JP5316615B2 - 積層セラミック電子部品 - Google Patents
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Description
A.塩基性セラミック材料と、
B.カチオン化合物と、
C.分散剤と、
D.非水系溶媒と、
E.バインダと
を含有する。
一般に、セラミック材料の表面は、酸点および塩基点の両方を持っている。塩基性セラミック材料の場合には、塩基量が酸量よりも大きな値を持っている。非水系溶媒中におけるセラミック材料の酸および塩基の強度は、たとえば逆滴定法によって求めることができる。
カチオン化合物として、含窒素複素芳香族第4級アンモニウムカチオン基を含むカチオン化合物が用いられる。
分散剤としては、たとえば、カチオン性分散剤、ノニオン性分散剤、アニオン性分散剤が挙げられる。
以上のことを考慮して、この発明に係るセラミックグリーンシートにおいて、分散剤含有量は、比表面積(m 2 /g)を縦軸、分散剤含有量(塩基性セラミック材料100重量部に対する重量部)を横軸にとったグラフにおける、(5,0.3)、(5,1.5)、(20,1.2)、(20,6)を結んだ四角形の範囲内に選ばれる。
非水系溶媒としては、非水系(有機溶剤)であれば特に限定されない。
バインダとして、ポリビニルアセタール樹脂が有利に用いられる。
1.カチオン化合物の準備
次のようなカチオン化合物A1〜A8を準備した。
市販のシグマアルドリッチ社製の1−エチル−3−メチルイミダゾリウム エチルサルフェートを用いた。
市販のシグマアルドリッチ社製の1−エチル−3−メチルイミダゾリウムアセテートを用いた。
市販のシグマアルドリッチ社製の1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリウム エチルサルフェートを用いた。
市販のシグマアルドリッチ社製の1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム エチルサルフェートを用いた。
市販のシグマアルドリッチ社製の1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムアセテートを用いた。
市販のシグマアルドリッチ社製の1,2,4−トリメチルピラゾリウム メチルサルフェートを用いた。
市販の東京化成社製の1−エチル−3−メチルビリジニウム エチルサルフェートを用いた。
市販の東京化成社製の1−エチル−3−ヒドロキシメチルビリジニウム エチルサルフェートを用いた。
市販のシグマアルドリッチ社製の1−メチルイミダゾリウム ハイドロジェンサルフェートを用いた。
市販のシグマアルドリッチ社製のトリス(2−ヒドロキシエチル)メチルアンモニウム メチルサルフェートを用いた。
市販のシグマアルドリッチ社製のトリブチルメチルアンモニウム メチルサルフェートを用いた。
市販のシグマアルドリッチ社製のオクチル−2−ヒドロキシエチルイミダゾリニウム エチルサルフェートを用いた。
ラウリルアミンのエチレンオキシド2モル付加物を硫酸ジエチルと反応させることで合成した4級アンモニウム塩であるラウリルエチルビス(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム エチルサルフェートを用いた。
次のような分散剤B1〜B7を準備した。
市販のルブリゾール社製ソルスパース33000を用いた。
市販の味の素ファインテクノ社製アジスパーPB-821を用いた。
還流管、撹拌装置、温度計および窒素導入管を取り付けた、セパラブルフラスコに、メタクリル酸メチル(和光純薬工業社製):1.5g、メトキシポリエチレングリコール(23)メタクリレート(新中村化学社製:NK-エステル M-230G、エチレンオキサイドの平均付加モル数:23):5.5g、メタクリルアミド(和光純薬工業社製):3.0g、およびエタノール(和光純薬工業社製):12.25gを仕込み、窒素置換し、65℃に加熱した。
市販のアイエスピージャパン社製のアンタロンV−216を用いた。
