CN104620325B - 导电性糊膏、及层叠陶瓷电子零件与其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种导电性糊膏及层叠陶瓷电子零件与其制造方法,导电性糊膏用于形成例如层叠陶瓷电容器1的内部电极3、4,并且包含作为粘合剂树脂的(甲基)丙烯酸系树脂、有机溶剂、及金属粉末。对于(甲基)丙烯酸系树脂而言,其玻璃化温度Tg为‑60℃~120℃的范围,分子中的羟基为0.01重量%~5重量%的范围,酸值为1mgKOH/g~50mgKOH/g的范围,重量平均分子量为10000Mw~350000Mw的范围。由此,提高作为粘合剂树脂而包含(甲基)丙烯酸系树脂的导电性糊膏对陶瓷生片的密接性。
Description
技术领域
本发明涉及导电性糊膏,尤其涉及包含丙烯酸或甲基丙烯酸(以下称作“(甲基)丙烯酸”)系树脂的导电性糊膏。再有,本发明也面向使用该导电性糊膏所构成的层叠陶瓷电子零件与其制造方法。
背景技术
作为对本发明而言有兴趣的技术,日本专利特开2005-15654号公报(专利文献1)中记载有热分解性及与陶瓷生片的粘接性优异的导电性糊膏用的粘合剂树脂、以及不产生拉丝或堵塞而印刷性优异的导电性糊膏。更具体而言,记载有通过将以(甲基)丙烯酸酯类为主成分的聚合性单体添加至分散聚乙烯醇缩乙醛树脂而成的水性介质中,使之渗透至该聚乙烯醇缩乙醛树脂中后,使之聚合而获得的包含聚乙烯醇缩乙醛-(甲基)丙烯酸酯复合树脂的导电性糊膏用粘合剂树脂,以及包含上述导电性糊膏用粘合剂树脂及金属材料的导电性糊膏。
另一方面,日本专利特开2006-210256号公报(专利文献2)中记载有粘接性优异,可防止发生脱层(delamination),并且涂敷性、丝网印刷性优异的涂敷糊膏用媒剂及包含其的涂敷糊膏。更具体而言,记载有含有包含特定通式所表示的结构单元的改性聚乙烯醇缩乙醛树脂及有机溶剂,且改性聚乙烯醇缩乙醛树脂的流动软化点为100~150℃的涂敷糊膏用媒剂及包含其的涂敷糊膏。
然而,即便为上述专利文献1及2中任一者所记载的糊膏,由于含有(甲基)丙烯酸单体与聚乙烯醇缩乙醛的复合树脂、或改性聚乙烯醇缩乙醛树脂,故而与可将Tg(玻璃化温度)控制在相对较低侧的丙烯酸系树脂单质的情形相比密接性更低。又,专利文献1中所记载的树脂由于仅可溶解于容易膨润或溶解陶瓷生片等所含的聚乙烯丁醛的溶剂中,故而会对陶瓷生片造成损伤。
[先前技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2005-15654号公报
[专利文献2]日本专利特开2006-210256号公报
发明内容
-发明所要解决的技术问题-
本发明的目的在于提供一种可确保与陶瓷生片的良好密接性的导电性糊膏。
本发明的另一目的在于提供一种使用上述导电性糊膏所构成的层叠陶瓷电子零件。
本发明的又一目的在于提供一种不易对陶瓷生片造成损伤的层叠陶瓷电子零件的制造方法。
-用于解决技术问题的手段-
首先,本发明是面向导电性糊膏。本发明的导电性糊膏的特征在于:包含作为粘合剂树脂的(甲基)丙烯酸系树脂、有机溶剂、及金属粉末,并且对于(甲基)丙烯酸系树脂而言,其玻璃化温度Tg处于-60℃~120℃的范围内,分子中的羟基处于0.01重量%~5重量%的范围内,酸值处于1mgKOH/g~50mgKOH/g的范围内,重量平均分子量处于10000Mw~350000Mw的范围内。
为了获得上述(甲基)丙烯酸系树脂而聚合的(甲基)丙烯酸系树脂单体优选包含碳数3~30的(甲基)丙烯酸烷基酯单体。又,作为该(甲基)丙烯酸烷基酯单体,优选使用(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、及苯乙烯中的至少1种。
又,为了对(甲基)丙烯酸系树脂赋予酸值,优选使用丙烯酸、甲基丙烯酸、琥珀酸、顺丁烯二酸、及衣康酸中的至少1种所含的羧基。
