CN106575574A - 叠层陶瓷电容器内部电极用膏体及叠层陶瓷电容器 - Google Patents
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Abstract
提供一种叠层陶瓷电容器内部电极用膏体,其包含镍粉末、聚乙烯醇缩丁醛及乙基纤维素,该镍粉末的含有量为100质量份时,该聚乙烯醇缩丁醛的含有量为1.0质量份以上,该乙基纤维素的含有量小于6.0质量份。
Description
技术领域
本发明涉及一种叠层陶瓷电容器内部电极用膏体及叠层陶瓷电容器。
背景技术
叠层陶瓷电容器是历来被使用的电子部件之一。
叠层陶瓷电容器一般具有介电体(dielectric)层与内部电极层相交替叠层的结构。例如,通过包括以下步骤的制造方法,可以生产叠层陶瓷电容器。
制造包含钛酸钡等介电体粉末与有机粘合剂的生胚片(Green sheets,介电体生胚片)的步骤。
根据所希望的内部电极图案,在生胚片表面涂敷内部电极用膏体并进行干燥的步骤。
使内部电极与生胚片相交替叠层后进行热压着,并将该热压着体切割成目标大小的步骤。
为了去除有机粘合剂,通过加热来去除有机粘合剂的步骤。
进行烧成,使内部电极与介电体烧结的步骤。
在获得的叠层陶瓷电容器元件上安装用于接合外部装置的外部电极的步骤。
另外,关于形成叠层陶瓷电容器的内部电极时使用的内部电极用膏体,例如专利文献1公开了一种包含导电性粉末、共有材料及有机粘合剂的导电性膏体组合物,该导电性粉末由从Pd、Ag、Ni、Cu中选择的金属粉末或/及合金粉末构成,该共有材料与构成该介电体薄片的材料包含共同成份,该有机粘合剂由树脂、有机溶剂及有机添加剂构成,该树脂是从乙基纤维素、甲基纤维素、聚乙烯醇缩丁醛、丙烯类聚合物中选择的树脂,该有机添加剂具有从十八基(Stearyl group)、十二基(Lauryl group)、十四基(Myristyl group)、十六基(Palmityl group)、油烯基(Oleyl)中选择的亲油性基及聚乙二醇部位的羟基酯结构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:(日本)特开2004-200449号公报
发明内容
本发明要解决的课题
然而,使用历来的内部电极用膏体的情况下,内部电极与对生胚片进行烧成而获得的介电体层的密接性有时不够充分。因此,例如在叠层陶瓷电容器的制造中,或叠层陶瓷电容器的制造后,有时内部电极与介电体层之间会发生剥离。
对此,本发明的一形态的目的在于提供一种能够形成与介电体层的密接性良好的内部电极的叠层陶瓷电容器内部电极用膏体。
解决上述课题的手段
为了达成上述目的,根据本发明的一形态,提供一种包含镍粉末、聚乙烯醇缩丁醛及乙基纤维素的叠层陶瓷电容器内部电极用膏体,该镍粉末的含有量为100质量份时,该聚乙烯醇缩丁醛的含有量为1.0质量份以上、该乙基纤维素的含有量小于6.0质量份。
发明的效果
根据本发明的一形态,可提供一种能够形成与介电体层的密接性良好的内部电极的叠层陶瓷电容器内部电极用膏体。
附图说明
图1是本发明的实施方式的叠层陶瓷电容器的剖面模式图。
具体实施方式
以下,参照附图说明用于实施本发明的方式,本发明并不限定于下述实施方式,只要不脱离本发明的范围,可对下述实施方式进行各种变形及置换。
[叠层陶瓷电容器内部电极用膏体]
关于本实施方式的叠层陶瓷电容器内部电极用膏体的一构成例进行说明。
本实施方式的叠层陶瓷电容器内部电极用膏体可包含镍粉末、聚乙烯醇缩丁醛及乙基纤维素。
并且优选,镍粉末的含有量为100质量份时,聚乙烯醇缩丁醛的含有量为1.0质量份以上,乙基纤维素的含有量小于6.0质量份。
关于本实施方式的叠层陶瓷电容器内部电极用膏体(以下也简称为“内部电极用膏体”)包含的各成份进行说明。
