JP2015060652A - Conductive paste and ceramic electronic component - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、導電性ペーストおよびセラミック電子部品に関する。 The present invention relates to a conductive paste and a ceramic electronic component.
特許文献1には、導電性粉末と、有機ビヒクルと、アニオン性界面活性剤とからなる導電性ペーストが記載されている。アニオン性界面活性剤は、アルキル基を含むスルホコハク酸塩からなる。導電性粉末は、Ni、Fe、Ag、PdおよびCuなどからなる。有機ビヒクルは、エチルセルロース樹脂、アルキド樹脂およびアクリル樹脂などからなる。
そして、特許文献1に記載された導電性ペーストは、十分な粘度安定性を得ることができるという効果がある。
And the electrically conductive paste described in
また、特許文献2には、少なくともAg粉末、In粉末、およびセルロースアセテートブチレート樹脂(バインダ樹脂)を含み、好ましくは重量比でAg粉末/In粉末が1〜4である半導体用電極が記載されている。 Patent Document 2 describes a semiconductor electrode that contains at least Ag powder, In powder, and cellulose acetate butyrate resin (binder resin), and preferably Ag powder / In powder is 1 to 4 in weight ratio. ing.
さらに、特許文献2には、前記各成分を含む導電性ペーストを半導体上に塗布し、Inの融点より高い温度で加熱して乾燥する工程を有する半導体用電極の製造方法が記載されている。 Further, Patent Document 2 describes a method for manufacturing a semiconductor electrode, which includes a step of applying a conductive paste containing each of the above components on a semiconductor, heating the paste at a temperature higher than the melting point of In, and drying.
そして、特許文献2に記載された半導体用電極は、半導体との電気的導通性に優れ、可撓性に富み、さらに長寿命で信頼性が高いという効果がある。 The semiconductor electrode described in Patent Document 2 is excellent in electrical conductivity with a semiconductor, rich in flexibility, and has a long life and high reliability.
しかしながら、特許文献1の導電性ペーストが積層セラミックコンデンサの内部電極に用いられる場合、有機ビヒクルにエチルセルロース樹脂などが用いられることが広く知られている。そして、この導電性ペーストが誘電体セラミックシートの表面に塗布されたとき、誘電体セラミックシートへの溶剤の侵食性(以下、シートアタック性と称する)が高いことが問題となる。これは、導電性ペーストのエチルセルロース樹脂などが、導電性ペーストの低シートアタック有機溶剤に溶解しないことが原因である。
However, when the conductive paste of
また、特許文献2の半導体用電極を形成するために、少なくともセルロースアセテートブチレート樹脂とNi粉末と含んだ導電性ペーストが用いられた場合、導電性ペーストが印刷されるときに、印刷欠陥が生じることがある。この印刷欠陥は、擦(かす)れなどによって、印刷塗膜が形成されていない箇所が生じるという欠陥である。 Also, when a conductive paste containing at least cellulose acetate butyrate resin and Ni powder is used to form the semiconductor electrode of Patent Document 2, a printing defect occurs when the conductive paste is printed. Sometimes. This printing defect is a defect in which a portion where a printed coating film is not formed is caused by rubbing (fogging) or the like.
つまり、特許文献2のように、セルロースアセテートブチレート樹脂をバインダの主成分とした導電性ペーストは、導電性ペーストが転写対象の半導体シートに転写されず、印刷欠陥が生じることがある。印刷欠陥は、導電性ペーストの流動性が低下する(流動性が弱い)ことが原因である。この導電性ペーストの流動性低下は、Ni粉末表面へのセルロースアセテートブチレート樹脂吸着量が少ないことに起因すると推定されている。 That is, as in Patent Document 2, the conductive paste containing cellulose acetate butyrate resin as the main component of the binder may not be transferred to the semiconductor sheet to be transferred, resulting in a printing defect. The printing defect is caused by a decrease in fluidity (weak fluidity) of the conductive paste. This decrease in fluidity of the conductive paste is presumed to be due to the small amount of cellulose acetate butyrate resin adsorbed on the Ni powder surface.
それゆえに、本発明の目的は、シートアタック性が低く、かつ、ペーストの流動性が低下し難く、優れた印刷性が得られる導電性ペーストおよびセラミック電子部品を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a conductive paste and a ceramic electronic component that have a low sheet attack property, a low paste fluidity, and an excellent printability.
本発明は、Ni粉末とバインダ樹脂成分と有機溶剤とが含まれた導電性ペーストであって、バインダ樹脂成分は、セルロースアセテートブチレートと、水酸基含有量が0.05〜10.00重量%である合成高分子と、を含むこと、を特徴とする、導電性ペーストである。 The present invention is a conductive paste containing Ni powder, a binder resin component, and an organic solvent, wherein the binder resin component has cellulose acetate butyrate and a hydroxyl group content of 0.05 to 10.00% by weight. It is a conductive paste characterized by containing a certain synthetic polymer.
本発明では、バインダ樹脂成分に含まれているセルロースアセテートブチレートが、導電性ペーストの低シートアタック性の有機溶剤に溶解されているため、導電性ペーストがセラミックシートの表面に塗布されたとき、導電性ペーストによるセラミックシート表面へのシートアタック性が低くなる。 In the present invention, since cellulose acetate butyrate contained in the binder resin component is dissolved in the low sheet attack organic solvent of the conductive paste, when the conductive paste is applied to the surface of the ceramic sheet, The sheet attack property to the ceramic sheet surface by the conductive paste is lowered.
さらに、バインダ樹脂成分に含まれている合成高分子の水酸基含有量が、0.05〜10.00重量%であるため、導電性ペーストの流動性が改善し、良好な印刷性が得られる。 Furthermore, since the hydroxyl group content of the synthetic polymer contained in the binder resin component is 0.05 to 10.00% by weight, the fluidity of the conductive paste is improved and good printability is obtained.
また、本発明は、バインダ樹脂成分のセルロースアセテートブチレートのブチリル基含有率が32重量%以上であること、を特徴とする、導電性ペーストである。 Moreover, this invention is a conductive paste characterized by the butyryl group content rate of the cellulose acetate butyrate of a binder resin component being 32 weight% or more.
