TW202311182A - 電極膏及導電厚膜之製備方法 - Google Patents

電極膏及導電厚膜之製備方法 Download PDF

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本發明提供一種電極膏及導電厚膜的製備方法，該電極膏包括：60~90 wt%的金屬粉末；1~20 wt%的玻璃組成物；1~15 wt%的有機黏結劑；以及10~30 wt%的溶劑；其中，該玻璃組成物為Li2O-BaO-Al2O3-ZnO-Bi2O3-MnO2-CaO-B2O3-SiO2；而其所製備的導電厚膜具有低介電損耗特性，對於陶瓷基板有優異的附著力。

Description

電極膏及導電厚膜之製備方法
本發明關於一種電極膏及導電厚膜之製備方法，特別是一種低溫共燒陶瓷型電極膏，以及使用其之製備導電厚膜的方法。
電子產品的發展不斷朝向體積小型化、高容量化、及低耗能等方向發展，使得電路元件必須隨之縮減體積，因此，能有效降低成本並符合市場要求的陶瓷被動元件是目前電子產品的發展趨勢。
由於安規電容的電極膏材料種類繁多，不同材料因其成分及結構不相同，電極膏內的玻璃組成物的也需要有多元的選擇。而在電極膏的製備過程中，導電金屬的使用成為了製備成本的關鍵。一般而言，電極膏中使用作為導電的金屬粉末大多以金、銀等貴重金屬為主，其中又以銀的應用最為廣泛，然而，銀的成本高以外，銀金屬在作為電容器或電阻材料時，其缺點在於濕熱條件下，銀離子遷移性高會影響元件本身電性，故常需添加鈀元素以改善此問題，然而，鈀金屬的價格更高於銀金屬，故又更增加了製備成本。
因此，為了降低製備成本，使用價格相對低廉的卑金屬來取代貴重金屬以做為導電材料的方法日漸成為趨勢，例如使用銅、鎳、或鋁金屬，其中鋁金屬雖然有較好的化學穩定性，然作為電極時，其與基板間的接著性與抗老化的測試結果不如預期。而當使用銅或鎳金屬作為電極時，因穩定性的問題需要在低氧狀態下進行燒結，而目前的解決方案大多是使用包括稀土金屬摻雜的玻璃粉末，其價格昂貴以外，高頻導電的特性不如預期。
因此，目前急需一種新穎的電極膏，其組成中使用卑金屬取代貴重金屬以大幅降低製備成本以外，其與基板材料之間具有優異的接著力以及低介電損耗特性，為目前本領域人士持續努力研發的目標。
為達上述目的，本發明提供一種導電膏，該導電膏包括：60~90 wt%的金屬粉末；1~20 wt%的玻璃組成物；1~15 wt%的有機黏結劑；以及10~30 wt%的溶劑；其中，該玻璃組成物包括0.5~5 wt%的Li 2O、1~10 wt%的BaO、1~5 wt%的Al 2O 3、1~20 wt%的ZnO、30~60 wt%的Bi 2O 3、0~10 wt%的MnO 2、1~5 wt%的CaO、10~30 wt%的B 2O 3、以及1~15 wt%的SiO 2。
於一實施態樣中，該玻璃組成物的軟化點在350~600°C。
於一實施態樣中，該玻璃組成物的平均粒徑為1~5μm。
於一實施態樣中，該金屬粉末為一銅粉或一銀包銅粉，其中，該銀包銅粉中銀與銅的比例為20：80 wt%。
於一實施態樣中，該金屬粉的平均粒徑為1~5μm。
於一實施態樣中，該有機黏結劑為一熱硬化性樹脂、一熱塑性樹脂、或其混合物。其中，該熱硬化性樹脂係至少一選自由環氧樹脂、胺酯樹脂、乙烯酯樹脂、矽酮樹脂、酚樹脂、脲樹脂、三聚氰胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂、及聚醯亞胺樹脂所組成之群組，該熱塑性樹脂係自少一選自由乙基纖維素、丙烯酸樹脂、醇酸樹脂、飽和聚酯樹脂、丁醛樹脂、聚乙烯醇、及羥丙基纖維所組成之群組。
於一實施態樣中，該溶劑係至少一選自由有機酸類、芳香族烴類、吡咯啶酮類、醯胺類、酮類、及環狀碳酸酯所組成之群組。其中，該有機酸類可例如為二乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、或醋酸乙酯；該芳香族烴類可例如為甲苯、或二甲苯；該吡咯啶酮類可例如為N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)；該醯胺類可例如為N,N-二甲基甲醯胺(DMF)；該酮類可例如為甲基乙基酮(MEK)；該環狀碳酸酯可例如為萜品醇(Terpineol)；或丁基卡必醇(BC)。
於一實施態樣中，該電極膏的黏度為20至80 Pa.s。
於一實施態樣中，該電極膏更包括至少一金屬氧化物，至少一選自由氧化銅、氧化鉍、氧化錳、氧化鈷、氧化鎂、氧化鉭、氧化鈮、及氧化鎢所組成之群組。
此外，於其他實施態樣中，該電極膏可更包括至少一添加劑，選自由分散劑、流變改質劑、顏料、無機充填劑、耦合劑、矽烷單體、及消泡劑所組成的群組，對於本領域的技術人員而言，可視需求而添加上述至少一添加劑。
