用于制备晶片电阻器正面、背面电极的铜锰合金粉的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及晶片电阻器技术领域，具体涉及一种用于制备晶片电阻器正面、背面 电极的铜锰合金粉，或称制备晶片电阻器正面和/或背面电极的铜锰合金粉。
【背景技术】
[0002] 多层陶瓷电容器和晶片电阻器现已大规模应用于手机等通讯设备上，每年的出货 量巨大，而且处于递增的趋势，其市场前景广阔。高性能电极浆料是二者不可缺少的一部 分，MLCC的电极浆料已从之前的Ag、Pd等贵金属浆料替换为Ni、Cu等贱金属浆料，不仅在 性能上满足了应用要求，而且经济效益也大大增加。目前，在晶片电阻电极材料中，对于贱 金属浆料取代Ag、Pd贵金属浆料的研宄处于开发阶段，其浆料所需的Cu-Mn合金粉是核心。 当前，虽有国内外厂商用Cu粉+Mn粉、Cu-Mn合金片取代晶片电阻电极制备所用Ag-Pd贵 金属浆料的报道，但是这两种替代方案都出现了一系列的问题。Cu粉+Mn粉替代方案，由于 Mn粉粒径过大（10-15ym)，严重影响电极衆料的印刷性能；Cu粉和Mn粉简单的机械混合， 烧结后的Cu、Mn元素在电极层分布不均匀，影响TCR(电阻值的温度系数）的稳定性。虽然 Cu-Mn合金片在制备过程不用印刷，较为方便，但是对于晶片电阻器所要求的R(电阻）和 TCR(电阻温度系数）较难控制，而且对于高精度要求的晶片电阻器的小型化有着不利的影 响。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种可以降低热电势Eeu、提高电阻率及抗蚀 性、进一步改善TCR，具有优良的印刷性、均匀的合金元素分布、可控的电阻及稳定的TCR和 低廉的价格的用于制备晶片电阻器正面、背面电极的铜锰合金粉。
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种用于制备晶片电阻 器正面、背面电极的铜锰合金粉，该合金由以下质量百分比的组分组成：Mn10-30wt%， Cu70-90wt% ;且该合金的平均粒径为0? 5-5ym、氧含量彡5000ppm、杂质含量彡600ppm、熔 点为 870-950 °C。
[0005] 本发明上述的用于制备晶片电阻器正面、背面电极的铜锰合金粉，由物理气相沉 积（PVD)法制备而成，采用该方法使得其中Mn原子固溶到Cu晶格中，形成元素分布均匀的 铜锰固溶体合金。
[0006] 本发明上述的杂质为合金中不可避免的杂质，氧含量的控制也非常关键，氧含量 过高易引起材料性能改变，本发明的合金的氧含量控制< 5000ppm，使得合金的组织和性能 大大改善。
[0007] 本发明的优点和有益效果：
[0008] 1.本发明的铜锰合金粉，Cu与Mn不是简单的机械混合，而是Mn原子固溶到Cu的 晶格中，形成Cu-Mn固溶体合金，恪点比纯金属的Cu或Mn低且可调控（通过Cu-Mn二元体 系的相图可知，调节Mn含量即可调节合金的恪点，每个固定Mn含量的合金其恪点是确定 的），有利于降低晶片电阻器中正面、背面电极的烧结温度。
[0009] 2.本发明的铜锰合金粉，粒径较为均勾，平均粒径为0. 5-5ym，经过筛分、气相或 液相分级，可以实现对粉体粒度分布的调控，符合现阶段晶片电阻器所需的厚膜印刷制程。
[0010] 3.本发明的铜锰合金粉，合金元素分布均勾，电阻R可控，电阻的温度系数TCR稳 定。
[0011] 4.本发明的铜锰合金粉采用物理气相沉积法制备所得，结晶度较高，可提高铜锰 合金粉的氧化温度，具有较好的烧结性能。
[0012] 5.本发明的铜锰合金粉，粉体氧含量低，抗氧化特性好。
[0013] 6.本发明的铜锰合金粉，价格低廉，不到银钯贵金属粉价格的10%。
