CN102725801B - 树脂电极糊料及具有利用其形成的树脂电极的电子部件 - Google Patents

Abstract

本发明提供树脂电极糊料和在电子部件元件的表面具备利用该树脂电极糊料而形成的树脂电极的电子部件，所述树脂电极糊料是能够在涂布后使树脂电极糊料所含的溶剂迅速地干燥，且能够高效地形状精度高的树脂电极的树脂电极糊料。一种树脂电极糊料，其是含有导电材料粉末、溶剂和溶解在溶剂中的树脂成分，且用于经过进行加热而除去溶剂的干燥工序和使树脂固化的树脂固化工序，从而形成导电材料粉末分散在已固化的树脂中的状态的树脂电极的树脂电极糊料；其中，树脂成分含有具有在干燥工序中的加热温度下能够维持固体状态的软化点的第一树脂、和比第一树脂的软化点低45℃以上且在干燥工序中的加热温度下成为液状的第二树脂，相对于第一树脂和第二树脂的总量，使第二树脂的添加量成为处于10～40重量％的范围的构成。

Description

树脂电极糊料及具有利用其形成的树脂电极的电子部件

技术领域

本发明涉及树脂电极糊料、以及具有利用其所形成的树脂电极的电子部件，详细而言，涉及可很好地用于形成构成电子部件的外部端子电极的树脂电极的树脂电极糊料、以及具有利用树脂电极糊料形成的树脂电极的电子部件。

背景技术

近年来，对于片式层叠陶瓷电容器等电子部件，实现了可使用具备树脂电极作为外部端子电极的电子部件，所述树脂电极是通过涂布含有导电成分的树脂组合物并进行固化而形成的。

另外，就形成树脂电极而言，广泛地使用了如下方法：通过涂布含有金属粉末等导电材料粉末、树脂和溶剂的树脂电极糊料并使其干燥后，进行固化，从而形成树脂电极的方法。

而且，作为用于这样的树脂电极的形成的树脂电极糊料，例如提出了以下的(1)和(2)的导电性树脂糊料。

(1)导电性环氧糊料(专利文献1)：其是在直链状高分子量环氧聚合物中，配合多官能环氧树脂、固化剂、以及具有导电性的粉末或纤维而得的导电性环氧糊料，所述直链状高分子量环氧聚合物是通过将双官能环氧树脂与双官能酚类的配合当量比设为环氧基/酚羟基＝1∶0.9～1.1，在催化剂的存在下，在沸点为130℃以上的酰胺系或酮系溶剂中，在反应固体成分浓度50重量％以下的条件下，进行加热、聚合而得到的，该直链状高分子量环氧聚合物的还原粘度为0.70dl/g以上。

(2)高热传导性环氧糊料(专利文献2)：其是在直链状高分子量环氧聚合物中配合多官能环氧树脂、固化剂、以及具有电绝缘性且热传导率高的无机化合物的粉末或纤维而得到的高热传导性环氧糊料，所述直链状高分子量环氧聚合物是通过使双官能环氧树脂与双官能酚类的配合当量比为环氧基/酚羟基＝1∶0.9～1.1的条件下，将双官能环氧树脂和双官能酚类在催化剂的存在下，在沸点为130℃以上的酰胺系或酮系溶剂中，在反应固体成分浓度50重量％以下，进行加热、聚合而得的，所述直链状高分子量环氧聚合物的还原粘度为0.70dl/g以上。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利2643646号公报

专利文献2：日本专利2643649号公报

发明内容

发明所要解决的问题

在如上述专利文献1和2所公开的、使用现有的树脂电极糊料来形成树脂电极的情况下，为了确保耐热性，需要使用高分子量的树脂(在上述现有的例子中为环氧树脂)。但是，在使用了高分子量的树脂的情况下，存在软化点变高，在涂布后使树脂电极糊料所含的溶剂挥发而将溶剂除去的工序(干燥工序)中的溶剂的除去性(干燥性)降低，生产率降低这样的问题。

