Электропроводящая паста для металлизации необожженной конденсаторной керамики и способ ее получения

(12) ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ведомство РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(54) ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩАЯ ПАСТА ДЛЯ МЕТАЛЛИЗАЦИИ НЕОБОЖЖЕННОЙ КОНДЕНСАТОРНОЙ КЕРАМИКИ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ(71) Заявитель Завод Метем Витебского ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ООЪВДИНЕНИЯ1. Элекггропроводящая паста для металлизашш необожжениой конденсаторной керамгши, содержащая порошок токопроводящею коштонента,образованного не болеечем двумя ингредиентами этшщешполозу, терпинеол и скипидар,отличающаяся тем, что она дополнительно содержит олеиновую кислоту, бензиловый спирт и дибутилфталат, а токопроводзипий коьшонент образован штгредиентами из ряда Ре, Рт, Ад,сплав Ад-Ра, М, Со, при этом компоненты содержатся в следующем соотношении, масс.(73) Патентообладатель Завод Меюм Ви тебского производственного объединения Монолит (ВУ)2. Способ получения электропроводящей пасты для металлизации необожженной конденсаторной керамики, при котором порошок токопроводящего компонента пасты смешивают с жидкой средой и диспергируют в ней до образования однородной суспензии, отличающийся тем, что жидкую среду приготавливают из терпинеола, скипидара и олеиновой кислоты, а диспергируют до размера агрегатов не более 3 мкм, затем полученную суспензию отделяют от мелющих тел и добавляют к ней органическое связующее, приготовленное растворением этилцешгюлозы в смеси терпинеола,бензилового спирта и дибутилфталата, после чего пасту перемешивают и загущивают до достижения технологической вязкости.Изобретение относится к области электротехники. в частности к составам и способам получения паст для металлизации необожженной керамики, и может быть использовано в керамическом конденсаторостроении для создания электродов конденсаторов монолитного типа.Известна токопроводящая паста, содержащая порошок Рт и Рс 1, этилцеллюлозу, терпинеол и уайт-спирит (см.акц.заявку Японии 63-9646 опубл. 1.08.8531) и способ получения пасты, при котором для диспергирования порошков сплава Рт - Рс 1 и МпСО 3 используют органическое связующее на основе этилцеллюлозы, зтилцеллозольва и соснового масла и смешивают порошки в среде триэтаноламина, уайт-спирита и части предварительно приготовленного связующего,после чего вводят оставшуюся часть связуюЩего и диспергируют до образования однородной суспензии.Данная паста и способ получения пасты предназначены преимущественно для металшазации керамических пленок на поливинилбутиральной связке толщиной 35 - 65 мкм и позволяют улучшить эксплуатационные характеристики изделий путем увеличения емкости и электрической прочности. В то же время эта паста из-за особенностей ее компонентного состава, например высокая растворяющая способность терпинеола к керамике на поливинилбутиральной или акрилатной связках, не может быть применена для металлизации пленок с толщиной до 15 - 25 мкм, а следовательно и обеспечить существенное повышение удельных емкостей и выхода годных изделий, улучшение качества заготовок и реологических и печатных свойств пасты, а способ, предусматривающий предварительное диспергирование порошка металла в растворителе с последующим загущением пасты, затрудняет получение паст с высокой вязкостью(200 - 250 пз) и формирование отпечатков с размером менее 4 х 2,5 мм, особенно на тонких пленках из-за ухудшения печатных свойств пасты.Наиболее близкими по технической сути к изобретению является электропроводная паста для металлизации необожженной керамики,содержащая порошок токопроводящего компонента, образованного не более чем двумя металлами (Рт, Ро), этилцещшюлозу, терпинеол и скипидар, и способ ее получения, при котором порошок токопроводящето компонента смешивают в жидкой среде и диспергируют в ней до образования однородной суспензии 1 .Эта паста и способ ее получения позволяют улучшить качество изделий и реологические и печатные свойства, а также снизить их себестоимость.