KR100586945B1 - Ceramic Slurry for Green Sheet Having Low Density - Google Patents

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Abstract

비극성 용매를 포함하는 저밀도 세라믹 그린시트용 세라믹 슬러리에 관한 것이다. 세라믹 분말, 분산제, 분산용매 및 바인더를 포함하여 이루어지는 그린시트 제조용 세라믹 슬러리에 있어서, 비극성 용매를 세라믹 분말:비극성 용매=100: 2-17중량비로 포함함을 특징으로 하는 저밀도 그린시트 제조용 세라믹 슬러리가 제공된다. 상기 세라믹 슬러리로 제조된 그린시트는 저밀도로서 이를 이용한 고적층 제품제조시 종래 발생하던 디라미네이션 및 전극부의 휨 현상이 개선된다. 그린시트내의 기공율이 향상되어 단차등의 구조적인 형태가 또한 개선된다. 진공 포장시 시트내에 포집될 수 있는 에어를 용이하게 배출하여, 칩 제조 후 발생되는 불량이 방지된다. 탈바인더 공정시 유기물 제거를 위한 충분한 패스(path)를 포함하고 있어 공정이 유리하며 잔탄량을 감소시킬 수 있다. A ceramic slurry for low density ceramic green sheets containing a nonpolar solvent. A ceramic slurry for producing a green sheet comprising a ceramic powder, a dispersant, a dispersion solvent, and a binder, wherein the ceramic slurry for producing a low density green sheet comprises a nonpolar solvent in a ceramic powder: nonpolar solvent = 100: 2-17 weight ratio. Is provided. The green sheet made of the ceramic slurry has a low density, and the delamination and the warpage of the electrode part, which are conventionally produced when manufacturing a high laminated product using the same, are improved. The porosity in the green sheet is improved so that the structural shape such as the step is also improved. The air that can be trapped in the sheet can be easily discharged during vacuum packaging, thereby preventing the defects generated after the chip is manufactured. In the binder removal process, it contains a sufficient path for the removal of organic matter, which is advantageous and can reduce the amount of residual coal.

비극성 용매, 저밀도 그린시트, 저바인더 용해성 극성용매 Non-polar solvent, low density green sheet, low binder soluble polar solvent

Description

저밀도 세라믹 그린시트 제조용 세라믹 슬러리{Ceramic Slurry for Green Sheet Having Low Density} Ceramic Slurry for Green Sheet Having Low Density             

도 1은 세라믹 슬러리의 건조에 따른 수축률 변화를 나타내는 개략도이며, 1 is a schematic diagram showing a change in shrinkage rate with drying of a ceramic slurry,

도 2는 본 발명에 의한 세라믹 슬러리의 배합순서를 나타내는 공정개략도이며, 2 is a process schematic diagram showing the mixing procedure of the ceramic slurry according to the present invention;

도 3은 실시예 2의 세라믹 슬러리로 제조된 그린시트의 밀도를 나타내는 그래프이다. Figure 3 is a graph showing the density of the green sheet prepared from the ceramic slurry of Example 2.

본 발명은 저밀도 세라믹 그린시트용 세라믹 슬러리에 관한 것이며, 보다 상세하게 본 발명은 비극성 용매를 포함하는 저밀도 세라믹 그린시트용 세라믹 슬러리에 관한 것이다. The present invention relates to a ceramic slurry for low density ceramic green sheets, and more particularly, to a ceramic slurry for low density ceramic green sheets containing a nonpolar solvent.

 

그린 시트를 제조하기 위한 세라믹 슬러리(페이스트)는 세라믹 분말, 분산제, 분산용매, 바인더 및 가소제를 기본원료로 하여 배합된다. The ceramic slurry (paste) for manufacturing a green sheet is mix | blended based on ceramic powder, a dispersing agent, a dispersion solvent, a binder, and a plasticizer.

이러한 세라믹 슬러리로 제조되는 그린시트의 밀도는 분산제, 분산용매, 바인더의 종류에 따라 달라진다. The density of the green sheet made of such a ceramic slurry depends on the type of dispersant, dispersion solvent, and binder.

세라믹 그린 시트를 이용하여 제조되는 적층식 부품은 부품에 내부 전극을 인쇄하여 원하는 전기적 부품 특성이 구현되도록 제조된다. 그러나, 그린시트 두께에 비해 높은 내부 전극 두께로 인하여 적층수가 증가함에 따라 적층, 압착 공정 후에도 시트간에 저조한 결합으로 인한 디라미네이션(delamination)이 발생할 뿐만 아니라, 탈바인더가 용이하지 않아 크랙 및 전기적 특성 저하등의 문제가 발생한다. The laminated component manufactured using the ceramic green sheet is manufactured to print internal electrodes on the component to realize desired electrical component characteristics. However, as the number of stacks increases due to the higher internal electrode thickness compared to the green sheet thickness, delamination due to poor bonding between sheets occurs even after the lamination and crimping processes. Problems occur.

