JP3928558B2 - 導電性ペースト - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層セラミックコンデンサ、積層正特性サーミスタ等の電子部品に用いられる導電性ペーストに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、金属粉末を導電性粉末として含有する電子部品用導電性ペーストに使用されている溶剤は、ターピネオールやジヒドロターピネオール等の環式化合物系溶剤を主溶剤としている(特許文献1)。上記溶剤を使用している導電性ペーストは、焼成により電極等を形成する際にセラミック基板やグリーンシート等にスクリーン印刷工法により印刷される。従って、導電性ペーストの粘度は、印刷性を向上させるための重要な管理項目の1つとなっている。
【0003】
【特許文献1】
特開平7−21832号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の溶剤系では、導電性ペースト中の金属粉末とのヌレ性が悪いため導電性ペーストの粘度が経時的に変化する。そのため、上記導電性ペーストは、印刷性が著しく変動し、焼成して電極等を形成した場合の品質が一定しないという問題があった。
【0005】
本発明は、上記従来の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、長期間粘度の安定した導電性ペーストを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の導電性ペーストは、上記課題を解決するために、金属粉末と、溶剤を含む有機ビヒクルとを含有する導電性ペーストにおいて、上記溶剤は、2−エチル−1,3−ヘキサンジオールを含み、上記溶剤における上記2−エチル−1,3−ヘキサンジオールの含有率は、20重量%〜50重量%であることを特徴としている。
【0007】
上記の構成によれば、有機ビヒクルの溶剤に含まれている2−エチル−1,3−ヘキサンジオールと金属粉末とのヌレ性が良好であるため、経時的に粘度の安定な導電性ペーストを提供することができる。これにより、上記導電性ペーストは、均一に印刷することができる。この導電性ペーストを焼成することにより、均一な電極等を得ることができる。つまり、積層セラミックコンデンサや積層正特性サーミスタ等の電子部品に好適に用いることができる。
【0008】
本発明の導電性ペーストは、上記の構成に加えて、導電性ペーストにおける上記金属粉末の含有率は、45重量%〜90重量%であることが好ましい。
【0009】
本発明の導電性ペーストは、上記の構成に加えて、上記金属粉末が、銅粉末であることが好ましい。
【0010】
これにより、より一層経時的に粘度の安定な導電性ペーストを提供することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下本発明について、実施例に基づいて説明する。
【0012】
【実施例】
〔実施例1〕
本実施例では、導電性ペーストにおける、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール(3−ヒドロキシメチル−4−ヘプタノール)の粘度安定化に対する効果の確認を行ったものである。
【0013】
上記導電性ペーストは、有機バインダー(有機ビヒクル)と金属粉末とを含んでいる。上記有機バインダーは、有機溶剤と樹脂とを含んでいるものである。
【0014】
有機バインダー(有機ビヒクル)▲1▼〜▲6▼に使用する溶剤は、ジヒドロターピネオールを主溶剤と評価溶剤種5種類(2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、イソデカノール、プロピレングリコールモノブチルエーテル、デカン、DOP)との混合溶剤系、およびジヒドロターピネオールの単独溶剤の計6種類とした。また、樹脂成分として、エチルセルロースを用いた。
【0015】
上記有機バインダー▲1▼〜▲6▼は、それぞれの溶剤94重量%にエチルセルロース6重量%を徐々に加えて、攪拌機にて24時間攪拌することにより作製した。これら有機バインダー▲1▼〜▲6▼の詳細な組成については、表1に示す。
【0016】
【表1】
【0017】
次いで、得られた有機バインダー▲1▼〜▲6▼と金属粉末である平均粒径1.5μmの銅粉末とを三本ロールで混練・分散することにより、導電性ペースト▲1▼〜▲6▼を作製した。本実施例では、導電性ペースト▲1▼〜▲6▼において、銅粉末の比率を導電性ペースト全体に対して80重量%、有機バインダー▲1▼〜▲6▼の比率を導電性ペースト全体に対して20重量%とした。
【0018】
作製した導電性ペースト▲1▼〜▲6▼は、室温(25±5℃)で保管し、粘度の経時変化を測定した。粘度は、製造後15日、30日、60日に測定し、粘度変化率として表2に示す。なお、粘度変化率[%]は、
{(製造後の経過日数の粘度−製造直後の粘度)/製造直後の粘度}×100
として求めた。
【0019】
【表2】
【0020】
表2に示すように、評価溶剤種として2−エチル−1,3−ヘキサンジオールを使用した導電性ペースト▲1▼は、粘度変化率5%以内に安定しているのに対して、他の5種類の導電性ペースト▲2▼〜▲6▼は粘度変化率が±20%以上と大きく粘度が変化していることが確認できた。従って、粘度安定性を向上させるためには、2−エチル−1,3−ヘキサンジオールが好適であることが判る。
