陶瓷糊漿製造方法、陶瓷糊漿組合物和多層陶瓷電子部件的製作方法

2023-06-03 17:13:06 1

>分散性D90(微米)比表面積增加率(％)片材的表面粗糙度(Ra(nm))片材的密度比(測定密度／理論密度)短路率(％)電容溫度特性實施例90．458601．003．0X7R實施例100．458601．003．0X7R實施例110．428551．003．0X7R實施例120．428551．001．5X7R實施例130．428551．000．5X7R實施例140．458601．003．0X7R比較例50．60301100．8050B比較例60．6071100．8045X7R本發明不限於上述實施例，在本發明要點的範圍內，可對陶瓷粉末和分散溶劑的類型、用於高壓分散的高壓分散裝置的結構、添加劑(如分散劑、增塑劑和抗靜電劑等)的類型和用量進行各種變化和改進。實施例15(1)首先以下列比例混合陶瓷粉末、分散劑和溶劑(a)平均粒徑為0．2微米的介電物質(含添加劑的陶瓷粉末)100重量份；(b)陰離子分散劑2重量份；(c)溶劑甲苯35重量份、乙醇35重量份；(2)向該混合原料中加入500重量份粒徑為2mm的氧化鋯小球，用球磨機將該混合物混合併粉碎5小時，得到初級陶瓷糊漿；(3)另一方面，以下列比例混合粘合劑、增塑劑和溶劑並攪拌之，隨後在500kg／cm2的壓力下對其高壓分散加工5次，得到粘合劑溶劑(a)粘合劑(丙烯酸樹脂粘合劑)10重量份；(b)增塑劑(鄰苯二甲酸二辛酯(下面簡稱DOP))1．4重量份；(c)溶劑甲苯100重量份、乙醇100重量份；(4)接著，將該粘合劑溶液加入初級陶瓷糊漿中，用球磨機將該混合物混合分散16小時，得到陶瓷糊漿組合物。用刮刀法將如此製成的陶瓷糊漿組合物製成片材，得到陶瓷坯料片。使用陶瓷坯料片製得單塊陶瓷電容器，在陶瓷元件1中形成內電極2，在陶瓷元件1的兩端形成一對外電極3a和3b，使其與交錯露出陶瓷元件不同端的內電極2相連(如圖1所示)。單塊陶瓷電容器是用與實施例1相同的方法製得的。單塊陶瓷電容器的短路率測量結果是短路率低至13％。電容的溫度特性滿足X7R。實施例16用與實施例15相同的條件製得陶瓷糊漿組合物，但是將丙烯酸樹脂粘合劑改成聚乙烯基縮丁醛樹脂粘合劑。使用如此製得的陶瓷糊漿組合物製得陶瓷坯料片，用該陶瓷坯料片製得單塊陶瓷電容器。所述陶瓷坯料片和單塊陶瓷電容器均是用與實施例15相同的方法製得的。單塊陶瓷電容器的短路率測定結果是短路率低至9％。電容的溫度特性滿足X7R。實施例17用與實施例15相同的條件製得陶瓷糊漿組合物，但是將分散劑、粘合劑和溶劑分別改成水溶性陰離子分散劑、水溶性丙烯酸樹脂粘合劑和水。使用如此製得的陶瓷糊漿組合物製得陶瓷坯料片，用該陶瓷坯料片製得單塊陶瓷電容器。所述陶瓷坯料片和單塊陶瓷電容器均是用與實施例15相同的方法製得的。單塊陶瓷電容器的短路率測定結果是短路率低至16％。電容的溫度特性滿足X7R。實施例18用與實施例15相同的條件製得陶瓷糊漿組合物，但是使用經過濾器過濾後的粘合劑溶液，過濾器的孔徑為0．1微米或更小，其過濾精度(filtrationprecision)為濾除(cut)99％。使用如此製得的陶瓷糊漿組合物製得陶瓷坯料片，用該陶瓷坯料片製得單塊陶瓷電容器。所述陶瓷坯料片和單塊陶瓷電容器均是用與實施例15相同的方法製得的。單塊陶瓷電容器的短路率測定結果是短路率低至6％。電容的溫度特性滿足X7R。實施例19用與實施例16相同的條件製得陶瓷糊漿組合物，但是高壓分散的壓力為1000kg／cm2，並且使用經孔徑為0．