CN117678039A - 用于电喷射的电极组合物 - Google Patents
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Abstract
提供一种用于电喷射的电极组合物。根据本发明的一实施例的电极组合物为用于实现在干燥时平均厚度为1.0μm以下的电极的用于电喷射的电极组合物,其通过包括平均粒径为150nm以下的导电金属粉末、陶瓷粉末、粘合剂树脂及溶剂来实现。据此,上述用于电喷射的电极组合物适合于通过电喷射实现具有优异厚度均匀性的超薄电极图案。另外,所实现的电极可以具有优异的电导率。此外,其可以适合于在如生片等的陶瓷片上形成电极。另外,当将所形成的电极与陶瓷生片共烧结时,烧结体的形状可以保持完整,还可以防止烧结体的层间分离。此外,由于可以实现超薄电极,因此可以广泛用作高层叠化的多层陶瓷部件用内部电极。
Description
技术领域
本发明涉及一种电极组合物,更具体地,涉及一种用于电喷射的电极组合物。
背景技术
在电子设备中广泛使用的电子部件中,蓄电器(condenser)、电容器(capacitor)、压敏电阻、抑制器及MLCC(Multi-Layer Ceramic Capacitor;多层陶瓷电容器)等元件是相当于通过堆叠数个至数百个印刷有电极图案的生片,然后将电极和生片共烧结而实现单一元件的共烧结多层陶瓷部件。最近,根据电子设备的小型化和高性能化,正在进行大量研究以实现这些元件的小型化和高容量化。
在这种共烧结多层陶瓷部件的情况下,为了实现高容量化,除了改进构成生片的电介质和电极的材料之外,还尝试通过层叠更多数量的生片来实现高层叠化。为了实现共烧结多层陶瓷部件的高层叠化,需要减小对应于电介质的生片和电极图案的厚度,并且,为了小型化,必须细化电极图案的电极线宽和电极之间的间距。
另一方面,在生片上印刷电极图案的现有方法使用丝网印刷或凹版印刷,丝网印刷或凹版印刷具有成本低廉的优点。然而,这些方法只能将电极线宽和电极间的间距实现为40μm至80μm的水平,因此使用这些方法难以形成更小且更精确的精细图案。此外,因印刷后电极厚度为约5μm至100μm,而难以形成1μm以下的超薄电极图案,因此使用现有的丝网印刷或凹版印刷难以形成高层叠化且小型化的共烧结多层陶瓷部件的内部电极。此外,为了印刷超薄电极,需要大大降低用于印刷的电极组合物的粘度,但这会导致印刷渗色和印刷分辨率降低的问题。
因此,近年来,不断尝试使用喷墨印刷方法来实现精细图案化电极,当使用喷墨印刷形成电极时,可以实现厚度为1μm以下的超薄电极图案,但生产率低,用于制造电极的油墨成本高,还存在不易在大面积生片上印刷电极图案的问题。
因此,迫切需要开发一种能够容易且廉价地在大面积生片上形成超薄电极图案的方法以及适合于该方法的电极组合物。
发明内容
技术问题
本发明是鉴于上述问题而研制的,其目的在于提供适合于利用电喷射法在如生片等的陶瓷片上印刷厚度均匀性优异的超薄电极图案的用于电喷射的电极组合物。
另外,本发明的另一目的在于提供在实现具有优异电导率的电极的同时,能够防止由于在如生片等的陶瓷片上印刷后共烧结时出现的收缩特性差异而发生烧结体形状变形或层间分离的用于电喷射的电极组合物。
解决问题的方案
为了解决上述问题,本发明提供一种用于电喷射的电极组合物,其为用于实现在干燥时平均厚度为1μm以下的电极的用于电喷射的电极组合物,上述用于电喷射的电极组合物包括平均粒径为150nm以下的导电金属粉末、陶瓷粉末、粘合剂树脂及溶剂。
根据本发明的一实施例,上述用于电喷射的电极组合物可以为用于实现多层陶瓷部件的内部电极的电极组合物。
此外,上述导电金属粉末的平均粒径可以为80nm以下。
此外,在上述导电金属粉末中,具有平均粒径的2倍以上的粒径的颗粒数量可以为导电金属粉末总数的20%以下,且具有平均粒径的0.5倍以下的粒径的颗粒数量可以为导电金属粉末总数的20%以下。
此外,上述导电金属粉末可以包括在选自由Ni、Mn、Cr、Al、Ag、Cu、Pd、W、Mo及Co组成的组中的一种金属、包含它们中的至少一种的合金以及包含它们中的至少两种的混合金属中的至少一种。
此外,上述陶瓷粉末可以具有上述导电金属粉末的平均粒径的0.1倍至0.5倍的平均粒径。
此外,上述陶瓷粉末可以包括选自由二氧化钛、氧化铝、二氧化硅、堇青石、莫来石、尖晶石、钛酸钡及氧化锆组成的组中的至少一种陶瓷粉末。
此外,上述导电金属粉末的含量基于总重量可以为10重量%至30重量%。
此外,上述陶瓷粉末的含量相对于100重量份的导电金属粉末可以为4重量份至10重量份。
此外,上述粘合剂树脂的含量相对于100重量份的导电金属粉末可以为2重量份至13重量。
此外,上述陶瓷粉末的平均粒径可以为45nm以下。
此外,上述粘合剂树脂相对于100重量份的聚乙烯醇缩丁醛可以包括30重量份至60重量份的乙基纤维素。
此外,在25℃下的粘度可以为50cps至150cps。
此外,本发明提供一种电喷射电极,其为在将根据本发明的用于电喷射的电极组合物电喷射到预定区域上之后干燥的电极,其具有1μm以下的平均厚度。
此外,根据本发明的一实施例,厚度均匀性可以为10%以下。
此外,本发明提供一种多层陶瓷部件,其包括通过将根据本发明的电喷射电极烧结而成的内部电极。
发明的效果
根据本发明的用于电喷射的电极组合物适合于通过电喷射实现具有优异厚度均匀性的超薄电极图案。另外,所实现的电极可以具有优异的电导率。此外,其可以适合于在如生片等的陶瓷片上形成电极。另外,当将所形成的电极与陶瓷生片共烧结时,烧结体的形状可以保持完整,还可以防止烧结体的层间分离。此外,由于可以实现超薄电极,因此可以广泛用作高层叠化的多层陶瓷部件的内部电极。
附图说明
图1为作为本发明的一实施例中所包含的导电金属粉末的平均粒径为75nm的镍粉末的SEM照片。
图2为图1中的镍粉末的湿式分级前的SEM照片。
图3为作为本发明的一实施例中所包含的陶瓷粉末的钛酸钡粉末的SEM照片。
图4和图5分别为含有图1和图2的镍粉末的用于电喷射的电极组合物的照片,其中,图4为镍粉末与陶瓷粉末均匀分散而没有沉淀的照片,图5为因镍粉末沉淀而在与陶瓷粉末之间发生相分离的照片。
