[發明專利]陶瓷漿料組合物、陶瓷生片及多層陶瓷電子元件

有效

• 申請號: 01144936.5
• 申請日: 2001-12-24
• 公開（公告）號: CN1361081A
• 公開（公告）日: 2002-07-31
• 發明（設計）人: 吉川宣弘;尾上智章;鳥井宏浩;田中謙次;小嶋勝
• 申請（專利權）人: 株式會社村田制作所
• 主分類號: C04B35/00
• 分類號: C04B35/00;C04B35/468;H01G4/12
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 胡交宇

技術領域

本發明涉及水性陶瓷漿料組合物、使用該組合物的陶瓷生片和使用陶瓷生片的多層陶瓷電子元件。

背景技術

多層陶瓷電子元件是將多層陶瓷生片層壓形成生陶瓷層壓材料、接著燒制來制造的，陶瓷生片的厚度在10到數十微米的數量級。然而近年來，遵從微型化、降低重量和實現更高的多層陶瓷電子元件密度的要求，需要厚度為3～5μm數量級的陶瓷生片。

制備上述陶瓷生片所包括的步驟為：例如將有機粘合劑如聚乙烯醇縮丁醛樹脂溶解到有機溶劑中，有機溶劑如酮類、烴類、醇類、酯類或醚醇類，形成有機液料；將陶瓷粉和有機液料混合形成陶瓷粉在其中分散的陶瓷漿料；將漿料經歷薄片成形加工，通過刮涂法、輥涂法、照相凹版涂布法等將漿料涂敷到載體帶子上，以便形成具有特定厚度的薄片；并將薄片干燥，從薄片中揮發和去除有機溶劑。

使用有機溶劑給工作環境施加了大的負擔。此外，由于陶瓷漿料中包含的有機溶劑很快蒸發，在陶瓷漿料干燥過程中有時發生有機溶劑沸騰和對流，使薄片產生疵點如干燥的陶瓷生片上的氣孔。這些疵點是引起最終多層陶瓷電子元件電性能方面缺陷的原因，最終多層陶瓷電子元件是燒制生陶瓷層壓材料來制備的，生陶瓷層壓材料是將多層陶瓷生片層壓而形成的。

因此，進行了關于水性陶瓷漿料組合物的研究，其中使用水性溶劑代替有機溶劑形成陶瓷生片，或使用包含有機液料的水性陶瓷漿料，該有機液料為乳劑形式，其中選擇水溶性樹脂如丙烯酸類樹脂、聚乙烯醇類、醋酸乙烯酯-乙烯共聚物等作為有機粘合劑。

然而，水具有的表面自由能為72mN/m。這與有機溶劑比較特別高，及因此水性陶瓷漿料組合物相對于具有低表面自由能的材料如載體帶子代表的薄膜在濕潤性上是不好的，往往引起薄片疵點如氣孔的問題。

此外，當使用水溶性樹脂如水溶性丙烯酸類樹脂或聚乙烯醇類作有機粘合劑時，很難使其分子量增加到足夠的水平，導致所形成陶瓷生片的拉伸強度和伸長率下降以及使用它們制造薄層陶瓷生片和多層陶瓷電子元件有困難的問題。

發明內容

發明概述

本發明的目標是通過提供一種非常薄的水性陶瓷生片及提供使用它們的多層陶瓷電子元件來解決上述問題，這種陶瓷生片基本上沒有象氣孔這樣的薄片疵點，具有低水平的表面粗糙度及具有高的拉伸強度和伸長率。

因此，本發明的一個方面是陶瓷漿料組合物，它包含陶瓷粉、含有有機粘合劑和水性溶劑的液料及表面活性劑，表面活性劑含有一種炔類二醇和/或這種炔類二醇的環氧乙烷加合物。

應該注明的是水性溶劑可以是水，或可以是水和少量其他溶劑的混合物，其他溶劑如醇類、醚類、酮或酯類溶劑。

根據本發明的陶瓷漿料組合物中，上述有機粘合劑優選聚氨酯樹脂顆粒，其平均顆粒大小為大約120nm或120nm以下。此外，優選乳劑狀態的液料，其中聚氨酯樹脂顆粒精細地分散在水性溶劑中。

根據本發明的陶瓷漿料組合物中，還優選上述表面活性劑的數量以100重量份陶瓷粉為基礎計算是大約1重量份或1重量份以上。

本發明的另一個方面是使用陶瓷漿料組合物形成薄片形狀的陶瓷生片，該陶瓷漿料組合物包含陶瓷粉、含有有機粘合劑和水性溶劑的液料及表面活性劑，表面活性劑包含炔類二元醇和/或這種炔類二元醇與環氧乙烷的加合物。

關于根據本發明的陶瓷生片，優選上述有機粘合劑含有平均顆粒大小為大約120nm或120nm以下的聚氨酯樹脂顆粒。還優選乳劑狀態的液料，其中聚氨酯樹脂顆粒精細地分散在水性溶劑中。

陶瓷漿料組合物中還優選上述表面活性劑的數量以100重量份陶瓷粉為基礎計算是大約1重量份或1重量份以上。

更優選地，炔類二醇通常含有2～16個碳原子，及該乙氧基化的衍生物通常含有2～10個環氧乙烷基團。

因此，能夠制造厚度范圍為大約0.5～5μm的非常薄的陶瓷生片。

本發明的又一個方面是多層陶瓷電子元件，它包括層壓多層陶瓷層形成的陶瓷層壓材料和以其與陶瓷層壓材料接觸的方式形成的終端電極，其中陶瓷層是將根據本發明的陶瓷生片燒制而形成的。

通過參考附圖和附表對下列優選實施方案的說明將使本發明進一步的目標、特征和優點變得更清晰。

附圖說明

圖1A和圖1B是用于形成本發明陶瓷生片的表面活性劑的化學式實例。圖1A是分子中有一個三鍵的炔類二元醇的化學式，及圖1B是炔類二元醇的環氧乙烷加合物的化學式；

圖2是根據本發明一個實施方案的多層陶瓷電子元件的截面視圖；

圖3是本發明實施例1中1號陶瓷生片樣品表面狀態的顯微鏡照片的復制品；及