本發明更提供了一種電極厚膜的製備方法，包括以下步驟：(A)製備一玻璃組成物，該玻璃組成物為Li 2O-BaO-Al 2O 3-ZnO-Bi 2O 3-MnO 2-CaO-B 2O 3-SiO 2，其係由0.5~5 wt%的Li 2O、1~10 wt%的BaO、1~5 wt%的Al 2O 3、1~20 wt%的ZnO、30~60 wt%的Bi 2O 3、0~10 wt%的MnO 2、1~5 wt%的CaO、10~30 wt%的B 2O 3、以及1~15 wt%的SiO 2所製備而成；(B)將60~90 wt%的一金屬粉末、1~20 wt%的該玻璃組成物、1~15 wt%的一有機黏結劑、以及10~30 wt%的一溶劑混合以獲得一電極膏；(C)將該電極膏塗佈於一陶瓷基板上，於一惰性氣體下進行一燒結步驟，使得該電極膏經燒結而獲得一導電厚膜。
於一實施態樣中，步驟(A)更包括將0.5~5 wt%的Li 2O、1~10 wt%的BaO、1~5 wt%的Al 2O 3、1~20 wt%的ZnO、30~60 wt%的Bi 2O 3、0~10 wt%的MnO 2、1~5 wt%的CaO、10~30 wt%的B 2O 3、以及1~15 wt%的SiO 2的原料於1000~1500°C的溫度下進行一熔融步驟後，再進行一水淬步驟以獲得該玻璃組成物。
於一實施態樣中，步驟(A)更包括一研磨步驟，將該玻璃組成物研磨至具有平均粒徑為1~5 μm的粉末態。
於一實施態樣中，步驟(C)中的該燒結步驟的燒結溫度為650~850°C。
於一實施態樣中，於步驟(C)中的該導電厚膜與該陶瓷基板之間的附著拉力大於2kg。
於一實施態樣中，步驟(C)中的該導電厚膜的介電損耗Df小於1 %。
本發明中，該電極膏中的該玻璃組成物為Li 2O-BaO-Al 2O 3-ZnO-Bi 2O 3-MnO 2-CaO-B 2O 3-SiO 2，該玻璃組成物有較低的玻璃轉化溫度(Tg)，為300~500°C，使得本電極膏有低溫燒結的特性，可在惰性氣體的環境下，於600~800°C進行燒結，燒結完成的導電厚膜具有低介損值(Df＜0.3%~0.6%)以及優異的電極端面接著力。
以下將透過具體實施例說明本發明的電極膏及包含其之導電厚膜之製備方法。
電極膏之製備
首先，取Li 2O、 BaO、Al 2O 3、ZnO、Bi 2O 3、MnO 2、CaO、B 2O 3、SiO 2粉末，以總重量為基準，依據以下比例攪拌混合：0.5~5 wt%的Li 2O、1~10 wt%的BaO、1~5 wt%的Al 2O 3、1~20 wt%的ZnO、30~60 wt%的Bi 2O 3、0~10 wt%的MnO 2、1~5 wt%的CaO、10~30 wt%的B 2O 3、以及1~15 wt%的SiO 2。
上述粉末經攪拌混合後放入坩鍋載具中，將粉末連同坩鍋載具一起以電阻爐升溫到1000至1500度之溫度進行熔融步驟2至4小時後，快速倒入去離子水中水萃獲得塊狀之融熔玻璃塊。接著，將熔融玻璃塊利用粗磨機、細磨機及珠磨機等進行研磨約24小時後，形成平均粒徑為1~5 μm的粉末狀玻璃組成物。
接下來，取60~90wt%的金屬粉末(銅粉或銀包銅粉(Ag/Cu: 20/80wt%))、1~20 wt%的上述粉末狀玻璃組成物、1~15 wt%的有機黏結劑、以及10~30 wt%的溶劑。經充分混合並以三輥軋機(three roll mills)分散研磨機分散後，再經過過濾及脫泡作業，即獲得本發明之電極膏。
關於金屬粉末，在本實施例中，其粒徑為1~5 μm，為了呈現電極膏的導電性，以增加電極膏中的金屬粉粒徑者為佳。然而，金屬粉末粒徑過大時，會影響對基板之塗佈性或作業性的情形。或在使用電極膏形成積層陶瓷電子零件之外部電極時，會有損及電極膏對陶瓷體之附著能力。因此，只要電極膏無損及對基板或對陶瓷體的塗佈性或附著性，以使用粒徑較大的金屬粉末為佳。斟酌此等時，本發明中使用的金屬粉末的平均粒徑以1~5 μm的範圍內為佳。此外，金屬粉末的製造方法並無特別限定，例如，可藉由還原法、粉碎法、電解法、霧化法、熱處理法或該等之組合而製造。片狀的金屬粉末例如可藉由將球狀或粒狀的金屬粒子通過球磨機等磨碎而製造。
關於有機黏結劑，於本實施例中，可為熱硬化性樹脂、熱塑性樹脂、或其混合物，其中，熱硬化性樹脂可例如為環氧樹脂、胺酯樹脂、乙烯酯樹脂、矽酮樹脂、酚樹脂、脲樹脂、三聚氰胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂、或聚醯亞胺樹脂；熱塑性樹脂可例如為乙基纖維素、丙烯酸樹脂、醇酸樹脂、飽和聚酯樹脂、丁醛樹脂、聚乙烯醇、或羥丙基纖維素。有機黏結劑的使用主要使得電極膏中之金屬粉末相互連接，並於電極膏燒結時因燃燒而被移除。