1微米或更小的過濾器過濾的過濾精度為濾除99％的粘合劑溶液。使用如此製得的陶瓷糊漿組合物製得陶瓷坯料片，用該陶瓷坯料片製得單塊陶瓷電容器。所述陶瓷坯料片和單塊陶瓷電容器均是用與實施例15相同的方法製得的。單塊陶瓷電容器的短路率測定結果是短路率低至4％。電容的溫度特性滿足X7R。比較例7用與實施例15相同的條件製得陶瓷糊漿組合物，但是攪拌並混合粘合劑時沒有使用高壓分散方法。使用如此製得的陶瓷糊漿組合物製得陶瓷坯料片，用該陶瓷坯料片製得單塊陶瓷電容器。所述陶瓷坯料片和單塊陶瓷電容器均是用與實施例15相同的方法製得的。單塊陶瓷電容器的短路率測定結果是短路率高達49％。電容的溫度特性滿足X7R。比較例8用與實施例16相同的條件製得陶瓷糊漿組合物，但是高壓分散的壓力為50kg／cm2。使用如此製得的陶瓷糊漿組合物製得陶瓷坯料片，用該陶瓷坯料片製得單塊陶瓷電容器。所述陶瓷坯料片和單塊陶瓷電容器均是用與實施例15相同的方法製得的。單塊陶瓷電容器的短路率測定結果是短路率高達37％。電容的溫度特性滿足X7R。本發明不限於上述實施例，在本發明要點的範圍內，可對陶瓷粉末和溶劑的類型、分散方法和條件進行各種變化和改進。如上所述，在含有陶瓷粉末、分散劑、粘合劑和溶劑的本發明陶瓷糊漿組合物的製造方法中，將溶劑和粘合劑混合成溶液，隨後在100kg／cm2或更高的高壓下將該粘合劑分散在溶劑中而預先製得的粘合劑溶液用作粘合劑。因此，可有效地製得很少含有未溶粘合劑的陶瓷糊漿組合物。由於高壓分散使粘合劑的粘度下降，有助於用小孔徑的過濾器對粘合劑進行過濾，因此通過過濾粘合劑溶液能有效除去不溶物質。因此，可製得確切地除去不溶物質的陶瓷糊漿，從而有效地實施本發明。本發明陶瓷糊漿組合物包括陶瓷粉末、分散劑、粘合劑和溶劑，其中將溶劑和粘合劑混合成溶液，隨後用100kg／cm2或更高的高壓力將所述粘合劑分散在溶液中製得的粘合劑溶液用作粘合劑。經高壓分散的粘合劑溶液中粘合劑具有優良的溶解度，因此可製得很少含有不溶粘合劑的陶瓷糊漿。使用本發明陶瓷糊漿組合物，可有效地製得缺陷較少的陶瓷坯料片。由於高壓分散降低了粘合劑的粘度，有助於用小孔徑過濾器進行過濾，因此通過過濾粘合劑溶液能有效地除去不溶物質。因此，通過過濾粘合劑溶液能得到含更少不溶物質的陶瓷糊漿。本發明適合用於製造薄陶瓷坯料片的陶瓷糊漿組合物，它包括平均粒徑為0．01-1微米的陶瓷細粉，並能製得缺陷較少的陶瓷坯料片。由於本發明陶瓷糊漿組合物很少含有不溶的粘合劑或基本不含不溶的粘合劑，因此可用該陶瓷糊漿製成片材，得到缺陷較少的高質量薄的陶瓷坯料片。使用該陶瓷坯料片，可製得具有所需性能和高可靠性的高質量多層陶瓷電子部件。在製造薄的陶瓷坯料片(厚度=0．1-1微米)時，可確定地製得高質量的陶瓷坯料片，該坯料片適合製造多層陶瓷電子部件。本發明多層陶瓷電子部件的製造方法包括將多層本發明方法製得的陶瓷坯料片與賤金屬內電極疊合在一起，切割並燒制該疊合產物，隨後形成外電極。由於使用很少具有缺陷的陶瓷坯料片，因此可有效地製得具有低短路率和高可靠性的多層陶瓷電子部件。權利要求1．一種用於製造陶瓷電子部件的陶瓷糊漿的製造方法，它包括混合粉碎步驟，所述混合粉碎步驟包括將平均粒徑為0．01-1微米的陶瓷粉末與分散溶劑混合在一起，以及使用採用分散介質，如磨球、球珠等，的介質型分散方法粉碎陶瓷粉末，得到混合和粉碎的糊漿；以及高壓分散步驟，所述高壓分散步驟包括在100kg／cm2或更高的高壓下對混合和粉碎的糊漿進行分散，得到分散的糊漿。2．如權利要求1所述的陶瓷糊漿的製造方法，其特徵在於所述混合和粉碎是用介質型分散方法加入粘合劑進行的。