本發(fā)明涉及電子元件,具體涉及一種改善多層片式陶瓷電容器電極連續(xù)性的方法。
背景技術(shù):
1、多層片式陶瓷電容器(multilayer?ceramic?capacitor,mlcc)具有電容量大、耐電壓性能好、可靠性高等諸多優(yōu)點,已被廣泛應(yīng)用于各類電子設(shè)備中。在多層片式陶瓷電容器的制造過程中,在還原氣氛下進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)成瓷是非常重要的一道工序,高溫?zé)Y(jié)的效果直接影響多層片式陶瓷電容器的機械性能、電氣性能以及可靠性,而內(nèi)電極的連續(xù)性是衡量燒結(jié)效果的一個重要指標(biāo),良好的內(nèi)電極連續(xù)性是多層片式陶瓷電容器的電氣性能的基本保障,同時良好的內(nèi)電極連續(xù)性可減小內(nèi)電極在燒結(jié)收縮過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,降低上板時耐焊開裂的風(fēng)險,提高電容的可靠性。
2、現(xiàn)有技術(shù)采用傳統(tǒng)隧道爐進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)成瓷,在燒結(jié)過程中,從位于隧道爐爐尾的進(jìn)氣口進(jìn)氣,從位于隧道爐爐頭的出氣口排氣,這種進(jìn)出氣方式使氣體在爐內(nèi)的流動效果較差,燒結(jié)成瓷后瓷體內(nèi)殘留的碳比較多,無法有效改善內(nèi)電極的連續(xù)性。
3、基于此,本領(lǐng)域亟需開發(fā)出一種能夠改善多層片式陶瓷電容器電極連續(xù)性的方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、基于現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷,本發(fā)明的目的在于提供了一種改善多層片式陶瓷電容器電極連續(xù)性的方法。
2、為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
3、一種改善多層片式陶瓷電容器電極連續(xù)性的方法,包括如下步驟:
4、s1、制備多層片式陶瓷電容器的生坯;
5、s2、將步驟s1所得的生坯輸送入隧道爐進(jìn)行燒結(jié)處理,得到瓷坯;
6、所述隧道爐包括依次連通的爐頭、爐體及爐尾,所述生坯由輸送裝置從所述爐頭的入口輸送至所述爐尾的出口,所述爐頭具有第一進(jìn)氣口及第二進(jìn)氣口及第一出氣口,所述爐體具有第三進(jìn)氣口及第四進(jìn)氣口,所述爐尾具有第五進(jìn)氣口及第六進(jìn)氣口,第一進(jìn)氣口與第二進(jìn)氣口相對,所述第三進(jìn)氣口與第四進(jìn)氣口相對,所述第五進(jìn)氣口與第六進(jìn)氣口相對;
7、在燒結(jié)處理的過程中,將還原性氣體經(jīng)所述第一進(jìn)氣口及第二進(jìn)氣口交替或同時向爐頭通入還原性氣體,將還原性氣體經(jīng)所述第三進(jìn)氣口及第四進(jìn)氣口同時持續(xù)通入爐體,將還原性氣體經(jīng)第五進(jìn)氣口及第六進(jìn)氣口同時通入爐尾;
8、s3、將步驟s2所得的瓷坯進(jìn)行后處理,得到多層片式陶瓷電容器。
9、在燒結(jié)處理的過程中,本發(fā)明從爐頭的相反兩側(cè)交替或同時通入還原性氣體,從爐體的相反兩側(cè)及爐尾的相反兩側(cè)同時通入還原性氣體,可以更好地促進(jìn)隧道爐內(nèi)氣體的流動,增加質(zhì)量交換量,充分排除生坯中殘留的有機物,減少碳的殘留量,提高燒結(jié)質(zhì)量,改善內(nèi)電極的連續(xù)性,減少內(nèi)電極在燒結(jié)收縮過程產(chǎn)生的應(yīng)力,降低上板時耐焊開裂的風(fēng)險,提高多層片式陶瓷電容器的可靠性。
