KR20210110286A

KR20210110286A - 도전성 페이스트, 전자 부품, 및 적층 세라믹 콘덴서

Info

Publication number: KR20210110286A
Application number: KR1020217012062A
Authority: KR
Inventors: 츠요시 가와시마; 유지 다치; 가츠히코 다카기; 줌페이 야마다; 다케노리 구게
Original assignee: 스미토모 긴조쿠 고잔 가부시키가이샤
Priority date: 2018-12-25
Filing date: 2019-11-22
Publication date: 2021-09-07
Also published as: TW202034352A; JPWO2020137290A1; CN113227246B; WO2020137290A1; CN113227246A

Abstract

분산성이 우수한 도전성 페이스트 등을 제공한다.
도전성 분말, 세라믹 분말, 분산제, 바인더 수지 및 유기 용제를 포함하는 도전성 페이스트로서, 분산제는, 산계 분산제와 염기계 분산제를 포함하고, 산계 분산제는, 평균 분자량이 500 을 초과하고 2000 이하이고, 또한, 주사슬에 대해 탄화수소기로 이루어지는 분기 사슬을 1 개 이상 갖고, 바인더 수지는, 아세탈계 수지를 포함하고, 유기 용제는, 글리콜에테르계 용제를 포함하는, 도전성 페이스트.

Description

도전성 페이스트, 전자 부품, 및 적층 세라믹 콘덴서

본 발명은, 도전성 페이스트, 전자 부품, 및 적층 세라믹 콘덴서에 관한 것이다.

휴대 전화나 디지털 기기 등의 전자 기기의 소형화 및 고성능화에 수반하여, 적층 세라믹 콘덴서 등을 포함하는 전자 부품에 대해서도 소형화 및 고용량화 가 요망되고 있다. 적층 세라믹 콘덴서는, 복수의 유전체층과 복수의 내부 전극층이 교대로 적층된 구조를 갖고, 이들 유전체층 및 내부 전극층을 박막화함으로써, 소형화 및 고용량화를 도모할 수 있다.

적층 세라믹 콘덴서는, 예를 들어, 다음과 같이 제조된다. 먼저, 티탄산바륨 (BaTiO₃) 등의 유전체 분말 및 바인더 수지를 함유하는 유전체 그린 시트의 표면 상에, 내부 전극용의 도전성 페이스트를 소정의 전극 패턴으로 인쇄 (도포) 하고, 건조시켜 건조막을 형성한다. 이 건조막과 유전체 그린 시트가 교대로 겹치도록 적층하고, 가열 압착하여 일체화시켜, 압착체를 형성한다. 이 압착체를 절단하고, 산화성 분위기 또는 불활성 분위기 중에서 탈유기 바인더 처리를 실시한 후, 소성을 실시하여 소성 칩 (적층체) 을 얻는다. 이어서, 소성 칩 (적층체) 의 양 단부에 외부 전극용 페이스트를 도포하고, 소성 후, 외부 전극 표면에 니켈 도금 등을 실시하여, 적층 세라믹 콘덴서가 얻어진다.

도전성 페이스트를 유전체 그린 시트에 인쇄할 때에 사용되는 인쇄법으로는, 종래, 스크린 인쇄법이 일반적으로 사용되어 왔지만, 전자 디바이스의 소형화, 박막화나 생산성 향상의 요구로부터, 보다 미세한 전극 패턴을 생산성 높게 인쇄하는 것이 요구되고 있다.

도전성 페이스트의 인쇄법의 하나로서, 제판에 형성된 오목부에 도전성 페이스트를 충전하고, 이것을 피인쇄면에 대고 누름으로써 그 제판으로부터 도전성 페이스트를 전사하는 연속 인쇄법인 그라비아 인쇄법이 제안되어 있다. 그라비아 인쇄법은 인쇄 속도가 빠르고, 생산성이 우수하다. 그라비아 인쇄법을 사용하는 경우, 도전성 페이스트 중의 바인더 수지, 분산제, 용제 등을 적절히 선택하여, 점도 등의 특성을 그라비아 인쇄에 적합한 범위로 조정할 필요가 있다.

예를 들어, 특허문헌 1 에서는, 복수의 세라믹층 및 상기 세라믹층 사이의 특정한 계면을 따라 연장되는 내부 도체막을 구비하는 적층 세라믹 전자 부품에 있어서의 상기 내부 도체막을 그라비아 인쇄에 의해 형성하기 위해 사용되는 도전성 페이스트로서, 금속 분말을 포함하는 30 ∼ 70 중량％ 의 고형 성분과, 1 ∼ 10 중량％ 의 에톡시기 함유율이 49.6 ％ 이상인 에틸셀룰로오스 수지 성분과, 0.05 ∼ 5 중량％ 의 분산제와, 잔부로서의 용제 성분을 포함하고, 전단 속도 0.1 (s^-1) 에서의 점도 η_0.1 이 1 Pa·s 이상이고, 또한 전단 속도 0.02 (s^-1) 에서의 점도 η_0.02 가 특정한 식으로 나타내는 조건을 만족하는, 틱소트로피 유체인, 도전성 페이스트가 기재되어 있다.

또, 특허문헌 2 에서는, 상기 특허문헌 1 과 마찬가지로 그라비아 인쇄에 의해 형성하기 위해 사용되는 도전성 페이스트로서, 금속 분말을 포함하는 30 ∼ 70 중량％ 의 고형 성분과, 1 ∼ 10 중량％ 의 수지 성분과, 0.05 ∼ 5 중량％ 의 분산제와, 잔부로서의 용제 성분을 포함하고, 전단 속도 0.1 (s^-1) 에서의 점도가 1 Pa·s 이상인 틱소트로피 유체로서, 전단 속도 0.1 (s^-1) 에서의 점도를 기준으로 했을 때에, 전단 속도 10 (s^-1) 에서의 점도 변화율이 50 ％ 이상인, 도전성 페이스트가 기재되어 있다.

상기 특허문헌 1, 2 에 의하면, 이들 도전성 페이스트는, 전단 속도 0.1 (s^-1) 에서의 점도가 1 Pa·s 이상인 틱소트로피 유체이며, 그라비아 인쇄에 있어서 고속에서의 안정적인 연속 인쇄성이 얻어지고, 양호한 생산 효율로, 적층 세라믹 콘덴서와 같은 적층 세라믹 전자 부품을 제조할 수 있다고 되어 있다.

또, 특허문헌 3 에는, 도전성 분말 (A), 유기 수지 (B), 및 유기 용제 (C), 첨가제 (D), 및 유전체 분말 (E) 를 포함하는 적층 세라믹 콘덴서 내부 전극용 도전성 페이스트로서, 유기 수지 (B) 는, 중합도가 10000 이상 50000 이하인 폴리비닐부티랄과, 중량 평균 분자량이 10000 이상 100000 이하인 에틸셀룰로오스로 이루어지고, 유기 용제 (C) 는, 프로필렌글리콜모노부틸에테르, 혹은 프로필렌글리콜모노부틸에테르와 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트의 혼합 용제, 또는 프로필렌글리콜모노부틸에테르와 미네랄 스피릿의 혼합 용제 중 어느 것으로 이루어지고, 첨가제 (D) 는, 분리 억제제와 분산제로 이루어지고, 그 분리 억제제로서 폴리카르복실산 폴리머 혹은 폴리카르복실산의 염을 포함하는 조성물로 이루어지는 그라비아 인쇄용 도전성 페이스트가 기재되어 있다. 특허문헌 3 에 의하면, 이 도전성 페이스트는, 그라비아 인쇄에 적합한 점도를 갖고, 페이스트의 균일성·안정성이 향상되고, 또한, 건조성이 양호하다고 되어 있다.

