JP2005243333A - Conductive paste - Google Patents

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信 宮崎
Kenichi Hamanaka
建一 浜中
Satoru Tanaka
覚 田中
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a conductive paste, for use for ceramic electronic components, with dispersion of metal powder in it stable over time, and also, having smaller viscosity change over time. <P>SOLUTION: Of the conductive paste containing conductive powder, an anionic polymer dispersant, a nonion polymer binder, and an organic solvent, the anion polymer dispersant is an acrylic copolymer with a weight average molecular weight of 1,000 to 200, 000 with an unsaturated carboxylic acid part, and that, the nonion polymer binder, mainly composed of (meta)acrylic ester, is a poly(meta) acrylate copolymer with a weight average molecular weight of 10,000 to 800,000. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は積層セラミックコンデンサをはじめとするセラミック電子部品に用いられる導電性ペーストに関する。   The present invention relates to a conductive paste used for a ceramic electronic component such as a multilayer ceramic capacitor.

セラミック電子部品の電極形成に用いられる導電性ペーストは、有機バインダーとなる樹脂成分を有機溶剤に溶解して得られた有機ビヒクル中に、導電性を有する金属粉末を分散させたものであり、前記有機バインダーとしては、エチルセルロース、ニトロセルロース等のセルロース系樹脂が、前記有機溶剤としては、テルピネオール、ベンジルアルコール、ブチルカルビトールアセテート、メチルエチルケトン等が用いられている。   The conductive paste used for forming an electrode of a ceramic electronic component is obtained by dispersing conductive metal powder in an organic vehicle obtained by dissolving a resin component serving as an organic binder in an organic solvent. Cellulose resins such as ethyl cellulose and nitrocellulose are used as the organic binder, and terpineol, benzyl alcohol, butyl carbitol acetate, methyl ethyl ketone, and the like are used as the organic solvent.

しかしながら、セルロース系樹脂を主成分とする有機バインダーと、例えば銅等の金属粉末とを用いて導電性ペーストを形成し、これをセラミック層と内部電極からなる積層体の両端面に焼き付けて外部電極を形成した場合、導電性ペーストの熱分解性が悪く、焼成温度の低い還元性雰囲気での焼成では、焼成後にも外部電極中に炭素成分が残留するという問題が生じた。また、外部電極の導電性が低下するという問題も生じた。そこで、熱分解性に優れるアクリル系樹脂を有機バインダとして用いること(特許文献1参照)等が提案されている。
特開昭59−199778号公報
However, an electroconductive paste is formed using an organic binder mainly composed of a cellulose-based resin and a metal powder such as copper, and this is baked on both end faces of a laminate composed of a ceramic layer and an internal electrode to form external electrodes. When the conductive paste was formed, the thermal decomposability of the conductive paste was poor, and firing in a reducing atmosphere with a low firing temperature caused a problem that the carbon component remained in the external electrode even after firing. Moreover, the problem that the electroconductivity of an external electrode fell also arose. Therefore, it has been proposed to use an acrylic resin excellent in thermal decomposability as an organic binder (see Patent Document 1).
JP 59-199778 A

しかしながら、このアクリル系樹脂を有機バインダーの主成分として導電性ペーストを形成した場合、導電性ペーストの熱分解性は向上するが、ペースト中の金属粉末に対するアクリル系樹脂の吸着量が経時的に変化したり、アクリル系樹脂と、帯電した金属粉末との架橋反応により3次元的な網目構造が経時的に形成されていくことで、製造直後から導電性ペーストの粘度が徐々に変化するという問題がある。   However, when a conductive paste is formed using this acrylic resin as the main component of the organic binder, the thermal decomposability of the conductive paste is improved, but the amount of adsorption of the acrylic resin to the metal powder in the paste changes over time. However, there is a problem that the viscosity of the conductive paste gradually changes immediately after production because a three-dimensional network structure is formed over time due to a crosslinking reaction between the acrylic resin and the charged metal powder. is there.

また、近年のセラミック電子部品の薄膜多層化に伴い、導電性ペーストに用いられる金属粉末の平均粒径が小さくなることで、前記導電性ペーストの経時的な粘度変化が、より顕著となる傾向がある。   In addition, with the recent increase in thickness of ceramic electronic components, the average particle size of the metal powder used in the conductive paste tends to be small, and the change in viscosity over time of the conductive paste tends to become more prominent. is there.

また、前記導電性ペーストの粘度が徐々に変化することで、塗布作業性が悪くなり、所望の電極形状を経時的に安定して得ることが困難となる問題がある。   Further, since the viscosity of the conductive paste gradually changes, there is a problem that application workability is deteriorated and it is difficult to stably obtain a desired electrode shape with time.

そこで、本発明の目的は、セラミック電子部品に用いる導電性ペーストにおいて、該導電性ペースト中の金属粉末の分散が経時的に安定しており、かつ、経時的な粘度変化が小さい導電性ペーストを提供しようとすることである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a conductive paste for use in ceramic electronic components, in which the dispersion of metal powder in the conductive paste is stable over time and the viscosity change over time is small. Is to try to provide.

上記目的を達成するため、本発明の導電性ペーストは、導電性粉末、アニオン性高分子分散剤、ノニオン性高分子バインダー、および有機溶剤を含む導電性ペーストにおいて、前記アニオン性高分子分散剤は不飽和カルボン酸部を有し重量平均分子量が1000〜200000のアクリル系共重合体であり、かつ、前記ノニオン性高分子バインダーは(メタ)アクリル酸エステルを主成分とし重量平均分子量が10000〜800000のポリ(メタ)アクリレート共重合体であることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the conductive paste of the present invention is a conductive paste containing a conductive powder, an anionic polymer dispersant, a nonionic polymer binder, and an organic solvent. It is an acrylic copolymer having an unsaturated carboxylic acid moiety and a weight average molecular weight of 1,000 to 200,000, and the nonionic polymer binder has a (meth) acrylic acid ester as a main component and a weight average molecular weight of 10,000 to 800,000. It is characterized by being a poly (meth) acrylate copolymer.

また、前記アニオン性高分子分散剤は、1分子内にカルボン酸を0.5〜50重量%含むことを特徴とする。   The anionic polymer dispersant contains 0.5 to 50% by weight of carboxylic acid in one molecule.

さらに前記ノニオン性高分子バインダーは、1分子内にグリシジル基、および/または水酸基を0.5〜50重量%含むことを特徴とする。   Further, the nonionic polymer binder is characterized by containing 0.5 to 50% by weight of a glycidyl group and / or a hydroxyl group in one molecule.

本発明によれば、経時的に粘度変化が小さい導電性ペーストを得ることができ、塗布作業性が良く、セラミック電子部品において所望の電極形状を経時的に安定して得ることができる。   According to the present invention, a conductive paste having a small change in viscosity over time can be obtained, the workability of coating can be improved, and a desired electrode shape can be stably obtained over time in a ceramic electronic component.

以下、本発明の導電性ペーストについて説明する。   Hereinafter, the conductive paste of the present invention will be described.

図1は、本発明の導電性ペーストを用いて形成されたセラミック電子部品の断面図である。ここで、2は積層体、3はセラミック層、4および5は内部電極層、8および9は外部電極を表す。   FIG. 1 is a cross-sectional view of a ceramic electronic component formed using the conductive paste of the present invention. Here, 2 is a laminate, 3 is a ceramic layer, 4 and 5 are internal electrode layers, and 8 and 9 are external electrodes.

本発明の導電性ペーストは、導電性ペースト中における金属粉末の分散性の向上と経時的な粘度変化を小さくするため、酸点を有するアニオン性高分子分散剤を、酸化物被膜により発生した塩基点を有する金属粉末表面に吸着させるとともに、前記アニオン性高分子分散剤と反応しにくく、かつ熱分解性に優れたノニオン性高分子バインダーを組み合わせる点に特徴がある。   In the conductive paste of the present invention, an anionic polymer dispersant having an acid point is used as a base generated by an oxide film in order to improve the dispersibility of the metal powder in the conductive paste and reduce the change in viscosity over time. It is characterized in that it is adsorbed on the surface of a metal powder having a point, and is combined with a nonionic polymer binder that hardly reacts with the anionic polymer dispersant and is excellent in thermal decomposability.

