TW201819340A - 陶瓷生胚薄片及塗佈薄片 - Google Patents
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Abstract
本發明為提供一種壓著時的接著性優良,且不容易產生脫層之陶瓷生胚薄片。本發明係提供將任意導電糊塗佈於陶瓷生胚薄片所得之塗佈薄片具有壓著時之接著性,且難產生脫層之陶瓷生胚薄片。
對於陶瓷生胚薄片的至少單面,以飛行時間型二次離子分析裝置(Time-of-flight secondary ion analysis device)進行二次離子分析時,對於所檢測的Ti+離子的強度而言,所檢測的Ba+離子的強度之比,(Ba+離子的強度)/(Ti+離子的強度)為滿足20<(Ba+離子的強度)/(Ti+離子的強度)<1000的陶瓷生胚薄片。
Description
本發明係關於具有優良的壓著時之接著性,壓著時的尺寸變化亦少的陶瓷生胚薄片。且本發明關於具優良的壓著時之接著性的塗佈薄片。
聚乙烯縮醛因可得到強靭薄膜,且兼具親水性羥基與疏水性縮醛基的獨特結構,故有種種聚合物已被提案。
其中亦以聚乙烯縮丁醛作為陶瓷成形用黏合劑、各種黏合劑或薄膜等而廣泛地被使用。
陶瓷成形用之黏合劑,例如可作為製造層合陶瓷電容器或IC晶片的迴路之過程中之較佳成形用黏合劑使用。其中亦以使用於製造陶瓷生胚薄片時的黏合劑廣被使用。
又,聚乙烯縮醛亦可作為使用於層合陶瓷電容器等製造上的導電糊用之黏合劑使用。有著於該電極層之形成步驟中,藉由於陶瓷生胚薄片印刷電極層的方法而直接形成之方法、將電極層藉由印刷等形成於載體薄膜上,由載體薄膜於陶瓷生胚薄片將電極層藉由熱壓而進行 轉印之方法。
其中所謂層合陶瓷電容器為,將氧化鈦與鈦酸鋇等介電體與內部電極以多層層合的晶片形式之陶瓷電容器。如此層合陶瓷電容器,例如可由於陶瓷生胚薄片表面上將成為內部電極之導電糊藉由絲網印刷等進行塗佈者以複數片層合,經加熱壓著得到層合體後,加熱該層合體並將黏合劑以分解除去(脫脂)後,進行燒烤而製造。一部分亦有將藉由導電糊並未形成迴路的陶瓷生胚薄片進行層合之情況。其中亦因鈦酸鋇為高介電體,故廣泛使用於層合陶瓷電容器。
近年來,隨著電子機器之多功能化或小型化,於層合陶瓷電容器期待大容量化及小型化。藉由陶瓷生胚薄片之薄膜化或將層合陶瓷電容器之層進一步多層化,對應這些要求之嘗試正進行著。例如作為薄膜化之方法,作為使用於陶瓷生胚薄片的陶瓷粉體,使用0.5μm以下之微細粒子徑者,以如5μm以下的薄膜狀塗佈於剝離性支持體上的嘗試正進行著。
另一方面,於製造層合陶瓷電容器時,若加強對於將陶瓷生胚薄片進行假壓著的步驟中之壓著時,於陶瓷生胚薄片或導體層上產生變形,於層合陶瓷零件上所要求的高精度化成為困難。另一方面,若減弱壓著時,在過去的製造方法中,陶瓷生胚薄片彼此或者陶瓷生胚薄片與導體層之接著力變弱,上下陶瓷生胚薄片或者陶瓷生胚薄片與電極層會有不密著之情況。若產生如此密著不良 時,會產生接著面的位置偏差所造成的切斷不良,於燒烤陶瓷層合體後產生脫層等缺陷,而有著零件信頼性降低之問題。又,欲提高接著性,添加過剩可塑劑時,會有於壓著時變形,難得到所望層壓板之問題點。
作為解決上述課題之嘗試,例如於專利文獻1中記載,使用含有鄰苯二甲酸系可塑劑及甘醇系可塑劑及/或胺基醇系可塑劑之陶泥漿。於專利文獻2中記載可塑化效果高且具有適度揮發性之陶瓷糊。於專利文獻3中記載於薄膜使用大氣電漿裝置施予表面處理後使接著性提高的製造方法。
[專利文獻1]特開2001-106580號公報
[專利文獻2]特開2006-027990號公報
[專利文獻3]國際公開第2011/046143號
然而,如上述欲進行薄膜化時必須使鈦酸鋇之粒子徑極小化。使用微細粒子徑的陶瓷粉體時,因增加填充密度或表面積,故無法充分地覆蓋鈦酸鋇表面,於陶瓷生胚薄片表面上存在鈦酸鋇本體,使得薄片間之接著性不良,且欲進行層合陶瓷電容器之多層化,層合多層陶瓷 生胚薄片之薄膜時,若脫脂時樹脂的分解一次進行時,會產生與上述同樣稱為脫層之層間剝離,使得零件之信頼性降低。
本發明係為解決上述課題所得者,其以提供具有優良的層間接著性之陶瓷生胚薄片及塗佈薄片為主要目的。
又,以於本發明之陶瓷生胚薄片塗佈任意導電糊所得之具有壓著時的接著性優良之塗佈薄片為主要目的。
又,以提供於層合本發明之陶瓷生胚薄片及/或塗佈薄片而製作燒成體時,不容易產生脫層的陶瓷生胚薄片及塗佈薄片為另外目的。
本發明的上述目的為提供[1]對於陶瓷生胚薄片的至少單面,以飛行時間型二次離子分析裝置進行二次離子分析時,對於所檢測之Ti+離子的強度,所檢測的Ba+離子之強度的比,(Ba+離子的強度)/(Ti+離子的強度)為滿足20<(Ba+離子的強度)/(Ti+離子的強度)<1000之陶瓷生胚薄片;[2]至少含有於分子內具有羥基之黏合劑樹脂(A)及化學式(1):
(式中,R1及R4各獨立表示至少具有1個醚鍵之有機基。R2表示可具有碳數1~20的分支之伸烷基。R3表示可具有碳數1~4的分支之伸烷基。m表示0~5的整數。)所示有機化合物(B)的[1]之陶瓷生胚薄片;[3]有機化合物(B)的酸價為5mgKOH/g以下之、[2]的陶瓷生胚薄片;[4]R1及/或R4各獨立為至少具有1個化學式(2):
(式中,R5表示可具有碳數1~10的分支之烷基。R6表示可具有碳數1~10的分支之伸烷基。R7表示碳數1~4的伸烷基。n表示0~2的整數。)所示醚鍵之有機基的[2]或[3]之陶瓷生胚薄片;[5]對於黏合劑樹脂(A)100質量份,含有、有機化合物(B)1~60質量份的[2]~[4]中任一的陶瓷生胚薄片;[6]黏合劑樹脂(A)為含有選自由聚乙烯縮醛及(甲基)丙烯酸樹脂所成群的至少1種之[2]~[5]中任一的陶瓷生胚薄片;[7]黏合劑樹脂(A)為含有聚乙烯縮醛,該聚乙烯縮醛的縮醛化度為50~85莫耳%,乙烯基酯單聚體單位之含有 量為0.1~20莫耳%,黏度平均聚合度為200~5000之[6]的陶瓷生胚薄片;[8]含有鈦酸鋇,對於鈦酸鋇100質量份而言,含有黏合劑樹脂(A)3~20質量份的[2]~[7]中任一的陶瓷生胚薄片。;[9]於[1]~[8]中任一的陶瓷生胚薄片之至少一側之面上配置使導電糊乾燥的層而成的塗佈薄片;[10]於陶瓷生胚薄片的至少一部分施予電漿處理的[9]之塗佈薄片;[11]對於塗佈薄片表面的至少一部分施予電漿處理之[9]或[10]的塗佈薄片;而達成者。
本發明係提供一種具有優良的壓著時之接著性的陶瓷生胚薄片。
又,可提供將本發明之陶瓷生胚薄片及/或塗佈薄片經層合製作燒成體時,不容易產生脫層的陶瓷生胚薄片及塗佈薄片。
本發明之陶瓷生胚薄片,係關於對於陶瓷生胚薄片之接著面,以飛行時間型二次離子分析裝置進行二次離子分析時,對於作為陽離子所檢測之Ti+離子的強 度,Ba+離子的強度之比,滿足20<(Ba+離子的強度)/(Ti+離子的強度)<1000的陶瓷生胚薄片者。
作為於分子內具有羥基之黏合劑樹脂(A)(以下有時簡稱為「黏合劑樹脂(A)」),例如可舉出聚乙烯縮醛、聚乙烯醇、具有羥基之(甲基)丙烯酸樹脂、聚丙烯酸、聚環氧烷等。其中亦由無機化合物之分散性以及陶瓷生胚薄片或塗佈薄片的柔軟性及接著性之觀點來看,以聚乙烯縮醛或具有羥基之(甲基)丙烯酸樹脂為佳,以聚乙烯縮醛為較佳。
於黏合劑樹脂(A)含有聚乙烯縮醛時,黏合劑樹脂(A)中之聚乙烯縮醛的含有量以5質量%以上者為佳,30質量%以上者為較佳,50質量%以上者為更較佳,70質量%以上者為特佳,100質量%者為最佳。