(镍粉末)
可以在本实施方式的内部电极用膏体添加镍粉末。通过添加镍粉末,能够对使用该内部电极用膏体形成的内部电极赋予导电性。
关于镍粉末的粒径并无特别限定,可考虑内部电极用膏体中的分散性、涂敷于生胚片等时的操作性、进行烧成而构成内部电极时的导电性等,任意选择。
尤其是,为了能够对应高叠层、高容量化的叠层陶瓷电容器,平均粒径优选为0.05μm以上1.0μm以下。另外,在此所说的平均粒径是指根据扫描型电子显微镜(SEM)图像求出的值,表示粒度分布的积分值的50%的粒径。本说明书其他部分的平均粒径亦表示此意。
通过将镍粉末的平均粒径设为1.0μm以下,能够使内部电极的厚度变得尤其薄,因此容易实现叠层陶瓷电容器的薄层化。另外,通过将镍粉末的平均粒径设为0.05μm以上,能够抑制镍粉末的表面活性过高,从而能够抑制内部电极用膏体的粘度变高。另外,能够抑制长期保存内部电极用膏体时发生变质等。
关于内部电极用膏体中的镍粉末的含有率并无特别限定,可根据内部电极用膏体被要求的粘度、作为内部电极时被要求的导电性等,任意选择。尤其是,相对于内部电极用膏体整体量,优选为30质量%以上70质量%以下,更优选为40质量%以上60质量%以下。
其理由在于,内部电极用膏体中的镍粉末的含有量为30质量%以上时,能够充分确保内部电极用膏体烧成时的电极膜形成能力,从而能够更确实获得所希望的电容器容量。另外,通过将内部电极用膏体中的镍粉末的含有量设为70质量%以下,容易实现内部电极的电极膜的薄层化。
(有机树脂)
本实施方式的内部电极用膏体可包含有机树脂,该有机树脂优选为乙基纤维素(EC)与聚乙烯醇缩丁醛(PVB)的混合物。
乙基纤维素(EC)具有良好的溶剂溶解性·印刷性·燃烧分解性等,因此适合作为内部电极用膏体的粘合剂。另外,作为有机树脂,通过并用用于生胚片的聚乙烯醇缩丁醛(PVB),能够提高生胚片与内部电极用膏体干燥膜的密接强度。
根据本发明的发明者们的研究,在镍粉末的含有量为100质量份的情况下,优选将聚乙烯醇缩丁醛(PVB)的含有量设为1.0质量份以上,并将基纤维素(EC)的含有量设为小于6.0质量份。尤其是,在镍粉末的含有量为100质量份的情况下,更优选将聚乙烯醇缩丁醛(PVB)的含有量设为2.0质量份以上,并将乙基纤维素(EC)的含有量设为5.0质量份以下。
其理由在于,通过将聚乙烯醇缩丁醛(PVB)的含有量设为1.0质量份以上,并将乙基纤维素(EC)的含有量设为小于6.0质量份,尤其能够提高生胚片与内部电极用膏体干燥膜的密接强度,因此优选上述含有量。并且,通过提高生胚片与内部电极用膏体干燥膜的密接强度,还能够提高对生胚片进行烧成而获得的介电体层与、对内部电极用膏体干燥膜进行经烧而获得的内部电极的密接性。
关于聚乙烯醇缩丁醛(PVB)的含有量的上限值并无特别限定。然而,随著含有量的增加,内部电极用膏体干燥膜的干燥膜密度有时会降低,因此,镍粉末的含有量为100质量份时,优选为5.0质量份以下。并且,更优选为4.0质量份以下,进而优选为3.5质量份以下。
另外,关于乙基纤维素(EC)的含有量的下限值并无特别限定,镍粉末的含有量为100质量份时,大于0质量份即可,优选为1质量份以上,更优选为2质量份以上。
关于有机树脂中包含的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)的含有量、乙基纤维素(EC)的含有量之比率并无特别限定,可任意设定。尤其是,优选聚乙烯醇缩丁醛的含有量与乙基纤维素的含有量的质量比满足以下式(1)的关系。
0.2≤(聚乙烯醇缩丁醛的含有量)/(乙基纤维素的含有量)…式(1)
如上所述,作为有机树脂添加聚乙烯醇缩丁醛,能够提高内部电极用膏体干燥膜与生胚片的密接性。另外,根据本发明的发明者们的研究,通过将有机树脂中的聚乙烯醇缩丁醛的质量比的比率设为0.2以上,能够进一步提高生胚片与内部电极用膏体干燥膜的密接强度。从而,能够提高介电体层与内部电极的密接性。
