中國(guó)粉體網(wǎng)訊 近日，據(jù)《日刊工業(yè)新聞》報(bào)道，MLCC龍頭廠商村田制作所社長(zhǎng)中島規(guī)巨受訪時(shí)表示，至少未來(lái)3年內(nèi)，MLCC市場(chǎng)增長(zhǎng)率將超過(guò)10%，公司將持續(xù)增產(chǎn)以響應(yīng)需求。在先進(jìn)產(chǎn)品方面，致力打造讓同行難以模仿的技術(shù)研發(fā)；針對(duì)海外同行，則希望能領(lǐng)先3-4年。量?jī)r(jià)齊升下，行業(yè)景氣度持續(xù)上升，國(guó)內(nèi)ML CC產(chǎn)業(yè)鏈迎來(lái)黃金發(fā)展期。
多層陶瓷電容器（MLCC）是世界上發(fā)展最迅速、用量最大的一種片式元件，可大大提高電路組裝密度。傳統(tǒng)的 MLCC 內(nèi)外電極均使用貴金屬制作，隨著貴金屬價(jià)格的上漲和 MLCC 利潤(rùn)的下降，賤金屬電極多層陶瓷電容器已經(jīng)成為傳統(tǒng)貴金屬電極設(shè)計(jì)更經(jīng)濟(jì)的替代品。
圖片來(lái)源：潮州三環(huán)
MLCC電極用金屬粉末的技術(shù)要求
為了滿足MLCC電極使用要求，金屬粉末應(yīng)具有以下性能特點(diǎn)：
1）所用金屬顆粒熔點(diǎn)要高（1000℃以上），以防止與陶瓷介質(zhì)同時(shí)燒結(jié)時(shí)發(fā)生金屬粉末的熔化現(xiàn)象，保持好金屬裝料層在燒結(jié)成膜后的連續(xù)性；端電極由于不必與瓷料共燒，其熔點(diǎn)可比瓷料燒結(jié)溫度低；
2）所用金屬忌有高遷移性，以防止與陶瓷介質(zhì)同時(shí)燒結(jié)時(shí)向介質(zhì)中擴(kuò)散，對(duì)其擴(kuò)散的容忍限度為不會(huì)與介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，同時(shí)不會(huì)影響介質(zhì)的介電性能；
3）所用金屬粉末的純度要高，以保證其良好的導(dǎo)電性；
4）所用金屬顆粒的形貌要求為球形或類球形，并且要分散性好，粒徑控制在微米級(jí)或以下，并且要分布均勻。端電極用的金屬粉末粒徑可以大一些，為數(shù)微米。粒徑均勻的球形金屬粉末可保證導(dǎo)電漿料的均勻性，使金屬顆粒在燒結(jié)后接觸良好；同時(shí)可以防止粉末中偶爾存在的大顆粒穿透介質(zhì)層造成無(wú)疊層的結(jié)構(gòu)缺陷。
5）所用金屬粉末的振實(shí)密度要足夠大，金屬粉末的振實(shí)密度越大，在燒結(jié)過(guò)程中抗收縮能力越強(qiáng)，越適于制作合格的漿料層。
銅粉具有導(dǎo)電性好、電化學(xué)遷移行為低、材料成本低等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越受到研究者的關(guān)注。純度高、分散性好、粒徑小且窄粒級(jí)分布、導(dǎo)電性良好的超細(xì)銅粉是制備 MLCC 電極的良好材料。
MLCC電極用超細(xì)銅粉的制備工藝
MLCC 電極用超細(xì)銅粉的制備方法按反應(yīng)體系的狀態(tài)大體上可分為固相法、氣相法和液相法。
1 固相法
固相法主要包括物理粉碎法、機(jī)械化學(xué)法等。
1.1 物理粉碎法
物理粉碎法主要是利用硬質(zhì)媒介物的攪拌研磨，或是粉末在高速氣流中的強(qiáng)大的壓縮力和摩擦力來(lái)進(jìn)行金屬粉的磨碎。球磨法是最常見(jiàn)的物理粉碎法，其原理是利用球狀硬質(zhì)材料對(duì)銅物料進(jìn)行強(qiáng)烈的撞擊，使物料經(jīng)破碎、研磨后粒度減小，從而制得超細(xì)銅顆粒。
1.2 機(jī)械化學(xué)法
機(jī)械化學(xué)法是在物理粉碎法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，該法將物理粉碎法與化學(xué)反應(yīng)相結(jié)合制備超細(xì)銅粉。將干燥的細(xì)銅粉、CuCl2以及鈉粉混合后在充滿氮?dú)獾拿芊怃撈恐羞M(jìn)行高能球磨，在固態(tài)下發(fā)生CuCl2與Na的取代反應(yīng)，生成銅和氯化鈉的混合物，清洗去除氯化鈉后得到超細(xì)銅粉。該法在穩(wěn)定反應(yīng)時(shí)所得銅粉的粒徑在20~50nm之間，若球磨過(guò)程中發(fā)生燃燒，銅顆粒的粒徑將會(huì)增大。
用固相法制備超細(xì)銅粉的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便，產(chǎn)能較大；缺點(diǎn)是產(chǎn)品的粒徑分布較寬，生產(chǎn)過(guò)程容易引入雜質(zhì)對(duì)設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)后將有很廣闊的應(yīng)用前景。