前述聚乙烯縮醛的縮醛化度以50莫耳%以上者為佳,以55莫耳%以上者為較佳,以60莫耳%以上者為更較佳,以65莫耳%以上者為特佳。又,聚乙烯縮醛的縮醛化度以85莫耳%以下者為佳,以82莫耳%以下者為較佳,以78莫耳%以下者為更較佳,以75莫耳%以下者為特佳。且縮醛化度表示對於構成聚乙烯縮醛之全單聚體單位的經縮醛化的乙烯基醇單聚體單位之比例。縮醛化度若超過85 莫耳%時,有著縮醛化反應之效率降低的傾向。
前述聚乙烯縮醛之乙烯基酯單聚體單位的含有量以0.1莫耳%以上者為佳,以0.3莫耳%以上者為較佳,以0.5莫耳%以上者為更較佳,以0.7莫耳%以上者為特佳。前述聚乙烯縮醛的乙烯基酯單聚體單位之含有量以20莫耳%以下者為佳,以18莫耳%以下者為較佳,以15莫耳%以下者為更較佳,以13莫耳%以下者為特佳。乙烯基酯單聚體單位的含有量若未達0.1莫耳%時,因進行縮醛化於溶劑溶解聚乙烯醇時,會有未溶解聚乙烯醇生成之情況,有著所得之聚乙烯縮醛之品質降低的傾向。
前述聚乙烯縮醛之乙烯基醇單聚體單位的含有量以15莫耳%以上者為佳,以25莫耳%以上者為較佳。前述聚乙烯縮醛之乙烯基醇單聚體單位的含有量以50莫耳%以下者為佳,以40莫耳%以下者為較佳,以35莫耳%以下者為更佳。
前述聚乙烯縮醛中其他單聚體單位(經縮醛化的單聚體單位、乙烯基酯單聚體單位及乙烯基醇單聚體單位以外之單聚體單位)的含有量以20莫耳%以下者為佳,以10莫耳%以下者為較佳。
前述聚乙烯縮醛的黏度平均聚合度以200以上,5000以下為佳。較佳為如後述的較佳範圍。且,含於黏合劑樹脂(A)的聚乙烯縮醛之黏度平均聚合度為依據JIS K 6726:1994所測定的原料之聚乙烯醇(以後有時簡稱為「PVA」)的黏度平均聚合度表示。即,將PVA經再皂化至 皂化度99.5莫耳%以上,並純化後,由在30℃之水中所測定的極限黏度[η](l/g)可藉由數式(I):【數1】P=([η]×10000/8.29)(1/0.62) (I)求得。PVA的黏度平均聚合度與將此經縮醛化所得之聚乙烯縮醛的黏度平均聚合度在實質上為相同。
前述聚乙烯縮醛通常為藉由將PVA經縮醛化而製造。
原料PVA的皂化度以80莫耳%以上者為佳,以82莫耳%以上者為較佳,以85莫耳%以上者為更較佳,以87莫耳%以上者為最佳。原料PVA的皂化度以99.9莫耳%以下者為佳,以99.7莫耳%以下者為較佳,以99.5莫耳%以下者為更較佳,以99.3莫耳%以下者為最佳。
原料PVA之皂化度超過99.9莫耳%時,有著無法穩定地製造PVA之情況產生。且PVA的皂化度為依據JIS K 6726:1994進行測定。
原料PVA可藉由過去公知手法,即可將乙烯基酯系單聚體經聚合所得之聚合物藉由皂化而得。作為聚合乙烯基酯系單聚體之方法,可適用溶液聚合法、塊狀聚合法、懸浮聚合法、乳化聚合法等過去公知方法。作為聚合起始劑,可配合聚合方法,適宜地選自偶氮系起始劑、過氧化物系起始劑、氧化還原系起始劑等。皂化反應可使 過去公知鹼觸媒或酸觸媒所使用的加醇分解、水解等,其中將甲醇作為溶劑,使用苛性蘇打(NaOH)觸媒的皂化反應為簡便且為最佳。
作為前述乙烯基酯系單聚體,例如可舉出甲酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、異丁酸乙烯酯、特戊酸乙烯酯、烷烴羧酸乙烯酯、己酸乙烯酯、辛酸乙烯酯、月桂基酸乙烯酯、棕櫚酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、油酸乙烯酯、安息香酸乙烯酯等,其中以乙酸乙烯酯為佳。
又,聚合前述乙烯基酯系單聚體時,在不損害本發明之主旨的範圍下,可與其他單聚體進行共聚合。因此,本發明中之聚乙烯醇亦含有乙烯基醇單位與其他單聚體單位所構成的聚合物之概念。作為其他單聚體之例子,例如可舉出伸乙基、伸丙基、n-丁烯、i-丁烯等α-烯烴;丙烯酸及其鹽;丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸n-丙酯、丙烯酸i-丙酯、丙烯酸n-丁酯、丙烯酸i-丁酯、丙烯酸t-丁基、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸十二烷酯、丙烯酸十八烷酯等丙烯酸酯類;甲基丙烯酸及其鹽;甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸n-丙酯、甲基丙烯酸i-丙酯、甲基丙烯酸n-丁酯、甲基丙烯酸i-丁酯、甲基丙烯酸t-丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸十二烷酯、甲基丙烯酸十八烷酯等甲基丙烯酸酯類;丙烯醯胺、N-甲基丙烯醯胺、N-乙基丙烯醯胺、N,N-二甲基丙烯醯胺、二丙酮丙烯醯胺、丙烯醯胺丙烷磺酸及其鹽、丙烯 醯胺丙基二甲基胺及其酸鹽或4級鹽、N-羥甲基丙烯醯胺及其衍生物等丙烯醯胺衍生物;甲基丙烯醯胺、N-甲基甲基丙烯醯胺、N-乙基甲基丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺丙烷磺酸及其鹽、甲基丙烯醯胺丙基二甲基胺及其酸鹽或4級鹽、N-羥甲基甲基丙烯醯胺及其衍生物等甲基丙烯醯胺衍生物;甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、n-丙基乙烯基醚、i-丙基乙烯基醚、n-丁基乙烯基醚、i-丁基乙烯基醚、t-丁基乙烯基醚、十二烷基乙烯基醚、硬脂基乙烯基醚等乙烯基醚類;丙烯腈、甲基丙烯腈等腈類;氯化乙烯基、氟化乙烯基等鹵素化乙烯基;氯化亞乙烯基、氟化亞乙烯基等鹵素化亞乙烯基;乙酸烯丙基、氯化烯丙基等烯丙基化合物;馬來酸及其鹽、酯或無水物;乙烯基三甲氧基矽烷等乙烯基矽基化合物;乙酸異丙烯基等。這些單聚體通常在對於乙烯基酯系單聚體為未達10莫耳%之比例下使用。
其他單聚體單位為α-烯烴單位時,該含有量之較佳下限為1莫耳%,較佳上限為20莫耳%。若α-烯烴單位的含有量未達1莫耳%時,含有α-烯烴之效果會變的不充分,若超過20莫耳%時,所得之聚乙烯縮醛的疏水性會過強而降低陶瓷粉體之分散性,或原料之聚乙烯醇樹脂的溶解性會降低,而使得縮醛化反應變的困難。
對於本發明,作為使用於縮醛化反應之酸觸媒並無特別限定,可使用有機酸及無機酸之任一種。例如可舉出乙酸、對甲苯磺酸、硝酸、硫酸、鹽酸等。這些中亦以使用鹽酸、硫酸、硝酸為佳。又,一般使用硝酸時, 縮醛化反應之反應速度會變快,可望提高生產性下,另一方面所得之聚乙烯縮醛的粒子容易變得粗大,有著批次間之偏差過大的傾向,故作為使用於縮醛化反應之酸觸媒,以鹽酸為特佳。
使用於縮醛化反應之醛並無特別限定,可舉出公知的具有烴基之醛。該具有烴基的醛,作為脂肪族醛,可舉出甲醛(含有多聚甲醛)、乙醛、丙醛、丁基醛、異丁基醛、戊醛、異戊醛、己基醛、2-乙基丁基醛、新戊醛、辛基醛、2-乙基己基醛、壬基醛、癸基醛、十二烷基醛等,作為脂環族醛,可舉出環戊烷醛、甲基環戊烷醛、二甲基環戊烷醛、環己烷醛、甲基環己烷醛、二甲基環己烷醛、環己烷乙醛等,作為環式不飽和醛,可舉出環戊烯醛、環己烯醛等,作為芳香族或者含有不飽和鍵之醛,可舉出苯甲醛、甲基苯甲醛、二甲基苯甲醛、甲氧基苯甲醛、苯基乙醛、苯基丙基醛、小茴香醛、萘醛、蒽醛、肉桂醛、巴豆醛、丙烯醛、7-辛烯-1-醛等,作為雜環醛,可舉出糠醛、甲基糠醛等。這些醛中,以碳數1~8的醛為佳,以碳數4~6的醛為較佳,以n-丁基醛為特佳。對於本發明,可使用並用2種類以上的醛而得的聚乙烯縮醛。