이에 본 발명의 목적은 저밀도 그린시트용 세라믹 슬러리를 제공하는 것이다.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a ceramic slurry for low density green sheet.

본 발명의 또 다른 목적은 디라미네이션 및 크랙이 발생하지 않을 뿐만 아니라, 전기적 특성이 우수한 저밀도 그린시트 제조용 세라믹 슬러리를 제공하는 것이다.
Still another object of the present invention is to provide a ceramic slurry for producing a low density green sheet having excellent electrical characteristics as well as no delamination and cracking.

본 발명에 의하면,According to the invention,

세라믹 분말, 분산제, 분산용매 및 바인더를 포함하여 이루어지는 그린시트 제조용 세라믹 슬러리에 있어서, In the ceramic slurry for producing a green sheet comprising a ceramic powder, a dispersant, a dispersion solvent and a binder,

비극성 용매를 세라믹 분말:비극성 용매 = 100: 2-17중량비로 포함함을 특징으로 하는 저밀도 그린시트 제조용 세라믹 슬러리가 제공된다. There is provided a ceramic slurry for producing a low density green sheet, wherein the nonpolar solvent is contained in a ceramic powder: nonpolar solvent = 100: 2-17 weight ratio.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.

일반적으로 그린시트 제조에 사용되는 세라믹 슬러리는 세라믹 분말, 분산제, 분산용매, 바인더, 가소제 및 정전방지제등의 첨가제등을 포함하여 이루어진다. In general, the ceramic slurry used to manufacture the green sheet includes an additive such as ceramic powder, a dispersant, a dispersion solvent, a binder, a plasticizer, and an antistatic agent.

본 발명에서는 상기와 같이 일반적으로 조성되는 세라믹 슬러리에 비극성 용매를 첨가함으로써 세라믹 슬러리(페이스트)를 이용한 그린시트 제조공정도중 건조시, 분산용매와 비극성용매가 순차적으로 서서히 증발된다. 이에 따라 그린시트의 수축이 감소되고 세라믹 분말간의 거리가 서로 멀리 유지되어 저밀도의 그린시트를 제조가능한 것이다. In the present invention, during the green sheet manufacturing process using the ceramic slurry (paste) by adding a non-polar solvent to the ceramic slurry generally prepared as described above, the dispersion solvent and the non-polar solvent is gradually evaporated sequentially. Accordingly, shrinkage of the green sheet is reduced, and the distance between ceramic powders is kept far from each other, thereby making it possible to manufacture green sheets of low density.

나아가, 본 발명에서는 상기 비극성 용매를 사용할 뿐만 아니라, 세라믹 페이스트 제조시 분산용매에 친바인더성이나, 분산용매 보다는 바인더에 대한 용해도가 작은 극성용매를 함께 사용함으로써 세라믹 페이스트로 제조되는 그린시트의 밀도가 더욱 감소되도록 한다. Furthermore, in the present invention, the density of the green sheet manufactured from the ceramic paste is increased by using the nonpolar solvent as well as the polar solvent having a low binder solubility in the binder rather than the dispersion solvent when the ceramic paste is prepared. To be further reduced.

그린시트 제조에 사용되는 세라믹 페이스트 제조시 세라믹 분말로는 일반적으로 BaTiO3가 사용된다. BaTiO 3 is generally used as a ceramic powder in the manufacture of the ceramic paste used to manufacture the green sheet.

분산제로는 포스페이트 에스테르등이 일반적으로 사용된다. Phosphate ester etc. are generally used as a dispersing agent.

분산용매는 세라믹 페이스트 제조시 세라믹 분말의 분산에 사용되는 주용매로서 톨루엔, 벤젠등의 비극성 용매와 알코올계 극성 용매의 혼합용매가 주로 사용된다. 상기 분산용매는 분산 매질로 사용되며, 또한, 세라믹 결합제인 고분자 바인더를 용해시킬 수 있는 것이어야 한다. The dispersion solvent is mainly used as a main solvent for dispersing the ceramic powder in the manufacture of the ceramic paste, and a mixed solvent of a nonpolar solvent such as toluene and benzene and an alcoholic polar solvent is mainly used. The dispersion solvent is used as a dispersion medium, and should also be capable of dissolving a polymer binder which is a ceramic binder.

고분자 바인더로는 PVB(polyvinylbutyral) 및 아크릴계열의 고분자가 일반적으로 사용된다. As the polymer binder, polyvinylbutyral (PVB) and acrylic polymers are generally used.

가소제로는 프탈레이트가 일반적으로 사용된다. Phthalates are generally used as plasticizers.