前記アニオン性高分子分散剤が吸着した金属粉末は、アニオン性高分子分散剤自体が嵩高いため、その立体的排除作用により、導電性ペースト中における金属粉末近傍に存在する他の金属粉末から立体的に阻害されることで、導電性ペースト中における分散性が安定化する。   Since the anionic polymer dispersant itself is bulky, the metal powder adsorbed by the anionic polymer dispersant is three-dimensionally removed from other metal powders present in the vicinity of the metal powder in the conductive paste by its steric exclusion action. By being hindered, the dispersibility in the conductive paste is stabilized.

ここで、前記アニオン性高分子分散剤は、金属粉末表面を被覆するため、被覆するのに必要な量以上に過剰に添加する。その際、アニオン性高分子分散剤と反応しやすい高分子バインダーが、導電性ペースト中に存在すると、金属粉末の被覆に用いられなかったアニオン性高分子分散剤の過剰分と前記高分子バインダーが架橋反応等を生じ、導電性ペーストが経時的に粘度が変化したり、導電性ペースト自体がゲル化する場合がある。   Here, since the anionic polymer dispersant coats the surface of the metal powder, it is added excessively in an amount more than necessary for coating. At that time, if a polymer binder that easily reacts with the anionic polymer dispersant is present in the conductive paste, an excess of the anionic polymer dispersant that was not used for coating the metal powder and the polymer binder A cross-linking reaction or the like may occur, and the viscosity of the conductive paste may change over time, or the conductive paste itself may gel.

このような問題を解決するため、本発明の導電性ペーストに用いられる高分子バインダーとしては、アニオン性高分子分散剤と反応しにくいノニオン性高分子バインダーが用いられる。   In order to solve such a problem, a nonionic polymer binder that hardly reacts with the anionic polymer dispersant is used as the polymer binder used in the conductive paste of the present invention.

ここで、前記ノニオン性高分子バインダーは、金属粉末に吸着しにくいため、アニオン性高分子分散剤と同時に混合しても、前記アニオン性高分子分散剤が優先的に金属粉末に吸着する。   Here, since the nonionic polymer binder is difficult to be adsorbed to the metal powder, the anionic polymer dispersant is preferentially adsorbed to the metal powder even when mixed with the anionic polymer dispersant.

本発明の導電性ペーストに用いられるノニオン性高分子バインダーは、(メタ)アクリル酸エステルを主成分とするアクリル系共重合体が好ましい。ここで主成分となる単量体は、熱分解性に優れる炭素数1〜8までのアルキル(メタ)アクリレートが好ましい。その中でも特に熱分解性に優れるメタクリレートを主成分とすることがより好ましい。具体的には、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、i−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオール(メタ)アクリレートが挙げられるがこの限りではない。これらの単量体は2種類以上を混合して用いてもよい。その他、共重合可能な単量体として、アクリロニトリル、アクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、スチレン、α−メチルスチレン、エチレン、塩化ビニル等が挙げられる。   The nonionic polymer binder used in the conductive paste of the present invention is preferably an acrylic copolymer mainly composed of (meth) acrylic acid ester. Here, the monomer as the main component is preferably an alkyl (meth) acrylate having 1 to 8 carbon atoms that is excellent in thermal decomposability. Among these, it is more preferable that the main component is methacrylate having excellent thermal decomposability. Specifically, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, i-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, i-butyl (meth) acrylate, t -Butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, 2-hydroxy (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, hydroxybutyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) Examples include, but are not limited to, acrylate, benzyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, and 1,6-hexanediol (meth) acrylate. Two or more of these monomers may be used in combination. In addition, examples of the copolymerizable monomer include acrylonitrile, acrylamide, N-methylacrylamide, styrene, α-methylstyrene, ethylene, vinyl chloride, and the like.

また、前記単量体がノニオン性高分子バインダーのベース部分となるためには、主成分としてノニオン性高分子バインダーの共重合体中に50重量%以上含まれる方が好ましい。さらには、ノニオン性高分子バインダーの単量体として、アルキル基にグリシジル基、および/または水酸基を導入した(メタ)アクリル酸エステル単量体を用いる。これら2種類の官能基はノニオン性でありながら、極性を有しており、高分子バインダーとしての凝集力が強くなる。前記ノニオン性高分子バインダーの共重合体に対して、前記アルキル基にグリシジル基、および/または水酸基を導入した(メタ)アクリル酸エステル単量体の含有量は、0.5〜50重量%含むことが好ましい。ここで、前記(メタ)アクリル酸エステル単量体の含有量が0.5重量%未満であれば官能基の効果が発現せず、50重量%を超えると高分子バインダーとしての凝集力が強くなりすぎるため、ノニオン性高分子バインダーの共重合体形成時にゲル化したり、あるいは、粘度が高くなることで、導電性ペーストの塗布作業性が著しく悪くなる。   Moreover, in order for the said monomer to become a base part of a nonionic polymer binder, it is preferable that 50 weight% or more is contained in the copolymer of a nonionic polymer binder as a main component. Further, a (meth) acrylic acid ester monomer in which a glycidyl group and / or a hydroxyl group is introduced into an alkyl group is used as a monomer for the nonionic polymer binder. These two types of functional groups are nonionic, but have polarity, and the cohesive force as a polymer binder becomes strong. The content of the (meth) acrylic acid ester monomer in which a glycidyl group and / or a hydroxyl group is introduced into the alkyl group is 0.5 to 50% by weight with respect to the nonionic polymer binder copolymer. It is preferable. Here, if the content of the (meth) acrylic acid ester monomer is less than 0.5% by weight, the effect of the functional group is not exhibited, and if it exceeds 50% by weight, the cohesion as a polymer binder is strong. Therefore, when the copolymer of the nonionic polymer binder is formed, it is gelled or the viscosity becomes high, so that the workability of applying the conductive paste is remarkably deteriorated.

前記グリシジル基を含む単量体としては、グリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル、グリシジルエチルアクリレート、クロトニルグリシジルエーテル、グリシジルクロトネート、グリシジルイソクロトネート等が挙げられる。また、前記水酸基を含む単量体としては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等が挙げられる。   Examples of the monomer containing a glycidyl group include glycidyl (meth) acrylate, allyl glycidyl ether, glycidyl ethyl acrylate, crotonyl glycidyl ether, glycidyl crotonate, and glycidyl isocrotonate. Examples of the monomer containing a hydroxyl group include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate and 2-hydroxypropyl (meth) acrylate.

前記ノニオン性高分子バインダーの重量平均分子量は、10000〜800000の範囲が好ましい。前記重量平均分子量が10000以上では、スクリーン印刷等における塗布作業性が良くなる。さらに、50000以上では、導電性ペースト自体にチクソトロピック性が発現するため、塗布作業性が向上する。ただし、重量平均分子量が800000を超えると、導電性ペーストに曳糸性が発現し、スクリーン印刷時に印刷パターンからの版離れ性が悪くなる等の不具合が発生するようになるため好ましくない。また、重量平均分子量が10000未満では、導電性ペースト自体の粘性が低下し、塗布作業時に所望の塗布形状を維持することが困難となる。   The nonionic polymer binder preferably has a weight average molecular weight in the range of 10,000 to 800,000. When the weight average molecular weight is 10,000 or more, coating workability in screen printing or the like is improved. Furthermore, if it is 50000 or more, the thixotropic property is exhibited in the conductive paste itself, so that the coating workability is improved. However, if the weight average molecular weight exceeds 800,000, it is not preferable because the conductive paste exhibits spinnability and causes problems such as poor release from the printing pattern during screen printing. On the other hand, when the weight average molecular weight is less than 10,000, the viscosity of the conductive paste itself decreases, and it becomes difficult to maintain a desired coating shape during the coating operation.

なお、前記ノニオン性高分子バインダーの単量体の製造方法は特に限定しないが、重量平均分子量を10000〜800000の範囲に制御するには、溶液重合を用いることが好ましい。   In addition, although the manufacturing method of the monomer of the said nonionic polymer binder is not specifically limited, In order to control a weight average molecular weight in the range of 10,000-800000, it is preferable to use solution polymerization.