尤其是,更优选(聚乙烯醇缩丁醛的含有量)/(乙基纤维素的含有量)的质量比为0.6以上。
在此,关于(聚乙烯醇缩丁醛的含有量)/(乙基纤维素的含有量)的上限值并无特别限定,从提高溶剂溶解性·印刷性·燃烧分解性的观点而言,优选为5.0以下,更优选为4.0以下。
另外已知,如上所述制造叠层陶瓷电容器时,为了在生胚片上形成所希望的电极图案,而通过印刷等方式涂敷内部电极用膏体,有时会发生被称为薄片腐蚀(sheetattack)的现象。
如下所述,内部电极用膏体可包含有机溶剂。而薄片腐蚀是指,内部电极用膏体接触到生胚片时,由于生胚片中使用的有机粘合剂(例如,聚乙烯醇缩丁醛等)被内部电极用膏体中的有机溶剂溶解的现象。薄片腐蚀也是进行烧成时造成介电体层与内部电极剥离即脱层的原因,因此有必要抑制薄片腐蚀的发生。
本发明的发明者们发现,通过将内部电极用膏体包含的作为有机树脂的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)及乙基纤维素(EC)的合计质量比设在一定比率以上,能够抑制薄片腐蚀的发生。根据本发明的发明者们的研究,通过将叠层陶瓷电容器内部电极用膏体中的聚乙烯醇缩丁醛的含有量及乙基纤维素的含有量的合计设为2.5质量%以上,尤其能够抑制薄片腐蚀的发生,因此优选该比率。并且,3质量%以上时更能够抑制薄片腐蚀的发生,因此更为优选。
关于其理由,认为通过将内部电极用膏体中的作为有机树脂的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)及乙基纤维素(EC)的含有量设在一定比率以上,能够抑制内部电极用膏体中的有机溶剂渗透到生胚片侧。
关于内部电极用膏体包含的作为有机树脂的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)及乙基纤维素(EC)的含有量的上限值并无特别限定,可任意选择。例如,考虑到内部电极用膏体的脱脂(Debinding)性等,叠层陶瓷电容器内部电极用膏体中的聚乙烯醇缩丁醛的含有量及乙基纤维素的含有量的合计优选为5质量%以下。
关于本实施方式的内部电极用膏体中使用的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)及乙基纤维素(EC)的物理特性,例如聚合度等并无特别限定。而从在生胚片上进行印刷、涂敷时的操作性的观点而言,优选可获得适合所采用的印刷方法或涂敷方法的粘度的材料。
关于本实施方式的内部电极用膏体可适宜包含的镍粉末及有机树脂进行了说明,而本实施方式的内部电极用膏体根据需要还可以包含任意的成份。本实施方式的内部电极用膏体除了镍粉末及有机树脂之外,例如还可以包含以下成分。
(有机溶剂)
本实施方式的内部电极用膏体还可以包含有机溶剂。关于有机溶剂的材料并无特别限定,例如可以适当使用能够溶解作为有机树脂的乙基纤维素及聚乙烯醇缩丁醛等并获得有机载体的材料。尤其是,在生胚片上印刷、涂敷内部电极用膏体的情况下,为了能够抑制薄片腐蚀的发生,优选干燥性良好的有机溶剂。
因此,本实施方式的内部电极用膏体使用有机溶剂的情况下,作为该有机溶剂,优选使用与聚乙烯醇缩丁醛及乙基纤维素具有相溶性,且干燥性良好的溶剂。
通过选择具有该特性的有机溶剂,容易调制有机载体,并且,在生胚片上印刷、涂敷了内部电极用膏体时,印刷引起的薄片腐蚀的程度也对其特性无碍,因此优选此类有机溶剂。
作为此类有机溶剂,例如可举出松油醇(Terpineol)(α、β、γ及其混合物的任一种)、辛醇、癸醇、十三醇、酞酸二丁酯、醋酸丁酯、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、石油类碳氢化合物等。作为有机溶剂,尤其适合使用松油醇(α、β、γ及其混合物的任一种)。