일본 공개특허공보 2003-187638호 일본 공개특허공보 2003-242835호 일본 공개특허공보 2012-174797호

최근의 내부 전극층의 박막화에 수반하여, 도전성 분말도 소입경화되는 경향이 있다. 도전성 분말의 입경이 작은 경우, 그 입자 표면의 비표면적이 커지기 때문에, 도전성 분말 (금속 분말) 의 표면 활성이 높아지고, 도전성 페이스트의 분산성이 저하되는 경우가 있어, 보다 높은 분산성을 갖는 도전성 페이스트가 요구되고 있다.

또, 도전성 페이스트를, 그라비아 인쇄법을 사용하여 인쇄하는 경우, 스크린 인쇄법보다 낮은 페이스트 점도가 요구되기 때문에, 비교적 비중이 큰 도전성 분말이 침강되어, 페이스트의 분산성이 저하되는 것이 생각된다. 또한, 상기 특허문헌 1, 2 에 기재되는 도전성 페이스트에서는, 필터를 사용하여 도전성 페이스트 중의 괴상물을 제거함으로써, 페이스트의 분산성을 개선시키고 있지만, 괴상물을 제거하는 공정이 필요해지기 때문에, 제조 공정이 번잡해지기 쉽다.

본 발명은, 이와 같은 상황을 감안하여, 그라비아 인쇄에 적합한 페이스트 점도를 갖고, 또한, 페이스트의 분산성 및 생산성이 우수한 도전성 페이스트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제 1 양태에서는, 도전성 분말, 세라믹 분말, 분산제, 바인더 수지 및 유기 용제를 포함하는 도전성 페이스트로서, 분산제는, 산계 분산제와 염기계 분산제를 포함하고, 산계 분산제는, 평균 분자량이 500 을 초과하고 2000 이하이고, 또한, 주사슬에 대해 탄화수소기로 이루어지는 분기 사슬을 1 개 이상 갖고, 바인더 수지는, 아세탈계 수지를 포함하고, 유기 용제는, 글리콜에테르계 용제를 포함하는, 도전성 페이스트가 제공된다.

또, 산계 분산제는 카르복실기를 갖는 산계 분산제인 것이 바람직하고, 폴리카르복실산을 주사슬로 하는 탄화수소계 그래프트 공중합체인 것이 보다 바람직하다. 또, 산계 분산제는, 도전성 분말 100 질량부에 대해, 0.2 질량부 이상 2 질량부 이하 함유되고, 염기계 분산제는, 상기 도전성 분말 100 질량부에 대해, 0.02 질량부 이상 2 질량부 이하 함유되는 것이 바람직하다. 또, 도전성 분말은, Ni, Pd, Pt, Au, Ag, Cu 및 이들의 합금에서 선택되는 적어도 1 종의 금속 분말을 함유하는 것이 바람직하다. 또, 도전성 분말은, 평균 입경이 0.05 ㎛ 이상 1.0 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 또, 세라믹 분말은, 페로브스카이트형 산화물을 포함하는 것이 바람직하다. 또, 세라믹 분말은, 평균 입경이 0.01 ㎛ 이상 0.5 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 또, 바인더 수지는, 부티랄계 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 또, 상기 도전성 페이스트는, 적층 세라믹 부품의 내부 전극용인 것이 바람직하다. 또, 상기 도전성 페이스트는, 전단 속도 100 sec^-1 에서의 점도가 0.8 Pa·S 이하이고, 전단 속도 10000 sec^-1 에서의 점도가 0.18 Pa·S 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 제 2 양태에서는, 상기 도전성 페이스트를 사용하여 형성되는 전자 부품이 제공된다.

본 발명의 제 3 양태에서는, 유전체층과 내부 전극을 적층한 적층체를 적어도 갖고, 상기 내부 전극은, 상기 도전성 페이스트를 사용하여 형성되는 적층 세라믹 콘덴서가 제공된다.

본 발명의 도전성 페이스트는, 그라비아 인쇄에 적합한 점도를 갖고, 또한, 페이스트의 분산성 및 생산성이 우수하다. 또, 본 발명의 도전성 페이스트를 사용하여 형성되는 적층 세라믹 콘덴서 등의 전자 부품의 전극 패턴은, 박막화한 전극을 형성할 때에도 도전성 페이스트의 인쇄성이 우수하고, 균일한 두께를 갖는다.

도 1A 는, 실시형태에 관련된 적층 세라믹 콘덴서를 나타내는 사시도이고, 도 1B 는, 그 단면도이다.

[도전성 페이스트]

본 실시형태의 도전성 페이스트는, 도전성 분말, 세라믹 분말, 분산제, 바인더 수지 및 유기 용제를 포함한다. 이하, 각 성분에 대해 상세하게 설명한다.

(도전성 분말)

도전성 분말은, 특별히 한정되지 않고, 금속 분말을 사용할 수 있고, 예를 들어, Ni, Pd, Pt, Au, Ag, Cu, 및 이들의 합금에서 선택되는 1 종 이상의 분말을 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 도전성, 내식성 및 비용의 관점에서, Ni, 또는 그 합금의 분말 (이하,「Ni 분말」이라고 칭하는 경우가 있다) 을 사용하는 것이 바람직하다. Ni 합금으로는, 예를 들어, Mn, Cr, Co, Al, Fe, Cu, Zn, Ag, Au, Pt 및 Pd 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종 이상의 원소와 Ni 의 합금을 사용할 수 있다. Ni 합금에 있어서의 Ni 의 함유량은, 예를 들어, 50 질량％ 이상, 바람직하게는 80 질량％ 이상이다. 또, Ni 분말은, 탈바인더 처리시, 바인더 수지의 부분적인 열분해에 의한 급격한 가스 발생을 억제하기 위해, 수백 ppm 정도의 원소 S 를 포함해도 된다.

도전성 분말의 평균 입경은, 바람직하게는 0.05 ㎛ 이상 1.0 ㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.1 ㎛ 이상 0.5 ㎛ 이하이다. 도전성 분말의 평균 입경이 상기 범위인 경우, 박막화한 적층 세라믹 콘덴서 (적층 세라믹 부품) 의 내부 전극용 페이스트로서 바람직하게 사용할 수 있고, 예를 들어, 건조막의 평활성 및 건조막 밀도가 향상된다. 평균 입경은, 주사형 전자 현미경 (SEM) 에 의한 관찰로부터 구해지는 값이며, SEM 으로 배율 10,000 배로 관찰한 화상으로부터, 복수의 입자 하나 하나의 입경을 측정하여 얻어지는 개수 평균값이다.

도전성 분말의 함유량은, 도전성 페이스트 전체량에 대해, 바람직하게는 30 질량％ 이상 70 질량％ 미만이고, 보다 바람직하게는 40 질량％ 이상 60 질량％ 이하이다. 도전성 분말의 함유량이 상기 범위인 경우, 도전성 및 분산성이 우수하다.

(세라믹 분말)

세라믹 분말로는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 적층 세라믹 콘덴서의 내부 전극용의 도전성 페이스트인 경우, 적용하는 적층 세라믹 콘덴서의 종류에 따라 적절히 공지된 세라믹 분말이 선택된다. 세라믹 분말로는, 예를 들어, Ba 및 Ti 를 포함하는 페로브스카이트형 산화물을 들 수 있고, 바람직하게는 티탄산바륨 (BaTiO₃) 이다.

세라믹 분말로는, 티탄산바륨을 주성분으로 하고, 산화물을 부성분으로서 포함하는 세라믹 분말을 사용해도 된다. 산화물로는, Mn, Cr, Si, Ca, Ba, Mg, V, W, Ta, Nb 및 희토류 원소에서 선택되는 1 종류 이상의 산화물을 들 수 있다. 또, 세라믹 분말로는, 예를 들어, 티탄산바륨 (BaTiO₃) 의 Ba 원자나 Ti 원자를 다른 원자, 예를 들어, Sn, Pb, Zr 등으로 치환한 페로브스카이트형 산화물 강유전체의 세라믹 분말을 사용해도 된다.

