CN101329942B

CN101329942B - 电容器金属膏组成物

Info

Publication number: CN101329942B
Application number: CN2007101112076A
Authority: CN
Inventors: 许武州; 蔡聪智
Original assignee: HUAXIN SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: HUAXIN SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd; Golden Sun News Techniques Co Ltd
Priority date: 2007-06-18
Filing date: 2007-06-18
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2027-06-18
Also published as: CN101329942A

Abstract

一种用以制造电容器的金属膏组成物，其是用作为电容器的端电极，该电容器金属膏组成物包括有金属粉末、有机黏着剂、玻璃粉末与金属氧化物如氧化铋(Bi₂O₃)、氧化镍(NiO)、氧化锌(ZnO)、氧化硼(B₂O₃)、氧化亚铜(Cu₂O)、氧化锡(SnO₂)、三氧化二锰(Mn₂O₃)、MnO₂(二氧化锰)、三氧化二铝(Al₂O₃)、二氧化硅(SiO₂)、二氧化锆(ZrO₂)与氧化铜(CuO)组成，该电容器金属膏组成物涂布于电容器介质的两侧并形成有一厚度，经过适当制程，可制作出能够达到降低成本、改善电性与符合环保的目的的电容器。

Description

电容器金属膏组成物

技术领域

本发明涉及一种电容器金属膏组成物。

背景技术

现有用以制造圆板或平板状陶瓷电容的方法，是将一现有的银胶，包括有银粉、无机粘结剂与金属氧化物，在大气中作为导电胶而烧附端电极。银是贵重金属的一种，其价格昂贵，进而提高前述电容制品的成本，而且银在陶瓷组件中有易扩散的特性，银的该种特性容易造成前述电容潜在性的电性异常。

在目前的市场上尚有其它的现有方法，其中之一是着眼于降低成本，不使用前述现有的银胶，而改使用一现有铜胶在前述圆板或平板状陶瓷电容器上作为导电胶。该现有铜胶包括有细铜粉、作为粘结剂的含铅玻璃与金属氧化物。制作圆板或平板状陶瓷电容器时，是将该铜胶施加于端电极上，接着去除黏结剂，其包括有三个步骤，分别为：在氮气加氧气的环境下进行粘结剂烧除、在氮气加氧气的环境下进行还原作用，并在氮气环境下进行连续烧附制程。

前述采用铜胶的现有方法有可能会造成铜表面严重的氧化，而使铜在后续的制程中无法被完全的还原，因此以这种方法制造的圆板或平板电容，可能会发生电性不良的问题，而必须使用扫描式电子显微镜观察此电容的表面以确认该电性不良的问题。另外，由于使用含铅玻璃作为粘结剂，对环境保护有负面的影响，不符合现代环保观念。

由上述可知，采用银胶的现有技术有成本过高与潜在性电性异常的问题，采用铜胶的现有技术则有无法完全将铜还原与电性不良等问题，且其所使用的含铅玻璃不利于环保。

发明内容

本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提供一种电容器金属膏组成物，其不仅可以降低成本、令铜完全还原而改善电性不良的问题，更采用无铅材料以利环保。

为达到上述目的，本发明所采用的技术手段是令电容器金属膏组成物包括有：

一金属粉末，是铜粉或包括铜与其合金的粉末；

一玻璃粉末，兼具有作为前述金属粉的黏着剂与载具的功能，该玻璃粉末的成分是选自由氧化锌(ZnO)、氧化铝(Al₂O₃)、氧化硅(SiO₂)及金属氧化物所构成的群组，所述金属氧化物的化学通式是MO，其中「M」表示一种或一种以上的碱金族或碱土族元素所构成的群组；

一有机黏结剂，用以控制黏度，主要是由溶剂溶解有机树脂而成，其中该有机树脂如乙基纤维素或丙烯酸树脂等树脂类化合物；

微量氧化物，其是包括一种或一种以上从由B₂O₃、Bi₂O₃、NiO、ZnO、CuO、Cu₂O、Al₂O₃、SiO₂、ZrO₂、SnO₂、MnO₂及Mn₂O₃所构成的群组中选出的细粉，微量氧化物的颗粒大小在0.1至5μm之间；其是在制造过程中配合烧附以去除前述有机黏结剂，且在氮气或惰性气体与还原气体中烧附时，使碳完全不残留；其中该微量氧化物占该电容器金属膏组成物全体的含量是0.001至5重量百分比，而且该有机黏结剂占该电容器金属膏组成物全体的含量是5.0至49.9重量百分比。

