陶瓷元件免烧型贱金属电极制备技术研究

摘要

近年来，随着各种电子产品的普及以及更新换代的速度加快，具有体积小、容量大、耐腐蚀、耐高温等优点的陶瓷电容器的市场需求量与日俱增。陶瓷电容器的电极材料一般采用贵金属银，其高昂的价格使得陶瓷电容器成本偏高，采用贱金属电极代替贵金属电极已成为陶瓷电容器行业发展的必然趋势。本论文围绕陶瓷电容器电极贱金属化展开研究。
　　本论文选取贱金属铜为电极材料，采用化学镀法来实现陶瓷电极贱金属化。利用喷墨打印技术在陶瓷基材上形成图形化的活化层，以此作为后续化学沉铜的催化种子层。以金属铜层的外观色泽、微观形貌、方阻以及附着力为考察指标，优化化学沉铜的温度以及沉积时间。结果表明，在沉积温度为45～50℃，沉积时间约为20min条件下，所得到的铜层外观色泽光亮，铜颗粒大小较均匀，方阻以及附着力最佳。
　　论文在优化施镀工艺条件基础上，以传统化学镀铜效果为参照，探讨了超声辅助化学镀的超声参数对镀层质量的影响。结果表明，在化学沉铜过程中引入超声辅助沉积可有效提高电极质量，这是因为超声波在化学沉积中能促进氢气的排出，加快沉积速度，提升镀层的结合力。
　　在喷墨印制化学沉铜催化种子层前对陶瓷基材进行粗化预处理，探讨了粗化时间对铜层附着力的影响。在优化制备条件下所得到的铜电极色泽光亮、铜颗粒致密均匀、铜层抗熔蚀性强、可焊性优良，铜层在陶瓷基材上的附着力可达到2.6kg/cm2，电阻率低至3.6μΩ·cm。铜电极陶瓷电容器的电容量和损耗均达到了工业应用要求。
　　本论文所开发的陶瓷电容器贱金属电极制备技术具有工艺简单、成本低、可批量化制备的优点，且整个制备过程无需高温烧结，即可获得性能优良的贱金属电极。这可为陶瓷电容器电极的贱金属化提供实用的技术参考。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 陶瓷表面金属化技术的研究现状

1.3 陶瓷元件免烧型贱金属电极制备技术

1.4 本论文的研究意义

1.5 本论文的技术路线与研究内容

第二章 陶瓷元件电极制备与表征方法

2.1 实验试剂与仪器

2.2 陶瓷元件电极制备方法

2.3陶瓷基腐蚀效率的测试

2.4 陶瓷元件金属电极微结构与性能分析

2.5 本章小结

第三章 陶瓷元件免烧型贱金属电极制备技术

3.1 陶瓷元件免烧型贱金属电极制备工艺流程

3.2 陶瓷表面预处理

3.3 陶瓷表面活化层的制备

3.4 化学沉积工艺的研究

3.5 超声辅助化学镀铜技术的研究

3.6 小结

第四章 陶瓷元件免烧型铜电极的性能研究

4.1 电极与基板结合力的研究

4.2 陶瓷元件免烧型铜电极的形貌

4.3 铜电极的抗氧化性

4.4 铜电极的抗熔蚀性

4.5 铜电极的可焊性

4.6 陶瓷电容器电极的电性能分析

4.7 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 本文结论

5.2 工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间取得的学术成果