图6和图7分别为在电喷射用于电喷射的电极组合物后干燥的电极的光学显微镜照片,其中,图6为电极图案内没有未形成电极的部分的连续电极表面形成性优异的电极图案的照片,图7为因电极图案内存在未形成电极的部分(圆圈部分)而部分地未形成连续电极表面的电极图案的照片。
图8和图9为在电喷射用于电喷射的电极组合物后干燥的电极的光学显微镜照片,其中,图8为电极图案内没有未形成电极的部分的连续电极表面形成性优异的电极图案的照片,图9为因电极图案内存在未形成电极的脱落电极部分存在而部分地未形成连续电极表面的电极图案的照片。
具体实施方式
用于实施发明的最佳方式
以下,参照附图来对本发明的实施例进行详细说明,以使本发明所属技术领域的普通技术人员轻松实现本发明。本发明可通过多种不同的实施方式实现,并不限定于在本说明书中所说明的实施例。
根据本发明的一实施例的电极组合物为适合于电喷射法且能够实现在干燥时平均厚度为1.0μm以下,优选0.6μm以下的超薄电极的电极组合物,其通过包括平均粒径为150nm以下的导电金属粉末、陶瓷粉末、粘合剂树脂及溶剂来实现。此外,上述电极组合物适合于在生片上形成电极且可以实现超薄电极,因此可能特别适合于实现需要高层叠化的如MLCC等的多层陶瓷部件的内部电极。
上述导电金属粉末赋予导电性并在烧结后形成电极主体,只要是通常用于制造电子部件用电极的导电金属粉末,就可以不受限制地使用。作为一例,上述导电金属粉末可以包括在选自由镍、锰、铬、铝、银、铜、钯、钨、钼及钴组成的组中的一种金属、包含它们中的至少一种的合金以及包含它们中的至少两种的混合金属中的至少一种。然而,考虑到与陶瓷生片共烧结时的烧结温度,上述导电金属粉末可以包含选自由钯、银-钯合金、银、镍及铜组成的组中的至少一种,并且考虑到耐热性、导电性及材料成本,优选地,可以包含镍。
另外,上述导电金属粉末的平均粒径可以为150nm以下,优选地,可以为100nm以下,更优选地,可以为80nm以下,若导电金属粉末的平均粒径超过150nm,则在电喷射后干燥的电极的厚度超过1μm,或所实现的干燥电极很难形成连续电极表面,或即使实现厚度为1μm的干燥电极,厚度均匀性也可能很差,由此可能难以实现高质量的高层叠化的多层陶瓷部件。另一方面,导电金属粉末的平均粒径可以为5nm以上,优选地,可以为10nm以上,更优选地,可以为20nm以上,若平均粒径小于5nm,则导电金属粉末本身不易实现,材料成本也可能会上升。另外,随着金属粉末微细化,需要确保分散性,但由于为了确保分散性而添加的如分散剂等的有机化合物而可能不容易进行脱脂,因此,在烧结多层陶瓷部件时,生片层之间可能会发生分离。另外,若不包括单独的分散剂,则在导电金属粉末的平均粒径过小时分散性降低,其聚集形成粗大的二次颗粒,使得所实现的干燥电极难以形成连续电极表面,厚度不均匀会变得严重,因此不优选。
另外,上述导电金属粉末可以具有如下的粒度分布,即,具有平均粒径的2倍以上的粒径的颗粒数量可以为导电金属粉末总数的20%以下,优选地,可以为导电金属粉末总数的15%以下,更优选地,可以为导电金属粉末总数的10%以下,甚至更优选地,可以为导电金属粉末总数的5%以下,且具有平均粒径的0.5倍以下的粒径的颗粒数量可以为导电金属粉末总数的20%以下,优选地,可以为导电金属粉末总数的10%以下。由此,可以使为了电喷射供应的电极组合物中导电金属粉末聚集而形成的二次颗粒最小化,且适合于最小化或防止导电金属粉末在电喷射装置的纺丝溶液室内沉积,由此有利于形成在干燥电极中没有部分地不存在电极的未喷射电极组合物的区域的连续电极表面,还可有利于防止通过电喷射形成的电极的每个位置的电阻等电特性不均匀或所实现的电极的厚度不均匀等电极外观质量劣化。
另外,基于电极组合物的总重量,上述导电金属粉末的含量可以为30重量%以下,优选地,可以为10重量%至30重量%,更优选地,可以为20重量%至30重量%。若导电金属粉末的含量超过30重量%,则为了电喷射供应的电极组合物中导电金属粉末可能会沉降或沉淀,这可能导致在电喷射时导电粉末喷射不均匀。另外,可能难以调节通过电喷射实现的电极的厚度。另外,若导电金属粉末的含量小于10重量%,则电喷射的干燥电极或烧结电极可能形成水滴状的岛,由此可能难以实现所需的电极,例如,电极表面连续形成性降低或干燥电极的厚度不均匀等。
另一方面,由于上述导电金属粉末,电极组合物具有高电导率,因高电导率而可能难以进行电喷射。因此,电极组合物包括陶瓷粉末,由此可以将电极组合物的电导率调节至适合于电喷射的电导率。另外,可以防止在生片上处理电极组合物后共烧结时由于电极与生片之间出现的烧结温度差异及由此引起的收缩特性差异导致的烧结体压瘪等的形状变形。进而,在烧结后,源自陶瓷粉末的陶瓷成分向烧结电极的表面侧移动,与烧结的源自导电金属粉末的导电成分之间发生层分离,因此能够提高介电常数,有助于改善如MLCC等的多层陶瓷部件的特性。
另外,上述陶瓷粉末的平均粒径可以为100nm以下,作为另一例,可以为70nm以下、45nm以下或可以为1nm至30nm。另外,考虑到导电金属粉末的平均粒径,可以使用具有适当平均粒径的陶瓷粉末,具体地,可以使用具有导电金属粉末的平均粒径的0.5倍以下,优选0.3倍以下的平均粒径的陶瓷粉末,由此有利于在烧结时延迟电极比生片更快地收缩。例如,当使用平均粒径为80nm的导电金属粉末时,陶瓷粉末的平均粒径可以为20nm以下。然而,若陶瓷粉末的平均粒径等于或小于导电金属粉末的平均粒径的0.1倍,则由于颗粒表面积的增加,可能需要增加树脂的添加量,还可导致干燥和/或烧结的电极的厚度不均匀,且在烧结时电极的收缩率增加,因此不优选。
另一方面,在陶瓷粉末中具有等于或大于平均粒径的2倍的粒径的粗大颗粒的比例越小,可以更有利于维持均匀的分散相。因此,在上述陶瓷粉末中,具有平均粒径的2倍以上的粒径的颗粒数可以为总陶瓷粉末颗粒数的20%以下,优选10%以下,更优选5%以下。
此外,作为上述陶瓷粉末,只要是已知的陶瓷粉末就可以不受限制地使用,例如,上述陶瓷粉末可以包括选自由二氧化钛、氧化铝、二氧化硅、堇青石、莫来石、尖晶石、钛酸钡及氧化锆组成的组中的至少一种陶瓷粉末。此时,当上述陶瓷粉末用于通过将电极组合物电喷射在生片上来形成内部电极的用途时,可以选择与生片的介电成分相同的成分,由此可以在共烧结时更容易控制生片与电极之间的收缩特性,还可有利于改善电极与生片之间的粘合特性和密合特性。另一方面,当陶瓷粉末为钛酸钡时,Ca和Zr部分固溶的(Ba1- xCax)TiO3、Ba(Ti1-yCay)O3、(Ba1-xCax)(Ti1-yZry)O3或Ba(Ti1-yZry)O3等也属于钛酸钡的范畴内。