而溶劑可為至少一選自由有機酸類、芳香族烴類、吡咯啶酮類、醯胺類、酮類、及環狀碳酸酯所組成之群組，其中，有機酸類可例如為二乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、醋酸乙酯等；芳香族烴類可例如為甲苯、或二甲苯等；吡咯啶酮類可例如為N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)等；醯胺類可例如N,N-二甲基甲醯胺(DMF)等；酮類可例如為甲基乙基酮(MEK)等；環狀碳酸酯類可例如為萜品醇(Terpineol)、或丁基卡必醇(BC)等。本領域人士可依據實際需求選擇有機黏結劑及溶劑的組成成分，此屬於本領域習知範疇，在此不進一步討論。
本實施例中所製備的電極膏的黏度在於20~80 Pa∙s，在此範圍內，電極膏的塗佈性或處理性會變得良好，可均勻地將電極膏塗佈至基板上。於其他實施態樣中，該電極膏可更包含添加劑，例如可包含分散劑、流變改質劑、顏料、無機充填劑(例如，氧化鋅、碳酸鋇粉等)、耦合劑(例如，γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷等的矽烷偶合劑、四辛基雙(二-十三烷基亞磷酸)鈦酸酯等的鈦酸酯偶合劑等)、矽烷單體(例如，參(3-(三甲氧基矽基)丙基)三聚異氰酸酯)、或消泡劑，以進一步改變該電極膏的特性，增加其塗佈性、穩定性等。
於其他實施態樣中，可是需求於該電極膏中添加金屬氧化物，例如可添加氧化銅、氧化鉍、氧化錳、氧化鈷、氧化鎂、氧化鉭、氧化鈮、或氧化鎢。當電極膏含有金屬氧化物時，電極膏的焊料耐熱性會提高。
導電厚膜的製備
利用網印的方法將上述的電極膏形成在適當的陶瓷基板上，並具有電極圖案，接著，將印有圖案化電極膏的陶瓷機板放入電爐內，並於惰性氣體的環境下以650~850°C的溫度進行燒結程序，藉由燒結程序，該電極膏中的金屬粉末會互相燒結，同時電極膏中的有機黏結劑、溶劑等成分會被燒除，進而得到具導電圖案的導電厚膜，所形成的導電厚膜的導電性極高，且電遷移耐性、焊料耐熱性及對陶瓷基板的附著性優異。
於另一實施例中，當將該電極膏應用於印刷配線板上以焊接電子零件時，可製造電性優異的電子零件，例如做為積層陶瓷電子零件的外部電極，再者外部電極對陶瓷體的附著性優異且可在外部電極的表面可依所需而實施鍍鎳、鍍錫等用以提高焊料濕潤性的處理。
為了更清楚展示本發明中使用特定玻璃組成物以及使用卑金屬銅或銀包銅粉作為金屬粉末，對於電極膏及其所製備的導電厚膜的優異電性以及與陶瓷基板之間有優異附著性的確有其貢獻，以下測試例將針對使用市售的銀電極膏、銅電極膏與本發明所提供的電極膏，於陶瓷基板上製備成導電厚膜，並對其做老化測試及電極附著拉力測試，該拉力測試係使用萬能材料試驗機(型號AMETEK-LS1)，以鍍錫銅線線徑3.5mm，線長15mm焊接試片兩端，測試速度為30mm/min做拉力測試。其中，比較例1係使用市售銀電極膏(PE-6015)、比較例2係使用市售銅電極膏(PF-800)、實施例1係使用本發明所提供的電極膏，其測試結果如下表1。
表1
初始狀況 200 oC*168hr 老化測試 高溫300 cycle(2year) 測試後老化狀況
附著拉力 拉力條件 附著拉力 拉力條件 附著拉力 拉力條件
比較例1 0.9~1.5kg (易硫化) 與陶瓷基板共燒 0.1~0.3kg (易硫化) 與陶瓷基板共燒 N/A 與陶瓷基板共燒
比較例2 2.5-2.8kg 與陶瓷基板共燒 1.8-2.9kg 與陶瓷基板共燒 N/A 與陶瓷基板共燒
實施例1 2~3kg 與陶瓷基板共燒 N/A 無陶瓷基板共燒 ＞2~3kg (耐硫化) 與陶瓷基板共燒
由以上測試結果可得知，本發明新型銅膏在高溫300cycle (相當於2年)老化測試條件下結果仍與初始附著力一致，對比A公司的產品也相較具有優越的附著接著性能。
接下來，為了更清楚展示本發明使用的特定組成的玻璃組成物及「金屬粉末：玻璃組成物：有機黏結劑」的比例關係，對於電極膏及其所製備的導電厚膜的介電損耗與陶瓷基板的附著拉力確實有其貢獻，下文將針對使用銀作為金屬粉末的比較例3~22，以及多組不同比例的「金屬粉末：玻璃組成物：有機黏結劑」的實施例2至實施例9-19進行比較，紀錄比較例和實施例電極膏材料同樣經過650°C~850°C的燒結形成導電厚膜後的介電損耗與陶瓷基板的附著拉力。結果如下表2。
表2
金屬粉末 (Wt%) 添加物MnO 2(Wt%) 固含量(%) 玻璃組成物Bi 2O 3/MnO 2比值 玻璃添加量(Wt%) 高分子樹脂(Wt%) 有機溶劑(Wt%) 介電損耗Df(%) 附著拉力(kg)
比較例3 Ag=80 5.50% 90 58/8.6 1.56 6 15 1.5 ＞1kg
比較例4 Ag=75 3.50% 80 50/5.3 2.68 6 15 1.2 ＞1kg
比較例5 Ag=70 1.50% 75 55/4.98 3.88 6 15 1.2 ＞1kg
比較例6 Ag=60 1% 70 40/2 4.69 6 15 1.1 ＞1kg