制造本发明电容器金属膏组成物时，是将该金属粉、微量氧化物与该玻璃粉均匀混合研制于该有机黏结剂中，常用的可行混合研制方法是利用诸如三筒滚磨机、搅拌机或分散均质机等机械以达到均匀混合研制的目的，接着，进一步将之稀释于一含醇基的大分子量的高沸点溶剂，以得到具有适当的操作黏度的电容器金属膏组成物。

该电容器金属膏组成物特别适用于制程圆板或平板状陶瓷电容器制程之中，该电容器金属膏组成物可提供低价且具有无铅化的导电胶，不仅降低成本、令铜完全还原而改善电性不良的问题，更采用无铅材料以利环保。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是一电容器的立体示意图。

图2是一电容器的局部立体示意图。

图3是一电容器的侧视图。

图中标号说明：

11介质 12端电极

13接脚

具体实施方式

请参阅图1至图3，分别是一电容器的立体示意图、局部分解立体示意图及侧视图。

本发明第一实施例是一电容器金属膏组成物，其用以制作一电容器的端电极。该电容器包括有一圆板形的介质11，该介质11具有两平面，于该两平面上分别形成有一圆板形的端电极12，各端电极12的外表面上另结合有一接脚13以供设置该电容器于一基板(图中未示)用。

本实施例的电容器金属膏组成物是形成为前述电容器的端电极12，其包括有：

一金属粉末，是铜粉或包括铜与其合金的粉末；在本实施例中，是采用铜粉作为该金属粉末；

一玻璃粉末，兼具有作为前述金属粉的黏着剂与载具的功能，该玻璃粉末的成分是选自由氧化锌(ZnO)、氧化铝(Al₂O₃)、氧化硅(SiO₂)及金属氧化物(MO，其中「M」表示一种或一种以上的碱金族或碱土族元素)所构成的群组；

一有机黏结剂，用以控制黏度，主要是由溶剂溶解有机树脂而成，其中该有机树脂如乙基纤维素或丙烯酸树脂等树脂类化合物；在本实施例中，该有机黏结剂主要为乙基纤维素与醇类的溶解物，其固形部分是控制于8～20wt％；

微量氧化物，其包括一种或一种以上从由B₂O₃、Bi₂O₃、NiO、ZnO、CuO、Cu₂O、Al₂O₃、SiO₂、ZrO₂、SnO₂、MnO₂及Mn₂O₃所构成的群组中选出的细粉；在本实施例中分别采用B₂O₃、Bi₂O₃、NiO、ZnO、CuO、Cu₂O、Al₂O₃、SiO₂、ZrO₂、SnO₂、MnO₂及Mn₂O₃，加以编号为01至12号之后，测试其电容容量 (Capacity)与耗散因子(Dissipation Factor，DF)。

在本实施例中，该金属粉末、玻璃粉末、有机黏结剂与微量氧化物的组成比例及其颗粒的形状与尺寸如下表一所示：

表一：

	外观/形状	尺寸(μm)	含量(％)
				金属粉末	圆形	0.1～5	50～80
玻璃粉末	任意形状	1～20	0.1～10
				微量氧化物	任意形状	0.1～5	0.001～5
有机黏结剂	-	-	5.0～49.9

为使贵审查委员能进一步了解本发明的原理及功效，兹举以下的操作实施例及组成分析实验：

首先，将前述金属粉末、玻璃粉末与微量氧化物粉末混合于该有机黏结剂之中，该有机黏结剂所具有的适当黏度将会使混合物形成可供印刷的态样，并且适当的将粉末分散，进而形成本实施例的电容器金属膏组成物。

接着，以网版印刷的方式涂布本实施例的电容器金属膏组成物于前述圆板形电容器的表面，在一其它可行的实施方式之中，该电容器亦可形成为平板状，而本实施例的电容器金属膏组成物同样可适用的，不受到该电容器的形状限制。

借由前述的涂布制程，该电容器金属膏组成物将于该电容器介质11的两平面上形成该端电极12；针对所欲得到的电性值，是设计该端电极12形成有一适当的厚度与完整的涂布面积；一般而言，该端电极12干燥前的厚度约为25到40μm，而干燥后的厚度约为15到30μm。