另外，若为了确保干燥性，而控制高分子量的树脂的使用量，则存在实际安装(实装)工序中所要求的耐热性(软钎料耐热性)降低这样的问题。

本发明是解决上述课题的发明，其目的在于提供树脂电极糊料以及电子部件，所述树脂电极糊料是能够在涂布后使树脂电极糊料所含的溶剂迅速地干燥并且能够高效率地形成形状精度高且耐热性也优异的树脂电极的树脂电极糊料，所述电子部件是在电子部件元件的表面具有利用该树脂电极糊料而形成的、形状精度高且耐热性优异的树脂电极的电子部件。

解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的树脂电极糊料的特征在于，

其含有导电材料粉末、溶剂和溶解于溶剂的树脂成分，且上述树脂电极糊料用于经过进行加热而将溶剂除去的干燥工序以及使上述树脂固化的树脂固化工序，从而形成上述导电材料粉末分散在已固化的树脂中的状态的树脂电极，其中，

上述树脂成分含有：具有在上述干燥工序中的加热温度下能够维持固体状态的软化点的第一树脂、和软化点比上述第一树脂低45℃以上且在上述干燥工序中的加热温度下成为液状的第二树脂，

相对于上述第一树脂和上述第二树脂的总量，上述第二树脂的添加量为10～40重量％。

需要说明的是，在本发明中，固体状态是指利用以下的方法进行定义的状态。

首先，将试样(第一树脂)放入到30mmφ的管中，使其熔融。然后，在进行一次冷却而使其凝固且能够固定液面的基础上，再次升温至评价温度(干燥工序中的加热温度)，将管放倒90°。此时，在经过90秒的时间点，将从原来的液面流动30mm以上的情况作为液体状态，将从原来的液面流动不足30mm的情况作为固体状态。

因而，即使在稍高于树脂的软化点的温度下进行干燥，也并不直接成为液状，而是能够维持上述固体状态。

另外，本发明的树脂电极糊料的特征在于，

其含有导电材料粉末、溶剂和溶解于溶剂的树脂成分，且上述树脂电极糊料用于经过进行加热而将溶剂除去的干燥工序和使上述树脂固化的树脂固化工序，从而形成上述导电材料粉末分散在已固化的树脂中的状态的树脂电极，其中，

上述树脂成分含有软化点为128℃以上的第一树脂、和比上述第一树脂的软化点低45℃以上且软化点为97℃以下的第二树脂，

相对于上述第一树脂和上述第二树脂的总量，上述第二树脂的添加量为10～40重量％。

对于本发明的导电性糊料，上述第二树脂优选为其主链的结构与上述第一树脂的主链的结构相同、且分子量比上述第一树脂的分子量低的树脂。

另外，本发明的电子部件的特征在于，具备：

电子部件元件、和

将本发明所述的树脂电极糊料涂布·固化而形成的、形成于上述电子部件元件的表面的树脂电极。

发明效果

本发明的树脂电极糊料的树脂成分含有具有在干燥工序中的加热温度下能够维持固体状态的软化点的第一树脂、和比第一树脂的软化点低45℃以上且在干燥工序中的加热温度下成为液状的第二树脂，并且相对于第一树脂和第二树脂的总量，使第二树脂的添加量达到10～40重量％的范围，因此，能够在涂布后使树脂电极糊料所含的溶剂迅速地干燥。

为了确保树脂电极糊料的耐热性，需要使用软化点高的高分子量的环氧树脂，但是在这种情况下，在干燥工序的加热温度下环氧树脂以固形状态存在，因此，若表层的溶剂挥发，则产生仅表层进行干燥而表面成为皮胀紧的状态，而内部的溶剂无法挥发这样的现象。因此，在本发明中，为了抑制这种现象，通过在具有在干燥工序的加热温度下可维持固体状态的高软化点的第一树脂中添加比第一树脂的软化点低45℃以上且在干燥工序的加热温度下成为液状的第二树脂(低软化点树脂)，从而在干燥工序中抑制、防止了表层的溶剂挥发而仅表层被干燥但内部的溶剂无法挥发的情况，提高了干燥性。

因而，通过使用本发明的树脂电极糊料，能够确保高干燥性和耐热性，能够高效地形成形状精度高的树脂电极。

更具体而言，通过使用含有软化点为128℃以上的第一树脂和比第一树脂的软化点低45℃以上且软化点为97℃以下的第二树脂的树脂作为树脂成分，从而能够抑制、防止在干燥工序中表层的溶剂挥发而仅表层干燥但内部的溶剂无法挥发的情况，能够提高干燥性。

