KR20220145326A - 도전성 페이스트, 전자 부품 및 적층 세라믹 콘덴서 - Google Patents

Abstract

건조막 중에 존재하는 돌기수를 감소시킨 도전성 페이스트를 제공한다. 도전성 분말, 세라믹 분말, 분산제, 바인더 수지 및 유기 용제를 포함하는 도전성 페이스트로서, 분산제는, 일반식 (1) 로 나타내는 아미노산계 분산제를, 도전성 분말 100 질량부에 대하여, 0.01 질량부 이상 4 질량부 이하, 및 일반식 (2) 로 나타내는 아민계 분산제를, 도전성 분말 100 질량부에 대하여, 0.01 질량부 이상 4 질량부 이하 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 고용량화가 요망되고 있다. 적층 세라믹 콘덴서는, 복수의 유전체층과 복수의 내부 전극층이 교대로 적층한 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. 다음으로, 건조막과 유전체 그린 시트가 교대로 겹치도록 적층, 가열 압착하여 일체화하여, 압착체를 형성한다. 이 압착체를 절단하고, 산화성 분위기 또는 불활성 분위기 중에서 탈유기 바인더 처리를 실시한 후, 소성을 실시하여, 소성 칩을 얻는다. 이어서, 소성 칩의 양단부에 외부 전극용 페이스트를 도포하고, 소성 후, 외부 전극 표면에 니켈 도금 등을 실시하여, 적층 세라믹 콘덴서가 얻어진다.

일반적으로, 내부 전극층의 형성에 사용되는 도전성 페이스트는, 도전성 분말, 세라믹 분말, 바인더 수지 및 유기 용제를 포함한다. 또, 도전성 페이스트는, 도전성 분말 등의 분산성을 향상시키기 위해서 분산제를 포함하는 경우가 있다. 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 높아져, 분산성이 저하되고, 분말끼리가 응집되기 쉬워져, 응집물을 형성한다. 도전성 페이스트 내에 응집물이 존재하면, 응집물에서 기인한 볼록부가 내부 전극층에 형성되고, 이 볼록부가 그린 시트를 관통하여, 쇼트 불량을 일으키는 경우가 있다.

예를 들어, 특허문헌 1 에는, 쇼트 불량을 억제하기 위해서, 평균 입경이 0.2 ㎛ 이하인 니켈 분말을 사용하는 것이 기재되어 있다. 그리고, 가령, 응집물이 발생했다고 해도, 내부 도전체층의 볼록부가 잘 형성되지 않기 때문에, 그린 시트를 관통해 버리는 쇼트 불량을 줄일 수 있다고 되어 있다. 또, 특허문헌 1 에는, 도전성 페이스트는, 눈금 간격이 5 ㎛ 이하인 필터로 여과함으로써, 니켈 분말의 응집 입자를 제거할 수 있고, 인쇄한 내부 도전체층의 평활성이 얻어져, 관통해 버리는 쇼트 불량을 저감시킬 수 있는 것이 기재되어 있다.

일본 공개특허공보 2005-197019호

그러나, 종래의 도전성 페이스트를 사용한 적층 세라믹 콘덴서에서는, 전극 패턴의 박막화에 수반하여, 적층 세라믹 콘덴서의 쇼트 불량이 증가하여, 신뢰성의 저하의 문제가 생기는 경우가 있다.

본 발명자들의 검토에 의하면, 예를 들어, 상기 특허문헌 1 에 기재된 바와 같이, 도전성 페이스트의 제조 공정에 있어서, 사용하는 니켈 분말의 평균 입경을 2 ㎛ 이하로 하거나, 필터로 도전성 페이스트를 여과하거나 해도, 적층 세라믹 콘덴서의 쇼트 불량을 충분히 억제할 수 없는 경우가 있는 것을 알 수 있었다.

그래서, 본 발명자들이 더욱 검토한 결과, 전극 패턴의 박막화에 수반하여 상기 문제가 발생하는 요인의 하나로서, 도전성 페이스트를 인쇄한 후의 건조막에 생기는 미소한 돌기를 들 수 있는 것을 새롭게 알아내었다.

즉, 건조막 상에 상당수의 돌기가 존재하는 경우, 적층 세라믹 콘덴서 제조에 있어서, 건조막과 유전체 그린 시트를 교대로 적층할 때나, 적층했을 때에 막두께가 감소했을 때, 이 미소한 돌기에 의해 인접하는 층으로의 뚫고 나감이 발생하여, 적층 세라믹 콘덴서의 쇼트 불량 등의 신뢰성의 저하가 생기는 경우가 있다.

또, 본 발명자들의 검토에 의하면, 상기의 미소한 돌기의 발생은, 통상적인 건조막의 조도 평가에서는, 검출이 곤란하다는 것이 분명해졌다.

본 발명은 상기의 지견에 기초하여, 건조막 상에 존재하는 돌기수를 감소시킨 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, 하기 일반식 (1) 로 나타내는 아미노산계 분산제를, 도전성 분말 100 질량부에 대하여, 0.01 질량부 이상 4 질량부 이하, 및 하기 일반식 (2) 로 나타내는 아민계 분산제를, 도전성 분말 100 질량부에 대하여, 0.01 질량부 이상 4 질량부 이하 포함하는, 도전성 페이스트가 제공된다.

[화학식 1]

(단, 일반식 (1) 중, R₁ 은, 탄소수 10 ∼ 20 의 사슬형 탄화수소기를 나타낸다.)

[화학식 2]

(단, 일반식 (2) 중, R₂ 는, 탄소수 12 ∼ 22 의 사슬형 탄화수소기를 나타낸다.)

또, 분산제는, 추가로 하기 일반식 (3) 으로 나타내는 아민계 분산제를, 도전성 분말 100 질량부에 대하여, 0.01 질량부 이상 4 질량부 이하 포함하고, 도전성 분말을, 도전성 페이스트 전체에 대하여, 40 질량％ 이상 60 질량％ 이하 포함하는 것이 바람직하다.

[화학식 3]

(단, 일반식 (3) 중, R₃ 은 탄소수 8 ∼ 16 의 알킬기, 알케닐기, 또는 알키닐기를 나타내고, R₄ 는 옥시에틸렌기, 옥시프로필렌기, 또는 메틸렌기를 나타내고, R₅ 는 옥시에틸렌기, 또는 옥시프로필렌기를 나타내고, R₄ 및 R₅ 는, 동일해도 되고, 또는 상이해도 된다. 또, 식 (3) 중의 N 원자와, R₄ 및 R₅ 중의 O 원자는 직접 결합하지 않고, 또한, Y 는 0 ∼ 2 의 수이고, Z 는 1 ∼ 2 의 수이다.)