适当的干燥温度能够顺利的将溶剂干燥至一既定程度；然而，若使用过高的温度将会干燥过快而使得电极表面有严重的凸出因而影响到电性，一般较合理的干燥温度介于70到150度，干燥时间约为10到30分钟，借以令本实施例的电容器金属膏组成物形成电性优良的端电极12。

另外，在烧附时也会对烧附炉的温度与气体组成加以控制，以将烧附后端电极的外观与电性最佳化。

首先，从铜电极外观的可以轻易的预先判断烧附所需的条件与状况：一般适当的烧附温度是从摄氏780到900度，而炉内的气体组成是使用氮气或惰性气体与还原气体，其中该等气体之间的组成比例对烧附后的特性具有一定程度的影响，通常需视产品不同而加以调整；其中，一般常用者多为价格较为低廉的氮气，亦可使用氩气作为惰性气体；该还原气体亦同样有多种气体可供选用，但是氢气为价格最低廉且最普遍被使用；在本实施例的中的气体组成是采用氮气作为惰性气体，并采用氢气作为还原气体。

下列表二是本发明第一实施例的各样品组成成份，以及经测试所得到的电性数据。

表二：

由上述可知，本发明具有下列的优点：

1.该电容器金属膏组成物是采用无铅化的材料配比而成，符合未来环境保护的需求。

2.可以降低圆板或平板电容的制造成本。因为原有的电极组成多为贵重的银导电胶，以材料上的改变可使得端电极可以替换成低成本的卑金属，且同时改善了传统采用铜导电胶的氧化不全的缺点。

综上所述，本发明的电容器金属膏组成物确实可以降低成本，令铜完全还原而改善电性不良的问题，更因采用无铅材料而利于环保。

Claims

1.一种电容器金属膏组成物，其特征在于，包括：

一金属粉末；

一玻璃粉末，其成分是选自由氧化锌(ZnO)、氧化铝(Al₂O₃)、氧化硅(SiO₂)及金属氧化物所构成的群组，所述金属氧化物的化学通式是MO，其中「M」表示一种或一种以上的碱金族或碱土族元素构成的群组；

一有机黏结剂，是由溶剂溶解有机树脂而成；

微量氧化物，包括一种或一种以上从由B₂O₃、Bi₂O₃、NiO、ZnO、CuO、Cu₂O、Al₂O₃、SiO₂、ZrO₂、SnO₂、MnO₂及Mn₂O₃所构成的群组中选出的细粉，微量氧化物的颗粒大小在0.1至5μm之间；其中该微量氧化物占该电容器金属膏组成物全体的含量是0.001至5重量百分比，而且该有机黏结剂占该电容器金属膏组成物全体的含量是5.0至49.9重量百分比。

2.根据权利要求1所述的电容器金属膏组成物，其特征在于所述金属粉末是铜粉。

3.根据权利要求1所述的电容器金属膏组成物，其特征在于所述金属粉末是包括铜与其合金的粉末。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电容器金属膏组成物，其特征在于所述金属粉末的颗粒形状是圆形。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的电容器金属膏组成物，其特征在于所述玻璃粉末的颗粒大小在1至20μm之间。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的电容器金属膏组成物，其特征在于所述有机树脂是乙基纤维素。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的电容器金属膏组成物，其特征在于所述有机树脂是丙烯酸树脂。

8.根据权利要求1所述的电容器金属膏组成物，其特征在于所述金属粉末占该电容器金属膏组成物整体的比例是50至80重量百分比。

9.根据权利要求1所述的电容器金属膏组成物，其特征在于所述玻璃粉末占该电容器金属膏组成物整体的比例是0.1至10重量百分比；该有机黏结剂占该电容器金属膏组成物整体的比例是5.0至49.9重量百分比。

10.根据权利要求1所述的电容器金属膏组成物，其特征在于所述微量氧化物占该电容器金属膏组成物整体的比例是0.001至5重量百分比，且该微量氧化物的颗粒大小在0.1至5μm之间；又，该金属粉末占该电容器金属膏组成物整体的比例是75重量百分比；该玻璃粉末占该电容器金属膏组成物整体的比例是3重量百分比。