本発明に用いられるアニオン性高分子分散剤は、(メタ)アクリレート共重合体をノニオン性高分子バインダーとして用いることから、不飽和カルボン酸部を有するアクリル系共重合体であることが好ましい。前記不飽和カルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、酢酸ビニル、またはこれらの酸無水物等が挙げられる。前記アクリル系共重合体に対する不飽和カルボン酸部の含有量は、0.5〜50重量%が好ましい。ここで、不飽和カルボン酸部の含有量が0.5重量%未満の場合には酸点の密度が小さいため、アニオン性高分子分散剤が金属粉末に吸着しにくくなる。また、前記含有量が50重量%を超える場合には、酸点の密度が大きくなり、金属粉末に吸着したアニオン性高分子分散剤があまり嵩高くない形状となって、前記アニオン性高分子分散剤の有する立体的排除作用が小さくなり好ましくない。   The anionic polymer dispersant used in the present invention is preferably an acrylic copolymer having an unsaturated carboxylic acid moiety because a (meth) acrylate copolymer is used as a nonionic polymer binder. Examples of the unsaturated carboxylic acid include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, vinyl acetate, and acid anhydrides thereof. The content of the unsaturated carboxylic acid part relative to the acrylic copolymer is preferably 0.5 to 50% by weight. Here, when the content of the unsaturated carboxylic acid moiety is less than 0.5% by weight, the density of the acid sites is small, so that the anionic polymer dispersant is difficult to adsorb on the metal powder. In addition, when the content exceeds 50% by weight, the density of acid sites is increased, and the anionic polymer dispersant adsorbed on the metal powder is not so bulky, and the anionic polymer dispersion The steric exclusion action of the agent is undesirably small.

また、アニオン性高分子分散剤の重量平均分子量としては、1000〜200000の範囲が好ましい。ここで、分子量が小さい場合は、ぬれ性が優れ、金属粉末への吸着速度は速くなるが、重量平均分子量が1000未満になると、金属粉末に吸着した際の立体的排除作用が小さくなり、導電性ペースト中における分散安定性が低下することになる。また、分子量が大きい場合にはアニオン性高分子分散剤自体が嵩高くなり、金属粉末への吸着速度は遅くなるが、一旦、吸着すると、立体的排除作用が大きく、導電性ペースト中における金属粉末の分散安定性が向上する。ただし、重量平均分子量が200000を超えると、金属粉末表面におけるアニオン性高分子分散剤の吸着密度が小さくなり、導電性ペースト中における金属粉末の分散安定性は低下する。   Moreover, as a weight average molecular weight of an anionic polymer dispersing agent, the range of 1000-200000 is preferable. Here, when the molecular weight is small, the wettability is excellent and the adsorption rate to the metal powder is increased. However, when the weight average molecular weight is less than 1000, the steric exclusion action when adsorbed to the metal powder is reduced, and the conductive property is reduced. The dispersion stability in the conductive paste will be reduced. In addition, when the molecular weight is large, the anionic polymer dispersant itself becomes bulky, and the adsorption rate to the metal powder becomes slow, but once adsorbed, the steric exclusion action is large, and the metal powder in the conductive paste The dispersion stability of is improved. However, when the weight average molecular weight exceeds 200,000, the adsorption density of the anionic polymer dispersant on the surface of the metal powder is reduced, and the dispersion stability of the metal powder in the conductive paste is lowered.

導電性ペーストに対する前記アニオン性高分子分散剤の添加量は、金属粉末を被覆するために必要な量よりも過剰に加える方が好ましい。一般的に被覆前の金属粉末重量に対して0.5〜5.0重量%程度が好ましい。   The amount of the anionic polymer dispersant added to the conductive paste is preferably added in excess of the amount necessary for coating the metal powder. Generally, about 0.5 to 5.0% by weight is preferable with respect to the weight of the metal powder before coating.

また、本発明の導電性ペーストに用いられる有機溶剤は、前記導電性ペーストの塗布乾燥性を考慮すると、沸点が150℃以上250℃以下の有機溶剤を主溶剤として用いることが好ましい。具体的には、テルピネオール、ジヒドロテルピネオール、ジヒドロテルピネオールアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタジオールモノイソブチレート、イソホロン、3−メトキシブチルアセテート、ベンジルアルコール、1−オクタノール、1−ナノオール、2−エチル−1−ヘキサノール、1−デカノール、1−ウンデカノール、1,2−エタンジオール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1、4−ブタンジオール、1,5−ペンタジオール、沸点150℃以上の芳香族系または脂肪炭化水素、乳酸ブチル、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート等のフタル酸エステル、ジブチルアジペート、ジオクチルアジペート等のアジピン酸エステル等が挙げられる。また、上記有機溶剤は単独でも用いることができるし、2種類以上混合しても用いることができる。2種類以上の有機溶剤を混合する場合は、沸点が150℃以下の有機溶剤を混合して使用することもできる。前記沸点が150℃以下の有機溶剤としては、具体的にはトルエン、キシレン等の芳香族系、またはメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類が挙げられる。   The organic solvent used in the conductive paste of the present invention is preferably an organic solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher and 250 ° C. or lower as the main solvent in consideration of the coating and drying properties of the conductive paste. Specifically, terpineol, dihydroterpineol, dihydroterpineol acetate, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol Monobutyl ether acetate, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentadiol monoisobutyrate, isophorone, 3-methoxybutyl acetate, benzyl alcohol, 1-octanol, 1-nanool, 2-ethyl-1-hexanol, 1-decanol, 1-undecanol, 1,2-ethanediol, 1,2-propane All, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentadiol, aromatic or aliphatic hydrocarbons having a boiling point of 150 ° C. or higher, Examples thereof include phthalic acid esters such as butyl lactate, dibutyl phthalate and dioctyl phthalate, and adipic acid esters such as dibutyl adipate and dioctyl adipate. Moreover, the said organic solvent can be used individually, and can be used even if it mixes 2 or more types. When two or more kinds of organic solvents are mixed, organic solvents having a boiling point of 150 ° C. or lower can be mixed and used. Specific examples of the organic solvent having a boiling point of 150 ° C. or lower include aromatics such as toluene and xylene, and ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone.

また、適宜、導電性ペースト中の金属粉末の分散を向上させるために、前記アニオン性高分子分散剤に加えて、さらに異なる分散剤を添加したり、焼成後における積層体と電極との接着力を高めるために、ガラスフリットを添加することも可能である。また、積層体に導電性ペーストを塗布した際の塗布形状を調整、あるいは維持するためにチクソトロピック付与剤等を添加することも可能である。また、導電性ペーストの焼結性を制御するため金属レジネートを添加することも可能である。   Further, in order to improve the dispersion of the metal powder in the conductive paste as appropriate, in addition to the anionic polymer dispersant, a different dispersant may be added, or the adhesive force between the laminate and the electrode after firing. It is also possible to add glass frit in order to increase the thickness. It is also possible to add a thixotropic agent or the like in order to adjust or maintain the coating shape when the conductive paste is applied to the laminate. In addition, a metal resinate can be added to control the sinterability of the conductive paste.

また、本発明の導電性ペーストは、例えば、積層セラミックコンデンサ、積層セラミックインダクタ、サーミスタ等の積層セラミック電子部品に用いることができる。また、積層セラミック電子部品に限らず、単板型のセラミック電子部品等にも用いることができる。   The conductive paste of the present invention can be used for multilayer ceramic electronic components such as multilayer ceramic capacitors, multilayer ceramic inductors, and thermistors. Moreover, it can be used not only for multilayer ceramic electronic components but also for single-plate ceramic electronic components.

