多層陶瓷電容器(MLCC)電子漿料中的混合溶劑及其對(duì)有機(jī)載體性能的影響

因?yàn)樵诘獨(dú)夥罩袩Y(jié)的多層陶瓷電容器中使用的銅端膏會(huì)導(dǎo)致有機(jī)載體的殘?zhí)?，從而?dǎo)致電極導(dǎo)電性降低和報(bào)廢率高。為了在燒結(jié)過(guò)程中不留下殘留物，應(yīng)該提高溶劑和增稠劑的相容性，因?yàn)樗鼘?duì)有機(jī)載體的分級(jí)揮發(fā)和碳?xì)埩粲兄匾绊憽Ｔ谶@項(xiàng)工作中，我們?nèi)A林科納比較了不同溶劑的揮發(fā)性，并將幾種溶劑按一定比例混合，以制備聚丙烯酸酯樹(shù)脂的有機(jī)載體。通過(guò)改變不同組分的比例，有效地調(diào)節(jié)了混合溶劑的分級(jí)揮發(fā)性和溶解度參數(shù)，用熱重分析儀測(cè)量了樹(shù)脂和有機(jī)載體的熱重曲線(xiàn)，研究了溶解度參數(shù)對(duì)樹(shù)脂在溶劑中溶解性和有機(jī)載體殘留量的影響。結(jié)果表明，不同溶劑的混合可以實(shí)現(xiàn)溶劑的分級(jí)揮發(fā)；混合溶劑與聚丙烯酸酯樹(shù)脂的溶解度參數(shù)越接近，有機(jī)載體的特性粘度越高，聚丙烯酸酯樹(shù)脂熱分解殘留物越低。有機(jī)載體的低殘留燒結(jié)可以通過(guò)使用具有分級(jí)揮發(fā)性和近似溶解度參數(shù)的混合溶劑作為樹(shù)脂來(lái)實(shí)現(xiàn)。

隨著市場(chǎng)對(duì)多層陶瓷電容器（MLCC）的需求不斷增加，電子信息產(chǎn)品對(duì)MLCC的要求往往是高頻、低功耗、小型化、優(yōu)越的儲(chǔ)能和低成本。值得一提的是，銅端電子漿料由導(dǎo)電相（銅）、鍵合相（玻璃或氧化物晶體）和有機(jī)載體三種主要成分組成。有機(jī)載體由有機(jī)溶劑和增稠劑組成，其中有機(jī)溶劑占65-98%。此外，聚丙烯酸酯樹(shù)脂通常用作有機(jī)載體中的增稠劑，有機(jī)載體的燒結(jié)殘留物主要取決于聚丙烯酸酯樹(shù)脂增稠劑在溶劑中的熱降解。目前，導(dǎo)電性較好的Cu電極已取代貴金屬電極成為主流電極材料，但由于Cu的氧化特性，燒結(jié)只能在氮?dú)庵羞M(jìn)行。氮?dú)夥障聼Y(jié)銅端漿料產(chǎn)生的殘?zhí)繉?duì)基底金屬內(nèi)電極多層陶瓷電容器（BME-MLCC）有機(jī)載體成分的選擇提出了很大的挑戰(zhàn)。增稠劑在有機(jī)載體中的殘留率是決定電極導(dǎo)電性的關(guān)鍵因素。導(dǎo)電膜中殘留的碳將極大地影響膜的導(dǎo)電性。關(guān)于燒結(jié)氣氛、溫度、速率和時(shí)間對(duì)導(dǎo)電性的影響已有大量研究，但增稠劑的熱降解特性對(duì)殘?zhí)康挠绊懮胁磺宄?，而增稠劑是MLCC中應(yīng)用的有機(jī)載體的主要成分。因此，根據(jù)混合溶劑與增稠劑的互溶性關(guān)系，開(kāi)發(fā)選擇具有分級(jí)揮發(fā)性的混合溶劑和制備極低殘留有機(jī)載體的方法具有現(xiàn)實(shí)意義。

有機(jī)載體通常由溶劑、增稠劑、表面活性劑、觸變劑和其他添加劑組成。有機(jī)溶劑是有機(jī)載體的主要成分，約占有機(jī)載體總質(zhì)量的65%-98%。它應(yīng)該快速溶解增稠劑，具有良好的溶解性和高沸點(diǎn)，以避免在制備有機(jī)載體時(shí)揮發(fā)?；旌先軇┑挠袡C(jī)載體可以調(diào)節(jié)揮發(fā)特性，在低溫下實(shí)現(xiàn)不揮發(fā)，而在干燥溫度下實(shí)現(xiàn)分級(jí)揮發(fā)。同時(shí)，它可以提高漿料的粘度和流動(dòng)性，增強(qiáng)漿料的穩(wěn)定性和可印刷性。此外，合理選擇混合溶劑還可以提高增稠劑的溶解度和銅的潤(rùn)濕性，大大提高電子漿料在MLCC中的性能。

將不同沸點(diǎn)的溶劑相結(jié)合是調(diào)節(jié)揮發(fā)的有效方法。這可歸因于混合溶劑的分壓。根據(jù)亨利定律，在一定的溫度和平衡狀態(tài)下，混合溶劑的相對(duì)含量決定了蒸汽壓的相對(duì)比例。在熱揮發(fā)之前，四種混合溶劑的比例是一致的。在T-DMF和T-CAC的熱揮發(fā)過(guò)程中，兩種低沸點(diǎn)溶劑（DMF和CAC）在低溫下會(huì)優(yōu)先揮發(fā)，而T在低溫下?lián)]發(fā)較少。不同的揮發(fā)速率導(dǎo)致T與DMF和CAC的相對(duì)比例在揮發(fā)一段時(shí)間后增加，T的分壓增加，而DMF和ACA的分壓降低，這將導(dǎo)致T的更多揮發(fā)。對(duì)于T-DGBE和T-DBAC，T是低沸點(diǎn)的組分，主要在開(kāi)始時(shí)揮發(fā)。隨著分壓的變化，DGBE和DBAC的揮發(fā)會(huì)增加。因此，適當(dāng)比例的混合溶劑可以實(shí)現(xiàn)分級(jí)揮發(fā)，避免揮發(fā)不均。

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