又,为了获得(甲基)丙烯酸系树脂而聚合的(甲基)丙烯酸系树脂单体包括具有羟基的(甲基)丙烯酸系树脂单体。该具有羟基的(甲基)丙烯酸系树脂单体优选(甲基)丙烯酸2-羟基甲酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、及(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯中的至少1种。
优选金属粉末的平均粒径处于10nm~1000nm的范围内,金属粉末的含量处于5体积%~20体积%的范围内,(甲基)丙烯酸系树脂的含量处于0.5重量%~30重量%的范围内。
构成金属粉末的金属成分优选包含Al、Ag、Cu、Ni、Pd、Cr、Fe、及Co中的至少1种,或包含这些金属中的至少1种的合金。
于本发明的导电性糊膏中,优选(甲基)丙烯酸系树脂与有机溶剂的溶解度参数的差为0~10(J/cm3)1/2的范围。
又,本发明是亦面向层叠陶瓷电子零件,其具备包含经层叠的多层陶瓷层与配置于陶瓷层之间的内部电极的层叠体。本发明的层叠陶瓷电子零件的特征在于:上述内部电极包含上述本发明的导电性糊膏的烧结体。
本发明进而亦面向层叠陶瓷电子零件的制造方法。本发明的层叠陶瓷电子零件的制造方法的特征在于包括:准备上述本发明的导电性糊膏的步骤、准备陶瓷生片的步骤、于陶瓷生片上印刷导电性糊膏的步骤、层叠陶瓷生片而制作未烧成的层叠体的步骤、及烧成未烧成的层叠体的步骤,并且(甲基)丙烯酸系树脂与陶瓷生片中所含的树脂的溶解度参数的差为0~20(J/cm3)1/2的范围。
-发明效果-
根据本发明的导电性糊膏,关于其所含的(甲基)丙烯酸系树脂,由于满足玻璃化温度Tg处于-60℃~120℃的范围内、分子中的羟基处于0.01重量%~5重量%的范围内、酸值处于1mgKOH/g~50mgKOH/g的范围内、重量平均分子量处于10000Mw~350000Mw的范围内的条件,因此可使包含该导电性糊膏的涂膜的表面平滑,藉此在将形成有导电性糊膏膜的复数个陶瓷生片进行层叠时,会使导电性糊膏膜与陶瓷生片的接触面积增加,结果可使密接性提高。因此,可以相对较低的压力实施压接步骤,可抑制层叠偏移或结构缺陷的发生。
又,根据本发明的导电性糊膏,由于(甲基)丙烯酸系树脂的分子中的羟基处于0.01重量%~5重量%的范围内,因此可在宽范围内控制溶解度参数(SP值)。其结果为,可选择不溶解陶瓷生片中的树脂的溶剂系的材料作为有机溶剂。
根据本发明的层叠陶瓷电子零件的制造方法,由于导电性糊膏中所含的(甲基)丙烯酸系树脂与陶瓷生片中所含的树脂的溶解度参数的差处于0~20(J/cm3)1/2的范围内,因此可避免导电性糊膏中所含的有机溶剂将陶瓷生片中所含的粘合剂树脂溶解的不良情况。因此,于所得的层叠体中,可抑制层叠偏移或结构缺陷的发生。
附图说明
图1是表示使用本发明的导电性糊膏所构成的层叠陶瓷电子零件的一例的层叠陶瓷电容器1的剖面图。
图2是用于说明实验例中所评价的层叠偏移率的图。
具体实施方式
如图1所示,层叠陶瓷电容器1具备具有如下层叠构造的层叠体5,该层叠构造包含:包含电介质陶瓷且被层叠的多层陶瓷层2、被配置于陶瓷层2间的第1内部电极3及第2内部电极4。层叠体5的各端部上分别形成有第1外部电极6及第2外部电极7。第1外部电极6及第2外部电极7分别与第1内部电极3及第2内部电极4电连接。与第1外部电极6连接的第1的内部电极3及与第2外部电极7连接的第2内部电极4于层叠方向上交替配置。
为了形成上述内部电极3及内部电极4,而使用本发明的导电性糊膏。
如上所述,本发明的导电性糊膏的特征在于:包含(甲基)丙烯酸系树脂、有机溶剂、及金属粉末,并且对于(甲基)丙烯酸系树脂而言,其玻璃化温度Tg处于-60℃~120℃的范围,分子中的羟基为0.01重量%~5重量%的范围,酸值为1mgKOH/g~50mgKOH/g的范围,重量平均分子量为10000Mw~350000Mw的范围。