以下、本願発明の実施の一形態として、導電性ペーストおよび積層セラミックコンデンサを作製して具体的に説明する。
(実験例1)
(a)アニオン性高分子分散剤の合成
窒素ガス導入管、還流装置、温度計、攪拌機能を備えた1リットルのセパラブルフラスコに溶媒としてトルエンを仕込み、窒素ガスをバブリングしながら加温した。次に、原料として準備したアクリル酸、2−エチルヘキシルメタクリレート、およびメチルメタアクリレートを、アクリル酸10重量%、2−エチルヘキシルメタクリレート50重量%、およびメチルメタアクリレート40重量%の割合で混合し、さらに、重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイドを加えて混合した後、前記セパラブルフラスコのトルエン中に滴下した。次に、反応温度を制御しながら2時間攪拌した後、#200のメッシュを用いて異物を除去することで、アニオン性高分子分散剤を得た。この合成において、重合開始剤の量および反応温度を振ることにより、表1に示す重量平均分子量の異なるアニオン性高分子分散剤を得た。
Hereinafter, as an embodiment of the present invention, a conductive paste and a multilayer ceramic capacitor will be produced and specifically described.
(Experimental example 1)
(A) Synthesis of anionic polymer dispersant Toluene was charged as a solvent in a 1 liter separable flask equipped with a nitrogen gas introduction tube, a reflux device, a thermometer, and a stirring function, and heated while bubbling nitrogen gas. Next, acrylic acid, 2-ethylhexyl methacrylate, and methyl methacrylate prepared as raw materials were mixed in a ratio of 10% by weight of acrylic acid, 50% by weight of 2-ethylhexyl methacrylate, and 40% by weight of methyl methacrylate, and After adding and mixing benzoyl peroxide as a polymerization initiator, it was dropped into toluene in the separable flask. Next, after stirring for 2 hours while controlling the reaction temperature, foreign substances were removed using a # 200 mesh to obtain an anionic polymer dispersant. In this synthesis, anionic polymer dispersants having different weight average molecular weights shown in Table 1 were obtained by varying the amount of the polymerization initiator and the reaction temperature.

Figure 2005243333
Figure 2005243333

(b)ノニオン性高分子バインダーの合成
前記(a)と同じく窒素ガス導入管、還流装置、温度計、攪拌機能を備えた1リットルのセパラブルフラスコに溶媒としてトルエンを仕込み、窒素ガスをバブリングしながら加温した。次に、原料として準備したグリシジル基含有の(メタ)アクリル酸エステルとしてのグリシジルメタアクリレート、エチルメタアクリレート、メチルアクリレート、およびメチルメタアクリレートを、グリシジルメタアクリレート10重量%、エチルメタアクリレート50重量%、メチルアクリレート20重量%、およびメチルメタアクリレート20重量%の割合で混合し、重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイドを加えて混合した後、前記セパラブルフラスコのトルエン中に滴下した。次に、反応温度を制御しながら2時間攪拌した後、#200のメッシュを用いて異物を除去して、ノニオン性高分子バインダーを得た。この合成において、重合開始剤の量および反応温度を振ることにより、表1の試料番号1〜9に示す重量平均分子量の異なるアニオン性高分子分散剤を得た。
(B) Synthesis of nonionic polymer binder As in (a) above, toluene was charged as a solvent in a 1-liter separable flask equipped with a nitrogen gas inlet tube, a reflux device, a thermometer, and a stirring function, and nitrogen gas was bubbled. While warming. Next, glycidyl methacrylate, ethyl methacrylate, methyl acrylate and methyl methacrylate as glycidyl group-containing (meth) acrylic acid ester prepared as a raw material, glycidyl methacrylate 10% by weight, ethyl methacrylate 50% by weight, After mixing at a ratio of 20% by weight of methyl acrylate and 20% by weight of methyl methacrylate, benzoyl peroxide was added and mixed as a polymerization initiator, the mixture was dropped into toluene in the separable flask. Next, after stirring for 2 hours while controlling the reaction temperature, foreign matters were removed using a # 200 mesh to obtain a nonionic polymer binder. In this synthesis, by varying the amount of the polymerization initiator and the reaction temperature, the anionic polymer dispersants having different weight average molecular weights shown in Sample Nos. 1 to 9 in Table 1 were obtained.

また、水酸基含有の(メタ)アクリレートである2−ヒドロキシメタアクリレート10重量%、エチルメタアクリレート50重量%、メチルアクリレート20重量%、およびメチルメタアクリレート20重量%の割合で混合し、重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイドを加えて混合した後、前記セパラブルフラスコのトルエン中に滴下した。次に、反応温度を制御しながら2時間攪拌した後、#200のメッシュを用いて異物を除去し、重量平均分子量が表1の試料番号10に示す値となるノニオン性高分子バインダーを得た。
(c)内部電極用導電性ペーストの作製
有機溶剤としてテルピネオール80重量部と(b)で作製したノニオン性高分子バインダー20重量部を混合させることで有機ビヒクルを得た。
Further, 10% by weight of 2-hydroxymethacrylate, which is a hydroxyl group-containing (meth) acrylate, 50% by weight of ethyl methacrylate, 20% by weight of methyl acrylate, and 20% by weight of methyl methacrylate are mixed together as a polymerization initiator. After adding and mixing benzoyl peroxide, it was added dropwise to toluene in the separable flask. Next, after stirring for 2 hours while controlling the reaction temperature, foreign matter was removed using a # 200 mesh to obtain a nonionic polymer binder having a weight average molecular weight of the value shown in Sample No. 10 of Table 1. .
(C) Preparation of conductive paste for internal electrode An organic vehicle was obtained by mixing 80 parts by weight of terpineol as an organic solvent and 20 parts by weight of the nonionic polymer binder prepared in (b).

次に、金属粉末としてニッケル粉末100重量部と、(a)で作製したアニオン性高分子分散剤を1重量部と、前記有機ビヒクルを50重量部とを混合した後、3本ロールミルを用いて分散し、試料番号1〜10の内部電極用導電性ペーストを得た。
(d)外部電極用導電性ペーストの作製
金属粉末として銅粉末100重量部と、有機バインダーとして前記(c)にて作製した有機ビヒクルを35重量部と、(a)で作製したアニオン性高分子分散剤を1重量部と、ガラスフリットとしてホウケイ酸ガラス6重量部と、を混合した後、3本ロールミルを用いて分散し、試料番号1〜10の外部電極用導電性ペーストを得た。
Next, 100 parts by weight of nickel powder as a metal powder, 1 part by weight of the anionic polymer dispersant prepared in (a) and 50 parts by weight of the organic vehicle were mixed, and then a three-roll mill was used. Dispersion was performed, and conductive pastes for internal electrodes of sample numbers 1 to 10 were obtained.
(D) Preparation of conductive paste for external electrode 100 parts by weight of copper powder as metal powder, 35 parts by weight of organic vehicle prepared in (c) as organic binder, and anionic polymer prepared in (a) After mixing 1 part by weight of the dispersant and 6 parts by weight of borosilicate glass as a glass frit, the mixture was dispersed using a three-roll mill to obtain conductive pastes for external electrodes of sample numbers 1 to 10.

ここで、各導電性ペーストの作製方法について、本発明では3本ロールミルを用いたが、3本ロールミル以外の分散方法、たとえば、メディアを用いたビーズミル、サンドミル、あるいはニーダー等のメディアレスの分散機を適宜用いることができる。
(e)積層セラミックコンデンサの作製
チタン酸バリウムを主成分としたセラミックグリーンシート上に、スクリーン印刷により所望のパターンとなるように、前記(c)にて作製した内部電極用導電性ペーストを印刷し、80℃で10分間乾燥した。次に、内部電極用導電性ペーストを印刷していないグリーンシート10枚を積層し、その積層方向に内部電極用導電性ペーストを印刷したセラミックグリーンシート200枚を積層した後、さらに内部電極用導電性ペーストを印刷していないグリーンシート10枚を積層した。次に、これを80℃、9.8×107Paの加圧条件で熱圧着し、未焼成の積層体を形成した。この未焼成の積層体を焼成後の寸法が長さ3.2mm×幅1.6mm×厚み1.6mm形状になるように切断し、未焼成の積層体チップを得た。ここでは内部電極用導電性ペーストについても長さが3.2mm×幅1.6mmの未焼成の積層体チップにあわせた形状となるように印刷してある。
Here, regarding the method for producing each conductive paste, a three-roll mill was used in the present invention. Can be used as appropriate.
(E) Production of multilayer ceramic capacitor On the ceramic green sheet mainly composed of barium titanate, the conductive paste for internal electrodes produced in the above (c) is printed so as to have a desired pattern by screen printing. And dried at 80 ° C. for 10 minutes. Next, 10 green sheets on which the internal electrode conductive paste is not printed are stacked, and 200 ceramic green sheets on which the internal electrode conductive paste is printed are stacked in the stacking direction. Ten green sheets on which no adhesive paste was printed were laminated. Next, this was thermocompression bonded under pressure conditions of 80 ° C. and 9.8 × 10 7 Pa to form an unfired laminate. This unfired laminate was cut so that the dimensions after firing were 3.2 mm long × 1.6 mm wide × 1.6 mm thick to obtain an unfired laminate chip. Here, the conductive paste for internal electrodes is also printed so as to have a shape matched to an unfired laminated chip having a length of 3.2 mm and a width of 1.6 mm.

