[发明专利]多层陶瓷电容器的制造方法

说明书

本发明涉及一种用于电子领域的多层陶瓷电容器的制造方法。

目前为止，通过在未淬火的陶瓷片上形成每个都含有金属粉导体的内电极，层压这些组合片，并且烧结这些层压的片，来制备多层陶瓷电容器。由于它要在高达1000℃或高于1000℃的温度下烧结，所以使用一种贵金属如钯(Pd)或银(Ag)、镍(Ni)、铜(Cu)等作内电极的导电粉。然而，这种金属导电粉带来这样一个问题：金属粉在烧结时氧化反应引起体积膨胀，因而使陶瓷材料出现裂纹。例如，象在日本专利公开936/1981中描述的那样，Pd粉在低于一般陶瓷烧结温度的约500℃就开始氧化反应并膨胀，约800℃时，氧化反应速率达到最大值，然后在850℃迅速还原，恢复至起始的Pd。特别地，细Pd粉具有高的氧化反应活性，几乎完全被氧化引起重量增加约15％。由于陶瓷材料在600-700℃那么低的温度下尚没有充分烧结，它强度较差，内电极的氧化和还原反应很容易导致诸如象裂纹和分层那样的结构缺陷。

多层陶瓷片层数的增加加剧了裂纹的产生，这是由于这个增加是与陶瓷层厚度的降低和电极数目的增加相伴的。

为防止裂纹的产生，已做了各种努力，如调整金属粉的颗粒大小，对粉末进行氧化处理或表面处理，加入添加剂等等。但是，近年来对体积小、容量高的电容器的迫切需要导致陶瓷层和内电极层的厚度减小和在它的空间内层压层数增加，这样使得难于改进上述的缺陷，特别是传统方法产生的裂纹。

本发明提供一种高容量的多层陶瓷电容器的制造方法，在陶瓷材料中不产生裂纹。

本发明涉及：

1．多层陶瓷电容器的制造方法，其特征是，所述方法包括将含单晶金属粉的导电浆料涂于多个陶瓷片上，之后将其层叠焙烧，制成内电极层，从而制得所述电容器。

2．上述第1项中所述的多层陶瓷电容器的制造方法，其特征是，所述导电浆料中的单晶金属粉选自单体金属粉、金属合金粉和混合金属粉形式的钯、银、镍和铜中的至少一种。

用于本发明中的实质上为单晶的金属粉如下所述制备：将含有至少一种金属盐的溶液喷雾成雾滴，加热这些雾滴至高于这种金属盐的分解温度、同时也高于这种金属的熔点的温度，以此来制备上述金属粉；当金属盐在不高于这种金属熔点的温度形成氧化物时，将雾滴加热至高于这种氧化物分解温度的温度，以得到用作导体、实质上为单晶的金属粉；所述金属盐可以是至少两种金属盐的混合物，则得到的导体是合金形成的导体；优选的金属盐是从钯盐、银盐、镍盐和铜盐中选择出的至少一种盐，特别是它们的硝酸盐。

唯一的附图是表示根据本发明的实施例中和比较例中体积增大率与温度之间关系的图表，其中曲线A表示根据本发明的实施例中的重量增加，曲线B表示比较例中的重量增加。

本发明的导体使用的金属粉包括Pd、Ag、Ni和Cu，它们以前已被用作电容器内电极的导电成分。本发明所说的金属粉包括单体金属粉、金属合金粉以及它们的混合物。

日本专利公开31522/1988描述了用于本发明的实质上为单晶的金属粉的制造工艺。金属盐可以是任何一类能够通过热解沉淀出目标金属的金属盐，例如正在讨论的每个金属的硝酸盐、硫酸盐、氯化物、铵盐、磷酸盐、羧酸盐、醇化物和树脂酸盐。一种或多种这些金属盐溶于水，如醇、酮、醚的有机溶剂或这些溶剂的混合物，成为金属盐溶液。单一金属粉用单一金属盐的溶液制备，合金粉用至少两种合金金属的盐溶液制备。混合粉可由至少两种非合金金属制备。用喷雾器将金属的盐溶液喷雾成雾滴，然后加热这些雾滴至高于金属盐的分解温度，同时也高于这个金属的熔点的温度，以此来制备具有光滑表面的球状单晶金属粉。当金属盐在低于金属的熔点就形成氧化物时，雾滴加热的温度要高于这个氧化物的分解温度。

本发明人详细研究了导体、特别是Pd粉的氧化反应现象。目前已被用作内电极的Pd主要通过化学还原制备。即使这些Pd粉由大小为1μm的单分散的精细球状微粒组成，它仍是约30nm的晶格组成的多晶微粒的内部结构。对于这种多晶微粒，氧气不仅通过微粒表面而且也以非常高的扩散速度通过晶界扩散进去。因而，可以认为，当在升温速度为10℃/min的烧结过程中，Pd粉被加热时，它在800℃时几乎完全被氧化，大大膨胀，因而产生裂纹。除了Pd，导电金属还有象Ag、Ni和Cu也同样发生这样的氧化膨胀。