另外,相对于100重量份的导电金属粉末,上述陶瓷粉末的含量可以为4重量份至10重量份,优选地,可以为4重量份至7重量份,若上述陶瓷粉末的含量小于4重量份,则难以调节所实现的电极的厚度。另外,当与陶瓷生片共烧结时,难以控制收缩特性,并且烧结后实现的电极可能经常发生裂纹和剥离。另外,若陶瓷粉末的含量超过10重量份,则存在所实现的电极的电导率降低,并且在烧结时电极的收缩程度可能会过度增加。
另一方面,在本发明中,导电金属粉末和陶瓷粉末的粒径是基于通过动态光散射法的粒度测定的值,并且是基于体积的粒径,平均粒径是指在累积体积粒度分布中相当于D50的粒径。另外,上述测定装置可以为能够测定和计数纳米尺寸粉末粒径的已知测定装置,例如可以为Zetasizer系列或APS-100等测定装置。
此外,使用如PVD和CVD等的干法等离子体粉末合成方法可以实现平均粒径为150nm以下的导电金属粉末,由此可以有利于制备具有清洁颗粒表面的粉末。另外,对于通过干法等离子体粉末合成方法获得的导电金属粉末进行采用已知的自然落下方法或离心分离等的湿式分级工艺可能有利于获得具有所需粒径和分布的导电金属粉末。此时,优选采用通过离心分离的强制分级,为了生产效率,优选采用连续式离心机。上述连续式离心机可以通过调节离心机的转速和每分钟的投入量来调节平均粒径,导致电极组合物中导电金属粉末快速沉降,以能够将妨碍均匀分散的粗大颗粒,例如具有平均粒径的2倍以上的粒径的导电金属粉末的个数比例控制为较小。若离心机的转速过高,则产量大大降低,若离心机的转速过低,则妨碍均匀分散的粗大颗粒的去除率降低。另外,若投入量过大,则离心机室(chamber)中受到离心力的时间缩短,因此难以去除宏观颗粒,若投入量过少,则虽然效率提高,但生产时间增加,因此不优选。另外,可以进一步进行过滤工艺,以将导电金属粉末的粒经分布精确控制在所需水平,此时,过滤工艺可以通过利用已知的过滤介质去除粗大颗粒的常规过工艺来执行,因此,在本发明中对此没有特别限制。具体地,图1为在实施例4中使用的导电金属粉末的SEM照片,通过将如图2所示的导电金属粉末通过采用离心分离法的湿式分级控制为具有低粗大颗粒比率,因此,如图4所示,电极组合物的分散状态良好。另一方面,当导电金属粉末的粗大颗粒较多时,如图5所示,可以确认导电金属粉末大量沉淀,以与陶瓷粉末相分离。
另外,上述陶瓷粉末可以通过使用市售的陶瓷粉末适当地利用已知的粉体技术和细颗粒控制技术来以具有所需粒度分布的方式制备,作为具体手段,可以通过各种已知的粉碎分级方法、相关装置及使用其调节粉碎条件、粉碎时间等因素来制备。例如,在粉碎机的情况下,可以利用使用刀片磨机或超级转子的机械粉碎机或使用高压空气的高速气流使颗粒与壁碰撞来粉碎颗粒的气流粉碎机中的任何一种,或可以通过将使用它们中的任何一种粉碎的粉碎物再次投入到其他粉碎机来粉碎的方式调节粉碎水平。此外,可以通过如离心风力分散机等的对粉碎物进行分级的分级机、利用高速气流等物理分散力来防止细颗粒凝聚的分散机或利用通过离心法的湿式分级法对陶瓷粉末进行分级,以使其具有所需粒度分布,在本发明中,省略其详细描述。
另外,除了上述导电金属粉末和陶瓷粉末之外,电极组合物还包括粘合剂树脂,由此可以表现出通过电喷射的电极形成性以及与电喷射的表面之间的粘合特性。作为上述粘合剂树脂,只要是在常规电极组合物中使用的粘合剂树脂,就不受限制地使用,例如,可以使用聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇丁醛、聚乙烯醇、丙烯酸类树脂、环氧类树脂、酚类树脂、醇酸类树脂、纤维素类聚合物及松香类树脂等。然而,考虑到通过电喷射的电极印刷性以及对电喷射的表面、特别是生片表面的密合性和粘合性,可以使用通过混合聚乙烯醇缩丁醛和乙基纤维素来制备的粘合剂树脂。此时,上述粘合剂树脂相对于100重量份的聚乙烯醇缩丁醛可以包含30重量份至60重量份的乙基纤维素,由此,可以实现更改善的印刷性和表面粘合特性。若乙基纤维素的含量超过60重量份,则在电喷射时从喷嘴喷射出的浆料颗粒的尺寸可能无法细化,并且电喷射后干燥的电极膜变得过硬,降低对电喷射的表面的密合性,且在烧结时在喷射的表面上可能会发生电极剥离。另外,若乙基纤维素的含量小于30重量份,则通过电喷射的电极印刷性可能降低。
另外,优选地,聚乙烯醇缩丁醛和乙基纤维素的重均分子量为100,000以下、例如为10,000至100,000,由此能够容易实现适合于电喷射的粘度。若重均分子量超过100,000,则电喷射可能由于粘度过度增加而变得困难。
另外,相对于100重量份的导电金属粉末,上述粘合剂树脂的含量可以为13重量份以下,优选地,可以为10重量份以下,更优选地,可以为2重量份至10重量份。若粘合剂树脂的含量超过13重量份,则在烧结时电极中可能会出现裂纹,或者当与生片一起烧结时层叠的生片层之间可能会发生分离。另外,若粘合剂树脂的含量小于2重量份,则电极组合物中金属粉末或陶瓷粉末可能沉降或其分散性可能降低,而且在喷射后干燥和烧结之前在喷射的表面上电极可能会剥离。
此外,上述电极组合物包括溶剂,作为上述溶剂,只要是可用于电喷射时的喷射溶液中,而不影响待电喷射的表面例如生片以及上述的导电金属粉末和陶瓷粉末等,还能够溶解粘合剂树脂的用于已知电极组合物的溶剂,就可以不受限制地选择。例如,可以使用二氢萜品醇、二氢萜品醇乙酸酯、萜品醇、辛醇、正链烷烃、癸醇、十三醇、邻苯二甲酸二丁酯、乙酸丁酯、丁基卡必醇、丁基卡必醇乙酸酯、乙酸异冰片酯、丙酸异冰片酯、丁酸异冰片酯、异丁酸异冰片酯、乙二醇单丁醚乙酸酯、二丙二醇甲醚乙酸酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯及乙酸己酯等的至少一种有机溶剂,优选地,可以使用二氢萜品醇和二氢萜品醇乙酸酯的混合溶剂或二氢萜品醇乙酸酯和乙酸乙酯的混合溶剂等的至少一种有机溶剂,优选地可以使用二氢萜品醇和二氢萜品醇乙酸酯的混合溶剂。