关于有机溶剂的添加量并无特别限定,可任意选择,例如从重点抑制薄片腐蚀发生的观点而论,优选有机树脂的含有量与有机溶剂的含有量的质量比满足以下式(2)的关系。在此,有机树脂的含有量是指聚乙烯醇缩丁醛的含有量与乙基纤维素的含有量的合计。
(有机溶剂的含有量)/(有机树脂的含有量)≤15…式(2)
并且,更优选(有机溶剂的含有量)/(有机树脂的含有量)为14以下。关于其理由,如上所述,内部电极用膏体所包含的有机树脂还具有抑制有机溶剂渗透到生胚片侧的功能,从而有机溶剂与有机树脂的质量比满足例如上述范围时更能够抑制薄片腐蚀的发生,因此优选该范围。
关于(有机溶剂的含有量)/(有机树脂的含有量)的下限值并无特别限定,例如,为了能够形成有机载体,优选大于0。
(介电体粉末)
在本实施方式的内部电极用膏体中,为了使烧成时的内部电极的烧结收缩配合生胚片的烧结收缩动作,可作为无机添加剂加入介电体粉末。通常,介电体粉末也被称为共有材料,例如可适量调配市售的BaTiO3、BaTixZr1-xO3(例如x为0.8)等、或与构成生胚片的陶瓷相同的组合物等、其他无机氧化物等。
向本实施方式的内部电极用膏体添加介电体粉末的情况,关于其平均粒径并无特别限定,可任意选择。尤其是,用于形成高叠层、高容量的叠层陶瓷电容器内部电极的情况下,介电体粉末的平均粒径优选为例如0.01μm以上0.1μm以下。
另外,如上所述,可根据扫描型电子显微镜(SEM)的图像求出平均粒径,其表示粒度分布的整合值50%的粒径。
通过将介电体粉末的平均粒径设在上记范围,可使内部电极的电阻值充分小,另外,能够更确实形成均匀的内部电极的电极膜,从而能够使叠层陶瓷电容器具有所希望的静电容量。
另外,向内部电极用膏体添加介电体粉末的情况,关于介电体粉末的含有量并无特别限定,优选添加可使内部电极用膏体中的介电体粉末含有量成为1质量%以上30质量%以下的量。其理由在于,通过使含有量成为1质量%以上,能够充分抑制内部电极用膏体与生胚片同时烧成时的烧结收缩差,从而尤其能够抑制烧结体上发生龟裂。另外,通过使含有量成为30质量%以下,能够更确实保证所形成的内部电极的导电性,从而能够使叠层陶瓷电容器具有所希望地静电容量。
(添加剂)
另外,还可以在本实施方式的内部电极用膏体中添加任意的添加剂。关于添加剂并无特别限定,可根据内部电极用膏体被要求的粘度、内部电极用膏体包含的镍粉末的状态等,任意选择。
作为添加剂,例如,为了防止内部电极用膏体包含的粉体凝集,可以使用分散剂。关于分散剂并无特别限定,例如可适当使用正离子类分散剂、负离子类分散剂等。
另外,如上所述添加介电体粉末的情况,为了抑制镍粉末与介电体粉末的分离,作为添加剂还可以添加分离抑制剂。作为分离抑制剂,例如可以使用聚羧酸聚合物、包含聚羧酸盐的组成材料。
分离抑制剂,例如通过羧酸之间的氢键,能够在一定程度上抑制膏体中的粉末粒子的分散,从而能够使最初被均匀搅拌的镍粉末与介电体粉末的距离保持稳定。
另外,通过羧酸之间的氢键,能够提高定常状态(静止状态)下的膏体粘度,由此能够抑制镍粉末与介电体粉末因比重不同而分离。
添加分离抑制剂的情况下,膏体整体的分散性减低,可能会发生镍粉末及介电体粉末的凝集物。对此,从改善镍粉末及介电体粉末的分散性的目的,优选一同添加如上所述的分散剂。
关于添加剂的各成份的添加量并无特别限定,可根据各添加剂的添加目的等,添加任意的量。
以上,关于本实施方式的内部电极用膏体所包含的成分进行了说明,本实施方式的内部电极用膏体为了确保作为内部电极时具有充分的导电性与膜强度,优选将内部电极用膏体涂敷于基材上并进行干燥后具有大的密度。具体是,例如在基材上涂敷本实施方式的内部电极用膏体之后,以120℃进行干燥之后的膜密度(干燥膜密度)优选为4.75g/ml以上,更优选为4.80ga/ml以上。