세라믹 슬러리는 닥터 블레이드 방식 혹은 다이를 이용하는 코우터를 사용하여 지지필름 표면에 얇게 도포하고 건조하여 원하는 세라믹 그린 시트로 제조된다. 이와 같이 제조되는 그린시트는 건조시 분산용매가 증발함에 따라 크게 수축되고 따라서, 세라믹 분말간의 간격이 가까워져 고밀화된다. The ceramic slurry is thinly coated on the surface of the support film using a doctor blade method or a coater using a die and dried to produce a desired ceramic green sheet. The green sheet manufactured as described above is greatly contracted as the dispersion solvent evaporates upon drying, and thus, the gap between ceramic powders becomes closer and denser.

따라서, 본 발명에서는 상기 분산용매의 증발에 따른 수축을 완화시키고, 건조된 그린시트상에서 세라믹 분말이 서로 멀리 떨어져서 존재하도록 제어하기 위해 별도의 비극성 용매가 세라믹 슬러리에 첨가된다. Therefore, in the present invention, a separate nonpolar solvent is added to the ceramic slurry in order to alleviate the shrinkage caused by the evaporation of the dispersion solvent and to control the ceramic powder to exist far from each other on the dried green sheet.

비극성 용매로는 분산용매보다 휘발성이 작은 용매가 사용된다. 즉, 단기간의 건조 상태이지만 분산용매와 첨가된 비극성 용매와의 상대 휘발도의 차이가 크면 그린시트의 밀도는 더욱 낮아지게 된다. As the nonpolar solvent, a solvent having a lower volatility than a dispersion solvent is used. In other words, if the difference in relative volatility between the dispersion solvent and the added nonpolar solvent is large, the density of the green sheet is further lowered.

도 1에 비극성 용매를 포함하지 않는 종래의 세라믹 슬러리(A선) 및 본 발명의 비극성 용매를 포함하는 세라믹 슬러리(B선)가 건조시 수축되는 경향의 차이를 도시하였다. FIG. 1 illustrates the difference in tendency of shrinkage during drying of a conventional ceramic slurry containing no nonpolar solvent (line A) and a ceramic slurry containing nonpolar solvent of the present invention (line B).

도 1에서 단계 (a)는 초기 건조 단계로 분산용매가 건조되기 시작하고 이에 따라 바인더가 수축되기 시작한다. In FIG. 1, step (a) is an initial drying step, in which the dispersion solvent starts to dry and thus the binder starts to shrink.

단계 (b)는 건조중간단계로서, 분산용매가 급격히 건조하기 시작하여 바인더의 수축이 활발해지며, 비극성 용매를 포함하지 않는 종래의 세라믹 슬러리는 본 발명의 비극성 용매를 포함하는 세라믹 슬러리보다 많이 수축된다. 단계 (b)에서 분산용매보다 휘발성이 낮은 비극성 용매는 아직 소량만 건조되고 그린시트상에 존재하여 세라믹 분말이 먼 거리로 떨어져 위치하도록 한다. 분산용매는 단계 (b)에서 완전히 건조된다. Step (b) is a drying intermediate step, whereby the dispersion solvent begins to dry rapidly, and the shrinkage of the binder becomes active, and the conventional ceramic slurry containing no nonpolar solvent shrinks more than the ceramic slurry containing the nonpolar solvent of the present invention. . In step (b), the non-polar solvent, which is less volatile than the dispersing solvent, is still dried in small amounts and is present on the green sheet so that the ceramic powder is located far away. The dispersion solvent is completely dried in step (b).

단계 (c)는 건조 마무리 단계로서, 단계 (b)에서의 분산용매 건조완료로 바인더의 수축은 정지하고, 비극성 용매가 서서히 건조되며, 비극성 용매가 건조된 후, 비극성 용매가 차지하였던 자리는 공극으로 그린시트에 남게됨으로 저밀도 그린시트가 얻어진다. Step (c) is a drying finishing step, in which the shrinkage of the binder is stopped by the completion of the drying of the dispersion solvent in step (b), the nonpolar solvent is gradually dried, and after the nonpolar solvent is dried, the place occupied by the nonpolar solvent is void By remaining in the green sheet, a low density green sheet is obtained.

