本發(fā)明有關(guān)于一種端部電極組成物。本發(fā)明另有關(guān)于一種采用該端部電極組成物的積層陶瓷電子組件，以及其制法。

背景技術(shù)：

1、電子陶瓷(electronic?ceramics)包含積層陶瓷電容器(multi-layer?ceramiccapacitor，mlcc)、電感及電阻等被動(dòng)組件，因具有體積小的優(yōu)點(diǎn)，故廣泛應(yīng)用于汽車、電視、計(jì)算機(jī)和行動(dòng)通訊等領(lǐng)域。

2、基于電子陶瓷的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并包含陶瓷層、內(nèi)電極和端部電極，故如何妥善結(jié)合陶瓷層、內(nèi)電極和端部電極為制備電子陶瓷的重要課題。傳統(tǒng)的電子陶瓷的制備方法是在電子陶瓷的陶瓷本體完成燒結(jié)后，提供端部電極組成物至該陶瓷本體，另透過燒附步驟使該端部電極組成物所形成的端部電極與該陶瓷本體產(chǎn)生電性連接；其中，傳統(tǒng)的端部電極組成物須添加玻璃材料作為助燒結(jié)劑，透過該玻璃材料所形成的液相，促進(jìn)端部電極產(chǎn)生液相燒結(jié)反應(yīng)或形成低溫共晶相，使端部電極致密化，并讓端部電極與陶瓷本體(包含內(nèi)電極)產(chǎn)生接合性，以形成完整的電路。換句話說，傳統(tǒng)的電子陶瓷的制備方法須透過二階段的燒結(jié)步驟，才能連接陶瓷層、內(nèi)電極和端部電極，而具有工藝復(fù)雜與耗時(shí)的缺點(diǎn)。

3、另以中國(guó)專利公告號(hào)cn101658929b為例，其透過改良積層陶瓷電容器的端部電極的銅鎳合金粉，亦即包含銅鎳合金粉a和銅鎳合金粉b；其中，該銅鎳合金粉a采用物理氣相沉積法，以制備粒徑為0.1微米至0.8微米的球狀銅鎳合金粉；銅鎳合金粉b則采用傳統(tǒng)方法，亦即透過砂磨機(jī)在壓力下將銅鎳合金粉a壓扁成片狀銅鎳合金粉，藉此增加端部電極與內(nèi)電極層的接觸面積和提升結(jié)合力，以提升端部電極的焊接性能，從而使積層陶瓷電容器不易開裂，而提升產(chǎn)品質(zhì)量。然而，采用物理氣相沉積法具有成本過高的缺點(diǎn)。

4、因此，如何以更具有成本效益的方法來制備電子陶瓷，為一有待持續(xù)克服的重要問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述問題，本發(fā)明提供一種端部電極組成物，包含陶瓷材料、金屬材料、樹脂和有機(jī)溶劑；其中，以該端部電極組成物的總重為基準(zhǔn)，該陶瓷材料的含量為4重量百分比至12重量百分比，該金屬材料的含量為63重量百分比至71重量百分比，該樹脂的含量為1.3重量百分比至11.5重量百分比，以及該有機(jī)溶劑的含量為13重量百分比至25重量百分比。

2、本發(fā)明透過調(diào)整端部電極組成物的陶瓷材料和金屬材料的含量，即便無添加玻璃材料作為助燒結(jié)劑，所得積層陶瓷電子組件仍可具有優(yōu)良的端部電極的致密性，故具有簡(jiǎn)化工藝和降低成本的優(yōu)點(diǎn)。

