JP7405098B2 - Conductive paste, electronic components, and multilayer ceramic capacitors - Google Patents
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Description
本発明は、導電性ペースト、電子部品、及び積層セラミックコンデンサに関する。 The present invention relates to a conductive paste, an electronic component, and a multilayer ceramic capacitor.
携帯電話やデジタル機器などの電子機器の小型化および高性能化に伴い、積層セラミックコンデンサなどを含む電子部品についても小型化および高容量化が望まれている。積層セラミックコンデンサは、複数の誘電体層と複数の内部電極層とが交互に積層した構造を有し、これらの誘電体層及び内部電極層を薄膜化することにより、小型化及び高容量化を図ることができる。 BACKGROUND ART As electronic devices such as mobile phones and digital devices become smaller and have higher performance, electronic components including multilayer ceramic capacitors are also desired to be smaller and have higher capacity. Multilayer ceramic capacitors have a structure in which multiple dielectric layers and multiple internal electrode layers are alternately stacked, and by making these dielectric layers and internal electrode layers thinner, they can be made smaller and have higher capacitance. can be achieved.
積層セラミックコンデンサは、例えば、次のように製造される。まず、チタン酸バリウム(BaTiO3)などの誘電体粉末及びバインダー樹脂を含有する誘電体グリーンシートの表面上に、内部電極用の導電性ペーストを所定の電極パターンで印刷(塗布)し、乾燥して、乾燥膜を形成する。次に、乾燥膜と誘電体グリーンシートとが交互に重なるように積層し、加熱圧着して一体化し、圧着体を形成する。この圧着体を切断し、酸化性雰囲気または不活性雰囲気中にて脱有機バインダー処理を行った後、焼成を行い、焼成チップ(積層体)を得る。次いで、焼成チップ(積層体)の両端部に外部電極用ペーストを塗布し、焼成後、外部電極表面にニッケルメッキなどを施して、積層セラミックコンデンサが得られる。A multilayer ceramic capacitor is manufactured, for example, as follows. First, a conductive paste for internal electrodes is printed (coated) in a predetermined electrode pattern on the surface of a dielectric green sheet containing a dielectric powder such as barium titanate (BaTiO 3 ) and a binder resin, and then dried. to form a dry film. Next, the dry films and dielectric green sheets are laminated so as to overlap alternately, and are heat-pressed and integrated to form a pressed body. This pressed body is cut, subjected to organic binder removal treatment in an oxidizing atmosphere or inert atmosphere, and then fired to obtain fired chips (laminates). Next, an external electrode paste is applied to both ends of the fired chip (laminated body), and after firing, nickel plating or the like is applied to the external electrode surface to obtain a multilayer ceramic capacitor.
導電性ペーストを誘電体グリーンシートに印刷する際に用いられる印刷法としては、従来、スクリーン印刷法が一般的に用いられてきたが、電子デバイスの小型化、薄膜化や生産性向上の要求から、より微細な電極パターンを生産性高く印刷することが求められている。 Conventionally, screen printing has been commonly used as the printing method for printing conductive paste onto dielectric green sheets, but due to demands for smaller electronic devices, thinner films, and improved productivity. There is a need to print finer electrode patterns with high productivity.
導電性ペーストの印刷法の一つとして、製版に設けられた凹部に導電性ペーストを充填し、これを被印刷面に押し当てることでその製版から導電性ペーストを転写する連続印刷法であるグラビア印刷法が提案されている。グラビア印刷法は印刷速度が速く、生産性に優れる。グラビア印刷法を用いる場合、導電性ペースト中のバインダー樹脂、分散剤、溶剤等を適宜選択して、粘度等の特性をグラビア印刷に適した範囲に調整する必要がある。 Gravure is one of the printing methods for conductive paste, which is a continuous printing method in which the conductive paste is filled in the recesses provided in the plate and the conductive paste is transferred from the plate by pressing it against the surface to be printed. A printing method has been proposed. Gravure printing has fast printing speed and excellent productivity. When using the gravure printing method, it is necessary to appropriately select the binder resin, dispersant, solvent, etc. in the conductive paste, and adjust the properties such as viscosity to a range suitable for gravure printing.
例えば、特許文献1では、複数のセラミック層および前記セラミック層間の特定の界面に沿って延びる内部導体膜を備える積層セラミック電子部品における前記内部導体膜をグラビア印刷によって形成するために用いられる導電性ペーストであって、金属粉末を含む30~70重量%の固形成分と、1~10重量%のエトキシ基含有率が49.6%以上のエチルセルロース樹脂成分と、0.05~5重量%の分散剤と、残部としての溶剤成分とを含み、ずり速度0.1(s-1)での粘度η0.1が1Pa・s以上であり、かつずり速度0.02(s-1)での粘度η0.02が特定の式で表わされる条件を満たす、チキソトロピー流体である、導電性ペーストが記載されている。For example, in Patent Document 1, a conductive paste is used to form an inner conductor film by gravure printing in a laminated ceramic electronic component including a plurality of ceramic layers and an inner conductor film extending along a specific interface between the ceramic layers. 30 to 70% by weight solid component containing metal powder, 1 to 10% by weight ethyl cellulose resin component having an ethoxy group content of 49.6% or more, and 0.05 to 5% by weight dispersant. and a solvent component as the remainder, the viscosity η 0.1 at a shear rate of 0.1 (s -1 ) is 1 Pa·s or more, and the viscosity at a shear rate of 0.02 (s -1 ) A conductive paste is described that is a thixotropic fluid, satisfying the condition that η 0.02 is expressed by a specific formula.
また、特許文献2では、上記特許文献1と同様にグラビア印刷によって形成するために用いられる導電性ペーストであって、金属粉末を含む30~70重量%の固形成分と、1~10重量%の樹脂成分と、0.05~5重量%の分散剤と、残部としての溶剤成分とを含み、ずり速度0.1(s-1)での粘度が1Pa・s以上のチキソトロピー流体であって、ずり速度0.1(s-1)での粘度を基準としたときに、ずり速度10(s-1)での粘度変化率が50%以上である、導電性ペーストが記載されている。Furthermore, Patent Document 2 discloses a conductive paste used for forming by gravure printing as in Patent Document 1, which contains 30 to 70% by weight of a solid component including metal powder and 1 to 10% by weight of a conductive paste. A thixotropic fluid containing a resin component, 0.05 to 5% by weight of a dispersant, and the remainder a solvent component, and having a viscosity of 1 Pa·s or more at a shear rate of 0.1 (s -1 ), A conductive paste is described that has a viscosity change rate of 50% or more at a shear rate of 10 (s -1 ), based on the viscosity at a shear rate of 0.1 (s -1 ).
上記特許文献1、2によれば、これらの導電性ペーストは、ずり速度0.1(s-1)での粘度が1Pa・s以上であるチキソトロピー流体であり、グラビア印刷において高速での安定した連続印刷性が得られ、良好な生産効率をもって、積層セラミックコンデンサのような積層セラミック電子部品を製造することができるとされている。According to Patent Documents 1 and 2, these conductive pastes are thixotropic fluids with a viscosity of 1 Pa·s or more at a shear rate of 0.1 (s −1 ), and are stable at high speeds in gravure printing. It is said that continuous printing can be achieved and multilayer ceramic electronic components such as multilayer ceramic capacitors can be manufactured with good production efficiency.
また、特許文献3には、導電性粉末(A)、有機樹脂(B)、及び有機溶剤(C)、添加剤(D)、及び誘電体粉末(E)を含む積層セラミックコンデンサ内部電極用導電性ペーストであって、有機樹脂(B)は、重合度が10000以上50000以下のポリビニルブチラールと、重量平均分子量が10000以上100000以下のエチルセルロースからなり、有機溶剤(C)は、プロピレングリコールモノブチルエーテル、もしくはプロピレングリコールモノブチルエーテルとプロピレングリコールメチルエーテルアセテートの混合溶剤、又はプロピレングリコールモノブチルエーテルとミネラルスピリットの混合溶剤のいずれかからなり、添加剤(D)は、分離抑制剤と分散剤からなり、該分離抑制剤としてポリカルボン酸ポリマーもしくはポリカルボン酸の塩を含む組成物からなるグラビア印刷用導電性ペーストが記載されている。特許文献3によれば、この導電性ペーストは、グラビア印刷に適した粘度を有し、ペーストの均一性・安定性が向上し、かつ、乾燥性がよいとされている。 Furthermore, Patent Document 3 discloses a conductive material for multilayer ceramic capacitor internal electrodes containing a conductive powder (A), an organic resin (B), an organic solvent (C), an additive (D), and a dielectric powder (E). The organic resin (B) is composed of polyvinyl butyral having a degree of polymerization of 10,000 or more and 50,000 or less, and ethyl cellulose having a weight average molecular weight of 10,000 or more and 100,000 or less, and the organic solvent (C) is propylene glycol monobutyl ether, or a mixed solvent of propylene glycol monobutyl ether and propylene glycol methyl ether acetate, or a mixed solvent of propylene glycol monobutyl ether and mineral spirit; the additive (D) consists of a separation inhibitor and a dispersant; A conductive paste for gravure printing is described, which comprises a composition containing a polycarboxylic acid polymer or a salt of a polycarboxylic acid as an inhibitor. According to Patent Document 3, this conductive paste has a viscosity suitable for gravure printing, has improved paste uniformity and stability, and has good drying properties.
近年の内部電極層の薄膜化に伴い、導電性粉末も小粒径化する傾向がある。導電性粉末の粒径が小さい場合、その粒子表面の比表面積が大きくなるため、導電性粉末(金属粉末)の表面活性が高くなり、導電性ペーストの分散性が低下する場合があり、より高い分散性を有する導電性ペーストが求められている。 As internal electrode layers have become thinner in recent years, the particle size of conductive powder has also tended to become smaller. When the particle size of the conductive powder is small, the specific surface area of the particle surface becomes large, which increases the surface activity of the conductive powder (metal powder), which may reduce the dispersibility of the conductive paste, resulting in higher There is a need for a conductive paste with dispersibility.
また、導電性ペーストを、グラビア印刷法を用いて印刷する場合、スクリーン印刷法よりも低いペースト粘度が要求されるため、比較的比重の大きい導電性粉末が沈降し、ペーストの分散性が低下することが考えられる。なお、上記特許文献1、2に記載される導電性ペーストでは、フィルタを用いて、導電性ペースト中の塊状物を除去することにより、ペーストの分散性を改善させているが、塊状物を除去する工程が必要となるため、製造工程が煩雑となりやすい。 In addition, when printing conductive paste using gravure printing, a lower paste viscosity is required than with screen printing, so conductive powder with a relatively high specific gravity settles, reducing the dispersibility of the paste. It is possible that Note that in the conductive pastes described in Patent Documents 1 and 2, the dispersibility of the paste is improved by removing lumps in the conductive paste using a filter. The manufacturing process tends to be complicated.
本発明は、このような状況に鑑み、ペーストの分散性及び生産性に優れ、かつ、グラビア印刷に適したペースト粘度を有する導電性ペーストを提供することを目的とする。 In view of these circumstances, an object of the present invention is to provide a conductive paste that has excellent paste dispersibility and productivity, and has a paste viscosity suitable for gravure printing.