Существенным недостатком пасты и способа ее получения является то, что паста не может быть применена для металлизации тонких (10 - 15 мкм) керамических пленок на лоливинилбутиральной или акрилатной связке, а способ ее обеспечивает пасте требуемых для этого реологических и Печатных свойств,в результате чего не достигается дальнейшее улучшение качества (выход Юдных, Удельная емкость и тд.) и снижение себестоимости изделий. Кроме того, паста из-за особенностей компонентного состава и приемов ее получения не может быть применена для изготовления монолитных конденсаторов мокрым способом, т. е. когда поочередно на керамическую пленку наносят через сеткотрафарет металлизационную и диэлектрическую пасты с промежуточной подсушкой наносимых отпечатков, что в сравнении с традиционной (метод литья шликеров) технологией позволяет существенно (до 10 мкм) снизить толщину керамической пленки. Это связано с тем, что в пасте сравнительно высока концентрация терпинеола с высокой растворяющей способноствю по отношению к керамическим пленкам на поливинилбутиральной и акрилатной связках, а также в связи с тем, что в процессе получения и использования пасты имеет место улетучивание скипидара, в результате чего повышается концентрация терпинеола, усиливается растворяющал способность пасты,особеъшо к тонким пленкам, и изменяется состав и реологические свойства пасты. В результате изменения объема электродов при восстановлении Рд увеличивается их усадка при температуре спекания заготовок 1200-14 ООС,что приводит к их деформации и несплошности, приводящих к снижению попадания в номинал емкости, снижению выхода годных и увеличению расхода драгметатшов на единицу емкости. В случае мокрого способа эти недостатки усугубляются, т.к. обрабатываются более тонкие пленки. Кроме того, способ получения пасты не является оптимальным и не позволяет получать толщину вожженного электрода менее 3 мкм. Все это ограничивает возможности пасты и получение более высокого технического результата.Предлагаемая паста и способ ее получения позволяют устранить недостатки известных паст и способов их получения и обеспегшвают достижение более высокого технического результата,закшочающегося в более существенном повышении качества и снижения себестоимости изделий на ее основе путем дальнейшего снижения толшины керамической пленки, улучшения реологических и печатных свойств пасты, повышения удельной емкости и выхода годных заготовок и снижения расхода драгметаллов на единицу емкости.Сущность изобретений заключается в том,что в заявляемой электропроводящей пасте для металлизации необожженной конденсаторной керамики, содержащей порошок токопроводящего компонента, образованною не более, чем двумя ингредиентами, этилцегшюлозу, терпинеол и скипидар, вышеуказанный технический результат обеспечивается тем, что она дополнительно содержит олеиновую кислоту, бензиловый спирт и дибутилфталат, а токопроводящий компонент образован ингредиентами из ряда Аз, Рт, Рс 1, сплав А - Рс 1,М, Со, при этом компоненты содержатся в следующем соотношении, мас.порошок токопроводшцего компонента 52,0 62,0а в способе получения электропроводящей пасты для металлизации необожженной конденсаторной керамики, при котором порошок токопроводящего компонента пасты смешивают с жидкой средой и диспергируют в ней до образования однородной суспензии, вышеуказанный технический результат обеспечивается тем, что жидкую среду приготавливают из терпинеола, скипидара и олеиновой кислоты, а диспергируют до размера агрегатов не более З мкм, затем полученную суспензию отделяют от мелющих тел и добавляют к ней органическое связующее, приготовленное растворением этилцеллюлозы в смеси терпинеола, бензилового спирта и дибутилфталата, после чего пасту перемешивают и загущивают до достижения технологической вязкости.В данном случае более высокий технический результат достигается в результате того,что при заявляемом соотношении компонен тов олеиновая кислотав составе жидкой сре ды способствует более полной дезагрсгаддттт токопроводящего порошка. Бензиновый спирт обеспечивает высокую однородность раствора этилцелшолозы, снижает концентрацию терпинеола и за счет этого снижает растворяющую способность по отношению к керамическим пленкам, а дибутилфталат улучшает реологические и печатные свойства, что способствует улучшению качества отпечатков и заготовок в целом. При этом получение наСТЫ ПУТЕМ СМЕШИВННИЯ ТОКОПРОБОДЯШП ПО рошка в части жидкой среды, включающей олеиновую кислоту, с последующим перемешиванием и загущиванием усиливает преимущества пасты и способствует улучшению ее реологических и печатных свойств. Экс 10перименталъно подтверждено, что предлагаемые компонентные особенности состава пасты и особенности приемов ее получения обеспечивают повышение уделъной емкости, выхода годных и снижение себестоимости изделий в результате дальнейшего снижения толщины металлизируемой пленки, повышения ее качества и заготовок на ее основе, а также снижения расхода драгметаллов на единицу емкости в сравнении с известными решениями аналогичного назначения.Возможность осуществления изобретения подтверждается нижеприведенными сведениями, относящимися к составу пасты,технологическому ее выполнению н к результатам экспериментальной проверки.