또, 일반식 (1) 중, R₁ 은, 탄소수 10 ∼ 20 의 직사슬형 탄화수소기를 나타내는 것이 바람직하다. 또, 분산제는, 도전성 페이스트 전체에 대하여, 0.01 질량％ 이상 4 질량％ 이하 함유되는 것이 바람직하다. 또, 도전성 분말은, Ni, Pd, Pt, Au, Ag, Cu 및 이들의 합금에서 선택되는 적어도 1 종의 금속 분말을 포함하는 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, 셀룰로오스계 수지, 아크릴계 수지 및 부티랄계 수지 중 적어도 1 개를 포함하는 것이 바람직하다. 또, 상기 도전성 페이스트는, 적층 세라믹 부품의 내부 전극용인 것이 바람직하다.

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

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

본 발명에 관련된 도전성 페이스트는, 인쇄 후의 건조막 상에 생기는 미소한 돌기의 수가 적다. 따라서, 본 발명에 관련된 도전성 페이스트는, 예를 들어, 박막화한 전극에 바람직하게 사용할 수 있다.

도 1 은, 실시형태에 관련된 적층 세라믹 콘덴서를 나타내는 사시도 및 단면도이다.

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 분말이 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 합금 (Ni 합금) 을 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 위해서, 수백 ppm 정도의 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, 박막화된 적층 세라믹 콘덴서의 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 값이고, SEM 으로 배율 10,000 배로 관찰한 화상으로부터, 복수의 입자 하나 하나의 입경을 측정하여, 얻어지는 평균값이다.

도전성 분말의 함유량은, 도전성 페이스트 전체량에 대하여, 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 전극용 페이스트인 경우, 적용하는 적층 세라믹 콘덴서의 종류에 의해 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 부성분으로 하여 포함하는 세라믹 분말을 사용해도 된다. 산화물로는, Mn, Cr, Si, Ca, Ba, Mg, V, W, Ta, Nb 및 희토류 원소에서 선택되는 1 종류 이상으로 이루어지는 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 들 수도 있다.

내부 전극용 페이스트에 있어서의 세라믹 분말로는, 적층 세라믹 콘덴서의 유전체 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 값이고, SEM 으로 배율 50,000 배로 관찰한 영상으로부터, 복수의 입자 하나 하나의 입경을 측정하여, 얻어지는 평균값이다.

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

세라믹 분말의 함유량은, 도전성 페이스트 전체량에 대하여, 바람직하게는 1 질량％ 이상 20 질량％ 이하이고, 보다 바람직하게는 5 질량％ 이상 20 질량％ 이하이다. 세라믹 분말의 함유량이 상기 범위인 경우, 도전성 및 분산성이 우수하다.

(바인더 수지)

바인더 수지로는, 특별히 한정되지 않고, 공지된 수지를 사용할 수 있다. 바인더 수지로는, 예를 들어, 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 에틸하이드록시에틸셀룰로오스, 니트로셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지, 아크릴계 수지, 폴리비닐부티랄 등의 부티랄계 수지 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 용제에 대한 용해성, 연소 분해성의 관점 등에서 에틸셀룰로오스를 포함하는 것이 바람직하다. 또, 내부 전극용 페이스트로서 사용하는 경우, 유전체 그린 시트와의 접착 강도를 향상시키는 관점에서 부티랄계 수지를 포함하거나, 또는 부티랄계 수지를 단독으로 사용해도 된다. 바인더 수지는, 1 종류를 사용해도 되고, 또는 2 종류 이상을 사용해도 된다.

바인더 수지는, 예를 들어, 셀룰로오스계 수지와 부티랄계 수지를 사용할 수 있다. 도전성 페이스트에 있어서, 셀룰로오스계 수지와 부티랄계 수지를 포함하는 경우, 건조막 상의 돌기수가 감소하는 경향이 있다. 셀룰로오스계 수지와 부티랄계 수지의 함유 비율은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 셀룰로오스계 수지 : 부티랄계 수지 = 10 ∼ 90 : 90 ∼ 10 (중량비, 셀룰로오스계 수지와 부티랄계 수지의 합계가 100) 이고, 바람직하게는 30 ∼ 70 : 70 ∼ 30 이다.

또, 부티랄계 수지의 중량 평균 분자량 Mw 는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 2 만 이상 20 만 이하이고, 바람직하게는 3 만 이상 15 만 이하이다. 중량 평균 분자량 Mw 가 상기 범위인 경우, 도전성 페이스트에 사용했을 때, 도전성 분말 등의 분산성이 우수하고, 바람직한 페이스트 점도로 하면서, 건조막 상의 돌기수를 감소시킬 수 있다.

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

바인더 수지의 함유량은, 도전성 페이스트 전체량에 대하여, 바람직하게는 0.5 질량％ 이상 10 질량％ 이하이고, 보다 바람직하게는 1 질량％ 이상 6 질량％ 이하이다. 바인더 수지의 함유량이 상기 범위인 경우, 도전성 및 분산성이 우수하다.

(유기 용제)

유기 용제로는, 특별히 한정되지 않고, 상기 바인더 수지를 용해시킬 수 있는 공지된 유기 용제를 사용할 수 있다. 유기 용제로는, 예를 들어, 디하이드로터피닐아세테이트, 이소보르닐아세테이트, 이소보르닐프로피오네이트, 이소보르닐부틸레이트 및 이소보르닐이소부틸레이트, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트 등의 아세테이트계 용제, 테르피네올, 디하이드로테르피네올 등의 테르펜계 용제, 트리데칸, 노난, 시클로헥산 등의 탄화수소계 용제 등을 들 수 있다. 또한, 유기 용제는, 1 종류를 사용해도 되고, 2 종류 이상을 사용해도 된다.

유기 용제의 함유량은, 도전성 분말 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 40 질량부 이상 100 질량부 이하이고, 보다 바람직하게는 65 질량부 이상 95 질량부 이하이다. 유기 용제의 함유량이 상기 범위인 경우, 도전성 및 분산성이 우수하다.