本発明では、ブチリル基含有率が32重量%以上になると、導電性ペーストのチクソ性が高くなり印刷性がより向上する。 In the present invention, when the butyryl group content is 32% by weight or more, the thixotropy of the conductive paste is increased and the printability is further improved.
また、本発明は、Ni粉末の平均一次粒径が10〜5000nmであること、を特徴とする、導電性ペーストである。ここで、平均一次粒子は、金属粉末を構成する最も小さい平均粒径の粒子をいう。 Moreover, this invention is an electrically conductive paste characterized by the average primary particle diameter of Ni powder being 10-5000 nm. Here, the average primary particle refers to a particle having the smallest average particle diameter constituting the metal powder.
本発明では、バインダ樹脂成分とNi粉末とで形成する構造粘性が強く発現される。すなわち、バインダ樹脂成分の高分子の絡み合いやNi金属粒子同士の相互作用の構造が壊れて、大きく粘度が下がる。 In the present invention, the structural viscosity formed by the binder resin component and the Ni powder is strongly expressed. That is, the polymer entanglement of the binder resin component and the structure of the interaction between the Ni metal particles are broken, and the viscosity is greatly reduced.
また、本発明は、有機溶剤は、エーテル類、エステル類、ケトン類および炭化水素類の少なくとも一つから選択されている有機溶剤であること、を特徴とする、導電性ペーストである。 The present invention is the conductive paste, wherein the organic solvent is an organic solvent selected from at least one of ethers, esters, ketones, and hydrocarbons.
より具体的には、有機溶剤は、D−リモネン、Pシメン、α−ピネン、アセトニルアセトン、アセトフェノン、アニソール、オクチルアセテート、酢酸2−エチルブチル、酢酸2−エチルヘキシル、酢酸2−ヘキシル、酢酸n−ヘキシル、ジイソブチルケトン、シクロヘキサン、シクロヘキシルアセテート、ジヒドロターピネオールアセテート、ターピネオールアセテート、ドデカン、ドデシルアセテート、トリアセチン、トルエン、フェネトール、ブチルアセテート、ブチルブチレート、プロピオン酸イソベンチル、ヘキシルアセテート、ヘプチルアセテート、ベンジルアセテート、メチルn−アミルケトン、メチルイソブチルケトンの少なくとも一つから選択されている。 More specifically, the organic solvent is D-limonene, P-cymene, α-pinene, acetonyl acetone, acetophenone, anisole, octyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, 2-hexyl acetate, n-acetate. Hexyl, diisobutyl ketone, cyclohexane, cyclohexyl acetate, dihydroterpineol acetate, terpineol acetate, dodecane, dodecyl acetate, triacetin, toluene, phenetol, butyl acetate, butyl butyrate, isoventyl propionate, hexyl acetate, heptyl acetate, benzyl acetate, methyl n -Selected from at least one of amyl ketone and methyl isobutyl ketone.
本発明では、アルコール系有機溶剤を使用した場合と比較して、シートアタック性が低く、かつ、ペーストの流動性の低下がより一層防止され、優れた印刷性が得られる。 In the present invention, compared with the case where an alcohol-based organic solvent is used, the sheet attack property is low, and the fluidity of the paste is further prevented from being lowered, and excellent printability is obtained.
また、本発明は、バインダ樹脂成分の合成高分子は、重量平均分子量が10000〜1500000であること、を特徴とする、導電性ペーストである。 Moreover, the present invention is a conductive paste characterized in that the synthetic polymer of the binder resin component has a weight average molecular weight of 10,000 to 1500,000.
合成高分子の重量平均分子量が10000未満の場合は、流動性付与の効果が弱くなる。一方、1500000を越える場合は、有機溶剤に溶解しなくなる。 When the weight average molecular weight of the synthetic polymer is less than 10,000, the effect of imparting fluidity is weakened. On the other hand, when it exceeds 1500,000, it does not dissolve in the organic solvent.
また、本発明は、バインダ樹脂成分の合成高分子は、アクリル、メタクリル、ブチラールおよびウレタンの少なくとも一つから選択されていること、を特徴とする、導電性ペーストである。 The present invention is also the conductive paste, wherein the synthetic polymer of the binder resin component is selected from at least one of acrylic, methacrylic, butyral, and urethane.
そして、ブチラールの場合、水酸基置換比率は1.5〜7.0重量%である。ブチラール樹脂の水酸基置換比率が1.5重量%未満の場合は、効果が弱くなる。一方、7.0重量%を越える場合は、合成高分子の相溶性が悪化する。 In the case of butyral, the hydroxyl group substitution ratio is 1.5 to 7.0% by weight. When the hydroxyl substitution ratio of the butyral resin is less than 1.5% by weight, the effect is weakened. On the other hand, when it exceeds 7.0% by weight, the compatibility of the synthetic polymer is deteriorated.
また、本発明は、例えば、スクリーン印刷用ペースト、グラビア印刷用ペーストおよびインクジェット印刷用ペーストのいずれか一つであること、を特徴とする、導電性ペーストである。 Moreover, this invention is an electroconductive paste characterized by being any one of the paste for screen printing, the paste for gravure printing, and the paste for inkjet printing, for example.
また、本発明は、前述の導電性ペーストを用いて導体パターンが形成されていること、を特徴とする、セラミック電子部品である。 According to another aspect of the present invention, there is provided a ceramic electronic component characterized in that a conductor pattern is formed using the above-described conductive paste.
本発明では、シートアタック性が低く、かつ、ペーストの流動性が低下し難く、優れた印刷性が得られる導電性ペーストによって、導体パターンがセラミック上に形成されているため、印刷欠陥が生じ難いセラミック電子部品を提供することができる。 In the present invention, the conductive pattern is formed on the ceramic with the conductive paste that has a low sheet attack property, the flowability of the paste is hardly lowered, and an excellent printability is obtained, so that a print defect is hardly generated. Ceramic electronic components can be provided.