還流管、撹拌装置、温度計および窒素導入管を取り付けた、セパラブルフラスコに、メトキシポリエチレングリコール(23)メタクリレート(新中村化学社製:NK-エステル M-230G、エチレンオキサイドの平均付加モル数:23):8.5g、メタクリル酸(和光純薬工業社製):1.5g、エタノール(和光純薬工業社製):10g、3−メルカプト−1,2−プロパンジオール(和光純薬工業社製):0.1gを仕込み、窒素置換し、65℃に加熱した。
還流管、撹拌装置、温度計および窒素導入管を取り付けた、セパラブルフラスコに、メタクリル酸メチル(和光純薬工業社製):1.5g、メトキシポリエチレングリコール(23)メタクリレート(新中村化学社製:NK-エステルM-230G、エチレンオキサイドの平均付加モル数:23):7.0g、メタクリル酸(和光純薬工業社製):1.5g、エタノール(和光純薬工業社製):15g、および3−メルカプト−1,2−プロパンジオール(和光純薬工業社製):0.3gを仕込み、窒素置換し、65℃に加熱した。
市販の日油社製のマリアリムAKM-0531を用いた。
1−1.試料の作製
実験例1では、以下の試料の作製にあたって、前述したカチオン化合物A1〜A13のうち、表1の「カチオン化合物」の欄に示すものを用いた。なお、表1の「カチオン化合物」の欄には、カチオン基の「分子量」も示されている。
チタン酸バリウム(BET比表面積より計算した平均粒径:50nm):100gと、分散剤B6:4.0g(有効分)とを、直径1mmのジルコニアビーズ:500gと一緒に500mLの容器に入れ、トルエン/エタノール=48/52(容積比)の混合溶媒を加え、チタン酸バリウムの固形分濃度が50重量%になるように調整し、卓上型ボールミルにて、96時間、分散処理を行なった。
実施例1におけるカチオン化合物A1の代わりに、カチオン化合物A2を用いたことを除いて、実施例1の場合と同様にして、セラミックグリーンシートを作製し、それを用いて、積層セラミックコンデンサを作製した。
実施例1におけるカチオン化合物A1の代わりに、カチオン化合物A3を用いたことを除いて、実施例1の場合と同様にして、セラミックグリーンシートを作製し、それを用いて、積層セラミックコンデンサを作製した。
実施例1におけるカチオン化合物A1の代わりに、カチオン化合物A4を用いたことを除いて、実施例1の場合と同様にして、セラミックグリーンシートを作製し、それを用いて、積層セラミックコンデンサを作製した。
実施例1におけるカチオン化合物A1の代わりに、カチオン化合物A5を用いたことを除いて、実施例1の場合と同様にして、セラミックグリーンシートを作製し、それを用いて、積層セラミックコンデンサを作製した。
実施例1におけるカチオン化合物A1の代わりに、カチオン化合物A6を用いたことを除いて、実施例1の場合と同様にして、セラミックグリーンシートを作製し、それを用いて、積層セラミックコンデンサを作製した。
実施例1におけるカチオン化合物A1の代わりに、カチオン化合物A7を用いたことを除いて、実施例1の場合と同様にして、セラミックグリーンシートを作製し、それを用いて、積層セラミックコンデンサを作製した。
実施例1におけるカチオン化合物A1の代わりに、カチオン化合物A8を用いたことを除いて、実施例1の場合と同様にして、セラミックグリーンシートを作製し、それを用いて、積層セラミックコンデンサを作製した。
カチオン化合物を加えないことを除いて、実施例1の場合と同様にして、セラミックグリーンシートを作製し、それを用いて、積層セラミックコンデンサを作製した。
実施例1におけるカチオン化合物A1の代わりに、カチオン化合物A9を用いたことを除いて、実施例1の場合と同様にして、セラミックグリーンシートを作製し、それを用いて、積層セラミックコンデンサを作製した。
実施例1におけるカチオン化合物A1の代わりに、カチオン化合物A10を用いたことを除いて、実施例1の場合と同様にして、セラミックグリーンシートを作製し、それを用いて、積層セラミックコンデンサを作製した。