유기 용제의 함유량은, 도전성 페이스트 전체량에 대하여, 20 질량％ 이상 60 질량％ 이하가 바람직하고, 35 질량％ 이상 55 질량％ 이하가 보다 바람직하다. 유기 용제의 함유량이 상기 범위인 경우, 도전성 및 분산성이 우수하다.

(분산제)

본 실시형태에 관련된 도전성 페이스트는 분산제를 포함한다. 또, 분산제는, 하기의 일반식 (1) 로 나타내는 아미노산계 분산제 (아미노산계 계면 활성제), 및 하기의 일반식 (2) 로 나타내는 아민계 분산제 (아민계 계면 활성제) 를 포함한다. 일반식 (2) 로 나타내는 아민계 분산제는 1 급 아민이다.

[화학식 4]

단, 상기 일반식 (1) 중, R₁ 은, 탄소수 10 ∼ 20 의 사슬형 탄화수소기를 나타낸다. 또, R₁ 은, 탄소수 10 ∼ 20 의 직사슬형 탄화수소기를 나타내는 것이 바람직하다.

[화학식 5]

단, 상기 일반식 (2) 중, R₂ 는, 탄소수 12 ∼ 22 의 사슬형 탄화수소기를 나타낸다. 또, R₂ 는, 탄소수 12 ∼ 22 의 직사슬형 탄화수소기를 나타내도 되고, 직사슬 알케닐기이어도 되고, 이중 결합을 가져도 된다.

본 발명자들은, 상기 서술한 바와 같이, 전극 패턴의 박막화에 수반하여 상기 문제가 발생하는 요인의 하나로서, 도전성 페이스트를 인쇄한 후의 건조막에 발생하는 돌기를 들 수 있는 것을 새롭게 알아내었다. 그리고, 본 발명자들은, 이 지견에 기초하여, 도전성 페이스트에 사용하는 분산제에 대해, 여러 가지 분산제를 검토한 결과, 특히 상기 일반식 (1) 로 나타내는 아미노산계 분산제를 포함하는 도전성 페이스트에서는, 건조막 상에 돌기가 형성되기 쉬운 경향이 있는 것, 및 상기의 분산제를 조합함으로써, 도전성 페이스트를 인쇄한 후의 건조막에 있어서, 그 막 상에 존재하는 돌기의 수를 감소시킬 수 있는 것을 더욱 알아내었다.

여기서, 건조막 상의 돌기란, 건조막 상에 형성되는 볼록부 (돌출) 를 말하고, 구체적으로는, 얻어진 도전성 페이스트를 필터로 여과한 후, 도포하고, 건조시켜 얻어진 건조막을 상면으로부터 관찰했을 때, 장축 방향 (최장 직경) 의 크기가 5 ㎛ 이상인 돌기를 말한다.

또한, 본 발명자들이 돌기 (볼록부) 의 내부의 성분을 분석한 결과, 유기물이 존재하는 것을 알 수 있었다. 예를 들어, 상기 서술한 특허문헌 1 에서는, 도전성 페이스트를 필터에 의해 여과함으로써, 응집물을 제거하는 것이 기재되어 있다. 그러나, 도전성 페이스트 중에, 특히 유기물에서 기인하는 돌기 (응집물) 가 존재하는 경우, 특허문헌 1 에 기재되는 바와 같이, 필터에 의한 여과를 실시해도, 응집물이 유연성을 갖기 때문에 필터의 눈금 간격보다 큰 응집물도 통과해 버려, 건조막 상의 돌기수를 감소하는 것이 어렵다. 건조막 상에 있어서, 내부에 유기물을 포함하는 돌기가 생기는 메커니즘의 자세한 것은 불분명하지만, 예를 들어, 이하의 메커니즘이 생각된다.

예를 들어, 분산제가, 일반식 (1) 로 나타내는 아미노산계 분산제를 포함하는 경우, 이 아미노산계 분산제와 도전성 페이스트 중의 다른 성분이 서로 반응하여, 도전성 페이스트에 불용의 화합물이 생성되고, 그 결과, 도전성 페이스트를 인쇄, 건조 후의 건조막 상에 돌기가 생기는 것을 생각할 수 있다.

또, 후술하는 바와 같이, 일반식 (1) 로 나타내는 아미노산계 분산제와, 일반식 (3) 으로 나타내는 아민계 분산제를 포함하는 경우, 아미노산계 분산제와, 아민계 분산제가 반응하여, 도전성 페이스트에 불용의 화합물이 생성될 가능성도 있다. 예를 들어, 도전성 페이스트가, 분산제로서, 일반식 (1) 로 나타내는 아미노산계 분산제 및 일반식 (3) 으로 나타내는 아민계 분산제만을 포함하는 경우, 일반식 (3) 으로 나타내는 아민계 분산제의 함유량이 증가할수록, 건조막 상의 돌기수도 증가하는 경향이 있다 (후술하는 비교예 1, 2 의 도전성 페이스트를 참조).

그리고, 본 실시형태에 관련된 도전성 페이스트에서는, 일반식 (2) 로 나타내는 아민계 분산제를 포함함으로써, 건조막 상의 돌기수를 감소시킬 수 있다. 이 이유의 자세한 것은 불분명하지만, 예를 들어, 일반식 (2) 로 나타내는 아민계 분산제가, 일반식 (1) 로 나타내는 아미노산계 분산제와 다른 성분의 반응을 억제하여, 불용의 화합물의 생성을 억제하는 것, 또는 일반식 (1) 로 나타내는 아미노산계 분산제나 다른 성분과 반응하여, 생성물의 용해성을 향상시켜, 생성물이 덩어리로서 존재하지 않음으로써, 건조막 상의 돌기가 감소하는 것을 생각할 수 있다.

도전성 페이스트에 있어서, 일반식 (1) 로 나타내는 아미노산계 분산제는, 도전성 분말 100 질량부에 대하여, 0.01 질량부 이상 4 질량부 이하, 바람직하게는 0.02 질량부 이상 3 질량부 이하, 보다 바람직하게는 0.03 질량부 이상 2 질량부 이하 함유된다. 또, 상기 식 (1) 로 나타내는 아미노산계 분산제는, 0.03 질량부 이상 0.6 질량부 이하로 포함되어도 되고, 0.1 질량부 이상 0.6 질량부 이하로 포함되어도 된다.