내부 전극용의 도전성 페이스트로서 사용하는 경우, 세라믹 분말은, 적층 세라믹 콘덴서 (전자 부품) 의 그린 시트를 구성하는 유전체 세라믹 분말과 동일 조성의 분말을 사용해도 된다. 이로써, 소결 공정에 있어서의 유전체층과 내부 전극층의 계면에서의 수축의 미스매치에 의한 크랙 발생이 억제된다. 이와 같은 세라믹 분말로는, 상기의 Ba 및 Ti 를 포함하는 페로브스카이트형 산화물 이외에, 예를 들어, ZnO, 페라이트, PZT, BaO, Al₂O₃, Bi₂O₃, R(희토류 원소)₂O₃, TiO₂, Nd₂O₃ 등의 산화물을 들 수 있다. 또한, 세라믹 분말은, 1 종류를 사용해도 되고, 2 종류 이상을 사용해도 된다.

세라믹 분말의 평균 입경은, 예를 들어, 0.01 ㎛ 이상 0.5 ㎛ 이하이고, 바람직하게는 0.01 ㎛ 이상 0.3 ㎛ 이하의 범위이다. 세라믹 분말의 평균 입경이 상기 범위임으로써, 내부 전극용 페이스트로서 사용한 경우, 충분히 가늘고 얇은 균일한 내부 전극을 형성할 수 있다. 평균 입경은, 주사형 전자 현미경 (SEM) 에 의한 관찰로부터 구해지는 값이며, SEM 으로 배율 50,000 배로 관찰한 영상으로부터, 복수의 입자 하나 하나의 입경을 측정하여 얻어지는 개수 평균값이다.

세라믹 분말의 함유량은, 도전성 분말 100 질량부에 대해, 바람직하게는 1 질량부 이상 30 질량부 이하이고, 보다 바람직하게는 3 질량부 이상 30 질량부 이하이다.

세라믹 분말의 함유량은, 도전성 페이스트 전체량에 대해, 바람직하게는 1 질량％ 이상 20 질량％ 이하이고, 보다 바람직하게는 3 질량％ 이상 20 질량％ 이하이다. 도전성 분말의 함유량이 상기 범위인 경우, 도전성 및 분산성이 우수하다.

(바인더 수지)

바인더 수지는, 아세탈계 수지를 포함한다. 아세탈계 수지로는, 폴리비닐부티랄 등의 부티랄계 수지가 바람직하다. 바인더 수지가 아세탈계 수지를 포함하는 경우, 그라비아 인쇄에 적합한 점도로 조정할 수 있고, 또한, 그린 시트와의 접착 강도를 보다 향상시킬 수 있다. 바인더 수지는, 예를 들어, 바인더 수지 전체에 대해, 아세탈계 수지를 20 질량％ 이상 포함해도 되고, 30 질량％ 이상 포함해도 되고, 아세탈계 수지만으로 이루어져도 된다. 또, 아세탈계 수지의 함유량이, 바인더 수지 전체에 대해 40 질량％ 미만이어도, 낮은 페이스트 점도와, 충분한 접착 강도를 가질 수 있다.

아세탈계 수지의 함유량은, 도전성 분말 100 질량부에 대해, 바람직하게는 1 질량부 이상 10 질량부 이하이고, 보다 바람직하게는 1 질량부 이상 8 질량부 이하이다.

또, 바인더 수지는, 아세탈계 수지 이외의 다른 수지를 포함해도 된다. 다른 수지로는, 특별히 한정되지 않고, 공지된 수지를 사용할 수 있다. 다른 수지로는, 예를 들어, 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 에틸하이드록시에틸셀룰로오스, 니트로셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지, 아크릴계 수지 등을 들 수 있고, 그 중에서도, 용제에 대한 용해성, 연소 분해성의 관점 등에서, 에틸셀룰로오스가 바람직하다. 또, 바인더 수지의 분자량은, 예를 들어, 20000 ∼ 200000 정도이다.

바인더 수지의 함유량은, 도전성 분말 100 질량부에 대해, 바람직하게는 1 질량부 이상 10 질량부 이하이고, 보다 바람직하게는 1 질량부 이상 8 질량부 이하이다.

바인더 수지의 함유량은, 도전성 페이스트 전체량에 대해, 바람직하게는 0.5 질량％ 이상 10 질량％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.5 질량％ 이상 6 질량％ 이하이다. 바인더 수지의 함유량이 상기 범위인 경우, 도전성 및 분산성이 우수하다.

(유기 용제)

유기 용제는, 글리콜에테르계 용제를 포함한다.

글리콜에테르계 용제로는, 예를 들어, 디에틸렌글리콜모노-2-에틸헥실에테르, 에틸렌글리콜모노-2-에틸헥실에테르, 디에틸렌글리콜모노헥실에테르, 에틸렌글리콜모노헥실에테르 등의 (디)에틸렌글리콜에테르류, 및, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노프로필에테르, 프로필렌글리콜모노부틸에테르 (PNB) 등의 프로필렌글리콜모노알킬에테르류 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 프로필렌글리콜모노알킬에테르류가 바람직하고, 프로필렌글리콜모노부틸에테르 (PNB) 가 보다 바람직하다. 유기 용제가 글리콜에테르계 용제를 포함하는 경우, 상기 서술한 바인더 수지와의 상용성이 우수하고, 또한, 건조성이 우수하다.

유기 용제는, 예를 들어, 유기 용제 전체에 대해, 글리콜에테르계 용제를 25 질량％ 이상 포함해도 되고, 50 질량％ 이상 포함해도 되고, 글리콜에테르계 용제만으로 이루어져도 된다. 또, 글리콜에테르계 용제는, 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.

유기 용제는, 추가로 아세테이트계 용제를 포함해도 된다. 아세테이트계 용제로는, 예를 들어, 디하이드로테르피닐아세테이트, 이소보르닐아세테이트, 이소보르닐프로피네이트, 이소보르닐부티레이트, 이소보르닐이소부티레이트나, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 3-메톡시-3-메틸부틸아세테이트, 1-메톡시프로필-2-아세테이트 등의 글리콜에테르아세테이트류 등을 들 수 있다.

유기 용제가 아세테이트계 용제를 포함하는 경우, 예를 들어, 디하이드로테르피닐아세테이트, 이소보르닐아세테이트, 이소보르닐프로피네이트, 이소보르닐부티레이트 및 이소보르닐이소부티레이트에서 선택되는 적어도 1 종의 아세테이트계 용제 (A) 를 포함해도 된다. 이들 중에서도 이소보르닐아세테이트가 보다 바람직하다. 아세테이트계 용제는, 유기 용제 전체에 대해, 0 질량％ 이상 80 질량％ 이하 함유되고, 바람직하게는 10 질량％ 이상 60 질량％ 이하 함유되고, 보다 바람직하게는 20 질량％ 이상 40 질량％ 이하 함유된다.

또, 유기 용제가 아세테이트계 용제를 포함하는 경우, 예를 들어, 상기의 아세테이트계 용제 (A) 와, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트에서 선택되는 적어도 1 종의 아세테이트계 용제 (B) 를 포함해도 된다. 이와 같은 혼합 용제를 사용하는 경우, 용이하게 도전성 페이스트의 점도 조정을 실시할 수 있고, 도전성 페이스트의 건조 스피드를 빠르게 할 수 있다.

아세테이트계 용제 (A) 와 아세테이트계 용제 (B) 를 포함하는 혼합액의 경우, 유기 용제는, 아세테이트계 용제 전체에 대해, 아세테이트계 용제 (A) 를 바람직하게는 50 질량％ 이상 90 질량％ 이하 함유하고, 보다 바람직하게는 60 질량％ 이상 80 질량％ 이하 함유한다. 상기 혼합액의 경우, 아세테이트계 용제 전체 100 질량％ 에 대해, 아세테이트계 용제 (B) 를 10 질량％ 이상 50 질량％ 이하 함유하고, 보다 바람직하게는 20 질량％ 이상 40 질량％ 이하 함유한다.