另外，通过使用主链的结构与第一树脂的主链的结构相同且分子量比第一树脂的分子量低的树脂作为第二树脂，从而能够确保第一树脂与第二树脂的亲和性，能够进一步可靠地抑制、防止在干燥工序中表层的溶剂挥发而仅表层干燥但内部的溶剂无法挥发的情况，能够提高干燥性，能够使本发明具有更好的实效。

或者，本发明的电子部件在电子部件元件的表面具备使上述本发明的树脂电极糊料涂布·固化而形成的树脂电极，因此，与现有的具备将含有金属粉末、有机粘结剂、溶剂等的导电糊料涂布且烧结而形成的外部端子电极的电子部件相比，能够提供由外部端子电极所施加的应力小且可靠性高的电子部件。

附图说明

图1是表示具备利用本发明的导电性树脂组合物所形成的树脂电极的电子部件(片式层叠陶瓷电容器)的构成的剖面图。

具体实施方式

以下示出本发明的实施方式，进一步对本发明的特征方面详细地进行说明。

实施例1

在该实施例中，首先，制作具备本发明的要件的树脂电极糊料和不具备本发明的要件的比较用的树脂电极糊料。而且，使用所制作的树脂电极糊料，制作如图1所示的、具有树脂电极的电子部件(在该实施例中为片式层叠陶瓷电容器)。

即，如图1所示，该电子部件(片式层叠陶瓷电容器)具备：具备陶瓷层2和内部电极3a、3b的电容器元件(层叠陶瓷元件)1；通过在电容器元件(层叠陶瓷元件)1的两端面4a、4b涂布导电糊料并进行烧结而形成的侧面电极(烧结厚膜电极)5a、5b；按照覆盖侧面电极5a、5b的方式配设的树脂电极6a、6b。需要说明的是，在树脂电极6a、6b的表面形成了第一镀覆膜(Ni镀覆膜)和形成于第一镀覆膜上的第二镀覆膜(Sn镀覆膜)，但是在图1中对于上述镀覆膜省略了图示。

另外，上述树脂电极6a、6b是使用本发明的实施例所述的树脂电极糊料或比较用的树脂电极糊料而形成的树脂电极。

以下进行说明。

[1]树脂电极糊料的制作

首先，利用以下的方法来制作本发明的实施例所述的树脂电极糊料和比较用的树脂电极糊料。需要说明的是，在制作树脂电极糊料中，按照成为表1的试样编号1～13的组成的方式称取：

(a)软化点高的环氧树脂(第一树脂)

(b)软化点低的环氧树脂(第二树脂)

(c)固化剂(酚醛清漆树脂+咪唑(催化剂))

(d)银粉末

(e)溶剂(二乙二醇单丁醚)

各原料，利用小型混合器进行混合后，利用三辊研磨机进行混练，从而制作了树脂电极糊料。

需要说明的是，按照成为上述第一树脂与第二树脂的总量的1重量％(即，第一树脂与第二树脂的总重量×0.01)的比例的方式添加咪唑(催化剂)。

需要说明的是，作为上述第二树脂，使用的是主链的结构与上述第一树脂的主链的结构相同、并且分子量比上述第一树脂的分子量低的环氧树脂。

[表1]

表1的试样编号1～6、10和11的试样是具备本发明的要件的树脂电极糊料(本发明的实施例)，试样编号7～9、12和13的试样是不具备本发明的要件的作为比较例的树脂电极糊料。

[2]评价用的层叠陶瓷电容器(试样)的制作

在该实施例中，如上所述，制作了如图1所示的层叠陶瓷电容器作为评价用的层叠陶瓷电容器。而且，在树脂电极6a、6b的形成中使用的是如上所述制作而得的树脂电极糊料。

在制作评价用的层叠陶瓷电容器(试样)中，首先，准备具备陶瓷层2和内部电极3a、3b的陶瓷烧结体即电容器元件(层叠陶瓷元件)1。需要说明的是，在此，预备在端面4a、4b分别形成有作为底电极的端面电极5a、5b的元件以作为电容器元件1。

