JP4650794B2 - 積層電子部品用導体ペーストおよびそれを用いた積層電子部品 - Google Patents
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Description
本発明において用いられる導電性粉末としては特に制限はなく、例えばニッケル、銅、コバルト、金、銀、パラジウム、白金等の金属粉末や、それらの合金粉末が挙げられる。導電性の金属酸化物や、ガラス、セラミック等の無機粉末に金属を被覆した複合粉末を用いることもできる。また、前記金属粉末や、前記合金粉末の表面に薄い酸化膜を有するものや、過焼結抑制の目的でガラス質や各種酸化物を表面に被着させたものを用いてもよい。これらの導電性粉末は、2種以上混合して用いてもよい。また必要に応じて、有機金属化合物や界面活性剤、脂肪酸類等で表面処理して用いてもよい。
樹脂としては特に制限はないが、好ましくはエチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、ニトロセルロース等のセルロース系樹脂が使用される。特にエチルセルロースが好ましい。これらのセルロース系樹脂に、必要に応じて他の樹脂を併用してもよい。例えば特開2004−186339号公報に記載されているように、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ブチラール樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ロジン等の、セラミックグリーンシートとの接着性の良好な樹脂を混合して使用することもできる。樹脂の配合量は、特に限定されないが、通常導電性粉末100重量部に対して1〜15重量部程度である。
本発明の導体ペーストに有機溶剤として配合されるアルキレングリコールジアセテートは、好ましくはエチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールジアセテート、ブチレングリコールジアセテート、ペンチレングリコールジアセテート、ヘキシレングリコールジアセテートから選ばれる炭素数2〜6のアルキレングリコールのジアセテートである。またアルキレングリコールジプロピオネートは、好ましくはエチレングリコールジプロピオネート、プロピレングリコールジプロピオネート、ブチレングリコールジプロピオネート、ペンチレングリコールジプロピオネート、ヘキシレングリコールジプロピオネートから選ばれる炭素数2〜6のアルキレングリコールのジプロピオネートである。
これらのアルキレングリコールジアセテート、アルキレングリコールジプロピオネートは、ブチラール樹脂やアクリル樹脂をバインダとして用いたセラミックグリーンシートに対して、シートアタックを起こしにくく、特にブチラール樹脂を用いたセラミックグリーンシートに対しては、極めて優れたシートアタック防止効果を示す。従ってブチラール樹脂を主成分とする樹脂バインダを含む厚さ5μm以下のセラミックグリーンシートに印刷した場合にも、グリーンシートの溶解や膨潤がなく、シートアタックを防止しうるものである。しかも、導体ペーストの樹脂成分として使用されるエチルセルロース等のセルロース系樹脂の溶解性が高いので、適正な樹脂量で所望の粘度が確保できる。また、ペースト安定性が優れ、粘度の経時変化も小さい。
本発明の導体ペーストには、前記成分の他に、種々の添加剤を配合することができる。例えば、導電性粉末などの無機粉末の分散性を向上させ、導体ペーストの粘性の長期安定性や印刷における適正な流動特性を確保する目的で、好ましくは界面活性剤やキレート剤が、単独であるいは2種以上組み合わせて添加される。
界面活性剤としては、例えばポリエチレングリコールアリルエーテル、メトキシポリエチレングリコールアリルエーテルなどのアリルポリエーテル類およびその共重合体、ポリエチレングリコールラウリルアミン、ポリエチレングリコールステアリルアミンなどのポリアルキレングリコールアミン類、ポリエチレングリコールアルキルリン酸エステルなどのリン酸エステル類、ポリエチレングリコールノニルフェニルエーテルなどのポリアルキレングリコールフェノール類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエートなどのソルビタンエステル類、ポリエチレングリコールソルビタンモノラウレート、ポリエチレングリコールソルビタンモノオレエートなどのソルビタンエステルエーテル類、オレイン酸、ラウリン酸などの脂肪酸類、オレイン酸アミド、ステアリン酸アミド、ポリエチレングリコールアルキルアミドなどのアミド類などが使用される。これらの界面活性剤のうち、特にアリルポリエーテル共重合体、ポリエチレングリコールアルキルアミンが、分散性を向上させる効果が大きいので好ましい。
キレート剤としては、前記ポリアルキレングリコールアミン類、前記アミド類の他、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、アルキルアミン、3−ブトキシプロピルアミン、2−アミノプロパノールなどのアミン系溶剤などが挙げられる。特にトリエタノールアミン、3−ブトキシプロピルアミンが好ましい。
その他、本発明の導体ペーストには、通常配合されることのある成分、即ち、セラミックグリーンシートに含有されるセラミックと同一または組成が近似した成分を含むセラミックや、ガラス、アルミナ、シリカ、酸化銅、酸化マンガン、酸化チタン等の金属酸化物、モンモリロナイト等の無機粉末や、金属有機化合物、可塑剤、分散剤等を、目的に応じて適宜配合することができる。