또, 유기 용제는, 글리콜에테르계 용제 및 아세테이트계 용제 이외의 다른 유기 용제를 포함해도 된다. 다른 유기 용제로는, 특별히 한정되지 않고, 상기 바인더 수지를 용해시킬 수 있는 공지된 유기 용제를 사용할 수 있다. 다른 유기 용제로는, 예를 들어, 아세트산에틸, 아세트산프로필, 아세트산이소부틸, 아세트산부틸 등의 아세트산에스테르계 용제, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤계 용제, 테르피네올, 디하이드로테르피네올 등의 테르펜계 용제, 트리데칸, 노난, 시클로헥산 등의 지방족계 탄화수소 용제 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 지방족계 탄화수소 용제가 바람직하고, 지방족계 탄화수소 용제 중 미네랄 스피릿이 보다 바람직하다. 또한, 다른 유기 용제는, 1 종류를 사용해도 되고, 2 종류 이상을 사용해도 된다.

유기 용제는, 예를 들어, 주용제로서 글리콜에테르계 용제를 포함하고, 부용제로서 지방족계 탄화수소 용제를 포함할 수 있다. 이 경우, 글리콜에테르계 용제는, 도전성 분말 100 질량부에 대해, 바람직하게는 30 질량부 이상 50 질량부 이하, 보다 바람직하게는 40 질량부 이상 50 질량부 이하 포함되고, 지방족계 탄화수소 용제는, 도전성 분말 100 질량부에 대해, 바람직하게는 20 질량부 이상 80 질량부 이하, 보다 바람직하게는 20 질량부 이상 40 질량부 이하 포함된다. 또, 지방족계 탄화수소 용제가, 도전성 분말 100 질량에 대해, 25 질량부 이상 포함되는 경우에도, 도전성 페이스트는 분산성이 우수할 수 있다.

유기 용제의 함유량은, 도전성 분말 100 질량부에 대해, 바람직하게는 50 질량부 이상 130 질량부 이하이고, 보다 바람직하게는 60 질량부 이상 90 질량부 이하이다. 유기 용제의 함유량이 상기 범위인 경우, 도전성 및 분산성이 우수하다.

유기 용제의 함유량은, 도전성 페이스트 전체량에 대해, 20 질량％ 이상 50 질량％ 이하가 바람직하고, 25 질량％ 이상 45 질량％ 이하가 보다 바람직하다. 유기 용제의 함유량이 상기 범위인 경우, 도전성 및 분산성이 우수하다.

(분산제)

본 발명자들은, 도전성 페이스트에 사용하는 분산제에 대해, 여러 가지 분산제를 검토한 결과, 주사슬에 대해 탄화수소기로 이루어지는 분기 사슬을 1 개 이상, 바람직하게는 복수 갖고, 또한 평균 분자량이 500 을 초과하고 2000 이하인 산계 분산제와, 염기계 분산제를 함유하는 분산제를 사용함으로써, 도전성 페이스트에 함유하는 분말 재료인 도전성 분말이나 세라믹 분말의 분산성이 우수하고, 또한, 도전성 페이스트를 도포하고, 건조시킨 후의 건조막 표면의 평활성이 우수한 것을 알아냈다.

본 효과가 발휘되는 이유의 상세한 것은 분명하지 않지만, 산계 분산제가 탄화수소기로 이루어지는 분기를 가짐으로써, 효과적으로 입체 장해를 형성하여, 분말 재료의 응집을 방지함과 함께, 이 산계 분산제와의 상성이 좋은 염기계 분산제를 함유시킴으로써, 보다 효과적으로 분산제를 균일하게 분산시킬 수 있는 것으로 생각된다. 또, 산계 분산제의 분자량을 특정한 크기로 함으로써, 도전성 페이스트를 용도에 따른 바람직한 점도로 유지할 수 있는 것으로 생각된다. 또한, 본 발명은 전술한 이론 (이유) 에 의해 구속되지 않는다. 이하, 본 실시형태에 관련된 분산제에 대해, 더욱 상세하게 설명한다.

산계 분산제는, 주사슬에 대해 탄화수소기로 이루어지는 분기 사슬을 1 개 이상 갖고, 바람직하게는 복수 갖는다. 산계 분산제는, 카르복실기를 갖는 것이 바람직하고, 폴리카르복실산을 주사슬로 하는 탄화수소계 그래프트 공중합체인 것이 보다 바람직하다. 또, 폴리카르복실산은 에스테르 구조를 갖는 것이 바람직하다. 또, 탄화수소기는, 사슬형 구조를 갖는 것이 바람직하다. 또, 탄화수소기는, 알킬기여도 된다. 또, 알킬기는, 탄소 및 수소만으로 구성되어도 되고, 알킬기를 구성하는 수소의 일부가 치환기로 치환되어도 된다.

산계 분산제의 분자량은, 500 보다 크고 2000 이하이고, 1000 이상 2000 이하여도 된다. 분자량이 상기 범위인 경우, 도전성 분말이나 세라믹 분말의 분산성이 우수하고, 도포 후의 건조 전극 표면의 밀도, 및, 평활성이 우수하다. 또한, 본 명세서에 있어서, 분산제의 분자량이 어느 정도의 분포를 갖는 경우, 분산제의 분자량은, 중량 평균 분자량을 나타낸다.

산계 분산제는, 예를 들어, 시판되는 제품에서, 상기 특성을 만족하는 것을 선택하여 사용할 수 있다. 또, 산계 분산제는, 종래 공지된 제조 방법을 사용하여, 상기 특성을 만족하도록 제조해도 된다.

산계 분산제는, 상기 도전성 분말 100 질량부에 대해, 바람직하게는 0.2 질량부 이상 2 질량부 이하 함유된다. 산계 분산제의 함유량이 상기 범위인 경우, 도전성 분말이나 세라믹 분말의 분산성이나, 도포 후의 건조 전극 표면의 평활성이 우수하고, 또한, 도전성 페이스트의 점도를 적절한 범위로 조정할 수 있고, 또, 시트 어택이나 그린 시트의 박리 불량을 억제할 수 있다. 또, 본 실시형태에 관련된 도전성 페이스트는, 산계 분산제의 함유량이 1 질량부 이하여도, 높은 분산성을 가질 수 있다.

또, 산계 분산제는, 도전성 페이스트 전체량에 대해, 바람직하게는 3 질량％ 이하 함유된다. 산계 분산제의 함유량의 상한은, 바람직하게는 2 질량％ 이하이고, 보다 바람직하게는 1 질량％ 이하이다. 산계 분산제의 함유량의 하한은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 0.01 질량％ 이상이고, 바람직하게는 0.05 질량％ 이상이고, 0.5 질량％ 이상이어도 된다. 산계 분산제의 함유량이 상기 범위인 경우, 도전성 페이스트의 점도를 적절한 범위로 조정할 수 있고, 또, 시트 어택이나 그린 시트의 박리 불량을 억제할 수 있다.

염기계 분산제는, 특별히 그 구조를 한정하는 것은 아니지만, 예를 들어, 라우릴아민, 폴리에틸렌글리콜라우릴아민, 로진아민, 세틸아민, 미리스틸아민, 스테아릴아민, 올레일아민, 폴리옥시에틸렌라우릴아민 등의 지방족 아민을 들 수 있다. 염기계 분산제는, 상기의 산계 분산제에 의한 효과를 더욱 향상시키고, 도전성 페이스트를 형성했을 때의 분산성을 보다 향상시킬 수 있다.