実施例1におけるカチオン化合物A1の代わりに、カチオン化合物A11を用いたことを除いて、実施例1の場合と同様にして、セラミックグリーンシートを作製し、それを用いて、積層セラミックコンデンサを作製した。
実施例1におけるカチオン化合物A1の代わりに、カチオン化合物A12を用いたことを除いて、実施例1の場合と同様にして、セラミックグリーンシートを作製し、それを用いて、積層セラミックコンデンサを作製した。
実施例1におけるカチオン化合物A1の代わりに、カチオン化合物A13を用いたことを除いて、実施例1の場合と同様にして、セラミックグリーンシートを作製し、それを用いて、積層セラミックコンデンサを作製した。
表1に示すように、上記積層セラミックコンデンサの作製過程で得られたセラミックグリーンシートについて、キャリアフィルムからの剥離時の剥離帯電量、剥離力、破断応力および伸びの測定を以下のように行なった。
キャリアフィルムとともに、セラミックグリーンシートを短辺4cm、長辺10cmの寸法の試験片に裁断し、この試験片を、セラミックスラリー塗工面と反対側(フイルム側)を下にして、90度剥離試験用治具を装着した卓上型精密試験機(島津製作所社製:オートグラフAGS-X)の台座に両面粘着テープを用いて固定した。次に、試験片の短辺側の片端をキャリアフィルムから1cm剥離した後、クリップで挟み、クリップをロードセルに固定した。その後、ロードセルを1cm/秒の速度で上昇させて90度剥離を行ない、セラミックグリーンシートの剥離面側の帯電量(剥離帯電量)の最大値を、剥離面から3cmの距離に設置した静電気センサー(キーエンス社製:SK-200)にて測定した。
上記の剥離帯電量の測定において、セラミックグリーンシートを1cm/秒の速度にて90度剥離する際、ロードセルにかかる荷重を測定した。具体的には、ロードセルが3cm上昇してから6cm上昇するまでの間にロードセルにかかる荷重の平均値を剥離力とした。
セラミックグリーンシートをJIS K6251に規定されたダンベル状1号形に裁断した。セラミックグリーンシートをキャリアフィルムから剥離する前に、厚みを計測し、キャリアフィルム自身の厚みとの差分より、セラミックグリーンシートの厚みを求めた。次に、剥離したセラミックグリーンシートを卓上型精密試験機(島津製作所社製:オートグラフEZ-TEST)に装着されたロードセルに取り付け、6cm/分の試験速度で引っ張り、試験片の破断時の応力、および、破断歪(伸び)を測定した。
幅100mmのキャリアフィルムとしてのPETフィルムにセラミックスラリーを塗工し、セラミックグリーンシートを成形した。そして、モーターを用いて一定速度でPETフィルムを繰り出し、巻き取りできる部分と、自由に回転できるローラーとで構成した搬送設備にセラミックグリーンシートを設置した。搬送設備内の、自由に回転できるローラーの間隔が30cm以上でかつ周囲30cm以内に導電体が存在しない箇所で、セラミックグリーンシート表面から3cmの距離に設置した静電気センサー(キーエンス社製:SK-200)にて搬送時に発生する帯電量を測定した。
市販のLCRメーター(HP4284A)にて、1kHz、0.5Vの条件で、積層セラミックコンデンサの抵抗値を測定した。抵抗値が1000Ω以下をショート不良とし、評価母数に対するショート不良数の割合をショート率とした。
2−1.試料の作製
実験例2では、以下の試料の作製にあたって、表2に示すように、カチオン化合物については、カチオン化合物A1をすべての試料において共通に用いながら、分散剤については、前述した分散剤B1〜B7のうち、表1の「分散剤」の欄に示すものを用いた。なお、表1の「分散剤」の欄には、分散剤の「イオン性」、およびわかっているものについて「分子量」も示されている。
チタン酸バリウム(BET比表面積より計算した平均粒径:50nm):20gと、分散剤B1:0.8g(有効分)とを、直径1mmのジルコニアビーズ:50gと一緒に100mLの容器に入れ、トルエン/エタノール=48/52(容積比)の混合溶媒を加え、チタン酸バリウムの固形分濃度が50重量%になるように調整し、卓上型ボールミルにて、96時間、分散処理を行なった。
