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等离子体法制备高端MLCC超细镍粉
608 2026-11-06

中国粉体网讯  随着MLCC向薄层化、小型化、高容化方向持续迭代,内电极用超细镍粉的粒径控制、球形度、氧含量及烧结匹配性,已经成为制约高端MLCC性能提升与良率稳定性的关键因素。

 

当前产业界主流的镍粉制备以化学还原法为主,在中低端MLCC领域已经实现成熟量产,但面向车规级、高容级高端产品的超细镍粉,仍存在粒径分布宽、表面残留有机物、环保处理压力大等共性问题。等离子体制粉作为物理法制备高纯超细金属粉的主流技术路线,凭借纯度高、球形度好、无化学副产物的优势,正成为高端MLCC镍粉国产化的重要技术方向。

 

季华实验室谷旭副研究员团队长期深耕等离子体制粉工艺与装备研发,围绕射频等离子体、直流电弧等离子体制备高纯球形金属粉积累了完整的技术与装备自研能力,本次将结合季华实验室在超细镍粉制备方向的最新进展,系统梳理等离子体法制备MLCC镍粉的技术特点与应用前景。

 

高端MLCC对超细镍粉的核心要求

 

MLCC的电容容量与内部电极叠层数、介质层厚度直接相关。目前车规级、高容消费电子MLCC的介质层厚度已经降至0.5μm以下,对应内电极镍粉的平均粒径需控制在100-200nm区间,且要求粒径分布窄、球形度高、无团聚颗粒、氧含量稳定——一旦粉体中存在超径颗粒,叠层印刷与压合过程中就会刺穿薄陶瓷介质层,造成电容短路、绝缘失效,直接影响整批产品的良率。

 

传统化学还原法制备镍粉,通过液相还原镍盐得到超细颗粒,工艺成熟、成本可控,但在制备150nm以下超细粉时,容易出现颗粒团聚、表面残留有机分散剂、批次一致性波动等问题,同时生产过程中产生的含重金属废水、副产物处理也带来了不小的环保压力。

 

等离子体制备超细镍粉的技术特点

 

等离子体法制备镍粉是典型的物理制粉路线,分为直流电弧等离子体蒸发与射频等离子体合成两类主流工艺:原料送入上万摄氏度的高温等离子体场后,瞬间熔融气化为镍蒸气,在高纯惰性气氛中经均质形核、快速淬冷凝固,最终形成结晶度高、球形度好、表面洁净的超细镍粉。



和化学法相比,等离子体法的核心优势体现在三个方面:一是粉体纯度高,整个过程无化学添加剂参与,不存在表面残留有机物的问题,镍粉的烧结收缩行为更易匹配MLCC的共烧工艺;二是球形度好、团聚少,从蒸气态直接冷凝成型的颗粒接近完美球形,印刷适配性更强;三是工艺环境友好,无化学废液、副产物排放,且通过调整等离子功率、淬冷速率与气氛组成,可连续调控粉体粒径,实现跨尺度粒径的柔性制备。

 

装备自研支撑技术落地

 

不同于采购进口等离子体制粉设备开展工艺研究的模式,季华实验室本身具备半导体装备与核心部件的自研能力,大功率射频电源、等离子炬、真空系统等核心部件均为自主开发。谷旭团队在开展镍粉制备工艺研究的同时,可针对超细镍粉的成核、团聚特性定制化调整设备结构,从流场设计、淬冷控制等环节优化粉体性能,摆脱进口设备的参数限制,为后续技术的产业化落地打下基础。

 

面向高端MLCC镍粉的国产化需求,等离子体制备路线为行业提供了化学法之外的全新技术选项。随着工艺成熟与成本下探,这类高纯超细镍粉将有效补充国内高端MLCC原料供给,支撑整个产业链的自主可控。

 

2026年11月12日,中国粉体网将在江苏·苏州举办“2026半导体与电子用高纯金属粉体技术大会”。届时,我们邀请到季华实验室副研究员谷旭出席本次大会并作题为《等离子体法制备高端MLCC用超细镍粉技术》的报告,谷老师将结合团队在等离子体制粉装备与工艺上的长期积累,分享直流电弧、射频等离子体制备超细镍粉的核心调控规律,梳理其相对传统化学法的技术优势,为高端 MLCC 内电极镍粉的国产化提供物理法制备的新思路。



嘉宾简介:

谷旭,季华实验室副研究员。2021年获哈尔滨工业大学材料加工工程专业博士学位,同年入职季华实验室,主要从事先进金属粉末制备工艺与装备研发工作。研究方向覆盖气雾化(VIGA/EIGA)与等离子体雾化制粉、射频/微波等离子体球化、高纯球形金属粉末及增材制造专用合金粉末、电子级高纯金属粉体开发等。工作期间主导研制钛合金等离子体雾化制粉装备、微波等离子体球化制粉设备及新型高纯纳米粉体制备设备;发表SCI论文10余篇,获授权发明专利超10项,主持国家及省部级科研项目2项。

 

参考来源:
季华实验室官网、中国粉体网

 

(中国粉体网编辑整理/留白)

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