本発明の第1の態様では、導電性粉末、セラミック粉末、分散剤、バインダー樹脂及び有機溶剤を含む導電性ペーストであって、分散剤は、第1の酸系分散剤及び第2の酸系分散剤を含み、第1の酸系分散剤は、平均分子量が500を超え2000以下であり、かつ、主鎖に対して炭化水素基からなる分岐鎖を1つ以上有し、第2の酸系分散剤は、第1の酸系分散剤以外で、カルボキシル基を有し、バインダー樹脂は、アセタール系樹脂を含み、有機溶剤は、グリコールエーテル系溶剤を含む、導電性ペーストが提供される。 In a first aspect of the present invention, there is provided a conductive paste containing a conductive powder, a ceramic powder, a dispersant, a binder resin, and an organic solvent, the dispersant comprising a first acid-based dispersant and a second acid-based dispersant. The first acid-based dispersant has an average molecular weight of more than 500 and 2000 or less, and has one or more branched chains consisting of a hydrocarbon group with respect to the main chain, and the first acid-based dispersant A conductive paste is provided in which the system dispersant other than the first acid-based dispersant has a carboxyl group, the binder resin includes an acetal resin, and the organic solvent includes a glycol ether solvent.
また、第1の酸系分散剤はカルボキシル基を有する酸系分散剤であることが好ましく、ポリカルボン酸を主鎖とする炭化水素系グラフト共重合体であることがより好ましい。また、第2の酸系分散剤は、分子量が5000以下であり、かつ、炭素数10以上20以下のアルキル基又は炭素数10以上20以下のアルケニル基を含むことが好ましい。また、第1の酸系分散剤は、導電性粉末100質量部に対して、0.2質量部以上2質量部以下含有され、第2の酸系分散剤は、前記導電性粉末100質量部に対して、0.01質量部以上2質量部以下含有されることが好ましい。また、導電性粉末は、Ni、Pd、Pt、Au、Ag、Cu及びこれらの合金から選ばれる少なくとも1種の金属粉末を含有することが好ましい。また、導電性粉末は、平均粒径が0.05μm以上1.0μm以下であることが好ましい。また、セラミック粉末は、ペロブスカイト型酸化物を含むことが好ましい。また、セラミック粉末は、平均粒径が0.01μm以上0.5μm以下であることが好ましい。また、バインダー樹脂は、ブチラール系樹脂を含むことが好ましい。また、上記導電性ペーストは、積層セラミック部品の内部電極用であることが好ましい。また、上記導電性ペーストは、ずり速度100sec-1での粘度が0.8Pa・S以下であり、ずり速度10000sec-1での粘度が0.18Pa・S以下であることが好ましい。Further, the first acid-based dispersant is preferably an acid-based dispersant having a carboxyl group, and more preferably a hydrocarbon-based graft copolymer having a polycarboxylic acid as its main chain. Further, the second acidic dispersant preferably has a molecular weight of 5000 or less and contains an alkyl group having 10 to 20 carbon atoms or an alkenyl group having 10 to 20 carbon atoms. Further, the first acid-based dispersant is contained in an amount of 0.2 parts by mass or more and 2 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the conductive powder, and the second acid-based dispersant is contained in an amount of 0.2 parts by mass or more and 2 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the conductive powder. The content is preferably 0.01 parts by mass or more and 2 parts by mass or less. Moreover, it is preferable that the conductive powder contains at least one metal powder selected from Ni, Pd, Pt, Au, Ag, Cu, and alloys thereof. Moreover, it is preferable that the conductive powder has an average particle size of 0.05 μm or more and 1.0 μm or less. Moreover, it is preferable that the ceramic powder contains a perovskite type oxide. Moreover, it is preferable that the ceramic powder has an average particle size of 0.01 μm or more and 0.5 μm or less. Moreover, it is preferable that the binder resin contains a butyral resin. Further, it is preferable that the conductive paste is used for internal electrodes of laminated ceramic components. Further, the conductive paste preferably has a viscosity of 0.8 Pa·S or less at a shear rate of 100 sec −1 , and a viscosity of 0.18 Pa·S or less at a shear rate of 10,000 sec −1 .
本発明の第2の態様では、上記導電性ペーストを用いて形成される電子部品が提供される。 A second aspect of the present invention provides an electronic component formed using the above conductive paste.
本発明の第3の態様では、誘電体層と内部電極層とを積層した積層体を少なくとも有し、内部電極層は、上記導電性ペーストを用いて形成される積層セラミックコンデンサが提供される。 A third aspect of the present invention provides a multilayer ceramic capacitor having at least a laminate including a dielectric layer and an internal electrode layer, the internal electrode layer being formed using the conductive paste described above.
本発明の導電性ペーストは、ペーストの分散性及び生産性に優れる。また、本発明の導電性ペーストは、グラビア印刷に適した粘度を有する。また、本発明の導電性ペーストを用いて形成される積層セラミックコンデンサなどの電子部品の電極パターンは、薄膜化した電極を形成する際も導電性ペーストの印刷性に優れ、均一な厚みを有する。 The conductive paste of the present invention has excellent paste dispersibility and productivity. Further, the conductive paste of the present invention has a viscosity suitable for gravure printing. Further, the electrode pattern of an electronic component such as a multilayer ceramic capacitor formed using the conductive paste of the present invention has excellent printability and uniform thickness even when forming a thin electrode.
[導電性ペースト]
本実施形態の導電性ペーストは、導電性粉末、セラミック粉末、分散剤、バインダー樹脂及び有機溶剤を含む。以下、各成分について詳細に説明する。[Conductive paste]
The conductive paste of this embodiment includes conductive powder, ceramic powder, dispersant, binder resin, and organic solvent. Each component will be explained in detail below.
(導電性粉末)
導電性粉末は、特に限定されず、金属粉末を用いることができ、例えば、Ni、Pd、Pt、Au、Ag、Cu、およびこれらの合金から選ばれる1種以上の粉末を用いることができる。これらの中でも、導電性、耐食性及びコストの観点から、Ni、またはその合金の粉末(以下、「Ni粉末」と称する場合がある)を用いることが好ましい。Ni合金としては、例えば、Mn、Cr、Co、Al、Fe、Cu、Zn、Ag、Au、PtおよびPdからなる群より選択される少なくとも1種以上の元素とNiとの合金が用いることができる。Ni合金におけるNiの含有量は、例えば、50質量%以上、好ましくは80質量%以上である。また、Ni粉末は、脱バインダー処理の際、バインダー樹脂の部分的な熱分解による急激なガス発生を抑制するために、数百ppm程度の元素Sを含んでもよい。(conductive powder)
The conductive powder is not particularly limited, and metal powder can be used, for example, one or more powders selected from Ni, Pd, Pt, Au, Ag, Cu, and alloys thereof. Among these, from the viewpoints of conductivity, corrosion resistance, and cost, it is preferable to use powder of Ni or an alloy thereof (hereinafter sometimes referred to as "Ni powder"). As the Ni alloy, for example, an alloy of Ni and at least one element selected from the group consisting of Mn, Cr, Co, Al, Fe, Cu, Zn, Ag, Au, Pt and Pd can be used. can. The Ni content in the Ni alloy is, for example, 50% by mass or more, preferably 80% by mass or more. Further, the Ni powder may contain about several hundred ppm of element S in order to suppress rapid gas generation due to partial thermal decomposition of the binder resin during binder removal treatment.
導電性粉末の平均粒径は、好ましくは0.05μm以上1.0μm以下であり、より好ましくは0.1μm以上0.5μm以下である。導電性粉末の平均粒径が上記範囲である場合、薄膜化した積層セラミックコンデンサ(積層セラミック部品)の内部電極用ペーストとして好適に用いることができ、例えば、乾燥膜の平滑性及び乾燥膜密度が向上する。平均粒径は、走査型電子顕微鏡(SEM)による観察から求められる値であり、SEMで倍率10,000倍にて観察した画像から、複数の粒子一つ一つの粒径を測定して、得られる個数平均値である。 The average particle size of the conductive powder is preferably 0.05 μm or more and 1.0 μm or less, more preferably 0.1 μm or more and 0.5 μm or less. When the average particle size of the conductive powder is within the above range, it can be suitably used as a paste for internal electrodes of thin-film multilayer ceramic capacitors (multilayer ceramic parts). improves. The average particle size is a value obtained from observation with a scanning electron microscope (SEM), and is obtained by measuring the particle size of each particle from an image observed with a SEM at a magnification of 10,000 times. This is the average value of the number of pieces.
導電性粉末の含有量は、導電性ペースト全量に対して、好ましくは30質量%以上70質量%未満であり、より好ましくは40質量%以上60質量%以下である。導電性粉末の含有量が上記範囲である場合、導電性及び分散性に優れる。 The content of the conductive powder is preferably 30% by mass or more and less than 70% by mass, more preferably 40% by mass or more and 60% by mass or less, based on the total amount of the conductive paste. When the content of the conductive powder is within the above range, the conductivity and dispersibility are excellent.
(セラミック粉末)
セラミック粉末としては、特に限定されず、例えば、積層セラミックコンデンサの内部電極用の導電性ペーストである場合、適用する積層セラミックコンデンサの種類により適宜、公知のセラミック粉末が選択される。セラミック粉末としては、例えば、Ba及びTiを含むペロブスカイト型酸化物が挙げられ、好ましくはチタン酸バリウム(BaTiO3)である。(ceramic powder)
The ceramic powder is not particularly limited, and for example, in the case of a conductive paste for internal electrodes of a multilayer ceramic capacitor, a known ceramic powder is selected as appropriate depending on the type of multilayer ceramic capacitor to which it is applied. Examples of the ceramic powder include perovskite oxides containing Ba and Ti, preferably barium titanate (BaTiO 3 ).
セラミック粉末としては、チタン酸バリウムを主成分とし、酸化物を副成分として含むセラミック粉末を用いてもよい。酸化物としては、Mn、Cr、Si、Ca、Ba、Mg、V、W、Ta、Nbおよび希土類元素から選ばれる1種類以上の酸化物が挙げられる。 As the ceramic powder, a ceramic powder containing barium titanate as a main component and an oxide as a subcomponent may be used. Examples of the oxide include one or more oxides selected from Mn, Cr, Si, Ca, Ba, Mg, V, W, Ta, Nb, and rare earth elements.
また、セラミック粉末としては、例えば、チタン酸バリウム(BaTiO3)のBa原子やTi原子を他の原子、例えば、Sn、Pb、Zrなどで置換したペロブスカイト型酸化物強誘電体のセラミック粉末を用いてもよい。In addition, as the ceramic powder, for example, a perovskite oxide ferroelectric ceramic powder in which Ba atoms and Ti atoms of barium titanate (BaTiO 3 ) are replaced with other atoms, such as Sn, Pb, and Zr, is used. It's okay.