在此,关于测定干燥膜密度时使用的基材、内部电极用膏体的涂敷形状并无特别限定。例如,作为基材可以使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂等各种树脂。并且,可以在基材上涂敷例如宽50mm、长100mm、厚250μm的内部电极用膏体,并如上所述以120℃进行干燥,供进行测定。关于干燥时间并无特别限定,可以任意选择,优选干燥至重量不再随着干燥发生变化的程度,例如,按照上述尺寸涂敷了内部电极用膏体的情况下,可进行40分钟干燥。
根据以上说明的本实施方式的叠层陶瓷电容器内部电极用膏体,在制造过程中,能够提高生胚片与内部电极用膏体的干燥膜的密接强度。并且,可以提高生胚片经烧成的介电体层与内部电极用膏体经烧成的内部电极的密接性。即,作为叠层陶瓷电容器时,能够形成与介电体层的密接性良好的内部电极。
由此,在叠层陶瓷电容器的制造途中或制造后,例如使用时等,能够抑制叠层体的层间发生剥离,从而能够提高叠层陶瓷电容器的成品率、耐久性。
[叠层陶瓷电容器内部电极用膏体的制造方法]
以下,关于本实施方式的叠层陶瓷电容器内部电极用膏体的制造方法的一构成例进行说明。在此,通过本实施方式的叠层陶瓷电容器内部电极用膏体的制造方法,可适宜制造上述的叠层陶瓷电容器内部电极用膏体。因此,关于与叠层陶瓷电容器内部电极用膏体的说明事项重複的部分,在此省略赘述。
关于本实施方式的内部电极用膏体的制造方法并无特别限定,可按任意程序进行调制。
例如,如上所述,内部电极用膏体包含有机溶剂的情况下,内部电极用膏体的制造方法可包含以下步骤。
使有机树脂溶解于有机溶剂中,调制有机载体的有机载体调制步骤。
向通过有机载体调制步骤调制成的有机载体中添加镍粉末,并使之分散的分散步骤。
在此,内部电极用膏体包含介电体粉末及添加剂等的情况下,优选在分散步骤中将介电体粉末及添加剂等添加到有机载体,并使这些成份分散于有机载体中。
以下就各步骤进行说明。
(有机载体调制步骤)
关于在有机载体调制步骤中调制有机载体的程序并无特别限定。例如,可以向有机溶剂同时添加聚乙烯醇缩丁醛(PVB)与乙基纤维素(EC),调制成包含两种树脂的有机载体。
另外,也可以分别调制聚乙烯醇缩丁醛(PVB)的有机载体及乙基纤维素(EC)的有机载体。即,有机载体调制步骤也可以包括聚乙烯醇缩丁醛有机载体调制步骤、及乙基纤维素有机载体调制步骤。在此情况下,用于聚乙烯醇缩丁醛(PVB)的有机载体及乙基纤维素(EC)的有机载体的有机溶剂优选为相同材料。
另外,可以使各有机树脂经调制的有机载体,在分散步骤中与镍粉末等一并进行混合,也可以预先使各有机树脂经调制的有机载体相混合,然后提供给分散步骤。
以有机载体调制步骤包含聚乙烯醇缩丁醛有机载体调制步骤及、乙基纤维素有机载体调制步骤的情况为例进行说明。
在聚乙烯醇缩丁醛有机载体调制步骤,例如,可以首先准备有机树脂聚乙烯醇缩丁醛。
然后,在有机溶剂被加温至例如50℃~60℃的恒温槽中,将聚乙烯醇缩丁醛慢慢加入有机溶剂,持续搅拌并加热,直至聚乙烯醇缩丁醛溶解,从而可调制成聚乙烯醇缩丁醛有机载体。
关于乙基纤维素有机载体调制步骤,除了作为有机树脂使用乙基纤维素之外,按照与聚乙烯醇缩丁醛有机载体调制步骤相同的方式实施。
(分散步骤)
在分散步骤中,可将通过有机载体调制步骤调制成的有机载体及镍粉末,投放到搅拌器中进行搅拌。另外,搅拌后,优选例如通过三辊式磨粉机,使镍粉末等更均匀地分散混合于有机载体中。
在此,将有机载体及镍粉末投放到搅拌器时,如上所述,根据需要,例如还可以一同投放介电体粉末、各种添加剂等。
通过实施以上各步骤,可制造成本实施方式的内部电极用膏体。
[叠层陶瓷电容器]