[0014] 7.本发明的Cu-Mn合金粉，利用Mn含量对于Cu-Mn合金的电阻率和TCR非常敏感 的特性，可以降低热电势Eeu、提尚电阻率及抗蚀性、进一步提尚TCR的稳定性；并且粒径为 0. 5-5ym的Cu-Mn合金粉能很好的解决上述Cu粉+Mn粉与Cu-Mn合金片替代方案在应用 中出现的问题；其优良的印刷性、均匀的合金元素分布、可控的电阻及稳定的TCR和低廉的 价格是取代Ag-Pd贵金属粉在晶片电阻器正面、背面电极上应用的理想材料。
【附图说明】：
[0015] 图1为晶片电阻器的结构示意图。
[0016] 如图所示：1.正面电极；2、背面电极
[0017] 图2为本发明用物理气相沉积法制备的球状铜锰合金粉电镜图。
[0018] 图3为本发明用物理气相沉积法制备的铜锰合金粉的Cu与Mn元素的分布图。
[0019] 如图所示：本发明的铜锰合金粉，Cu与Mn元素在基体上分布均匀。
[0020] 图4为本发明用物理气相沉积法制备的铜锰合金粉的XRD图谱。
【具体实施方式】：
[0021] 下面通过实施例详细描述本发明，但本发明不仅仅局限于以下实施例。
[0022] 实施例1、粒径I. 5ym的Cu-25%Mn的铜锰合金粉的制备。将一定量的Cu棒放入 高温金属蒸发器的坩埚中，安装好等离子发生装置（具体可参考ZL201110119245. 2,金属 蒸发装置及用该装置制备超微细金属粉末的方法，在此不再详细描述具体制备过程），并检 查气密性，抽好真空，冲入氮气使得整个系统处于惰性气体气氛下，控制坩埚内压力，启动 等离子发生装置，保温一段时间后，将等离子枪功率提高到一定功率，观察金属液面高度， 待Cu的蒸发量达到一定要求后，根据前期计算的Cu、Mn饱和蒸汽压的差异，开始调节Mn的 加料量，随后合金蒸气被冷却成合金粉，其粒径为2ym左右，Mn含量为25%左右。上述物 理气相沉积法所得的合金粉，在特定温度下的还原性气氛内进行处理一定时间，随炉冷却。 随后，将热处理过后的合金粉加入到调配好的油酸酒精溶剂（溶剂为：油酸质量为合金粉 质量的〇. 5%，油酸和酒精的体积比为1:10)中进行包覆，最后对包覆过后的合金粉进行干 燥得到所需要的Cu-25%Mn的铜锰合金粉。
[0023] 其它实施例的制备步骤同上述实施例1。
[0024]采用物理气相法制备，经过后期处理后得到不同Mn含量的铜锰合金粉，按照晶片 电阻器正面与背面电极的一些重要的参数，与当前使用的银钯贵金属粉进行比较，参数如 表1所示。
[0025] 表1本发明实施例与对比例性能参数
[0026]
【主权项】
1. 一种用于制备晶片电阻器正面、背面电极的铜锰合金粉，其特征在于：它由以下质 量百分比的组分组成，Mn10-30wt%，Cu70-90wt% ;且该合金的平均粒径为0. 5-5ym、氧 含量彡5000ppm、杂质含量彡600ppm、熔点为870-950°C。
2. 根据权利要求1所述的用于制备晶片电阻器正面、背面电极的铜锰合金粉，其特征 在于：所述的铜锰合金粉由物理气相沉积法制备而成，该方法使得其中Mn原子固溶到Cu晶 格中，形成元素分布均匀的铜锰固溶体合金。
3. 根据权利要求1所述的用于制备晶片电阻器正面、背面电极的铜锰合金粉，其特征 在于：该铜锰合金粉用于取代银钯贵金属粉，实现在晶片电阻器电极上的应用。
【专利摘要】本发明公开一种用于制备晶片电阻器正面、背面电极的铜锰合金粉，其特征在于：它由以下质量百分比的组分组成，Mn 10-30wt％，Cu 70-90wt％；且该合金的平均粒径为0.5-5μm、氧含量≤5000ppm、杂质含量≤600ppm、熔点为870-950℃。本发明的铜锰合金粉，用于取代银钯贵金属粉在晶片电阻器电极上的应用，具有优良的印刷性、均匀合金元素分布、可控的电阻及稳定的TCR和低廉的价格。
【IPC分类】C22C9-05, B22F1-00
【公开号】CN104690266
【申请号】CN201510118141
【发明人】宋书清, 谢上川, 陈钢强
【申请人】宁波广博纳米新材料股份有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年3月18日