10、作為本發(fā)明所述改善多層片式陶瓷電容器電極連續(xù)性的方法的優(yōu)選實施方式,所述還原性氣體包括惰性氣體和氫氣,所述惰性氣體包括氮氣、氬氣中的至少一種,所述氫氣在所述還原性氣體中的體積百分比為0.2~1.0%。
11、本發(fā)明通過將還原性氣體中的氫氣含量控制在上述范圍內(nèi),能夠防止內(nèi)電極氧化且確保陶瓷體不被還原導(dǎo)致半導(dǎo)體化。
12、作為本發(fā)明所述改善多層片式陶瓷電容器電極連續(xù)性的方法的優(yōu)選實施方式,所述爐頭還具有第一出氣口,所述爐體還具有第二出氣口,在燒結(jié)處理的過程中,通過第一出氣口和第二出氣口同時向所述隧道爐外排氣,通過第一出氣口的排氣流量與通過第二出氣口的排氣流量。
13、進(jìn)一步優(yōu)選的,所述第一出氣口及第二出氣口同側(cè),所述第一出氣口、第二出氣口均位于第一進(jìn)氣口、第二進(jìn)氣口、第三進(jìn)氣口、第四進(jìn)氣口、第五進(jìn)氣口及第六進(jìn)氣口的上方。
14、作為本發(fā)明所述改善多層片式陶瓷電容器電極連續(xù)性的方法的優(yōu)選實施方式,通入爐體的氣體流量為150~300l/min,第三進(jìn)氣口的氣體流量和第四進(jìn)氣口的氣體流量相同;通入爐尾的氣體流量為30~80l/min,第五進(jìn)氣口的氣體流量和第六進(jìn)氣口的氣體流量相同。
15、進(jìn)一步優(yōu)選的,通入爐體的氣體流量為200~250l/min,通入爐尾的氣體流量為40~60l/min。
16、作為本發(fā)明所述改善多層片式陶瓷電容器電極連續(xù)性的方法的優(yōu)選實施方式,所述燒結(jié)處理的過程包括:
17、第一升溫階段:以2~5℃/min的升溫速率從30~50℃升溫至300~550℃,以1~3℃/min的升溫速率從300~550℃升溫至750~950℃;
18、第二升溫階段:以2.5~5℃/min的升溫速率從750~950℃升溫至950~1150℃,以1~2℃/min的升溫速率從950~1150℃升溫至1200~1280℃;
19、保溫回火階段:以2~4℃/min的降溫速率從1200~1280℃降溫至800~1100℃,在800~1100℃保溫120~180min;
20、降溫階段:以2~5℃/min的降溫速率從800~1100℃降溫至40~200℃。
21、進(jìn)一步優(yōu)選的,在第一升溫階段,將還原性氣體周期性地交替經(jīng)所述第一進(jìn)氣口及第二進(jìn)氣口通入爐頭,通入爐頭的氣體流量為30~70l/min,所述交替的周期為10~30min。
22、更進(jìn)一步優(yōu)選的,通入爐頭的氣體流量為40~60l/min,所述交替的周期為15~20min。
23、發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),在第一升溫階段,通過所述第一進(jìn)氣口及第二進(jìn)氣口周期性地交替向爐頭通入還原性氣體,從爐頭和爐體同側(cè)開口排氣,可有效減小隧道爐內(nèi)氣體對流形成的氣流旋渦阻力,促進(jìn)隧道爐內(nèi)氣體的流動,增加質(zhì)量交換量,達(dá)到充分生坯中的有機物,降低多層片式陶瓷電容器的碳?xì)埩?,提高燒結(jié)質(zhì)量,改善多層片式陶瓷電容器的電極連續(xù)性。
24、進(jìn)一步優(yōu)選的,在第二升溫階段、保溫回火階段及降溫階段,將還原性氣體經(jīng)所述第一進(jìn)氣口及第二進(jìn)氣口同時持續(xù)通入爐頭,通入爐頭的氣體流量為30~70l/min,第一進(jìn)氣口的氣體流量與第二進(jìn)氣口的氣體流量相同。