염기계 분산제는, 도전성 분말 100 질량부에 대해, 바람직하게는 0.02 질량부 이상 2 질량부 이하 함유된다. 본 발명의 산계 분산제와 함께, 염기계 분산제를 상기 범위에서 포함하는 경우, 도전성 페이스트 중의 도전성 분말이나 세라믹 분말의 분산성이 보다 우수하고, 도포 후의 건조 전극 표면의 평활성이 보다 우수하고, 또한, 도전성 페이스트의 점도를 적절한 범위로 조정할 수 있고, 또, 시트 어택이나 그린 시트의 박리 불량을 억제할 수 있다. 또, 본 실시형태에 관련된 도전성 페이스트는, 염기계 분산제의 함유량이 1 질량부 이하여도 되고, 0.1 질량부 이하여도 되고, 0.05 질량부 이하여도 된다.

또, 염기계 분산제는, 예를 들어, 산계 분산제 100 질량부에 대해, 1 질량부 이상 500 질량 이하 정도, 바람직하게는 10 질량부 이상 300 질량부 이하, 보다 바람직하게는 50 질량부 이상 200 질량부 이하, 보다 바람직하게는 50 질량부 이상 150 질량부 이하 함유될 수 있다. 염기계 분산제를 상기 범위에서 함유하는 경우, 도전성 페이스트의 점도 안정성이 보다 우수하고, 건조막 밀도가 높아지는 경향이 있다.

염기계 분산제는, 예를 들어, 도전성 페이스트 전체에 대해, 0 질량％ 이상 2.5 질량％ 이하 함유되고, 바람직하게는 0 질량％ 이상 1.0 질량％ 이하, 보다 바람직하게는 0.1 질량％ 이상 1.0 질량％ 이하 함유되고, 보다 바람직하게는 0.1 질량％ 이상 0.8 질량％ 이하 함유된다. 염기계 분산제를 상기 범위에서 함유하는 경우, 페이스트의 경시적인 점도 안정성이 보다 우수하다. 또, 염기계 분산제는, 도전성 페이스트 전체에 대해, 0.5 질량％ 이하여도 되고, 0.1 질량％ 미만이어도 되고, 0.05 질량％ 이하여도 된다.

또한, 도전성 페이스트는, 분산제로서, 상기 산계 분산제와 상기 염기계 분산제만을 포함해도 되고, 상기의 분산제 이외의 분산제를, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 포함해도 된다. 상기 이외의 분산제로는, 예를 들어, 고급 지방산, 고분자 계면 활성제 등을 포함하는 산계 분산제, 양쪽성 계면 활성제, 및 고분자계 분산제 등을 포함해도 된다. 또, 이들 분산제는, 1 종 또는 2 종 이상 조합하여 사용해도 된다.

또, 상기의 산계 분산제와 합친, 분산제 전체의 함유량 (총함유량) 이, 상기 도전성 분말 100 질량부에 대해, 0.01 질량부 이상 3 질량부 이하인 것이 바람직하고, 0.23 질량부 이상 3 질량부 이하인 것이 보다 바람직하다. 또, 본 실시형태에 관련된 도전성 페이스트는, 분산제 전체의 함유량 (총함유량) 이 2 질량부 이하여도 되고, 1 질량부 이하여도 된다. 분산제 전체의 함유량이 상기 범위여도, 높은 분산성을 가질 수 있다.

(그 밖의 성분)

본 실시형태의 도전성 페이스트는, 필요에 따라, 상기의 성분 이외의 그 밖의 성분을 포함해도 된다. 그 밖의 성분으로는, 예를 들어, 소포제, 가소제, 증점제 등의 종래 공지된 첨가물을 사용할 수 있다.

(도전성 페이스트)

본 실시형태의 도전성 페이스트의 제조 방법은, 특별히 한정되지 않고, 종래 공지된 방법을 사용할 수 있다. 도전성 페이스트는, 예를 들어, 상기의 각 성분을, 3 본 롤 밀, 볼 밀, 믹서 등으로 교반·혼련함으로써 제조할 수 있다. 그 때, 도전성 분말 표면에 미리 분산제를 도포하면, 도전성 분말이 응집되지 않고 충분히 풀어지고, 그 표면에 분산제가 널리 퍼지게 되어, 균일한 도전성 페이스트를 얻기 쉽다. 또, 미리 바인더 수지를 유기 용제의 일부에 용해시켜, 유기 비이클을 제조한 후, 페이스트 조정용의 유기 용제에, 도전성 분말, 세라믹 분말, 분산제, 및, 유기 비이클을 첨가한 후, 교반·혼련하여 도전성 페이스트를 제조해도 된다.

도전성 페이스트는, 전단 속도 100 sec^-1 의 점도가, 바람직하게는 0.8 Pa·S 이하이고, 0.5 Pa·S 이하여도 되고, 0.4 Pa·S 이하여도 되고, 0.3 Pa·S 이하여도 된다. 전단 속도 100 sec^-1 의 점도가 상기 범위인 경우, 그라비아 인쇄용의 도전성 페이스트로서 바람직하게 사용할 수 있다. 상기 범위를 초과하면 점도가 지나치게 높아 그라비아 인쇄용으로서 적합하지 않은 경우가 있다. 본 실시형태의 도전성 페이스트의 전단 속도 100 sec^-1 의 점도의 하한은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 0.1 Pa·S 이상이다.

또, 도전성 페이스트는, 전단 속도 10000 sec^-1 의 점도가, 바람직하게는 0.18 Pa·S 이하이고, 0.14 Pa·S 미만이어도 된다. 전단 속도 10000 sec^-1 의 점도가 상기 범위인 경우, 그라비아 인쇄용의 도전성 페이스트로서 바람직하게 사용할 수 있다. 상기 범위를 초과한 경우에도, 점도가 지나치게 높아 그라비아 인쇄용으로서 적합하지 않은 경우가 있다. 전단 속도 10000 sec^-1 의 점도의 하한은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 0.05 Pa·S 이상이다.

또, 도전성 페이스트를 인쇄한 후, 건조시켜 얻어지는 건조막의 건조막 밀도 (DFD) 는, 5.0 g/㎤ 를 초과하는 것이 바람직하고, 5.2 g/㎤ 를 초과해도 되고, 5.3 g/㎤ 이상이어도 된다. 건조막 밀도의 상한은, 특별히 한정되지 않고, 금속 니켈의 진밀도 9.8 g/㎤ 를 초과하지 않고, 예를 들어, 6.5 g/㎤ 이하여도 된다.

또, 도전성 페이스트를 인쇄하고, 대기 중 120 ℃ 에서 1 시간 건조시킴으로써, 가로세로 20 ㎜, 막 두께 1 ∼ 3 ㎛ 의 건조막을 제조했을 때의 산술 평균 조도 Sa 는, 0.25 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.2 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.16 ㎛ 이하여도 된다. 한편, 산술 평균 조도 Sa 의 하한은, 특별히 한정되지 않고, 표면이 평평한 것이 바람직하고, 0 을 초과하는 값으로서 작은 값일수록 바람직하다. 또한, 산술 평균 조도 Sa 는, ISO 25178 의 규격에 기초하여 계측한다.

도전성 페이스트는, 적층 세라믹 콘덴서 등의 전자 부품에 바람직하게 사용할 수 있다. 적층 세라믹 콘덴서는, 유전체 그린 시트를 사용하여 형성되는 유전체층 및 도전성 페이스트를 사용하여 형성되는 내부 전극층을 갖는다.

적층 세라믹 콘덴서는, 유전체 그린 시트에 포함되는 유전체 세라믹 분말과 도전성 페이스트에 포함되는 세라믹 분말이 동일 조성의 분말인 것이 바람직하다. 본 실시형태의 도전성 페이스트를 사용하여 제조되는 적층 세라믹 디바이스는, 유전체 그린 시트의 두께가, 예를 들어 3 ㎛ 이하인 경우에도, 시트 어택이나 그린 시트의 박리 불량이 억제된다.