비극성 용매로는 어떠한 탄화수소계 용매가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 끓는점이 100∼400℃인 n-파라핀, iso-파라핀, 알켄, 시클로파라핀, 시클로알켄 및 방향족 탄화수소 용매로 구성되는 그룹으로부터 선택된 용매가 사용될 수 있다. 상기 비극성 용매는 각각 별도로 혹은 이들의 어떠한 상태의 혼합물인 탄화수소 용매 석유화학제품으로 이용가능하다. 대개 분산용매로 사용되는 용매의 끓는점이 100℃미만임으로 이보다 끓는점이 높은 100℃이상의 끓는점을 갖는 용매가 사용된다. 또한, 비극성 용매의 끓는점이 400℃를 초과하면, 제조되는 그린시트가 브리틀(brittle)해지는등 결함이 발생한다. Any hydrocarbon solvent may be used as the nonpolar solvent, and preferably a solvent selected from the group consisting of n-paraffins, iso-paraffins, alkenes, cycloparaffins, cycloalkenes and aromatic hydrocarbon solvents having a boiling point of 100 to 400 ° C Can be used. The nonpolar solvents are available separately as hydrocarbon solvent petrochemicals, either separately or in any state mixture thereof. Since the boiling point of the solvent used as a dispersion solvent is usually less than 100 ℃, a solvent having a boiling point of more than 100 ℃ higher than this is used. Moreover, when the boiling point of a nonpolar solvent exceeds 400 degreeC, defects generate | occur | produce, such as brittle of the produced green sheet.

상기 비극성 용매는 세라믹 분말:비극성 용매 =100:2-17중량비로 첨가될 수 있다. 비극성 용매의 함량이 하한치보다 적으면, 그린시트의 충분한 밀도감소 효과를 얻을 수 없으며, 상한치를 초과하는 경우에는 그린시트내의 다공성이 커져서 그린시 트가 약하고 브리틀(brittle)하게되며, 또한, 충분히 건조되지 않아 쇼트(short)등의 불량발생 원인이 된다. The nonpolar solvent may be added in a ceramic powder: nonpolar solvent = 100: 2-17 weight ratio. If the content of the nonpolar solvent is less than the lower limit, a sufficient density reduction effect of the green sheet cannot be obtained, and if it exceeds the upper limit, the porosity in the green sheet becomes large, and the green sheet becomes weak and brittle, and furthermore, It is not dried and causes a defect such as short.

나아가, 상기 비극성 용매는 세라믹 슬러리 배합시 가장 마지막에 첨가된다. 즉, 분산설비중의 분산용매에서 세라믹 분말과 분산제를 먼저 혼합하고 그 후, 바인더를 혼합하여 세라믹 슬러리를 제조한다. 일반적으로 가소제는 바인더에 배합될 수 있다. 비극성 용매는 상기 바인더까지 배합된 세라믹 슬러리에 마지막으로 첨가된다. 상기 본 발명에 의한 세라믹 슬러리의 배합순서를 도 2에 나타내었다. Furthermore, the nonpolar solvent is added last in the blending of the ceramic slurry. That is, the ceramic powder and the dispersant are first mixed in the dispersion solvent in the dispersion facility, and then the binder is mixed to prepare a ceramic slurry. Generally, plasticizers can be blended into the binder. The nonpolar solvent is finally added to the ceramic slurry blended up to the binder. The blending procedure of the ceramic slurry according to the present invention is shown in FIG. 2.

상기 각 성분의 배합순서 또한 중요한 것으로, 이는 비극성 용매가 세라믹 분말의 분산성을 떨어뜨리기 때문이다. 즉, 비극성 용매가 먼저 첨가되면 세라믹 분말의 분산성이 떨어진다. 또한, 비극성 용매는 고분자 바인더에 대한 용해도가 거의 없음으로 비극성 용매를 미리 분산용매와 초기에 혼합하는 것은 슬러리 제조상 바람직하지 않다. The order of compounding of the above components is also important, since the nonpolar solvent degrades the dispersibility of the ceramic powder. That is, dispersibility of ceramic powder is inferior when a nonpolar solvent is added first. In addition, since the non-polar solvent has little solubility in the polymer binder, it is not preferable to mix the non-polar solvent with the dispersion solvent in advance to prepare the slurry.

나아가, 상기 세라믹 슬러리 제조시 사용되는 분산용매로서 종래의 분산용매를 친바인더성이나, 분산용매 보다는 바인더에 대한 용해도가 작은 극성용매(이하, '저바인더 용해성 극성용매'라 한다.)와 함께 사용함으로써 더욱 밀도가 낮은 그린시트로 제조가능하다. 상기 저바인더 용해성 극성용매는 친바인더성으로 바인더가 용매 및 분산가능하나, 분산용매에 비하여 바인더에 대한 친화력 및 용해도가 작은 용매를 말한다. Furthermore, as a dispersion solvent used in the manufacture of the ceramic slurry, a conventional dispersion solvent is used in combination with a polar solvent (hereinafter, referred to as a 'low binder soluble polar solvent') having a low binder solubility or a solubility in a binder rather than a dispersion solvent. As a result, it is possible to produce a green sheet having a lower density. The low binder soluble polar solvent refers to a solvent having a binder and dispersable due to its affinity, but having a lower affinity and solubility for the binder than the solvent.