本発明によれば、シートアタック性が低く、かつ、ペーストの流動性が低下し難く、優れた印刷性が得られる導電性ペーストを得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a conductive paste that has a low sheet attack property, is difficult to reduce the fluidity of the paste, and has excellent printability.
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための形態の説明から一層明らかとなろう。 The above-described object, other objects, features, and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments for carrying out the invention with reference to the drawings.
本発明に係る導電性ペーストおよびその導電性ペーストを用いて導体パターンが形成されたセラミック電子部品の一実施の形態を、その製造方法と共に説明する。セラミック電子部品は、例えば、積層セラミックコンデンサ、積層セラミックインダクタ、積層セラミックサーミスタのような受動素子や、素子間を電気的に接続する配線導体が形成されている多層セラミック基板などである。本実施の形態では、セラミック電子部品として、積層セラミックコンデンサを例にして説明する。 One embodiment of a conductive paste according to the present invention and a ceramic electronic component in which a conductor pattern is formed using the conductive paste will be described together with a manufacturing method thereof. The ceramic electronic component is, for example, a passive element such as a multilayer ceramic capacitor, a multilayer ceramic inductor, or a multilayer ceramic thermistor, or a multilayer ceramic substrate on which wiring conductors that electrically connect the elements are formed. In the present embodiment, a multilayer ceramic capacitor will be described as an example of a ceramic electronic component.
1.導電性ペースト
導電性ペーストは、Ni粉末とバインダ樹脂成分と有機溶剤とを含んでいる。
1. Conductive paste The conductive paste contains Ni powder, a binder resin component, and an organic solvent.
バインダ樹脂成分は、セルロースアセテートブチレートと、水酸基含有量が0.05〜10.00重量%である合成高分子と、を含んでいる。 The binder resin component contains cellulose acetate butyrate and a synthetic polymer having a hydroxyl group content of 0.05 to 10.00% by weight.
バインダ樹脂成分に含まれているセルロースアセテートブチレートは、導電性ペーストの低シートアタック性の有機溶剤に溶解されている。そのため、導電性ペーストがセラミックシートの表面に塗布されたとき、導電性ペーストによるセラミックシート表面へのシートアタック性が低くなる。 Cellulose acetate butyrate contained in the binder resin component is dissolved in a low sheet attack organic solvent of a conductive paste. Therefore, when the conductive paste is applied to the surface of the ceramic sheet, the sheet attack property to the ceramic sheet surface by the conductive paste is lowered.
さらに、バインダ樹脂成分に含まれている合成高分子の水酸基含有量は、0.05〜10.00重量%である。そのため、導電性ペーストの流動性が改善し、良好な印刷性が得られる。一方、水酸基含有率が0.05重量%未満の場合は、シートアタック性が高く、かつ、ペーストの流動性の低下が発生し易くなり、優れた印刷性が得られ難くなる。また、10.00重量%を超える場合は、高粘度化により擦れによる印刷欠陥が生じる。 Furthermore, the hydroxyl group content of the synthetic polymer contained in the binder resin component is 0.05 to 10.00% by weight. Therefore, the fluidity of the conductive paste is improved, and good printability is obtained. On the other hand, when the hydroxyl group content is less than 0.05% by weight, the sheet attack property is high and the fluidity of the paste is likely to be lowered, and it is difficult to obtain excellent printability. On the other hand, if it exceeds 10.00% by weight, printing defects due to rubbing occur due to the increase in viscosity.
また、バインダ樹脂成分のセルロースアセテートブチレートのブチリル基含有率は、32重量%以上である。 The butyryl group content of the cellulose acetate butyrate of the binder resin component is 32% by weight or more.
ブチリル基含有率が32重量%以上になると、導電性ペーストのチクソ性が高くなり印刷性がより向上する。 When the butyryl group content is 32% by weight or more, the thixotropy of the conductive paste is increased and the printability is further improved.
また、Ni粉末の平均一次粒径は、10〜5000nmである。そのため、バインダ樹脂成分とNi粉末とで形成する構造粘性が強く発現される。すなわち、バインダ樹脂成分の高分子の絡み合いやNi金属粒子同士の相互作用の構造が壊れて、大きく粘度が下がる。Ni粉末の平均一次粒径が10nm以下の場合は、ペースト高粘度化により印刷擦れの白状欠陥が生じる。また、平均一次粒径が5000nmを越える場合は、印刷滲みが生じる。 Moreover, the average primary particle diameter of Ni powder is 10-5000 nm. Therefore, the structural viscosity formed by the binder resin component and the Ni powder is strongly expressed. That is, the polymer entanglement of the binder resin component and the structure of the interaction between the Ni metal particles are broken, and the viscosity is greatly reduced. When the average primary particle size of the Ni powder is 10 nm or less, white defects due to printing rubbing occur due to the increase in paste viscosity. In addition, when the average primary particle size exceeds 5000 nm, printing bleeding occurs.
また、有機溶剤は、エーテル類、エステル類、ケトン類および炭化水素類の少なくとも一つから選択されている有機溶剤である。この場合は、アルコール系有機溶剤を使用した場合と比較して、シートアタック性が低く、かつ、ペーストの流動性の低下がより一層防止され、優れた印刷性が得られる。 The organic solvent is an organic solvent selected from at least one of ethers, esters, ketones, and hydrocarbons. In this case, compared with the case where an alcoholic organic solvent is used, the sheet attack property is low, and the fluidity of the paste is further prevented from being lowered, and excellent printability is obtained.