使用於縮醛化反應之醛,亦可使用烴系以外的醛。例如可使用具有選自胺基、酯基、羰基、及乙烯基的官能基之醛。
作為具有胺基作為官能基之醛,可舉出胺基乙醛、二甲基胺基乙醛、二乙基胺基乙醛、胺基丙醛、二 甲基胺基丙醛、胺基丁基醛、胺基戊基醛、胺基苯甲醛、二甲基胺基苯甲醛、乙基甲基胺基苯甲醛、二乙基胺基苯甲醛、吡咯烷基乙醛、哌啶基乙醛、吡啶基乙醛等,胺基丁基醛由生產性之觀點來看為佳。
作為具有酯基作為官能基之醛,可舉出乙醛酸甲酯、乙醛酸乙酯、甲醯基乙酸甲酯、甲醯基乙酸乙酯、3-甲醯基丙酸甲酯、3-甲醯基丙酸乙酯、5-甲醯基戊烷酸甲酯、5-甲醯基戊烷酸乙酯等。
作為具有羰基作為官能基之醛,可舉出乙醛酸及其金屬鹽或者銨鹽、2-甲醯基乙酸及其金屬鹽或者銨鹽、3-甲醯基丙酸及其金屬鹽或者銨鹽、5-甲醯基戊烷酸及其金屬鹽或者銨鹽、4-甲醯基苯氧基乙酸及其金屬鹽或者銨鹽、2-羧基苯甲醛及其金屬鹽或者銨鹽、4-羧基苯甲醛及其金屬鹽或者銨鹽、2,4-二羧基苯甲醛及其金屬鹽或者銨鹽等。
作為具有乙烯基作為官能基之醛,可舉出丙烯醛等。
又,在不損害本發明之特性的範圍下,可使用雜環醛、具有醯胺基的醛、具有羥基的醛、具有磺酸基的醛、具有磷酸基的醛、具有氰基、硝基或4級銨鹽等醛、具有鹵素原子的醛等。
使用作為黏合劑樹脂(A)具有羥基的(甲基)丙烯酸樹脂 時,例如作為具有羥基的(甲基)丙烯酸樹脂,可使用具有羥基之(甲基)丙烯酸單體與不具有羥基的(甲基)丙烯酸單體之共聚物。作為具有羥基之(甲基)丙烯酸單體,例如可舉出2-羥基乙基丙烯酸酯、2-羥基丙基丙烯酸酯、3-羥基丙基丙烯酸酯、2-羥基丁基丙烯酸酯、4-羥基丁基丙烯酸酯、2,3-二羥基丙基丙烯酸酯、聚乙二醇單丙烯酸酯、聚丙二醇單丙烯酸酯、聚乙二醇-聚丙二醇單丙烯酸酯、聚乙二醇-聚四甲二醇單丙烯酸酯、聚丙二醇-聚四甲二醇單丙烯酸酯等丙烯酸酯;2-羥基乙基甲基丙烯酸酯、2-羥基丙基甲基丙烯酸酯、3-羥基丙基甲基丙烯酸酯、2-羥基丁基甲基丙烯酸酯、4-羥基丁基甲基丙烯酸酯、2,3-二羥基丙基甲基丙烯酸酯、聚乙二醇單甲基丙烯酸酯、聚丙二醇單甲基丙烯酸酯、聚乙二醇-聚丙二醇單甲基丙烯酸酯、聚乙二醇-聚四甲二醇單甲基丙烯酸酯、聚丙二醇-聚四甲二醇單甲基丙烯酸酯等甲基丙烯酸酯。其中亦由燒結性的層面來看以具有羥基之甲基丙烯酸酯為佳,具體以2-羥基乙基甲基丙烯酸酯、2-羥基丙基甲基丙烯酸酯、聚乙二醇單甲基丙烯酸酯、聚丙二醇單甲基丙烯酸酯為佳。
又,作為不具有羥基之(甲基)丙烯酸單體,例如可舉出甲基丙烯酸酯、乙基丙烯酸酯、n-丙基丙烯酸酯、異丙基丙烯酸酯、n-丁基丙烯酸酯、sec-丁基丙烯酸酯、異丁基丙烯酸酯、t-丁基丙烯酸酯、n-己基丙烯酸酯、環己基丙烯酸酯、2-乙基己基丙烯酸酯、月桂基丙烯酸酯、異癸基丙烯酸酯、異冰片基丙烯酸酯、四氫呋喃丙 烯酸酯等丙烯酸酯;乙基甲基丙烯酸酯、n-丙基甲基丙烯酸酯、異丙基甲基丙烯酸酯、n-丁基甲基丙烯酸酯、sec-丁基甲基丙烯酸酯、異丁基甲基丙烯酸酯、t-丁基甲基丙烯酸酯、n-己基甲基丙烯酸酯、環己基甲基丙烯酸酯、2-乙基己基甲基丙烯酸酯、月桂基甲基丙烯酸酯、異癸基甲基丙烯酸酯、異冰片基甲基丙烯酸酯、四氫呋喃甲基丙烯酸酯等甲基丙烯酸酯。其中亦由燒結性的層面來看以甲基丙烯酸酯者為佳,具體以乙基甲基丙烯酸酯、n-丙基甲基丙烯酸酯、異丙基甲基丙烯酸酯、n-丁基甲基丙烯酸酯、sec-丁基甲基丙烯酸酯、異丁基甲基丙烯酸酯、t-丁基甲基丙烯酸酯、n-己基甲基丙烯酸酯、環己基甲基丙烯酸酯、2-乙基己基甲基丙烯酸酯為佳。
上述(甲基)丙烯酸樹脂中來自具有羥基的(甲基)丙烯酸單體之片段的含有量以30質量%以下者為佳,以20質量%以下者為較佳。來自具有羥基之(甲基)丙烯酸單體的片段之含有量若超過30質量%時,燒結後的殘留碳會有增多的情況產生。來自具有羥基的(甲基)丙烯酸單體之片段的含有量以1質量%以上者為佳。來自具有羥基的(甲基)丙烯酸單體之片段的含有量若未達1質量%時,作為黏合劑樹脂(A)與聚乙烯縮醛樹脂同時使用時,與聚乙烯縮醛樹脂之相溶性會變差。
黏合劑樹脂(A)可單獨使用1種,亦可併用2種以上。 並用2種以上時,可使用聚乙烯縮醛與其他黏合劑樹脂(A)之混合物等。混合聚乙烯縮醛與其他黏合劑樹脂(A)時,例如聚乙烯縮醛與其他黏合劑樹脂(A)的質量比以5/95以上者為佳,以10/90以上者為較佳。又,聚乙烯縮醛與其他黏合劑樹脂(A)的質量比以95/5以下者為佳,以90/10以下者為較佳。作為其他黏合劑樹脂(A),以具有羥基的(甲基)丙烯酸樹脂為佳。
對於本發明之陶瓷生胚薄片,在不損害本發明之效果的範圍內可含有黏合劑樹脂(A)以外的於分子內不具有羥基之黏合劑樹脂。使用於分子內不具有羥基的黏合劑樹脂時,該比例對於黏合劑樹脂(A)100質量份而言以0.01質量份以上者為佳,以0.1質量份以上者為較佳。又,於分子內不具有羥基的黏合劑樹脂之比例對於黏合劑樹脂(A)100質量份而言以80質量份以下者為佳,以50質量份以下者為較佳。
本發明之陶瓷生胚薄片中,含有化學式(1):
所示有機化合物(B)。化學式(1)中之R2表示可具有碳數1~20的分支之伸烷基。R2之碳數以15以下者為佳,以10以下者為較佳,以8以下者為更佳。又,R2之碳數以2以 上者為佳,以3以上者為較佳,以4以上者為更佳。R2的碳數若在上述範圍外時,有機化合物(B)與黏合劑樹脂(A)之相溶性會變差,陶泥漿之保存安定性、陶瓷生胚薄片之接著性會有降低之傾向。R3表示可具有碳數1~4的分支之伸烷基。R3之碳數以3以下者為佳,以2以下者為較佳。R2及R3可為直鏈結構亦可為具有分支者,以R2及R3各獨立為直鏈結構者為佳。
m為0~5的整數。m以2以下者為佳,以1以下者為較佳,以0者為更佳。m若比上述範圍大時,有機化合物(B)的沸點會變高,成為燒成時之脫層的原因。
R1及R4各獨立為至少具有1個醚鍵之有機基。R1及R4各獨立可具有複數醚鍵。R1及R4各獨立具有至少1個醚鍵之烴基者為佳。R1及R4可為相異,亦可為相同。R1及R4可為具有至少1個化學式(2):
所示醚鍵的有機基時,由與黏合劑樹脂(A)之相溶性的觀點來看為佳。
R5表示可具有碳數1~10的分支之烷基。R5的碳數以8以下者為佳,以6以下者為較佳,以4以下者為更佳。R5的碳數若超過上述範圍時,有機化合物(B)與黏合劑樹脂(A)之相溶性為差,接著性有降低之傾向。R6表示可具有碳數1~10的分支之伸烷基。R6的碳數以8以下者為 佳,以6以下者為較佳,以4以下者為更佳。R6的碳數若超過上述範圍時,有機化合物(B)與黏合劑樹脂(A)之相溶性會變差,陶瓷生胚薄片的接著性會有降低之傾向。R7表示可具有碳數1~4的分支之伸烷基。R7的碳數以3以下者為佳,以2以下者為較佳。R6及R7各獨立可為直鏈結構,可為具有分支。R6及R7以直鏈結構者為佳。複數的R7可為相同或相異。
n為0~2的整數。n以0或1為佳,以0者為較佳。n若超過上述範圍時,有機化合物(B)的沸點會變高,成為燒成時之脫層的原因。
有機化合物(B)之酸價以5mgKOH/g以下者為佳,以3mgKOH/g以下者為較佳,以1mgKOH/g以下者為更較佳,以0.5mgKOH/g以下者為特佳。如上述,滿足上述範圍時,由藉由脫脂時之急激分解可使脫層減低的觀點來看,又由減低步驟的腐蝕性之觀點來看為佳。有機化合物(B)的酸價因藉由保管時的脫酯化所造成的羧酸生成,或來字有機化合物(B)之製造時的未反應羧酸之殘存而變高。