25、更進(jìn)一步優(yōu)選的,在第二升溫階段、保溫回火階段及降溫階段,通入爐頭的氣體流量為40~60l/min。
26、進(jìn)一步優(yōu)選的,所述燒結(jié)處理的過程包括:
27、第一升溫階段:以3~4℃/min的升溫速率從30~50℃升溫至400~500℃,以2~2.5℃/min的升溫速率從400~500℃升溫至800~900℃;
28、第二升溫階段:以3~4℃/min的升溫速率從800~900℃升溫至1000~1100℃,以1~1.5℃/min的升溫速率從1000~1100℃升溫至1200~1280℃;
29、保溫回火階段:以2~3℃/min的降溫速率從1200~1280℃降溫至900~1000℃,在900~1000℃保溫120~180min;
30、降溫階段:以3~4℃/min的降溫速率從900~1000℃降溫至40~200℃。
31、發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn),通過優(yōu)化燒結(jié)處理工序進(jìn)行階段性升溫并將各階段的工藝參數(shù)控制在上述范圍內(nèi),既能高效排膠,減少殘?zhí)剂浚质怪苽涑龅亩鄬悠教沾呻娙萜髦袃?nèi)電極的連續(xù)性和平整度更好。
32、可以理解的是,第一進(jìn)氣口可以是一個,也可以是數(shù)個;第二進(jìn)氣口可以是一個,也可以是數(shù)個;第三進(jìn)氣口可以是一個,也可以數(shù)個;第四進(jìn)氣口可以是一個,也可以是數(shù)個;第五進(jìn)氣口可以是一個,也可以是數(shù)個;第六進(jìn)氣口可以是一個,也可以是數(shù)個;第一出氣口可以是一個,也可以是數(shù)個;第二出氣口可以是一個,也可以是數(shù)個。在本發(fā)明中,所述數(shù)個表示數(shù)量不少于兩個。
33、作為本發(fā)明改善多層片式陶瓷電容器電極連續(xù)性的方法的優(yōu)選實施方式,步驟s1包括:
34、s11、將陶瓷漿料流延制成陶瓷膜片;
35、s12、在陶瓷膜片表面印刷內(nèi)電極漿料,得到內(nèi)電極層;
36、s13、將若干陶瓷膜片、若干內(nèi)電極層交替疊層后進(jìn)行層壓、切割,得到陶瓷生坯;
37、s14、將陶瓷生坯在氮氣或空氣氣氛中進(jìn)行排膠處理;在排膠處理過程中,以0.03~2℃/min的升溫速率升溫至280~450℃,保溫120~240min。
38、進(jìn)一步的,所述陶瓷漿料包括鈦酸鋇,所述鈦酸鋇在所述陶瓷漿料中的質(zhì)量百分比為60-95%。
39、進(jìn)一步的,所述內(nèi)電極漿料包括鎳電極漿料、銅電極漿料和銀電極漿料中的至少一種。
40、作為本發(fā)明改善多層片式陶瓷電容器電極連續(xù)性的方法的優(yōu)選實施方式,所述后處理包括倒角、封端、燒端、沉積。
41、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果在于:
42、本發(fā)明在燒結(jié)處理的過程中從爐頭的相反兩側(cè)交替或同時通入還原性氣體,從爐體的相反兩側(cè)及爐尾的相反兩側(cè)同時通入還原性氣體,這種進(jìn)氣方式可以更好地促進(jìn)隧道爐內(nèi)氣體的流動,增加質(zhì)量交換量,充分排出生坯中的粘合劑、增塑劑等有機物,減少碳的殘留量,提高燒結(jié)質(zhì)量,改善內(nèi)電極的連續(xù)性,減少內(nèi)電極在燒結(jié)收縮過程產(chǎn)生的應(yīng)力,降低上板時耐焊開裂的風(fēng)險,提高多層片式陶瓷電容器的可靠性;
43、通過本發(fā)明方法制備出的多層片式陶瓷電容器中的內(nèi)電極具有斷點少、電極連續(xù)性和平整度好的特點。