内部電極用の導電性ペーストとして用いる場合、セラミック粉末は、積層セラミックコンデンサ(電子部品)の誘電体グリーンシートを構成する誘電体セラミック粉末と同一組成の粉末を用いてもよい。これにより、焼結工程における誘電体層と内部電極層との界面での収縮のミスマッチによるクラックの発生が抑制される。このようなセラミック粉末としては、上記のBa及びTiを含むペロブスカイト型酸化物以外に、例えば、ZnO、フェライト、PZT、BaO、Al2O3、Bi2O3、R(希土類元素)2O3、TiO2、Nd2O3などの酸化物が挙げられる。なお、セラミック粉末は、1種類を用いてもよく、2種類以上を用いてもよい。When used as a conductive paste for internal electrodes, the ceramic powder may have the same composition as the dielectric ceramic powder constituting the dielectric green sheet of a multilayer ceramic capacitor (electronic component). This suppresses the occurrence of cracks due to shrinkage mismatch at the interface between the dielectric layer and the internal electrode layer during the sintering process. Examples of such ceramic powders include, in addition to the above-mentioned perovskite oxides containing Ba and Ti, ZnO, ferrite, PZT, BaO, Al 2 O 3 , Bi 2 O 3 , R (rare earth element) 2 O 3 , TiO 2 , Nd 2 O 3 and the like. Note that one type of ceramic powder may be used, or two or more types of ceramic powder may be used.
セラミック粉末の平均粒径は、例えば、0.01μm以上0.5μm以下であり、好ましくは0.01μm以上0.3μm以下の範囲である。セラミック粉末の平均粒径が上記範囲であることにより、内部電極用ペーストとして用いた場合、十分に細く薄い均一な内部電極を形成することができる。平均粒径は、走査型電子顕微鏡(SEM)による観察から求められる値であり、SEMで倍率50,000倍にて観察した映像から、複数の粒子一つ一つの粒径を測定して、得られる個数平均値である。 The average particle size of the ceramic powder is, for example, 0.01 μm or more and 0.5 μm or less, preferably 0.01 μm or more and 0.3 μm or less. Since the average particle size of the ceramic powder is within the above range, when used as an internal electrode paste, a sufficiently thin and uniform internal electrode can be formed. The average particle size is a value obtained from observation using a scanning electron microscope (SEM), and is obtained by measuring the particle size of each particle from an image observed with a SEM at a magnification of 50,000 times. This is the average value of the number of pieces.
セラミック粉末の含有量は、導電性粉末100質量部に対して、好ましくは1質量部以上30質量部以下であり、より好ましくは3質量部以上30質量部以下である。 The content of the ceramic powder is preferably 1 part by mass or more and 30 parts by mass or less, more preferably 3 parts by mass or more and 30 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the conductive powder.
セラミック粉末の含有量は、導電性ペースト全量に対して、好ましくは1質量%以上20質量%以下であり、より好ましくは3質量%以上20質量%以下である。 The content of the ceramic powder is preferably 1% by mass or more and 20% by mass or less, more preferably 3% by mass or more and 20% by mass or less, based on the total amount of the conductive paste.
(バインダー樹脂)
バインダー樹脂は、アセタール系樹脂を含む。アセタール系樹脂としては、ポリビニルブチラールなどのブチラール系樹脂が好ましい。バインダー樹脂がアセタール系樹脂を含む場合、グラビア印刷に適した粘度に調整することができ、かつ、グリーンシートとの接着強度をより向上させることができる。バインダー樹脂は、例えば、バインダー樹脂全体に対して、アセタール系樹脂を20質量%以上含んでもよく、30質量%以上含んでもよく、アセタール系樹脂のみからなってもよい。また、アセタール系樹脂の含有量が、バインダー樹脂全体に対して40質量%未満であっても、低いペースト粘度と、十分な接着強度を有することができる。(binder resin)
The binder resin includes an acetal resin. As the acetal resin, butyral resins such as polyvinyl butyral are preferred. When the binder resin contains an acetal resin, the viscosity can be adjusted to be suitable for gravure printing, and the adhesive strength with the green sheet can be further improved. The binder resin may contain, for example, 20% by mass or more of acetal-based resin, 30% by mass or more of acetal-based resin, or may consist only of acetal-based resin. Furthermore, even if the content of the acetal resin is less than 40% by mass based on the entire binder resin, it is possible to have low paste viscosity and sufficient adhesive strength.
アセタール系樹脂の含有量は、導電性粉末100質量部に対して、好ましくは1質量部以上10質量部以下であり、より好ましくは1質量部以上8質量部以下である。 The content of the acetal resin is preferably 1 part by mass or more and 10 parts by mass or less, more preferably 1 part by mass or more and 8 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the conductive powder.
また、バインダー樹脂は、アセタール系樹脂以下の他の樹脂を含んでもよい。他の樹脂としては、特に限定されず、公知の樹脂を用いることができる。他の樹脂としては、例えば、メチルセルロース、エチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、ニトロセルロースなどのセルロース系樹脂、アクリル系樹脂などが挙げられ、中でも、溶剤への溶解性、燃焼分解性の観点などから、エチルセルロースが好ましい。また、バインダー樹脂の分子量は、例えば、20000~200000程度である。 Moreover, the binder resin may contain other resins below the acetal resin. Other resins are not particularly limited, and known resins can be used. Examples of other resins include cellulose resins such as methylcellulose, ethylcellulose, ethylhydroxyethylcellulose, and nitrocellulose, and acrylic resins. Among them, ethylcellulose is preferred from the viewpoint of solubility in solvents and combustion decomposition properties. preferable. Further, the molecular weight of the binder resin is, for example, about 20,000 to 200,000.
バインダー樹脂の含有量は、導電性粉末100質量部に対して、好ましくは1質量部以上10質量部以下であり、より好ましくは1質量部以上8質量部以下である。 The content of the binder resin is preferably 1 part by mass or more and 10 parts by mass or less, more preferably 1 part by mass or more and 8 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the conductive powder.
バインダー樹脂の含有量は、導電性ペースト全量に対して、好ましくは0.5質量%以上10質量%以下であり、より好ましくは0.5質量%以上6質量%以下である。バインダー樹脂の含有量が上記範囲である場合、導電性及び分散性に優れる。 The content of the binder resin is preferably 0.5% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or more and 6% by mass or less, based on the total amount of the conductive paste. When the content of the binder resin is within the above range, the conductivity and dispersibility are excellent.
(有機溶剤)
有機溶剤は、グリコールエーテル系溶剤を含む。(Organic solvent)
Organic solvents include glycol ether solvents.
グリコールエーテル系溶剤としては、例えば、ジエチレングリコールモノ-2-エチルヘキシルエーテル、エチレングリコールモノ-2-エチルヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテルなどの(ジ)エチレングリコールエーテル類、及び、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル(PNB)などのプロピレングリコールモノアルキルエーテル類などが挙げられる。中でも、プロピレングリコールモノアルキルエーテル類が好ましく、プロピレングリコールモノブチルエーテル(PNB)がより好ましい。有機溶剤がグリコールエーテル系溶剤を含む場合、上述したバインダー樹脂との相溶性に優れ、かつ、乾燥性に優れる。 Examples of glycol ether solvents include (di)ethylene glycol ethers such as diethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether, ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether, diethylene glycol monohexyl ether, and ethylene glycol monohexyl ether, and propylene glycol. Examples include propylene glycol monoalkyl ethers such as monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, and propylene glycol monobutyl ether (PNB). Among them, propylene glycol monoalkyl ethers are preferred, and propylene glycol monobutyl ether (PNB) is more preferred. When the organic solvent contains a glycol ether solvent, it has excellent compatibility with the above-mentioned binder resin and has excellent drying properties.
有機溶剤は、例えば、有機溶剤全体に対し、グリコールエーテル系溶剤を25質量%以上含んでもよく、50質量%以上含んでもよく、グリコールエーテル系溶剤のみからなってもよい。また、グリコールエーテル系溶剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The organic solvent may contain, for example, 25% by mass or more of a glycol ether solvent, 50% by mass or more of a glycol ether solvent, or may consist only of a glycol ether solvent. Moreover, one type of glycol ether solvent may be used alone, or two or more types may be used in combination.
有機溶剤は、さらにアセテート系溶剤を含んでもよい。アセテート系溶剤としては、例えば、ジヒドロターピニルアセテート、イソボルニルアセテート、イソボルニルプロピネート、イソボルニルブチレート、イソボルニルイソブチレートや、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、3-メトキシー3-メチルブチルアセテート、1-メトキシプロピル-2-アセテートなどのグリコールエーテルアセテート類などが挙げられる。 The organic solvent may further include an acetate solvent. Examples of acetate solvents include dihydroterpinyl acetate, isobornyl acetate, isobornyl propinate, isobornyl butyrate, isobornyl isobutyrate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, and dipropylene glycol methyl ether. Examples include glycol ether acetates such as acetate, 3-methoxy-3-methylbutyl acetate, and 1-methoxypropyl-2-acetate.
有機溶剤がアセテート系溶剤を含む場合、例えば、ジヒドロターピニルアセテート、イソボルニルアセテート、イソボルニルプロピネート、イソボルニルブチレート及びイソボルニルイソブチレートから選ばれる少なくとも1種のアセテート系溶剤(A)を含んでもよい。これらの中でもイソボルニルアセテートがより好ましい。アセテート系溶剤は、有機溶剤全体に対して、0質量%以上80質量%以下含有され、好ましくは10質量%以上60質量%以下含有され、より好ましくは20質量%以上40質量%以下含有される。 When the organic solvent contains an acetate-based solvent, for example, at least one acetate-based solvent selected from dihydroterpinyl acetate, isobornyl acetate, isobornylpropinate, isobornyl butyrate, and isobornyl isobutyrate. It may also contain a solvent (A). Among these, isobornyl acetate is more preferred. The acetate solvent is contained in an amount of 0% by mass or more and 80% by mass or less, preferably 10% by mass or more and 60% by mass or less, more preferably 20% by mass or more and 40% by mass or less, based on the entire organic solvent. .
また、有機溶剤がアセテート系溶剤を含む場合、例えば、上記のアセテート系溶剤(A)と、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテートから選ばれる少なくとも1種のアセテート系溶剤(B)とを含んでもよい。このような混合溶剤を用いる場合、容易に導電性ペーストの粘度調整を行うことができ、導電性ペーストの乾燥スピードを速くすることができる。 In addition, when the organic solvent contains an acetate-based solvent, for example, the above-mentioned acetate-based solvent (A) and at least one acetate-based solvent (B) selected from ethylene glycol monobutyl ether acetate and dipropylene glycol methyl ether acetate. May include. When such a mixed solvent is used, the viscosity of the conductive paste can be easily adjusted and the drying speed of the conductive paste can be increased.
アセテート系溶剤(A)とアセテート系溶剤(B)とを含む混合液の場合、有機溶剤は、アセテート系溶剤全体に対して、アセテート系溶剤(A)を好ましくは50質量%以上90質量%以下含有し、より好ましくは60質量%以上80質量%以下含有する。上記混合液の場合、アセテート系溶剤全体100質量%に対して、アセテート系溶剤(B)を好ましくは10質量%以上50質量%以下含有し、より好ましくは20質量%以上40質量%以下含有する。 In the case of a mixed solution containing an acetate-based solvent (A) and an acetate-based solvent (B), the organic solvent preferably contains the acetate-based solvent (A) in an amount of 50% by mass or more and 90% by mass or less based on the total acetate-based solvent. The content is more preferably 60% by mass or more and 80% by mass or less. In the case of the above mixed solution, the acetate solvent (B) preferably contains 10% by mass or more and 50% by mass or less, more preferably 20% by mass or more and 40% by mass or less, based on 100% by mass of the total acetate solvent. .