以下,关于包含使用上述叠层陶瓷电容器内部电极用膏体形成的内部电极的叠层陶瓷电容器的一构成例进行说明。
本实施方式的叠层陶瓷电容器的剖面模式图如图1所示。图1是表示通过叠层陶瓷电容器10的中心、并与介电体层11及内部电极12的叠层方向平行的平面上的剖面模式图。如图1所示,本实施方式的叠层陶瓷电容器10可具有对生胚片进行烧成而获得的介电体层11、与对上述内部电极用膏体进行烧成而获得的内部电极12相交替叠层的结构。即,本实施方式的叠层陶瓷电容器是一种包含作为上述叠层陶瓷电容器内部电极用膏体的烧成物的内部电极的叠层陶瓷电容器。另外,在叠层陶瓷电容器10的外面,可具有与内部电极12连接的外部电极13。
关于图1所示的叠层陶瓷电容器的制造方法并无特别限定,可通过公知的各种叠层陶瓷电容器的制造方法制造。具体是,例如可包含以下步骤。
制造包含钛酸钡等介电体粉末与有机粘合剂的生胚片(介电体生胚片)的生胚片制造步骤。
根据所希望的内部电极的图案,在生胚片表面涂敷内部电极用膏体并进行干燥的内部电极形成步骤。
使内部电极与生胚片相交替叠层之后进行热压著,并将该热压著体切割成目标大小的叠层步骤。
为了去除有机粘合剂,通过加热去除有机粘合剂的脱脂步骤。
通过烧成使内部电极及介电体烧结的烧结步骤。
在获得的叠层陶瓷电容器元件上安装用于连接外部装置的外部电极的外部电极形成步骤。
关于生胚片制造步骤中使用的有机粘合剂并无特别限定,例如,尤其从提高与本实施方式的内部电极用膏体的密接性的观点而论,优选包含聚乙烯醇缩丁醛。
另外,作为生胚片制造步骤中使用的生胚片用起始原料,除了上述介电体粉末、有机粘合剂之外,还可以使用添加了有机溶剂、各种分散剂、可塑剂、除静电剂等的原料。在此,作为生胚片用起始原料使用有机溶剂的情况下,优选预先使有机粘合剂溶解于有机溶剂中,调制成有机载体。然后,优选将通过向该有机载体混合介电体粉末、各种添加剂等而获得的膏体,提供给生胚片制造步骤。
并且,作为内部电极形成步骤中使用的内部电极用膏体,优选上述内部电极用膏体。
关于脱脂步骤、烧结步骤的加热温度、环境等并无特别限定,可根据所使用的材料等,任意选择。
本实施方式的叠层陶瓷电容器中,使用上述叠层陶瓷电容器内部电极用膏体制造内部电极,因此在制造过程中能够提高生胚片与该内部电极用膏体的干燥膜的密接强度。另外,还能够提高对生胚片进行烧成而成的介电体层与、对内部电极用膏体进行烧成而成的内部电极的密接性。
由此,在叠层陶瓷电容器的制造途中或制造后,例如使用时等,能够抑制发生叠层体的层间剥离,从而能够提高叠层陶瓷电容器的成品率、耐久性。
[实施例]
以下,参照实施例进一步具体说明本发明。而本发明并不限定于以下实施例。
在此,首先说明以下实验例中的试料的评价方法。
(干燥膜密度)
以下各实验例中,将调制成的内部电极用膏体放在PET薄片上,并使用宽50mm、规(Gauge)缝隙250μm的涂抹器,铺成长约100mm的状态。然后,以120℃对膏体进行了40分钟干燥。将该干燥体切割成1英吋的4个方形,并剥取PET薄片,然后对4个干燥膜的厚度、重量分别进行测定,算出了干燥膜密度。
然后,根据算出的干燥膜密度,进行了干燥膜密度判定。干燥膜密度为5.0g/ml以上的试料判定为◎,4.8g/ml以上、小于5.0g/ml的试料判定为〇,4.75g/ml以上、小于4.8g/ml的试料判定为△,小于4.75g/ml的试料判定为×。
(密接性)
首先,对微细化的钛酸钡粉末90重量%与由聚乙烯醇缩丁醛4重量%、乙醇6重量%构成的载体进行混炼,调制成了陶瓷浆。然后,通过刮刀成模法在作为载体薄片的PET薄膜上,将陶瓷浆涂敷成厚度5μm的薄膜状,制作成了生胚片。
然后,将各实验例中调制成的内部电极用膏体丝网印刷在上记生胚片上,在生胚片上形成了WET厚度2μm的内部电极图案。然后,使生胚片上形成有内部电极图案的薄片在85℃下干燥了10分钟。