일반식 (1) 로 나타내는 아미노산계 분산제를 상기 범위에서 포함하는 경우, 건조막 밀도를 향상시킬 수 있다. 또, 상기 범위에서 아미노산계 분산제를 증가시켰을 경우, 예를 들어, 아미노산계 분산제를, 도전성 분말 100 질량부에 대하여, 0.1 질량부 이상 2 질량부 이하, 바람직하게는 0.1 질량부 이상 1.5 질량부 이하 포함하는 경우, 건조막 밀도나 표면 조도를 향상시킬 수 있다.

또한, 일반식 (1) 로 나타내는 아미노산계 분산제의 함유량이, 도전성 분말 100 질량부에 대하여, 2 질량부를 초과하는 경우, 건조성이 악화되기 때문에, 도전성 페이스트를 유전체 그린 시트에 인쇄하여 건조 후에, 미건조된 건조막이 되어, 적층시에 내부 전극층의 찌부러짐 등의 원인이 되어, 칩 형상이 악화되거나, 건조막 상의 돌기가 증가하거나 하는 경우가 있다.

일반식 (1) 로 나타내는 아미노산계 분산제는, 예를 들어, 시판되는 제품으로부터, 상기 특성을 만족하는 것을 선택하여 사용해도 된다. 또, 상기 아미노산계 분산제는, 종래 공지된 제조 방법을 사용하여, 상기 특성을 만족하도록 제조해도 된다.

도전성 페이스트에 있어서, 일반식 (2) 로 나타내는 아민계 분산제는, 도전성 분말 100 질량부에 대하여, 0.01 질량부 이상 4 질량부 이하, 바람직하게는 0.02 질량부 이상 3 질량부 이하, 보다 바람직하게는 0.04 질량부 이상 2 질량부 이하 함유되고, 0.1 질량부 이상 1 질량부 이하 함유되어도 된다. 일반식 (2) 로 나타내는 아민계 분산제의 함유량이 상기 범위인 경우, 분산성을 향상시킴과 함께, 건조막의 돌기를 효과적으로 억제할 수 있다. 일반식 (2) 로 나타내는 아민계 분산제의 함유량이 상기 범위보다 많은 경우, 건조성이 악화되기 때문에, 도전성 페이스트를 유전체 그린 시트에 인쇄하여 건조시킨 후에, 미건조된 건조막이 되어, 적층시에 내부 전극층이 찌부러짐 등의 원인이 되어, 칩 형상이 악화되거나, 건조막 상의 돌기가 증가하거나 하는 경우가 있다.

또, 도전성 페이스트가 일반식 (1) 로 나타내는 아미노산계 분산제와 일반식 (2) 로 나타내는 아민계 분산제의 양방을 포함하는 경우, 일반식 (2) 로 나타내는 아민계 분산제의 함유량은, 일반식 (1) 로 나타내는 아미노산계 분산제의 함유량에 대하여, 질량비로 0.1 배 이상 3 배 이하여도 되고, 0.5 배 이상 2.5 배 이하여도 되고, 0.8 배 이상 1.5 배 이하여도 된다.

또, 후술하는 바와 같이, 도전성 페이스트가 일반식 (1) 로 나타내는 아미노산계 분산제, 일반식 (2) 로 나타내는 아민계 분산제, 및 일반식 (3) 으로 나타내는 아민계 분산제를 포함하는 경우, 일반식 (2) 로 나타내는 아민계 분산제의 함유량은, 일반식 (1) 로 나타내는 아미노산계 분산제와 일반식 (3) 으로 나타내는 아민계 분산제의 합계 함유량에 대하여, 질량비로 0.1 배 이상 3 배 이하여도 되고, 0.2 배 이상 2 배 이하여도 되고, 0.3 배 이상 1.5 배 이하여도 된다.

또한, 분산제는, 일반식 (1) 로 나타내는 아미노산계 분산제, 및 일반식 (2) 로 나타내는 아민계 분산제로 이루어져도 되고, 이들 이외의 분산제를 포함해도 된다.

예를 들어, 분산제로서, 일반식 (1) 로 나타내는 아미노산계 분산제, 및 일반식 (2) 로 나타내는 아민계 분산제만을 포함하는 경우, R₂ 는, 탄소수 15 ∼ 22 인 것이 바람직하다. 또, 이 경우, 일반식 (1) 로 나타내는 아미노산계 분산제의 함유량에 대하여, 일반식 (2) 로 나타내는 아민계 분산제의 함유량은, 질량비로, 0.8 배 이상 1.5 배 이하여도 된다.

본 실시형태에 관련된 도전성 페이스트는, 분산제로서, 추가로, 하기 일반식 (3) 으로 나타내는 아민계 분산제를 포함해도 된다.

[화학식 6]

상기 일반식 (3) 중, R₃ 은 탄소수 8 ∼ 16 의 알킬기, 알케닐기, 또는 알키닐기를 나타내고, R₄ 는 옥시에틸렌기, 옥시프로필렌기, 또는 메틸렌기를 나타내고, R₅ 는 옥시에틸렌기, 또는 옥시프로필렌기를 나타낸다. 또한, R₄ 및 R₅ 는, 동일해도 되고, 또는 상이해도 된다. 또, 일반식 (3) 중의 N 원자와, R₄ 및 R₅ 중의 O 원자는 직접 결합하지 않고, 또한, Y 는 0 ∼ 2 의 수이고, Z 는 1 ∼ 2 의 수이다.

일반식 (3) 으로 나타내는 아민계 분산제는, 3 급 아민, 또는 2 급 아민이고, 아민기와, 1 또는 2 의 옥시알킬렌기가 결합한 구조를 갖는다.

일반식 (1) 로 나타내는 아미노산계 분산제, 일반식 (2) 로 나타내는 아민계 분산제와 아울러, 일반식 (3) 으로 나타내는 아민계 분산제를 포함하는 경우, 얻어지는 도전성 페이스트는, 박막화된 전극을 형성할 때에도 인쇄성이 우수하고, 이 도전성 페이스트를 사용하여 형성되는 적층 세라믹 콘덴서 등의 전자 부품의 전극 패턴은, 양호한 정밀도로 균일한 폭 및 두께를 가질 수 있다.

일반식 (3) 중, R₃ 은, 탄소수 8 ∼ 16 의 알킬기, 알케닐기, 또는 알키닐기를 나타낸다. R₃ 의 탄소수가 상기 범위인 경우, 도전성 페이스트 중의 분말이 충분한 분산성을 갖고, 용제에 대한 용해도가 우수하다. 또한, R₃ 은, 직사슬형 탄화수소기인 것이 바람직하다.

