多层陶瓷电容器(MLCC)电子浆料中的混合溶剂及其对有机载体性能的影响

因为在氮气氛中烧结的多层陶瓷电容器中使用的铜端膏会导致有机载体的残碳，从而导致电极导电性降低和报废率高。为了在烧结过程中不留下残留物，应该提高溶剂和增稠剂的相容性，因为它对有机载体的分级挥发和碳残留有重要影响。在这项工作中，我们华林科纳比较了不同溶剂的挥发性，并将几种溶剂按一定比例混合，以制备聚丙烯酸酯树脂的有机载体。通过改变不同组分的比例，有效地调节了混合溶剂的分级挥发性和溶解度参数，用热重分析仪测量了树脂和有机载体的热重曲线，研究了溶解度参数对树脂在溶剂中溶解性和有机载体残留量的影响。结果表明，不同溶剂的混合可以实现溶剂的分级挥发；混合溶剂与聚丙烯酸酯树脂的溶解度参数越接近，有机载体的特性粘度越高，聚丙烯酸酯树脂热分解残留物越低。有机载体的低残留烧结可以通过使用具有分级挥发性和近似溶解度参数的混合溶剂作为树脂来实现。

随着市场对多层陶瓷电容器（MLCC）的需求不断增加，电子信息产品对MLCC的要求往往是高频、低功耗、小型化、优越的储能和低成本。值得一提的是，铜端电子浆料由导电相（铜）、键合相（玻璃或氧化物晶体）和有机载体三种主要成分组成。有机载体由有机溶剂和增稠剂组成，其中有机溶剂占65-98%。此外，聚丙烯酸酯树脂通常用作有机载体中的增稠剂，有机载体的烧结残留物主要取决于聚丙烯酸酯树脂增稠剂在溶剂中的热降解。目前，导电性较好的Cu电极已取代贵金属电极成为主流电极材料，但由于Cu的氧化特性，烧结只能在氮气中进行。氮气氛下烧结铜端浆料产生的残炭对基底金属内电极多层陶瓷电容器（BME-MLCC）有机载体成分的选择提出了很大的挑战。增稠剂在有机载体中的残留率是决定电极导电性的关键因素。导电膜中残留的碳将极大地影响膜的导电性。关于烧结气氛、温度、速率和时间对导电性的影响已有大量研究，但增稠剂的热降解特性对残炭的影响尚不清楚，而增稠剂是MLCC中应用的有机载体的主要成分。因此，根据混合溶剂与增稠剂的互溶性关系，开发选择具有分级挥发性的混合溶剂和制备极低残留有机载体的方法具有现实意义。

有机载体通常由溶剂、增稠剂、表面活性剂、触变剂和其他添加剂组成。有机溶剂是有机载体的主要成分，约占有机载体总质量的65%-98%。它应该快速溶解增稠剂，具有良好的溶解性和高沸点，以避免在制备有机载体时挥发。混合溶剂的有机载体可以调节挥发特性，在低温下实现不挥发，而在干燥温度下实现分级挥发。同时，它可以提高浆料的粘度和流动性，增强浆料的稳定性和可印刷性。此外，合理选择混合溶剂还可以提高增稠剂的溶解度和铜的润湿性，大大提高电子浆料在MLCC中的性能。

将不同沸点的溶剂相结合是调节挥发的有效方法。这可归因于混合溶剂的分压。根据亨利定律，在一定的温度和平衡状态下，混合溶剂的相对含量决定了蒸汽压的相对比例。在热挥发之前，四种混合溶剂的比例是一致的。在T-DMF和T-CAC的热挥发过程中，两种低沸点溶剂（DMF和CAC）在低温下会优先挥发，而T在低温下挥发较少。不同的挥发速率导致T与DMF和CAC的相对比例在挥发一段时间后增加，T的分压增加，而DMF和ACA的分压降低，这将导致T的更多挥发。对于T-DGBE和T-DBAC，T是低沸点的组分，主要在开始时挥发。随着分压的变化，DGBE和DBAC的挥发会增加。因此，适当比例的混合溶剂可以实现分级挥发，避免挥发不均。

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审核编辑：汤梓红