[전자 부품]

이하, 본 발명의 전자 부품 등의 실시형태에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 도면에 있어서는, 적절히 모식적으로 표현하는 경우나, 축척을 변경하여 표현하는 경우가 있다. 또, 부재의 위치나 방향 등을, 적절히 도 1 등에 나타내는 XYZ 직교 좌표계를 참조하여 설명한다. 이 XYZ 직교 좌표계에 있어서, X 방향 및 Y 방향은 수평 방향이고, Z 방향은 연직 방향 (상하 방향) 이다.

도 1A 및 도 1B 는, 실시형태에 관련된 전자 부품의 일례인, 적층 세라믹 콘덴서 (1) 를 나타내는 도면이다. 적층 세라믹 콘덴서 (1) 는, 유전체층 (12) 및 내부 전극층 (11) 을 교대로 적층한 적층체 (10) 와 외부 전극 (20) 을 구비한다.

이하, 상기 도전성 페이스트를 사용한 적층 세라믹 콘덴서의 제조 방법에 대해 설명한다. 먼저, 유전체 그린 시트 상에, 도전성 페이스트를 인쇄하고, 건조시켜 건조막을 형성하고, 이 건조막을 상면에 갖는 복수의 유전체 그린 시트를, 압착에 의해 적층시킨 후, 소성하여 일체화시킴으로써, 세라믹 콘덴서 본체가 되는 적층 세라믹 소성체 (세라믹 적층체 (10)) 를 제조한다. 그 후, 적층체 (10) 의 양 단부에 1 쌍의 외부 전극 (20) 을 형성함으로써 적층 세라믹 콘덴서 (1) 가 제조된다. 이하에 보다 상세하게 설명한다.

먼저, 미소성의 세라믹 시트인 유전체 그린 시트 (세라믹 그린 시트) 를 준비한다. 이 유전체 그린 시트로는, 예를 들어, 티탄산바륨 등의 소정의 세라믹의 원료 분말에, 폴리비닐부티랄 등의 유기 바인더와 테르피네올 등의 용제를 첨가하여 얻은 유전체층용 페이스트를, PET 필름 등의 지지 필름 상에 시트상으로 도포하고, 건조시켜 용제를 제거한 것 등을 들 수 있다. 또한, 유전체 그린 시트로 이루어지는 유전체층의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 적층 세라믹 콘덴서 (1) 의 소형화의 요청의 관점에서, 0.05 ㎛ 이상 3 ㎛ 이하가 바람직하다.

이어서, 이 유전체 그린 시트의 편면에, 그라비아 인쇄법을 사용하여, 상기 서술한 도전성 페이스트를 인쇄하여 도포하고, 건조시켜 건조막을 형성한 것을 복수 장 준비한다. 또한, 인쇄 후의 도전성 페이스트 (건조막) 의 두께는, 내부 전극층 (11) 의 박층화의 요청의 관점에서, 건조 후 1 ㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다.

이어서, 지지 필름으로부터, 유전체 그린 시트를 박리함과 함께, 유전체 그린 시트와 그 편면에 형성된 도전성 페이스트 (건조막) 가 교대로 배치되도록 적층한 후, 가열·가압 처리에 의해 적층체 (압착체) 를 얻는다. 또한, 적층체의 양면에, 도전성 페이스트를 도포하지 않은 보호용의 유전체 그린 시트를 추가로 배치하는 구성으로 해도 된다.

이어서, 적층체를 소정 사이즈로 절단하여 그린 칩을 형성한 후, 당해 그린 칩에 대해 탈바인더 처리를 실시하고, 환원 분위기하에서 소성함으로써, 적층 세라믹 소성체 (적층체 (10)) 를 제조한다. 또한, 탈바인더 처리에 있어서의 분위기는, 대기 또는 N₂ 가스 분위기로 하는 것이 바람직하다. 탈바인더 처리를 실시할 때의 온도는, 예를 들어 200 ℃ 이상 400 ℃ 이하이다. 또, 탈바인더 처리를 실시할 때의, 상기 온도의 유지 시간을 0.5 시간 이상 24 시간 이하로 하는 것이 바람직하다. 또, 소성은, 내부 전극층 (11) 에 사용하는 금속의 산화를 억제하기 위해 환원 분위기에서 실시되고, 또, 적층체 (10) 의 소성을 실시할 때의 온도는, 예를 들어, 1000 ℃ 이상 1350 ℃ 이하이고, 소성을 실시할 때의, 온도의 유지 시간은, 예를 들어, 0.5 시간 이상 8 시간 이하이다.

그린 칩의 소성을 실시함으로써, 유전체 그린 시트 중의 유기 바인더가 완전히 제거됨과 함께, 세라믹의 원료 분말이 소성되어, 세라믹제의 유전체층 (12) 이 형성된다. 또 건조막 중의 유기 비이클이 제거됨과 함께, 니켈 분말 또는 니켈을 주성분으로 하는 합금 분말이 소결 혹은 용융, 일체화되어, 내부 전극층 (11) 이 형성되고, 유전체층 (12) 과 내부 전극층 (11) 이 복수 장 교대로 적층된 적층 세라믹 소성체 (적층체 (10)) 가 형성된다. 또한, 산소를 유전체층 (12) 의 내부에 도입하여 신뢰성을 높임과 함께, 내부 전극층 (11) 의 재산화를 억제한다는 관점에서, 소성 후의 적층 세라믹 소성체 (적층체 (10)) 에 대해, 어닐 처리를 실시해도 된다.

그리고, 제조한 적층 세라믹 소성체 (적층체 (10)) 에 대해, 1 쌍의 외부 전극 (20) 을 형성함으로써, 적층 세라믹 콘덴서 (1) 가 제조된다. 예를 들어, 외부 전극 (20) 은, 외부 전극층 (21) 및 도금층 (22) 을 구비한다. 외부 전극층 (21) 은, 내부 전극층 (11) 과 전기적으로 접속한다. 또한, 외부 전극 (20) 의 재료로는, 예를 들어, 구리나 니켈, 또는 이들의 합금을 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 전자 부품은, 적층 세라믹 콘덴서 이외의 전자 부품을 사용할 수도 있다.

실시예

이하, 본 발명을 실시예와 비교예에 기초하여 상세하게 설명하지만, 본 발명은 실시예에 의해 전혀 한정되는 것은 아니다.

[평가 방법]

(도전성 페이스트의 점도)

도전성 페이스트의 제조 후의 점도를, 레오미터를 사용하여, 전단 속도 100 sec^-1, 10000 sec^-1 의 조건에서 측정하였다.

(건조막 밀도)

제조한 도전성 페이스트를 PET 필름 상에 올리고, 폭 50 ㎜, 간극 125 ㎛ 의 어플리케이터로 길이 약 100 ㎜ 로 늘였다. 얻어진 PET 필름을 120 ℃, 40 분 건조시켜 건조막을 형성한 후, 이 건조막을 가로세로 2.54 ㎝ (1 인치) 로 4 장 절단하고, PET 필름을 벗긴 다음 각 4 장의 건조막의 두께, 중량을 측정하여, 건조막 밀도 (평균값) 를 산출하였다.

(표면 조도)

가로세로 2.54 ㎝ (1 인치) 의 내열 강화 유리 상에, 제조한 도전성 페이스트를 인쇄하고, 대기 중 120 ℃ 에서 1 시간 건조시킴으로써, 가로세로 20 ㎜, 막 두께 1 ∼ 3 ㎛ 의 건조막을 제조하였다. 제조한 건조막의 표면 조도 Sa (산술 평균 조도) 를, ISO 25178 의 규격에 기초하여 계측하는 장치를 사용하여 측정하였다.

[사용 재료]

(도전성 분말)

도전성 분말로는, Ni 분말 (SEM 평균 입경 0.3 ㎛) 을 사용하였다.

(세라믹 분말)

세라믹 분말로는, 티탄산바륨 (BaTiO₃ ; SEM 평균 입경 0.10 ㎛) 을 사용하였다.

(바인더 수지)

바인더 수지로는, 폴리비닐부티랄 수지 (PVB), 에틸셀룰로오스 (EC) 를 사용하였다.