일반식 (3) 중, R₄ 는, 옥시에틸렌기, 옥시프로필렌기, 또는 메틸렌기를 나타내고, R₅ 는 옥시에틸렌기, 또는 옥시프로필렌기를 나타내고, R₄ 및 R₅ 는, 동일해도 되고, 또는 상이해도 된다. 또, 식 (2) 중의 N 원자와, R₄ 및 R₅ 중의 O 원자는 직접 결합하지 않고, Y 는 0 이상 2 이하의 수이고, Z 는 1 이상 2 이하의 수이다.

예를 들어, 일반식 (3) 중, R₄ 가, -AO- 로 나타내는 옥시알킬렌기이고, Y 가 1 ∼ 2 인 경우, 최단부의 옥시알킬렌기 중의 O 원자는, (R₄)_Y 와 인접하는 H 원자와 결합한다. 또, R₄ 가 메틸렌기인 경우, (R₄)_Y 는, -(CH₂)_Y- 로 나타내고, Y 가 1 ∼ 2 인 경우, 인접하는 H 원소와 결합하여 메틸기 (-CH₃), 또는 에틸기 (-CH₂-CH₃) 를 형성한다. 또, R₅ 가, -AO- 로 나타내는 옥시알킬렌기인 경우, 최단부의 옥시알킬렌기 중의 O 원자는, (R₅)_Z 와 인접하는 H 원자와 결합한다.

일반식 (3) 중, Y 가 0 인 경우, 상기 아민계 분산제는, -R₃ 과, 1 개의 수소기와, -(R₅)_ZH 를 갖는 2 급 아민이 된다. 예를 들어, Y 가 0 이고, Z 가 2 인 경우, 상기 아민계 분산제는, 탄소수 8 ∼ 16 의 알킬기, 알케닐기, 또는 알키닐기와, 1 개의 수소기와, 디옥시에틸렌기 및 디옥시프로필렌기 중 어느 것과 H 원소가 결합한 -(AO)₂H 로 구성되는 2 급 아민이 된다.

또, 일반식 (3) 중, Y 가 1 인 경우, 상기 아민계 분산제는, -R₃ 과, -R₄H 와, -(R₅)_ZH 를 갖는 3 급 아민이 된다. 그리고, Y 가 2 인 경우, 상기 아민계 분산제는, -R₃ 과, -(R₄)₂H 인, 디옥시에틸렌기, 디옥시프로필렌기, 또는 에틸렌기와 H 원소가 결합한 -(AO)₂H 혹은 -C₂H₅ 와, -(R₅)_ZH 를 갖는 3 급 아민이 된다.

도전성 페이스트에 있어서, 일반식 (3) 으로 나타내는 아민계 분산제는, 도전성 분말 100 질량부에 대하여, 0.01 질량부 이상 4 질량부 이하, 바람직하게는 0.02 질량부 이상 2.5 질량부 이하, 보다 바람직하게는 0.03 질량부 이상 2 질량부 이하 포함되어도 되고, 0.05 질량부 이상 0.6 질량부 이하 포함되어도 된다. 일반식 (3) 으로 나타내는 아민계 분산제를 상기 범위에서 포함하는 경우, 시간 경과적인 점도 변화를 억제하여, 점도 안정성을 향상시킬 수 있다.

또한, 도전성 페이스트가 일반식 (2) 로 나타내는 아민계 분산제를 포함하지 않고, 일반식 (1) 로 나타내는 아미노산계 분산제와 일반식 (3) 으로 나타내는 아민계 분산제만을 포함하는 경우, 일반식 (3) 으로 나타내는 아민계 분산제의 함유량이 증가할수록, 점도 안정성이나 분산성을 향상시키지만, 건조막 상의 돌기수도 증가하는 경향이 있다. 그러나, 본 실시형태에 관련된 도전성 페이스트에서는, 일반식 (2) 로 나타내는 아민계 분산제를 함유함으로써, 일반식 (3) 으로 나타내는 아민계 분산제를 많이 포함하는 경우 (예를 들어, 도전성 분말 100 질량부에 대하여, 0.5 질량부 이상, 또는 0.6 질량부 이상 포함하는 경우) 에도, 점도 안정성이나 분산성의 향상과 함께, 건조막의 돌기의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 일반식 (3) 으로 나타내는 아민계 분산제의 함유량이 2 질량부를 초과하는 경우, 건조성이 악화되기 때문에, 도전성 페이스트를 유전체 그린 시트에 인쇄하여 건조 후에, 미건조된 건조막이 되고, 적층시에 내부 전극층이 찌부러짐 등의 원인이 되어, 칩 형상이 악화되거나, 건조막 상의 돌기가 증가하거나 하는 경우가 있다.

일반식 (3) 으로 나타내는 아민계 분산제는, 예를 들어, 시판되는 제품으로부터, 상기 특성을 만족하는 것을 선택하여 사용할 수 있다. 또, 상기 아민계 분산제는, 종래 공지된 제조 방법을 사용하여, 상기 특성을 만족하도록 제조해도 된다.

도전성 페이스트에 있어서, 분산제 전체의 함유량은, 도전성 분말 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 0.01 질량부 이상 5 질량부 이하이고, 보다 바람직하게는 0.04 질량부 이상 3 질량부 이하이고, 0.2 질량부 이상 2 질량부 이하여도 된다. 분산제의 함유량이 상기 범위인 경우, 도전성 페이스트의 점도를 적절한 범위로 조정할 수 있고, 또, 시트 어택이나 유전체 그린 시트의 박리 불량을 억제할 수 있다.

또, 분산제 전체의 함유량은, 도전성 페이스트 전체량에 대하여, 바람직하게는 4 질량％ 이하 함유된다. 분산제의 함유량의 상한은, 바람직하게는 3 질량％ 이하이고, 보다 바람직하게는 2 질량％ 이하이고, 1 질량％ 이하여도 된다. 분산제의 함유량의 하한은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 0.01 질량％ 이상이고, 바람직하게는 0.05 질량％ 이상이고, 0.1 질량％ 이상이어도 된다. 분산제의 함유량이 상기 범위인 경우, 도전성 페이스트의 점도를 적절한 범위로 조정하면서, 시트 어택이나 유전체 그린 시트의 박리 불량을 억제할 수 있다.