また、有機溶剤は、グリコールエーテル系溶剤およびアセテート系溶剤以外の他の有機溶剤を含んでもよい。他の有機溶剤としては、特に限定されず、上記バインダー樹脂を溶解することができる公知の有機溶剤を用いることができる。他の有機溶剤としては、例えば、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソブチル、酢酸ブチルなどの酢酸エステル系溶剤、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶剤、ターピネオール、ジヒドロターピネオールなどのテルペン系溶剤、トリデカン、ノナン、シクロヘキサンなどの脂肪族系炭化水素溶剤などが挙げられる。中でも、脂肪族系炭化水素溶剤が好ましく、脂肪族系炭化水素溶剤のうちミネラルスピリットがより好ましい。なお、他の有機溶剤は、1種類を用いてもよく、2種類以上を用いてもよい。 Further, the organic solvent may include other organic solvents than glycol ether solvents and acetate solvents. The other organic solvent is not particularly limited, and any known organic solvent that can dissolve the binder resin can be used. Examples of other organic solvents include acetate ester solvents such as ethyl acetate, propyl acetate, isobutyl acetate, and butyl acetate, ketone solvents such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, terpene solvents such as terpineol and dihydroterpineol, tridecane, Examples include aliphatic hydrocarbon solvents such as nonane and cyclohexane. Among these, aliphatic hydrocarbon solvents are preferred, and among the aliphatic hydrocarbon solvents, mineral spirits are more preferred. Note that one type or two or more types of other organic solvents may be used.
有機溶剤は、例えば、主溶剤としてグリコールエーテル系溶剤を含み、副溶剤として脂肪族系炭化水素溶剤を含むことができる。この場合、グリコールエーテル系溶剤は、導電性粉末100質量部に対して、好ましくは30質量部以上50質量部以下、より好ましくは40質量部以上50質量部以下含まれ、脂肪族系炭化水素溶剤は、導電性粉末100質量部に対して、好ましくは20質量部以上80質量部以下、より好ましくは20質量部以上40質量部以下含まれる。また、脂肪族系炭化水素溶剤が、導電性粉末100質量に対して、25質量部以上含まれる場合でも、導電性ペーストは分散性に優れることができる。 The organic solvent may include, for example, a glycol ether solvent as a main solvent and an aliphatic hydrocarbon solvent as a subsolvent. In this case, the glycol ether solvent is preferably contained in an amount of 30 parts by mass or more and 50 parts by mass or less, more preferably 40 parts by mass or more and 50 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the conductive powder, and the aliphatic hydrocarbon solvent is preferably contained in an amount of 20 parts by mass or more and 80 parts by mass or less, more preferably 20 parts by mass or more and 40 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the conductive powder. Further, even when the aliphatic hydrocarbon solvent is contained in an amount of 25 parts by mass or more based on 100 mass parts of the conductive powder, the conductive paste can have excellent dispersibility.
有機溶剤の含有量は、導電性粉末100質量部に対して、好ましくは50質量部以上130質量部以下であり、より好ましくは60質量部以上90質量部以下である。有機溶剤の含有量が上記範囲である場合、導電性及び分散性に優れる。 The content of the organic solvent is preferably 50 parts by mass or more and 130 parts by mass or less, more preferably 60 parts by mass or more and 90 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the conductive powder. When the content of the organic solvent is within the above range, the conductivity and dispersibility are excellent.
有機溶剤の含有量は、導電性ペースト全量に対して、20質量%以上50質量%以下が好ましく、25質量%以上45質量%以下がより好ましい。有機溶剤の含有量が上記範囲である場合、導電性及び分散性に優れる。 The content of the organic solvent is preferably 20% by mass or more and 50% by mass or less, more preferably 25% by mass or more and 45% by mass or less, based on the total amount of the conductive paste. When the content of the organic solvent is within the above range, the conductivity and dispersibility are excellent.
(分散剤)
本発明者らは、導電性ペーストに用いる分散剤について、種々の分散剤を検討した結果、平均分子量が500を超え2000以下であり、かつ、主鎖に対して炭化水素基からなる分岐鎖を1つ以上有する第1の酸系分散剤と、第1の酸系分散剤以外でカルボキシル基を有する第2の酸系分散剤とを含有する分散剤を用いることにより、導電性ペーストに含有される粉末材料(導電性粉末やセラミック粉末)の分散性に優れ、かつ、乾燥膜表面の平滑性に優れることを見出した。(dispersant)
As a result of examining various dispersants for use in conductive paste, the present inventors found that the average molecular weight is more than 500 and less than 2000, and the main chain has a branched chain consisting of a hydrocarbon group. By using a dispersant containing one or more first acid-based dispersants and a second acid-based dispersant other than the first acid-based dispersant that has a carboxyl group, the conductive paste contains It has been found that the powder material (conductive powder and ceramic powder) has excellent dispersibility, and the dry film surface has excellent smoothness.
本効果が奏される理由の詳細は明らかでないが、第1の酸系分散剤が炭化水素基からなる分岐を有することにより、効果的に立体障害を形成して、粉末材料の凝集を抑制するとともに、第2の酸系分散剤がカルボキシル基を有することにより、このカルボキシル基が第1の酸系分散剤をより効果的に分散させることができると考えられる。また、第1の酸系分散剤の分子量を特定の大きさとするよることにより、導電性ペーストの用途に応じた好適な粘度で維持できるものと考えられる。なお、本発明は上記の理論(理由)によって拘束されない。以下、本実施形態に係る分散剤について、さらに詳細に説明する。 Although the details of the reason for this effect are not clear, the first acid-based dispersant has branches consisting of hydrocarbon groups, which effectively forms steric hindrance and suppresses agglomeration of the powder material. In addition, it is considered that when the second acid-based dispersant has a carboxyl group, this carboxyl group can disperse the first acid-based dispersant more effectively. Further, it is considered that by setting the molecular weight of the first acidic dispersant to a specific value, it is possible to maintain a suitable viscosity depending on the use of the conductive paste. Note that the present invention is not restricted by the above theory (reason). Hereinafter, the dispersant according to this embodiment will be explained in more detail.
第1の酸系分散剤は、主鎖に対して炭化水素基からなる分岐鎖を1つ以上有し、好ましくは複数有する。また、第1の酸系分散剤は、カルボキシル基を有することが好ましく、ポリカルボン酸を主鎖とする炭化水素系グラフト共重合体であることがより好ましい。また、ポリカルボン酸はエステル構造を有することが好ましい。また、炭化水素基は、鎖状構造を有することが好ましい。また、炭化水素基は、アルキル基であってもよい。また、アルキル基は、炭素及び水素のみで構成されてもよく、アルキル基を構成する水素の一部が置換基で置換されてもよい。 The first acid-based dispersant has one or more branched chains consisting of hydrocarbon groups in its main chain, preferably a plurality of branched chains. Further, the first acid-based dispersant preferably has a carboxyl group, and is more preferably a hydrocarbon-based graft copolymer having a polycarboxylic acid as its main chain. Moreover, it is preferable that the polycarboxylic acid has an ester structure. Moreover, it is preferable that the hydrocarbon group has a chain structure. Further, the hydrocarbon group may be an alkyl group. Furthermore, the alkyl group may be composed only of carbon and hydrogen, or a portion of the hydrogen constituting the alkyl group may be substituted with a substituent.
第1の酸系分散剤の分子量は、500より大きく2000以下であり、1000以上2000以下であってもよい。分子量が上記範囲である場合、導電性粉末やセラミック粉末の分散性に優れ、乾燥膜表面の密度、及び、平滑性に優れる。なお、本明細書において、分散剤の分子量がある程度の分布を有する場合、分散剤の分子量は、重量平均分子量を示す。 The molecular weight of the first acidic dispersant is greater than 500 and less than or equal to 2000, and may be greater than or equal to 1000 and less than or equal to 2000. When the molecular weight is within the above range, the conductive powder and ceramic powder will have excellent dispersibility, and the dry film surface will have excellent density and smoothness. In this specification, when the molecular weight of the dispersant has a certain degree of distribution, the molecular weight of the dispersant indicates the weight average molecular weight.
第1の酸系分散剤は、例えば、市販の製品から、上記特性を満たすものを選択して用いることができる。また、酸系分散剤は、従来公知の製造方法を用いて、上記特性を満たすように製造してもよい。 As the first acid-based dispersant, one that satisfies the above characteristics can be selected from commercially available products. Further, the acidic dispersant may be manufactured using a conventionally known manufacturing method so as to satisfy the above characteristics.
第1の酸系分散剤は、導電性粉末100質量部に対して、好ましくは0.2質量部以上2質量部以下含有される。酸系分散剤の含有量が上記範囲である場合、導電性粉末やセラミック粉末の分散性や、塗布後の乾燥電極表面の平滑性に優れ、かつ、導電性ペーストの粘度を適切な範囲に調整することができ、また、シートアタックやグリーンシートの剥離不良を抑制することができる。また、本実施形態に係る導電性ペーストは、酸系分散剤の含有量が1質量部以下であっても、高い分散性を有することができる。 The first acidic dispersant is preferably contained in an amount of 0.2 parts by mass or more and 2 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the conductive powder. When the content of the acid dispersant is within the above range, the dispersibility of the conductive powder and ceramic powder and the smoothness of the dried electrode surface after application are excellent, and the viscosity of the conductive paste is adjusted to an appropriate range. In addition, it is possible to suppress sheet attacks and poor peeling of green sheets. Further, the conductive paste according to the present embodiment can have high dispersibility even if the content of the acid-based dispersant is 1 part by mass or less.
第2の酸系分散剤は、カルボキシル基を有する酸系分散剤である。第2の酸系分散剤は、好ましくは分子量が5000以下であり、より好ましくは分子量が1000以下であり、さらに好ましくは分子量が500以下である。第2の酸系分散剤は、例えば、炭化水素基を有する酸系分散剤である。炭化水素基としては、炭素数10以上20以下のアルキル基又は炭素数10以上20以下のアルケニル基を含むことが好ましい。第2の酸系分散剤が、上記のような構造を有する場合、第1の酸系分散剤を添加したことによる効果を更に向上させ、導電性ペーストを形成した時の分散性をより向上させることができる。 The second acidic dispersant is an acidic dispersant having a carboxyl group. The second acidic dispersant preferably has a molecular weight of 5000 or less, more preferably 1000 or less, and even more preferably 500 or less. The second acidic dispersant is, for example, an acidic dispersant having a hydrocarbon group. The hydrocarbon group preferably includes an alkyl group having 10 to 20 carbon atoms or an alkenyl group having 10 to 20 carbon atoms. When the second acid-based dispersant has the above structure, the effect of adding the first acid-based dispersant is further improved, and the dispersibility when forming a conductive paste is further improved. be able to.