需要说明的是，该层叠陶瓷元件1的尺寸为长L＝3.2、宽W＝1.6mm、厚t＝1.6mm，且静电容量10μF的电容器元件。

而且，利用以下的方法对干燥性和软钎料耐热性进行评价。

[干燥性评价]

利用浸渍工艺的涂布机在电容器元件1的两端部涂布如上所述制作而得树脂电极糊料后，实施使树脂电极糊料中的溶剂干燥的干燥工序，从而对干燥性进行评价。

需要说明的是，在使溶剂干燥中，将涂布有树脂电极糊料的电容器元件放入到烘箱中，分别对试样编号1～9在150℃下、对试样编号10～13在130℃下加热干燥10分钟。

然后，从烘箱中取出电容器元件，冷却至室温后，将涂布有树脂电极糊料的端面夹入到保持夹具中，进一步在150℃、1小时的条件下进行加热，从而固化。

而且，对于10个电容器元件，利用实体显微镜的20倍观察对树脂电极6a、6b的棱线部各4个位置进行观察，将在干燥时间10分钟下，树脂电极6a、6b中未发现变形的情况判定为干燥性良好。其结果汇总示于表1。

需要说明的是，有关干燥性的好坏，将树脂电极中基本没发生变形的特别良好的情况评价为◎，将仅次于其的良好的情况评价为○。另外，将变形的程度大且发现在实用性上存在问题的情况评价为×。

[软钎料耐热性评价]

将如上所述制作而得的树脂电极糊料刮涂在盘上，形成约500μm厚的树脂电极糊料层。而且，将具备侧面电极(底电极)5a、5b的电容器元件1的一侧的端面部分浸渍在所述树脂电极糊料层中而赋予树脂电极糊料，然后分别对试样编号1～9在150℃下、对试样编号10～13在130℃下加热干燥1小时。

接着，同样地将其他侧的端面部分浸渍在约500Zm厚的树脂电极糊料层中而赋予树脂电极糊料，然后同样地分别对试样编号1～9在150℃下、对试样编号10～13在130℃下加热干燥1小时。

然后，将整体在200℃、2小时的条件下加热，使树脂电极糊料固化，从而形成了树脂电极6a、6b。

然后，利用湿式电解滚筒镀覆法，在树脂电极上形成镀覆膜，从而得到了如图1所示的层叠陶瓷电容器。

需要说明的是，形成具备第一镀覆膜＝Ni镀覆膜(厚度约1～5μm)和形成于该第一镀覆膜上的第二镀覆膜＝Sn镀覆膜(厚度约3～9μm)的2层结构的镀覆膜作为镀覆膜。但是，在图1中，省略了镀覆膜的图示。

而且，将如上所述制作而得的具有树脂电极的层叠陶瓷电容器浸渍在加热至350℃的共晶软钎料浴(H60A、千住金属工业(株)制)中20秒。浸渍后，利用200倍的金属显微镜观察层叠陶瓷电容器的树脂电极的状态，将在树脂电极中未发现剥离的情况判定为好(○)。另外，将在树脂电极中发现剥离的情况判定为不好(×(n＝20)。

根据表1，确认了在为试样编号1～6、10和11的试样的情况下，可得到干燥性和软钎料耐热性均良好的特性；对于所述试样编号1～6、10和11的试样，是利用软化点高的环氧树脂(第一树脂)和软化点低的环氧树脂(第二树脂)作为构成树脂成分的树脂，同时使用比第一树脂的软化点低45℃以上的环氧树脂作为第二树脂并且相对于第一树脂和第二树脂的总量，以10～40重量％的比例添加第二树脂的试样。

需要说明的是，在试样编号1中使用的第二树脂是在常温下为液状(即软化点为常温以下)的环氧树脂，在试样编号2～5中使用的第二树脂是软化点为64℃且比第一树脂的软化点低80℃的环氧树脂。另外，在试样编号6中使用的第二树脂是软化点为97℃且比第一树脂的软化点低47℃的环氧树脂。