作为为了获得上述(甲基)丙烯酸系树脂而聚合的(甲基)丙烯酸系树脂单体,例如使用碳数3~30的(甲基)丙烯酸烷基酯单体。作为该(甲基)丙烯酸烷基酯单体,更具体而言,可使用(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、及苯乙烯中的至少1种。
又,为了对(甲基)丙烯酸系树脂赋予酸值,例如可使用丙烯酸、甲基丙烯酸、琥珀酸、顺丁烯二酸、及衣康酸中的至少1种所含的羧基。
又,作为为了获得(甲基)丙烯酸系树脂而聚合的(甲基)丙烯酸系树脂单体,例如可使用具有羟基的(甲基)丙烯酸系树脂单体。该具有羟基的(甲基)丙烯酸系树脂单体优选为(甲基)丙烯酸2-羟基甲酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、及(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯中的至少1种。
优选金属粉末的平均粒径为10nm~1000nm的范围。又,优选金属粉末的含量处于5体积%~20体积%的范围,(甲基)丙烯酸系树脂的含量处于0.5重量%~30重量%的范围。
构成金属粉末的金属成分优选包含Al、Ag、Cu、Ni、Pd、Cr、Fe、及Co中的至少1种,或包含这些金属中的至少1种的合金。
于本发明的导电性糊膏中,优选(甲基)丙烯酸系树脂与有机溶剂的溶解度参数的差处于0~10(J/cm3)1/2的范围。
作为上述有机溶剂,优选使用选自醇系(正辛醇、正癸醇、正十二烷醇、α-松油醇、二氢松油醇)、醚系(二乙醚、二丙醚、二异丙醚、苯甲醚、苯乙醚、苄基乙基醚、二苯醚、二苄醚、四氢呋喃、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙缩醛)、酮系(甲基丙基酮、甲基丁基酮、甲基戊基酮、二乙基酮、甲基异丁基酮、二异丁基酮、异佛尔酮、环己酮、甲基环己基酮、苯乙酮、樟脑)、酯系(乙酸正丙酯、乙酸丁酯、乙酸己酯、乙酸庚酯、乙酸辛酯、乙酸十二烷基酯、乙酸异丙酯、乙酸异丁酯、乙酸2-乙基己酯、乙酸环己酯、乙酸苄酯、丙酸乙酯、丙酸丁酯、丁酸丁酯、硬脂酸丁酯、苯甲酸丁酯、苯甲酸苄酯、二氢松油醇乙酸酯)所组成的群中至少1种。
其次,说明上述层叠陶瓷电容器1的制造方法的一例。
首先,准备上述的导电性糊膏及陶瓷生片。导电性糊膏于烧成后成为烧结体而构成内部电极3及内部电极24。
陶瓷生片于烧成后构成陶瓷层2,且将包含陶瓷粉末、溶剂及有机粘合剂树脂的浆料成形为片状。作为陶瓷粉末,可使用钛酸钡系、锆酸钙系、钛酸锆酸钙系等。
作为溶剂,可使用甲苯等烃系溶剂或醇系溶剂。
作为有机粘合剂树脂,可使用丁醛系树脂、醇酸树脂、及纤维素系树脂中的至少1种树脂。此处,优选上述导电性糊膏中所含的(甲基)丙烯酸系树脂与陶瓷生片中所含的粘合剂树脂的溶解度参数的差设定为0~20(J/cm3)1/2的范围。其原因在于,为了避免导电性糊膏中所含的有机溶剂溶解陶瓷生片中所含的粘合剂树脂的不良情况。
其次,通过丝网印刷等印刷,于陶瓷生片上形成应成为内部电极3及内部电极4的导电性糊膏膜。
其次,层叠、压接多个陶瓷生片,并切割为特定尺寸,而制作未烧成的层叠体。
其次,对未烧成的层叠体进行烧成,藉此获得图1所示的层叠体5。
其次,通过于层叠体5的两端部涂敷外部电极用导电性糊膏并进行烧制,而形成外部电极6及外部电极7。外部电极用导电性糊膏包含金属粉末、有机粘合剂树脂及溶剂。作为金属粉末,可使用银或钯等。作为有机粘合剂树脂,可使用丙烯酸系树脂等。作为溶剂,可使用松油醇等。
[实验例]
以下,对为了确认本发明的效果而实施的实验例进行说明。
(1)(甲基)丙烯酸系树脂的制作
通过以下方式制作作为导电性糊膏中的粘合剂树脂的(甲基)丙烯酸系树脂。
于加温至95℃的松油醇中,以特定比率使甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯、及甲基丙烯酸共聚,而制作具有表1及表2所示的“Tg”、“酸值”、“羟基量”及“重量平均分子量”的(甲基)丙烯酸系树脂。