3、更進(jìn)一步者，基于傳統(tǒng)的端部電極組成物添加玻璃材料作為助燒結(jié)劑時(shí)，容易伴隨端部電極產(chǎn)生玻璃聚集或氣化現(xiàn)象，而產(chǎn)生以下問題：(1)阻礙端部電極與內(nèi)電極連接的問題；(2)端部電極與陶瓷本體的界面結(jié)構(gòu)受破壞；(3)端部電極出現(xiàn)氣泡(blister)的結(jié)構(gòu)缺陷；以及(4)后續(xù)在端部電極疊加其他導(dǎo)電層時(shí)，出現(xiàn)電鍍不良的問題。相較之下，本發(fā)明的端部電極組成物無須添加玻璃材料，故無玻璃浮出或無氣泡出現(xiàn)的問題。更進(jìn)一步者，采用本發(fā)明的端部電極組成物者，另具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)無端部電極過度收縮而導(dǎo)致陶瓷本體出現(xiàn)裂開的情況；(2)該積層陶瓷電子組件無端部電極與陶瓷本體界面分離的情況；(3)該積層陶瓷電子組件具有優(yōu)良的內(nèi)電極與端部電極間的連接情況、優(yōu)良的三層外電極的連續(xù)性、優(yōu)良的三層外電極的焊性，以及高的電容的拉力值和低的電容離散率。

4、較佳的，以該端部電極組成物的總重為基準(zhǔn)，該陶瓷材料的含量為4重量百分比至12重量百分比，例如：4重量百分比、5重量百分比、6重量百分比、7重量百分比、8重量百分比、9重量百分比、10重量百分比、11重量百分比或12重量百分比；該金屬材料的含量為63.75重量百分比至70重量百分比，例如：63.75重量百分比、64重量百分比、66重量百分比、68重量百分比或70重量百分比；該樹脂的含量為1.5重量百分比至11重量百分比，例如：1.5重量百分比、3重量百分比、5重量百分比、7重量百分比、10重量百分比或11重量百分比；以及該有機(jī)溶劑的含量為14重量百分比至23.5重量百分比，例如：14重量百分比、15重量百分比、18重量百分比、20重量百分比、22重量百分比或23.5重量百分比。

5、更佳的，以該端部電極組成物的總重為基準(zhǔn)，該陶瓷材料的含量為7重量百分比至8重量百分比；該金屬材料的含量為67重量百分比至68重量百分比；該樹脂的含量為6重量百分比至8重量百分比；以及該有機(jī)溶劑的含量為16重量百分比至19重量百分比。

6、在一實(shí)施態(tài)樣中，該陶瓷材料包含鈦酸鋇系氧化物、鋯酸鈣系氧化物的任一或其組合。

7、較佳的，該鈦酸鋇系氧化物包含batio3、bati4o9、ba2ti9o20的任一或其組合。

8、較佳的，該鋯酸鈣系氧化物包含(srca)(zrti)o3、cazro3的任一或其組合。

9、在一實(shí)施態(tài)樣中，該金屬材料包含卑金屬材料。較佳的，該卑金屬材料包含銅、鎳的任一或其組合。

10、在一實(shí)施態(tài)樣中，該卑金屬材料包含銅鎳合金，且以該金屬材料的總重為基準(zhǔn)，該銅的含量為大于0重量百分比至小于100重量百分比，例如：1重量百分比、10重量百分比、25重量百分比、50重量百分比、75重量百分比或99重量百分比；以及該鎳的含量為大于0重量百分比至小于100重量百分比，例如：1重量百分比、10重量百分比、25重量百分比、50重量百分比、75重量百分比或99重量百分比。

11、在一實(shí)施態(tài)樣中，該金屬材料呈顆粒狀。較佳的，該金屬材料的d50粒徑為0.5微米至10微米。更佳的，該金屬材料的d50粒徑為1微米至5微米。所述d50粒徑是指在顆粒的累計(jì)直徑分布中，位于50％的顆粒所對(duì)應(yīng)的顆粒直徑。

12、在一實(shí)施態(tài)樣中，該金屬材料呈片狀。較佳的，該金屬材料的最長(zhǎng)直徑為2微米至10微米。

13、在一實(shí)施態(tài)樣中，該陶瓷材料為一粉體，且該陶瓷材料的d50粒徑為50納米至1000納米。較佳的，該陶瓷材料的d50粒徑為230納米至260納米。