또한, 도전성 페이스트는, 상기의 아미노산계 분산제 및 아민계 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, 산계 분산제 이외의 카티온계 분산제, 논이온계 분산제, 양쪽성 계면 활성제 및 고분자계 분산제 등을 포함해도 된다. 또, 이들 분산제는, 1 종 또는 2 종 이상 조합하여 사용해도 된다.

(도전성 페이스트)

본 실시형태에 관련된 도전성 페이스트의 제조 방법은, 특별히 한정되지 않고, 종래 공지된 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 본 실시형태의 도전성 페이스트는, 상기의 각 성분을 준비하고, 각 성분을, 3 개 롤 밀, 볼 밀, 믹서 등으로 교반·혼련함으로써 제조할 수 있다. 그 때, 도전성 분말 표면에 미리 분산제를 도포하면, 도전성 분말이 응집되는 일 없이 충분히 풀려, 그 표면에 분산제가 골고루 퍼지게 되어, 균일한 도전성 페이스트를 얻기 쉽다. 또, 바인더 수지를 비히클용의 유기 용제에 용해시켜, 유기 비히클을 제작한 후, 페이스트용의 유기 용제에, 도전성 분말, 세라믹 분말, 유기 비히클 및 분산제를 첨가하고, 교반·혼련하여, 도전성 페이스트를 제작해도 된다.

또, 유기 용제 중, 비히클용의 유기 용제로는, 유기 비히클의 융화를 양호하게 하기 위해, 도전성 페이스트의 점도를 조정하는 페이스트용의 유기 용제와 동일한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 비히클용의 유기 용제의 함유량은, 도전성 분말 100 질량부에 대하여, 예를 들어, 5 질량부 이상 80 질량부 이하이다. 또, 비히클용의 유기 용제의 함유량은, 도전성 페이스트 전체량에 대하여, 바람직하게는 10 질량％ 이상 40 질량％ 이하이다.

이하, 본 실시형태에 관련된 도전성 페이스트의 바람직한 특성에 대해 설명한다.

[건조막 밀도 : DFD]

도전성 페이스트를 인쇄한 후, 건조시켜 얻어지는 건조막의 밀도 (DFD) 는, 4.8 g/㎤ 을 초과하는 것이 바람직하고, 5.0 g/㎤ 이상인 것이 보다 바람직하고, 5.2 g/㎤ 이상이 더욱 바람직하고, 5.4 g/㎤ 이상인 것이 특히 바람직하다.

[건조막의 표면 조도]

도전성 페이스트를 스크린 인쇄하고, 대기 중 120 ℃ 에서 1 시간 건조시킴으로써, 가로세로 20 ㎜, 막두께 1 ∼ 3 ㎛ 의 건조막을 제작했을 때의 표면 조도 Ra (산술 평균 조도) 는, 0.10 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.07 ㎛ 이하여도 되고, 0.06 ㎛ 이하여도 된다. 또한, 표면 조도 Ra (산술 평균 조도) 의 하한은, 표면은 평평한 것이 바람직하고 특별히 한정되지 않지만, 0 을 초과하는 값이며 작은 값일수록 바람직하다.

[건조막의 돌기수]

도전성 페이스트를 사용하여 하기의 조건으로 제작한 건조막 상의 돌기의 수는, 100 개 이하인 것이 바람직하고, 50 개 이하인 것이 보다 바람직하고, 20 개 이하인 것이 더욱 바람직하다. 건조막의 돌기의 수가 상기 범위인 경우, 도전성 페이스트를 사용하여 형성되는 적층 세라믹 콘덴서 등의 전자 부품의 쇼트 불량을 억제할 수 있다.

·건조막의 제조 조건

가로세로 2 인치, 두께 1 ㎜ 의 유리 기판 상에, 35 μ 의 두께로 어플리케이터를 사용하여, 폭 1.5 ㎝, 길이 4 ㎝ 이고, 눈금 간격 6 ㎛ 의 필터로 여과한 후의 도전성 페이스트를 도포하고, 120 ℃ 에서 10 분간 건조시켜, 건조막을 얻는다. 또, 광학 현미경을 사용하여, ×10 의 렌즈로 도포막의 전체면 (폭 1.5 ㎝ × 길이 4 ㎝) 을 관찰하고, 상면에서 보았을 때 (평면에서 보았을 때) 5 ㎛ 이상의 사이즈의 돌기의 수를 세어 건조막 상의 돌기의 개수를 산출한다.

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 콘덴서는, 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 것이나, 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 시트로 이루어지는 유전체층 상에, 도전성 페이스트를 인쇄하고, 건조시켜, 건조막을 형성한다. 이 건조막을 상면에 갖는 복수의 유전체층을, 압착에 의해 적층시킨 후, 소성하여 일체화함으로써, 내부 전극층 (11) 과 유전체층 (12) 이 교대로 적층한 세라믹 적층체 (10) (적층체 (10)) 를 제작한다. 그 후, 세라믹 적층체 (10) 의 양단부에 1 쌍의 외부 전극 (20) 을 형성함으로써 적층 세라믹 콘덴서 (1) 가 제조된다. 이하에, 보다 상세하게 설명한다.

먼저, 미소성의 세라믹 시트인 그린 시트를 준비한다. 이 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, 그린 시트로 이루어지는 유전체층의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 적층 세라믹 콘덴서의 소형화의 요청의 관점에서, 0.05 ㎛ 이상 3 ㎛ 이하가 바람직하다.

이어서, 이 그린 시트의 편면에, 스크린 인쇄법 등의 공지된 방법에 의해, 상기 서술한 도전성 페이스트를 인쇄 (도포) 하여 건조시켜, 건조막을 형성한 것을 복수장, 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, 그린 시트를 박리함과 함께, 그린 시트로 이루어지는 유전체층과 그 편면에 형성된 건조막이 교대로 배치되도록 적층한 후, 가열·가압 처리에 의해 적층체 (압착체) 를 얻는다. 또한, 적층체 (압착체) 의 양면에, 도전성 페이스트를 도포하고 있지 않은 보호용의 그린 시트를 추가로 배치하는 구성으로 해도 된다.