有機化合物(B)之分子量以200以上為佳,以250以上為較佳。分子量若未達上述範圍時,揮發性會變高,於薄片乾燥時揮發使得無法充分表現接著性的情況產生。又,在本發明使用的有機化合物(B)之分子量以500以下者為佳,以400以下者為較佳。分子量或比上述範圍大時,有機化合物(B)的黏度會變高,或者固體化而有與樹 脂之相溶性降低的傾向。
作為有機化合物(B)之結構,以於分子中未含有羥基者為佳。於有機化合物(B)含有羥基時,在壓著時之界面的作用有降低之傾向,無法得到充分接著性的情況產生。
作為有機化合物(B),例如可舉出己二酸雙(2-丁氧基乙基)、己二酸雙(2-甲氧基乙基)、己二酸雙(2-乙氧基乙基)、己二酸雙[2-(2-丁氧基乙氧基)乙基]、己二酸雙(3-甲氧基-3-甲基丁基)、癸二酸雙(2-甲氧基乙基)、二甘醇酸雙(2-甲氧基乙基)等。其中亦由陶泥漿之保存安定性優良,陶瓷生胚薄片的接著性優良,適度強度保持的觀點來看,以己二酸雙(2-丁氧基乙基)、己二酸雙(2-甲氧基乙基)為佳。
本發明之陶瓷生胚薄片,例如可藉由使含有黏合劑樹脂(A)、有機化合物(B)、有機溶劑(C)及無機化合物(D)的陶泥漿經乾燥後形成薄片狀而得。有機溶劑(C)可配合該目的或用途而適宜地使用,例如可舉出甲醇、乙醇、異丙醇、n-丙醇、丁醇等醇;甲基溶纖劑、丁基溶纖劑等溶纖劑;丙酮、甲基乙基酮等酮;甲苯、二甲苯等芳香族烴;二氯甲烷、氯仿等鹵素系烴、乙酸乙酯、乙酸甲基等酯、薄荷烯、薄荷烷、薄荷酮、月桂烯、α-蒎烯、α-萜烯、γ-萜烯、檸檬烯、紫蘇縮醛、薄荷基縮醛、碳縮醛、二氫碳 縮醛、苝基醇、二氫松油醇乙酸酯、松油醇乙酸酯、二氫松油醇、Terpinyloxy乙醇、二氫Terpinyloxy乙醇、Terpinyl甲基醚、二氫Terpinyl甲基醚、二氫Terpinyl丙酸酯、異冰片基乙酸酯、異冰片基丙酸酯、異冰片基丁酸酯、異冰片基異丁酸酯、Novyl acetate、辛基乙酸酯、二甲基辛基乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、乙醯氧基-甲氧基乙氧基-環己醇乙酸酯、二氫葛縷醇、2-乙基己基甘醇、苯甲基甘醇、苯基丙二醇、甲基十氫萘、戊基苯、異丙苯、異丙基甲苯、1,1-二異丙基己烷、香茅醇等。其中亦以甲醇、乙醇、異丙醇、n-丙醇、丁醇等醇;甲基溶纖劑、丁基溶纖劑等溶纖劑;丙酮、甲基乙基酮等酮;甲苯、二甲苯等芳香族烴;二氯甲烷、氯仿等鹵素系烴、乙酸乙酯、乙酸甲基等酯等為佳。這些可單獨使用或並用2種以上。且,丁醇、乙醇、甲苯、乙酸乙酯或者這些混合溶劑由揮發性、溶解性的觀點來看為較佳。
前述陶泥漿中之有機溶劑(C)的含有量並無特別限定,對於後述陶瓷粉體100質量份而言以3質量份以上者為佳,以5質量份以上者為較佳,以10質量份以上者為更佳。有機溶劑(C)的含有量若在上述範圍以下時,陶泥漿的黏度會變的過高而混練性有降低之傾向。有機溶劑(C)的含有量對於陶瓷粉體100質量份而言,以200質量份以下者為較佳,以150質量份以下者為更佳。有機溶劑(C)的含有量若超過上述範圍時,陶泥漿的黏度會過低而形成陶瓷生胚薄片時的處理性會有變差的傾向。
本發明之陶瓷生胚薄片雖作為無機化合物(D)至少含有鈦酸鋇者,亦可使用其他無機化合物(D)。其他無機化合物(D)可配合該目的或用途,例如可舉出玻璃粉末、陶瓷粉體、螢光體微粒子、矽氧化物等。這些無機化合物(D)可合併2種類以上後適宜地使用。
作為前述玻璃粉末,例如可舉出氧化鉍玻璃、矽酸鹽玻璃、鉛玻璃、鋅玻璃、硼酸玻璃等玻璃粉末或CaO-Al2O3-SiO2系、MgO-Al2O3-SiO2系、LiO2-Al2O3-SiO2系等各種矽氧化物的玻璃粉末等。
作為前述陶瓷粉體,不僅可舉出鈦酸鋇,亦可舉出使用於陶瓷的製造時的金屬或非金屬的氧化物、碳化物、氮化物、硼化物或硫化物等粉末。作為該具體例子,可舉出Li、K、Mg、B、Al、Si、Cu、Ca、Sr、Ba、Zn、Cd、Ga、In、Y、鑭系元素、錒系元素、Ti、Zr、Hf、Bi、V、Nb、Ta、W、Mn、Fe、Co、Ni等氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硫化物等。
對於陶瓷生胚薄片,對於陶瓷粉體的黏合劑樹脂(A)之含有量雖依據陶瓷生胚薄片的使用目的而相異,通常對於鈦酸鋇100質量份而言以3質量份以上者為佳,以5質量份以上者為較佳。黏合劑樹脂(A)的含有量對於鈦酸鋇100 質量份而言,以20質量份以下者為佳,以15質量份以下者為較佳。黏合劑樹脂(A)的含有量對於鈦酸鋇100質量份而言若為未達3質量份時,所得之陶瓷生胚薄片可能會有接著不良及強度不足的情況產生。黏合劑樹脂(A)的使用量若超過20質量份時,因陶瓷生胚薄片中的鈦酸鋇之密度會下降,故有時會成為成最終製品的層合陶瓷電容器之品質降低的原因,進一步成為燒結時的揮發成分之增加、燒成體之收縮所造成的脫層之原因。
作為含於陶瓷生胚薄片的黏合劑樹脂(A)而含有聚乙烯縮醛時,若將聚乙烯縮醛的乙烯基醇單聚體單位設定為未達50莫耳%時,因於陶瓷生胚薄片保管時會吸收大量水分,故可能成為脫層之原因。另一方面,聚乙烯縮醛的縮醛化度若超過85莫耳%時,聚乙烯縮醛中之羥基(乙烯基醇單聚體單位)含有量會降低,陶瓷生胚薄片的接著性或壓著時的尺寸安定性會有降低之傾向。聚乙烯縮醛的縮醛化度若在前述較佳範圍內時,所得之陶瓷生胚薄片的壓著時之接著性會有更優良的傾向。
作為含於陶瓷生胚薄片的黏合劑樹脂(A)而含有聚乙烯縮醛時,聚乙烯縮醛的乙烯基酯單聚體單位之含有量的較佳範圍如前述所示,但乙烯基酯單聚體單位的含有量若超過20莫耳%時,對於所得之陶瓷成形品中的碳殘渣之量會有增加的傾向。且,所得之陶瓷生胚薄片的柔軟性變高,陶瓷生胚薄片的強度有降低之傾向。
作為含於陶瓷生胚薄片的黏合劑樹脂(A)而含 有聚乙烯縮醛時,聚乙烯縮醛的黏度平均聚合度之較佳範圍如前述所示,但黏度平均聚合度未達200時,所得之陶瓷生胚薄片強度有降低。聚乙烯縮醛的黏度平均聚合度以300以上為佳,以500以上為較佳,以800以上為更佳。另一方面,聚乙烯縮醛的黏度平均聚合度若超過5000時,製造陶瓷生胚薄片時所調製的陶泥漿之黏度會過高而使生產性降低。聚乙烯縮醛之黏度平均聚合度以4500以下為佳,以4000以下為較佳,以3500以下為更佳。又,由使更一層壓著時的陶瓷生胚薄片之尺寸安定性更為優良的觀點來看,聚乙烯縮醛的黏度平均聚合度以1400以上為佳,以1500以上為更佳。
作為含於陶瓷生胚薄片的黏合劑樹脂(A)而含有聚乙烯縮醛時,原料PVA的皂化度之較佳範圍如前述所示,原料PVA的皂化度若未達80莫耳%時,含有聚乙烯縮醛之陶瓷生胚薄片的強度恐怕會降低。
含於陶瓷生胚薄片的有機化合物(B)之較佳條件如前述所示。
於前述陶瓷生胚薄片中之有機化合物(B)的含有量並無特別限定,對於黏合劑樹脂(A)100質量份而言以1質量份以上者為佳,以5質量份以上者為較佳,以10質量份以上者為更佳。有機化合物(B)的含有量若未達上述範圍時,可能會成為所得陶瓷生胚薄片的接著不良的原因。有機化合物(B)的含有量以60質量份以下者為佳,以50質量份以下者為較佳,以40質量份以下者為更佳。有機化合 物(B)的含有量對於黏合劑樹脂(A)100質量份超過上述範圍時,陶瓷生胚薄片強度會降低,壓著時尺寸安定性有降低之傾向。