14、依據(jù)本發(fā)明，該金屬材料的d50粒徑范圍和最長(zhǎng)直徑范圍，以及該陶瓷材料的d50粒徑范圍有助于提升該金屬材料和該陶瓷材料在端部電極組成物中的分散均勻性。

15、在一實(shí)施態(tài)樣中，該樹脂包含丙烯酸樹脂和乙基纖維素樹脂的任一或其組合。

16、較佳的，該丙烯酸樹脂包含聚丙烯酸甲酯(poly(methyl?acrylate)，pma)、聚丙烯酸乙酯(poly(ethyl?acrylate)，pea)、聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methyl?methacrylate)，pmma)、聚甲基丙烯酸乙酯(poly(ethyl?methacrylate)，pema)的任一或其組合。

17、上述聚甲基丙烯酸甲酯又稱為壓克力樹脂。

18、較佳的，該乙基纖維素樹脂包含乙基纖維素(ethyl?cellulose)。

19、在一實(shí)施態(tài)樣中，該端部電極組成物進(jìn)一步包含觸變劑、分散劑、脫泡劑和流平劑的任一或其組合。

20、較佳的，該觸變劑包含聚酰胺蠟。本發(fā)明的端部電極組成物另添加該觸變劑者，可進(jìn)一步調(diào)整該端部電極組成物的黏度。

21、較佳的，該分散劑包含聚醚磷酸酯。本發(fā)明的端部電極組成物另添加該分散劑者，可進(jìn)一步調(diào)整該端部電極組成物的黏度。

22、較佳的，該脫泡劑包含乙烯聚合物。本發(fā)明的端部電極組成物另添加該脫泡劑者，可使該端部電極組成物自行脫泡，以降低該端部電極組成物于形成端部電極的過程中，夾帶氣泡的風(fēng)險(xiǎn)。

23、較佳的，該流平劑包含具有烷基芳香基的硅氧烷助劑。本發(fā)明的端部電極組成物另添加該流平劑者，可提升陶瓷薄層的表面平坦度。

24、在一實(shí)施態(tài)樣中，該有機(jī)溶劑包含醇類、醚類和酯類的任一或其組合。

25、較佳的，該醇類包含松油醇(terpineol)、環(huán)己基甲醇(cyclohexanemethanol)、苯甲醇(benzyl?alcohol)、2-乙基己醇(2-ethyl-1-hexanol)、正辛醇(1-octanol)的任一或其組合。

26、上述“環(huán)己基甲醇”又稱為氫化松油醇。

27、較佳的，該醚類包含乙二醇單丁醚(ethylene?glycol?monobutyl?ether)、二乙二醇單丁醚(diethylene?glycol?monobutyl?ether)、二甘醇乙醚(diethylene?glycolmonoethyl?ether)。

28、較佳的，該酯類包含二氫乙酸松油酯(terpinyl?dihydroacetate)、乙酸松油腦酯(terpinyl?acetate)、乙二醇二醋酸酯(ethylene?glycol?diacetate)、二乙二醇單乙基醚醋酸酯(2-(2-ethoxyethoxy)ethyl?acetate)。

29、上述“二甘醇乙醚”又稱為卡必醇。

30、本發(fā)明另提供一種積層陶瓷電子組件，其包括：

31、一陶瓷本體，包含一陶瓷上蓋層和一陶瓷電極交錯(cuò)積層，且該陶瓷上蓋層設(shè)于該陶瓷電極交錯(cuò)積層的頂部，其中，該陶瓷電極交錯(cuò)積層包含彼此交疊的多層陶瓷電極層，且該多層陶瓷電極層各自包含一陶瓷中間層和一內(nèi)電極，且該內(nèi)電極設(shè)于該陶瓷中間層的頂面；以及