3．一種用於製造陶瓷電子部件的陶瓷糊漿的製造方法，它包括混合粉碎步驟，所述混合粉碎步驟包括將平均粒徑為0．01-1微米的陶瓷粉末與不含粘合劑的分散溶劑混合在一起，並通過用分散介質，如磨球、球珠等，的介質型分散方法粉碎該陶瓷粉末，製得混合和粉碎的糊漿；以及高壓分散步驟，所述高壓分散步驟包括將粘合劑加入混合和粉碎的糊漿中，並在100kg／cm2或更高的高壓下分散形成的混合物，得到分散糊漿。4．一種用於製造陶瓷電子部件的陶瓷糊漿的製造方法，它包括混合和粉碎步驟，所述混合和粉碎步驟包括將平均粒徑為0．01-1微米的陶瓷粉末與不含粘合劑的分散溶劑混合在一起，並通過用分散介質，如磨球、球珠等，的介質型分散方法粉碎該陶瓷粉末，製得混合和粉碎的糊漿；初級高壓分散步驟，所述初級高壓分散步驟包括在100kg／cm2或更高的高壓下分散該混合和粉碎的糊漿，得到初級分散的糊漿；以及次級高壓分散步驟，所述次級高壓分散步驟包括向所述初級混合和粉碎的糊漿中加入粘合劑，並在100kg／cm2或更高的高壓下分散形成的混合物，得到次級分散的糊漿，即最終分散的糊漿。5．一種用於製造陶瓷電子部件的陶瓷糊漿的製造方法，它包括初級混合和粉碎步驟，所述初級混合和粉碎步驟包括將平均粒徑為0．01-1微米的陶瓷粉末與不含粘合劑的分散溶劑混合在一起，並通過用分散介質，如磨球、球珠等，的介質型分散方法粉碎該陶瓷粉末，製得初級混合和粉碎的糊漿；次級混合和粉碎步驟，所述次級混合和粉碎步驟包括將粘合劑加入該初級混合和粉碎的糊漿中，並通過用分散介質，如磨球、球珠等，的介質型分散方法混合併粉碎形成的混合物，製得次級混合和粉碎的糊漿；以及高壓分散步驟，所述高壓分散步驟包括在100kg／cm2或更高的高壓下分散該次級混合和粉碎的糊漿，得到分散的糊漿。6．如權利要求1-5中任何一項所述的陶瓷糊漿的製造方法，其特徵在於將溶劑和粘合劑混合併攪拌，隨後在100kg／cm2或更高的高壓下分散該粘合劑製得的粘合劑溶液用作粘合劑。7．如權利要求1-5中任何一項所述的陶瓷糊漿的製造方法，其特徵在於將溶劑和粘合劑混合併攪拌成粘合劑混合溶液，隨後在40-100℃回流下加熱該粘合劑混合溶液製得的粘合劑溶液用作粘合劑。8．如權利要求1-7中任何一項所述的陶瓷糊漿的製造方法，其特徵在於所述分散糊漿，即最終分散糊漿，的粘度為0．01-0．1Pas。9．如權利要求1-8中任何一項所述的陶瓷糊漿的製造方法，其特徵在於所述介質型分散方法使用球磨機或球珠磨機。10．一種坯料片的製造方法，它包括在預定的基片上將權利要求1-9中任何一項所述的方法製得的陶瓷糊漿形成片材，得到厚度為0．1-10微米的陶瓷坯料片。11．一種多層陶瓷電子部件的製造方法，它包括將權利要求1-9中任何一項所述方法製得的陶瓷糊漿形成陶瓷坯料片，將多層陶瓷坯料片與賤金屬內電極疊合在一起，切割並燒制疊合產物，隨後形成外電極。12．一種陶瓷糊漿的製造方法，它包括使含有平均粒徑為0．01-1微米的陶瓷粉末和分散溶劑的混合糊漿在高壓下以一定流量通過預定的管道，所述流量能對陶瓷粉末施加1000Pa或更高的最大剪應力，以便將陶瓷粉末分散在混合糊漿中。13．一種陶瓷糊漿的製造方法，它包括使含有平均粒徑為0．01-1微米的陶瓷粉末和分散溶劑的混合糊漿在在高壓下在壁剪切速率為106(1／s)或更高的條件下通過預定的管道，以將陶瓷粉末分散在混合糊漿中。14．如權利要求12或13所述的陶瓷糊漿的製造方法，其特徵在於在100kg／cm2或更高的壓力下使混合陶瓷糊漿通過所述管道。15．