実施例9における分散剤B1の代わりに、分散剤B2を用いたことを除いて、実施例9の場合と同様にして、セラミックグリーンシートを作製し、それを用いて、積層セラミックコンデンサを作製した。
実施例9における分散剤B1の代わりに、分散剤B3を用いたことを除いて、実施例9の場合と同様にして、セラミックグリーンシートを作製し、それを用いて、積層セラミックコンデンサを作製した。
実施例9における分散剤B1の代わりに、分散剤B4を用いたことを除いて、実施例9の場合と同様にして、セラミックグリーンシートを作製し、それを用いて、積層セラミックコンデンサを作製した。
実施例9における分散剤B1の代わりに、分散剤B5を用いたことを除いて、実施例9の場合と同様にして、セラミックグリーンシートを作製し、それを用いて、積層セラミックコンデンサを作製した。
実施例9における分散剤B1の代わりに、分散剤B6を用いたことを除いて、実施例9の場合と同様にして、セラミックグリーンシートを作製し、それを用いて、積層セラミックコンデンサを作製した。
実施例9における分散剤B1の代わりに、分散剤B7を用いたことを除いて、実施例9の場合と同様にして、セラミックグリーンシートを作製し、それを用いて、積層セラミックコンデンサを作製した。
分散剤を加えないことを除いて、実施例9の場合と同様にして、セラミックグリーンシートを作製し、それを用いて、積層セラミックコンデンサを作製した。
表2に示すように、上記積層セラミックコンデンサの作製過程で得られたセラミックグリーンシートについて、キャリアフィルムからの剥離時の剥離帯電量および剥離力の測定、セラミックグリーンシートの搬送時の帯電量を評価するため、搬送時帯電量の測定、ならびに、積層セラミックコンデンサの初期ショート率の測定を、実験例1の場合と同様の方法で行なった。
2 部品本体
5 セラミック層
Claims (1)
- セラミックグリーンシートをキャリアフィルム上で成形する工程と、前記キャリアフィルムから前記セラミックグリーンシートを剥離する工程と、複数の前記セラミックグリーンシートを積層することによって、グリーン積層体を得る工程と、前記グリーン積層体を焼成する工程とを実施することによって得られた、積層セラミック電子部品であって、
前記セラミックグリーンシートは、
塩基性セラミック材料と、
含窒素複素芳香族第4級アンモニウムカチオン基を含むカチオン化合物と、
分散剤と、
非水系溶媒と、
バインダと
を含有し、
前記塩基性セラミック材料100重量部に対して、前記カチオン化合物は0.05〜2重量部含有し、
前記分散剤は、比表面積(m 2 /g)を縦軸、分散剤含有量(塩基性セラミック材料100重量部に対する重量部)を横軸にとったグラフにおける、(5,0.3)、(5,1.5)、(20,1.2)、(20,6)を結んだ四角形の範囲内の含有量をもって含有し、
前記カチオン基は、分子量が150以下であり、下記一般式(1)で表わされるカチオン基、下記一般式(2)で表わされるカチオン基および下記一般式(3)で表わされるカチオン基からなる群より選ばれる少なくとも1種のカチオン基であり、
前記カチオン化合物は、アニオン化合物との塩として含有され、前記アニオン化合物が、アルキル硫酸および脂肪族カルボン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種の酸である、
積層セラミック電子部品。
式(2)中、R5およびR6は、互いに同一であっても異なっていてもよく、炭素数1〜4のアルキル基を示し、R7およびR8は、互いに同一であっても異なっていてもよく、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を示し、アルキル基は水酸基を有していてもよい。
式(3)中、R9およびR10は、互いに同一であっても異なっていてもよく、炭素数1〜4のアルキル基を示し、R11は、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を示し、アルキル基は水酸基を有していてもよい。
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