比較例7 Ag=50 0.50% 65 35.7/0.44 5.68 6 15 1 ＞1kg
比較例8 Ag=80 0% 90 60/0 0.89 6 15 1.8 ＞1kg
比較例9 Ag=75 0% 80 58/0 1.25 6 15 1.66 ＞1kg
比較例10 Ag=70 0% 75 60/0 2.55 6 15 1.22 ＞1kg
比較例11 Ag=60 0% 70 50/0 3.67 6 15 1.03 ＞1kg
比較例12 Ag=50 0% 65 41/0 4.98 6 15 0.88 ＞1kg
比較例13 Ag=80 5.50% 90 58/8.6 6.8 6 15 1.88 ＞1kg
比較例14 Ag=75 3.50% 80 50/5.3 8.6 6 15 1.65 ＞1kg
比較例15 Ag=70 1.50% 75 55/4.98 12 6 15 1.78 ＞1kg
比較例16 Ag=60 1% 70 40/2 16.7 6 15 1.22 ＞1kg
比較例17 Ag=50 0.50% 65 35.7/0.44 18.2 6 15 1.45 ＞1kg
比較例18 Ag=80 0% 90 60/0 6.2 6 15 2.2 ＞1kg
比較例19 Ag=75 0% 80 58/0 8.9 6 15 1.8 ＞1kg
比較例20 Ag=70 0% 75 60/0 11.5 6 15 1.46 ＞1kg
比較例21 Ag=60 0% 70 50/0 15.9 6 15 1 ＞1kg
比較例22 Ag=50 0% 65 41/0 18.7 6 15 1.3 ＞1kg
實施例2 Cu =80 5.50% 90 58/8.6 1.56 6 15 0.6 ＞2kg
實施例2-1 Cu =80 3.50% 80 50/5.3 2.68 6 15 0.42 ＞2kg
實施例2-2 Cu =80 1.50% 75 55/4.98 3.88 6 15 0.43 ＞2kg
實施例2-3 Cu =80 1% 70 40/2 4.69 6 15 0.58 ＞2kg
實施例2-4 Cu =80 0.50% 65 35.7/0.44 5.68 6 15 0.33 ＞2kg
實施例2-5 Cu =80 0% 90 60/0 0.89 6 15 0.8 ＞2kg
實施例2-6 Cu =80 0% 80 58/0 1.25 6 15 0.72 ＞2kg
實施例2-7 Cu =80 0% 75 60/0 2.55 6 15 0.6 ＞2kg
實施例2-8 Cu =80 0% 70 50/0 3.67 6 15 0.58 ＞2kg
實施例2-9 Cu =80 0% 65 41/0 4.98 6 15 0.44 ＞2kg
實施例2-10 Cu =80 5.50% 90 58/8.6 6.8 6 15 0.67 ＞2kg
實施例2-11 Cu =80 3.50% 80 50/5.3 8.6 6 15 0.47 ＞2kg
實施例2-12 Cu =80 1.50% 75 55/4.98 12 6 15 0.48 ＞2kg
實施例2-13 Cu =80 1% 70 40/2 16.7 6 15 0.65 ＞2kg
實施例2-14 Cu =80 0.50% 65 35.7/0.44 18.2 6 15 0.37 ＞2kg
實施例2-15 Cu =80 0% 90 60/0 6.2 6 15 0.90 ＞2kg
實施例2-16 Cu =80 0% 80 58/0 8.9 6 15 0.81 ＞2kg
實施例2-17 Cu =80 0% 75 60/0 11.5 6 15 0.67 ＞2kg
實施例2-18 Cu =80 0% 70 50/0 15.9 6 15 0.65 ＞2kg
實施例2-19 Cu =80 0% 65 41/0 18.7 6 15 0.49 ＞2kg
實施例3 Cu =75 5.50% 90 58/8.6 1.56 6 15 0.6 ＞2kg
實施例3-1 Cu =75 3.50% 80 50/5.3 2.68 6 15 0.54 ＞2kg
實施例3-2 Cu =75 1.50% 75 55/4.98 3.88 6 15 0.38 ＞2kg
實施例3-3 Cu =75 1% 70 40/2 4.69 6 15 0.35 ＞2kg
實施例3-4 Cu =75 0.50% 65 35.7/0.44 5.68 6 15 0.42 ＞2kg
實施例3-5 Cu =75 0% 90 60/0 0.89 6 15 0.7 ＞2kg
實施例3-6 Cu =75 0% 80 58/0 1.25 6 15 0.65 ＞2kg
實施例3-7 Cu =75 0% 75 60/0 2.55 6 15 0.55 ＞2kg
實施例3-8 Cu =75 0% 70 50/0 3.67 6 15 0.5 ＞2kg