より具体的には、有機溶剤は、D−リモネン、Pシメン、α−ピネン、アセトニルアセトン、アセトフェノン、アニソール、オクチルアセテート、酢酸2−エチルブチル、酢酸2−エチルヘキシル、酢酸2−ヘキシル、酢酸n−ヘキシル、ジイソブチルケトン、シクロヘキサン、シクロヘキシルアセテート、ジヒドロターピネオールアセテート、ターピネオールアセテート、ドデカン、ドデシルアセテート、トリアセチン、トルエン、フェネトール、ブチルアセテート、ブチルブチレート、プロピオン酸イソベンチル、ヘキシルアセテート、ヘプチルアセテート、ベンジルアセテート、メチルn−アミルケトン、メチルイソブチルケトンの少なくとも一つから選択されている。 More specifically, the organic solvent is D-limonene, P-cymene, α-pinene, acetonyl acetone, acetophenone, anisole, octyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, 2-hexyl acetate, n-acetate. Hexyl, diisobutyl ketone, cyclohexane, cyclohexyl acetate, dihydroterpineol acetate, terpineol acetate, dodecane, dodecyl acetate, triacetin, toluene, phenetol, butyl acetate, butyl butyrate, isoventyl propionate, hexyl acetate, heptyl acetate, benzyl acetate, methyl n -Selected from at least one of amyl ketone and methyl isobutyl ketone.
また、バインダ樹脂成分の合成高分子は、重量平均分子量が10000〜1500000のものである。合成高分子の重量平均分子量が10000未満の場合は、効果が弱くなる。すなわち、ペーストの流動性の低下が発生し易くなり、優れた印刷性が得られ難くなる。合成高分子の重量平均分子量が1500000を超える場合は、合成高分子が有機溶剤に溶解し難くなる。 The synthetic polymer of the binder resin component has a weight average molecular weight of 10,000 to 1500,000. When the weight average molecular weight of the synthetic polymer is less than 10,000, the effect is weakened. That is, the fluidity of the paste is easily lowered, and it becomes difficult to obtain excellent printability. When the weight average molecular weight of the synthetic polymer exceeds 1500,000, the synthetic polymer becomes difficult to dissolve in the organic solvent.
バインダ樹脂成分の合成高分子は、アクリル、メタクリル、ブチラールおよびウレタンの少なくとも一つから選択されている。そして、ブチラールの場合、水酸基置換比率は1.5〜7.0重量%である。ブチラールの水酸基置換比率が1.5重量%未満の場合は、ペーストの流動性の低下が発生し易くなり、優れた印刷性が得られ難くなる。ブチラールの水酸基置換比率が7.0重量%を超える場合は、相溶性が悪化する。 The synthetic polymer of the binder resin component is selected from at least one of acrylic, methacrylic, butyral, and urethane. In the case of butyral, the hydroxyl group substitution ratio is 1.5 to 7.0% by weight. When the hydroxyl substitution ratio of butyral is less than 1.5% by weight, the fluidity of the paste tends to be lowered, and it becomes difficult to obtain excellent printability. When the hydroxyl substitution ratio of butyral exceeds 7.0% by weight, the compatibility deteriorates.
この導電性ペーストは、例えば、スクリーン印刷用ペースト、グラビア印刷用ペーストおよびインクジェット印刷用ペーストなどに用いられる。 This conductive paste is used, for example, for screen printing paste, gravure printing paste, inkjet printing paste, and the like.
2.導電性ペーストの製造方法
次に、導電性ペーストの製造方法を、図1に示したフローチャートを参照して説明する。
2. Method for Producing Conductive Paste Next, a method for producing a conductive paste will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
図1のステップS1で、Ni粉末と、バインダ樹脂成分のセルロースアセテートブチレートと、有機溶剤と、が所定量秤量される。
次に、ステップS2で、それぞれの前記材料が撹拌されて第1ミルベースが作製される。
In step S1 in FIG. 1, a predetermined amount of Ni powder, cellulose acetate butyrate as a binder resin component, and an organic solvent are weighed.
Next, in step S2, the respective materials are agitated to produce a first mill base.
次に、ステップS3で、水酸基含有量が0.05〜10.00重量%である合成高分子が所定量秤量されて、第1ミルベースに投入され、撹拌される。ここで、焼結抑制成分としてセラミック粉末が混練されてもよい。さらに、必要に応じて、任意量の分散剤が混練されてもよい。 Next, in step S3, a predetermined amount of a synthetic polymer having a hydroxyl group content of 0.05 to 10.00% by weight is weighed, put into the first mill base, and stirred. Here, ceramic powder may be kneaded as a sintering inhibiting component. Furthermore, an arbitrary amount of a dispersant may be kneaded as necessary.
次に、ステップS4で、3本ロールミル等の分散方法によって、第1ミルベースが混練されてNi粉末が均一に分散され、第2ミルベースが作製される。 Next, in step S4, the first mill base is kneaded by a dispersion method such as a three-roll mill to uniformly disperse the Ni powder, thereby producing a second mill base.
その後、ステップS5で、第2ミルベースに、所定量のセルロースアセテートブチレートおよび有機溶剤を混合したワニスが作製される。 Thereafter, in step S5, a varnish in which a predetermined amount of cellulose acetate butyrate and an organic solvent are mixed with the second mill base is produced.
次に、ステップS6で、第2ミルベースにワニスが混練されて粘度が調整されながら導電性ペーストが作製される。 Next, in step S6, a conductive paste is produced while the varnish is kneaded in the second mill base and the viscosity is adjusted.
なお、水酸基含有量が0.05〜10.00重量部である合成高分子は、第2ミルベースの段階で混練してもよい。また、分散方法は3本ロールミル以外の方法が用いられてもよい。 The synthetic polymer having a hydroxyl group content of 0.05 to 10.00 parts by weight may be kneaded at the stage of the second mill base. Moreover, methods other than a three-roll mill may be used for the dispersion method.