然后,对同样制作的生胚片上形成有内部电极图案的薄片进行叠层,并以温度80℃、压力1000kgf/cm2,进行5分钟的最终热压着,制作成了有20层内部电极的叠层体。将该叠层体切割成3mm×5mm的方形,并在大气炉中以温度1350℃进行2小时烧成而获得了烧成体。然后,对该烧成体的表面进行研磨,通过光学显微镜观察剖面,求出了脱层(层间剥离现象)的发生数。根据样品数50个中发生脱层的样品数,进行了脱层发生数的评价。发生脱层的样品数小于5个的情况评价为◎,5个以上且小于10个的情况评价为〇、10个以上且小于25个的情况评价为△、25个以上50个以下的情况评价为×。
(薄片腐蚀)
首先,对微细化的钛酸钡粉末90重量%与由聚乙烯醇缩丁醛4重量%、乙醇6重量%构成的载体进行混炼,调制成了陶瓷浆。然后,通过刮刀成模法在作为载体薄片的PET薄膜上,将陶瓷浆涂敷成厚度8μm的薄片状,制作成了生胚片。
然后,将各实验例中调制成的内部电极用膏体丝网印刷于上述生胚片上,并在生胚片上形成内部电极图案,制作成了薄片腐蚀评价用样品。
然后,对获得的薄片腐蚀评价用样品,通过显微镜从与生胚片的PET薄膜接触的面进行观察,根据变形程度与色调,确认生胚片的溶解程度,评价薄片腐蚀的程度。
通过显微镜进行观察时,生胚片未见变形或色调变化、未发生薄片腐蚀的情况评价为〇。在生胚片面积的小于10%的范围可见变形或色调变化,然而其程度不大,对作为叠层陶瓷电容器的特性并无影响的情况评价为△。在生胚片面积的10%以上的范围可见变形或色调变化,且对作为叠层陶瓷电容器的特性造成影响的可能性高的情况评价为×。
以下就各实验例的试料的作制条件及评价结果进行说明。
[实验例1-1~实验例1-5]
实验例1-1~实验例1-5中按以下程序制作内部电极用膏体,并进行了评价。在此,关于实验例1-1~实验例1-5,如表1所示,除了添加的成分量不同之外,按照同様方法制作了内部电极用膏体。
实验例1-1是比较例,实验例1-2~实验例1-5是实施例。
(有机载体调制步骤)
在有机载体调制步骤中,实施了制作包含聚乙烯醇缩丁醛的有机载体的聚乙烯醇缩丁醛有机载体调制步骤及、制作包含乙基纤维素的有机载体的乙基纤维素有机载体调制步骤。
在聚乙烯醇缩丁醛有机载体调制步骤中,首先对作为有机溶剂的松油醇(α、β、γ的混合物),将如表1所示的添加量的一半加热至60℃。然后,一边用叶轮(浆叶)对加热的松油醇进行搅拌,一边渐渐添加聚乙烯醇缩丁醛,使之成为表1的添加量,从而调制成了包含聚乙烯醇缩丁醛的有机载体。
另外,在乙基纤维素有机载体调制步骤中也同様,对作为有机溶剂的松油醇(α、β、γ的混合物),将表1所示的添加量的一半加热至60℃。然后,一边用叶轮(浆叶)对加热的松油醇进行搅拌,一半渐渐添加乙基纤维素,使之成为表1的添加量,从而调制成了包含乙基纤维素的有机载体。
另外,在实验例1-1中,未添加聚乙烯醇缩丁醛,因此仅实施了用于调制包含乙基纤维素的有机载体的乙基纤维素有机载体调制步骤,在此全量使用了表1所示的有机溶剂。
(分散步骤)
然后实施了分散步骤。
在分散步骤中,首先,将通过有机载体调制步骤调制成的有机载体、镍粉末、作为介电体粉末的BaTiO3(钛酸钡)投放到搅拌器中进行了搅拌。然后,使用三辊式磨粉机,使获得的浆体进一步完全分散。
在此,如上所述,作为有机载体,实验例1-1使用了包含乙基纤维素的有机载体,实验例1-2~实验例1-5使用了包含聚乙烯醇缩丁醛有机载体及包含乙基纤维素的有机载体。
以下,具体说明条件。
作为镍粉末,使用了通过干式法制作的市售的镍粉末。在此,预先通过FE-SEM求出的平均粒径为0.4μm。
另外,BaTiO3粉末也使用了市售的BaTiO3粉末,预先通过SEM求出的平均粒径为0.1μm。
在各实验例中,秤取了如表1所示的组成原料,并放入搅拌器中进行了混合。