(분산제)

(1) 산계 분산제 (A) 로서, 폴리카르복실산을 주사슬로 하는 탄화수소계 그래프트 공중합체 (탄화수소로 이루어지는 분기 사슬을 갖는다) 로 평균 분자량이 1500 인 산계 분산제를 사용하였다.

(2) 염기계 분산제로서, 로진아민 (B), 폴리옥시에틸렌라우릴아민 (C), 올레일아민 (D) 를 사용하였다.

(3) 비교용으로, 종래의 도전성 페이스트에 사용되고 있는 인산계 분산제 (E) (분자량 : 1400, 탄화수소로 이루어지는 분기 사슬 없음) 를 사용하였다.

(유기 용제)

유기 용제로는, 프로필렌글리콜모노부틸에테르 (PNB), 미네랄 스피릿 (MA), 테르피네올 (TPO) 을 사용하였다.

[실시예 1]

도전성 분말인 Ni 분말 100 질량부에 대해, 세라믹 분말 25 질량부와, 산계 분산제로서 산계 분산제 (A) 0.2 질량부와, 염기계 분산제로서 염기계 분산제 (B) 1.0 질량부와, 바인더 수지로서 PVB 2 질량부 및 EC 4 질량부와, 유기 용제로서 PNB 41 질량부 및 MA 27 질량부를 혼합하여 도전성 페이스트를 제조하였다. 제조한 도전성 페이스트의 점도 및 페이스트의 건조막 밀도, 표면 조도를 상기 방법으로 평가하였다. 도전성 페이스트의 분산제 등의 함유량을 표 1 에, 도전성 페이스트의 점도, 및, 건조막 밀도, 표면 조도 Sa 의 평가 결과를 표 2 에 나타낸다.

[실시예 2]

산계 분산제 (A) 의 함유량을 0.74 질량부로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 도전성 페이스트를 제조하여 평가하였다. 도전성 페이스트의 분산제 등의 함유량을 표 1 에, 도전성 페이스트의 점도, 및, 건조막 밀도, 표면 조도의 평가 결과를 표 2 에 나타낸다.

[실시예 3]

산계 분산제 (A) 의 함유량을 2.0 질량부로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 도전성 페이스트를 제조하여 평가하였다. 도전성 페이스트의 분산제 등의 함유량을 표 1 에, 도전성 페이스트의 점도, 및, 건조막 밀도, 표면 조도의 평가 결과를 표 2 에 나타낸다.

[실시예 4]

염기계 분산제 (B) 의 함유량을 0.02 질량부로 한 것 이외에는, 실시예 2 와 동일하게 도전성 페이스트를 제조하여 평가하였다. 도전성 페이스트의 분산제 등의 함유량을 표 1 에, 도전성 페이스트의 점도, 및, 건조막 밀도, 표면 조도의 평가 결과를 표 2 에 나타낸다.

[실시예 5]

염기계 분산제 (B) 의 함유량을 2.0 질량부로 한 것 이외에는, 실시예 2 와 동일하게 도전성 페이스트를 제조하여 평가하였다. 도전성 페이스트의 분산제 등의 함유량을 표 1 에, 도전성 페이스트의 점도, 및, 건조막 밀도, 표면 조도의 평가 결과를 표 2 에 나타낸다.

[실시예 6]

산계 분산제 (A) 의 함유량을 0.6 질량부, 염기계 분산제 (B) 의 함유량을 1.2 질량부로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 도전성 페이스트를 제조하여 평가하였다. 도전성 페이스트의 분산제 등의 함유량을 표 1 에, 도전성 페이스트의 점도, 및, 건조막 밀도, 표면 조도의 평가 결과를 표 2 에 나타낸다.

[실시예 7]

염기계 분산제로서, 염기계 분산제 (C) 를 사용한 것 이외에는, 실시예 2 와 동일하게 도전성 페이스트를 제조하여 평가하였다. 도전성 페이스트의 분산제 등의 함유량을 표 1 에, 도전성 페이스트의 점도, 및, 건조막 밀도, 표면 조도의 평가 결과를 표 2 에 나타낸다.

[실시예 8]

염기계 분산제로서, 염기계 분산제 (D) 를 사용한 것 이외에는, 실시예 2 와 동일하게 도전성 페이스트를 제조하여 평가하였다. 도전성 페이스트의 분산제 등의 함유량을 표 1 에, 도전성 페이스트의 점도, 및, 건조막 밀도, 표면 조도의 평가 결과를 표 2 에 나타낸다.

[비교예 1]

분산제로서, 인산계 분산제 (E) 0.8 질량부만을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 도전성 페이스트를 제조하여 평가하였다. 도전성 페이스트의 분산제 등의 함유량을 표 1 에, 도전성 페이스트의 점도, 및, 건조막 밀도, 표면 조도의 평가 결과를 표 2 에 나타낸다.

[비교예 2]

산계 분산제로서 인산계 분산제 (E) 0.8 질량부를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 도전성 페이스트를 제조하여 평가하였다. 도전성 페이스트의 분산제 등의 함유량을 표 1 에, 도전성 페이스트의 점도, 및, 건조막 밀도, 표면 조도의 평가 결과를 표 2 에 나타낸다.

[비교예 3]

주용제로서, TPO 를 68 질량부 사용하고, 부용제를 사용하지 않은 것 이외에는, 실시예 2 와 동일하게 도전성 페이스트를 제조하여 평가하였다. 도전성 페이스트의 분산제 등의 함유량을 표 1 에, 도전성 페이스트의 점도, 및, 건조막 밀도, 표면 조도의 평가 결과를 표 2 에 나타낸다.

[비교예 4]

바인더 수지로서, EC 를 6 질량부 사용하고, PVB 를 사용하지 않은 것 이외에는, 실시예 2 와 동일하게 도전성 페이스트를 제조하여 평가하였다. 도전성 페이스트의 분산제 등의 함유량을 표 1 에, 도전성 페이스트의 점도, 및, 건조막 밀도, 표면 조도의 평가 결과를 표 2 에 나타낸다.

[참고예 1]

분산제로서, 염기계 분산제 (B) 를 사용하지 않은 것 이외에는, 실시예 2 와 동일하게 도전성 페이스트를 제조하여 평가하였다. 도전성 페이스트의 분산제 등의 함유량을 표 1 에, 도전성 페이스트의 점도, 및, 건조막 밀도, 표면 조도의 평가 결과를 표 2 에 나타낸다.

[참고예 2]

분산제로서, 산계 분산제 (A) 를 사용하지 않고, 염기계 분산제 (B) 의 함유량을 0.8 질량부로 한 것 이외에는, 실시예 2 와 동일하게 도전성 페이스트를 제조하여 평가하였다. 도전성 페이스트의 분산제 등의 함유량을 표 1 에, 도전성 페이스트의 점도, 및, 건조막 밀도, 표면 조도의 평가 결과를 표 2 에 나타낸다.

(평가 결과)

실시예의 도전성 페이스트는, 전단 속도가 100 sec^-1 에서의 점도가 0.21 ∼ 0.31 Pa·s, 전단 속도가 10000 sec^-1 에서의 점도가 0.10 ∼ 0.14 Pa·s 이고, 어느 전단 속도에서도 안정적으로 낮은 값을 나타내어, 그라비아 인쇄에 적합한 점도를 갖는 것이 나타났다. 또, 실시예의 도전성 페이스트는, 건조막 밀도가 5.26 ∼ 5.36 g/㎤ 로 높은 값을 나타내고, 또한, 건조막의 표면 조도 Sa 가 0.12 ∼ 0.23 ㎛ 이고, 분산성이 우수한 것이 확인되었다.

