极所使用的导电糊料，有时需加入玻璃粉末。导电糊料中加入玻璃粉末的作用一般是：例如在焙烧电极时软化和流化，以加速导电粉末的烧结，提高厚膜电极的粘合强度，而且可以填充在厚膜电极与烧结陶瓷体之间的界面上形成的孔，在电子元件为陶瓷电容器时防止电容下降。

制造陶瓷电子元件的电极传统使用的导电糊料中，常使用Pb玻璃。然而，近年来，考虑到环境问题，需要用非-Pb玻璃代替这些Pb玻璃。

陶瓷电子元件，尤其是带有含常规非-Pb玻璃例如Bi玻璃的导电糊料制成的电极的中压和高压陶瓷电容器存在诸多问题，因为经烧结的陶瓷体产生热量的温度高于有用含Pb玻璃的常规导电糊料制成的电极的中压或高压电容器。认为这是由于在施加高压和高频时玻璃中的Bi扩散到陶瓷中并被还原，而使其成为半导体，因此施加陶瓷体的tanδ增加。

本发明就是为了解决上述问题。因此，本发明的目的是提供不含Pb玻璃的导电糊料，抑制烧结陶瓷体产生的热量，还提供有用其制成的厚膜电极的电子元件。

为达到上述目的，本发明的导电糊料是基本不含Pb的导电糊料，可用于制造陶瓷电子元件的厚膜电极，这种导电糊料包括含Ag的导电粉末；含选自Ca、Sr、Ba的至少一种碱土金属、铋和硼的玻璃粉末，和赋形剂；其中当碱土金属、铋和硼分别表示为氧化物MO、Bi₂O₃和B₂O₃时，以玻璃组合物作100％(摩尔)为基准，各氧化物含量在下列范围，30＜MO≤40；10≤Bi₂O₃≤60；10≤B₂O₃≤60；M指至少一种选自Ca、Sr和Ba族的碱土金属。

上述玻璃粉末的加入量，以上述导电糊料作100％(体积)，较好的为1-15％(体积)。

本发明的陶瓷电子元件包括烧结的陶瓷体和使用本发明导电糊料在该烧结陶瓷体的两个端面形成的厚膜电极。

图1是本发明一个实施方案中的陶瓷电子元件的剖面图。

图2是根据本发明第一方面的导电糊料的三元组成图。

本发明的导电糊料含有“碱土金属-B-Bi-O玻璃”，因此具有抑制热量产生的良好作用，尤其在额定电压为250伏或更高，甚至500伏或更高的中压和高压陶瓷电容器中。这是因为抑制了在这样高压下使用时玻璃中的Bi扩散到烧结陶瓷体，因此可防止烧结陶瓷体的tanδ增加。

作为主要组分之一的碱土金属具有抑制玻璃中的Bi扩散到烧结陶瓷体的作用。碱土金属组分为选自Ca、Sr和Ba族中的至少一种，较好的使用Ba。然而，从环境责任、从在制造玻璃时较好控制来考虑使用Ca或Sr较好。

以玻璃组合物作100％(摩尔)为基准，按氧化物计，上述碱土金属组分的含量必须大于30％(摩尔)，小于等于40％(摩尔)。当此含量为30％(摩尔)或更小时，抑制玻璃中的铋扩散到烧结陶瓷体的作用下降。另一方面，当此含量超过40％(摩尔)，玻璃化变得困难。

以玻璃组合物作100％(摩尔)为基准，按氧化物计，铋含量必须大于10％(摩尔)，小于等于60％(摩尔)。当此含量小于10％(摩尔)时，玻璃化变得困难。另一方面，当此含量超过60％(摩尔)，铋可能扩散到烧结陶瓷体，会引起烧结陶瓷体产生热量。

以玻璃组合物作100％(摩尔)为基准，按氧化物计，硼含量必须大于10％(摩尔)，小于等于60％(摩尔)。当此含量小于10％(摩尔)和大于60％(摩尔)时，玻璃化变得困难。

而且，只要能保持本发明的效果和组成比，可包含任选组分。例如，上述玻璃的组分基本上没有硅的氧化物；然而，可加入少量的硅氧化物，以玻璃组合物作100％(摩尔)为基准，按氧化物计，加入量在10％(摩尔)或更小的范围内，可以控制软化点，改善抗电镀性(plating resistance)等。