然后,将获得的浆体,使用三辊式磨粉机进行処理,使镍粉末及BaTiO3粉末完全分散于有机载体中,获得了内部电极用膏体。
对获得的内部电极用膏体,按上述方法进行了评价,结果如表1所示。
(表1)
根据表1所示的结果,实验例1-1的密接性为×,作为叠层陶瓷电容器时,在多个试料确认到了脱层(层间剥离现象)。相对于此,实验例1-2~实验例1-5的密接性评价均为△以上,确认到能够抑制脱层的发生。即,确认到在这些试料中内部电极与介电体层的密接性有提高。
对实验例1-1~实验例1-5进性比较,确认到镍粉末的含有量为100质量份时,通过使聚乙烯醇缩丁醛的含有量成为1.0质量份以上、并使乙基纤维素的含有量小于6.0质量份,能够提高密接性。尤其是,聚乙烯醇缩丁醛的含有量为2.0质量份以上的实验例1-3~实验例1-5中,密接性的评价为〇或◎,确认到尤其能够提高密接性。
另外,在所有的实验例中均确认到干燥膜密度为4.79g/ml以上。尤其是实验例1-1~实验例1-4的干燥膜密度为4.80g/ml以上,确认到干燥膜密度有提高。
另外,在所有的实验例中均确认到薄片腐蚀的评价为△,有少许薄片腐蚀发生,然而其程度对介电体层的特性并无影响。
[实验例2-1~实验例2-9]
在制作内部电极用膏体时,各成分的含有量如表2所示,此外按照与上述实验例1-1~实验例1-5同样的方式,制作了内部电极用膏体,并进行了评价。
在此,实验例2-1~实验例2-9均为实施例。另外,实验例2-4的试料与实验例1-3相同。
评价结果如表2所示。
(表2)
根据表2所示的结果,各实验例的密接性均被评价为△、〇、◎的任一个,确认到能够抑制脱层的发生。即,确认到在这些试料中内部电极与介电体层的密接性有提高。
对实验例2-1~实验例2-9进行比较,确认到随著内部电极用膏体内的树脂含有率的提高,薄片腐蚀的评价也提高。尤其是,确认到2.8质量%以上的实验例2-3~实验例2-9的评价为△或〇,3.0质量%以上的实验例2-6~实验例2-9的评价为〇。即,确认到树脂含有率的提高能够抑制薄片腐蚀。
然而,确认到随著聚乙烯醇缩丁醛含有量的增加,干燥膜密度会降低,在包含聚乙烯醇缩丁醛5质量份的实验例2-9中,确认到干燥膜密度降低至4.74g/ml。
以上,通过实施方式及实施例等说明了叠层陶瓷电容器内部电极用膏体及叠层陶瓷电容器,而本发明并不限定于上述实施方式及实施例等。在专利请求范围记载的本发明要旨的范围内,可进行各种变形、变更。
本申请基于2014年7月31日向日本国专利局提出的专利申请2014-157025号请求优先权,并在本国际申请中引用专利申请2014-157025号的全部内容。
符号说明
10 叠层陶瓷电容器
Claims (5)
1.一种叠层陶瓷电容器内部电极用膏体,其包含:
镍粉末;
聚乙烯醇缩丁醛;及
乙基纤维素,
所述镍粉末的含有量为100质量份时,所述聚乙烯醇缩丁醛的含有量为1.0质量份以上,所述乙基纤维素的含有量小于6.0质量份。
2.根据权利要求1所述的叠层陶瓷电容器内部电极用膏体,其中,
所述聚乙烯醇缩丁醛的含有量与所述乙基纤维素的含有量的质量比满足以下关系,
0.2≤(聚乙烯醇缩丁醛的含有量)/(乙基纤维素的含有量)。
3.根据权利要求1所述的叠层陶瓷电容器内部电极用膏体,
将所述叠层陶瓷电容器内部电极用膏体涂敷在基材上,并以120℃进行干燥之后的膜密度为4.80g/ml以上。
4.根据权利要求1所述的叠层陶瓷电容器内部电极用膏体,其中,
所述叠层陶瓷电容器内部电极用膏体中的所述聚乙烯醇缩丁醛的含有量及所述乙基纤维素的含有量的合计为2.5质量%以上。
5.一种叠层陶瓷电容器,其包含:
由权利要求1至4的任一项的叠层陶瓷电容器内部电极用膏体的锻烧物构成的内部电极。
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