前述陶瓷生胚薄片中作為可塑劑可進一步含有有機化合物(B)以外的有機化合物。如此可塑劑在不損害本發明之效果,且與黏合劑樹脂(A)的相溶性無問題下並無特別限制。作為可塑劑,可使用於兩末端具有羥基的寡烷二醇與羧酸的單酯或二酯、二羧酸與醇之二酯等亦可使用。這些可單獨使用,或者組合2種以上後使用。具體可舉出三乙二醇-二-2-乙基己酸酯、四乙二醇-二-2-乙基己酸酯、三乙二醇-二-n-庚酸酯、四乙二醇-二-n-庚酸酯等三乙二醇或四乙二醇等於兩末端具有羥基之寡烷二醇與羧酸的單酯或二酯;二辛基鄰苯二甲酸酯、二丁基鄰苯二甲酸酯、二辛基己二酸、二丁基己二酸等二羧酸與醇之二酯。
添加可塑劑時,對於陶瓷生胚薄片中,對於黏合劑樹脂(A)的可塑劑及有機化合物(B)之合計質量比(可塑劑及有機化合物(B)的質量合計/黏合劑樹脂(A)之質量)以0.01以上者為佳,以0.05以上者為較佳。上述質量比以2以下者為佳,以1.5以下者為較佳。
作為含於陶瓷生胚薄片的鈦酸鋇以外之陶瓷粉體,使用前述陶瓷粉體者為佳。
作為成形陶瓷生胚薄片之較佳方法,可舉出使用刮刀塗佈機等將陶泥漿塗佈於載體薄膜上,並使其乾 燥後,由載體薄膜脫離後得到陶瓷生胚薄片之所謂薄片成形法。
前述陶瓷生胚薄片以不違反本發明之主旨下,除黏合劑樹脂(A)、有機化合物(B)及陶瓷粉體以外,視必要可含有解膠劑、密著促進劑、分散劑、黏著賦予劑、保存安定劑、消泡劑、熱分解促進劑、抗氧化劑、界面活性劑、滑劑、接著性改良劑、其他過去公知添加劑。又,若不阻礙本發明之效果的範圍,亦可含有黏合劑樹脂(A)以外的樹脂。
本發明之較佳實施態樣為,將陶瓷生胚薄片的至少單面以飛行時間型二次離子分析裝置進行二次離子分析時,對於所檢測的Ti+離子的強度,所檢測的Ba+離子之強度的比,(Ba+離子的強度)/(Ti+離子的強度)為滿足20<(Ba+離子的強度)/(Ti+離子的強度)<1000的陶瓷生胚薄片。藉由使用本發明之陶瓷生胚薄片,可得到與就優良的壓著時接著性,且壓著時的尺寸變化亦少的陶瓷生胚薄片。又,若(Ba+離子的強度)/(Ti+離子的強度)在上述範圍時,在燒烤陶瓷生胚薄片時,可抑制自黏合劑成分的層合體之急激性燒失,層合陶瓷電容器製作時的脫層受到抑制。
(Ba+離子的強度)/(Ti+離子的強度)比100大時為佳,比150大時為較佳。又,(Ba+離子的強度)/(Ti+離子的強度)比700小時為佳,比500小時為較佳。
對於陶瓷生胚薄片進行TOF-SIMS分析,作為 二次離子所測定的Ba+離子、Ti+離子係來自作為陶瓷粉體所使用的鈦酸鋇中之Ba原子與Ti原子者。進行TOF-SIMS分析時,作為得到使(Ba+離子的強度)/(Ti+離子的強度)成為上述範圍的陶瓷生胚薄片之方法,並無特別限定,例如可舉出含有化學式(1)所示有機化合物(B),且使用作為陶瓷粉體使用鈦酸鋇的陶泥漿而製作出陶瓷生胚薄片,實施電漿處理的方法。
然而,於陶瓷生胚薄片中,若減少有機化合物(B)或有機化合物(B)以外的有機化合物(可塑劑)之含有量時,陶瓷生胚薄片會變硬,壓著時之尺寸安定性提高以外,壓著時之接著性有降低之傾向。因此,兼具尺寸安定性欲接著性係一般較難者。本發明中,將(Ba+離子的強度)/(Ti+離子的強度)設定在上述範圍時,即使將有機化合物(B)或有機化合物(B)以外的有機化合物(可塑劑)之含有量減少,可得到壓著時之尺寸安定性,亦可得到壓著時之接著性優良的陶瓷生胚薄片。
本發明之陶瓷生胚薄片可作為各種電子零件之材料使用。換言之,可作為晶片形式層合型凝結器及IC晶片之迴路基板等材料使用為佳。這些係由於陶瓷生胚薄片上形成電極,層合並壓著後進行燒成而製造。
作為陶瓷生胚薄片之製造方法,例如可舉出於施予單面離型處理之支持薄膜上塗佈陶泥漿後,乾燥有機溶劑(C)並於薄片狀成形的方法。於陶泥漿之塗佈上可使用輥塗機、刮刀塗佈機、模具塗佈、擠壓塗佈機、簾幕 塗佈機等。
作為製造陶瓷生胚薄片時所使用的支持薄膜,以具有耐熱性及耐溶劑性,且由具有可撓性的樹脂所成者為佳。由支持薄膜為具有可撓性的樹脂所成時,於支持薄膜上塗佈前述陶泥漿,將所得之陶瓷生胚薄片所形成的薄膜保持在捲成滾筒狀之狀態,視必要而可供給。
構成支持薄膜的樹脂並無特別限定,例如可舉出聚乙烯對苯二甲酸乙二醇酯、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚醯亞胺、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚氟伸乙基等含氟樹脂、尼龍、纖維素等。上述支持薄膜的厚度並無特別限定,以20μm以上厚度者為佳,以100μm以下厚度者為佳。又,於支持薄膜表面上施予離型處理者為佳。藉由於支持薄膜表面上施予離型處理後,於轉印步驟可容易地進行支持薄膜之剝離操作。作為支持薄膜的較佳具體例子,可舉出聚矽氧塗佈PET薄膜。
陶瓷生胚薄片之厚度可依據該使用目的而相異,故無法一概規定,但以0.1μm以上者為佳,以300μm以下者為佳。又,形成於載體薄膜上的塗膜經乾燥時的乾燥溫度會依據陶瓷生胚薄片之厚度等而不同,故無法將此一概規定,以25℃以上者為佳,以200℃以下者為佳。
本發明之較佳實施態樣係為於上述本發明之陶瓷生胚薄片的表面塗佈導電糊而成的塗佈薄片。該導電糊若與本 發明之陶瓷生胚薄片進行組合後使用時,可使用一般的導電糊。
塗佈導電糊的方法並無特別限定,例如可舉出絲網印刷法、模具塗佈印刷法、膠版印刷法、凹板印刷法、噴墨印刷法等。將導電糊塗佈在陶瓷生胚薄片表面時,可得到陶瓷生胚薄片表面的至少一部分上具有導電糊被膜之塗佈薄片。
TOF-SIMS分析為掃描測定對象物表面,可觀察到含於測定對象物的成分之分布狀態的測定手法。例如將測定對象物表面之50~500μm四方區域切成0.1~3μm四方的微小區域後照射一次離子,藉由觀測該微小區域所飛出的二次離子,可測定各微小區域中之成分種類的鑑定及二次離子強度。將該微小區域稱為一次離子照射點。將該微小區域稱為一次離子照射點。對於Ti+離子的強度的Ba+離子的強度之比,(Ba+離子的強度)/(Ti+離子的強度)為將Ba+的強度除以Ti+二次離子的強度之值。
對於陶瓷生胚薄片表面施予電漿處理時,藉由電漿照射後之保存狀態,因有著陶瓷生胚薄片表面狀態起變化的可能性,故藉由TOF-SIMS分析之表面測定可在電漿照射後快速進行為佳。自電漿照射後至藉由TOF-SIMS分析的表面測定之時間以12小時以內者為佳,以3小時以內者為較佳,以1小時以內者為更較佳,於電漿照射 後馬上進行表面測定者為最佳。分析塗佈導電糊後的薄片時,塗佈導電糊之面中,對於未以導電糊進行塗佈的陶瓷生胚薄片之部分進行表面分析。
又,於藉由TOF-SIMS分析進行測定中,因可抑制陶瓷生胚薄片表面的成分揮發,故例如於-100℃~-200℃冷卻後,在真空下實施TOF-SIMS分析者為佳。
本發明之陶瓷生胚薄片係以於陶瓷生胚薄片的至少單面之至少一部分上施予電漿處理的狀態者為佳。即,對於該製造以具備於陶瓷生胚薄片之表面或裏面的至少單面上施予電漿處理的步驟者為佳。如此所得之陶瓷生胚薄片亦為本發明之較佳實施態樣。於陶瓷生胚薄片表面或裏面的至少單面上施予電漿處理,並層合成經電漿處理的面與其他陶瓷生胚薄片表面成銜接。如此所得之層合體與使用於表面未施予電漿處理的陶瓷生胚薄片製作層合體之情況相比時具有良好接著性。