3.セラミック電子部品
図2は、前述の導電性ペーストを用いて内部電極が形成された積層セラミックコンデンサ1を示す長さ方向の垂直断面図である。なお、本発明は、LCフィルタ、LCモジュール等にも応用できる。
3. Ceramic Electronic Component FIG. 2 is a vertical cross-sectional view in the length direction showing a multilayer
積層セラミックコンデンサ1は、セラミック本体10と、セラミック本体10の左右の端部に形成された外部電極20,22とを備えている。
The multilayer
セラミック本体10は、複数の内層用セラミック層11と、複数の内層用セラミック層11同士の界面に配設された複数の内部電極12,13と、複数の内層用セラミック層11を挟むように上下に配設された外層用セラミック層15a,15bとで構成された直方体形状の積層体構造を有している。
The
内部電極12と内部電極13とは、厚み方向において、誘電体材料からなる内層用セラミック層11を介して対向している。この内部電極12と内部電極13とが、内層用セラミック層11を介して対向している部分に静電容量が形成されている。内部電極12,13は、前述の導電性ペーストを用いて作製されている。
The
内部電極12の左側端部は、セラミック本体10の左側の端面に引き出されて外部電極20に電気的に接続されている。内部電極13の右側端部は、セラミック本体10の右側の端面に引き出されて外部電極22に電気的に接続されている。
The left end portion of the
以上の構成からなる積層セラミックコンデンサ1は、内部電極12,13が、前述のシートアタック性が低く、かつ、ペーストの流動性が低下し難く、優れた印刷性が得られる導電性ペーストを用いて作製されているため、印刷欠陥が生じ難い積層セラミックコンデンサ1を得ることができる。
The multilayer
3.セラミック電子部品の製造方法
次に、前述の積層セラミックコンデンサ1の製造方法を説明する。
3. Next, a method for manufacturing the above-described multilayer
誘電体粉末に、トルエン、エキネンなどの有機溶媒が加えられて混合される。その後、さらにバインダおよび可塑剤が加えられて混合され、スラリーが作製される。このスラリーは、ドクターブレード法によって、内層もしくは外層用セラミックグリーンシートに成形される。 An organic solvent such as toluene or echinene is added to the dielectric powder and mixed. Thereafter, a binder and a plasticizer are further added and mixed to prepare a slurry. This slurry is formed into a ceramic green sheet for an inner layer or an outer layer by a doctor blade method.
次に、内層用セラミックグリーンシート上に、前述の導電性ペーストがスクリーン印刷、インクジェット印刷、グラビア印刷などの方法によって印刷され、内部電極12,13となる導電性ペースト膜(生の導体パターン)が形成される。
Next, the conductive paste film (raw conductor pattern) that becomes the
次に、導電性ペースト膜が形成された内層用セラミックグリーンシートは、導電性ペースト膜の端部の引き出し方向が互い違いになるように、複数枚積層される。さらに、複数枚の外層用セラミックグリーンシート層が、積層された内層用セラミックグリーンシートを挟むように上下に積層されて圧着される。こうして、積層セラミックコンデンサ1の本体となるべき未焼成の積層体であるセラミック本体10が形成される。
Next, a plurality of ceramic green sheets for the inner layer on which the conductive paste film is formed are laminated so that the drawing directions of the ends of the conductive paste film are alternate. Further, a plurality of ceramic green sheets for outer layers are stacked one above the other so as to sandwich the stacked ceramic green sheets for inner layers, and are pressed. In this way, the
次に、この未焼成のセラミック本体10は、所定の製品サイズに切り分けられる。切り分けられた未焼成のセラミック本体10は焼成され、焼結したセラミック本体10とされる。
Next, the green
内層用および外層用セラミックグリーンシートと導電性ペースト膜とは同時焼成され、内層用セラミックグリーンシートは内層用セラミック層11となり、外層用セラミックグリーンシートは外層用セラミック層15a,15bとなり、導電性ペースト膜は内部電極12,13となる。
The inner layer and outer layer ceramic green sheets and the conductive paste film are fired simultaneously, the inner layer ceramic green sheet becomes the inner layer
次に、焼結したセラミック本体10の両端部に、それぞれ、Cuペーストが塗布されて焼き付けられ、内部電極12,13に電気的に接続された外部電極20,22が形成される。さらに、外部電極20,22の表層に、湿式めっきによってNi−Snめっきが形成される。こうして、積層セラミックコンデンサ1が得られる。
Next, Cu paste is applied and baked on both ends of the sintered
実施例および比較例の試料が作製され、導電性ペーストの特性(シートアタック特性、印刷特性、溶解特性)の評価が行われた。 Samples of Examples and Comparative Examples were prepared, and the characteristics of the conductive paste (sheet attack characteristics, printing characteristics, dissolution characteristics) were evaluated.
1.実施例および比較例の特性評価方法 1. Example and Comparative Example Characteristic Evaluation Method
(シートアタック特性)
図1に示した製造方法で作製された導電性ペーストが、スクリーン印刷法によって、積層セラミックコンデンサ1の厚み10μmの内層用セラミックグリーンシート上に印刷された。その後、乾燥炉で所定の温度および時間で乾燥され、内部電極12,13となる導電性ペースト膜(生の導体パターン)が表面に形成された内層用セラミックグリーンシートが作製された。
(Seat attack characteristics)
The conductive paste produced by the production method shown in FIG. 1 was printed on the ceramic green sheet for inner layer having a thickness of 10 μm of the multilayer
次に、内層用セラミックグリーンシートの印刷塗膜表面(導電性ペースト膜が形成されている側のシート表面)が光学顕微鏡で観察され、シートアタックによる欠陥の有無が評価された。シートアタックによる欠陥が「無い」場合は「○」と判定し、シートアタックによる欠陥が「有る」場合は「×」と判定した。 Next, the printed coating film surface (sheet surface on the side where the conductive paste film was formed) of the ceramic green sheet for the inner layer was observed with an optical microscope, and the presence or absence of defects due to sheet attack was evaluated. When there was no defect due to the sheet attack, it was determined as “◯”, and when there was a defect due to the sheet attack, it was determined as “x”.
(印刷特性)
図1に示した製造方法で作製された導電性ペーストが、スクリーン印刷法によって、積層セラミックコンデンサ1の厚み10μmの内層用セラミックグリーンシート上に印刷された。その後、乾燥炉で所定の温度および時間で乾燥され、内部電極12,13となる導電性ペースト膜(生の導体パターン)が表面に形成された内層用セラミックグリーンシートが作製された。
(Print characteristics)
The conductive paste produced by the production method shown in FIG. 1 was printed on the ceramic green sheet for inner layer having a thickness of 10 μm of the multilayer
次に、内層用セラミックグリーンシートの印刷塗膜表面(導電性ペースト膜が形成されている側のシート表面)が光学顕微鏡で観察され、印刷欠陥(擦れ不良または滲み不良)の有無が評価された。印刷欠陥が「無い」場合は「○」と判定し、印刷欠陥が「有る」場合は「×」と判定した。 Next, the printed coating film surface (sheet surface on the side where the conductive paste film is formed) of the ceramic green sheet for the inner layer was observed with an optical microscope, and the presence or absence of a printing defect (rubbing failure or bleeding failure) was evaluated. . When there was no printing defect, it was determined as “◯”, and when there was a printing defect, it was determined as “x”.
