[发明专利]多层陶瓷电容器耐热冲击开裂的终端组合物

说明书

本发明是针对一些厚膜导体组合物，该厚膜导体组合物特别适用于制成钛酸盐基多层陶瓷电容器的终端。

由许多隔层相间的金属导电膜（称“电极”）构成的多层陶瓷电容器（MLC），其通常制法是淀积（一般用网板印刷法或其类似方法）一厚膜糊浆和多层陶瓷氧化物（称“电介质”）的电绝缘层，上述电介质层的淀积具体地是在经干燥的电极上面铺一层浇铸的电介质带或浇注一电介质浆料。然后，将该组件焙烧使其电介质及电极烧结为一具有所需电学性能的整体的强固部件。MLC电容器在其领域中已为人们所熟知。例如，U.S.第2，389，420号专利即已描述了整体的多层陶瓷电容器的结构制造工艺及性能。

为使该电容器联接至其它电气元件和电路，需在其电极上进行电气连接。这种连接是通过所谓“终端”这一元件进行的。终端的制法通常是藉浸渍或类似方法对电极露出的电容器一端，施加一层厚膜的糊浆，然后进行焙烧以除去终端糊浆中的有机组分并使其中的金属相烧结。MLC终端用的糊浆通常为一种贵金属在有机媒介物中的分散体，所用金属为1∶1比例的Pd和Ag直至纯Ag。也可使用包括Pt/Pd/Ag的三元终端糊浆，例如，包含一些非贵金属和几种贵金属其它组合物的组合物。该终端糊浆还含有细分散的玻璃颗粒（称为“玻璃料”），它可增强终端对电介质的粘着。也可使用结晶氧化物的分散体。终端的焙烧是为了烧结其所含的贵金属粉末成为一具高导电性的连续固体并使玻璃料熔化流动以最终改善终端与MLC电介质的粘着。终端糊浆中典型的金属浓度范围为60-80%（重量），而玻璃料含量为12-0%，有机媒介物含量为其剩余部分。

有三种主要的MLC终端，所谓“引线焊接”终端用于引线是用软焊法连接于终端，并且然后其电容器被封装起来的MLC。引线焊接的终端主要含银作为金属相，添加玻璃料以改善终端对电介质体的粘着。所谓的“混合终端”其组份常用Pd/Ag，Pd₂Ag之比为1∶1至1∶4。这些终端一般是用于连接MLC至混合电路的。第三种终端，所谓的“可镀基”终端，通常只含Ag作为金属相，并在该终端焙烧之后再电镀上一主要含Ni的层。有这个Ni层存在，是为了控制软焊时金属相的渗出，从而防止因软焊料的润湿受影响而导致焊接失败，特别是当使用侵害性大的软焊工艺时。

将终端软焊至外部的元件及电路可用多种方式。过去，这种连接通常是将引线接于该终端来实现的，且广泛使用上述的“引线焊接”终端组合物。MLC体及引线的一部分用一种材料封装，该封装保护了部件不受环境的有害影响而且有助于引线与MLC体的粘接。最近，又开发了一种将MLC体连接至其它电路的称为“表面式安装”（surface    mounting）的新方法。使用这个方法时，是将未封装的MLC片用回流焊接或波动焊接技术直接焊着于印刷电路板上。在回流焊接中，将一定量的软焊糊浆施加于MLC终端及印刷电路板上。然后，用红外加热法、沸腾蒸气冷凝法、或激光加热法熔化软焊料。另一种主要的软焊方法是波动焊接。在这方法中，通常用一热固性环氧组合物将MLC胶接到印刷电路板上，然后，该印刷电路板以一指定的速度通过一熔化软焊料的搅拌浴。

波动焊接（波焊）是用于表面式安装中的最具侵害性的软焊技术。在波动焊接时，由于MLC部件是浸在波动焊料浴中，该部件的温度迅速升高。当高开焊料波动浴之后，它又迅速冷却，但在冷却阶段的温度变化速度小于受热阶段的温度变化速率。可以在将印刷电路板及其上的组件浸于焊料波动浴之前用预热装置对其加热，波动焊接的快速温度变动效应就多少得以改善。然而，既使用了预热，该部件上所经受的热冲击仍是严重的。由于MLC部件经受快速的很大的温度升高，波动焊接的使用对MLC部件来说是特别不利的。

对于其终端镀有Ni的MLC，波动焊接的这种影响尤为严重。因为，焊料看来会快速润湿Ni镀层，使热量更快地从焊料传至MLC，结果，随着焊料的热量经电极从终端传导至MLC部件，部件内部的温度就快速上升。

对镀Ni的Ag基终端采用波动焊接就产生了一种在MLC工业中称之为“热冲击开裂”这一特别隐优危险的、普通的问题。在对一镀Ni的部件进行波动焊接过程中，热量从焊料浴快速传递到MLC部件就导致了电介质的开裂，它时常表现为在部件表面上并贯穿至终端的裂纹。这些裂纹可导致MLC部件在波动焊接后不久即损坏，或在其使用期间损坏。

本发明涉及一种通过合适的终端糊浆以减少或消除MLC部件发生热冲击开裂的方法。