實施例3-9 Cu =75 0% 65 41/0 4.98 6 15 0.4 ＞2kg
實施例3-10 Cu =75 5.50% 90 58/8.6 6.8 6 15 0.68 ＞2kg
實施例3-11 Cu =75 3.50% 80 50/5.3 8.6 6 15 0.61 ＞2kg
實施例3-12 Cu =75 1.50% 75 55/4.98 12 6 15 0.43 ＞2kg
實施例3-13 Cu =75 1% 70 40/2 16.7 6 15 0.40 ＞2kg
實施例3-14 Cu =75 0.50% 65 35.7/0.44 18.2 6 15 0.47 ＞2kg
實施例3-15 Cu =75 0% 90 60/0 6.2 6 15 0.79 ＞2kg
實施例3-16 Cu =75 0% 80 58/0 8.9 6 15 0.73 ＞2kg
實施例3-17 Cu =75 0% 75 60/0 11.5 6 15 0.62 ＞2kg
實施例3-18 Cu =75 0% 70 50/0 15.9 6 15 0.57 ＞2kg
實施例3-19 Cu =75 0% 65 41/0 18.7 6 15 0.45 ＞2kg
實施例4 Cu =65 5.50% 90 58/8.6 1.56 6 15 0.6 ＞2kg
實施例4-1 Cu =65 3.50% 80 50/5.3 2.68 6 15 0.53 ＞2kg
實施例4-2 Cu =65 1.50% 75 55/4.98 3.88 6 15 0.42 ＞2kg
實施例4-3 Cu =65 1% 70 40/2 4.69 6 15 0.38 ＞2kg
實施例4-4 Cu =65 0.50% 65 35.7/0.44 5.68 6 15 0.42 ＞2kg
實施例4-5 Cu =65 0% 90 60/0 0.89 6 15 0.72 ＞2kg
實施例4-6 Cu =65 0% 80 58/0 1.25 6 15 0.63 ＞2kg
實施例4-7 Cu =65 0% 75 60/0 2.55 6 15 0.54 ＞2kg
實施例4-8 Cu =65 0% 70 50/0 3.67 6 15 0.52 ＞2kg
實施例4-9 Cu =65 0% 65 41/0 4.98 6 15 0.42 ＞2kg
實施例4-10 Cu =65 5.50% 90 58/8.6 6.8 6 15 0.68 ＞2kg
實施例4-11 Cu =65 3.50% 80 50/5.3 8.6 6 15 0.60 ＞2kg
實施例4-12 Cu =65 1.50% 75 55/4.98 12 6 15 0.48 ＞2kg
實施例4-13 Cu =65 1% 70 40/2 16.7 6 15 0.43 ＞2kg
實施例4-14 Cu =65 0.50% 65 35.7/0.44 18.2 6 15 0.48 ＞2kg
實施例4-15 Cu =65 0% 90 60/0 6.2 6 15 0.82 ＞2kg
實施例4-16 Cu =65 0% 80 58/0 8.9 6 15 0.72 ＞2kg
實施例4-17 Cu =65 0% 75 60/0 11.5 6 15 0.62 ＞2kg
實施例4-18 Cu =65 0% 70 50/0 15.9 6 15 0.59 ＞2kg
實施例4-19 Cu =65 0% 65 41/0 18.7 6 15 0.48 ＞2kg
實施例5 Cu =50 5.50% 90 58/8.6 1.56 6 15 0.37 ＞2kg
實施例5-1 Cu =50 3.50% 80 50/5.3 2.68 6 15 0.36 ＞2kg
實施例5-2 Cu =50 1.50% 75 55/4.98 3.88 6 15 0.46 ＞2kg
實施例5-3 Cu =50 1% 70 40/2 4.69 6 15 0.49 ＞2kg
實施例5-4 Cu =50 0.50% 65 35.7/0.44 5.68 6 15 0.45 ＞2kg
實施例5-5 Cu =50 0% 90 60/0 0.89 6 15 0.69 ＞2kg
實施例5-6 Cu =50 0% 80 58/0 1.25 6 15 0.62 ＞2kg
實施例5-7 Cu =50 0% 75 60/0 2.55 6 15 0.55 ＞2kg
實施例5-8 Cu =50 0% 70 50/0 3.67 6 15 0.4 ＞2kg
實施例5-9 Cu =50 0% 65 41/0 4.98 6 15 0.38 ＞2kg
實施例5-10 Cu =50 5.50% 90 58/8.6 6.8 6 15 0.41 ＞2kg
實施例5-11 Cu =50 3.50% 80 50/5.3 8.6 6 15 0.40 ＞2kg
實施例5-12 Cu =50 1.50% 75 55/4.98 12 6 15 0.51 ＞2kg