이어서, 적층체 (압착체) 를 소정 사이즈로 절단하여 그린 칩을 형성한 후, 당해 그린 칩에 대해 탈바인더 처리를 실시하고, 환원 분위기하에서 소성함으로써, 세라믹 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 전극층에 사용하는 금속의 산화를 억제하기 위해서 환원 분위기에서 실시되고, 또, 적층체 (압착체) 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, 그린 시트 중의 유기 바인더가 완전히 제거됨과 함께, 세라믹의 원료 분말이 소성되어, 세라믹제의 유전체층 (12) 이 형성된다. 또 건조막 중의 유기 비히클이 제거됨과 함께, 니켈 분말 또는 니켈을 주성분으로 하는 합금 분말이 소결 혹은 용융, 일체화되어, 내부 전극이 형성되고, 유전체층 (12) 과 내부 전극층 (11) 이 복수장, 교대로 적층된 세라믹 적층체 (10) 가 형성된다. 또한, 산소를 유전체층의 내부에 도입하여 신뢰성을 높임과 함께, 내부 전극의 재산화를 억제한다는 관점에서, 소성 후의 세라믹 적층체 (10) 에 대해, 어닐 처리를 실시해도 된다.

그리고, 제작한 세라믹 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 접속된다. 또한, 외부 전극 (20) 의 재료로는, 예를 들어, 구리나 니켈, 또는 이들의 합금을 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 전자 부품은, 적층 세라믹 콘덴서에 한정되지 않고, 적층 세라믹 콘덴서 이외의 전자 부품이어도 된다.

실시예

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

[평가 방법]

(도전성 페이스트의 돌기수)

도전성 페이스트를 제작하고, 눈금 간격 6 ㎛ 의 필터로 여과한 후, 가로세로 2 인치, 두께 1 ㎜ 의 유리 기판 상에, 필터 후의 도전성 페이스트를, 어플리케이터를 사용하여 두께 35 ㎛, 폭 1.5 ㎝, 길이 4 ㎝ 로 도포하고, 120 ℃ 에서 10 분간 건조시켜, 시료 (건조막) 를 제작하였다. 그 후, 올림푸스 제조의 광학 현미경을 사용하여, ×10 의 렌즈로, 얻어진 건조막 전체면 (1.5 ㎝ × 4 ㎝) 을 상면으로부터 관찰하고, 돌기의 크기 (최장축 방향의 길이) 가 5 ㎛ 이상인 사이즈의 돌기의 수를 세었다. 또한, 돌기수는 적을수록 바람직하다.

(건조막 밀도 DFD)

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

(표면 조도)

가로세로 2.54 ㎝ (1 인치) 의 내열 강화 유리 상에, 제작한 도전 페이스트를 스크린 인쇄하고, 대기 중 120 ℃ 에서 1 시간 건조시킴으로써, 가로세로 20 ㎜, 막두께 1 ∼ 3 ㎛ 의 건조막을 제작하였다. 제작한 건조막의 표면 조도 Ra (산술 평균 조도) 를, JIS B0601-2001 의 규격에 기초하여 측정하였다.

(종합 평가)

건조막의 종합 평가로서, 돌기의 수가 20 개 이하, 또한, 표면 조도 Ra 가 0.1 ㎛ 이하인 것을 「○」 로 평가하고, 돌기의 수가 20 을 초과하고 99 개 이하, 또한, 표면 조도 Ra 가 0.1 ㎛ 이하인 것을 △, 돌기의 수가 100 개 초과하는 것, 및/또는 표면 조도 Ra 가 0.1 ㎛ 초과인 것은 「×」 로 평가하였다.

[사용 재료]

(도전성 분말)

도전성 분말로는, Ni 분말 (SEM 평균 입경 0.2 ㎛) 을 사용하였다.

(세라믹 분말)

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

(바인더 수지)

바인더 수지로는, 에틸셀룰로오스 수지 (EC 수지), 및/또는 폴리비닐부티랄 수지 (PVB 수지) 를 사용하였다. 또한, 바인더 수지는, 이소보르닐아세테이트 (유기 용제) 에 용해시킨 비히클로서 준비한 것을 사용하였다.

(분산제)

이하의 분산제를 사용하였다.

(1) 분산제 a 로서, 상기 일반식 (1) 중, R₁=C₁₇H₃₃ (직사슬형 탄화수소기) 으로 나타내는 아미노산계 분산제를 사용하였다.

(2) 분산제 b 로서, 상기 일반식 (2) 중, R₂=C₁₈H₃₅ (직사슬형 탄화수소기) 로 나타내는 아민계 분산제를 사용하였다.

(3) 분산제 b2 로서, 상기 일반식 (2) 중, R₂=C₁₂H₂₅ (직사슬형 탄화수소기) 로 나타내는 아민계 분산제를 사용하였다.

(4) 분산제 c 로서, 상기 일반식 (3) 중, R₃=C₁₂H₂₅, R₄=C₂H₄O, R₅=C₂H₄O, Y=1, Z=1 로 나타내는 아민계 분산제를 사용하였다.

(유기 용제)

유기 용제로는, 이소보르닐아세테이트 (IBA) 또는 테르피네올 (TPO) 을 사용하였다.

[실시예 1]

도전성 분말 50 질량％, 세라믹 분말 10 질량％, 에틸셀룰로오스 수지 및 폴리비닐부티랄 수지로 이루어지는 비히클 중의 바인더 수지를 합계로 3 질량％ (에틸셀룰로오스 수지 : 폴리비닐부티랄 수지 = 60 : 40 (중량비)), 표 1 에 나타내는 비율로 배합한 분산제를 합계로 0.62 질량％, 및 유기 용제를 전체적으로 100 질량％ 가 되도록 배합하고, 이들 재료를 혼합하여 도전성 페이스트를 제작하였다. 제작한 도전성 페이스트의 건조막의 표면 조도, 및 돌기수 등을 상기 방법으로 평가하였다. 평가 결과를 표 1 에 나타낸다.

[실시예 2 ∼ 12, 비교예 1 ∼ 3]

분산제의 함유량을 표 1 에 나타낸 양으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 조건으로 도전성 페이스트를 제작하였다. 제작한 도전성 페이스트를 사용하여, 표면 조도, 및 돌기수 등을 상기 방법으로 평가하였다. 평가 결과를 표 1 에 나타낸다.

또한, 표 중, 각각의 분산제의 함유율을 나타내는 「질량부」 는, 도전성 분말 100 질량부에 대한 비율이다. 또, 표 중, 각각의 분산제의 함유율을 나타내는 「질량％」 는, 도전성 페이스트 100 질량％ 에 대한 비율이다.