第2の酸系分散剤としては、例えば、高級脂肪酸、アミノ酸等の酸系分散剤などが挙げられる。なお、第2の分散剤は、1種または2種以上組み合わせて用いてもよい。 Examples of the second acidic dispersant include acidic dispersants such as higher fatty acids and amino acids. Note that the second dispersant may be used alone or in combination of two or more.
高級脂肪酸としては、不飽和カルボン酸でも飽和カルボン酸でもよく、特に限定されるものではないが、ステアリン酸、オレイン酸、ベヘン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、リノール酸、ラウリン酸、リノレン酸など炭素数11以上のものが挙げられる。中でも、オレイン酸、またはステアリン酸が好ましい。
Higher fatty acids may be unsaturated carboxylic acids or saturated carboxylic acids, and are not particularly limited to carbonaceous acids such as stearic acid, oleic acid, behenic acid, myristic acid, palmitic acid, linoleic acid, lauric acid, and linolenic acid. Examples include those of
高級脂肪酸以外の第2の酸系分散剤としては、特に限定されず、モノアルキルアミン塩に代表されるアルキルモノアミン塩型、N-アルキル(C14~C18)プロピレンジアミンジオレイン酸塩に代表されるアルキルジアミン塩型、アルキルトリメチルアンモニウムクロライドに代表されるアルキルトリメチルアンモニウム塩型、ヤシアルキルジメチルベンジルアンモニウムクロライドに代表されるアルキルジメチルベンジルアンモニウム塩型、アルキル・ジポリオキシエチレンメチルアンモニウムクロライドに代表される4級アンモニウム塩型、アルキルピリジニウム塩型、ジメチルステアリルアミンに代表される3級アミン型、ポリオキシプロピレン・ポリオキシエチレンアルキルアミンに代表されるポリオキシエチレンアルキルアミン型、N、N’、N’-トリス(2-ヒドロキシエチル)-N-アルキル(C14~18)1,3-ジアミノプロパンに代表されるジアミンのオキシエチレン付加型から選択される界面活性剤等が挙げられ、これらの中でもアルキルモノアミン塩型が好ましい。 The second acid-based dispersant other than higher fatty acids is not particularly limited, and may be an alkyl monoamine salt type represented by a monoalkylamine salt, or an alkyl monoamine salt type represented by a N-alkyl (C14 to C18) propylene diamine dioleate. Alkyl diamine salt type, alkyl trimethyl ammonium salt type represented by alkyl trimethyl ammonium chloride, alkyl dimethyl benzyl ammonium salt type represented by coconut alkyl dimethyl benzyl ammonium chloride, and 4 represented by alkyl dipolyoxyethylene methyl ammonium chloride. grade ammonium salt type, alkylpyridinium salt type, tertiary amine type represented by dimethylstearylamine, polyoxyethylene alkylamine type represented by polyoxypropylene/polyoxyethylene alkylamine, N, N', N'- Examples include surfactants selected from oxyethylene-adducted diamines represented by tris(2-hydroxyethyl)-N-alkyl(C14-18)1,3-diaminopropane, and among these, alkyl monoamine salts Type is preferred.
アルキルモノアミン塩型としては、オレオイルザルコシン、ラウリロイルザルコシン、ステアリン酸アミドなどが好ましい。 As the alkyl monoamine salt type, oleoyl sarcosine, lauriloyl sarcosine, stearic acid amide, etc. are preferable.
第2の酸系分散剤は、導電性粉末100質量部に対して、好ましくは0.01質量部以上2質量部以下含有される。第1の酸系分散剤と併せて、第2の酸系分散剤を上記範囲で含む場合、導電性ペースト中の導電性粉末やセラミック粉末の分散性により優れ、塗布後の乾燥電極表面の平滑性により優れ、かつ、導電性ペーストの粘度を適切な範囲に調整することができ、また、シートアタックやグリーンシートの剥離不良を抑制することができる。また、本実施形態に係る導電性ペーストは、第2の酸系分散剤の含有量が1質量部以下であってもよく、0.1質量部以下であってもよく、0.05質量部以下であってもよい。 The second acidic dispersant is preferably contained in an amount of 0.01 parts by mass or more and 2 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the conductive powder. When the second acid-based dispersant is included in the above range in addition to the first acid-based dispersant, the conductive powder and ceramic powder in the conductive paste have better dispersibility, and the dry electrode surface becomes smoother after coating. In addition, the viscosity of the conductive paste can be adjusted to an appropriate range, and sheet attack and poor peeling of the green sheet can be suppressed. Further, in the conductive paste according to the present embodiment, the content of the second acidic dispersant may be 1 part by mass or less, 0.1 part by mass or less, or 0.05 part by mass. The following may be sufficient.
また、第2の酸系分散剤は、例えば、第1の酸系分散剤100質量部に対して、1質量部以上500質量部以下程度、好ましくは50質量部以上300質量部以下、より好ましくは50質量部以上200質量部、さらに好ましくは50質量部以上150質量部含有されることができる。第2の酸系分散剤を上記範囲で含有する場合、乾燥膜密度や表面粗さが良好になる傾向がある。 Further, the second acid-based dispersant is, for example, about 1 part by mass or more and 500 parts by mass or less, preferably 50 parts by mass or more and 300 parts by mass or less, more preferably, based on 100 parts by mass of the first acid-based dispersant. may be contained in an amount of 50 parts by mass or more and 200 parts by mass, more preferably 50 parts by mass or more and 150 parts by mass. When the second acidic dispersant is contained within the above range, the dry film density and surface roughness tend to be good.
なお、導電性ペーストは、分散剤として、第1の酸系分散剤と第2の酸系分散剤のみを含んでもよいし、上記の酸系分散剤以外の分散剤を、本発明の効果を阻害しない範囲で含んでもよい。上記以外の分散剤としては、例えば、高級脂肪酸、高分子界面活性剤などを含む酸系分散剤、塩基系分散剤、両性界面活性剤、及び高分子系分散剤などなどを含んでもよく、塩基系分散剤を含有させるのがより好ましい。また、これらの分散剤は、1種または2種以上組み合わせて用いてもよい。 The conductive paste may contain only the first acid-based dispersant and the second acid-based dispersant as dispersants, or may contain dispersants other than the above-mentioned acid-based dispersants to achieve the effects of the present invention. It may be included as long as it does not inhibit it. Dispersants other than those mentioned above may include, for example, acidic dispersants including higher fatty acids, polymeric surfactants, basic dispersants, amphoteric surfactants, polymeric dispersants, etc. It is more preferable to include a system dispersant. Further, these dispersants may be used alone or in combination of two or more.
また、第1及び第2酸系分散剤を含む、分散剤全体の含有量(総含有量)が、前記導電性粉末100質量部に対して、0.01質量部以上3質量部以下であることが好ましく、0.23質量部以上3質量部以下であることがより好ましい。また、本実施形態に係る導電性ペーストは、分散剤全体の含有量(総含有量)が2質量部以下であってもよく、1質量部以下であってもよい。分散剤全体の含有量が上記範囲であっても、高い分散性を有することができる。 Further, the content of the entire dispersant (total content) including the first and second acid-based dispersants is 0.01 parts by mass or more and 3 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the conductive powder. The content is preferably 0.23 parts by mass or more and 3 parts by mass or less. Further, in the conductive paste according to the present embodiment, the content of the entire dispersant (total content) may be 2 parts by mass or less, or 1 part by mass or less. Even if the total content of the dispersant is within the above range, high dispersibility can be achieved.
また、酸系分散剤の総含有量は、導電性ペースト全量に対して、好ましくは3質量%以下含有される。分散剤の総含有量の上限は、好ましくは、2質量%以下であり、より好ましくは1質量%以下である。分散剤の総含有量の下限は、特に限定されないが、例えば、0.01質量%以上であり、好ましくは0.05質量%以上である。分散剤の総含有量が上記範囲である場合、導電性ペーストの粘度を適切な範囲に調整することができ、また、シートアタックやグリーンシートの剥離不良を抑制することができる。 Further, the total content of the acid-based dispersant is preferably 3% by mass or less based on the total amount of the conductive paste. The upper limit of the total content of dispersants is preferably 2% by mass or less, more preferably 1% by mass or less. The lower limit of the total content of dispersants is not particularly limited, but is, for example, 0.01% by mass or more, preferably 0.05% by mass or more. When the total content of the dispersant is within the above range, the viscosity of the conductive paste can be adjusted to an appropriate range, and sheet attack and poor peeling of the green sheet can be suppressed.
(その他の成分)
本実施形態の導電性ペーストは、必要に応じて、上記の成分以外のその他の成分を含んでもよい。その他の成分としては、例えば、消泡剤、可塑剤、増粘剤などの従来公知の添加物を用いることができる。(Other ingredients)
The conductive paste of this embodiment may contain other components other than the above-mentioned components, if necessary. As other components, conventionally known additives such as antifoaming agents, plasticizers, and thickeners can be used.
(導電性ペースト)
本実施形態の導電性ペーストの製造方法は、特に限定されず、従来公知の方法を用いることができる。導電性ペーストは、例えば、上記の各成分を、3本ロールミル、ボールミル、ミキサーなどで攪拌・混練することにより製造することができる。その際、導電性粉末表面に予め分散剤を塗布すると、導電性粉末が凝集することなく十分にほぐれて、その表面に分散剤が行きわたるようになり、均一な導電性ペーストを得やすい。また、予め、バインダー樹脂を有機溶剤の一部に溶解させて、有機ビヒクルを作製した後、ペースト調整用の有機溶剤へ、導電性粉末、セラミック粉末、分散剤、及び、有機ビヒクルを添加した後、攪拌・混練し、導電性ペーストを作製してもよい。(conductive paste)
The method for manufacturing the conductive paste of this embodiment is not particularly limited, and conventionally known methods can be used. The conductive paste can be produced, for example, by stirring and kneading the above-mentioned components using a three-roll mill, a ball mill, a mixer, or the like. At that time, if a dispersant is applied to the surface of the conductive powder in advance, the conductive powder will be sufficiently loosened without agglomerating, and the dispersant will be spread over the surface, making it easier to obtain a uniform conductive paste. In addition, after preparing an organic vehicle by dissolving the binder resin in a part of an organic solvent in advance, the conductive powder, ceramic powder, dispersant, and organic vehicle are added to the organic solvent for paste preparation. , may be stirred and kneaded to prepare a conductive paste.
導電性ペーストは、ずり速度100sec-1の粘度が、好ましくは0.8Pa・S以下であり、0.5Pa・S以下であってもよく、0.4Pa・S以下であってもよく、0.3Pa・S以下であってもよく、0.25Pa・S以下であってもよい。ずり速度100sec-1の粘度が上記範囲である場合、グラビア印刷用の導電性ペーストとして好適に用いることができる。上記範囲を超えると粘度が高すぎてグラビア印刷用として適さない場合がある。本実施形態の導電性ペーストのずり速度100sec-1の粘度の下限は、特に限定されないが、例えば、0.1Pa・S以上である。The viscosity of the conductive paste at a shear rate of 100 sec -1 is preferably 0.8 Pa·S or less, may be 0.5 Pa·S or less, may be 0.4 Pa·S or less, It may be .3 Pa·S or less, or it may be 0.25 Pa·S or less. When the viscosity at a shear rate of 100 sec -1 is within the above range, it can be suitably used as a conductive paste for gravure printing. If it exceeds the above range, the viscosity may be too high and may not be suitable for gravure printing. The lower limit of the viscosity of the conductive paste of this embodiment at a shear rate of 100 sec -1 is not particularly limited, but is, for example, 0.1 Pa·S or more.