作为一例,若更具体地说明试样1,则于加温至95℃的松油醇中,通过以90摩尔∶2摩尔∶8摩尔的比率使甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯、及甲基丙烯酸共聚,而如表1所示,制作“Tg”为-60℃、“酸值”为10mgKOH/g、“羟基量”为1重量%、及“重量平均分子量”为10×104Mw的试样1的甲基丙烯酸系树脂。
再者,上述“Tg”是通过以下方法测定。即,使用DSC(DSC2920,TA Instruments制造),设定温度分布:-120℃→200℃(20℃/min)、测定氛围:N2(30ml/min),测定试样量:20mg,关于温度分布,对同一样品重复上述分布2次,由热流(W/g)相对于第2次的温度的图表的反曲点算出“Tg”。
“酸值”是对0.01~1摩尔/dm3的乙醇系混合液利用0.01~1摩尔/dm3的乙醇系溶液开始中和,将溶液成为微红色的时间点作为中和的终点,并根据下式而求出的。
酸值=(5.611×A×F)/S
其中,
·A:0.1摩尔/dm3乙醇系溶液使用量(ml),
·F:0.1摩尔/dm3乙醇系溶液的因子,
·S:试样采集量(g)。
“重量平均分子量”是使用苯乙烯或MMA(Methyl methacrylate,甲基丙烯酸甲酯)作为标准液来制作校准曲线,并使用GPC(Gel-Permeation Chromatography,凝胶渗透层析)进行测定而求出的。
(2)金属粉末等的准备
准备包含表1及表2的“金属粉末种”栏中所示的金属,且具有“粒径”栏中所示的平均粒径的金属粉末。“粒径”是由对利用FE-SEM(Field-Emission Scanning ElectronMicroscope,场发射扫描电子显微镜)获得的20k倍的照片进行图像解析并测长而获得的粒径所求出的。
另一方面,准备由对利用FE-SEM获得的20k倍的照片进行图像解析并测长而求出的平均粒径为20nm的钛酸钡系陶瓷粉末。
(3)导电性糊膏的制作
其次,向上述金属粉末中添加上述钛酸钡系陶瓷粉末,进而添加上述(甲基)丙烯酸系树脂与有机溶剂,并利用3台辊磨机进行分散混合处理,藉此制作导电性糊膏。
于该导电性糊膏中,以成为表1及表2的“(甲基)丙烯酸系树脂含量”栏中所示的含量的方式使其含有(甲基)丙烯酸系树脂,以成为表1及表2的“金属粉末含量”栏中所示的含量的方式使其含有金属粉末。以成为金属粉末的10重量%的方式添加陶瓷粉末。以成为(甲基)丙烯酸系树脂重量的5倍重量的方式添加有机溶剂。
作为一例,若更具体地说明试样1,则对于平均粒径200nm的Ni粉末,添加粒径20nm的钛酸钡系陶瓷粉末10重量%,进而对于50重量%的Ni粉末,分别添加(甲基)丙烯酸系树脂40重量%、及作为有机溶剂的松油醇10重量%,并利用3台辊磨机进行分散混合处理,藉此获得试样1的导电性糊膏。
再者,表1及表2的“溶剂-(甲基)丙烯酸系树脂间SP值差”栏表示导电性糊膏中的有机溶剂与(甲基)丙烯酸系树脂之间的溶解度参数(SP值)的差。除上述试样1以外,试样2~31及33、以及试样51~65的表1及表2的“溶剂-(甲基)丙烯酸系树脂间SP值差”均为3(J/cm3)1/2,因此试样2~31及33、以及试样51~65亦与试样1同样地使用松油醇作为有机溶剂。另一方面,于“溶剂-(甲基)丙烯酸系树脂间SP值差”为3(J/cm3)1/2以外的试样32、试样34及试样66中,分别使用酯系溶剂、酮系溶剂及醚系溶剂作为有机溶剂。
再者,关于“溶剂-(甲基)丙烯酸系树脂间SP值差”及下述“树脂间SP值差”是通过如下方式求出者。首先,对3成分SP值进行说明。3成分SP值是基于如下考虑,若将Hansen提倡的SP值分为分散力成分δd、偶极成分δp、及氢键成分δh,则可更正确地表示溶解性。
各溶剂的SP值是以分子结构为基础,由Krevelen、Hoftyzer所提供的参数进行计算而求出。又,对于树脂,亦可使用重复单元以与溶剂相同的方法算出SP值。根据下式算出树脂与溶剂的SP值的距离所对应的溶解半径Δδ。Δδ越小溶剂越容易溶解树脂,越大越难溶解。