次に、これらをジルコニア粉末が少量散布された焼成用セッター上に整列させ、室温から250℃まで24時間かけて昇温し、前記未焼成の積層体からバインダー成分を除去した。次に焼成炉に投入し、最高温度1250℃で2時間の焼成を含む総計約20時間のプロファイルにて焼成を行い、焼成済みの積層体を得た。   Next, these were aligned on a setter for firing in which a small amount of zirconia powder was dispersed, and the temperature was raised from room temperature to 250 ° C. over 24 hours to remove the binder component from the unfired laminate. Next, it was put into a firing furnace and fired at a maximum temperature of 1250 ° C. with a total profile of about 20 hours including firing for 2 hours to obtain a fired laminate.

この焼成済みの積層体をバレルに投入し、端面研磨を施した後、前記焼成済みの積層体の両端面を外部電極用導電性ペースト槽に浸漬することにより前記(d)で作製した外部電極用導電性ペーストを塗布した。この外部電極用導電性ペーストを塗布した積層体を100℃で30分乾燥した。次に、窒素雰囲気中において900℃、15分間熱処理し、外部電極用導電性ペーストを焼き付けて、試料番号1〜10の積層セラミックコンデンサを作製した。   The fired laminate was put into a barrel, subjected to end face polishing, and then both end faces of the fired laminate were immersed in a conductive paste tank for external electrodes to prepare the external electrode prepared in (d). A conductive paste was applied. The laminate coated with the external electrode conductive paste was dried at 100 ° C. for 30 minutes. Next, heat treatment was performed at 900 ° C. for 15 minutes in a nitrogen atmosphere, and the conductive paste for external electrodes was baked to produce multilayer ceramic capacitors of sample numbers 1 to 10.

なお、上記実施例においては、焼成済みの積層体を得た後に、前記焼成済みの積層体の両端面に外部電極用導電性ペーストを塗布し、焼き付けて外部電極を形成したが、未焼成の積層体チップを焼成する前に外部電極用導電性ペーストを塗布し、未焼成の積層体チップと外部電極用導電性ペーストとを同時焼成することにより外部電極を形成する方法を用いても良い。   In the above examples, after obtaining the fired laminate, the external electrode conductive paste was applied to both end faces of the fired laminate and baked to form external electrodes. A method may be used in which the external electrode is formed by applying the conductive paste for the external electrode before firing the multilayer chip and simultaneously firing the unfired multilayer chip and the conductive paste for external electrode.

次に、前記試料番号1〜10の内部電極用導電性ペースト、外部電極用導電性ペースト、および積層セラミックコンデンサを用いて、以下に示す特性の評価を行い、その結果を表1に記載した。
(特性評価項目)
(初期粘度)
作製直後の各導電性ペーストの粘度(Pa・s)を、E型粘度計(東京計器製)を用い、20℃、2.5rpmの条件にて測定した。
(分散度)
各導電性ペーストの粒度分布を、光回析式粒度分布測定装置を用いて測定し算出した。まず、先に準備した各金属粉末を、エタノール中で超音波ホモジナイザーを用いて分散させ、各金属粉末の粒径がそれ以上小さくならないところまで超音波を印加し、その時のD90となる粒径を記録して各金属粉末の限界粒径とした。また、各導電性ペーストをトルエン/エタノール=50/50vol%となる混合溶液で希釈し、粒度分布のD90の粒径を記録して、これを各導電性ペーストの粒径とした。そして、以下の式1を用いて、分散度を算出した。
式1:分散度=(各導電性ペーストの粒径/各金属粉末の限界粒径)−1
前記分散度は数値が+であれば値が0に近いほど分散性は良いことを示す。数値が−であれば、絶対値が大きいほど分散性が良いことを示す。
(熱分解温度)
各導電性ペーストに添加する有機バインダーを80℃、24時間で乾燥させ、TGA(熱天秤)を用いて有機バインダの重量が1/2に半減した温度を測定し、熱分解温度(℃)とした。
(粘度変化率)
以下に示す式2に基づいて算出した値を粘度変化率(%)とした。
式2:粘度変化率(%)={(60日後の粘度/初期粘度)/(初期粘度)}×100
(印刷性)
各導電性ペーストについてスクリーン印刷を行った際に、版離れがよく、連続印刷が可能であった場合を○とした。また、版離れが悪く、連続印刷ができなかった場合や、導電性ペーストが低粘度であって、印刷後に印刷図形のニジミやカスレが発生した場合は×とした。
Next, the following characteristics were evaluated using the internal electrode conductive paste, the external electrode conductive paste, and the multilayer ceramic capacitor of Sample Nos. 1 to 10, and the results are shown in Table 1.
(Characteristic evaluation items)
(Initial viscosity)
The viscosity (Pa · s) of each conductive paste immediately after production was measured using an E-type viscometer (manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd.) at 20 ° C. and 2.5 rpm.
(Dispersity)
The particle size distribution of each conductive paste was measured and calculated using an optical diffraction particle size distribution measuring device. First, each metal powder prepared above, in ethanol and dispersed using an ultrasonic homogenizer, the particle size of the metal powder by applying an ultrasonic wave to the point where not more smaller, particle diameters at a D 90 at that time Was recorded as the critical particle size of each metal powder. Further, each conductive paste was diluted with a mixed solution of toluene / ethanol = 50/50 vol%, and the particle size of D 90 in the particle size distribution was recorded, and this was used as the particle size of each conductive paste. Then, the degree of dispersion was calculated using Equation 1 below.
Formula 1: Dispersity = (particle diameter of each conductive paste / limit particle diameter of each metal powder) -1
If the value of the dispersity is +, the closer the value is to 0, the better the dispersibility. If the numerical value is-, the larger the absolute value, the better the dispersibility.
(Pyrolysis temperature)
The organic binder added to each conductive paste was dried at 80 ° C. for 24 hours, and the temperature at which the weight of the organic binder was halved using a TGA (thermobalance) was measured. did.
(Viscosity change rate)
The value calculated based on Equation 2 shown below was taken as the viscosity change rate (%).
Formula 2: Viscosity change rate (%) = {(viscosity after 60 days / initial viscosity) / (initial viscosity)} × 100
(Printability)
When screen printing was performed on each conductive paste, the plate separation was good and continuous printing was possible. Further, when the plate separation was poor and continuous printing could not be performed, or when the conductive paste had a low viscosity and the printed pattern was smeared or blurred after printing, it was rated as x.

前記特性評価から、導電性ペーストとして問題無く使用できた場合については、表1の「判定」の欄に○を、問題が発生し使用できなかった場合については×を記載した。表1に示すように、本発明の範囲を満たす試料番号1〜5、および10は、連続印刷も安定して行うことができることが分かった。   From the above characteristic evaluation, when the conductive paste can be used without any problem, “circle” is indicated in the “judgment” column of Table 1, and when the problem occurs and it cannot be used, “×” is described. As shown in Table 1, it was found that sample numbers 1 to 5 and 10 satisfying the scope of the present invention can stably perform continuous printing.