32、兩端部電極，分別設(shè)于該陶瓷本體的相對(duì)兩側(cè)面，且該兩端部電極與該多層陶瓷電極層的內(nèi)電極電性連接；其中，該兩端部電極各自包含一金屬材料、一陶瓷材料和一助燒劑，且以該兩端部電極的任一的總重為基準(zhǔn)，該金屬材料的含量為83.5重量百分比至93重量百分比，該陶瓷材料的含量為6.5重量百分比至16重量百分比，以及該助燒劑的含量為大于0重量百分比至小于3重量百分比。

33、第一、雖然本發(fā)明的端部電極組成物不包含助燒劑，但陶瓷本體中所含的助燒劑可通過毛細(xì)現(xiàn)象流動(dòng)至該端部電極，以促進(jìn)該端部電極進(jìn)行液相燒結(jié)或低溫共晶相反應(yīng)，以使該端部電極致密化，并提升該端部電極與該陶瓷本體的結(jié)合性。第二，本發(fā)明的積層陶瓷電子組件具有良好的內(nèi)電極與端部電極的結(jié)合性，而具有高導(dǎo)電率的優(yōu)點(diǎn)，可降低該積層陶瓷電子組件因電力傳輸耗損而發(fā)熱，從而降低進(jìn)一步影響該積層陶瓷電子組件的可靠度的風(fēng)險(xiǎn)。第三，本發(fā)明的端部電極與陶瓷本體之間具有穩(wěn)定的界面結(jié)合力，可降低該積層陶瓷電子組件于使用過程中，因?yàn)檎饎?dòng)與熱應(yīng)力導(dǎo)致該端部電極脫落，進(jìn)而造成該積層陶瓷電子組件失效的風(fēng)險(xiǎn)。第四、本發(fā)明的端部電極具有優(yōu)良的致密性，可降低該積層陶瓷電子組件在電路板組裝的焊接過程中，在該積層陶瓷電子組件的端部電極或外電極處產(chǎn)生噴錫現(xiàn)象或回焊不足，而造成接觸不良或電路短路的風(fēng)險(xiǎn)。

34、較佳的，以該兩端部電極的任一的總重為基準(zhǔn)，該金屬材料的含量為85重量百分比至90重量百分比，例如：85重量百分比、87重量百分比、89重量百分比或90重量百分比；該陶瓷材料的含量為7重量百分比至15重量百分比，例如：7重量百分比、9重量百分比、10重量百分比、12重量百分比、14重量百分比或15重量百分比；以及該助燒劑的含量為大于0重量百分比至小于2重量百分比，例如：大于0重量百分比至小于0.05重量百分比、大于0重量百分比至小于0.1重量百分比、大于0重量百分比至小于0.5重量百分比、大于0重量百分比至小于1重量百分比，或大于0重量百分比至小于2重量百分比。

35、較佳的，在該兩端部電極的任一的總重中，僅計(jì)算單一端部電極的總重，且該單一端部電極是指直接于內(nèi)電極連接的電極，而不包含未與內(nèi)電極直接連接的外加電極層。

36、在一實(shí)施態(tài)樣中，該積層陶瓷電子組件的端部電極進(jìn)一步增設(shè)至少一電極層，以共同形成一外電極。較佳的，該外電極為一三層外電極，且該三層外電極由內(nèi)而外依序包含該端部電極、一鎳層和一錫層。

37、在一實(shí)施態(tài)樣中，該陶瓷本體包含多個(gè)晶粒，且該多個(gè)晶粒的長(zhǎng)度為0.01吋至0.12吋；以及該多個(gè)晶粒的寬度為0.005吋至0.1吋。較佳的，該多個(gè)晶粒的尺寸規(guī)格為0.12吋×0.1吋、0.12吋×0.06吋、0.08吋×0.05吋、0.04吋×0.02吋、0.02吋×0.01吋、0.01吋×0.005吋的任一或其組合。更佳的，該多個(gè)晶粒的尺寸規(guī)格為0.01吋×0.005吋。