本発明の導体ペーストは、常法に従って、導電性粉末を、他の添加成分と共に、樹脂および溶剤を含むビヒクル中に均一に分散させることにより製造される。
積層電子部品は、内部導体形成に本発明の導体ペーストを用いて製造される。一例として積層セラミックコンデンサの製造方法を述べる。
導電性粉末としてSEM観察により算出された平均粒径が0.2μm、比表面積3.5m2/gのニッケル粉100重量部、樹脂バインダとしてエチルセルロース5重量部、溶剤としてエチレングリコールジアセテートを100重量部配合し、3本ロールミルを使って混練して、導体ペーストを作製した。
溶剤として、プロピレングリコールジアセテート(1,2−プロピレングリコールジアセテート)、ブチレングリコールジアセテート(1,3−ブチレングリコールジアセテート)、ペンチレングリコールジアセテート(ペンタメチレングリコールジアセテート)およびへキシレングリコールジアセテート(ヘキサメチレングリコールジアセテート)をそれぞれ用いる以外は実施例1と同様にして、導体ペーストを作製した。同様にシートアタックの評価を行った。結果を表1に併せて示す。
溶剤として、プロピレングリコールジプロピオネート(1,2−プロピレングリコールジプロピオネート)およびブチレングリコールジプロピオネート(1,3−ブチレングリコールジプロピオネート)をそれぞれ用いる以外は実施例1と同様にして、導体ペーストを作製した。同様にシートアタックの評価を行った。結果を表1に併せて示す。
溶剤として、テルピネオールおよびテルピネオールアセテートを用いる以外は実施例1と同様にして、導体ペーストを作製した。同様にシートアタックの評価を行った。結果を、表1に併せて示す。
表1の結果より明らかなように、導体ペーストの溶剤としてアルキレングリコールジアセテート、アルキレングリコールジプロピオネートを配合することにより、厚みが4μmのセラミックグリーンシートには膨潤や変形が生じなかった。一方、従来のテルピネオールやテルピネオールアセテートを溶剤とした場合は、シートアタックが生じた。
また、これらのグリーンシートを電子顕微鏡を用いて詳細に観察したところ、特に実施例1〜3、および実施例6のペーストを塗布したブチラール樹脂系グリーンシートは、他のものに比較してシートの変化がほとんど見られず、優れたシートアタック防止効果を示した。
実施例1〜3および比較例1、2のペーストをそれぞれ用い、実施例1と同様の手法で、ブチラール樹脂またはアクリル樹脂を用いた、厚さが3μmのチタン酸バリウム系セラミックグリーンシートにてシートアタックの評価を行った。評価結果を、表2に示す。
導電性粉末として平均粒径0.2μm、比表面積3.5m2/gのニッケル粉末100重量部、樹脂バインダとしてエチルセルロース3重量部およびブチラール樹脂2重量部、溶剤としてエチレングリコールジアセテート70重量部およびオクタノール(iso−オクタノール)30重量部を配合し、3本ロールミルを使って混練して、導体ペーストを作製した。オクタノールはブチラール樹脂を溶解するために配合したものである。
溶剤を、表3に示すとおりとする以外は実施例11と同様にして、導体ペーストを作製した。プロピレングリコールジアセテートは1,2−プロピレングリコールジアセテート、ブチレングリコールジアセテートは1,3−ブチレングリコールジアセテートである。実施例11と同様にシートアタックの評価を行い、結果を表3に併せて示した。
溶剤を、表3に示すとおりとする以外は実施例11と同様にして、導体ペーストを作製した。同様にシートアタックの評価を行った。結果を、表3に併せて示す。
表3より明らかなように、溶剤としてテルピネオール、テルピネオールアセテート、オクタノールのみを使用した比較例ではシートアタックを起こすが、エチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールジアセテート、ブチレングリコールジアセテートを使用することにより、オクタノールを混合した場合でも、厚みが4μmのセラミックグリーンシートには膨潤や変形が生じなかった。但し、ブチレングリコールジアセテートとオクタノールの溶剤比率を50/50にした場合、アクリル樹脂系グリーンシートに膨潤が見られた。
Claims (4)
- ブチラール樹脂を主成分とする樹脂バインダを含み厚さが5μm以下のセラミックグリーンシート上に直接印刷される導体ペーストであって、導電性粉末、樹脂および有機溶剤を含み、前記有機溶剤は、アルキレングリコールジアセテートおよびアルキレングリコールジプロピオネートから選ばれる少なくとも1種を含有することを特徴とする積層電子部品用導体ペースト。
- 前記アルキレングリコールジアセテートが炭素数2〜6のアルキレングリコールのジアセテートであり、前記アルキレングリコールジプロピオネートが炭素数2〜6のアルキレングリコールのジプロピオネートであることを特徴とする請求項1に記載の積層電子部品用導体ペースト。
- 導体ペーストに含まれる樹脂の主成分がセルロース系樹脂であることを特徴とする請求項1または2に記載の積層電子部品用導体ペースト。
- ブチラール樹脂を主成分とする樹脂バインダを含み厚さが5μm以下であるセラミックグリーンシートと内部電極ペースト層を交互に積層した未焼成の積層体を高温で焼成してなる積層電子部品であって、前記内部電極ペースト層を請求項1ないし3のいずれかに記載の積層電子部品用導体ペーストを用いて形成してなることを特徴とする積層電子部品。
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