Δδ=[(δd-δd′)2+(δp-δp′)2+(δh-δh′)2]1/2
其中,
·δd、δp、δh:樹脂的SP值,
·δd′、δp′、δh′:溶剂或生片所含的的树脂的SP值。
(4)层叠陶瓷电容器的制作
其次,向钛酸钡系陶瓷原料粉末中添加粘合剂树脂及包含乙醇的有机溶剂,利用球磨机进行湿式混合,而制备陶瓷浆料,继而对该陶瓷浆料应用刮刀法,藉此成型了厚度2.0μm的陶瓷生片。
再者,表1及表2的“树脂间SP值差”栏中表示导电性糊膏中的(甲基)丙烯酸系树脂与上述陶瓷生片中的粘合剂树脂之间的溶解度参数(SP值)的差。“树脂间SP值差”为5(J/cm3)1/2的试样1~28、32、33、及51~65是使用聚乙烯丁醛系粘合剂树脂作为上述粘合剂树脂。另一方面,“树脂间SP值差”为5(J/cm3)1/2以外的试样29、试样30、试样31及试样65分别使用甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异丁酯及甲基丙烯酸2-乙基己酯作为粘合剂树脂。
其次,于陶瓷生片上丝网印刷上述导电性糊膏,由此形成了成为内部电极的厚度0.5μm的导电性糊膏膜。
其次,将形成有导电性糊膏膜的多个陶瓷生片进行层叠,继而进行压接,从而制作具有300片内部电极的层叠体块。继而,将该层叠体块切割成特定尺寸。
在此,评价表1及表2所示的“层叠偏移率”。为了评价“层叠偏移率”,如图2所示,取未处理的层叠体11的剖面,使成为内部电极的导电性糊膏膜12露出,测定导电性糊膏膜12的宽度方向尺寸W与偏移量Z。而且,基于层叠偏移率=Z/W×100[%]的公式求出层叠偏移率,于该值未达1%的情形时判定为合格,并于表1及表2的“层叠偏移率”栏中表示为“○”,另一方面,于该值为1%以上的情形时判定为不合格,并于“层叠偏移率”栏中表示为“×”。
其次,对切割而获得的未处理的层叠体进行脱有机成分处理及脱碳处理后,以3℃/min以上的升温速度使其升温,于还原氛围中,以1200℃的最高温度烧成3小时,从而获得成为零件主体的经烧结的层叠体。
其次,于层叠体的两端部形成外部电极,完成了成为试样的层叠陶瓷电容器。
其次,针对成为试样的层叠陶瓷电容器,如表1及表2所示,评价“结构缺陷产生率”。“结构缺陷产生率”是求出试样数量100个中产生结构缺陷的试样的比率,在其未达10%的情形时判定为合格,并于表1及表2的“结构缺陷产生率”栏中表示为“○”,另一方面,在该值为10%以上的情形时判定为不合格,并于“结构缺陷产生率”栏中表示为“×”。
又,将“生片树脂溶解性”示于表1及表2。“生片树脂溶解性”是通过以下方式评价者。
(1)于称量瓶(约170cc)中分别称量45g的评价溶剂、5g的评价树脂。
(2)利用超音波清洗器及循环器,设定为特定温度(20℃、70℃)对(1)的称量瓶进行30分钟分散处理。其中,对于80℃以下的低沸点溶剂,仅实施设定为20℃的分散处理。
(3)对自(2)的超音波清洗器中刚取出后的溶解状态拍摄照片。
(4)静置3天后,再次对溶解状态拍摄照片。
(5)采集(4)的溶液的上清液约2g,于80℃、3小时的条件下测定干燥减量。
(6)根据下式算出上清液浓度。
上清液浓度[重量%]=(上清液干燥后重量)/(上清液干燥前重量)
在上清液浓度未达1.0重量%的情形时判定为合格,并于表1及表2的“生片树脂溶解性”栏中表示为“○”,另一方面,在上清液浓度为1.0以上的情形时判定为不合格,并于“生片树脂溶解性”栏中表示为“×”。
[表1]
[表2]
表1所示的试样在本发明的范围内,表2所示的试样在本发明的范围外,或虽然在本发明的范围内但超出较佳的范围。
以下,一面参照表1及表2,一面对各试样进行考察。再者,于表1中,试样2、试样5、试样8、试样11、试样14、试样17、试样20、及试样33互为相同者,但为了容易地进行以下的考察中的试样间的比较,而于表1中重复记载该等。
<试样1~3、试样51、52>
于试样1~3以及试样51及52中,导电性糊膏中的(甲基)丙烯酸系树脂的玻璃化温度Tg受到关注。