(溶解特性)
バインダ樹脂成分が10重量%となるように、任意量のセルロースアセテートブチレートと合成高分子とが秤量された後、有機溶剤中に投入され、2時間撹拌された。その後、この有機溶剤は常温にて1日間静置された後、バインダ樹脂成分が有機溶剤中に溶解しているか否かが目視により観察された。バインダ樹脂成分が、有機溶剤中に溶解して透明である場合は「○」と判定した。バインダ樹脂成分が、有機溶剤中に溶解しておらず濁りが認められる場合は「×」と判定した。
(Dissolution characteristics)
Arbitrary amounts of cellulose acetate butyrate and synthetic polymer were weighed so that the binder resin component would be 10% by weight, and then charged into an organic solvent and stirred for 2 hours. Thereafter, the organic solvent was allowed to stand at room temperature for 1 day, and then it was visually observed whether or not the binder resin component was dissolved in the organic solvent. When the binder resin component was dissolved in an organic solvent and was transparent, it was determined as “◯”. When the binder resin component was not dissolved in the organic solvent and turbidity was observed, it was determined as “x”.
(総合判定)
前記評価項目(シートアタック特性、印刷特性、溶解特性)の判定のうち、少なくとも1つの評価項目の中に「×」があれば、総合判定は「×」とされた。
(Comprehensive judgment)
Of the determinations of the evaluation items (sheet attack characteristics, printing characteristics, and dissolution characteristics), if at least one evaluation item has “x”, the overall determination is “x”.
2.第1実施例および第1比較例
(第1実施例および第1比較例の試料の作製)
第1実施例の試料1〜5の導電性ペーストが、表1に示す材料を用いて、図1に示した製造方法で作製された。同様の製造方法で、本発明の範囲外である第1比較例の試料6〜8の導電性ペーストが、表2に示す材料を用いて作製された。
2. First Example and First Comparative Example (Production of Samples of First Example and First Comparative Example)
The conductive pastes of
第1実施例の試料1〜5は、合成高分子の水酸基含有量が、0.05〜10.00重量%の範囲で条件設定された。一方、第1比較例の試料6〜8は、合成高分子の水酸基含有量が、0.01、15.00、0(合成高分子を含まない)の3種類になるように条件設定された。
In
(第1実施例および第1比較例の特性評価結果)
表1から明らかなように、第1実施例の試料1〜5の場合(すなわち、合成高分子の水酸基含有量が0.05〜10.00重量%の導電性ペーストの場合)は、良好な印刷塗膜が得られた。
(Characteristic evaluation results of the first example and the first comparative example)
As is clear from Table 1, in the case of
これに対して、表2から明らかなように、第1比較例の試料6の場合(すなわち、合成高分子の水酸基含有量が0.01重量%の導電性ペーストの場合)は、ペーストの流動性低下による擦れが認められた。 On the other hand, as is clear from Table 2, in the case of Sample 6 of the first comparative example (that is, in the case of a conductive paste having a hydroxyl group content of 0.01% by weight of the synthetic polymer), the flow of the paste Rubbing due to deterioration in the properties was observed.
また、第1比較例の試料7の場合(すなわち、合成高分子の水酸基含有量が15.00重量%の導電性ペーストの場合)は、ペーストの高粘度化による擦れが認められた。一方、第1比較例の試料8の場合(すなわち、合成高分子を含まない導電性ペーストの場合)は、ペーストの流動性低下による擦れが認められた。 Further, in the case of sample 7 of the first comparative example (that is, in the case of a conductive paste having a hydroxyl group content of 15.00% by weight of the synthetic polymer), rubbing due to an increase in the viscosity of the paste was observed. On the other hand, in the case of Sample 8 of the first comparative example (that is, in the case of a conductive paste not containing a synthetic polymer), rubbing due to a decrease in paste fluidity was observed.
3.第2実施例および第2比較例
(第2実施例および第2比較例の試料の作製)
第2実施例の試料9〜12の導電性ペーストが、表3に示す材料を用いて、図1に示した製造方法で作製された。同様の製造方法で、第2比較例の試料13、14の導電性ペーストが、表4に示す材料を用いて作製された。
3. Second Example and Second Comparative Example (Production of Samples of Second Example and Second Comparative Example)
The conductive pastes of Samples 9 to 12 of the second example were manufactured using the materials shown in Table 3 by the manufacturing method shown in FIG. With the same manufacturing method, conductive pastes of
第2実施例の試料9〜12は、バインダ樹脂であるセルロースアセテートブチレートのブチリル基含有率が、32、46、53、65重量%の4種類になるように条件設定された。一方、第2比較例の試料13、14は、セルロースアセテートブチレートのブチリル基含有率が、20、29重量%の2種類になるように条件設定された。
In Samples 9 to 12 of the second example, conditions were set so that the butyryl group content of cellulose acetate butyrate, which is a binder resin, was 4 types, 32, 46, 53, and 65% by weight. On the other hand, the
(第2実施例および第2比較例の特性評価結果)
表3から明らかなように、第2実施例の試料9〜12の場合(すなわち、セルロースアセテートブチレートのブチリル基含有率が32重量%以上である導電性ペーストの場合)は、良好な印刷塗膜が得られた。
(Characteristic evaluation results of the second example and the second comparative example)
As is apparent from Table 3, in the case of Samples 9 to 12 of the second example (that is, in the case of a conductive paste having a butyryl group content of cellulose acetate butyrate of 32% by weight or more), a good print coating A membrane was obtained.