38、在一實(shí)施態(tài)樣中，該內(nèi)電極包含卑金屬。較佳的，該卑金屬材料包含銅、鎳的任一或其組合。

39、在一實(shí)施態(tài)樣中，該陶瓷本體進(jìn)一步包含一陶瓷下蓋層，且該陶瓷電極交錯(cuò)積層設(shè)于該陶瓷下蓋層的頂部。

40、本發(fā)明另提供一種積層陶瓷電子組件的制備方法，包含：

41、陶瓷本體坯制備步驟：將一陶瓷漿料塑型成多層陶瓷薄層胚，且該多層陶瓷薄層胚包含一陶瓷上蓋層胚和多層陶瓷中間層胚，其中，該陶瓷漿料包含一陶瓷本體組成物，且該陶瓷本體組成物包含一陶瓷成分與一助燒劑；

42、于各該陶瓷中間層胚的頂面分別設(shè)置一內(nèi)電極坯，以獲得多層陶瓷電極層胚；

43、層疊該多層陶瓷電極層胚，獲得一陶瓷電極交錯(cuò)積層胚；

44、將該陶瓷上蓋層胚設(shè)置于該陶瓷電極交錯(cuò)積層胚的頂部，以獲得該陶瓷本體坯；

45、端部電極坯設(shè)置步驟：于該陶瓷本體坯的相對(duì)兩側(cè)面分別設(shè)置上述的端部電極組成物作為該端部電極坯，以獲得一生胚；以及

46、共燒步驟：以900℃至1400℃加熱該生胚，以獲得該積層陶瓷電子組件。

47、本發(fā)明的積層陶瓷電子組件的制備方法透過共燒步驟，將生胚，亦即陶瓷本體坯與端部電極胚同時(shí)進(jìn)行加熱，而與傳統(tǒng)方法中將陶瓷本體坯與端部電極胚分兩階段進(jìn)行加熱的方式不同，具有簡(jiǎn)化工藝和節(jié)能減碳的優(yōu)點(diǎn)，從而具有成本效益。

48、在一實(shí)施態(tài)樣中，以該陶瓷本體組成物的總重為基準(zhǔn)，該陶瓷成分的含量為90重量百分比至99重量百分比，以及該助燒劑的含量為1重量百分比至10重量百分比。

49、在一實(shí)施態(tài)樣中，該陶瓷成分包含鈦酸鋇系氧化物、鋯酸鈣系氧化物的任一或其組合。

50、較佳的，該鈦酸鋇系氧化物包含batio3、bati4o9的任一或其組合。

51、較佳的，該鋯酸鈣系氧化物包含(srca)(zrti)o3、cazro3的任一或其組合。

52、在一實(shí)施態(tài)樣中，該陶瓷本體組成物中的陶瓷成分與該端部電極組成物中的陶瓷材料相同或不同。

53、在一實(shí)施態(tài)樣中，該助燒劑包含二氧化硅。較佳的，該助燒劑進(jìn)一步包含金屬氧化物和類金屬氧化物的任一或其組合。

54、在一實(shí)施態(tài)樣中，該金屬氧化物包含moo3、bao、al2o3、cao和mgo的任一或其組合。

55、在一實(shí)施態(tài)樣中，該類金屬氧化物包含b2o3。

56、在一實(shí)施態(tài)樣中，該助燒劑包含bao-al2o3-sio2、cao-al2o3-sio2、mgo-al2o3-sio2、bao-mgo-al2o3-sio2、cao-mgo-al2o3-sio2、bao-cao-moo3-mgo-al2o3-sio2、cao-mno-b2o3-sio2和bao-zno-b2o3-sio2的任一和其組合。

57、在一實(shí)施態(tài)樣中，該內(nèi)電極胚包含卑金屬。較佳的，該卑金屬包含銅、鎳的任一或其組合。

58、在一實(shí)施態(tài)樣中，該內(nèi)電極胚設(shè)置于各該陶瓷中間層胚的頂面的圖樣形式為連續(xù)式、非連續(xù)式或浮動(dòng)式。