분산 용매로 활용되는 알코올 계열의 용매들간에도 바인더에 대한 용해도 지수는 다소 차이를 나타낸다. 일반적으로 탄소수가 증가함에 따라 용해도 지수가 낮아지며, 용해도 지수가 낮아짐에 따라, 사용되는 바인더, 예를들어, PVB에 대한 친화력과 용해도가 감소하게 된다. The solubility index for the binder is somewhat different among the alcohol-based solvents used as the dispersion solvent. In general, as the carbon number increases, the solubility index is lowered, and as the solubility index is lowered, the affinity and solubility for the binder used, for example, PVB, is reduced.

이렇게 낮은 용해도 지수의 용매에서는 바인더가 용해되었다고 하더라도 구조적으로 바인더가 분산용매에 완전히 풀리지는 않는다. 이와 같이 바인더에 대한 용해도 지수가 낮은 용매를 종래의 분산용매와 함께 사용함으로써 밀도가 보다 낮은 그린 시트를 제조할 수 있다. In a solvent having such a low solubility index, even when the binder is dissolved, the binder is not structurally completely dissolved in the dispersion solvent. As such, by using a solvent having a low solubility index for the binder together with a conventional dispersion solvent, a green sheet having a lower density can be produced.

즉, 바인더에 대한 용해도가 작은 탄소수가 큰 알코올계 용매인 저바인더 용해성 극성용매를 종래의 분산용매와 함께 사용함으로써 분산용매에 대한 수지 바인더의 용해시간이 길어지며, 수지 바인더의 풀림이 다소 감소됨으로, 그린시트 건조시 세라믹 분말간의 거리가 보다 멀리지게 된다. 이에 따라, 그린시트 내부의 공극율이 증가되어 저밀도의 그린시트로 제조가능한 것이다. That is, by using a low binder soluble polar solvent having a low carbon solubility in the binder together with a conventional dispersion solvent, the dissolution time of the resin binder to the dispersion solvent is increased, and the loosening of the resin binder is slightly reduced. When the green sheet is dried, the distance between ceramic powders becomes farther. Accordingly, the porosity inside the green sheet is increased to produce a low density green sheet.

상기 저바인더 용해성 극성용매는 총 분산용매 중량의 10-50중량%로 첨가될 수 있다. 10중량%미만이면 친바인더 극성용매 사용에 따른 그린시트의 밀도감소 효과가 미미하며, 50중량%를 초과하면 세라믹 슬러리의 점도가 너무 높아지고, 분산성이 저하됨으로 바람직하지 않다. The low binder soluble polar solvent may be added at 10-50% by weight of the total dispersion solvent weight. If it is less than 10% by weight, the effect of reducing the density of the green sheet according to the use of a polar binder polar solvent is insignificant, and if it exceeds 50% by weight, the viscosity of the ceramic slurry becomes too high and dispersibility is not preferable.

이러한 저바인더 용해성 극성용매는 친바인더성으로 분산용매로 또한, 작용하며, 따라서, 파우더 분산시 초기에, 즉, 분산용매와 함께 투입하여 사용가능한 것이다.These low binder soluble polar solvents also act as dispersing solvents due to their bindering properties and, therefore, can be used initially at the time of powder dispersion, i.e., with the dispersing solvent.

상기 저바인더 용해성 극성용매로는 C3-C7의 극성알코올이 사용될 수 있다. C3-C7 극성 알코올은 비극성 분산용매와의 혼합물인 2성분 혼합용매로 혹은 탄소수 2이하의 극성 알코올과 비극성 분산용매의 혼합용매와의 혼합물인 3성분 혼합용매로 사용될 수 있다. As the low binder soluble polar solvent, C3-C7 polar alcohol may be used. The C3-C7 polar alcohol may be used as a two-component mixed solvent which is a mixture with a nonpolar dispersion solvent or as a three-component mixed solvent which is a mixture of a mixed solvent of a polar alcohol having a carbon number of 2 or less and a nonpolar dispersion solvent.

상기 본 발명의 세라믹 슬러리에 있어서, 세라믹 슬러리 제조에 사용되는 각 성분의 종류 및 사용양 및 일반적인 제조방법등은 이 기술분야에 일반적으로 알려져 있는 것으로, 이들은 필요에 따라 적합하게 선택하여 사용될 수 있으며, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다. In the ceramic slurry of the present invention, the type and amount of each component used in the manufacture of the ceramic slurry, and a general manufacturing method are generally known in the art, and these may be appropriately selected and used as necessary. This does not limit the present invention.

본 발명의 세라믹 슬러리를 사용함으로써 저밀도 그린시트가 제작 가능한 것이다. 제조된 저밀도 그린시트는 적층시 함몰율이 증대되어 시트간의 접착력을 증대되며, 시트의 높은 기공율로 진공포장시 에어 트랩(air trap)을 방지할 수 있다.By using the ceramic slurry of this invention, a low density green sheet can be manufactured. The prepared low density green sheet has an increase in the decay rate at the time of lamination to increase the adhesion between the sheets, it is possible to prevent the air trap (air trap) during the vacuum packaging with a high porosity of the sheet.