【0021】
〔実施例2〕
本実施例は、導電性ペーストに含まれる有機バインダーの溶剤における2−エチル−1,3−ヘキサンジオールの含有率の粘度安定化に対する効果の確認を行ったものである。
【0022】
まず、有機バインダーa〜fでは、主溶剤であるターピネオールと、2−エチル−1,3−ヘキサンジオールとの混合溶剤を用いた。2−エチル−1,3−ヘキサンジオールの含有率は、全溶剤量に対して、10重量%、20重量%、25重量%、30重量%、50重量%、60重量%になるように変化させて有機バインダーa〜fを作製した。また、ターピネオール単独溶剤を用いた有機バインダーgを作製した。これら有機バインダーの組成については、表3に示す。また、表3において、各有機バインダーにおける全溶剤量に対する、各溶剤の比率[重量%]を括弧内に示している。本実施例の導電性ペーストにおける溶剤成分は、混合される有機バインダーの溶剤成分のみであるので、上記括弧内の比率は導電性ペーストにおける溶剤成分の比率と一致する。
【0023】
【表3】
【0024】
上記有機バインダーa〜gは、溶剤91重量%にエチルセルロース9重量%を徐々に添加し、攪拌機にて24時間攪拌することにより作製した。
【0025】
得られた有機バインダーa〜gと金属粉末である平均粒径1.5μmの銅粉末と金属元素としてBaおよびSiを主成分とする金属酸化物粉末とを三本ロールで混練・分散して導電性ペーストa〜gを作製した。上記金属酸化物粉末を添加することにより、デラミネーションを抑える効果がある。本実施例では、導電性ペーストa〜gにおいて、銅粉末の比率を導電性ペースト全体に対して60重量%、金属酸化物粉末の比率を導電性ペースト全体に対して6重量%、有機バインダーの比率を導電性ペースト全体に対して34重量%とした。
【0026】
作製した導電性ペーストa〜gは、室温(25±5℃)で保管し、粘度の経時変化を測定した。粘度は、製造後30日の粘度を測定し、表4に粘度変化率を示す。なお、粘度変化率は、実施例1と同様にして求めた。
【0027】
【表4】
【0028】
表4に示すように、2−エチル−1,3−ヘキサンジオールを溶剤全量中20重量%〜50重量%の割合使用した導電性ペーストb〜eは、粘度変化率が±10%以内に安定しているのに対して、ターピネオール単独溶剤の有機バインダーを使用した導電性ペーストgは、粘度が20%変化していることを確認した。また、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール量が20重量%未満の場合は、導電性ペーストaのように、粘度変化率が+18%と大きくなり、50重量%を超えると導電性ペーストfのように、粘度変化率が−15%と大きくなり、いずれも好ましくないことを確認した。以上のように、導電性ペーストにおける2−エチル−1,3−ヘキサンジオールは、導電性ペーストにおける全溶剤量に対して20重量%〜50重量%が好ましいことが判った。
【0029】
なお、各表において、有機バインダーおよび導電性ペーストに※を付したものは本発明の範囲外の条件のものであり、それ以外はすべて本発明の範囲内の条件のものである。
【0030】
また、導電性ペースト中の金属粉末の含有量は、45重量%〜90重量%の範囲が好ましい。これは、45重量%未満の場合は、分散が不安定となり、金属粉末が沈降分離しやすくなり、90重量%を超えると、ペースト状になりにくくなるためである。
【0031】
また、上記実施例では、導電性粉末として銅粉末を用いたが、これに限らず、ニッケル、銀、パラジウム等を金属粉末として用いてもよく、銅と同様に粘度の経時的変化を抑えた導電性ペーストを得ることができる。
【0032】
また、上記実施例では、有機バインダーにおける樹脂として、エチルセルロースを用いたが、これに限らず、他のセルロース系樹脂やアクリル系樹脂を用いることができる。
【0033】
以上のように、本発明の導電性ペーストでは、有機バインダーに使用する溶剤に2−エチル−1,3−ヘキサンジオールを溶剤全量中に20重量%〜50重量%含む混合溶剤を用いている。これにより、導電性ペーストの粘度の経時的変化を抑える(安定させる)ことができるので、上記導電性ペーストにおける印刷性の変動がほとんどない。従って、上記導電性ペーストは、均一に印刷することができ、品質が一定した電極等を製造することができる。
【0034】
【発明の効果】
本発明の導電性ペーストでは、有機バインダーに使用する溶剤に2−エチル−1,3−ヘキサンジオールを溶剤全量中に20重量%〜50重量%含む混合溶剤を用いている。これにより、経時的に粘度の安定な導電性ペーストを提供することができる。
Claims (2)
- 銅粉末と、溶剤を含む有機ビヒクルとを含有する導電性ペーストにおいて、
上記溶剤は、2−エチル−1,3−ヘキサンジオールを含み、上記溶剤における上記2−エチル−1,3−ヘキサンジオールの含有率は、20重量%〜50重量%であることを特徴とする導電性ペースト。 - 導電性ペーストにおける上記銅粉末の含有率は、45重量%〜90重量%であることを特徴とする請求項1に記載の導電性ペースト。
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