59、上述連續(xù)式與非連續(xù)式的差異在于：在同一平面上的內(nèi)電極，連續(xù)式的內(nèi)電極為單一整體，而非連續(xù)式的內(nèi)電極則區(qū)分為多個(gè)區(qū)塊，且各該區(qū)塊彼此未直接接觸。

60、上述連續(xù)式與浮動(dòng)式的差異在于：連續(xù)式的內(nèi)電極的兩端之一延伸至一陶瓷本體的一側(cè)面，且上下層兩相鄰的內(nèi)電極各自延伸至該陶瓷本體的相反側(cè)面；而浮動(dòng)式的內(nèi)電極的兩相鄰的內(nèi)電極則分別為：(一)第一平面的內(nèi)電極區(qū)分為兩區(qū)塊，各區(qū)塊各自延伸至該陶瓷本體的相反二側(cè)面，且各區(qū)塊彼此未直接接觸；(二)第二平面的內(nèi)電極為單一整體，且該單一整體未延伸至該陶瓷本體的任一側(cè)面。此外，該陶瓷本體的側(cè)面是指后續(xù)設(shè)置該端部電極處。

61、在一實(shí)施態(tài)樣中，該多層陶瓷薄層胚任一的厚度于2微米至10微米。

62、在一實(shí)施態(tài)樣中，該多層陶瓷薄層胚進(jìn)一步包含一陶瓷下蓋層胚，且該陶瓷電極交錯(cuò)積層胚設(shè)置于該陶瓷下蓋層胚的頂部。

63、在一實(shí)施態(tài)樣中，該共燒步驟包含燒除步驟和燒結(jié)步驟；其中，該燒除步驟包含以300℃至400℃加熱該生胚10小時(shí)至14小時(shí)，以獲得一坯體；以及該燒結(jié)步驟包含以900℃至1400℃加熱該胚體1小時(shí)至3小時(shí)，以獲得該積層陶瓷電子組件。

64、較佳的，該燒除步驟及/或該燒結(jié)步驟的加熱溫度為持溫的溫度。

65、較佳的，該燒除步驟的加熱溫度為340℃至360℃。

66、較佳的，該燒除步驟的加熱時(shí)間為11小時(shí)至13小時(shí)。

67、較佳的，該燒結(jié)步驟的加熱溫度為940℃至1360℃。

68、較佳的，該燒結(jié)步驟的加熱時(shí)間為1.5小時(shí)至2.5小時(shí)。

69、在一實(shí)施態(tài)樣中，該燒結(jié)步驟于一燒結(jié)氣氛中進(jìn)行。較佳的，該燒結(jié)氣氛包含氮?dú)?、氫氣和氧氣，且該氧氣的含量?ppm至100ppm。更佳的，當(dāng)該端部電極組成物中的金屬材料包含銅時(shí)，該燒結(jié)步驟于該燒結(jié)氣氛中進(jìn)行。

70、綜上可知，本發(fā)明的端部電極組成物無添加玻璃材料作為助燒結(jié)劑，故具有簡(jiǎn)化工藝和降低成本的優(yōu)點(diǎn)；本發(fā)明的積層陶瓷電子組件具有良好的內(nèi)電極與端部電極的結(jié)合性、端部電極與陶瓷本體之間具有穩(wěn)定的界面結(jié)合力，以及端部電極具有優(yōu)良的致密性，故本發(fā)明的積層陶瓷電子組件具有優(yōu)良的可靠度。最后，本發(fā)明的積層陶瓷電子組件的制備方法透過共燒步驟：加熱該生胚，可同時(shí)對(duì)該陶瓷本體胚和該端部電極胚進(jìn)行加熱，具有工藝簡(jiǎn)化的優(yōu)點(diǎn)及成本效益。