또한, 탈바인더 공정시 유기물 제거에 요구되는 충분한 패스(path)가 형성되어 잔탄량을 줄일 수 있다. 나아가, 칩 부품이 고용량화 및 고적층화됨에 따라 부가적으로 발생하는 적층시의 단차등 구조적인 문제를 해소가능한 것이다. In addition, a sufficient path required for organic matter removal during the debinder process may be formed to reduce the amount of residual coal. Furthermore, structural problems such as step difference in stacking, which occur additionally as chip components are increased in capacity and stacked, can be solved.

본 발명의 세라믹 슬러리는 저밀도 MLCC, 칩 저항, 칩 인덕터, LTCC, 칩 안테나 등 세라믹 그린시트의 제조를 필요로 하는 어떠한 분야에 활용가능하다. The ceramic slurry of the present invention can be utilized in any field requiring the manufacture of ceramic green sheets, such as low density MLCC, chip resistor, chip inductor, LTCC, chip antenna.

이하, 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 다만, 하기 실시예로 본 발명을 한정하는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples. However, the following Examples do not limit the present invention.

실시예 1Example 1

톨루엔과 에탄올의 공비조성 분산용매에 평균입자직경이 400um인 BaTiO3 파우더와 50중량%로 희석된 포스페이트 에스테르 분산제를 첨가하여 교반한 후, 이에 PVB 바인더 및 DOP(di-octyl phthalate) 가소제를 첨가, 배합하여 세라믹 슬러리를 제조하였다.To the azeotropic dispersion solvent of toluene and ethanol, BaTiO3 powder having an average particle diameter of 400 μm and phosphate ester dispersant diluted at 50% by weight were added and stirred, followed by adding and blending a PVB binder and a di-octyl phthalate (DOP) plasticizer. To prepare a ceramic slurry.

BaTiO3 파우더 중량대비 PVB 바인더 수지 7중량%(BaTiO3 100중량부당 바인더 수지 7중량부), DOP가소제는 바인더 수지 중량의 35중량%, 포스페이트 에스테르 분산제는 BaTiO3 파우더 중량대비 0.15중량%로 배합하였다. 분산용매는 바인더 중량대비 10배의 중량비로 사용하였다. PVB binder resin 7% by weight (7 parts by weight of binder resin per 100 parts by weight of BaTiO3) relative to the weight of BaTiO3 powder, DOP plasticizer was 35% by weight of the binder resin weight, phosphate ester dispersant was formulated to 0.15% by weight relative to the weight of BaTiO3 powder. The dispersion solvent was used in a weight ratio of 10 times the weight of the binder.

상기 세라믹 슬러리를 비즈 밀(Beads Mill)에서 분산시키고 12시간의 밀링하였다. 그 후, 상기 세라믹 슬러리에 비극성 용매로 각각 데칸 및 도데칸을 BaTiO3 파우더 100중량부당 10중량부의 양으로 첨가하고 1시간동안 혼합기로 혼합하였다. 그 후, 제조된 슬러리를 실험용 독터 블레이드를 사용하는 AEM사의 성형기를 사용하여 두께 약 13um의 시트를 제작하였다. 성형기의 건조 온도는 75oC로 설정하였다.The ceramic slurry was dispersed in a Beads Mill and milled for 12 hours. Then, decane and dodecane, respectively, were added to the ceramic slurry in an amount of 10 parts by weight per 100 parts by weight of BaTiO 3 powder as a nonpolar solvent and mixed with a mixer for 1 hour. After that, a sheet having a thickness of about 13 μm was manufactured using an AEM molding machine using an experimental doctor blade. The drying temperature of the molding machine was set to 75 ° C.

상기 시트를 17cm ×7cm 지그를 사용하여 절단 및 박리하고 시트를 8겹으로The sheet is cut and peeled off using a 17 cm x 7 cm jig and the sheet is folded in eight layers.

접어 두께를 측정하고 시트두께를 환산한 후 시트 무게를 측정하여 전체 밀도를 계산하는 방식으로 비극성 용매가 첨가되지 않은 세라믹 슬러리, 데칸이 첨가된 세라믹 슬러리 및 도데칸이 첨가된 세라믹 슬러리 각각으로 제조된 시트의 밀도를 측정하였다. Folded by measuring the thickness, converting the sheet thickness, and then measuring the total weight of the sheet to calculate the total density of the ceramic slurry without a non-polar solvent, the ceramic slurry with decane and the ceramic slurry with dodecane added The density of the sheet was measured.