[실시예 13 ∼ 16, 비교예 3, 4]

각 재료의 종류 및 함유량을, 표 2 에 나타낸 종류 및 양으로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 조건으로 도전성 페이스트를 제작하였다. 제작한 도전성 페이스트를 사용하여, 표면 조도, 및 돌기수 등을 상기 방법으로 평가하였다. 평가 결과를 표 2 에 나타낸다. 또한, 표 2 중의 비교예 3 은, 표 1 중의 비교예 3 과 동일하다 (비교를 위해 표시).

[평가 결과]

표 1 에 나타내는 바와 같이, 아미노산계 분산제 a, 아민계 분산제 b, 및 아민계 분산제 c 를 포함하는 실시예의 도전성 페이스트에서는, 건조막의 표면 조도 Ra (산술 평균 조도) 가 0.10 ㎛ 이하이고, 또한, 건조막의 돌기수가 100 개 이하로 적은 것이 나타났다. 또, 실시예의 도전성 페이스트에서는, 건조막 밀도 (DFD) 가 5.5 g/㎤ 이상이고, 분산성이 우수한 것이 나타났다.

한편, 아민계 분산제 b 를 포함하지 않는 비교예 1 ∼ 3 의 도전성 페이스트에서는, 아민계 분산제 b 를 포함하지 않는 것 이외에는, 동일한 조건으로 제조된 실시예 1, 4, 7 과 비교하여, 건조막의 돌기수가 증가하였다. 또, 비교예 2 의 도전성 페이스트에서는, 아민계 분산제 c 의 함유량이 적기 때문에, 건조막의 돌기수는 어느 정도 적지만, 건조막의 표면 조도 Ra 가 0.10 ㎛ 를 초과하였다. 또, 비교예 3 의 도전성 페이스트에서는, 분산제 전체의 함유량이 충분히 많기 때문에, 건조막의 표면 조도 Ra 는 0.10 ㎛ 이하이지만, 건조막에 다수의 돌기가 발생하였다.

또, 표 2 에 나타내는 바와 같이, 아미노산계 분산제 a, 및 아민계 분산제 b 또는 b2 를 포함하는 실시예 13 ∼ 16 의 도전성 페이스트에서도, 건조막의 표면 조도 Ra 가 0.10 ㎛ 이하이고, 또한, 건조막의 돌기수가 100 개 이하로 적은 것이 나타났다. 특히, 바인더 수지로서, 에틸셀룰로오스 수지 (EC) 및 폴리비닐부티랄 수지 (PVB) 를 포함하는, 실시예 16 의 도전성 페이스트에서는, 실시예 15 의 도전성 페이스트 (바인더 수지 : EC 만) 와 비교하여, 건조막의 돌기수가 보다 감소하였다.

한편, 아미노산계 분산제 a 만을 포함하는 비교예 4 의 도전성 페이스트에서는, 건조막의 표면 조도 Ra 가 0.10 ㎛ 를 초과하고, 또한, 건조막에 다수의 돌기가 발생하였다.

또한, 본 발명의 기술 범위는, 상기 서술한 실시형태 등에서 설명한 양태에 한정되는 것은 아니다. 상기 서술한 실시형태 등에서 설명한 요건의 1 개 이상은, 생략되는 경우가 있다. 또, 상기 서술한 실시형태 등에서 설명한 요건은, 적절히 조합할 수 있다. 또, 법령에서 허용되는 한, 상기 서술한 실시형태 등에서 인용한 모든 문헌의 개시를 원용하여 본문의 기재의 일부로 한다. 또, 법령에서 허용되는 한, 일본 특허출원인 일본 특허출원 2020-036584 의 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 (12)

1. 도전성 분말, 세라믹 분말, 분산제, 바인더 수지 및 유기 용제를 포함하는 도전성 페이스트로서,
   상기 분산제는, 하기 일반식 (1) 로 나타내는 아미노산계 분산제를, 상기 도전성 분말 100 질량부에 대하여, 0.01 질량부 이상 4 질량부 이하, 및 하기 일반식 (2) 로 나타내는 아민계 분산제를, 상기 도전성 분말 100 질량부에 대하여, 0.01 질량부 이상 4 질량부 이하 포함하는 도전성 페이스트.
   

   

   
   (단, 일반식 (1) 중, R₁ 은, 탄소수 10 ∼ 20 의 사슬형 탄화수소기를 나타낸다.)
   

   

   
   (단, 일반식 (2) 중, R₂ 는, 탄소수 12 ∼ 22 의 사슬형 탄화수소기를 나타낸다.)
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 분산제는, 추가로 하기 일반식 (3) 으로 나타내는 아민계 분산제를, 상기 도전성 분말 100 질량부에 대하여, 0.01 질량부 이상 4 질량부 이하 포함하고,
   상기 도전성 분말을, 도전성 페이스트 전체에 대하여, 40 질량％ 이상 60 질량％ 이하 포함하는, 도전성 페이스트.
   

   

   
   (단, 일반식 (3) 중, R₃ 은 탄소수 8 ∼ 16 의 알킬기, 알케닐기, 또는 알키닐기를 나타내고, R₄ 는 옥시에틸렌기, 옥시프로필렌기, 또는 메틸렌기를 나타내고, R₅ 는 옥시에틸렌기, 또는 옥시프로필렌기를 나타내고, R₄ 및 R₅ 는, 동일해도 되고, 또는 상이해도 된다. 또, 식 (3) 중의 N 원자와, R₄ 및 R₅ 중의 O 원자는 직접 결합하지 않고, 또한, Y 는 0 ∼ 2 의 수이고, Z 는 1 ∼ 2 의 수이다.)
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 일반식 (1) 중, R₁ 은, 탄소수 10 ∼ 20 의 직사슬형 탄화수소기를 나타내는, 도전성 페이스트.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 분산제는, 도전성 페이스트 전체에 대하여, 0.01 질량％ 이상 4 질량％ 이하 함유되는, 도전성 페이스트.
5. 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.
6. 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.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 세라믹 분말은, 페로브스카이트형 산화물을 포함하는, 도전성 페이스트.
8. 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.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 바인더 수지는, 셀룰로오스계 수지, 아크릴계 수지 및 부티랄계 수지 중 적어도 1 개를 포함하는, 도전성 페이스트.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적층 세라믹 부품의 내부 전극용인, 도전성 페이스트.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 도전성 페이스트를 사용하여 형성된 전자 부품.
12. 유전체층과 내부 전극을 적층한 적층체를 적어도 갖고,
    상기 내부 전극은, 제 10 항에 기재된 도전성 페이스트를 사용하여 형성된 적층 세라믹 콘덴서.

Images