これに対して、表4から明らかなように、第2比較例の試料13、14の場合(すなわち、セルロースアセテートブチレートのブチリル基含有率が32重量%未満と低い導電性ペーストの場合)は、ペーストの構造粘性が低下し、印刷滲みが発生した。
On the other hand, as is apparent from Table 4, in the case of
4.第3実施例および第3比較例
(第3実施例および第3比較例の試料の作製)
第3実施例の試料15〜18の導電性ペーストが、表5に示す材料を用いて、図1に示した製造方法で作製された。同様の製造方法で、第3比較例の試料19、20の導電性ペーストが、表6に示す材料を用いて作製された。
4). Third Example and Third Comparative Example (Production of Samples of Third Example and Third Comparative Example)
The conductive pastes of Samples 15 to 18 of the third example were manufactured using the materials shown in Table 5 by the manufacturing method shown in FIG. With the same manufacturing method, conductive pastes of
第3実施例の試料15〜18は、Ni粉末の平均一次粒径が10、200、600、5000nmの4種類になるように条件設定された。一方、第3比較例の試料19、20は、Ni粉末の平均一次粒径が5、8000nmの2種類になるように条件設定された。
Samples 15 to 18 of the third example were set so that the average primary particle size of the Ni powder was four types of 10, 200, 600, and 5000 nm. On the other hand, the
(第3実施例の特性評価結果)
表5から明らかなように、第3実施例の試料15〜18の場合(すなわち、Ni粉末の平均一次粒径が10〜5000nmである導電性ペーストの場合)は、良好な印刷塗膜が得られた。
(Result of characteristic evaluation of third embodiment)
As is clear from Table 5, in the case of samples 15 to 18 of the third example (that is, in the case of a conductive paste having an average primary particle size of Ni powder of 10 to 5000 nm), a good printed coating film is obtained. It was.
これに対して、表6から明らかなように、第3比較例の試料19の場合(すなわち、Ni粉末の平均一次粒径が5nm未満と低い導電性ペーストの場合)は、ペーストの高粘度化により印刷擦れが発生した。一方、第3比較例の試料20の場合(すなわち、Ni粉末の平均一次粒径が8000nmと高い導電性ペーストの場合)は、構造粘性が低下し、印刷滲みが発生した。
On the other hand, as is clear from Table 6, in the case of the sample 19 of the third comparative example (that is, in the case of a conductive paste having a low average primary particle size of Ni powder of less than 5 nm), the viscosity of the paste is increased. Caused printing rubbing. On the other hand, in the case of the
5.第4実施例および第4比較例
(第4実施例および第4比較例の試料の作製)
第4実施例の試料21〜32の導電性ペーストが、表7に示す材料を用いて、図1に示した製造方法で作製された。同様の製造方法で、第4比較例の試料33、34の導電性ペーストが、表8に示す材料を用いて作製された。
5. Fourth Example and Fourth Comparative Example (Preparation of Samples of Fourth Example and Fourth Comparative Example)
The conductive pastes of Samples 21 to 32 of the fourth example were manufactured using the materials shown in Table 7 by the manufacturing method shown in FIG. With the same manufacturing method, conductive pastes of Samples 33 and 34 of the fourth comparative example were produced using the materials shown in Table 8.
第4実施例の試料21〜32は、複数種類の有機溶剤が条件設定された。ただし、表1、表3、表5、表9(後出)、表11(後出)の各実施例にて良好な印刷塗膜が得られることが判明している有機溶剤に関しては、第4実施例から除外した。一方、第4比較例の試料33、34は、有機溶剤として、ターピネオール、ジヒドロターピネオールの2種類が条件設定された。 Samples 21 to 32 of the fourth example were set with multiple types of organic solvents. However, with respect to organic solvents that have been found to give good printed coatings in the examples of Table 1, Table 3, Table 5, Table 9 (see below), and Table 11 (see below), Excluded from 4 examples. On the other hand, in the samples 33 and 34 of the fourth comparative example, two kinds of conditions, terpineol and dihydroterpineol, were set as organic solvents.
(第4実施例および第4比較例の特性評価結果)
表7から明らかなように、第4実施例の試料21〜32の場合(すなわち、有機溶剤がエーテル類、エステル類、ケトン類および炭化水素類である導電性ペーストの場合)は、良好な印刷塗膜が得られた。
(Characteristic evaluation results of the fourth example and the fourth comparative example)
As is apparent from Table 7, in the case of Samples 21 to 32 of the fourth example (that is, in the case of a conductive paste in which the organic solvent is ethers, esters, ketones and hydrocarbons), good printing A coating film was obtained.
これに対して、表8から明らかなように、第4比較例の試料33、34の場合(すなわち、有機溶剤がターピネオール、ジヒドロターピネオールである導電性ペーストの場合)は、ペーストの流動性低下による擦れが認められ、かつ、シートアタックによる欠陥が認められた。 On the other hand, as is clear from Table 8, in the case of the samples 33 and 34 of the fourth comparative example (that is, in the case of the conductive paste in which the organic solvent is terpineol or dihydroterpineol), the fluidity of the paste is reduced. Rubbing was observed and defects due to sheet attack were observed.
6.第5実施例および第5比較例
(第5実施例および第5比較例の試料の作製)
第5実施例の試料35〜38電性ペーストが、表9に示す材料を用いて、図1に示した製造方法で作製された。同様の製造方法で、第5比較例の試料39、40の導電性ペーストが、表10に示す材料を用いて作製された。
6). Fifth Example and Fifth Comparative Example (Production of Samples of Fifth Example and Fifth Comparative Example)
Samples 35 to 38 of the fifth example were produced by the manufacturing method shown in FIG. 1 using the materials shown in Table 9. With the same manufacturing method, conductive pastes of Samples 39 and 40 of the fifth comparative example were produced using the materials shown in Table 10.