비극성 용매를 첨가하지 않고 제조한 그린시트의 밀도는 3.54g/cc였고, 비극성 용매로 데칸을 첨가하여 제조한 그린시트의 밀도는 2.48g/cc, 도데칸을 첨가하여 제조한 그린시트의 밀도는 2.44g/cc였다. The density of the green sheet prepared without adding the nonpolar solvent was 3.54 g / cc, and the density of the green sheet prepared by adding the decane as the nonpolar solvent was 2.48 g / cc, and the density of the green sheet prepared with the addition of the dodecane was 2.44 g / cc.

실시예 2Example 2

분산용매에 평균입자직경이 400um인 BaTiO3 파우더와 50중량%로 희석된 포스페이 트 에스테르 분산제를 첨가하여 교반한 후, 이에 PVB 바인더 및 DOP 가소제를 첨가하여 볼 밀(ball mill)을 이용하여 세라믹 슬러리를 제조하였다.BaTiO3 powder having an average particle diameter of 400 μm and a phosphate ester dispersant diluted to 50% by weight were added to the dispersion solvent, followed by stirring, followed by adding a PVB binder and a DOP plasticizer to the ceramic slurry using a ball mill. Was prepared.

BaTiO3 파우더 중량대비 PVB 바인더 수지 8중량%(BaTiO3 100중량부당 바인더 수지 8중량부), DOP가소제는 바인더 수지 중량의 30중량%, 포스페이트 에스테르 분산제는 BaTiO3 파우더 중량대비 0.15중량%로 배합하였다. 분산용매는 바인더 중량대비 10배의 중량비로 사용하였다.PVB binder resin 8% by weight (8 parts by weight of binder resin per 100 parts by weight of BaTiO3), DOP plasticizer 30% by weight of the binder resin, 0.15% by weight of the phosphate ester dispersant was added to the BaTiO3 powder. The dispersion solvent was used in a weight ratio of 10 times the weight of the binder.

분산용매로는 ① 에탄올과 톨루엔 공비조성 용매 및 ② 부탄올, 에탄올과 톨루엔 3성분계 용매 (혼합비율=3:4:3중량비)가 각각 사용되었다. As the dispersion solvent, (1) ethanol and toluene azeotropic solvent and (2) butanol, ethanol and toluene tricomponent solvent (mixing ratio = 3: 4: 3 weight ratio) were used, respectively.

상기 제조된 각각의 세라믹 슬러리를 이용하여 두께 11.3㎛의 시트 및 두께 5.6um의 시트를 각각 성형하였다. Each of the ceramic slurries prepared above was used to form a sheet having a thickness of 11.3 μm and a sheet having a thickness of 5.6 μm, respectively.

두께 11.3㎛의 시트는 필름을 사용하지 않는 팔로마(paloma) 성형기(2단의 건조지역이 있으며, 80oC-90oC의 온도 프로파일로 건조시킴)를 사용하여 시트를 직접 제조하였으며, 두께 5.6um 의 시트는 박막 성형이 가능한 다이 성형기에서 성형하였다.Sheets with a thickness of 11.3 μm were prepared directly using a film-free Paloma molding machine (with two drying zones and dried at a temperature profile of 80 o C-90 o C) and a thickness of 5.6 The sheets of um were molded in a die molding machine capable of thin film molding.

상기 각 제조된 시트의 두께와 밀도를 실시예 1과 동일한 방법으로 계산하였으며, 그 결과를 도 3에 그래프로 나타내었다. The thickness and density of the prepared sheets were calculated in the same manner as in Example 1, and the results are shown graphically in FIG. 3.

도 3에서 알 수 있듯이, 두께 11.3um인 시트의 경우, 에탄올과 톨루엔의 혼합용매를 사용한 경우 밀도는 3.6g/cc였으며, 톨루엔, 에탄올 그리고 부탄올의 혼합용매를 사용한 경우의 밀도는 3.51g/cc로 감소되었다. As can be seen in Figure 3, for the sheet thickness of 11.3um, the density was 3.6g / cc when using a mixed solvent of ethanol and toluene, the density of 3.51g / cc when using a mixed solvent of toluene, ethanol and butanol Was reduced.

두께 5.6um 인 시트의 경우, 에탄올과 톨루엔의 혼합용매를 사용한 경우 밀도는 3.375g/cc였고, 톨루엔, 에탄올 그리고 톨루엔의 혼합용매를 사용한 경우의 밀도는 3.2881g/cc였다.In the case of the sheet having a thickness of 5.6 um, the density was 3.375 g / cc when the mixed solvent of ethanol and toluene was used, and the density was 3.2881 g / cc when the mixed solvent of toluene, ethanol and toluene was used.

이와 같이, 바인더에 대한 용해도가 낮은 용매를 함께 사용한 경우에는 톨루엔과 에탄올의 혼합용매만 사용된 경우에 비하여 낮은 시트 밀도를 나타내었다. As such, when a solvent having a low solubility in a binder is used together, the sheet density is lower than that in the case where only a mixed solvent of toluene and ethanol is used.