實施例5-13 Cu =50 1% 70 40/2 16.7 6 15 0.54 ＞2kg
實施例5-14 Cu =50 0.50% 65 35.7/0.44 18.2 6 15 0.50 ＞2kg
實施例5-15 Cu =50 0% 90 60/0 6.2 6 15 0.76 ＞2kg
實施例5-16 Cu =50 0% 80 58/0 8.9 6 15 0.68 ＞2kg
實施例5-17 Cu =50 0% 75 60/0 11.5 6 15 0.61 ＞2kg
實施例5-18 Cu =50 0% 70 50/0 15.9 6 15 0.44 ＞2kg
實施例5-19 Cu =50 0% 65 41/0 18.7 6 15 0.42 ＞2kg
實施例6 銀包銅粉 =80 5.50% 90 58/8.6 1.56 6 15 0.41 ＞2kg
實施例6-1 銀包銅粉 =80 3.50% 80 50/5.3 2.68 6 15 0.36 ＞2kg
實施例6-2 銀包銅粉 =80 1.50% 75 55/4.98 3.88 6 15 0.34 ＞2kg
實施例6-3 銀包銅粉 =80 1% 70 40/2 4.69 6 15 0.43 ＞2kg
實施例6-4 銀包銅粉 =80 0.50% 65 35.7/0.44 5.68 6 15 0.32 ＞2kg
實施例6-5 銀包銅粉 =80 0% 90 60/0 0.89 6 15 0.42 ＞2kg
實施例6-6 銀包銅粉 =80 0% 80 58/0 1.25 6 15 0.38 ＞2kg
實施例6-7 銀包銅粉 =80 0% 75 60/0 2.55 6 15 0.34 ＞2kg
實施例6-8 銀包銅粉 =80 0% 70 50/0 3.67 6 15 0.43 ＞2kg
實施例6-9 銀包銅粉 =80 0% 65 41/0 4.98 6 15 0.3 ＞2kg
實施例6-10 銀包銅粉 =80 5.50% 90 58/8.6 6.8 6 15 0.47 ＞2kg
實施例6-11 銀包銅粉 =80 3.50% 80 50/5.3 8.6 6 15 0.41 ＞2kg
實施例6-12 銀包銅粉 =80 1.50% 75 55/4.98 12 6 15 0.39 ＞2kg
實施例6-13 銀包銅粉 =80 1% 70 40/2 16.7 6 15 0.49 ＞2kg
實施例6-14 銀包銅粉 =80 0.50% 65 35.7/0.44 18.2 6 15 0.36 ＞2kg
實施例6-15 銀包銅粉 =80 0% 90 60/0 6.2 6 15 0.48 ＞2kg
實施例6-16 銀包銅粉 =80 0% 80 58/0 8.9 6 15 0.43 ＞2kg
實施例6-17 銀包銅粉 =80 0% 75 60/0 11.5 6 15 0.39 ＞2kg
實施例6-18 銀包銅粉 =80 0% 70 50/0 15.9 6 15 0.49 ＞2kg
實施例6-19 銀包銅粉 =80 0% 65 41/0 18.7 6 15 0.34 ＞2kg
實施例7 銀包銅粉 =75 5.50% 90 58/8.6 1.56 6 15 0.39 ＞2kg
實施例7-1 銀包銅粉 =75 3.50% 80 50/5.3 2.68 6 15 0.36 ＞2kg
實施例7-2 銀包銅粉 =75 1.50% 75 55/4.98 3.88 6 15 0.32 ＞2kg
實施例7-3 銀包銅粉 =75 1% 70 40/2 4.69 6 15 0.34 ＞2kg
實施例7-4 銀包銅粉 =75 0.50% 65 35.7/0.44 5.68 6 15 0.47 ＞2kg
實施例7-5 銀包銅粉 =75 0% 90 60/0 0.89 6 15 0.42 ＞2kg
實施例7-6 銀包銅粉 =75 0% 80 58/0 1.25 6 15 0.38 ＞2kg
實施例7-7 銀包銅粉 =75 0% 75 60/0 2.55 6 15 0.36 ＞2kg
實施例7-8 銀包銅粉 =75 0% 70 50/0 3.67 6 15 0.35 ＞2kg
實施例7-9 銀包銅粉 =75 0% 65 41/0 4.98 6 15 0.46 ＞2kg
實施例7-10 銀包銅粉 =75 5.50% 90 58/8.6 6.8 6 15 0.44 ＞2kg
實施例7-11 銀包銅粉 =75 3.50% 80 50/5.3 8.6 6 15 0.41 ＞2kg
實施例7-12 銀包銅粉 =75 1.50% 75 55/4.98 12 6 15 0.36 ＞2kg
實施例7-13 銀包銅粉 =75 1% 70 40/2 16.7 6 15 0.38 ＞2kg
實施例7-14 銀包銅粉 =75 0.50% 65 35.7/0.44 18.2 6 15 0.53 ＞2kg