又,本發明之塗佈薄片係以塗佈薄片表面的至少單面之至少一部分上施予電漿處理的狀態者為佳。即,對於該製造,具備於塗佈薄片表面的至少單面上施予電漿處理之步驟者為佳。於塗佈薄片表面的至少單面之至少一部分上僅施予電漿處理者即可,可藉由於塗佈導電糊前的陶瓷生胚薄片上施予電漿處理之方法,或於陶瓷生胚薄片塗佈導電糊後之塗佈薄片上施予電漿處理的方法中任 一方法得到。
對於塗佈薄片塗佈導電糊之面上施予電漿處理,層合呈經電漿處理的面與其他塗佈薄片的單面成銜接。如此所得之層合體與於表面上未施予電漿處理的塗佈薄片製作層合體之情況相比較顯示更良好接著性。
施予電漿處理的面可無塗佈導電糊之面(導電糊面),亦可為塗佈薄片的裏面(陶瓷生胚薄片面),亦可為塗佈薄片之表裏雙面。製造重疊複數片的塗佈薄片的層合陶瓷電容器時,於導電糊面施予電漿處理,可層合該面至與其他塗佈薄片中之陶瓷生胚薄片面成銜接。如此所得之層合體顯示良好接著性。
又,於陶瓷生胚薄片面施予電漿處理,可層合該面與其他塗佈薄片中之導電糊面成銜接。如此所得之層合體亦顯示良好接著性。作為該情況的塗佈薄片,使用於本發明之陶瓷生胚薄片表面上塗佈一般使用的導電糊而成的塗佈薄片為佳。且,於塗佈薄片的表面或裏面施予電漿處理,層合這些施予電漿處理的面與其他塗佈薄片中之陶瓷生胚薄片面或導電糊面成銜接。如此所得之層合體亦顯示良好接著性。
又,對於陶瓷生胚薄片施予電漿處理,於施予電漿處理的面上可塗佈導電糊。施予電漿處理,且層合塗佈導電糊的面與其他塗佈薄片之單片成銜接。如此所得之層合體與使用於表面未施予電漿處理的塗佈薄片製造層合體時相比較,其顯示良好接著性。作為此時的塗佈薄 片,使用本發明之陶瓷生胚薄片表面塗佈一般使用的導電糊而成的塗佈薄片為佳。
對於於陶瓷生胚薄片施予電漿處理,層合於施予電漿處理的面上塗佈導電糊之面與未施予電漿處理的陶瓷生胚薄片之單面成銜接的層合體,與於陶瓷生胚薄片未施予電漿處理,層合塗佈導電糊之面與陶瓷生胚薄片之經電漿處理的面成銜接的層合體,比較兩者接著性時,於陶瓷生胚薄片表面上經電漿處理的面之面積較大後者顯示較良好接著性。同樣地,對於於陶瓷生胚薄片的單面上塗佈導電糊後,層合於塗佈面上施予電漿處理時的塗佈面,與未施予電漿處理的陶瓷生胚薄片之單面成銜接的層合體,與於陶瓷生胚薄片未施予電漿處理,層合塗佈導電糊的面與施予陶瓷生胚薄片之電漿處理的面成銜接的層合體,比較兩的接著性時,於陶瓷生胚薄片表面上經電漿處理的面之面積較大的後者顯示更良好接著性。
在本發明所使用的電漿處理之方法並無特別限定,例如可舉出低壓電漿、高壓電漿、電暈放電處理、大氣壓電漿等處理等。處理方法僅不會損害本發明之性質下,可使用適當處理方法,但低壓電漿必須在真空狀態下實施,在內嵌的製造為難。電暈處理為欲成為高能量,表面形狀的變化或處理面會變的不經意的均勻。另一方面,大氣壓電漿處理無須在真空狀態下實施,又能量的高低亦可選擇。由生產性、性能的觀點來看,作為處理方法以大氣壓電漿為特佳。
大氣壓電漿處理中,可使用種種大氣壓電漿裝置。作為大氣壓電漿裝置,亦可使用任一裝置,但配合使用目的等可選擇種種變型例。例如以在以介電體覆蓋的電極間通過約大氣壓的壓力之惰性氣體下,進行間接性放電而可產生低溫電漿的裝置等為佳。本發明的「大氣壓電漿」中之「約大氣壓的壓力」係指70kPa以上130kPa以下之範圍,較佳為90kPa以上110kPa以下之範圍。進行大氣壓電漿處理時的溫度與濕度並無特別限制,可適宜地變更,但以常溫、常濕下進行大氣壓電漿處理為佳。
作為使用於大氣壓電漿生成時之放電氣體,可利用氮、氧、氫、二氧化碳、氦及氬中任一的氣體或這些2種以上混合氣體。使用惰性氣體之He及Ar等稀有氣體或者氮氣者為佳,以Ar或He的稀有氣體為特佳。例如使用氮氣與空氣的混合氣體時,氮氣以流速10L/分以上,500L/分以下方式供給者為佳。有,將乾燥的空氣以流速0.1L/分以上,3L/分以下方式供給者為佳。
使用大氣壓電漿裝置生成電漿時,於電極間輸入電壓5kv以上者為佳,以15kv以下者為佳。電極間距離以1mm以上者為佳,以2mm以上者為較佳。又,電極間距離以10mm以下者為佳,以5mm以下者為較佳。
例如成為電漿處理的對象之陶瓷生胚薄片的表面維持在與電漿照射方向呈垂直狀態下,藉由於電漿的照射方向沿著垂直方向移動陶瓷生胚薄片,可進行對於陶瓷生胚薄片之電漿處理。此時的陶瓷生胚薄片通過照射口 下面的時間以0.1秒以上者為佳,以0.5秒以上者為較佳。又,以40秒以下者為佳,以20秒以下者為較佳。且,照射口下面周邊亦可成為電漿環境。
於電極間輸入電壓、電極間距離或陶瓷生胚薄片之移動速度在上述範圍外時,(Ba+離子的強度)/(Ti+離子的強度)之值未達20,或容易有比1000大之傾向。
以下藉由實施例及比較例更詳細說明本發明。且,對於以下實施例及比較例,「聚合度」表示「黏度平均聚合度」。又,對於以下實施例及比較例,「陶瓷生胚薄片」表示未含有支持薄膜之聚酯薄膜的部分。
在實施例及比較例所使用的聚乙烯縮醛之乙酸乙烯酯單聚體單位的含有量(莫耳%)、縮醛化度(莫耳%)及乙烯基醇單聚體單位之含有量(莫耳%)依據JIS K 6728:1977進行測定。聚乙烯縮醛之黏度平均聚合度表示依據JIS K 6726:1994進行測定的原料之PVA的黏度平均聚合度。
在實施例及比較例所使用的有機化合物之酸價為依據JIS K 6728:1977進行測定。更具體為將約1g各有機化合 物投入於附有共栓之三角燒瓶,加入乙基醇30ml並使其溶解。將酚酞作為指示藥,對於所得之溶液,使用N/50氫氧化鉀進行滴定,將一直保持30秒以上微紅色之時間點的滴定量作為a(mL)。此外,對於乙基醇30ml進行同樣滴定,將保持微紅色之時間點的滴定量作為b(mL),藉由下述數式(II)算出酸價。
【數2】酸價=1.122×(a-b)×F(N/50氫氧化鉀的因子)/s (II)
F:N/50氫氧化鉀的因子
s:各有機化合物之質量(g)
欲抑制於測定中陶瓷生胚薄片表面的成分之揮發,飛行時間型二次離子質量分析(TOF-SIMS)實施冷卻測定。在製造例所得之陶瓷生胚薄片表面上進行大氣壓電漿處理後,將陶瓷生胚薄片冷卻至-150℃後,在真空下直接藉由飛行時間型二次離子質量分析(TOF-SIMS)實施分析。飛行時間型二次離子質量分析計(TOF-SIMS)為使用ION-TOF公司製之TOF-SIMS5。於一次離子源使用鉍簇離子源(Bi3++),電流值為0.2微微安培(Pico amp),加速電壓為25千伏特,測定模式為選擇高質量分解能通常模式(整合力模式)。將陶瓷生胚薄片之平面(陶瓷生胚薄片的最廣面積的任一面)的任意500μm×500μm作為測定區域,將該測定區域切成128x128像素之測定範圍的離子束照射模式作 為無規光柵模式而掃描測定區域,將掃描數設定為64掃描。由測定所得之質譜算出Ti+離子的強度、Ba+離子的強度,計算對於Ti+離子的強度之Ba+離子的強度之比例。結果如表2-1、表2-2、表3所示。電漿照射後之薄片表面狀態有著藉由保存狀態所產生的變化之可能性,故電漿照射後之表面分析的測定為,在電漿照射後快速實施測定。
將在下述條件經大氣壓電漿處理的在實施例及比較例所使用的陶瓷生胚薄片,與未經大氣壓電漿處理的在實施例及比較例所使用的陶瓷生胚薄片進行層合,使用熱壓機在下述條件下進行熱壓著試驗。此時,層合經大氣壓電漿處理的面與其他陶瓷生胚薄片之未經大氣壓電漿處理的表面成銜接後得到層合體。