于“Tg”为-60℃~120℃的范围的试样1~3中,“层叠偏移率”及“结构缺陷产生率”为合格。
对此,于“Tg”低于-60℃的试样51中,“结构缺陷产生率”为合格,但“层叠偏移率”为不合格。推测其原因为:若“Tg”较低,则于生片与导电性糊膏膜之间,可获得对于可防止结构缺陷而言充分的密接力,但由于导电性糊膏膜变得容易流动,因此变得容易发生层叠偏移。
另一方面,在“Tg”高于120℃的试样52中,“层叠偏移率”为合格,但“结构缺陷产生率”为不合格。推测其原因为:若“Tg”变高,则于生片与导电性糊膏膜之间,变得无法获得对于可防止结构缺陷而言充分的密接力,变得容易产生结构缺陷,但由于导电性糊膏膜不易流动,故而变得不易发生层叠偏移。
<试样4~6、试样53、54>
于试样4~6以及试样53及54中,导电性糊膏中的(甲基)丙烯酸系树脂的酸值受到关注。
于“酸值”为1~50[mgKOH/g]的试样4~6中,“层叠偏移率”及“结构缺陷产生率”为合格。
对此,于“酸值”低于1[mgKOH/g]的试样53、及高于50[mgKOH/g]的试样54中,“层叠偏移率”及“结构缺陷产生率”均不合格。推测发生层叠偏移的原因为:若“酸值”不在1~50[mgKOH/g]的范围,则由于无法于导电性糊膏中获得适合印刷的粘度,故而导电性糊膏膜的表面粗糙度变高,因此接触面积减少,而变得无法获得对于可防止结构缺陷而言充分的密接力,并且因渗出、凹点等,变得无法获得良好的涂膜形状。
<试样7~9、试样55、56>
于试样7~9以及试样55及56中,导电性糊膏中的(甲基)丙烯酸系树脂的羟基量受到关注。
于“羟基量”为0.01~5重量%的试样7~9中,“层叠偏移率”及“结构缺陷产生率”为合格。
对此,于“羟基量”少于0.01重量%的试样55、及多于5重量%的试样56中,“层叠偏移率”及“结构缺陷产生率”均不合格。推测发生层叠偏移的原因为:若“羟基量”不在0.01~5重量%的范围,则与上述“酸值”的情形同样地,由于无法于导电性糊膏中获得适合印刷的粘度,故而导电性糊膏膜的表面粗糙度变高,因此接触面积减少,而变得无法获得对于可防止结构缺陷而言充分的密接力,并且因渗出、凹点等,而变得无法获得良好的涂膜形状。
<试样10~12、试样57、58>
于试样10~12以及试样57及58中,导电性糊膏中的(甲基)丙烯酸系树脂的重量平均分子量受到关注。
于“重量平均分子量”为1~35[×104Mw]的范围的试样10~12中,“层叠偏移率”及“结构缺陷产生率”为合格。
对此,于“重量平均分子量”小于1[×104Mw]的试样57、及大于35[×104Mw]的试样58中,“层叠偏移率”及“结构缺陷产生率”均不合格。推测发生层叠偏移的原因为:若“重量平均分子量”不在1~35[×104Mw]的范围,则与上述“酸值”及“羟基量”的情形同样地,由于无法于导电性糊膏中获得适合印刷的粘度,故而导电性糊膏膜的表面粗糙度变高,因此接触面积减少,而变得无法获得可防止结构缺陷充分的密接力,并且因渗出、凹点等,而变得无法获得良好的涂膜形状。
<试样13~15、试样59、60>
于试样13~15以及试样59及60中,导电性糊膏中所含的金属粉末的粒径受到关注。
于“粒径”为10~1000nm的范围的试样13~15中,“层叠偏移率”及“结构缺陷产生率”为合格。
对此,于“粒径”未达10nm的试样59中,“层叠偏移率”为合格,但“结构缺陷产生率”为不合格。此表示:若“粒径”减小,则由于导电性糊膏膜变得不易流动,故而变得不易发生层叠偏移,但与变得不易流动相应地,生片与导电性糊膏膜之间的接触面积亦增加,变得无法获得对于可防止结构缺陷而言充分的密接力。
另一方面,于“粒径”超过1000nm的试样60中,“结构缺陷产生率”为合格,但“层叠偏移率”为不合格。此表示:若“粒径”增大,则于生片与导电性糊膏膜之间,可获得对于可防止结构缺陷而言充分的密接力,但由于导电性糊膏膜变得容易流动,故而变得容易发生层叠偏移。