第5実施例の試料35〜38は、バインダ樹脂成分の合成高分子の重量平均分子量が、10000、70000、250000、1500000の4種類が条件設定された。一方、第5比較例の試料39、40は、合成高分子の重量平均分子量が、7000、1800000の2種類が条件設定された。 In Samples 35 to 38 of the fifth example, four types of weight average molecular weights of 10,000, 70000, 250,000, and 1500000 were set for the synthetic polymer of the binder resin component. On the other hand, in the samples 39 and 40 of the fifth comparative example, two types of weight average molecular weight of the synthetic polymer were set to 7000 and 1800000.
(第5実施例および第5比較例の特性評価結果)
表9から明らかなように、第5実施例の試料35〜38の場合(すなわち、合成高分子の重量平均分子量が10000〜1500000である導電性ペーストの場合)は、良好な印刷塗膜が得られた。
(Characteristic evaluation results of the fifth example and the fifth comparative example)
As is apparent from Table 9, in the case of Samples 35 to 38 of the fifth example (that is, in the case of a conductive paste having a weight average molecular weight of the synthetic polymer of 10,000 to 1500,000), a good printed coating film is obtained. It was.
これに対して、表10から明らかなように、第5比較例の試料39の場合(すなわち、合成高分子の重量平均分子量が7000と低い導電性ペーストの場合)は、ペーストの流動性低下の防止が弱いことが認められた。一方、第5比較例の試料40の場合(すなわち、合成高分子の重量平均分子量が1800000と高い導電性ペーストの場合)は、合成高分子が有機溶剤に対して不溶であった。 On the other hand, as is clear from Table 10, in the case of the sample 39 of the fifth comparative example (that is, in the case of a conductive paste having a low weight average molecular weight of the synthetic polymer of 7000), the fluidity of the paste is reduced. It was found that the prevention was weak. On the other hand, in the case of the sample 40 of the fifth comparative example (that is, in the case of a conductive paste having a high weight average molecular weight of 1800000), the synthetic polymer was insoluble in the organic solvent.
7.第6実施例および第6比較例
(第6実施例および第6比較例の試料の作製)
第6実施例の試料41〜43の導電性ペーストが、表11に示す材料を用いて、図1に示した製造方法で作製された。同様の製造方法で、第5比較例の試料44、45の導電性ペーストが、表12に示す材料を用いて作製された。
7). Sixth Example and Sixth Comparative Example (Production of Samples of Sixth Example and Sixth Comparative Example)
The conductive pastes of Samples 41 to 43 of the sixth example were manufactured using the materials shown in Table 11 and the manufacturing method shown in FIG. With the same manufacturing method, conductive pastes of Samples 44 and 45 of the fifth comparative example were produced using the materials shown in Table 12.
第6実施例の試料41〜43は、合成高分子のブチラールの水酸基置換比率が、1.5、3.1、7.0重量%の3種類が条件設定された。一方、第6比較例の試料44、45は、ブチラールの水酸基置換比率が、0.8、9.0重量%の2種類が条件設定された。 In Samples 41 to 43 of the sixth example, three kinds of conditions were set, in which the hydroxyl substitution ratio of butyral of the synthetic polymer was 1.5, 3.1, and 7.0% by weight. On the other hand, in the samples 44 and 45 of the sixth comparative example, two types of butyral hydroxyl substitution ratios of 0.8 and 9.0% by weight were set.
(第6実施例および第6比較例の特性評価結果)
表11から明らかなように、第6実施例の試料41〜43の場合(すなわち、ブチラールの水酸基置換比率が1.5〜7.0重量%である導電性ペーストの場合)は、良好な印刷塗膜が得られた。
(Characteristic evaluation results of sixth example and sixth comparative example)
As is clear from Table 11, in the case of Samples 41 to 43 of the sixth example (that is, in the case of a conductive paste in which the hydroxyl substitution ratio of butyral is 1.5 to 7.0% by weight), good printing is achieved. A coating film was obtained.
これに対して、表12から明らかなように、第6比較例の試料44の場合(すなわち、ブチラールの水酸基置換比率が0.8重量%と低い導電性ペーストの場合)は、ペーストの流動性低下の防止が弱いことが認められた。一方、第6比較例の試料45の場合(すなわち、ブチラールの水酸基置換比率が9.0重量%と高い導電性ペーストの場合)は、合成高分子のブチラールがセルロースアセテートブチレートとの相溶性が悪化し、セルロースアセテートブチレートに対して不溶であった。 On the other hand, as is clear from Table 12, in the case of the sample 44 of the sixth comparative example (that is, in the case of a conductive paste having a low hydroxyl substitution ratio of butyral of 0.8% by weight), the fluidity of the paste It was observed that the prevention of decline was weak. On the other hand, in the case of the sample 45 of the sixth comparative example (that is, in the case of a conductive paste having a hydroxyl substitution ratio of butyral as high as 9.0% by weight), the synthetic polymer butyral is compatible with cellulose acetate butyrate. It deteriorated and was insoluble in cellulose acetate butyrate.
なお、この発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変形される。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is carried out within the range of the summary.
1 セラミック電子部品(積層セラミックコンデンサ)
10 セラミック本体
11 内層用セラミック層
12,13 内部電極
15a,15b 外層用セラミック層
20,22 外部電極
1 Ceramic electronic components (multilayer ceramic capacitors)
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記バインダ樹脂成分は、セルロースアセテートブチレートと、水酸基含有量が0.05〜10.00重量%である合成高分子と、を含むこと、を特徴とする、導電性ペースト。 A conductive paste containing Ni powder, a binder resin component and an organic solvent,
The conductive resin paste, wherein the binder resin component includes cellulose acetate butyrate and a synthetic polymer having a hydroxyl group content of 0.05 to 10.00% by weight.
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| CN105810290A (en) * | 2016-03-24 | 2016-07-27 | 浙江零维光伏科技有限公司 | Conductive paste for organic thin film solar cell and preparation method for conductive paste |
| JP2021024992A (en) * | 2019-08-08 | 2021-02-22 | 株式会社村田製作所 | Functional material ink |
| WO2024029328A1 (en) * | 2022-08-02 | 2024-02-08 | 株式会社村田製作所 | Multilayer ceramic electronic component precursor and method for producing multilayer ceramic electronic component |
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