另外，在试样编号10中使用的第一树脂是软化点为128℃的环氧树脂，用作第二树脂的树脂是比第一树脂的软化点低45℃以上且在常温下为液状的环氧树脂。

进而，在试样编号11中使用的第一树脂是软化点为128℃的环氧树脂，用作第二树脂的树脂是比第一树脂的软化点低64℃且软化点为64℃的环氧树脂。

另一方面，在为使用比第一树脂的软化点低16℃的环氧树脂作为第二树脂的试样编号7的试样和使用比第一树脂的软化点低31℃的环氧树脂作为第二树脂的试样编号12的试样的情况下，确认了：第一树脂与第二树脂的软化点之差小于45℃而变得不足，虽然软钎料耐热性良好，但是干燥性变差。

进而，在为未添加第二树脂且仅使用第一树脂的试样编号8的试样的情况下，确认了干燥性和软钎料耐热性中的任一特性均不好。

另外，即使在使用相比于第一树脂的软化点足够低(比第一树脂的软化点低80℃)的第二树脂作为第二树脂的情况下、在为相对于第一树脂和第二树脂的总量而言第二树脂的添加量为50重量％且超过本申请发明的范围(10～40重量％)的试样编号9的试样的情况下，确认了虽然干燥性良好，但软钎料耐热性不足。

另外，在为试样编号13的试样的情况下，确认了：比用于树脂电极糊料的第一树脂的软化点低128℃且残留应力大，因此在软钎料耐热性试验中，树脂电极从层叠陶瓷元件中剥离。

由以上结果确认了：通过相对于第一树脂和第二树脂的总量，按照成为10～40重量％的比例的方式添加比第一树脂的软化点低45℃以上的环氧树脂而作为第二树脂，从而可得到干燥性与软钎料耐热性这两种特性优异的树脂电极糊料。另外确认了：通过使用本发明的树脂电极糊料，从而可确保高干燥性，可高效地形成形状精度高且软钎料耐热性优异的、可靠性高的树脂电极。

需要说明的是，在该实施例中，虽然将使用环氧树脂作为第一树脂和第二树脂的情况作为例子进行了说明，但是构成本发明的树脂电极糊料的第一树脂和第二树脂并不限于环氧树脂，例如还可使用酚醛系树脂、丙烯酸系树脂、聚氨酯系树脂、硅酮系树脂、聚酰亚胺系树脂等。

另外，在上述实施例中，虽然将作为树脂电极的形成对象的电容器元件具备作为树脂电极的底电极的侧面电极(烧结厚膜电极)的情况作为例子进行了说明，但是下层电极也可以为利用镀覆等方法形成的薄膜电极。另外，对于本发明的树脂电极糊料，还能够通过调整条件，用于在电容器元件等电子部件元件的端面直接形成树脂电极的情况。

另外，在上述实施例中，虽然将具备树脂电极的电子部件为层叠陶瓷电容器的情况作为例子进行了说明，但是本发明还能够广泛地适用于形成构成线圈部件、LC复合部件等各种电子部件的树脂电极的情况。

进而，在其他方面，本发明也不限定于上述实施例，有关构成树脂电极糊料的导电材料粉末或溶剂的种类、构成电子部件的电子部件元件的构成、形成于电子部件元件的树脂电极的具体形状等，在发明的范围内还可以施加各种应用、变形。

符号说明

1层叠陶瓷元件(电容器元件)

2陶瓷层

3a、3b内部电极

4a、4b电容器元件的端面

5a、5b侧面电极(下层电极)

6a、6b树脂电极

Claims (2)

1.一种树脂电极糊料，其特征在于，

含有导电材料粉末、溶剂和溶解在溶剂中的树脂成分，且所述树脂电极糊料用于经过进行加热而将溶剂除去的干燥工序和使所述树脂固化的树脂固化工序，从而形成所述导电材料粉末分散在已固化的树脂中的状态的树脂电极，其中，

所述树脂成分含有：软化点为128℃以上的第一树脂以及软化点比所述第一树脂低45℃以上且软化点为97℃以下的第二树脂，

相对于所述第一树脂和所述第二树脂的总量，所述第二树脂的添加量为10～20重量％，

所述第二树脂的主链的结构与所述第一树脂的主链的结构相同，并且，所述第二树脂的分子量比所述第一树脂的分子量低。

2.一种电子部件，其特征在于，具备：

电子部件元件，和

将权利要求1所述的树脂电极糊料涂布并使之固化而制成的、形成于所述电子部件元件的表面的树脂电极。