また、本発明の範囲外である試料番号6〜8は、連続印刷ができず印刷性に問題があり、かつ、粘度変化率が非常に大きいことから、経時的に安定して所望の電極形状を得ることが困難であることが分かった。また、同じく本発明の範囲外である試料番号9については、粘度変化率は試料番号1〜5、および10と同等であったものの、初期粘度が低いために、印刷後に印刷図形の周縁部にニジミが発生し、印刷性が悪いことが分かった。
(実験例2)
(f)アニオン性高分子分散剤の合成
窒素ガス導入管、還流装置、温度計、攪拌機能を備えた1リットルのセパラブルフラスコに溶媒としてトルエンを仕込み、窒素ガスをバブリングしながら加温した。次に、原料として準備したアクリル酸、2−エチルヘキシルメタクリレート、およびメチルメタアクリレートを、表2に示す割合で混合し、さらに、重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイドを加えて混合した後、前記セパラブルフラスコのトルエン中に滴下した。次に、反応温度を制御しながら2時間攪拌した後、#200のメッシュを用いて異物を除去することで、いずれも重合平均分子量が50000となるアニオン性高分子分散剤を得た。
Sample Nos. 6 to 8 which are out of the scope of the present invention have a problem in printability because continuous printing cannot be performed, and the viscosity change rate is very large. It turned out to be difficult. Also, for sample number 9 which is also outside the scope of the present invention, although the rate of change in viscosity was equivalent to sample numbers 1 to 5 and 10, the initial viscosity was low, so after printing, at the periphery of the printed figure It was found that blurring occurred and printability was poor.
(Experimental example 2)
(F) Synthesis of anionic polymer dispersant Toluene was charged as a solvent into a 1 liter separable flask equipped with a nitrogen gas introduction tube, a reflux device, a thermometer, and a stirring function, and heated while bubbling nitrogen gas. Next, acrylic acid, 2-ethylhexyl methacrylate, and methyl methacrylate prepared as raw materials were mixed in the proportions shown in Table 2, and after adding and mixing benzoyl peroxide as a polymerization initiator, the separable flask In toluene. Next, after stirring for 2 hours while controlling the reaction temperature, an anionic polymer dispersant having a polymerization average molecular weight of 50000 was obtained by removing foreign matter using a # 200 mesh.

Figure 2005243333
Figure 2005243333

(g)ノニオン性高分子バインダーの合成
前記(f)と同じく窒素ガス導入管、還流装置、温度計、攪拌機能を備えた1リットルのセパラブルフラスコに溶媒としてトルエンを仕込み、窒素ガスをバブリングしながら加温した。次に、原料として準備したグリシジル基含有の(メタ)アクリル酸エステルとしてのグリシジルメタアクリレート、エチルメタアクリレート、メチルアクリレート、およびメチルメタアクリレートを、グリシジルメタアクリレート10重量%、エチルメタアクリレート50重量%、メチルアクリレート20重量%、およびメチルメタアクリレート20重量%の割合で混合し、重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイドを加えて混合した後、前記セパラブルフラスコのトルエン中に滴下した。次に、反応温度を制御しながら2時間攪拌した後、#200のメッシュを用いて異物を除去して、いずれも重合平均分子量が200000となるノニオン性高分子バインダーを得た。
(h)内部電極用導電性ペーストの作製
有機溶剤としてテルピネオール80重量部と(g)で作製したノニオン性高分子バインダー20重量部を混合させることで有機ビヒクルを得た。
(G) Synthesis of nonionic polymer binder As in (f) above, toluene was charged as a solvent into a 1-liter separable flask equipped with a nitrogen gas inlet tube, reflux apparatus, thermometer, and stirring function, and nitrogen gas was bubbled. While warming. Next, glycidyl methacrylate, ethyl methacrylate, methyl acrylate and methyl methacrylate as glycidyl group-containing (meth) acrylic acid ester prepared as a raw material, glycidyl methacrylate 10% by weight, ethyl methacrylate 50% by weight, After mixing at a ratio of 20% by weight of methyl acrylate and 20% by weight of methyl methacrylate, benzoyl peroxide was added and mixed as a polymerization initiator, the mixture was dropped into toluene in the separable flask. Next, after stirring for 2 hours while controlling the reaction temperature, foreign matters were removed using a # 200 mesh to obtain a nonionic polymer binder having a polymerization average molecular weight of 200,000.
(H) Preparation of conductive paste for internal electrode An organic vehicle was obtained by mixing 80 parts by weight of terpineol as an organic solvent and 20 parts by weight of the nonionic polymer binder prepared in (g).

次に、金属粉末としてニッケル粉末100重量部と、(f)で作製したアニオン性高分子分散剤を1重量部と、前記有機ビヒクルを50重量部と、を混合した後、3本ロールミルを用いて分散し、試料番号11〜15の内部電極用導電性ペーストを得た。
(i)外部電極用導電性ペーストの作製
金属粉末として銅粉末100重量部と、有機バインダーとして前記(h)にて作製した有機ビヒクルを35重量部と、(f)で作製したアニオン性高分子分散剤を1重量部と、ガラスフリットとしてホウケイ酸ガラス6重量部と、を混合した後、3本ロールミルを用いて分散し、試料番号11〜15の外部電極用導電性ペーストを得た。
(j)積層セラミックコンデンサの作製
前記(e)と同じく、セラミックグリーンシートと、前記(h)で作製した内部電極用導電性ペーストと、および(i)で作製した外部電極用導電性ペーストとを用いて、積層セラミックコンデンサを作製した。
Next, 100 parts by weight of nickel powder as a metal powder, 1 part by weight of the anionic polymer dispersant prepared in (f) and 50 parts by weight of the organic vehicle were mixed, and then a three-roll mill was used. The conductive paste for internal electrodes of sample numbers 11 to 15 was obtained.
(I) Preparation of conductive paste for external electrode 100 parts by weight of copper powder as metal powder, 35 parts by weight of organic vehicle prepared in (h) as organic binder, and anionic polymer prepared in (f) After mixing 1 part by weight of a dispersant and 6 parts by weight of borosilicate glass as a glass frit, the mixture was dispersed using a three-roll mill to obtain conductive pastes for external electrodes of sample numbers 11 to 15.
(J) Production of Multilayer Ceramic Capacitor As in (e) above, a ceramic green sheet, an internal electrode conductive paste produced in (h), and an external electrode conductive paste produced in (i). Using this, a multilayer ceramic capacitor was produced.

次に、前記試料番号11〜15の内部電極用導電性ペースト、外部電極用導電性ペースト、および積層セラミックコンデンサを用いて、初期粘度、分散度、熱分解温度、粘度変化率、および印刷性の評価を行い、その結果を表2に記載した。   Next, using the conductive paste for internal electrodes, the conductive paste for external electrodes, and the multilayer ceramic capacitor of Sample Nos. 11 to 15, initial viscosity, dispersity, thermal decomposition temperature, rate of change in viscosity, and printability Evaluation was performed and the results are shown in Table 2.

前記特性評価から、導電性ペーストとして問題無く使用できた場合については、表2の「判定」の欄に○を、問題が発生し使用できなかった場合については×を記載した。表2に示すように、本発明の範囲を満たす試料番号12〜14は、連続印刷も安定して行うことができることが分かった。   From the above characteristic evaluation, when the conductive paste could be used without any problem, “circle” was written in the “judgment” column of Table 2, and “x” was written when the problem occurred and it could not be used. As shown in Table 2, it was found that Sample Nos. 12 to 14 satisfying the scope of the present invention can stably perform continuous printing.