また、導電性ペーストは、ずり速度10000sec-1の粘度が、好ましくは0.18Pa・S以下であり、0.14Pa.a未満であってもよい。ずり速度10000sec-1の粘度が上記範囲である場合、グラビア印刷用の導電性ペーストとして好適に用いることができる。上記範囲を超えた場合も、粘度が高すぎてグラビア印刷用として適さない場合がある。ずり速度10000sec-1の粘度の下限は、特に限定されないが、例えば、0.05Pa・S以上である。Further, the viscosity of the conductive paste at a shear rate of 10,000 sec -1 is preferably 0.18 Pa·S or less, and 0.14 Pa. It may be less than a. When the viscosity at a shear rate of 10,000 sec -1 is within the above range, it can be suitably used as a conductive paste for gravure printing. If it exceeds the above range, the viscosity may be too high and may not be suitable for gravure printing. The lower limit of the viscosity at a shear rate of 10,000 sec -1 is not particularly limited, but is, for example, 0.05 Pa·S or more.
また、導電性ペーストを印刷した後、乾燥して得られる乾燥膜の乾燥膜密度(DFD)は、5.0g/cm3を超えるのが好ましく、5.2g/cm3以上であってもよく、5.2g/cm3を超えてもよく、5.3g/cm3以上であってもよい。乾燥膜密度の上限は、特に限定されず、金属ニッケルの真密度9.8g/cm3を超えることはなく、例えば、6.5g/cm3以下であってもよい。Further, the dry film density (DFD) of the dried film obtained by printing and drying the conductive paste is preferably more than 5.0 g/cm 3 , and may be 5.2 g/cm 3 or more. , may exceed 5.2 g/cm 3 , and may exceed 5.3 g/cm 3 . The upper limit of the dry film density is not particularly limited, and may not exceed the true density of metal nickel, 9.8 g/cm 3 , and may be, for example, 6.5 g/cm 3 or less.
また、導電性ペーストを印刷し、大気中120℃で1時間乾燥させることにより、20mm角、膜厚1~3μmの乾燥膜を作製した際の算術平均粗さSaは、0.2μm以下であることが好ましく、0.16μm以下であってもよい。一方、算術平均粗さSaの下限は、特に限定されず、表面が平らであるのが好ましく、0を超える値であって小さい値であるほど好ましい。なお、算術平均粗さSaは、ISO 25178の規格に基づいて計測する。 Furthermore, by printing the conductive paste and drying it in the atmosphere at 120°C for 1 hour, a dry film of 20 mm square and 1 to 3 μm in thickness was produced, and the arithmetic mean roughness Sa was 0.2 μm or less. is preferable, and may be 0.16 μm or less. On the other hand, the lower limit of the arithmetic mean roughness Sa is not particularly limited, and it is preferable that the surface is flat, and the smaller the value that exceeds 0, the more preferable it is. Note that the arithmetic mean roughness Sa is measured based on the ISO 25178 standard.
導電性ペーストは、積層セラミックコンデンサなどの電子部品に好適に用いることができる。積層セラミックコンデンサは、誘電体グリーンシートを用いて形成される誘電体層及び導電性ペーストを用いて形成される内部電極層を有する。 The conductive paste can be suitably used for electronic components such as multilayer ceramic capacitors. A multilayer ceramic capacitor has a dielectric layer formed using a dielectric green sheet and an internal electrode layer formed using a conductive paste.
積層セラミックコンデンサは、誘電体グリーンシートに含まれる誘電体セラミック粉末と導電性ペーストに含まれるセラミック粉末とが同一組成の粉末であることが好ましい。本実施形態の導電性ペーストを用いて製造される積層セラミックデバイスは、誘電体グリーンシートの厚さが、例えば3μm以下である場合でも、シートアタックやグリーンシートの剥離不良が抑制される。 In the multilayer ceramic capacitor, it is preferable that the dielectric ceramic powder contained in the dielectric green sheet and the ceramic powder contained in the conductive paste have the same composition. In the multilayer ceramic device manufactured using the conductive paste of the present embodiment, sheet attack and poor peeling of the green sheet are suppressed even when the thickness of the dielectric green sheet is, for example, 3 μm or less.
[電子部品]
以下、本発明の電子部品等の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図面においては、適宜、模式的に表現することや、縮尺を変更して表現することがある。また、部材の位置や方向などを、適宜、図1などに示すXYZ直交座標系を参照して説明する。このXYZ直交座標系において、X方向およびY方向は水平方向であり、Z方向は鉛直方向(上下方向)である。[Electronic parts]
Embodiments of electronic components and the like of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the drawings may be expressed schematically or with a changed scale, as appropriate. Further, the positions and directions of members will be explained with reference to the XYZ orthogonal coordinate system shown in FIG. 1 and the like as appropriate. In this XYZ orthogonal coordinate system, the X direction and the Y direction are horizontal directions, and the Z direction is a vertical direction (up and down direction).
図1A及び図1Bは、実施形態に係る電子部品の一例である、積層セラミックコンデンサ1を示す図である。積層セラミックコンデンサ1は、誘電体層12及び内部電極層11を交互に積層した積層体10と外部電極20とを備える。
1A and 1B are diagrams showing a multilayer ceramic capacitor 1, which is an example of an electronic component according to an embodiment. The multilayer ceramic capacitor 1 includes a laminate 10 in which
以下、上記導電性ペーストを使用した積層セラミックコンデンサの製造方法について説明する。まず、誘電体グリーンシート上に、導電性ペーストを印刷して、乾燥し乾燥膜を形成し、この乾燥膜を上面に有する複数の誘電体グリーンシートを、圧着により積層させた後、焼成して一体化することにより、セラミックコンデンサ本体となる積層セラミック焼成体(積層体10)を作製する。その後、積層体10の両端部に一対の外部電極20を形成することにより積層セラミックコンデンサ1が製造される。以下に、より詳細に説明する。
Hereinafter, a method for manufacturing a multilayer ceramic capacitor using the above conductive paste will be described. First, a conductive paste is printed on a dielectric green sheet and dried to form a dry film. A plurality of dielectric green sheets having this dry film on the upper surface are laminated by pressure bonding, and then fired. By integrating, a laminated ceramic fired body (laminated body 10) which becomes a ceramic capacitor body is produced. Thereafter, the multilayer ceramic capacitor 1 is manufactured by forming a pair of
まず、未焼成のセラミックシートである誘電体グリーンシート(セラミックグリーンシート)を用意する。この誘電体グリーンシートとしては、例えば、チタン酸バリウム等の所定のセラミックの原料粉末に、ポリビニルブチラール等の有機バインダーとターピネオール等の溶剤とを加えて得た誘電体層用ペーストを、PETフィルム等の支持フィルム上にシート状に塗布し、乾燥させて溶剤を除去したもの等が挙げられる。なお、誘電体グリーンシートからなる誘電体層の厚みは、特に限定されないが、積層セラミックコンデンサ1の小型化の要請の観点から、0.05μm以上3μm以下が好ましい。 First, a dielectric green sheet (ceramic green sheet), which is an unfired ceramic sheet, is prepared. This dielectric green sheet is made of a dielectric layer paste obtained by adding an organic binder such as polyvinyl butyral and a solvent such as terpineol to a predetermined ceramic raw material powder such as barium titanate, and a PET film or the like. Examples include those obtained by coating a sheet on a support film and drying it to remove the solvent. Note that the thickness of the dielectric layer made of the dielectric green sheet is not particularly limited, but from the viewpoint of the demand for miniaturization of the multilayer ceramic capacitor 1, it is preferably 0.05 μm or more and 3 μm or less.
次いで、この誘電体グリーンシートの片面に、グラビア印刷法を用いて、上述の導電性ペーストを印刷して塗布し、乾燥させて乾燥膜を形成したものを複数枚、用意する。なお、印刷後の導電性ペースト(乾燥膜)の厚みは、内部電極層11の薄層化の要請の観点から、乾燥後1μm以下とすることが好ましい。
Next, a plurality of dielectric green sheets are prepared in which the above-mentioned conductive paste is printed and applied on one side of the dielectric green sheet using a gravure printing method, and dried to form a dry film. Note that the thickness of the conductive paste (dry film) after printing is preferably 1 μm or less after drying, from the viewpoint of reducing the thickness of the
次いで、支持フィルムから、誘電体グリーンシートを剥離するとともに、誘電体グリーンシートとその片面に形成された導電性ペースト(乾燥膜)とが交互に配置されるように積層した後、加熱・加圧処理により積層体(圧着体)を得る。なお、積層体の両面に、導電性ペーストを塗布していない保護用の誘電体グリーンシートを更に配置する構成としてもよい。 Next, the dielectric green sheet is peeled off from the support film, and the dielectric green sheet and the conductive paste (dry film) formed on one side are laminated in an alternating manner, and then heated and pressed. A laminate (crimped body) is obtained by the treatment. Note that a configuration may be adopted in which protective dielectric green sheets to which no conductive paste is applied are further disposed on both surfaces of the laminate.
次いで、積層体を所定サイズに切断してグリーンチップを形成した後、当該グリーンチップに対して脱バインダー処理を施し、還元雰囲気下において焼成することにより、積層セラミック焼成体(積層体10)を製造する。なお、脱バインダー処理における雰囲気は、大気またはN2ガス雰囲気にすることが好ましい。脱バインダー処理を行う際の温度は、例えば200℃以上400℃以下である。また、脱バインダー処理を行う際の、上記温度の保持時間を0.5時間以上24時間以下とすることが好ましい。また、焼成は、内部電極層11に用いる金属の酸化を抑制するために還元雰囲気で行われ、また、積層体10の焼成を行う際の温度は、例えば、1000℃以上1350℃以下であり、焼成を行う際の、温度の保持時間は、例えば、0.5時間以上8時間以下である。Next, after cutting the laminate into a predetermined size to form a green chip, the green chip is subjected to a binder removal treatment and fired in a reducing atmosphere to produce a laminated ceramic fired body (laminated body 10). do. Note that the atmosphere in the binder removal treatment is preferably air or N 2 gas atmosphere. The temperature during the binder removal treatment is, for example, 200°C or more and 400°C or less. Further, it is preferable that the holding time at the above temperature during the binder removal treatment is 0.5 hours or more and 24 hours or less. Further, the firing is performed in a reducing atmosphere to suppress oxidation of the metal used for the
グリーンチップの焼成を行うことにより、誘電体グリーンシート中の有機バインダーが完全に除去されるとともに、セラミックの原料粉末が焼成されて、セラミック製の誘電体層12が形成される。また乾燥膜中の有機ビヒクルが除去されるとともに、ニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末が焼結もしくは溶融、一体化されて、内部電極層11が形成され、誘電体層12と内部電極層11とが複数枚、交互に積層された積層セラミック焼成体(積層体10)が形成される。なお、酸素を誘電体層12の内部に取り込んで信頼性を高めるとともに、内部電極層11の再酸化を抑制するとの観点から、焼成後の積層セラミック焼成体(積層体10)に対して、アニール処理を施してもよい。
By firing the green chip, the organic binder in the dielectric green sheet is completely removed, and the ceramic raw material powder is fired to form the
そして、作製した積層セラミック焼成体(積層体10)に対して、一対の外部電極20を設けることにより、積層セラミックコンデンサ1が製造される。例えば、外部電極20は、外部電極層21及びメッキ層22を備える。外部電極層21は、内部電極層11と電気的に接続する。なお、外部電極20の材料としては、例えば、銅やニッケル、またはこれらの合金が好適に使用できる。なお、電子部品は、積層セラミックコンデンサ以外の電子部品を用いることもできる。
Then, by providing a pair of
以下、本発明を実施例と比較例に基づき詳細に説明するが、本発明は実施例によって何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be explained in detail based on Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited by the Examples in any way.