2 液相法
液相法制備超細(xì)銅粉是目前實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)上廣泛采用的方法，主要包括γ-射線輻照法、微乳液法、電化學(xué)法以及液相還原法等。
2.1 γ-射線輻照法
γ-射線輻照法通過(guò)γ-射線輻照金屬鹽溶液生成具有還原性的自由基和活性粒子，進(jìn)而將金屬離子還原，生成的金屬原子經(jīng)過(guò)核長(zhǎng)大形成超細(xì)粒子。γ-射線在常溫常壓下易于操作，易于擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，但是制得的金屬粉末多為離散膠體。
2.2 微乳液法
微乳液法是指由兩種分別包有不同反應(yīng)物的微乳液在攪拌下發(fā)生反應(yīng)生成金屬沉淀的方法。水分子被表面活性劑分離成一個(gè)個(gè)極小的反應(yīng)空間，即“微反應(yīng)器”，在該空間反應(yīng)形成的一定形態(tài)的納米銅粒子一般包裹有一層表面活性劑，不僅非常微小，而且粒徑均勻。該反應(yīng)也經(jīng)歷了金屬分子的成核，生長(zhǎng)，聚結(jié)等過(guò)程。研究表明利用十二烷基硫酸鈉 / 異戊醇 / 環(huán)己烷 / 水微乳液體系可制備出粒度分布范圍為 7~13 nm，平均粒徑約為 10 nm 的球形銅微粒。
2.3 電化學(xué)法
電化學(xué)法是目前工業(yè)上生產(chǎn)超細(xì)銅粉的一種常用方法。在二價(jià)銅鹽溶液中通入電流，控制一定的電流密度以及槽電壓等條件，在極板上析出銅粉。普通的電解方法制得的銅粉粒徑較大，粒度分布不均，多呈枝晶狀。用超聲波探頭作為電化學(xué)電沉積金屬的陰極，通過(guò)降低陰極電流密度制得的超細(xì)銅粉平均粒徑能低至 100 nm，粒度分布均勻，該粒徑的銅粉顯示出高抗菌性。超聲電解法也解決了普通電解中的刮粉問(wèn)題。
2.4 液相還原法
液相還原法是指通過(guò)控制一定的反應(yīng)條件，金屬陽(yáng)離子溶液在還原劑的作用下析出微米甚至納米級(jí)的金屬單質(zhì)。近年來(lái)，液相還原法由于具有加工溫度低，生產(chǎn)成本低，成分容易控制以及其制得的銅粉粒度均勻、分散性好等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注，具有很好的工業(yè)化發(fā)展前景。但是液相法制備超細(xì)銅粉時(shí)，后處理程序經(jīng)常遇到固液分離困難的問(wèn)題。
采用固相法的例如用熱分解甲酸銅制取銅粉，分散性較差。氣相法制取銅粉需要專用的制備裝置，投資較大，銅粉粒徑分布較寬。液相還原法制備銅粉具有設(shè)備投資少，操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的研究應(yīng)用。
3 氣相法
氣相法是指反應(yīng)氣體在熱、激光等作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成超細(xì)粉體的方法。其中，低溫化學(xué)氣相沉積法（CVD）相比物理方法中的氣相蒸發(fā)法所需溫度較低。乙酰丙酮銅作反應(yīng)前驅(qū)物沉積于介孔材料 SBA-15 孔道內(nèi)，通入作還原氣的氫氣，將先驅(qū)物連續(xù)地還原成金屬銅，從而生成納米級(jí)別的超細(xì)銅粉。氫氣的連續(xù)通入也減小了乙酰丙酮銅的粒度，因而該方法制得的粉體分散度好，粒徑小。
受益于5G手機(jī)、基站、物聯(lián)網(wǎng)、新能源汽車等多領(lǐng)域需求旺盛，MLCC步入高速增長(zhǎng)期。我國(guó)不少研究者進(jìn)行過(guò)銅粉的制備研究，但多數(shù)是制備納米銅粉，直接以制備 MLCC 電極用銅粉為目的的研究很少。隨著MLCC行業(yè)的飛速發(fā)展，MLCC 電極用銅粉的研究也必定有更廣闊的空間。
參考來(lái)源：
【1】劉銀，等. MLCC 電極用超細(xì)銅粉制備工藝研究.世界有色金屬.2017.
【2】王岳俊.氫化還原氧化銅制備MLCC用均分分散銅粉.2012.
【3】MLCC或保持10%以上增長(zhǎng) 龍頭村田擬持續(xù)擴(kuò)產(chǎn)響應(yīng)需求.
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/星耀）
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