また、本発明の範囲外である試料番号15は、連続印刷ができず印刷性に問題があり、かつ、粘度変化率が非常に大きいことから、経時的に安定して所望の電極形状を得ることが困難であることが分かった。また、同じく本発明の範囲外である試料番号11については、粘度変化率は試料番号12〜14と同等であったものの、初期粘度が低いために、印刷後に印刷図形の周縁部にニジミが発生し、印刷性が悪いことが分かった。
(実験例3)
(k)アニオン性高分子分散剤の合成
窒素ガス導入管、還流装置、温度計、攪拌機能を備えた1リットルのセパラブルフラスコに溶媒としてトルエンを仕込み、窒素ガスをバブリングしながら加温した。次に、原料として準備したアクリル酸、2−エチルヘキシルメタクリレート、およびメチルメタアクリレートを、アクリル酸10重量%、2−エチルヘキシルメタクリレート45重量%、およびメチルメタアクリレート35重量%の割合で混合し、さらに、重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイドを加えて混合した後、前記セパラブルフラスコのトルエン中に滴下した。次に、反応温度を制御しながら2時間攪拌した後、#200のメッシュを用いて異物を除去することで、いずれも重合平均分子量が50000となるアニオン性高分子分散剤を得た。
(l)ノニオン性高分子バインダーの合成
前記(k)と同じく窒素ガス導入管、還流装置、温度計、攪拌機能を備えた1リットルのセパラブルフラスコに溶媒としてトルエンを仕込み、窒素ガスをバブリングしながら加温した。次に、原料として準備したグリシジル基含有の(メタ)アクリル酸エステルとしてのグリシジルメタアクリレート、エチルメタアクリレート、メチルアクリレート、およびメチルメタアクリレートを、表3に示す割合で混合し、重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイドを加えて混合した後、前記セパラブルフラスコのトルエン中に滴下した。次に、反応温度を制御しながら2時間攪拌した後、#200のメッシュを用いて異物を除去して、いずれも重合平均分子量が200000となるノニオン性高分子バインダーを得た。
Sample No. 15, which is outside the scope of the present invention, has a problem in printability because continuous printing cannot be performed, and the viscosity change rate is very large, so that a desired electrode shape can be obtained stably over time. It turned out to be difficult. For sample No. 11 which is also outside the scope of the present invention, the rate of change in viscosity was equivalent to that of sample Nos. 12 to 14, but since the initial viscosity was low, blurring occurred at the periphery of the printed figure after printing. And it turned out that printability was bad.
(Experimental example 3)
(K) Synthesis of Anionic Polymer Dispersant Toluene was charged as a solvent in a 1 liter separable flask equipped with a nitrogen gas introduction tube, a reflux device, a thermometer, and a stirring function, and heated while bubbling nitrogen gas. Next, acrylic acid, 2-ethylhexyl methacrylate, and methyl methacrylate prepared as raw materials were mixed in a proportion of 10% by weight of acrylic acid, 45% by weight of 2-ethylhexyl methacrylate, and 35% by weight of methyl methacrylate, and After adding and mixing benzoyl peroxide as a polymerization initiator, it was dropped into toluene in the separable flask. Next, after stirring for 2 hours while controlling the reaction temperature, an anionic polymer dispersant having a polymerization average molecular weight of 50000 was obtained by removing foreign matter using a # 200 mesh.
(L) Synthesis of nonionic polymer binder As in (k) above, toluene was charged as a solvent into a 1-liter separable flask equipped with a nitrogen gas inlet tube, a reflux device, a thermometer, and a stirring function, and nitrogen gas was bubbled. While warming. Next, glycidyl methacrylate, ethyl methacrylate, methyl acrylate, and methyl methacrylate as glycidyl group-containing (meth) acrylic acid esters prepared as raw materials were mixed in the proportions shown in Table 3, and benzoyl was used as a polymerization initiator. After adding peroxide and mixing, it was dropped into toluene in the separable flask. Next, after stirring for 2 hours while controlling the reaction temperature, foreign matters were removed using a # 200 mesh to obtain a nonionic polymer binder having a polymerization average molecular weight of 200,000.

Figure 2005243333
Figure 2005243333

(m)内部電極用導電性ペーストの作製
有機溶剤としてテルピネオール80重量部と(l)で作製したノニオン性高分子バインダー20重量部を混合させることで有機ビヒクルを得た。
(M) Preparation of conductive paste for internal electrode An organic vehicle was obtained by mixing 80 parts by weight of terpineol as an organic solvent and 20 parts by weight of the nonionic polymer binder prepared in (l).

次に、金属粉末としてニッケル粉末100重量部と、(k)で作製したアニオン性高分子分散剤を1重量部と、前記有機ビヒクルを50重量部と、を混合した後、3本ロールミルを用いて分散し、試料番号16〜20の内部電極用導電性ペーストを得た。
(n)外部電極用導電性ペーストの作製
金属粉末として銅粉末100重量部と、有機バインダーとして前記(m)にて作製した有機ビヒクルを35重量部と、(k)で作製したアニオン性高分子分散剤を1重量部と、ガラスフリットとしてホウケイ酸ガラス6重量部と、を混合した後、3本ロールミルを用いて分散し、試料番号16〜20の外部電極用導電性ペーストを得た。
(o)積層セラミックコンデンサの作製
前記(j)と同じく、セラミックグリーンシートと、前記(m)で作製した内部電極用導電性ペーストと、および(n)で作製した外部電極用導電性ペーストとを用いて、積層セラミックコンデンサを作製した。
Next, 100 parts by weight of nickel powder as a metal powder, 1 part by weight of the anionic polymer dispersant prepared in (k) and 50 parts by weight of the organic vehicle are mixed, and then a three-roll mill is used. The conductive paste for internal electrodes of sample numbers 16 to 20 was obtained.
(N) Preparation of conductive paste for external electrode 100 parts by weight of copper powder as metal powder, 35 parts by weight of organic vehicle prepared in (m) as organic binder, and anionic polymer prepared in (k) After mixing 1 part by weight of a dispersant and 6 parts by weight of borosilicate glass as a glass frit, the mixture was dispersed using a three-roll mill to obtain a conductive paste for external electrodes of sample numbers 16 to 20.
(O) Production of Multilayer Ceramic Capacitor As in (j) above, the ceramic green sheet, the internal electrode conductive paste produced in (m), and the external electrode conductive paste produced in (n). Using this, a multilayer ceramic capacitor was produced.

次に、前記試料番号16〜20の内部電極用導電性ペースト、外部電極用導電性ペースト、および積層セラミックコンデンサを用いて、初期粘度、分散度、熱分解温度、粘度変化率、および印刷性の評価を行い、その結果を表3に記載した。   Next, using the conductive paste for internal electrodes, the conductive paste for external electrodes, and the multilayer ceramic capacitor of Sample Nos. 16 to 20, the initial viscosity, dispersity, thermal decomposition temperature, rate of change in viscosity, and printability Evaluation was performed and the results are shown in Table 3.

前記特性評価から、導電性ペーストとして問題無く使用できた場合については、表3の「判定」の欄に○を、問題が発生し使用できなかった場合については×を記載した。表3に示すように、本発明の範囲を満たす試料番号17〜19は、連続印刷も安定して行うことができることが分かった。   From the above characteristic evaluation, when the conductive paste could be used without any problem, “circle” was written in the “judgment” column of Table 3, and when the problem occurred and it could not be used, x was written. As shown in Table 3, it was found that Sample Nos. 17 to 19 satisfying the scope of the present invention can stably perform continuous printing.