[評価方法]
(導電性ペーストの粘度)
導電性ペーストの製造後の粘度を、レオメーターを用いて、ずり速度100sec-1、10000sec-1の条件で測定した。[Evaluation method]
(Viscosity of conductive paste)
The viscosity of the conductive paste after production was measured using a rheometer at a shear rate of 100 sec -1 and 10,000 sec -1 .
(乾燥膜密度)
作製した導電性ペーストをPETフィルム上に載せ、幅50mm、隙間125μmのアプリケータで長さ約100mmに延ばした。得られたPETフィルムを120℃、40分乾燥させて、乾燥膜を形成した後、この乾燥膜を2.54cm(1インチ)角に4枚切断し、PETフィルムをはがした上で各4枚の乾燥膜の厚み、重量を測定して、乾燥膜密度(平均値)を算出した。(Dry film density)
The prepared conductive paste was placed on a PET film and stretched to a length of about 100 mm using an applicator with a width of 50 mm and a gap of 125 μm. The obtained PET film was dried at 120°C for 40 minutes to form a dry film, and then the dried film was cut into four pieces of 2.54 cm (1 inch) square, and the PET film was peeled off. The thickness and weight of each dry film were measured, and the dry film density (average value) was calculated.
(表面粗さ)
2.54cm(1インチ)角の耐熱強化ガラス上に、作製した導電性ペーストを印刷し、大気中120℃で1時間乾燥させることにより、20mm角、膜厚1~3μmの乾燥膜を作製した。作製した乾燥膜の表面粗さSa(算術平均粗さ)を、ISO 25178の規格に基づいて計測する装置を用いて測定した。なお、算術平均粗さSaは、算術平均粗さRa(線の算術平均高さ)を面に拡張したパラメータである。(Surface roughness)
The prepared conductive paste was printed on a 2.54 cm (1 inch) square heat-resistant tempered glass and dried in the air at 120°C for 1 hour to produce a 20 mm square dry film with a film thickness of 1 to 3 μm. . The surface roughness Sa (arithmetic mean roughness) of the produced dry film was measured using a measuring device based on the ISO 25178 standard. Note that the arithmetic mean roughness Sa is a parameter obtained by extending the arithmetic mean roughness Ra (arithmetic mean height of a line) to a surface.
[使用材料]
(導電性粉末)
導電性粉末としては、Ni粉末(SEM平均粒径0.3μm)を使用した。[Materials used]
(conductive powder)
As the conductive powder, Ni powder (SEM average particle size: 0.3 μm) was used.
(セラミック粉末)
セラミック粉末としては、チタン酸バリウム(BaTiO3;SEM平均粒径0.10μm)を使用した。(ceramic powder)
Barium titanate (BaTiO 3 ; SEM average particle size 0.10 μm) was used as the ceramic powder.
(バインダー樹脂)
バインダー樹脂としては、ポリビニルブチラール樹脂(PVB)、エチルセルロース(EC)を使用した。(binder resin)
As the binder resin, polyvinyl butyral resin (PVB) and ethyl cellulose (EC) were used.
(分散剤)
(1)第1の酸系分散剤(A)として、ポリカルボン酸を主鎖とする炭化水素系グラフト共重合体(炭化水素からなる分岐鎖を有する)で平均分子量が1500である酸系分散剤を用いた。
(2)第2の酸系分散剤(B)として、オレオイルザルコシン(C21H39NO3)を用いた。
(3)比較用に、従来の導電性ペーストに使用されているリン酸系分散剤(C)(分子量:1400、炭化水素からなる分岐鎖なし)を用いた。(dispersant)
(1) The first acid-based dispersant (A) is an acid-based dispersion made of a hydrocarbon-based graft copolymer (having a branched chain made of hydrocarbons) having a polycarboxylic acid as its main chain and having an average molecular weight of 1500. A drug was used.
(2) As the second acidic dispersant (B), oleoylsarcosine (C 21 H 39 NO 3 ) was used.
(3) For comparison, a phosphoric acid dispersant (C) (molecular weight: 1400, no branched chain consisting of hydrocarbons) used in conventional conductive pastes was used.
(有機溶剤)
有機溶剤としては、プロピレングリコールモノブチルエーテル(PNB)、ミネラルスピリット(MA)、ターピネオール(TPO)を使用した。(Organic solvent)
Propylene glycol monobutyl ether (PNB), mineral spirit (MA), and terpineol (TPO) were used as organic solvents.
[実施例1]
導電性粉末であるNi粉末100質量部に対して、セラミック粉末25質量部と、分散剤として第1の酸系分散剤(A)0.2質量部、第2の酸系分散剤(B)1.0質量部と、バインダー樹脂として、PVB2質量部およびEC4質量部と、有機溶剤としてPNB41質量部およびMA27質量部と、を混合して導電性ペーストを作製した。作製した導電性ペーストの粘度及びペーストの乾燥膜密度、表面粗さを上記方法で評価した。導電性ペーストの分散剤等の含有量を表1に、導電性ペーストの粘度、及び、乾燥膜密度、表面粗さの評価結果を表2に示す。
[実施例2]
第1の酸系分散剤(A)の含有量を0.74質量部とした以外は、実施例1と同様に導電性ペーストを作製して、評価した。導電性ペーストの分散剤等の含有量を表1に、導電[実施例3]
第1の酸系分散剤(A)の含有量を2.0質量部とした以外は、実施例1と同様に導電性ペーストを作製して、評価した。導電性ペーストの分散剤等の含有量を表1に、導電性ペーストの粘度、及び、乾燥膜密度、表面粗さの評価結果を表2に示す。
[実施例4]
第2の酸系分散剤(B)の含有量を0.01質量部とした以外は、実施例2と同様に導電性ペーストを作製して、評価した。導電性ペーストの分散剤等の含有量を表1に、導電性ペーストの粘度、及び、乾燥膜密度、表面粗さの評価結果を表2に示す。
[実施例5]
第2の酸系分散剤(B)の含有量を2.0質量部とした以外は、実施例2と同様に導電性ペーストを作製して、評価した。導電性ペーストの分散剤等の含有量を表1に、導電性ペーストの粘度、及び、乾燥膜密度、表面粗さの評価結果を表2に示す。
[実施例6]
第1の酸系分散剤(A)の含有量を0.6質量部、第2の酸系分散剤(B)の含有量を1.2質量部とした以外は、実施例1と同様に導電性ペーストを作製して、評価した。導電性ペーストの分散剤等の含有量を表1に、導電性ペーストの粘度、及び、乾燥膜密度、表面粗さの評価結果を表2に示す。[Example 1]
For 100 parts by mass of Ni powder, which is a conductive powder, 25 parts by mass of ceramic powder, 0.2 parts by mass of a first acid-based dispersant (A), and a second acid-based dispersant (B) as a dispersant. A conductive paste was prepared by mixing 1.0 parts by mass, 2 parts by mass of PVB and 4 parts by mass of EC as binder resins, and 41 parts by mass of PNB and 27 parts by mass of MA as organic solvents. The viscosity of the produced conductive paste, the dry film density of the paste, and the surface roughness were evaluated using the above methods. Table 1 shows the content of the dispersant, etc. in the conductive paste, and Table 2 shows the evaluation results of the viscosity, dry film density, and surface roughness of the conductive paste.
[Example 2]
A conductive paste was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1, except that the content of the first acidic dispersant (A) was 0.74 parts by mass. The content of dispersants, etc. in the conductive paste is shown in Table 1.
A conductive paste was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1, except that the content of the first acidic dispersant (A) was 2.0 parts by mass. Table 1 shows the content of the dispersant, etc. in the conductive paste, and Table 2 shows the evaluation results of the viscosity, dry film density, and surface roughness of the conductive paste.
[Example 4]
A conductive paste was prepared and evaluated in the same manner as in Example 2, except that the content of the second acidic dispersant (B) was 0.01 part by mass. Table 1 shows the content of the dispersant, etc. in the conductive paste, and Table 2 shows the evaluation results of the viscosity, dry film density, and surface roughness of the conductive paste.
[Example 5]
A conductive paste was prepared and evaluated in the same manner as in Example 2, except that the content of the second acidic dispersant (B) was 2.0 parts by mass. Table 1 shows the content of the dispersant, etc. in the conductive paste, and Table 2 shows the evaluation results of the viscosity, dry film density, and surface roughness of the conductive paste.
[Example 6]
Same as Example 1 except that the content of the first acidic dispersant (A) was 0.6 parts by mass, and the content of the second acidic dispersant (B) was 1.2 parts by mass. A conductive paste was prepared and evaluated. Table 1 shows the content of the dispersant, etc. in the conductive paste, and Table 2 shows the evaluation results of the viscosity, dry film density, and surface roughness of the conductive paste.
[比較例1]
分散剤として、リン酸系分散剤を0.8質量部用いた以外は、実施例1と同様に導電性ペーストを作製して、評価した。導電性ペーストの分散剤等の含有量を表1に、導電性ペーストの粘度、及び、乾燥膜密度、表面粗さの評価結果を表2に示す。
[比較例2]
主溶剤として、TPOを68質量部用い、副溶剤を用いなかった以外は、実施例2と同様に導電性ペーストを作製して、評価した。導電性ペーストの分散剤等の含有量を表1に、導電性ペーストの粘度、及び、乾燥膜密度、表面粗さの評価結果を表2に示す。
[比較例3]
バインダー樹脂として、ECを6質量部用い、PVBを用いなかった以外は、実施例2と同様に導電性ペーストを作製して、評価した。導電性ペーストの分散剤等の含有量を表1に、導電性ペーストの粘度、及び、乾燥膜密度、表面粗さの評価結果を表2に示す。[Comparative example 1]
A conductive paste was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1, except that 0.8 parts by mass of a phosphoric acid-based dispersant was used as the dispersant. Table 1 shows the content of the dispersant, etc. in the conductive paste, and Table 2 shows the evaluation results of the viscosity, dry film density, and surface roughness of the conductive paste.