如權利要求12-14中任何一項所述的陶瓷糊漿的製造方法，其特徵在於管道的長度與特性直徑之比，即長度／特性直徑，RL/D位於下列範圍30≤RL／D≤1000，根據與軸向垂直的橫截面形狀，所述特性直徑表示(a)矩形橫截面的短邊長度；(b)圓形的直徑；(c)橢圓形的短軸直徑；和(d)其它橫截面形狀中的流體平均深度，該量=4×管道橫截面積／總溼潤長度。16．如權利要求12-15中任何一項所述的陶瓷糊漿的製造方法，其特徵在於所述管道具有預定長度的基本直的部分，在其上遊和下遊不存在彎曲角為100°或更小的彎曲部分，或者曲率半徑為3mm或更小的彎曲部分。17．一種陶瓷坯料片的製造方法，它包括在預定的基片上將權利要求12-16中任何一項所述方法製得的陶瓷糊漿成形成片材，得到厚度為0．1-10微米的陶瓷坯料片。18．一種多層陶瓷電子部件的製造方法，它包括將權利要求12-16中任何一項所述方法製得的陶瓷糊漿形成陶瓷坯料片，將多層陶瓷坯料片與賤金屬內電極疊合在一起，切割並燒制疊合產物，隨後形成外電極。19．一種用於製造陶瓷電子部件的陶瓷糊漿的製造方法，它包括使用衝擊力型高壓分散方法的混合粉碎步驟，所述混合粉碎步驟包括在100kg／cm2的壓力下噴射平均粒徑為0．01-1微米的陶瓷粉末和分散溶劑的混合物，使混合物和硬材料製成的硬壁以100m／s或更高的速率發生碰撞，使陶瓷粉末粉碎成所需的狀態並且分散得到混合和粉碎的糊漿；以及使用剪應力型高壓分散方法的分散步驟，所述分散步驟包括在100kg／cm2或更高的高壓下在一定流量下使所述混合和粉碎的糊漿通過預定的管道，所述流量能向陶瓷粉末施加1000Pa或更高的最大剪應力或者106(1／s)或更高的壁剪切速率。20．一種用於製造陶瓷電子部件的陶瓷糊漿的製造方法，它包括使用衝擊力型高壓分散方法的混合粉碎步驟，所述混合粉碎步驟包括在100kg／cm2的壓力下從多個對置的噴嘴中噴射平均粒徑為0．01-1微米的陶瓷粉末和分散溶劑的混合物，使陶瓷粉末和分散溶劑以50m／s或更高的速率相互發生碰撞，使陶瓷粉末粉碎成所需的狀態並且分散得到混合和粉碎的糊漿；以及使用剪應力型高壓分散方法的分散步驟，所述分散步驟包括在100kg／cm2或更高的高壓下在一定流量下使所述混合和粉碎的糊漿通過預定的管道，所述流量能向陶瓷粉末施加1000Pa或更高的最大剪力或者106(1／s)或更高的壁剪切速率。21．如權利要求19或20所述的陶瓷糊漿的製造方法，其特徵在於可將粘合劑加入混合物中用衝擊力型高壓分散方法來實施混合和粉碎。22．如權利要求19或20所述的陶瓷糊漿的製造方法，它包括混合粉碎步驟，所述混合粉碎步驟包括將平均粒徑為0．01-1微米的陶瓷粉末與不含粘合劑的分散溶劑混合在一起，用衝擊力型高壓分散方法粉碎該陶瓷粉末，得到混合和粉碎的糊漿；和分散步驟，所述分散步驟包括向所述混合和粉碎的糊漿中加入粘合劑，用剪應力型高壓分散方法分散形成的混合物。23．如權利要求19或20所述的陶瓷糊漿的製造方法，它包括混合粉碎步驟，所述混合粉碎步驟包括將平均粒徑為0．01-1微米的陶瓷粉末與不含粘合劑的分散溶劑混合在一起，用衝擊力型高壓分散方法粉碎該陶瓷粉末，得到混合和粉碎的糊漿；初級分散步驟，所述初級分散步驟包括用剪應力型高壓分散方法分散該混合和粉碎的糊漿，得到初級分散糊漿；和次級分散步驟，所述次級分散步驟包括向初級分散糊漿中加入粘合劑，用剪應力型高壓分散方法分散形成的混合物，得到次級分散糊漿(最終分散糊漿)。24．如權利要求19或20所述的陶瓷糊漿的製造方法，它包括初級混合粉碎步驟，所述初級混合粉碎步驟包括將平均粒徑為0．