また、本発明の範囲外である試料番号20は、連続印刷ができず印刷性に問題があり、かつ、粘度変化率が非常に大きいことから、経時的に安定して所望の電極形状を得ることが困難であることが分かった。また、同じく本発明の範囲外である試料番号16については、粘度変化率は試料番号17〜19と同等であったものの、初期粘度が低いために、印刷後に印刷図形の周縁部にニジミが発生し、印刷性が悪いことが分かった。
(実験例4)
(p)アニオン性高分子分散剤の合成
窒素ガス導入管、還流装置、温度計、攪拌機能を備えた1リットルのセパラブルフラスコに溶媒としてトルエンを仕込み、窒素ガスをバブリングしながら加温した。次に、原料として準備したアクリル酸、2−エチルヘキシルメタクリレート、およびメチルメタアクリレートを、アクリル酸10重量%、2−エチルヘキシルメタクリレート45重量%、およびメチルメタアクリレート35重量%の割合で混合し、さらに、重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイドを加えて混合した後、前記セパラブルフラスコのトルエン中に滴下した。次に、反応温度を制御しながら2時間攪拌した後、#200のメッシュを用いて異物を除去することで、重合平均分子量が50000となるアニオン性高分子分散剤を得た。
(q)ノニオン性高分子バインダーの合成
前記(p)と同じく窒素ガス導入管、還流装置、温度計、攪拌機能を備えた1リットルのセパラブルフラスコに溶媒としてトルエンを仕込み、窒素ガスをバブリングしながら加温した。次に、原料として準備した水酸基含有の(メタ)アクリル酸エステルとしての2−ヒドロキシメタアクリレート、エチルメタアクリレート、メチルアクリレート、およびメチルメタアクリレートを、2−ヒドロキシメタアクリレート25重量%、エチルメタアクリレート45重量%、メチルアクリレート15重量%、およびメチルメタアクリレート15重量%の割合で混合し、重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイドを加えて混合した後、前記セパラブルフラスコのトルエン中に滴下した。次に、反応温度を制御しながら2時間攪拌した後、#200のメッシュを用いて異物を除去して、重合平均分子量が200000となるノニオン性高分子バインダーを得た。
Sample No. 20, which is outside the scope of the present invention, has a problem in printability because continuous printing cannot be performed, and the viscosity change rate is very large, so that a desired electrode shape can be obtained stably over time. It turned out to be difficult. For sample No. 16, which is also outside the scope of the present invention, the rate of change in viscosity was equivalent to that of sample Nos. 17 to 19, but the initial viscosity was low, so that blurring occurred at the periphery of the printed figure after printing. And it turned out that printability was bad.
(Experimental example 4)
(P) Synthesis of Anionic Polymer Dispersant Toluene was charged as a solvent into a 1 liter separable flask equipped with a nitrogen gas introduction tube, a reflux device, a thermometer, and a stirring function, and heated while bubbling nitrogen gas. Next, acrylic acid, 2-ethylhexyl methacrylate, and methyl methacrylate prepared as raw materials were mixed in a proportion of 10% by weight of acrylic acid, 45% by weight of 2-ethylhexyl methacrylate, and 35% by weight of methyl methacrylate, and After adding and mixing benzoyl peroxide as a polymerization initiator, it was dropped into toluene in the separable flask. Next, after stirring for 2 hours while controlling the reaction temperature, foreign substances were removed using a # 200 mesh to obtain an anionic polymer dispersant having a polymerization average molecular weight of 50000.
(Q) Synthesis of nonionic polymer binder As in (p) above, toluene was charged as a solvent into a 1-liter separable flask equipped with a nitrogen gas inlet tube, a reflux device, a thermometer, and a stirring function, and nitrogen gas was bubbled. While warming. Next, 2-hydroxy methacrylate, ethyl methacrylate, methyl acrylate, and methyl methacrylate as hydroxyl-containing (meth) acrylic acid esters prepared as raw materials were mixed with 25% by weight of 2-hydroxy methacrylate and 45% of ethyl methacrylate. After mixing at a ratio of 15% by weight, 15% by weight of methyl acrylate, and 15% by weight of methyl methacrylate, benzoyl peroxide was added and mixed as a polymerization initiator, and then added dropwise to toluene in the separable flask. Next, after stirring for 2 hours while controlling the reaction temperature, foreign matters were removed using a # 200 mesh to obtain a nonionic polymer binder having a polymerization average molecular weight of 200,000.

Figure 2005243333
Figure 2005243333

(r)内部電極用導電性ペーストの作製
有機溶剤としてテルピネオール80重量部と(q)で作製したノニオン性高分子バインダー20重量部を混合させることで有機ビヒクルを得た。
(R) Preparation of conductive paste for internal electrode An organic vehicle was obtained by mixing 80 parts by weight of terpineol as an organic solvent and 20 parts by weight of the nonionic polymer binder prepared in (q).

次に、金属粉末としてニッケル粉末100重量部と、(p)で作製したアニオン性高分子分散剤を1重量部と、前記有機ビヒクルを50重量部と、を混合した後、3本ロールミルを用いて分散し、試料番号21の内部電極用導電性ペーストを得た。
(s)外部電極用導電性ペーストの作製
金属粉末として銅粉末100重量部と、有機バインダーとして前記(r)にて作製した有機ビヒクルを35重量部と、(p)で作製したアニオン性高分子分散剤を1重量部と、ガラスフリットとしてホウケイ酸ガラス6重量部と、を混合した後、3本ロールミルを用いて分散し、試料番号21の外部電極用導電性ペーストを得た。
(t)積層セラミックコンデンサの作製
前記(o)と同じく、セラミックグリーンシートと、前記(r)で作製した内部電極用導電性ペーストと、および(s)で作製した外部電極用導電性ペーストとを用いて、積層セラミックコンデンサを作製した。
Next, after mixing 100 parts by weight of nickel powder as metal powder, 1 part by weight of the anionic polymer dispersant prepared in (p) and 50 parts by weight of the organic vehicle, a three-roll mill is used. Thus, an internal electrode conductive paste of Sample No. 21 was obtained.
(S) Preparation of conductive paste for external electrode 100 parts by weight of copper powder as metal powder, 35 parts by weight of organic vehicle prepared in (r) as organic binder, and anionic polymer prepared in (p) After mixing 1 part by weight of the dispersant and 6 parts by weight of borosilicate glass as a glass frit, the mixture was dispersed using a three roll mill to obtain a conductive paste for external electrode of sample number 21.
(T) Production of Multilayer Ceramic Capacitor As in (o) above, a ceramic green sheet, an internal electrode conductive paste produced in (r), and an external electrode conductive paste produced in (s). Using this, a multilayer ceramic capacitor was produced.

次に、前記試料番号21の内部電極用導電性ペースト、外部電極用導電性ペースト、および積層セラミックコンデンサを用いて、初期粘度、分散度、熱分解温度、粘度変化率、および印刷性の評価を行い、その結果を表4に記載した。   Next, using the conductive paste for internal electrode, the conductive paste for external electrode, and the multilayer ceramic capacitor of Sample No. 21, the initial viscosity, the degree of dispersion, the thermal decomposition temperature, the viscosity change rate, and the printability are evaluated. The results are shown in Table 4.

前記特性評価から、導電性ペーストとして問題無く使用できた場合については、表4の「判定」の欄に○を記載した。表4に示すように、本発明の範囲を満たす試料番号21は、連続印刷も安定して行うことができることが分かった。   From the above-mentioned characteristic evaluation, when the conductive paste could be used without any problem, “◯” was written in the “judgment” column of Table 4. As shown in Table 4, it was found that Sample No. 21 satisfying the scope of the present invention can stably perform continuous printing.

本発明の導電性ペーストを用いたセラミック電子部品の一実施例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Example of the ceramic electronic component using the electrically conductive paste of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 セラミック電子部品
2 積層体
3 セラミック層
4、5 内部電極層
8、9 外部電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ceramic electronic component 2 Laminated body 3 Ceramic layer 4, 5 Internal electrode layer 8, 9 External electrode

Claims (3)

導電性粉末、アニオン性高分子分散剤、ノニオン性高分子バインダー、および有機溶剤を含む導電性ペーストにおいて、前記アニオン性高分子分散剤は不飽和カルボン酸部を有し重量平均分子量が1000〜200000のアクリル系共重合体であり、かつ、前記ノニオン性高分子バインダーは(メタ)アクリル酸エステルを主成分とし重量平均分子量が10000〜800000のポリ(メタ)アクリレート共重合体であることを特徴とする、導電性ペースト。   In a conductive paste comprising a conductive powder, an anionic polymer dispersant, a nonionic polymer binder, and an organic solvent, the anionic polymer dispersant has an unsaturated carboxylic acid moiety and has a weight average molecular weight of 1,000 to 200,000. The nonionic polymer binder is a poly (meth) acrylate copolymer having a (meth) acrylic acid ester as a main component and a weight average molecular weight of 10,000 to 800,000. Conductive paste. 前記アニオン性高分子分散剤は、1分子内にカルボン酸を0.5〜50重量%含むことを特徴とする、請求項1に記載の導電性ペースト。   The conductive paste according to claim 1, wherein the anionic polymer dispersant contains 0.5 to 50% by weight of carboxylic acid in one molecule. 前記ノニオン性高分子バインダーは、1分子内にグリシジル基、および/または水酸基を0.5〜50重量%含むことを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の導電性ペースト。 The conductive paste according to claim 1 or 2, wherein the nonionic polymer binder contains 0.5 to 50% by weight of a glycidyl group and / or a hydroxyl group in one molecule.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20090195968A1 (en) * 2006-06-27 2009-08-06 Showa Denko K.K. Solid electrolytic capacitor
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JP2017039980A (en) * 2015-08-20 2017-02-23 栗田工業株式会社 Aggregation inhibition method of metal raw material, obstruction inhibition method, manufacturing method of purified metal and aggregation inhibitor of metal raw material
JP2017204390A (en) * 2016-05-12 2017-11-16 株式会社村田製作所 Production method of conductive paste and electronic component

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