상기 실시예 1에서와 같이 비극성 용매가 첨가된 세라믹 슬러리로 제조된 그린시트는 비극성 용매가 첨가되지 않은 세라믹 슬러리로 제조된 그린시트에 비하여 낮은 밀도를 나타냈다. 실시예 2에서와 같이, 저바인더 용해성 극성용매가 사용된 세라믹 슬러리로 제조된 그린시트는 저바인더 용해성 극성용매가 사용되지 않은 슬러리로 제조된 그린시트에 비하여 낮은 밀도를 나타냈다. As in Example 1, the green sheet made of the ceramic slurry to which the nonpolar solvent was added showed a lower density than the green sheet made of the ceramic slurry to which the nonpolar solvent was not added. As in Example 2, greensheets made from ceramic slurries with low binder soluble polar solvents exhibited lower densities than greensheets made from slurries without low binder soluble polar solvents.

따라서, 세라믹 슬러리 제조시, 비극성 용매와 저바인더 용해성 극성용매가 모두 사용된 세라믹 슬러리로 제조된 그린시트의 경우 그 밀도가 더욱 감소됨을 알 수 있다. Therefore, when manufacturing the ceramic slurry, it can be seen that the density of the green sheet made of a ceramic slurry using both a non-polar solvent and a low binder soluble polar solvent is further reduced.

비극성 용매를 포함하는 세라믹 슬러리로 제조되는 그린시트는 저밀도로서 이를 이용한 고적층 제품제조시 종래 발생하던 디라미네이션 및 전극부의 휨 현상이 개선된다. 그린시트내의 기공율 향상되어 단차등의 구조적인 형태가 또한 개선된다. 나아가, 진공 포장시 시트내에 포집될 수 있는 에어를 용이하게 배출하여, 칩 제조 후 발생되는 불량이 방지된다. 더욱이, 탈바인더 공정시 유기물 제거를 위한 충분한 패스(path)를 포함하고 있어 공정이 유리하며 잔탄량을 감소시킬 수 있다. The green sheet made of a ceramic slurry containing a non-polar solvent has a low density, and the delamination and the warpage of the electrode part, which are conventionally produced when manufacturing a high laminated product using the same, are improved. Porosity in the green sheet is improved, and structural shapes such as steps are also improved. Furthermore, by easily discharging air that may be trapped in the sheet during vacuum packaging, defects generated after chip manufacturing are prevented. Moreover, the process includes a sufficient path for the removal of organics in the debinder process, which is advantageous and can reduce the amount of residual coal.

Claims (5)

세라믹 분말, 분산제, 분산용매 및 바인더를 포함하여 이루어지는 그린시트 제조용 세라믹 슬러리에 있어서, In the ceramic slurry for producing a green sheet comprising a ceramic powder, a dispersant, a dispersion solvent and a binder, 비극성 용매를 세라믹 분말:비극성 용매 =100: 2-17중량비로 포함함을 특징으로 하는 저밀도 그린시트 제조용 세라믹 슬러리. A ceramic slurry for producing a low density green sheet, comprising a nonpolar solvent in a ceramic powder: nonpolar solvent = 100: 2-17 weight ratio. 제 1항에 있어서, 분산용매에 세라믹분말과 분산제를 첨가 및 배합하고, 그 후, 바인더를 첨가한 다음 비극성 용매를 첨가하여 배합함을 특징으로 하는 저밀도 그린시트 제조용 세라믹 슬러리. The ceramic slurry for producing a low density green sheet according to claim 1, wherein a ceramic powder and a dispersant are added and blended to the dispersion solvent, and then a binder is added followed by addition of a nonpolar solvent. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 비극성 용매는 휘발성이 분산용매보다 작음을 특징으로 하는 저밀도 그린시트 제조용 세라믹 슬러리. The ceramic slurry of claim 1 or 2, wherein the nonpolar solvent is less volatile than a dispersion solvent. 제 3항에 있어서, 상기 비극성 용매는 끓는점이 100∼400℃인 n-파라핀, iso-파라핀, 알켄, 시클로파라핀, 시클로알켄 및 방향족 용매로 구성되는 그룹으로부터 선택됨을 특징으로 하는 저밀도 그린시트 제조용 세라믹 슬러리. The ceramic of claim 3, wherein the nonpolar solvent is selected from the group consisting of n-paraffins, iso-paraffins, alkenes, cycloparaffins, cycloalkenes and aromatic solvents having a boiling point of 100 to 400 ° C. Slurry. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 분산용매는 C3-C7 극성 알코올을 분산용매 총 중량의 10-50중량%로 포함함을 특징으로 하는 저밀도 그린시트 제조용 세라믹 슬러리. The ceramic slurry of claim 1 or 2, wherein the dispersion solvent comprises C3-C7 polar alcohol in an amount of 10-50% by weight of the total weight of the dispersion solvent.
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