實施例7-15 銀包銅粉 =75 0% 90 60/0 6.2 6 15 0.47 ＞2kg
實施例7-16 銀包銅粉 =75 0% 80 58/0 8.9 6 15 0.43 ＞2kg
實施例7-17 銀包銅粉 =75 0% 75 60/0 11.5 6 15 0.41 ＞2kg
實施例7-18 銀包銅粉 =75 0% 70 50/0 15.9 6 15 0.40 ＞2kg
實施例7-19 銀包銅粉 =75 0% 65 41/0 18.7 6 15 0.52 ＞2kg
實施例8 銀包銅粉 =65 5.50% 90 58/8.6 1.56 6 15 0.44 ＞2kg
實施例8-1 銀包銅粉 =65 3.50% 80 50/5.3 2.68 6 15 0.3 ＞2kg
實施例8-2 銀包銅粉 =65 1.50% 75 55/4.98 3.88 6 15 0.36 ＞2kg
實施例8-3 銀包銅粉 =65 1% 70 40/2 4.69 6 15 0.38 ＞2kg
實施例8-4 銀包銅粉 =65 0.50% 65 35.7/0.44 5.68 6 15 0.34 ＞2kg
實施例8-5 銀包銅粉 =65 0% 90 60/0 0.89 6 15 0.43 ＞2kg
實施例8-6 銀包銅粉 =65 0% 80 58/0 1.25 6 15 0.36 ＞2kg
實施例8-7 銀包銅粉 =65 0% 75 60/0 2.55 6 15 0.39 ＞2kg
實施例8-8 銀包銅粉 =65 0% 70 50/0 3.67 6 15 0.37 ＞2kg
實施例8-9 銀包銅粉 =65 0% 65 41/0 4.98 6 15 0.36 ＞2kg
實施例8-10 銀包銅粉 =65 5.50% 90 58/8.6 6.8 6 15 0.51 ＞2kg
實施例8-11 銀包銅粉 =65 3.50% 80 50/5.3 8.6 6 15 0.35 ＞2kg
實施例8-12 銀包銅粉 =65 1.50% 75 55/4.98 12 6 15 0.41 ＞2kg
實施例8-13 銀包銅粉 =65 1% 70 40/2 16.7 6 15 0.44 ＞2kg
實施例8-14 銀包銅粉 =65 0.50% 65 35.7/0.44 18.2 6 15 0.39 ＞2kg
實施例8-15 銀包銅粉 =65 0% 90 60/0 6.2 6 15 0.49 ＞2kg
實施例8-16 銀包銅粉 =65 0% 80 58/0 8.9 6 15 0.41 ＞2kg
實施例8-17 銀包銅粉 =65 0% 75 60/0 11.5 6 15 0.45 ＞2kg
實施例8-18 銀包銅粉 =65 0% 70 50/0 15.9 6 15 0.43 ＞2kg
實施例8-19 銀包銅粉 =65 0% 65 41/0 18.7 6 15 0.41 ＞2kg
實施例9 銀包銅粉 =50 5.50% 90 58/8.6 1.56 6 15 0.45 ＞2kg
實施例9-1 銀包銅粉 =50 3.50% 80 50/5.3 2.68 6 15 0.55 ＞2kg
實施例9-2 銀包銅粉 =50 1.50% 75 55/4.98 3.88 6 15 0.43 ＞2kg
實施例9-3 銀包銅粉 =50 1% 70 40/2 4.69 6 15 0.35 ＞2kg
實施例9-4 銀包銅粉 =50 0.50% 65 35.7/0.44 5.68 6 15 0.38 ＞2kg
實施例9-5 銀包銅粉 =50 0% 90 60/0 0.89 6 15 0.42 ＞2kg
實施例9-6 銀包銅粉 =50 0% 80 58/0 1.25 6 15 0.48 ＞2kg
實施例9-7 銀包銅粉 =50 0% 75 60/0 2.55 6 15 0.36 ＞2kg
實施例9-8 銀包銅粉 =50 0% 70 50/0 3.67 6 15 0.32 ＞2kg
實施例9-9 銀包銅粉 =50 0% 65 41/0 4.98 6 15 0.3 ＞2kg
實施例9-10 銀包銅粉 =50 5.50% 90 58/8.6 6.8 6 15 0.52 ＞2kg
實施例9-11 銀包銅粉 =50 3.50% 80 50/5.3 8.6 6 15 0.63 ＞2kg
實施例9-12 銀包銅粉 =50 1.50% 75 55/4.98 12 6 15 0.49 ＞2kg
實施例9-13 銀包銅粉 =50 1% 70 40/2 16.7 6 15 0.40 ＞2kg
實施例9-14 銀包銅粉 =50 0.50% 65 35.7/0.44 18.2 6 15 0.44 ＞2kg
實施例9-15 銀包銅粉 =50 0% 90 60/0 6.2 6 15 0.48 ＞2kg
實施例9-16 銀包銅粉 =50 0% 80 58/0 8.9 6 15 0.55 ＞2kg