另一方面,根据本发明的一实施例的用于电喷射的电极组合物可以实现为光敏电极组合物。为此,上述粘合剂树脂可包括光敏树脂,并且光敏电极组合物还可包括单体和光引发剂。
上述粘合剂树脂包括光敏树脂,其中,光敏树脂起到光敏电极组合物中成分的粘合剂的作用,以执行维持干燥电极的结合力的功能和对于显影液的溶解性的功能。上述光敏树脂可以在紫外线、电子束等活性能量的作用下通过分子间交联而固化以形成固化膜,也可以因分子间的交联解开而溶解于显影液中。
作为上述光敏树脂,只要是在光敏电极浆料领域中常用的光敏树脂,就可以不受限制地使用。另外,上述光敏树脂可以是正型或负型光敏树脂。例如,上述光敏树脂可以是丙烯酸酯类、纤维素类、酚醛清漆丙烯酸类、水溶性聚合物、聚酰亚胺或其前体等的光敏树脂组合物中使用的光敏粘合剂树脂。然而,上述光敏树脂可优选为负型丙烯酸酯类光敏粘合剂。作为上述丙烯酸酯类光敏粘合剂,可以使用具有乙烯基、烯丙基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基等烯键式不饱和键或炔丙基等光敏基团的树脂,例如侧链具有烯键式不饱和基团的丙烯酸类共聚物、不饱和羧酸改性环氧树脂或其中进一步添加有多元酸酐的树脂等的已知的现有各种光敏树脂(光敏预聚物)。具体地,上述光敏树脂可以包括甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸异冰片酯(IBOMA)、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸(MMA)、丙烯酸(AA)及苯乙烯单体中的至少两种单体共聚而成的丙烯酸酯类共聚物。作为更具体的例子,上述光敏树脂可以为甲基丙烯酸缩水甘油酯-甲基甲基丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯-甲基甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸异冰片酯共聚物、或甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸苄酯-甲基丙烯酸共聚物。
另外,根据本发明的一实施例的光敏树脂是通过将甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯及甲基丙烯酸异冰片酯共聚而成的,其含有15.5摩尔%至19.5摩尔%的甲基丙烯酸,且可以包括具有8000至15,000的重均分子量的丙烯酸酯类共聚物,更优选地,其可以为含有25摩尔%至40摩尔%的甲基丙烯酸甲酯和余量的甲基丙烯酸异冰片酯的共聚物,由此可能有利于实现具有优异质量、分辨率及光敏性且防止残留物的电极图案。
另外,为了调节酸值,上述丙烯酸酯类共聚物可以通过使在丙烯酸酯类共聚物中的羧基官能团与具有环氧基或异氰酸酯官能团的化合物产生反应来引入。此时,上述具有环氧基的化合物例如可以为在末端包含亚甲基官能团、乙烯基官能团及烯丙基官能团中的至少一种官能团,具体地,可以为烯丙基缩水甘油醚。另外,上述具有异氰酸酯官能团的化合物例如可以为2-丙烯酰氧基乙基异氰酸酯。
另外,经调节上述酸值的丙烯酸酯类共聚物可具有25mgKOH/g至100mgKOH/g的酸值,由此可以表现出优异的光敏性和可显影性。
另外,作为上述丙烯酸酯类共聚物的光敏树脂的玻璃化转变温度可以为20℃至150℃。
另外,根据本发明的一实施例,除了丙烯酸酯类光敏树脂之外,上述光敏树脂还可以包括聚酰亚胺或其前体。此时,相对于100重量份的丙烯酸酯类树脂,聚酰亚胺或其前体的含量可以为10重量份至60重量份,由此可能更有利于实现本发明的目的。
另一方面,含有上述光敏树脂的粘合剂树脂还可以包括聚乙烯醇缩丁醛树脂。仅由光敏树脂形成的粘合剂树脂可能对待电喷射的表面例如生片的粘附力可能较差。因此,可以进一步包含聚乙烯醇缩丁醛树脂,以能够实现对生片的改进的密合力和粘附力。在粘合剂树脂中,上述聚乙烯醇缩丁醛树脂的含量可以为10重量%至50重量%,若含量超过50重量%,则曝光后的显影时的残渣等缺陷有可能增加,若含量小于10重量%,改善粘附力的效果可能会甚微。此时,考虑到要实现的电极组合物必须保持低粘度,优选使用重均分子量为100,000以下的上述聚乙烯醇缩丁醛树脂、例如,优选使用重均分子量为10,000至100,000的上述聚乙烯醇缩丁醛树脂。
另外,上述单体含有碳双键,通过紫外线或电子束等活化能激发的自由基,双键转变成单键,引起聚合反应,从而起到在光敏电极组合物中形成固化结构的作用。作为上述单体,只要是在光敏浆料领域中常用的单体,就没有特别限制。例如,上述单体可以是如二官能、三官能或四官能等的多官能单体。更具体地,上述多官能单体可以是选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷乙氧基化三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯或季戊四醇四丙烯酸酯中的丙烯酸酯类单体,但不限于此。
此外,上述单体的含量相对于100重量的光敏树脂可以为10重量份至100重量份。若上述单体的含量小于10重量份,则曝光图案的固化密度可能变弱,若上述单体的含量超过100重量份,则图案特性可能劣化,并且由于固化后残留的有机物而可能会导致电阻增加或层叠的生片层间分离。
根据本发明的一实施例,还可以包含低聚物作为与上述单体类似地通过自由基形成固化结构的成分。作为上述低聚物,只要是在光敏电极组合物中常用的低聚物,就不受限制地使用,例如,上述低聚物可以是分子量为1000以下的丙烯酸酯。基于100重量份的上述光敏树脂,上述低聚物的含量可以为10重量份至100重量份,但不限于此。