再者,对于“粒径”,即便超出10~1000nm的范围,通过控制导电性糊膏膜的厚度、导电性糊膏中的(甲基)丙烯酸系树脂组成等,亦可使“层叠偏移率”及“结构缺陷产生率”合格,又,有时亦将导电性糊膏面向内部电极用以外的用途,因此设为本发明的范围内。
<试样16~18、试样61、62>
于试样16~18以及试样61及62中,导电性糊膏中的(甲基)丙烯酸系树脂含量受到关注。
于“(甲基)丙烯酸系树脂含量”为0.5~30重量%的范围的试样16~18中,“层叠偏移率”及“结构缺陷产生率”为合格。
对此,于“(甲基)丙烯酸系树脂含量”未达0.5重量%的试样61中,由于(甲基)丙烯酸系树脂的影响减小,故而导电性糊膏膜变得不易流动,因此“层叠偏移率”为合格,但由(甲基)丙烯酸系树脂产生的密接力减小,因而“结构缺陷产生率”为不合格。
另一方面,于“(甲基)丙烯酸系树脂含量”超过30重量%的试样62中,由于导电性糊膏膜变得容易流动,故而可获得对于可防止结构缺陷而言充分的密接力,“结构缺陷产生率”为合格,但由于导电性糊膏膜变得容易流动,故而变得容易发生层叠偏移,“层叠偏移率”为不合格。
再者,对于“(甲基)丙烯酸系树脂含量”,即便超出0.5~30重量%的范围,通过控制导电性糊膏中的(甲基)丙烯酸系树脂的Tg,可使“层叠偏移率”及“结构缺陷产生率”合格,又,有时亦将导电性糊膏面向内部电极用以外的用途,因此设为本发明的范围内。
<试样19~21、试样63、64>
于试样19~21以及试样63及64中,导电性糊膏中的金属粉末含量受到关注。
于“金属粉末含量”为5~20体积%的范围的试样19~21中,“层叠偏移率”及“结构缺陷产生率”为合格。
对此,于“金属粉末含量”未达5体积%的试样63中,导电性糊膏中的溶剂量相对增加,“生片树脂溶解性”为不合格。
另一方面,于“金属粉末含量”大于20体积%的试样64中,“层叠偏移率”及“结构缺陷产生率”均不合格。推测发生层叠偏移的原因为:若金属粉末较多,则变得无法确保适合印刷的粘度范围,使导电性糊膏膜的表面粗糙度变高,因此与生片的接触面积减少,而变得无法获得对于可防止结构缺陷而言充分的密接力,并且因渗出、凹点等,而变得无法获得良好的涂膜形状。
再者,对于“金属粉末含量”,即便超出5~20体积%的范围,通过控制导电性糊膏膜的厚度、有机溶剂的种类、导电性糊膏中的(甲基)丙烯酸系树脂组成等,可使“层叠偏移率”及“结构缺陷产生率”合格,又,有时亦将导电性糊膏面向内部电极用以外的用途,因此设为本发明的范围内。
<试样22~28>
于试样22~28中,构成导电性糊膏中所含的金属粉末的金属种受到关注。
于试样22~28以外的试样中,使用Ni作为构成金属粉末的金属种,而于试样22~28中使用Ni以外的Al、Ag、Cu、Pd、Ni/Cr、Ni/Fe、Ni/Co。于试样22~28中,“层叠偏移率”及“结构缺陷产生率”为合格。该情况表示:于导电性糊膏中(甲基)丙烯酸系树脂的效果不受构成金属粉末的金属种影响。
<试样29~31、试样65>
于试样29~31以及试样65中,导电性糊膏中的(甲基)丙烯酸系树脂与生片中的粘合剂树脂之间的SP值差δΔ受到关注。
于“树脂间SP值差”为0~20[(J/cm3)1/2]的范围的试样29~31中,“层叠偏移率”及“结构缺陷产生率”为合格。
对此,于“树脂间SP值差”大于20[(J/cm3)1/2]的试样65中,“结构缺陷产生率”为不合格。推测其原因为:由树脂间的相溶性产生的密接力降低,于生片与导电性糊膏膜之间,变得无法获得对于可防止结构缺陷而言充分的密接力。
再者,对于“树脂间SP值差”,即便超出0~20[(J/cm3)1/2]的范围,通过控制导电性糊膏膜的厚度、有机溶剂的种类等,可使“结构缺陷产生率”合格,又,有时亦将导电性糊膏面向内部电极用以外的用途,因此设为本发明的范围内。
<试样32~34、试样66>
于试样32~34以及试样66中,导电性糊膏中的溶剂与(甲基)丙烯酸系树脂之间的SP值差δΔ受到关注。