實施例9-17 銀包銅粉 =50 0% 75 60/0 11.5 6 15 0.41 ＞2kg
實施例9-18 銀包銅粉 =50 0% 70 50/0 15.9 6 15 0.37 ＞2kg
實施例9-19 銀包銅粉 =50 0% 65 41/0 18.7 6 15 0.34 ＞2kg
由表2內容可清楚看到，使用銀做為金屬粉末的比較例3至比較例22中，其所形成的導電厚膜的介電損耗皆於1以上，對於陶瓷基板的附著拉力也小於1 kg，反觀本發明所提供的電極膏所構成的導電厚膜，即實施例2至實施例9-19，其介電損耗皆小於0.6，而對於陶瓷基板的附著拉力皆大於2 kg。
綜上，本發明所提供的電極膏可用於製備電氣特性優異的電子元件，尤其特別適合與陶瓷基板進行共燒，於陶瓷基板的端面形成外部電極以製備積層陶瓷電子零件。
無。
Figure 110133482-A0101-11-02
無。

Claims (18)

  1. 一種電極膏，包括： 60~90 wt%的金屬粉末； 1~20 wt%的玻璃組成物； 1~15 wt%的有機黏結劑；以及 10~30 wt%的溶劑； 其中，該玻璃組成物為Li 2O-BaO-Al 2O 3-ZnO-Bi 2O 3-MnO 2-CaO-B 2O 3-SiO 2，包括0.5~5 wt%的Li 2O、1~10 wt%的BaO、1~5 wt%的Al 2O 3、1~20 wt%的ZnO、30~60 wt%的Bi 2O 3、0~10 wt%的MnO 2、1~5 wt%的CaO、10~30 wt%的B 2O 3、以及1~15 wt%的SiO 2。
  2. 如請求項1所述的電極膏，其中，該玻璃組成物的軟化點在350~600°C。
  3. 如請求項1所述的電極膏，其中，該玻璃組成物的平均粒徑為1~5μm。
  4. 如請求項1所述的電極膏，其中，該金屬粉末為一銅粉或一銀包銅粉。
  5. 如請求項4所述的電極膏，其中，該銀包銅粉中銀與銅的比例為20：80 wt%。
  6. 如請求項1所述的電極膏，其中，該金屬粉的平均粒徑為1 ~5μm。
  7. 如請求項1所述的電極膏，其中，該有機黏結劑為一熱硬化性樹脂、一熱塑性樹脂、或其混合物。
  8. 如請求項1所述的電極膏，其中，該溶劑係至少一選自由有機酸類、芳香族烴類、吡咯啶酮類、醯胺類、酮類、及環狀碳酸酯所組成之群組。
  9. 如請求項1所述的電極膏，其中，該電極膏的黏度為20至80 Pa.s。
  10. 如請求項1所述的電極膏，更包括至少一金屬氧化物，至少一選自由氧化銅、氧化鉍、氧化錳、氧化鈷、氧化鎂、氧化鉭、氧化鈮、及氧化鎢所組成之群組。
  11. 一種電極厚膜之製備方法，包括： (A)製備一玻璃組成物，該玻璃組成物為Li 2O-BaO-Al 2O 3-ZnO-Bi 2O 3-MnO 2-CaO-B 2O 3-SiO 2，其係由0.5~5 wt%的Li 2O、1~10 wt%的BaO、1~5 wt%的Al 2O 3、1~20 wt%的ZnO、30~60 wt%的Bi 2O 3、0~10 wt%的MnO 2、1~5 wt%的CaO、10~30 wt%的B 2O 3、以及1~15 wt%的SiO 2所製備而成； (B)將60~90 wt%的一金屬粉末、1~20 wt%的該玻璃組成物、1~15 wt%的一有機黏結劑、以及10~30 wt%的一溶劑混合以獲得一電極膏； (C)將該電極膏塗佈於一陶瓷基板上，於一惰性氣體下進行一燒結步驟，使得該電極膏經燒結而獲得一導電厚膜。
  12. 如請求項11所述的製備方法，於步驟(A)中，包括將0.5~5 wt%的Li 2O、1~10 wt%的BaO、1~5 wt%的Al 2O 3、1~20 wt%的ZnO、30~60 wt%的Bi 2O 3、0~10 wt%的MnO 2、1~5 wt%的CaO、10~30 wt%的B 2O 3、以及1~15 wt%的SiO 2的原料於1000~1500°C的溫度下進行一熔融步驟後，再進行一水淬步驟以獲得該玻璃組成物。
  13. 如請求項12所述的製備方法，於步驟(A)中，更包括一研磨步驟，將該玻璃組成物研磨至具有平均粒徑為1~5μm的粉末態。
  14. 如請求項11所述的製備方法，於步驟(B)中，該金屬粉末為一銅粉或一銀包銅粉。
  15. 如請求項14所述的製備方法，於步驟(B)中，該銀包銅粉中銀與銅的比例為20：80 wt%。
  16. 如請求項11所述的製備方法，於步驟(C)中，該燒結步驟的燒結溫度為650~850°C。
  17. 如請求項11所述的製備方法，於步驟(C)中，該導電厚膜與該陶瓷基板之間的附著拉力大於2kg。
  18. 如請求項11所述的製備方法，於步驟(C)中，該導電厚膜的介電損耗(Df)小於1 %。
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