[Comparative example 2]
A conductive paste was prepared and evaluated in the same manner as in Example 2, except that 68 parts by mass of TPO was used as the main solvent and no subsolvent was used. Table 1 shows the content of the dispersant, etc. in the conductive paste, and Table 2 shows the evaluation results of the viscosity, dry film density, and surface roughness of the conductive paste.
[Comparative example 3]
A conductive paste was prepared and evaluated in the same manner as in Example 2, except that 6 parts by mass of EC was used as the binder resin and PVB was not used. Table 1 shows the content of the dispersant, etc. in the conductive paste, and Table 2 shows the evaluation results of the viscosity, dry film density, and surface roughness of the conductive paste.
[参考例1]
分散剤として、第2の酸系分散剤(B)を用いなかった以外は、実施例2と同様に導電性ペーストを作製して、評価した。導電性ペーストの分散剤等の含有量を表1に、導電性ペーストの粘度、及び、乾燥膜密度、表面粗さの評価結果を表2に示す。
[参考例2]
分散剤として、第1の酸系分散剤(A)を用いず、第2の酸系分散剤(B)の含有量を0.8質量部とした以外は、実施例2と同様に導電性ペーストを作製して、評価した。導電性ペーストの分散剤等の含有量を表1に、導電性ペーストの粘度、及び、乾燥膜密度、表面粗さの評価結果を表2に示す。[Reference example 1]
A conductive paste was prepared and evaluated in the same manner as in Example 2, except that the second acid-based dispersant (B) was not used as the dispersant. Table 1 shows the content of the dispersant, etc. in the conductive paste, and Table 2 shows the evaluation results of the viscosity, dry film density, and surface roughness of the conductive paste.
[Reference example 2]
Conductivity was obtained in the same manner as in Example 2, except that the first acidic dispersant (A) was not used as the dispersant, and the content of the second acidic dispersant (B) was 0.8 parts by mass. A paste was prepared and evaluated. Table 1 shows the content of the dispersant, etc. in the conductive paste, and Table 2 shows the evaluation results of the viscosity, dry film density, and surface roughness of the conductive paste.
(評価結果)
実施例の導電性ペーストは、ずり速度が100sec-1での粘度が0.20~0.23Pa・s、ずり速度が10000sec-1での粘度が0.11~0.14Pa・sであり、いずれのずり速度でも安定して低い値を示し、グラビア印刷に適した粘度を有することが示された。また、実施例の導電性ペーストは、乾燥膜密度が5.1~5.4g/cm3と高い値を示し、かつ、乾燥膜の表面粗さが0.13~0.16μmであり、分散性に優れることが確認された。(Evaluation results)
The conductive paste of the example has a viscosity of 0.20 to 0.23 Pa·s at a shear rate of 100 sec −1 and a viscosity of 0.11 to 0.14 Pa·s at a shear rate of 10000 sec −1 , It showed a stable low value at any shear rate, indicating that it had a viscosity suitable for gravure printing. In addition, the conductive paste of the example exhibited a high dry film density of 5.1 to 5.4 g/cm 3 , and the surface roughness of the dry film was 0.13 to 0.16 μm. It was confirmed that it has excellent properties.
また、実施例1~3の導電性ペーストを比較した場合、第1の酸系分散剤(A)の含有量の増加に伴い、乾燥膜密度が向上し、表面粗さがより平滑になることが分かる。ただし、実施例3の乾燥膜密度や表面粗さの値は、ほぼ飽和した値である。実施例2、4、5より、第2の酸系分散剤の含有量を増やすことでも、乾燥膜密度や表面粗さを向上させることができることが分かる。また、実施例1,4と実施例6の導電性ペーストなどの比較から、第1の酸系分散剤(A)と第2の酸系分散剤(B)との配合比に大きく差があるより、配合比が近い方が乾燥膜密度や表面粗さが良好な傾向がある。 Furthermore, when comparing the conductive pastes of Examples 1 to 3, it was found that as the content of the first acid dispersant (A) increased, the dry film density improved and the surface roughness became smoother. I understand. However, the values of the dry film density and surface roughness of Example 3 are approximately saturated values. From Examples 2, 4, and 5, it can be seen that the dry film density and surface roughness can also be improved by increasing the content of the second acidic dispersant. Furthermore, from a comparison of the conductive pastes of Examples 1 and 4 and Example 6, there is a large difference in the blending ratio of the first acid-based dispersant (A) and the second acid-based dispersant (B). The closer the blending ratio is, the better the dry film density and surface roughness tend to be.
これに対し、膜第1の酸系分散剤を含有せず、リン酸系分散剤を用いた比較例1の導電性ペーストは、同様の条件で製造した場合、実施例よりも粘度が高くなり、乾燥膜密度も十分高くできず、表面粗さも実施例と比較して高かった。 On the other hand, the conductive paste of Comparative Example 1, which did not contain the acid-based dispersant in the first film but used a phosphoric acid-based dispersant, had a higher viscosity than that of the example when manufactured under the same conditions. However, the dry film density could not be made sufficiently high, and the surface roughness was also higher than in Examples.
また、一般的に多く用いられているTPOを主溶剤とした比較例2の導電性ペーストは、粘度が非常に高くなり、グラビアペースト向きではなく、表面粗さも実施例と比較すると高かった。また、バインダー樹脂にアセタール系樹脂を含有しない比較例3の導電性ペーストは、粘度が高めで、乾燥膜密度を十分高くすることができなかった。 Further, the conductive paste of Comparative Example 2 using TPO as the main solvent, which is commonly used, had a very high viscosity and was not suitable for gravure paste, and the surface roughness was also high compared to the example. Further, the conductive paste of Comparative Example 3 in which the binder resin did not contain an acetal resin had a high viscosity, and the dry film density could not be made sufficiently high.
また、分散剤として第1の酸系分散剤(A)を単独で含む参考例1の導電性ペースト、又は、第2の分散剤(B)を単独で含む参考例2の導電性ペーストでは、リン酸系分散剤を用いた比較例1よりは、乾燥膜密度が高く、かつ、表面粗さも低く、分散性が向上することが示された。 Further, in the conductive paste of Reference Example 1 containing the first acidic dispersant (A) alone as a dispersant, or the conductive paste of Reference Example 2 containing the second dispersant (B) alone, It was shown that the dry film density was higher and the surface roughness was lower than in Comparative Example 1 using a phosphoric acid dispersant, and the dispersibility was improved.
以上のことから、第1の酸系分散剤(A)、及び、第2の酸系分散剤(B)を両方含む本発明の実施例の導電性ペーストは、比較例、及び、参考例の導電性ペーストと比較した場合、乾燥膜密度がより高く、かつ、表面粗さもより低下し、導電性ペーストの分散性がより向上することが明らかである。また、導電性ペーストの粘度も、両方の分散剤を含む本発明の実施例の導電性ペーストの方が、比較例、及び、参考例の導電性ペーストよりも低く、グラビア印刷用により適していることが分かる。 From the above, the conductive paste of the example of the present invention containing both the first acidic dispersant (A) and the second acidic dispersant (B) is different from that of the comparative example and the reference example. When compared with the conductive paste, it is clear that the dry film density is higher, the surface roughness is further reduced, and the dispersibility of the conductive paste is further improved. Furthermore, the viscosity of the conductive paste is lower in the conductive paste of the example of the present invention, which contains both dispersants, than the conductive paste of the comparative example and the reference example, making it more suitable for gravure printing. I understand that.
なお、本発明の技術範囲は、上述の実施形態などで説明した態様に限定されるものではない。上述の実施形態などで説明した要件の1つ以上は、省略されることがある。また、上述の実施形態などで説明した要件は、適宜組み合わせることができる。また、法令で許容される限りにおいて、上述の実施形態などで引用した全ての文献の開示を援用して本文の記載の一部とする。 Note that the technical scope of the present invention is not limited to the aspects described in the above-mentioned embodiments. One or more of the requirements described in the above embodiments and the like may be omitted. Furthermore, the requirements described in the above embodiments and the like can be combined as appropriate. In addition, to the extent permitted by law, the disclosures of all documents cited in the above-mentioned embodiments are incorporated into the description of the main text.
本発明の導電性ペーストは、グラビア印刷に適した粘度を有し、かつ、塗布後の乾燥膜密度が高く、乾燥膜表面平滑性に非常に優れ、分散性に優れる。よって、本発明の導電性ペーストは、特に携帯電話やデジタル機器などの小型化が進む電子機器のチップ部品である積層セラミックコンデンサの内部電極用の原料として好適に用いることができ、特にグラビア印刷用の導電性ペーストとして好適に用いることができる。 The conductive paste of the present invention has a viscosity suitable for gravure printing, has a high dry film density after application, has excellent dry film surface smoothness, and has excellent dispersibility. Therefore, the conductive paste of the present invention can be suitably used as a raw material for internal electrodes of multilayer ceramic capacitors, which are chip components of electronic devices that are becoming increasingly smaller, such as mobile phones and digital devices, and particularly suitable for gravure printing. It can be suitably used as a conductive paste.
なお、本発明の技術範囲は、上述の実施形態などで説明した態様に限定されるものではない。上述の実施形態などで説明した要件の1つ以上は、省略されることがある。また、上述の実施形態などで説明した要件は、適宜組み合わせることができる。また、法令で許容される限りにおいて、日本特許出願である特願2018-241705、及び本明細書で引用した全ての文献の内容を援用して本文の記載の一部とする。 Note that the technical scope of the present invention is not limited to the aspects described in the above-mentioned embodiments. One or more of the requirements described in the above embodiments and the like may be omitted. Furthermore, the requirements described in the above embodiments and the like can be combined as appropriate. Furthermore, to the extent permitted by law, the contents of Japanese Patent Application No. 2018-241705, which is a Japanese patent application, and all documents cited in this specification are incorporated into the main text.
1 積層セラミックコンデンサ
10 セラミック積層体
11 内部電極層
12 誘電体層
20 外部電極
21 外部電極層
22 メッキ層
1 Multilayer
Claims (14)
前記分散剤は、第1の酸系分散剤及び第2の酸系分散剤を含み、
前記第1の酸系分散剤は、平均分子量が500を超え2000以下であり、かつ、主鎖に対して炭化水素基からなる分岐鎖を1つ以上有し、
前記第2の酸系分散剤は、前記第1の酸系分散剤以外で、カルボキシル基を有し、
前記バインダー樹脂は、アセタール系樹脂を含み、
前記有機溶剤は、グリコールエーテル系溶剤を含む、
導電性ペースト。A conductive paste containing a conductive powder, a ceramic powder, a dispersant, a binder resin and an organic solvent,
The dispersant includes a first acid-based dispersant and a second acid-based dispersant,
The first acid-based dispersant has an average molecular weight of more than 500 and less than 2000, and has one or more branched chains consisting of a hydrocarbon group with respect to the main chain,
The second acid-based dispersant is other than the first acid-based dispersant and has a carboxyl group,
The binder resin includes an acetal resin,
The organic solvent includes a glycol ether solvent.
conductive paste.
前記内部電極は、請求項12に記載の導電性ペーストを用いて形成さる積層セラミックコンデンサ。It has at least a laminate including a dielectric layer and an internal electrode,
A multilayer ceramic capacitor, wherein the internal electrode is formed using the conductive paste according to claim 12.
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