KR100196399B1 - 도전성 페이스트 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 은 분말, 팔라듐(palladium) 분말, 무기 바인더(binder) 및 셀룰로즈아세테이트부티레이트(cellulose acetate butyrate)와 첨가제와 용매로 조성된 유기 바인더가 배합되어 조성된 도전성 페이스트 조성물에 관한 것으로서, 은 분말의 입자 형태 및 그 양과 유기 바인더의 고형성분 종류 및 그 조성비가 조절되어 디핑작업에 적합한 점도와 요변성 지수를 가지기 때문에 디핑방법이 적용되는 각종 부품에 이용할 수 있는 효과가 있다.
Description
제1도는 저항 측정용 인쇄패턴을 나타내는 도면.
본 발명은 도전성 페이스트 조성물에 관한 것으로서, 특히 디핑(deeping) 작업에 적합한 유동성을 가지는 도전성 페이스트 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 도전성 페이스트 조성물은 스크린 인쇄방법이나 디핑방법에 의해 전기적 연결을 원하는 각종 부품에 적용된 후 건조 및 소결되어 그 부품의 전극 역할을 한다.
종래 기술에 의한 도전성 페이스트 조성물은 도전성 금속 분말과 바인더(binder) 성분이 혼합되어 조성되는 데, 상기 도전성 금속 분말은 전기 전도도가 우수한 금속 중 하나 이상이 혼합되어 사용되고, 상기 바인더 성분은 무기 바인더와 유기 바인더가 함께 사용된다.
상기에서 무기 바인더는 도전성 금속 분말과 적용하고자 하는 부품간의 결합력을 제공하고, 유기 바인더는 도전성 페이스트 조성물에 유동성을 부여함과 동시에 상기 도전성 페이스트 조성물의 건조 후 결합력을 제공한다.
그러나, 종래 기술에 의한 도전성 페이스트 조성물은 스크린 인쇄방법에 적합한 유동성을 가지기 때문에 디핑방법이 적용되는 부품 예를 들어, 적층 세라믹 커패시터의 외부 전극(내부 전극과 외부 회로를 전기적으로 연결해 주는 전극)용으로는 적합하지 않은 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 도전성 금속 분말의 입자 형태 및 그 양과 유기 바인더의 고형성분 종류 및 그 조성비를 조절하여 유동성에 영향을 미치는 점도와 요변성 지수가 디핑작업에 적합한 범위 내의 값이 되도록 함으로써 디핑방법이 적용되는 부품에 적합한 도전성 페이스트 조성물을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 도전성 페이스트 조성물은 은 분말, 팔라듐(palladium) 분말, 무기 바인더(binder) 및 셀룰로즈아세테이트부티레이트(cellulose acetate butyrate)와 첨가제와 용매로 조성된 유기 바인더가 배합되어 조성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 의한 도전성 페이스트 조성물의 실시예를 보다 상세히 설명한다.
본 발명에 의한 도전성 페이스트 조성물은 은 분말 60∼80 중량%, 팔라듐 분말 0.1∼2중량%, 무기 바인더 1∼10중량% 및 유기 바인더 8∼38.9중량%가 배합되어 조성되고, 25∼50Kcps의 점도 및 2.5∼4의 요변성 지수를 가진다.
상기 은 분말은 입자 크기가 30㎛이하인 무정형, 판상형 및 구형은 분말 중 하나 이상이 혼합되어 구성된 것으로서, 전체 도전성 페이스트 조성물 100중량%에 대하여 60∼80중량% 범위내의 양이 포함되나 보다 바람직하게는 65∼75중량% 범위 내의 양이 포함된다.
한편, 상기에서 도전성 페이스트 조성물 중 은 분말의 함량이 60중량% 미만이면 도전성 페이스트 조성물의 기계적 특성 불량을 초래하고, 80중량%를 초과하면 점도 증가에 따른 작업성 불량을 초래한다.
상기 팔라듐 분말은 도전성 페이스트 조성물의 소결 후 은 입자의 리칭성 및 전이를 방지한다.
상기 무기 바인더는 디핑방법이 적용되는 부품 예를 들어, 적층 세라믹 커패시터의 유전체와 도전성 페이스트 조성물의 소결시 결합력을 제공하기 위하여 포함된 것으로서, 여기서는 연화점이 540∼555℃인 납-실리콘-보론(Pb-Si-B) 계통의 유리 성분이 사용된다.
상기 유기 바인더는 바인더 고형성분을 용매에 용해시켜 제조한 것으로서, 셀룰로즈(cellulose) 계통의 셀룰로즈아세테이트부티레이트(cellulose acetate butyrate) 10∼25중량%, 첨가제 3.2∼13중량% 및 용매 62∼86.8중량%가 배합되어 조성된다.
상기에서 유기 바인더의 첨가제는 도전성 페이스트 조성물의 분산성 유지와 접착성을 위하여 포함된 것으로서, 여기서는 스테버라이트로진, 디하이드레이트캐스터오일 및 디스퍼빅(disperbyk) 습윤 분산제가 사용된다.
또한, 상기에서 유기 바인더의 용매는 도전성 페이스트 조성물의 적정 점도 유지 및 바인더 고형성분의 용해력 등이 고려되어 톨루엔, 터피네올, 메틸이소부틸케톤, 에톡시에톡시에틸아세테이트, 부톡시에틸아세테이트 중 하나 이상이 혼합되어 조성된다.