또, 실시예 1 ∼ 3 의 도전성 페이스트를 비교한 경우, 산계 분산제 (A) 의 함유량이 0.2 질량부 (실시예 1) 나, 0.74 질량부 (실시예 2) 인 도전성 페이스트여도, 산계 분산제 (A) 의 함유량이 2.0 질량부 (실시예 3) 인 도전성 페이스트와 동일한 정도의 높은 건조막 밀도와, 비교적 평활한 건조막 표면이 얻어지는 것을 알 수 있다. 또, 실시예 2, 4, 5 로부터, 염기계 분산제의 함유량을 늘리면, 얻어지는 도전성 페이스트의 건조막 밀도나 표면 조도가 향상되는 경향이 있는 것을 알 수 있다. 또, 실시예 1, 4 와 실시예 6 의 도전성 페이스트 등의 비교로부터, 산계 분산제 (A) 와 염기계 분산제 (B) 의 배합비에 크게 차가 있는 것보다, 배합비가 가까운 쪽이 건조막 밀도가 향상되는 경향이 있다. 또, 실시예 2, 7, 8 의 도전성 페이스트의 비교로부터, 염기계 분산제의 종류를 변경해도, 양호한 건조막 밀도나 표면 조도가 얻어지는 것이 분명하다.

이에 반해, 본 실시형태에 관련된 산계 분산제를 함유하지 않고, 인산계 분산제만을 사용한 비교예 1 의 도전성 페이스트는, 동일한 조건에서 제조한 경우, 실시예의 도전성 페이스트보다 점도가 높아지고, 건조막 밀도도 충분히 높게 할 수 없었다.

또, 비교예 1 과 동일한 인산계 분산제에, 추가로 염기계 분산제 (B) 를 첨가한 비교예 2 의 도전성 페이스트도, 각 특성이 다소 개선되기는 하지만, 실시예와 동등한 건조막 밀도가 얻어지지 않았다. 또, 일반적으로 많이 사용되고 있는 TPO 를 주용제로 한 비교예 3 의 도전성 페이스트는, 점도가 매우 높아져, 그라비아 인쇄에 적합한 점도가 되지 않았다. 또, 비교예 2 의 도전성 페이스트는, 표면 조도도, 실시예의 도전성 페이스트와 비교하여 높았다. 또, 수지에 아세탈계 수지를 함유하지 않는 비교예 4 의 도전성 페이스트는, 점도가 높고, 또한 건조막 밀도를 충분히 높게 할 수 없었다.

또, 분산제로서 산계 분산제 (A) 를 단독으로 포함하는 참고예 1 의 도전성 페이스트에서는, 인산계 분산제 (E) 를 사용한 비교예 1 보다는, 건조막 밀도가 높고, 또한, 도전성 페이스트의 점도도 저하되는 것이 나타났다. 또, 염기계 분산제 (B) 를 단독으로 포함하는 참고예 2 의 도전성 페이스트에서는, 인산계 분산제 (E) 를 사용한 비교예 1 보다, 건조막 밀도가 약간 높지만, 도전성 페이스트의 점도는 높았다.

이상으로부터, 산계 분산제 (A), 및, 염기계 분산제 (B) 를 양방 포함하는 본 발명의 실시예의 도전성 페이스트는, 비교예, 및, 참고예의 도전성 페이스트와 비교한 경우, 건조막 밀도가 보다 높고, 도전성 페이스트의 분산성이 보다 향상되는 것이 분명하다. 또, 전단 속도가 10000 sec^-1 에서의 도전성 페이스트의 점도도, 양방의 분산제를 포함하는 본 발명의 실시예의 도전성 페이스트 쪽이, 비교예, 및, 참고예의 도전성 페이스트보다 낮아, 그라비아 인쇄용에 보다 적합한 것을 알 수 있다.

또한, 본 발명의 기술 범위는, 상기 서술한 실시형태 등에서 설명한 양태에 한정되는 것은 아니다. 상기 서술한 실시형태 등에서 설명한 요건 중 하나 이상은, 생략되는 경우가 있다. 또, 상기 서술한 실시형태 등에서 설명한 요건은, 적절히 조합할 수 있다. 또, 법령에서 허용되는 한에 있어서, 상기 서술한 실시형태 등에서 인용한 모든 문헌의 개시를 원용하여 본문의 기재의 일부로 한다.

산업상 이용가능성

본 발명의 도전성 페이스트는, 그라비아 인쇄에 적합한 점도를 갖고, 또한, 도포 후의 건조막 밀도가 높고, 건조막 표면 평활성이 매우 우수하고, 분산성이 우수하다. 따라서, 본 발명의 도전성 페이스트는, 특히 휴대 전화나 디지털 기기 등의 소형화가 진행되는 전자 기기의 칩 부품인 적층 세라믹 콘덴서의 내부 전극용의 원료로서 바람직하게 사용할 수 있고, 특히 그라비아 인쇄용의 도전성 페이스트로서 바람직하게 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 기술 범위는, 상기 서술한 실시형태 등에서 설명한 양태에 한정되는 것은 아니다. 상기 서술한 실시형태 등에서 설명한 요건 중 하나 이상은, 생략되는 경우가 있다. 또, 상기 서술한 실시형태 등에서 설명한 요건은, 적절히 조합할 수 있다. 또, 법령에서 허용되는 한에 있어서, 일본 특허출원인 일본 특허출원 2018-241706호, 및 본 명세서에서 인용한 모든 문헌의 내용을 원용하여 본문의 기재의 일부로 한다.

1 : 적층 세라믹 콘덴서
10 : 세라믹 적층체
11 : 내부 전극층
12 : 유전체층
20 : 외부 전극
21 : 외부 전극층
22 : 도금층

Claims

도전성 분말, 세라믹 분말, 분산제, 바인더 수지 및 유기 용제를 포함하는 도전성 페이스트로서,
상기 분산제는, 산계 분산제와 염기계 분산제를 포함하고,
상기 산계 분산제는, 평균 분자량이 500 을 초과하고 2000 이하이고, 또한, 주사슬에 대해 탄화수소기로 이루어지는 분기 사슬을 1 개 이상 갖고,
상기 바인더 수지는, 아세탈계 수지를 포함하고,
상기 유기 용제는, 글리콜에테르계 용제를 포함하는, 도전성 페이스트.
제 1 항에 있어서,
상기 산계 분산제는, 카르복실기를 갖는, 도전성 페이스트.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 산계 분산제는, 폴리카르복실산을 주사슬로 하는 탄화수소계 그래프트 공중합체인, 도전성 페이스트.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 산계 분산제는, 상기 도전성 분말 100 질량부에 대해, 0.2 질량부 이상 2 질량부 이하 함유되고, 상기 염기계 분산제는, 상기 도전성 분말 100 질량부에 대해, 0.02 질량부 이상 2 질량부 이하 함유되는, 도전성 페이스트.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 도전성 분말은, Ni, Pd, Pt, Au, Ag, Cu 및 이들의 합금에서 선택되는 적어도 1 종의 금속 분말을 포함하는, 도전성 페이스트.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 도전성 분말은, 평균 입경이 0.05 ㎛ 이상 1.0 ㎛ 이하인, 도전성 페이스트.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세라믹 분말은, 페로브스카이트형 산화물을 포함하는, 도전성 페이스트.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세라믹 분말은, 평균 입경이 0.01 ㎛ 이상 0.5 ㎛ 이하인, 도전성 페이스트.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 바인더 수지가, 부티랄계 수지를 포함하는, 도전성 페이스트.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
전단 속도 100 sec^-1 에서의 점도가 0.8 Pa·S 이하이고, 전단 속도 10000 sec^-1 에서의 점도가 0.18 Pa·S 이하인, 도전성 페이스트.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
적층 세라믹 부품의 내부 전극용인, 도전성 페이스트.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 도전성 페이스트를 사용하여 형성되는 전자 부품.
유전체층과 내부 전극을 적층한 적층체를 적어도 갖고,
상기 내부 전극은, 제 11 항에 기재된 도전성 페이스트를 사용하여 형성되는 적층 세라믹 콘덴서.