將在實施例及比較例所使用的陶瓷生胚薄片(聚酯薄膜上)與聚酯薄膜同時切斷為10cm×10cm之尺寸。將該陶瓷生胚薄片自聚酯薄膜剝落後,於陶瓷生胚薄片表面上,使用大氣壓電漿裝置,在常溫、常濕下使用氮氣為流速150L/分,乾燥純空氣為流速0.5L/分的混合氣體,在電極間之電壓11kV、電極間距離2mm、試樣(陶瓷生胚薄片)移動速度10mm/秒下,陶瓷生胚薄片通過寬2cm的照射口下 面之時間為2秒(對於10cm×10cm之陶瓷生胚薄片全體為10秒)的條件下實施大氣壓電漿處理。
加壓溫度 45℃
壓力 1MPa
時間 5秒
將所得之層合體切成5mm×5mm,任意取出100個。將任意取出的層合體之接著面以目視進行觀察,將陶瓷生胚薄片彼此的接著性以下述5段階進行評估。
A:完全無觀察到層間剝離,強固地接著。
(經層間剝離之層合體的個數/任意的層合體=0/100)
B:雖觀察到少數層間剝離,但強固地接著。
(經層間剝離之層合體的個數/任意的層合體=1~10/100)
C:一部分層間剝離被觀察到,但依舊接著。
(經層間剝離之層合體的個數/任意的層合體=11~30/100)
D:觀察到多數層間剝離,幾乎無顯示接著性。
(經層間剝離之層合體的個數/任意的層合體=31~99/100)
E:未顯示接著性。
(經層間剝離之層合體的個數/任意的層合體=100/100)
取代陶瓷生胚薄片使用在實施例及比較例使用的塗佈薄片以外,依據「4-1.陶瓷生胚薄片之接著性評估」所記載的方法,進行接著性評估。此時,大氣壓電漿處理於塗佈導電糊之面進行,層合經大氣壓電漿處理的面與其他塗佈薄片之未經大氣壓電漿處理的面(未塗佈導電糊的面)成銜接。
在實施例及比較例使用的乾燥(在常溫經1小時風乾後,在熱風乾燥器進行80℃之2小時,接著在120℃之2小時乾燥)後之膜厚對於2μm之陶瓷生胚薄片而言,與前述同樣地實施電漿處理。將該薄片切成5cm見方片,重疊2片後,在45℃進行加壓(加壓壓:3MPa),求得變形率(加壓後之面積/加壓前之面積×100)。此時,層合經大氣壓電漿處理之面與其他陶瓷生胚薄片之未經過大氣壓電漿處理的表面成銜接。
A:薄片變形率未達2%
B:薄片變形率為2%以上,未達4%
C:薄片變形率為4%以上
之3段階進行評估。
取代陶瓷生胚薄片使用在實施例及比較例所使用的塗佈薄片以外,進行與「5-1.陶瓷生胚薄片之尺寸安定性評估」的同樣方法之尺寸安定性評估。此時,大氣壓電漿處理於塗佈導電糊之面進行,經大氣壓電漿處理的面層合其他塗佈薄片之未經過大氣壓電漿處理的面(未塗佈導電糊的面)成銜接。
準備將在實施例及比較例所使用的陶瓷生胚薄片(聚酯薄膜上)切成10cm見方的者100片。將經切斷的陶瓷生胚薄片自聚酯薄膜剝離後,於各單面上施予與「4-1.陶瓷生胚薄片之接著性評估」的同樣方法之大氣壓電漿處理,層合100片的經大氣壓電漿處理之面與未經大氣壓電漿處理之面,得到陶瓷生胚薄片之層合體。繼續在溫度70℃,壓力150kg/cm2下進行10分鐘加熱壓著,得到層合體。將所得之層合體切斷成5mm×5mm,自切斷的層合體任意取出100個,在氮環境下,昇溫速度15℃/分下升溫至400℃,保持5小時後,再以昇溫速度5℃/分下升溫1350℃,保持10小時後得到陶瓷燒成體。
將所得之燒成體冷卻至常溫後,將燒成體之截面以電子顯微鏡觀察,將陶瓷層間之脫層有無以以下4段階進行評估。
A:無脫層。
(經脫層的燒成體的個數/任意的燒成體=0~2/100)
B:僅見到少數脫層。
(經脫層的燒成體的個數/任意的燒成體=3~7/100)
C:有一部份脫層。
(經脫層的燒成體的個數/任意的燒成體=8~20/100)
D:有多數脫層。
(經脫層的燒成體的個數/任意的燒成體=21~100/100)
準備在實施例及比較例使用的將塗佈薄片切成10cm見方者100片。於塗佈導電糊之面上,實施與「4-2.塗佈薄片之接著性評估」的同樣方法之大氣壓電漿處理,100片層合經大氣壓電漿處理的面與未經大氣壓電漿處理的面,得到塗佈薄片之層合體。繼續在溫度70℃,壓力150kg/cm2下10分鐘加熱壓著,得到層合體。將所得之層合體切成5mm×5mm,自切斷的層合體任意取出100個,在氮環境下,以昇溫速度15℃/分下升溫至400℃,在保持5小時後,再以昇溫速度5℃/分升溫至1350℃,保持10小時後得到陶瓷燒成體。
將所得之燒成體冷卻至常溫後,將燒成體之截面以電子顯微鏡進行觀察,將陶瓷層同士及陶瓷層與電極層間之脫層的有無以以下4段階進行評估。
A:無脫層。
(經脫層的燒成體的個數/任意的燒成體=0~2/100)
B:僅見到少數脫層。
(經脫層的燒成體的個數/任意的燒成體=3~7/100)
C:有一部份脫層。
(經脫層的燒成體的個數/任意的燒成體=8~20/100)
D:有多數脫層。
(經脫層的燒成體的個數/任意的燒成體=21~100/100)
於具備迴流冷卻器、溫度計、錨型攪拌翼的10公升玻璃製容器中,投入離子交換水7280g與聚合度1700且皂化度98.4莫耳%之聚乙烯醇(以下記載為為PVA-1)720g(PVA濃度9.0質量%),將內容物升溫至95℃後完全溶解PVA。其次將內容物以120rpm下一邊攪拌,一邊在10℃經約30分鐘徐徐冷卻後,於前述容器中添加n-丁基醛400g與20質量%的鹽酸830mL,進行150分鐘的縮丁醛化反應。其後經90分鐘升溫至70℃,在70℃下保持120分鐘後,冷卻至室溫。將析出的樹脂以離子交換水洗淨後,添加過剩量氫氧化鈉水溶液並中和。繼續以離子交換水將樹脂再洗淨後,經乾燥後得到聚乙烯縮丁醛(PVB-1)。
取代PVA-1,使用具有表1所示聚合度與皂化度的 PVA,使用n-丁基醛336g以外與合成例1同樣地得到聚乙烯縮丁醛(PVB-2)。
取代PVA-1,使用具有表1所示聚合度與皂化度的PVA,使用n-丁基醛388g以外與合成例1同樣地得到聚乙烯縮丁醛(PVB-3)。
取代PVA-1,使用具有表1所示聚合度與皂化度的PVA,使用n-丁基醛453g以外與合成例1同樣地得到聚乙烯縮丁醛(PVB-4)。
取代PVA-1,使用具有表1所示聚合度與皂化度的PVA,使用n-丁基醛511g以外與合成例1同樣地得到聚乙烯縮丁醛(PVB-5)。
取代PVA-1,使用具有表1所示聚合度與皂化度的PVA,使用n-丁基醛398g以外與合成例1同樣地得到聚乙烯縮丁醛(PVB-6)。
取代PVA-1,使用具有表1所示聚合度與皂化度的PVA,使用n-丁基醛405g以外與合成例1同樣地得到聚乙烯縮丁醛(PVB-7)。
取代PVA-1,使用具有表1所示聚合度與皂化度的PVA,使用n-丁基醛399g以外與合成例1同樣地得到聚乙烯縮丁醛(PVB-8)。
取代PVA-1,如表1所示,將在聚合度2400的皂化度98.8莫耳%之PVA,與在聚合度500的皂化度98.8莫耳%之PVA以70/30的質量比下使用,使用n-丁基醛399g以外,進行與合成例1之同樣操作,得到聚乙烯縮丁醛(PVB-9)。
對於合成例1,取代使用n-丁基醛的縮丁醛化,使用異丁基醛使其縮醛化以外,進行與合成例1之同樣操作後,得到聚乙烯縮丁醛(PVB-10)。
對於合成例1,取代使用n-丁基醛的縮丁醛化,使用以乙醛與n-丁基醛的重量比100/64下進行縮醛化以外,進行與合成例1之同樣操作,得到聚乙烯縮丁醛(PVB-11)。