另外,上述光引发剂是当用如紫外线或电子束等活性能量照射时通过产生自由基而引起化学反应的化合物,只要其是光敏电极组合物领域中常用的光聚合引发剂,就没有特别限制。例如,可以使用苯乙酮系化合物、二苯甲酮系化合物、噻吨酮系化合物、安息香系化合物、含有单苯基的三嗪系化合物、肟系化合物、咔唑系化合物、二酮类化合物、硼酸锍系化合物、重氮系化合物、联咪唑系化合物等作为光引发剂。具体地,作为上述光引发剂,可以使用选自由二苯甲酮、邻苯甲酰基安息香酸甲酯、4,4′-双(二甲基氨基)二苯甲酮、4,4′-双(二乙基氨基)二苯甲酮、4,4′-二氯二苯甲酮、4-苯甲酰基-4′-甲基二苯基酮、二苄基酮、芴、2,2′-二乙氧基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2-羟基-2-甲基苯丙酮、对叔丁基二氯苯乙酮、噻吨酮、2-甲基噻吨酮、2-氯噻吨酮、2-异丙基噻吨酮、二乙基噻吨酮、4-叠氮亚苄基苯乙酮、2,6-双(对叠氮亚苄基)环己酮、6-双(对叠氮亚苄基)-4-甲基环己酮、1-苯基-1,2-丁二酮-2-(邻甲氧基羰基)肟、1-苯基-丙二酮-2-(邻乙氧基羰基)肟、1-苯基-丙二酮-2-(邻苯甲酰基)肟、1,3-二苯基-丙三酮-2-(邻乙氧基羰基)肟、1-苯基-3-乙氧基-丙三酮-2-(邻苯甲酰基)肟、1,2-辛二酮、1-[4-(苯硫基)-2-(O-苯甲酰基肟)]、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基-氧化膦、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦、米蚩酮、2-甲基-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代-1-苯丙酮、萘磺酰氯、喹啉磺酰氯、N-苯基硫代吖啶酮、4,4′-偶氮双异丁腈、二苯基二硫化物、苯并噻唑二硫化物、三苯基膦、过氧化苯偶姻以及曙红、亚甲基蓝等的光还原性色素和抗坏血酸、三乙醇胺组成的组中的至少一种。
相对于100重量份的粘合剂树脂,上述光引发剂的含量可以为1重量份至50重量份。若光引发剂的含量小于1重量份,则曝光区域的固化密度可能会降低,并且在显影工艺中固化膜可能会受到影响。另外,若光引发剂的含量超过50重量份,则干涂膜上部的光吸收可能过多,从而难以形成所需的图案。
另一方面,与光引发剂一起或代替光引发剂,可以包含基于叠氮化物的光交联剂化合物,更具体地,可以包含具有4至20个碳原子的直链亚烷基的两末端被叠氮基取代的化合物,如上所述的化合物无需光引发剂即可交联,因此具有减少光引发剂含量的优点。其具体类型的实例包括1,4-二叠氮基丁烷、1,5-二叠氮基戊烷、1,6-二叠氮基己烷、1,7-二叠氮基庚烷、1,8-二叠氮基辛烷、1,10-二叠氮基癸烷、1,12-二叠氮基十二烷或其混合物。
另外,相对于100重量份的导电金属粉末,包括上述光敏树脂的粘合剂树脂和单体的总重量可以为13重量份以下,优选地,可以为10重量份以下,更优选地,可以为2重量份至10重量份。若粘合剂树脂的含量超过13重量份,则在烧结时电极中可能会出现裂纹,或者当与生片一起烧结时层叠的生片层之间可能会发生分离。另外,若粘合剂树脂的含量小于2重量份,则存在电极组合物中金属粉末或陶瓷粉末可能沉降或其分散性可能降低,而且在喷射后干燥和烧结之前在喷射的表面上电极可能会剥离。
另一方面,需要说明的是,可以综合考虑通过电喷射的制造方法、多层陶瓷部件的内部电极的用途、要实现的内部电极的厚度、线宽、宽度之间的距离以及金属粉末和陶瓷粉末的材料和粒经等来确定包括上述光敏树脂的粘合剂树脂、单体及光引发剂的具体类型和含量。
另外,上述电极组合物或光敏电极组合物中,除了上述成分以外,还可以含有分散剂、增塑剂、流平剂、触变剂、增滑剂、固化促进剂等添加剂,作为上述添加剂,只要是已知的电极组合物中含有的添加剂,就不受限制地使用,因此在本发明中对此不具体限制。
作为一例,上述分散剂是为了向金属粉末和陶瓷粉末赋予分散稳定性而包含的,只要是电极组合物中常用的分散剂,就没有特别限制。优选地,作为上述分散剂,可以使用选自由油酸、聚乙二醇脂肪酸酯、甘油酯、脱水山梨糖醇酯、丙二醇酯、糖酯、脂肪酸链烷醇酰胺、聚氧乙烯脂肪酸酰胺、聚氧乙烯烷基胺、氧化胺及聚12-羟基硬脂酸组成的组中的至少一种。
另一方面,相对于100重量份的粘合剂树脂,包括上述分散剂等的添加剂的含量可以为10重量份至50重量份。若添加剂的含量小于10重量份,则可能难以通过添加剂实现期望的效果。另外,若添加剂的含量超过50重量份,则电极组合物的导电性和喷射后实现的干燥电极和/或烧结电极的厚度均匀性等物理性能可能会降低。
另外,含有上述成分的电极组合物的粘度可以为50cps至150cps,优选地,可以为70cps至100cps,因此可能适合于电喷射,且在电喷射后有利于实现超薄干燥电极。若粘度小于50cps,则分散的导电金属粉末和陶瓷粉末可能快速发生沉淀,并且分散性可能会劣化。另外,若粘度超过150cps,则可能难以通过电喷射精确控制厚度,并且可能难以制造较薄厚度的电极。另外,此处的粘度是根据ISO 554,在25℃温度、65%相对湿度、10rpm的条件下用博勒飞(Brookfield)旋转粘度计LV测定的结果。
另一方面,上述电极组合物可以通过混合导电金属粉末、陶瓷粉末、粘合剂树脂及溶剂,然后使导电金属粉末和陶瓷粉末分散来实现。此时,在混合和分散过程中由于细粉化的粉末而会产生大量热量,因此使用高压分散装置或珠磨机等进行混合和分散可能更有利。另外,在将电极组合物转移到电喷射装置内部并通过喷嘴喷射之前,优选保持最大限度地分散的状态,为此,在电喷射装置内的喷射溶液罐中还可包括能够继续保持分散状态的搅拌装置,上述搅拌装置可以是如叶轮等的已知搅拌装置,在本发明中,对此不具体限制。
可以使用常规的电喷射装置将上述电极组合物以具有预定电极图案的方式喷射在待喷射的表面(例如,陶瓷生片)上,然后通过干燥和烧结工艺实现为电极。此时,干燥时的电极的平均厚度可以实现为1μm以下,并且烧结后的平均厚度可以例如实现为0.3μm至1.0μm以下。
另外,按照所形成的图案涂布并干燥的电极的电极表面可以具有没有未涂布区域的连续电极表面。另外,由于能够实现大面积化,因此,例如,在面积为20cm×20cm以上的陶瓷生片上通过电喷射干燥的连续电极表面的面积可以形成为70%以上,优选80%以上,更优选90%以上。