于“溶剂-(甲基)丙烯酸系树脂间SP值差”为0~10[(J/cm3)1/2]的范围的试样32~34中,“层叠偏移率”及“结构缺陷产生率”为合格,且“生片树脂溶解性”亦为合格。推测其原因为:由于(甲基)丙烯酸系树脂容易溶解于溶剂中,故而可抑制溶剂向生片的流动,结果不易溶解生片中的粘合剂树脂。
对此,于“溶剂-(甲基)丙烯酸系树脂间SP值差”超出10[(J/cm3)1/2]的试样66中,“生片树脂溶解性”为不合格。推测其原因为:由于(甲基)丙烯酸系树脂无法留住溶剂,故而溶剂向生片侧流动,溶解生片内的粘合剂树脂。
再者,对于“溶剂-(甲基)丙烯酸系树脂间SP值差”,即便超出0~10[(J/cm3)1/2]的范围,通过控制生片中的树脂量,亦可使“生片树脂溶解性”合格,又,有时亦有将导电性糊膏面向内部电极用以外的用途,因此设为本发明的范围内。
-符号说明-
1 层叠陶瓷电容器
2 陶瓷层
3、4 内部电极
5 层叠体
11 未处理的层叠体
12 导电性糊膏膜
Claims (9)
1.一种导电性糊膏,其包含作为粘合剂树脂的(甲基)丙烯酸系树脂、有机溶剂、及金属粉末,其中,
对于上述(甲基)丙烯酸系树脂而言,其玻璃化温度Tg处于-60℃~120℃的范围内,分子中的羟基处于0.01重量%~5重量%的范围内,酸值处于1mgKOH/g~50mgKOH/g的范围内,重量平均分子量处于10000Mw~350000Mw的范围内,
上述金属粉末的平均粒径处于为10nm~1000nm的范围内,上述金属粉末的含量处于5体积%~20体积%的范围内,上述(甲基)丙烯酸系树脂的含量处于0.5重量%~30重量%的范围内。
2.根据权利要求1所述的导电性糊膏,其中,
为了获得上述(甲基)丙烯酸系树脂而聚合的(甲基)丙烯酸系树脂单体包含碳数3~30的(甲基)丙烯酸烷基酯单体,作为上述(甲基)丙烯酸烷基酯单体使用(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、及(甲基)丙烯酸十三烷基酯中的至少1种。
3.根据权利要求1或2所述的导电性糊膏,其中,
为了对上述(甲基)丙烯酸系树脂赋予酸值,而使用丙烯酸、甲基丙烯酸、琥珀酸、顺丁烯二酸、及衣康酸中的至少1种所含的羧基。
4.根据权利要求1或2所述的导电性糊膏,其中,
为了获得上述(甲基)丙烯酸系树脂而聚合的(甲基)丙烯酸系树脂单体包含具有羟基的(甲基)丙烯酸系树脂单体,上述具有羟基的(甲基)丙烯酸系树脂单体为(甲基)丙烯酸2-羟基甲酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、及(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯中的至少1种。
5.根据权利要求1或2所述的导电性糊膏,其中
构成上述金属粉末的金属成分包含Al、Ag、Cu、Ni、Pd、Cr、Fe、及Co中的至少1种,或包含含有这些金属中的至少1种的合金。
6.根据权利要求1或2所述的导电性糊膏,其中
上述(甲基)丙烯酸系树脂与上述有机溶剂的溶解度参数的差处于0~10(J/cm3)1/2的范围内。
7.根据权利要求5所述的导电性糊膏,其中
上述(甲基)丙烯酸系树脂与上述有机溶剂的溶解度参数的差处于0~10(J/cm3)1/2的范围内。
8.一种层叠陶瓷电子零件,其具备包含被层叠的多层陶瓷层与配置于上述陶瓷层间的内部电极的层叠体,并且上述内部电极包含如权利要求1至7中任一项所述的导电性糊膏的烧结体。
9.一种层叠陶瓷电子零件的制造方法,其包括:
准备如权利要求1至7中任一项所述的导电性糊膏的步骤、
准备陶瓷生片的步骤、
于上述陶瓷生片上印刷上述导电性糊膏的步骤、
层叠上述陶瓷生片而制作未烧成的层叠体的步骤、及
烧成上述未烧成的层叠体的步骤,并且
上述(甲基)丙烯酸系树脂与上述陶瓷生片中所含的树脂的溶解度参数的差处于0~20(J/cm3)1/2的范围内。
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