對於PVB-1~PVB-11,依據前述評估方法「1.聚乙烯縮醛之測定」所記載的方法,測定聚合度、乙酸乙烯酯單聚體單位之含有量、縮丁醛化度及乙烯基醇單聚體單位之含有量。測定結果如表1所示。
於甲苯30質量份與乙醇30質量份的混合溶劑中佳入PVB-1的10質量份後,攪拌並溶解PVB-1,於該溶液中加入己二酸雙(2-丁氧基乙基)至對於100質量份PVB-1而言為 38質量份,並攪拌後得到無機化合物分散溶劑。
於鈦酸鋇(「BT-02」、堺化學工業股份有限公司製、平均粒子徑0.2μm)100質量份中加入甲苯15質量份與乙醇15質量份,以球磨機進行15小時混合,得到陶瓷之分散液。繼續加入對於陶瓷100質量份而言PVB-1為7.5質量份,於前述陶瓷的分散液中加入前述無機化合物分散溶劑,以球磨機進行24小時混合,得到陶泥漿。
將所得之陶泥漿使用棒塗佈,塗佈於經離形處理的聚酯薄膜上至乾燥膜厚為2~3μm,在常溫下進行1小時之風乾後,在熱風乾燥機下80℃進行2小時乾燥,繼續在120℃進行2小時乾燥後,於聚酯薄膜上得到陶瓷生胚薄片GS-1。
取代PVB-1各使用PVB-2~PVB-8以外,與製造例1之同樣方法下製作陶瓷生胚薄片GS-2~GS-8。
取代己二酸雙(2-丁氧基乙基),使用如表2-1所示有機化合物以外,與製造例1之同樣方法製作出陶瓷生胚薄片 GS-9~GS-14。
將己二酸雙(2-丁氧基乙基)對於黏合劑樹脂(A),以如表2-2所示比例下添加以外,與製造例1同樣之方法製作出陶瓷生胚薄片GS-15~GS-18。
取代PVB-1使用PVB-9~PVB-11,使用如表2-2所示有機化合物以外,與製造例1之同樣方法下製作出陶瓷生胚薄片GS-19~GS-21。
如表2-2所示,對於100質量份之PVB-1而言,添加己二酸雙(2-丁氧基乙基)19質量份與三乙二醇二2-乙基己酸酯19質量份以外,與製造例1之同樣方法下製作出陶瓷生胚薄片GS-22。
如表2-2所示,使用相異酸價的己二酸雙(2-丁氧基乙基)以外,與製造例1之同樣方法下製作出陶瓷生胚薄片GS-23~GS-25。且,在製造例23~25所使用的己二酸雙(2-丁氧基乙基)之酸價各相異,其原因為來自己二酸之酸成分的含有量相異之故。
取代己二酸雙(2-丁氧基乙基),使用表3所示有機化合物以外,與製造例1之同樣方法下製作出陶瓷生胚薄片GS-A~GS-H。
如表3所示,除不使用己二酸雙(2-丁氧基乙基)以外,與製造例1之同樣方法下製作出陶瓷生胚薄片GS-I。
對於所得之陶瓷生胚薄片GS-A~GS-I,依據前述評估方法「2.有機化合物之酸價的測定」所記載的方法,測定使用於各陶瓷生胚薄片製造時之有機化合物的酸價。於表3所示測定結果。
對於所得之陶瓷生胚薄片GS-1~GS-25、GS-A~GS-I,依據前述評估方法「2.有機化合物的酸價之測定」所記載的方法,測定使用於各陶瓷生胚薄片製造時之有機化合物的酸價。測定結果如表2-1、表2-2及表3所示。
於具備攪拌機、冷卻器、溫度計、熱水浴及氮氣導入口之2L可分離燒瓶中,加入乙基纖維素(陶氏化學公司製之STD-45)、二氫Terpinyl乙酸酯。
其次,混合作為導電粉末之鎳粉(「NFP201」、JFE礦物質股份有限公司製),再添加市售平均粒徑0.1μm之鈦酸鋇粉末對於鎳粉末為20質量份,數次通過三根輥後得到導電糊。且,導電糊中之組成比率為黏合劑樹脂(A)3質量%、鎳粉50質量%、鈦酸鋇10質量%、其他為有機溶劑下進行調製後得到導電糊。
將在製造例1所得之陶瓷生胚薄片GS-1切成10cm×10cm尺寸,依據前述評估方法「4-1.陶瓷生胚薄片之接著性評估」所記載的方法,施予大氣壓電漿處理。在施予大氣壓電漿處理的面上,將上述導電糊藉由絲網印刷機(New Long精密工業股份有限公司製DP-320)進行絲網印刷,在120℃使其乾燥1小時後,形成10mm角、糊間距離(余白)2.5mm、膜厚2μm之導電糊皮膜而得到塗佈薄片TS-1。
將在製造例1所得之陶瓷生胚薄片GS-1切斷成10cm×10cm的尺寸,將上述導電糊藉由絲網印刷機(New Long精密工業股份有限公司製DP-320)進行絲網印刷,在120℃進行1小時後,形成10mm見方、糊間距離(空白)2.5mm、膜厚2μm之導電糊皮膜。於形成導電糊皮膜的面上,依據前述評估方法「4-1.陶瓷生胚薄片之接著性評估」所記載的方法,施予大氣壓電漿處理後得到塗佈薄片TS-2。
取代陶瓷生胚薄片GS-1,使用GS-C以外,與製作例2之同樣方法下得到塗佈薄片TS-3。
TS-1~TS-3如表4所示。
對於各陶瓷生胚薄片GS-1~GS-25,將該陶瓷生胚薄片在壓著時的尺寸安定性、該陶瓷生胚薄片之接著性及使用該陶瓷生胚薄片所得之燒成體的脫層,依據前述評估方法所記載的方法進行評估。評估結果如表5所示。
依據前述評估方法所記載的方法,進行TS-1在壓著時之尺寸安定性、TS-1之接著性及使用TS-1所得之燒成體的脫層之評估。評估結果如表5所示。
對於塗佈薄片TS-2,對於TS-2在壓著時之尺寸安定性及TS-2之接著性,依據如前述評估方法所記載的方法進行評估。評估結果如表7所示。
對於各陶瓷生胚薄片GS-A~GS-I,將該陶瓷生胚薄片在壓著時的尺寸安定性、該陶瓷生胚薄片之接著性及使用該陶瓷生胚薄片所得之燒成體的脫層,依據前述評估方法所記載的方法進行評估。評估結果如表6所示。
將電漿照射時的試樣移動速度改為0.1mm/秒以外,與實施例1同樣地依據前述評估方法所記載的方法進行評估。對於此時的陶瓷生胚薄片表面之Ti+離子的強度之Ba+離子的強度的比為1064。評估結果如表6所示。
對於塗佈薄片TS-3,將TS-3在壓著時的尺寸安定性及TS-3之接著性,依據前述評估方法所記載的方法進行評估。評估結果如表7所示。
Claims (11)
- 一種陶瓷生胚薄片,其特徵為對於陶瓷生胚薄片的至少單面上,以飛行時間型二次離子分析裝置進行二次離子分析時,所檢測的Ba+離子之強度對於所檢測的Ti+離子之強度之比,(Ba+離子的強度)/(Ti+離子的強度)為滿足20<(Ba+離子的強度)/(Ti+離子的強度)<1000。
- 如請求項1之陶瓷生胚薄片,其為至少含有於分子內具有羥基的黏合劑樹脂(A)及化學式(1):
- 如請求項2之陶瓷生胚薄片,其中有機化合物(B)的酸價為5mgKOH/g以下。
- 如請求項2或3之陶瓷生胚薄片,其中R1及/或R4各獨立為具有至少1個化學式(2):
- 如請求項2~4中任一項之陶瓷生胚薄片,其中含有對於黏合劑樹脂(A)100質量份之有機化合物(B)1~60質量份。
- 如請求項2~5中任一項之陶瓷生胚薄片,其中黏合劑樹脂(A)含有選自由聚乙烯縮醛及(甲基)丙烯酸樹脂所成群的至少1種。
- 如請求項6之陶瓷生胚薄片,其中黏合劑樹脂(A)為含有聚乙烯縮醛,該聚乙烯縮醛的縮醛化度為50~85莫耳%,乙烯基酯單聚體單位的含有量為0.1~20莫耳%,黏度平均聚合度為200~5000。
- 如請求項2~7中任一項之陶瓷生胚薄片,其為含有鈦酸鋇,對於鈦酸鋇100質量份而言含有黏合劑樹脂(A)3~20質量份。
- 一種塗佈薄片,其特徵為於如請求項1~8中任一項之陶瓷生胚薄片的至少一側之面上配置使導電糊乾燥的層而成的塗佈薄片。
- 如請求項9之塗佈薄片,其中於陶瓷生胚薄片的至少一部分施予電漿處理。
- 如請求項9或10之塗佈薄片,其中於塗佈薄片的表面之至少一部分施予電漿處理。
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