另外,优选地,在将测定干燥电极的厚度的连续电极表面分成不重叠的五个不同区域后,使用对每个区域测定的五个平均厚度的平均值和其标准偏差的下式1的厚度均匀性可以在10%以内,优选在5%以内,更优选在3%以内。其中,厚度均匀性(%)是指与各区域的平均厚度的偏差越小,即标准偏差越接近0,厚度均匀性越好。
[式1]
厚度均匀性(%)=[(5个区域平均厚度的标准偏差(nm))/(5个区域平均厚度的平均值(nm))]×100
另一方面,本发明中定义的干燥电极的平均厚度或烧结电极的平均厚度可以通过被称为α步骤的厚度测定方法来测定,并且通过该方法测定厚度的已知的测定装置可以不受限制地用于测定厚度。
另一方面,在用电喷射用光敏电极组合物进行电喷射之后,在烧结之前,基于已知的曝光和显影条件可以实现期望的电极图案。作为一例,作为电喷射后的曝光和显影条件,电喷射后的干燥温度可以为50℃至70℃,UV曝光量可以为100mJ至700mJ。另外,作为显影液,例如可以使用Na2CO3溶液,此时,浓度可以为0.1重量%至4重量%。并且,显影时间可以为20秒至100秒。
用于实施发明的方式
将通过以下实施例进行更详细说明本发明,但以下实施例不应解释为限制本发明的范围,而应解释为有助于理解本发明。
<实施例1>
通过干式等离子体制备平均粒径为438nm的镍粉末。随后,对准备的镍粉末通过离心分离法进行湿式分级,从而准备了平均粒径为147.1nm、具有粒径为平均粒径的2倍以上的颗粒占镍粉末总量的15%且粒径为平均粒径的0.5倍以下的颗粒占镍粉末总量的18%的粒度分布的导电金属粉末。
另外,作为陶瓷粉末准备了平均粒径为155nm的BaTiO3后,对其经通过离心分离法进行湿式分级,从而准备了平均粒径为65.8nm、具有粒径为平均粒径的2倍以上的颗粒占陶瓷粉末总量的10%且粒径为平均粒径的0.5倍以下的颗粒占陶瓷粉末总量的9%的粒度分布的陶瓷粉末。
然后,在作为溶剂的以1:1的重量比混合二氢萜品醇乙酸酯和醋酸乙酯而成的混合溶剂中混合上述的调节粒度的镍导电金属粉末、陶瓷粉末以及粘合剂树脂,上述粘合剂树脂相对于100重量份的重均分子量为约70,000的聚乙烯醇缩丁醛混合重均分子量为约40,000的乙基纤维素而成。具体地,进行混合,使得相对于100重量份的导电金属粉末,陶瓷粉末的重量为6.8重量份且粘结剂树脂的重量为8重量份,并且使得导电金属粉末的重量在总组合物中为25重量%,从而制备在25℃下的粘度为80cps的如下表1所示的用于电喷射的电极组合物。
此时,所制备的用于电喷射的电极组合物的粘度是根据ISO 554,在25℃温度、65%相对湿度、10rpm的条件下用博勒飞旋转粘度计LV测定的结果。
<实施例2至14>
除了如下表1或表2所示改变导电金属粉末的含量、平均粒径、粒度分布、陶瓷粉末的含量、平均粒径和/或电极组合物的粘度之外,以与实施例1相同的方式制备用于电喷射的电极组合物。
此时,所使用的陶瓷粉末为通过湿式分级调节粒度的陶瓷粉末,该陶瓷粉末具有粒径为平均粒径的2倍以上的颗粒占陶瓷粉末总量的10%以内且粒径为平均粒径的0.5倍以下的颗粒占陶瓷粉末总量的10%以内的粒度分布。
<比较例1>
除了如下表1所示改变导电金属粉末的平均粒径之外,以与实施例1中相同的方式制备用于电喷射的电极组合物。
<实验例1>
在相对于100重量份的钛酸钡陶瓷成分包括10重量份的聚乙烯醇缩丁醛粘合剂树脂、混合作为溶剂的丁基卡必醇乙酸酯(butyl carbitol acetate)而制备粘度为300cps的陶瓷浆料,使用该陶瓷浆料准备厚度为5μm的陶瓷生片。在上述陶瓷生片上,在18℃、30%相对湿度的条件下使用电喷射装置电喷射用于电喷射的电极组合物,此时,以每孔3ml/分钟的排出速率在喷嘴和陶瓷生片表面之间距离即气隙为24cm、施加电压为70kV的条件下进行电喷射,使得在干燥时厚度为1μm以内,且相邻的电极之间的距离为200μm以下,然后在100℃下干燥10分钟,以实现处于干燥状态的电极图案。
另外,将形成有电极图案的陶瓷生片在大气气氛中在1000℃下烧结2小时,以实现处于烧结状态的电极图案。
之后,测定处于干燥状态的电极图案或处于烧结状态的电极图案的以下物理性能,其结果示于下表1或表2中。
1.平均厚度和厚度均匀性
使用探针式表面轮廓仪Alpha-Step(Dektak 150,布鲁克)测定平均厚度。
此外,将被测电极表面分为不重叠的五个相同面积区域,测定五个区域的各个平均厚度,然后计算五个电极区域的平均厚度值和标准偏差,计算如下式1的厚度均匀性。
[式1]
厚度均匀性(%)=[(5个区域平均厚度的标准偏差(nm))/(5个区域平均厚度的平均值(nm))]×100
2.连续电极表面形成性
用光学显微镜观察干燥的电极图案,计数未形成电极材料的部分的数量并测定面积,根据以下标准评价为0分至5分。
-没有未形成电极的部分:5分
-未形成电极的部分的数量为1至2个且未形成电极的部分的面积在观察到的电极总面积的2%以内:4分
-未形成电极的部分的数量大于2个且等于或小于5个且未形成电极的部分的面积在观察到的电极总面积的5%以内:3分
-未形成电极的部分的数量大于5个且等于或小于10个且未形成电极的部分的面积大于观察到的电极总面积的5%且等于或小于观察到的电极总面积的10%:2分
-未形成电极的部分的数量大于10个且等于或小于20个且未形成电极的部分的面积大于观察到的电极总面积的5%且等于或小于观察到的电极总面积的15%:1分
-未形成电极的部分的数量大于20个且未形成电极的部分的面积大于观察到的电极总面积的15%:0分
3.烧结电极的相对收缩特性和厚度均匀性
测定所制备的烧结电极图案的收缩率,将实施例4的收缩率设为100,其他实施例的收缩程度以相对百分比表示。
此时,收缩率为通过测定干燥电极的平均厚度和烧结电极的平均厚度后使用下式2计算的值。
[式2]
收缩率(%)=(烧结后的电极平均厚度(nm/干燥后的电极平均厚度(nm))×100
此外,作为厚度均匀性,将测定厚度的电极表面分为不重叠的任意五个区域,测定五个区域的各个平均厚度,然后计算五个电极区域的平均厚度值和其标准偏差,根据上式1计算厚度均匀性。
在下表1和表2中,“比率A”和“比率B”分别指在导电金属粉末的总数中粒径为导电金属粉末平均粒径的2倍以上的颗粒的比率和粒径为导电金属粉末平均粒径的0.5倍以下的颗粒的比率。另外,“比率C”是指陶瓷粉末的平均粒径除以导电金属粉末的平均粒径而得的值。另外,导电金属粉末的含量是基于用于电喷射的电极组合物的总重量的含量比率,并且陶瓷粉末的含量是基于100重量份的导电金属粉末的含量。