01-1微米的陶瓷粉末與不含粘合劑的分散溶劑混合在一起，用衝擊力型高壓分散方法粉碎該陶瓷粉末，得到初級混合和粉碎的糊漿；次級混合分散步驟，所述次級混合和粉碎步驟包括向初級混合和粉碎糊漿中加入粘合劑，並用衝擊力型高壓分散方法混合和粉碎形成的混合物，得到次級混合和粉碎的糊漿；和分散步驟，所述分散步驟包括用剪應力型高壓分散方法分散次級混合和粉碎的糊漿，得到分散糊漿。25．如權利要求21-24中任何一項所述的陶瓷糊漿的製造方法，其特徵在於將溶劑和粘合劑混合併攪拌，隨後用剪應力型高壓分散方法分散形成的混合物製得的粘合劑溶液用作粘合劑，所述分散方法包括使混合物在100kg／cm2或更高的壓力下在一定流量下通過預定的管道，所述流量能施加1000Pa或更高的最大剪應力，或者106(1／s)或更高的壁剪切速率。26．如權利要求21-24中任何一項所述的陶瓷糊漿的製造方法，其特徵在於將溶劑和粘合劑混合併攪拌成粘合劑混合溶液，隨後在40-100℃回流下加熱該粘合劑混合溶液製得的粘合劑溶液用作粘合劑。27．如權利要求19-26中任何一項所述的陶瓷糊漿的製造方法，其特徵在於分散糊漿，即最終分散糊漿，的粘度為0．003-0．1Pas。28．一種坯料片的製造方法，它包括在預定的基片上將權利要求19-27中任何一項方法製得的陶瓷糊漿製成片材，得到厚度為0．1-10微米的陶瓷坯料片。29．一種多層陶瓷電子部件的製造方法，它包括使用用權利要求19-27中任何一項方法製得的陶瓷糊漿製成陶瓷坯料片，將多層陶瓷坯料片與賤金屬內電極疊合在一起，切割並燒制疊合產物，隨後形成外電極。30．一種含有陶瓷粉末、分散劑、粘合劑和溶劑的陶瓷糊漿組合物的製造方法，它包括以預定的比例將至少(a)陶瓷粉末；(b)分散劑；和(c)由粘合劑和溶劑混合成的粘合劑溶液混合在一起，形成溶液，在100kg／cm2或更高的高壓下將粘合劑分散在溶液中，隨後分散形成的混合物。31．如權利要求30所述的陶瓷糊漿組合物的製造方法，其特徵在於將通過溶劑和粘合劑混合成溶液，在100kg／cm2或更高的高壓下將粘合劑分散在溶液中，隨後過濾該溶液製得的粘合劑溶液作為粘合劑。32．一種陶瓷糊漿組合物，它包括陶瓷粉末、分散劑、粘合劑和溶劑，其中將通過溶劑和粘合劑混合成溶液，在100kg／cm2或更高的高壓下將粘合劑分散在溶液中製得的粘合劑溶液作為粘合劑。33．如權利要求32所述的陶瓷糊漿組合物，其特徵在於將通過將溶劑和粘合劑混合在一起形成溶液，在100kg／cm2或更高的高壓下將粘合劑分散在溶劑中，隨後過濾該溶液製得的粘合劑溶液作為粘合劑。34．如權利要求32或33所述的陶瓷糊漿組合物，其特徵在於所述陶瓷粉末的平均粒徑為0．01-1微米。35．一種陶瓷坯料片的製造方法，它包括在預定的基片上將權利要求32-34中任何一項所述的陶瓷糊漿組合物成形成片材。36．如權利要求35所述的陶瓷坯料片的製造方法，其特徵在於陶瓷坯料片的厚度為0．1-10微米。37．一種多層陶瓷電子部件的製造方法，它包括將多層用權利要求35或36所述方法製得的陶瓷坯料片與賤金屬內電極疊合在一起，切割並燒制疊合產物，隨後在其上面形成外電極。全文摘要一種能製得均勻分散的陶瓷糊漿而不過分損傷陶瓷粉末的陶瓷糊漿製造方法和陶瓷糊漿組合物的製造方法。及陶瓷坯料片和多層陶瓷電子部件的製造方法。將0.01－1微米粒徑的陶瓷粉末與分散溶劑相混並用介質型分散法粉碎,隨後在100kg/cm文檔編號C04B37/02GK1281779SQ00120200公開日2001年1月31日申請日期2000年7月24日優先權日1999年7月23日發明者中村一郎,中一之申請人:株式會社村田製作所