Предлагаемый способ получения электропроводящей пасты для металлизации необожженной конденсаторной керамики осуществляют следующим образом.Предварительно из взятых в требуемых количествах терщшеола, скшшдара и олеиновой кислоты приготавливают диспергирующую жидкую среду и раствор органического связующего путем растворения эгилцеллюлозы в смеси терпинеола, (скипидара), бензинового спирта и дибутилфталата при температуре 70 - 80 С до получения однородного раствора, которые затем используют для приготовления электропроводящей металлизационной пасты. Для этого 69 71 мас. порошка токопроводящего компонента, образованного из одного или не более, чем двух металлов из ряда Ре,Рт, Аз, сплава А - Ра, М и Со, смешивают с 29 - 31 мас. предварительно приготовленной жидкой средой на основе терпинеола, скипидара и олеиновой кислоты и диспергнруют в ней в течение 24 - 48 час. до образования однородной суспензии и достижения размераагрегатов не более З мкм. Затем получен- уную суспензию отделяют от мелющих тел,добавляют к ней оставшуюся расчетную часть связующего в виде предварительно приготовленного раствора этилцеллюлозы в смеси растворителей, загущают и перемешивают в течение 1 - 2 час до достижения технологической вязкости пасты 200 - 250 пз и содержания токопроводящей фазы 52 - 62. Полученную таким образом пасту используют для металлизации необожженной конденсатор ной керамики на поливинилбутиральной или.акрилатной связках в виде керамических пленок, полученных методом шликерного литья,или при изготовлении многослойных керамических конденсаторов мокрым способом при толщине диэлектрика 10 - 15 вткм, когда осуществляется поочередное нанесение через сеткотрафарет диэлектрической и металлизационных паст на поверхность диэлектрика.конкретными примерами осуществления заявляемой пасты являются следующие ее оптимальные составы, мас.Порошок ттокопроч вопящего компонента, образованного одним шти не более чем двумя металлами из ряда Ре, Рт, Аз, сплава Ад РС, 52 57 62 ЪН и Со этттлцеллюлоза 3,2 2,8 2,4 терпинеол 9,4 7,5 5,6 скипидар 30,8 29,6 27,4 олеиновая гсислота О 6 0,5 0,4 бензиловый спирт 1,8 1,5 ц 1,2 дибутилфталат 1,2 1,1 1,0Свойства пасты, металлизационных отпечатков и конденсаторов на ее основе под тверждаются результатами испытаний.данные о которых приведены в табл. 1. Как следует из табл. 1, заявляемая паста и способ ее получения в сравнении с прототипом по патенту СССР 1801228 позволяют повысить удельную емкость в 1,2 раза, выход годных на 5 - 10, снизить расход драгметаллов на 15 И, и толщину диэлектрика до 10 мкм, что позволяет использовать пасты для формирования электродов при мокром способе изготовления многослойных изделий. Оптимальность состава пасты подтверждается тем, что при введении в ее состав олеиновой кислоты менее минимального количества 0,4 мас. (выход за состав 3) не обеспечивается улучшение диспергирующего ДЕЙСТВИЯ, СИСТЕМЕ металл-жидкая среда структурируется, а при введении олеиновой КИСЛОТЫ БОЛЕЕ МЭКСИМЗЛЬНОГО КОЛИЧЕСТВЕ0,6 мас. (выход за состав 1) создаются ус ловия встречной агрегации частиц. Введение бензинового спирта менее минимального количества 1.2 мас. д (выход за состав 3) затрудняет Лолучеъше однородного раствора этилцеллголозы, а при введении бензилового спирта более максимального количества 1,8 мас. (выход за состав 1) увеличивает растворяющую способность пасты по отношению к керамике. Ди 10 бутилфталат менее минимального количества1 мас. (выход за состав З) ухудшает реологические свойства пасты, их разрешающую способность и четкость отпечатка, а при введении дибутилфталата более максимальногоулучшении реолошческих свойств не отмечается и затрудняется сушка сырых отпечатков.Оптимальность приемов получения пасты подтверждается тем, что при диспергировании20 металла в жидкой среде всех компонентов свя зующего возрастает размер агрегатов до 8 мкм и затрудняется получение однородного раствон ра этилцеллюлозы в связи с увеличением Иркой концентрации раствора, влияющего наЭкспериментально установлено, что оптимальные свойства пасты и изделий достига ются при заявляемом соотношении всех компонентов пасты и приемах способа ееПрактическое применение пасты и способа ее получения при изготовлении многослойных керамических конденсаторов позволяет повысить удельную емкость, выход годных и35 снизить себестоимость изделий за счет умень шения толщины керамических пленок, повышения качества заготовок, улучшения реологических и печатных свойств и снижения расхода металлов на единицу емкости, а также изготавливать конденсаторы более прогрессивным способом.