한편, 상기 셀룰로즈아세테이트부티레이트는 전체 유기 바인더 100중량%에 대하여 10∼25중량% 범위 내의 양이 포함되나 보다 바람직하게는 15∼20중량%범위 내의 양이 포함된다.
상기에서 유기 바인더 중 셀룰로즈아세테이트부티레이트의 함량이 10중량% 미만이면 도전성 페이스트 조성물의 점도 저하에 따른 작업성 불량과 상기 도전성 페이스트 조성물의 건조시 결합력 약화에 따른 불량 발생을 초래하고, 25중량%를 초과하면 고점도에 따른 작업성 불량을 초래한다.
이하, 본 발명에 따른 다수의 실시예를 다음 표 1 , 표 2 및 표 3 을 참조하여 상세히 설명한다.
먼저 입자의 크기가 30㎛이하인 구형, 판상형 및 무정형의 은 분말과 팔라듐 분말 및 무기 바인더를 표 1 에 나타낸 비율로 1차 혼합한 후 표 2 에서 나타낸 비율로 제조된 유기 바인더와 표 3 에서 나타낸 비율로 혼합하여 3롤 밀(roll mill)에서 30분간 섞어서 각 실시예의 도전성 페이스트 조성물을 제조한다.
그 후, 상기에서 제조된 도전성 페이스트 조성물 각각에 대하여 다음에 설명된 바와 같은 방법으로 전기 전도도, 외관 상태, 내부 상태 및 밀착력 특성을 조사하여 아래 표 3 에 나타내었다.
표 3 에서 전기 전도도는 각 실시예의 도전성 페이스트 조성물을 제1도에 도시된 저항 측정용 인쇄패턴의 형태로 스크린 인쇄하여 750℃에서 10분간 소결시킨 후 저항을 측정하여 환산한 값으로서, 다음 기준에 의하여 평가한다.
O : 전기 전도도가 10-3Ω㎝ 미만인 경우
X : 전기 전도도가 10-3Ω㎝ 이상인 경우
표 3 에서 외관 상태는 적층 세라믹 커패시터에 각 실시예의 도전성 페이스트 조성물을 디핑방법으로 단자 작업하여 180℃에서 5분간 건조시키고, 750℃에서 10분간 소결시킨 후 그 외관을 관찰하여 다음 기준에 의하여 평가한다.
O : 외형상 피크(peak) 현상, 함몰(dimple) 현상, 반달(half moon) 현상 등의 불량 모드가 없는 경우
X : 외형상 피크 현상, 함몰 현상, 반달 현상 등의 불량 모드가 있는 경우
표 3 에서 내부 상태는 상기한 외관 상태의 평가에서 설명된 적층 세라믹 커패시터를 크로스섹션(X-section)한 후 그 내부를 관찰하여 다음 기준에 의하여 평가한다.
O : 적층 세라믹 커패시터의 유전체 및 내부 전극과 도전성 페이스트 조성물이 들뜸 없이 결합되어 있는 경우
X : 적층 세라믹 커패시터의 유전체 및 내부 전극과 도전성 페이스트 조성물의 결합에 들뜸 현상이 있는 경우
표 3 에서 밀착력은 상기한 외관 상태의 평가에서 설명된 적층 세라막 커패시터 칩을 니켈, 납 도금한 다음 0.4mm의 알루미늄선을 양쪽 단자 끝에 연결하여 일정 속도로 잡아당긴 후 소결된 도전성 페이스트와 적층 세라믹 커패시터 유전체간의 결합력을 측정하여 다음 기준에 의하여 평가한다.
O : 측정된 밀착력이 1.0Kg 이상인 경우
X : 측정된 밀착력이 1.0Kg 미만인 경우
즉, 표 3 의 결과로서 본 발명에 따른 각 실시예의 도전성 페이스트 조성물은 디핑방법이 적용되는 부품 예를 들어, 적층 세라믹 커패시터의 외부 전극용으로 적합함을 알 수 있다.
이와 같이 본 발명에 의한 도전성 페이스트 조성물은 은 분말의 입자 형태 및 그 양과 유기 바인더의 고형성분 종류 및 그 조성비가 조절되어 디핑작업에 적합한 점도와 요변성 지수를 가지기 때문에 디핑방법이 적용되는 각종 부품에 이용할 수 있는 효과가 있다.
Claims (5)
- 은 분말, 팔라듐(palladium) 분말, 무기 바인더(binder) 및 셀룰로즈아세테이트부티레이트(cellulose acetate butyrate)와 첨가제와 용매로 조성된 유기 바인더가 배합되어 조성된 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 은 분말 60∼80중량%, 상기 팔라듐 분말 0.1∼2중량%, 상기 무기 바인더 1∼10중량% 및 상기 유기 바인더 8∼38.9중량%가 배합되어 조성된 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트 조성물.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유기 바인더는 상기 셀룰로즈아세테이트부티레이트 10∼25중량%, 상기 첨가제 3.2∼13중량% 및 상기 용매 62∼86.8중량%가 배합되어 조성된 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트 조성물.
- 제3항에 있어서, 상기 첨가제는 스테버라이트로진, 디하이드레이트캐스터오일 및 디스퍼빅(disperbyk) 습윤 분산제인 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트 조성물.
- 제3항에 있어서, 상기 용매는 톨루엔, 터피네올, 메틸이소부틸케톤, 에톡시에톡시에틸아세테이트, 부톡시에틸아세테이트 중 하나 이상이 혼합되어 조성된 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트 조성물.
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