表1
表2
由表1及表2可知,在含有平均粒径超过150nm的导电金属粉末的比较例1的电极组合物的情况下,干燥电极的平均厚度在1.0μm以内,但厚度均匀性为28.40%,非常差,因此可知干燥电极厚度的最大厚度超过1.0μm。
另外,在含有平均粒径在150nm以内的导电金属粉末的实施例1、2的情况下,电喷射后形成的干燥电极的最大厚度为1.0μm以下,但在实施例2的情况下,粒径为平均粒径的2倍以上的颗粒达到导电金属粉末的26%,粗大颗粒多,由此导致导电金属粉末的沉降速度增加,从而电喷射时喷射的溶液中导电金属粉末的喷射不均匀,因此可见连续电极表面形成性与实施例1相比大大降低。
另一方面,在导电金属粉末的平均粒径为100nm以下的实施例3、4的情况下,可知在相同条件下进行电喷射时实现的干燥电极的平均厚度比实施例1更薄,且干燥电极的厚度均匀性和连续电极表面形成性增加。
然而,与实施例3的电极组合物相比,实施例4的电极组合物的粒径为导电金属粉末平均粒径的2倍以上的颗粒的比率更减少,因此在电喷射时喷射的导电金属粉末的含量均匀性增加,且由于以相对于导电金属粉末平均粒径的陶瓷粉末的平均粒径进一步被调节的方式混合而将干燥电极的厚度均匀性、连续电极表面形成性及烧结的电极的收缩特性和厚度均匀性实现为非常优异。
另外,可知在混合了平均粒径小于导电金属粉末的平均粒径的0.1倍的陶瓷粉末的实施例6中,与实施例4相比,干燥电极的厚度均匀性降低,且烧结电极的收缩特性和厚度均匀性降低。另外,可知在混合平均粒径超过导电金属粉末的平均粒径的0.5倍的陶瓷粉末的实施例7中,烧结电极的收缩特性显着降低。
另外,当导电金属粉末的含量超过30重量%时,电喷射组合物的电导率增加影响电喷射,导致连续电极表面形成性与实施例4相比减少,并且干燥电极的厚度均匀性也降低。
另外,即使在导电金属粉末的含量小于10重量%的实施例10的情况下,也可知与实施例9相比连续电极表面形成性和干燥厚度的均匀性降低。
另一方面,关于陶瓷粉末的含量,陶瓷粉末的含量超过优选范围的实施例12的烧结电极的收缩率与实施例4相比大大增加,而陶瓷粉末的含量小于优选范围的实施例14的电导率降低效果甚微,可知所实现的干燥电极的厚度均匀性有所下降。
<实施例15>
与实施例1相同的方式制备,但不同之处在于,为了实现用于电喷射的光敏电极组合物,在作为溶剂的以1:1的重量比混合二氢萜品醇和二氢萜品醇乙酸酯而成的混合溶剂中混合在实施例1中调节粒度的镍导电金属粉末和陶瓷粉末,还混合作为光敏树脂的包括75重量%的重均分子量为约10,000且将19.5摩尔%甲基丙烯酸、38.5摩尔%甲基丙烯酸甲酯及42摩尔%甲基丙烯酸异冰片酯共聚而成的丙烯酸酯类共聚物以及25重量%的聚乙烯醇醛树脂的粘合剂树脂,并且相对于100重量份的光敏树脂还混合13重量份的作为多官能单体的季戊四醇三丙烯酸酯和作为光引发剂的偶氮二异丁腈(Azobisisobutyronitrile),具体地,进行混合,使得相对于100重量份的导电金属粉末,陶瓷粉末重量为6.8重量份且粘结剂树脂和多官能单体的总重量为8重量份,并且使得相对于100重量份的光敏树脂,光引发剂的重量为1重量份,最终,导电金属粉末的重量在总组合物中为25重量%,从而制备在25℃下的粘度为80cps的如下表3所示的用于电喷射的电极组合物。
此时,所制备的用于电喷射的电极组合物的粘度是根据ISO 554,在25温度、65%相对湿度及10rpm转速的条件下用博勒飞旋转粘度计LV测定的结果。
<实施例16至28>
除了如下表3或表4所示改变导电金属粉末的含量、平均粒径、粒度分布、陶瓷粉末的含量、平均粒径和/或电极组合物的粘度之外,以与实施例15相同的方式制备用于电喷射的电极组合物。
此时,所使用的陶瓷粉末为通过湿式分级调节粒度的陶瓷粉末,该陶瓷粉末具有粒径为平均粒径的2倍以上的颗粒占陶瓷粉末总量的10%以内且粒径为平均粒径的0.5倍以下的颗粒占陶瓷粉末总量的10%以内的粒度分布。
<比较例2>
除了如下表3所示改变导电金属粉末的平均粒径之外,以与实施例15相同的方式制备用于电喷射的电极组合物。
<实验例2>
在实验例1中使用的陶瓷生片上,在18℃、30%相对湿度的条件下使用电喷射装置电喷射实施例15至28和比较例2的用于电喷射的光敏电极组合物,此时,以每孔3ml/分钟的排出速率在喷嘴和陶瓷生片表面之间距离即气隙为24cm、施加电压为70kV的条件下进行电喷射,使得在干燥时厚度为1μm以内,然后在65℃下干燥10分钟,以实现处于干燥状态的光敏电极层。
然后,将掩模位于上述光敏电极层上以形成预定的电极线图案,并在强度为550mJ的紫外线下进行暴光,通过作为3重量%Na2CO3溶液的显影液显影30秒来实现电极图案。之后,将形成有电极图案的陶瓷生片在大气气氛中在1000℃下烧结2小时,以实现处于烧结状态的电极图案。
之后,测定处于干燥状态的光敏电极层、曝光后显影的电极图案或烧结的电极图案的以下物理性能,其结果示于下表3或表4中。
此时,(1)平均厚度和厚度均匀性、(2)干燥后的光敏电极层的连续电极表面形成性、以及(3)烧结电极的相对收缩特性和厚度均匀性的评价方法与实验例1中的方法相同。
(4)底切比率
在曝光后,将显影后的电极图案的任意10个地点的截面切割,然后拍摄SEM照片,分别测定各地点的电极截面的上部宽度和下部宽度,并计算下部宽度相对于上部宽度的百分比(下部宽度(μm)×100/上部宽度(μm))即各地点的底切比率,然后计算10个地点的底切比率的平均值。底切率越接近100%,可以评价为实现到电极的下部侧为止充分实现曝光的高质量的电极。
此外,在下表3和表4中,“比率A”和“比率B”分别指在导电金属粉末的总数中粒径为导电金属粉末平均粒径的2倍以上的颗粒的比率和粒径为导电金属粉末平均粒径的0.5倍以下的颗粒的比率。另外,“比率C”是指陶瓷粉末的平均粒径除以导电金属粉末的平均粒径而得的值。另外,导电金属粉末的含量是基于用于电喷射的光敏电极组合物的总重量的含量比率,并且陶瓷粉末的含量是基于100重量份的导电金属粉末的含量。
表3
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表4
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由表3及表4可知,在含有平均粒径超过150nm的导电金属粉末的比较例2的电极组合物的情况下,干燥电极的平均厚度在1.0μm以内,但厚度均匀性为28.40%,非常差,因此可知干燥电极厚度的最大厚度超过1.0μm。
另外,在实施例中,在含有平均粒径在150nm以内的导电金属粉末的实施例15、16的情况下,电喷射后形成的干燥电极的最大厚度为1.0μm以下,但在实施例16的情况下,粒径为平均粒径的2倍以上的颗粒导电金属粉末的26%,粗大颗粒多,由此导致导电金属粉末的沉降速度增加,从而电喷射时喷射的溶液中导电金属粉末不均匀,因此可见连续电极表面形成性与实施例15相比大大降低。此外,可知由于电极下部侧的暴光不充分实现,导致底切严重,因此所实现的电极的质量恶化。
另一方面,在导电金属粉末的平均粒径为100nm以下的实施例17、18的情况下,可知在相同条件下进行电喷射时实现的干燥电极的平均厚度比实施例1更薄,且干燥电极的厚度均匀性和连续电极表面形成性增加。
然而,与实施例17的电极组合物相比,实施例18的电极组合物的粒径为导电金属粉末平均粒径的2倍以上的颗粒的比率更减少,因此在电喷射时喷射的导电金属粉末的含量均匀性增加,且由于以相对于导电金属粉末平均粒径的陶瓷粉末的平均粒径进一步被调节的方式混合而将干燥电极的厚度均匀性、连续电极表面形成性及烧结的电极的收缩特性和厚度均匀性实现为非常优异。
另外,可知在混合了平均粒径小于导电金属粉末的平均粒径的0.1倍的陶瓷粉末的实施例20中,与实施例18相比,干燥电极的厚度均匀性降低,且烧结电极的收缩特性和厚度均匀性降低。另外,可知在混合平均粒径超过导电金属粉末的平均粒径的0.5倍的陶瓷粉末的实施例21中,烧结电极的收缩特性显着降低。
另外,当导电金属粉末的含量超过30重量%时,电喷射组合物的电导率增加影响电喷射,导致连续电极表面形成性与实施例18相比减少,并且干燥电极的厚度均匀性也降低。此外,可知由于电极下部的暴光不充分实现,导致底切严重。
另外,即使在导电金属粉末的含量小于10重量%的实施例24的情况下,也可知与实施例23相比连续电极表面形成性和干燥厚度的均匀性降低。
另一方面,关于陶瓷粉末的含量,陶瓷粉末的含量超过优选范围的实施例26的烧结电极的收缩率与实施例18相比大大增加,而陶瓷粉末的含量小于优选范围的实施例28的电导率降低效果甚微,可知所实现的干燥电极的厚度均匀性与实施例27相比有所下降。
如上对本发明的一实施例进行说明,但本发明的主旨并不限于本说明书中提出的实施例,本领域的技术人员在相同主旨范围内,可通过对构成要件的附加、修改、删除、增加等容易地提出其它实施例,而这些属于本发明的主旨范围。
Claims (18)
1.一种用于电喷射的电极组合物,其为用于实现在干燥时平均厚度为1.0μm以下的电极的用于电喷射的电极组合物,其特征在于,包括平均粒径为150nm以下的导电金属粉末、陶瓷粉末、粘合剂树脂及溶剂。
2.根据权利要求1所述的用于电喷射的电极组合物,其特征在于,上述用于电喷射的电极组合物为用于实现多层陶瓷部件的内部电极的电极组合物。
3.根据权利要求1所述的用于电喷射的电极组合物,其特征在于,上述导电金属粉末的平均粒径为80nm以下。
4.根据权利要求1所述的用于电喷射的电极组合物,其特征在于,在上述导电金属粉末中,具有平均粒径的2倍以上的粒径的颗粒数量为导电金属粉末总数的20%以下,且具有平均粒径的0.5倍以下的粒径的颗粒数量为导电金属粉末总数的20%以下。
5.根据权利要求1所述的用于电喷射的电极组合物,其特征在于,上述导电金属粉末包括在选自由Ni、Mn、Cr、Al、Ag、Cu、Pd、W、Mo及Co组成的组中的一种金属、包含它们中的至少一种的合金以及包含它们中的至少两种的混合金属中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的用于电喷射的电极组合物,其特征在于,上述陶瓷粉末具有导电金属粉末的平均粒径的0.1倍至0.5倍的平均粒径。
7.根据权利要求1所述的用于电喷射的电极组合物,其特征在于,上述陶瓷粉末包括选自由二氧化钛、氧化铝、二氧化硅、堇青石、莫来石、尖晶石、钛酸钡、氧化锆钙及氧化锆组成的组中的至少一种陶瓷粉末。
8.根据权利要求1所述的用于电喷射的电极组合物,其特征在于,上述导电金属粉末的含量基于总重量为10重量%至30重量%。
9.根据权利要求1所述的用于电喷射的电极组合物,其特征在于,上述陶瓷粉末的含量相对于100重量份的导电金属粉末为4重量份至10重量份。
10.根据权利要求1所述的用于电喷射的电极组合物,其特征在于,上述粘合剂树脂的含量相对于100重量份的导电金属粉末为2重量份至13重量份。
11.根据权利要求1所述的用于电喷射的电极组合物,其特征在于,上述粘合剂树脂相对于100重量份的聚乙烯醇缩丁醛包括30重量份至60重量份的乙基纤维素。
12.根据权利要求1所述的用于电喷射的电极组合物,其特征在于,上述用于电喷射的电极组合物包括光敏树脂作为粘合剂树脂,且还包括单体和光引发剂。
13.根据权利要求12所述的用于电喷射的电极组合物,其特征在于,上述粘合剂树脂和单体的总重量相对于100重量份的导电金属粉末为2重量份至13重量份。
14.根据权利要求1所述的用于电喷射的电极组合物,其特征在于,上述陶瓷粉末的平均粒径为45nm以下。
15.根据权利要求1所述的用于电喷射的电极组合物,其特征在于,在25℃下的粘度为50cps至150cps。
16.一种电喷射电极,其为在将根据权利要求1至15中任一项所述的用于电喷射的电极组合物电喷射到预定区域上之后干燥的电极,其特征在于,具有1.0μm以下的平均厚度。
17.根据权利要求16所述的电喷射电极,其特征在于,厚度均匀性为10%以下。
18.一种多层陶瓷部件,其特征在于,包括通过将根据权利要求16所述的电喷射电极烧结而成的内部电极。
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