多层陶瓷电子元件及其制备方法和安装有多层陶瓷电子元件的电路板的制作方法_3

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好的金属颗粒作为第二导体的情况是较为出色的。
[0082] 并且,在所述第二导体由碳纳米管构成的情况下,通过在所述第一导体之间安置 碳纳米管可以形成导电通道(conductive channel),因此,可以增加隧道效应,从而降低 ESR。
[0083] 根据本发明的一种【具体实施方式】,导电树脂层132可以含有第一导体32a、碳纳米 管32b和基体树脂32c,并且以该导电树脂层的总体积为基准,可以具有所述第一导体的含 量为约 33-60vol%。
[0084] 在所述第一导体为金属颗粒的情况下,以该导电树脂层的总体积为基准,所述导 电树脂层可以具有的金属颗粒的含量为约33-60vol%。
[0085] 在第一导体的含量少于约33V〇l%的情况下,由于导体间间距的增加可以增加导 电树脂层的电阻,而且在第一导体的含量大于约60v 〇l%的情况下,由于导电树脂层中基体 树脂的含量降低可以降低导电树脂层到电极层的粘合力。
[0086] 根据本发明的【具体实施方式】,导电树脂层132可以含有的基体树脂32c的量约 为38-65vol %。在所述基体树脂的含量少于约38vol %的情况下,所述导电树脂层到电 极层的粘合力可以降低,而在所述基体树脂的含量大于约65vol %的情况下,所述导电树 脂层的电阻可以增加,并且在所述导电树脂层上形成所述镀层时,可以发生非电镀现象 (non-plating phenomenon),其中在所述导电树脂层表面上不均匀地形成镀层。
[0087] 根据本发明的【具体实施方式】,导电树脂层132可以具有的碳纳米管32b的含量 为约0.5-lOvol%。换句话说,被所述碳纳米管占据的所述导电树脂层的体积可以为约 0· 5-10vol%。
[0088] 更详细地,导电树脂层132可以具有的碳纳米管32b的含量为约0. 55-9. 88vol %。
[0089] 当以约KTC/min的速度且在氮气和氢气气氛下(99wt. %的N2和Iwt. %的 H2)将所述多层陶瓷电子元件的温度从室温升至约900°C进行加热测试(热分解)根据 本发明的一种【具体实施方式】的所述多层陶瓷电子元件时,该多层陶瓷电子元件的重量 可以减少约0. 33-2. 19wt%,所述多层陶瓷电子元件包括具有碳纳米管32b的含量为约 0. 55-9. 88vol %的导电树脂层132。
[0090] 在所述导电树脂层中含有的所述碳纳米管的量小于约0. 5v〇l%的情况下,并不会 显著地存在降低ESR的效应。在所述碳纳米管的量大于约IOvol %的情况下,所述碳纳米管 完好颗粒的部分将增加,从而由于在所述电极层和导电树脂层间的分界面处,与电极层接 触的基体树脂的面积降低,减弱了所述电极层和导电树脂层间的粘合力。
[0091] 根据本发明的一种【具体实施方式】,导电树脂层132可以含有体积比为约 100:1-100:20的基体树脂32c和碳纳米管32b。换句话说,所述导电树脂层中含有的基体 树脂和碳纳米管的体积比可为约100:1-100:20 (基体树脂:碳纳米管)。详细地说,所述导 电树脂层中含有的碳纳米管和基体树脂的体积比可以为约1/100-1/5。
[0092] 当所述多层陶瓷电子元件中的导电树脂层132含有基体树脂:碳纳米管的体积比 为约100:1-100:20的基体树脂32c和碳纳米管32b,并以约KTC /min的速度且在氮气和 氢气气氛下(99wt. %的N2和Iwt. %的H2)将所述多层陶瓷电子元件的温度从室温升至约 900°C从而对所述多层陶瓷电子元件进行加热测试(热分解)时,将所述多层陶瓷电子元件 的重量下降率定义为A,以及,当将含有与根据本发明的这种【具体实施方式】的多层陶瓷电子 元件同样比例的第一导体和基体树脂但不含有第二导体的对比电子元件以约KTC /min的 速度且在氮气和氢气气氛下(99wt. %的N2和Iwt. %的H2)将温度从室温升至约900°C时, 将该对比电子元件的重量下降率定义为B,在这种情况下,A/B可为约1. 43-9. 52。
[0093] 在所述导电树脂层中含有的基体树脂和碳纳米管的体积比小于约100:1的情况 下,换句话说,在碳纳米管和基体树脂的体积比小于约1/100的情况下,增加所述导电通道 的效应可能不会高,从而降低ESR的效应可能微乎其微。
[0094] 在所述导电树脂层中含有的基体树脂和碳纳米管的体积比大于约100:20的情 况下,换句话说,在碳纳米管和基体树脂的体积比大于约1/5的情况下,由于具有相对较 小尺寸的碳纳米管的颗粒部分的增加,包围所述碳纳米管的基体树脂部分可能增加,而与 所述电极层接触的基体树脂的面积可能降低。因此,在所述电极层和导电树脂层的分界 面处的粘合力可能降低,从而导致所述电极层和导电树脂层间的分层缺陷(delamination defect)或胶带测试缺陷(tape test defect)。
[0095] 所述胶带测试缺陷是指当具有指定级别或更高的粘合力的胶带附着到所述导电 树脂层,然后再从该导电树脂层分离去时,所述导电树脂层将与所述电极层分离。
[0096] 图5是说明根据实施例的多层陶瓷电子元件和对比例的多层陶瓷电子元件的加 热测试(热分解)结果的曲线图。
[0097] 在图5中所示的热分解中,在根据本发明的一种【具体实施方式】的多层陶瓷电 子元件中(下文中,图5中被称为实施例并以"包含CNT (INCLUSION OF CNT (carbon nanotubes)) "表示),所述导电树脂层含有作为第一导体的铜颗粒、基体树脂和碳纳米管, 体积比为约44. 5:54. 0:1. 485 (铜颗粒:基体树脂:碳纳米管),而在根据对比例的多层陶瓷 电子元件中(下文中,在图5中以"不包含CNT(NON-INCLUSION OF CNT) "表示),其他组分 和根据本发明的一种【具体实施方式】的多层陶瓷电子元件的组成相同,但是导电树脂层不含 有碳纳米管,而是,含有作为第一导体的铜颗粒和基体树脂,体积比为约44. 5:54.0(铜颗 粒:基体树脂)。
[0098] 以约KTC /min的速度且在氮气和氢气气氛下(99wt. %的N2和Iwt. %的H2)将 多层陶瓷电子元件的温度从室温升至约900°C从而对实施例和对比例中的多层陶瓷电子元 件进行加热测试(热分解)。
[0099] 如图5中所示,可以理解的是在进行加热测试(热分解)后,实施例中的多层陶 瓷电子元件的重量降低了约〇.5wt. %,而对比例中的多层陶瓷电子元件的重量降低了约 0. 23wt. %。
[0100] 此外,如图5中所示,可以理解的是实施例中的多层陶瓷电子元件的加热测试(热 分解)行为曲线图具有拐点(inflection point) (I.P),且该拐点显示在约400°C。
[0101] 如在本发明的一种【具体实施方式】中,当所述导电树脂层中含有体积比为约 100:1-100:20的基体树脂和碳纳米管时,所述拐点可能出现在所述多层陶瓷电子元件的加 热测试(热分解)行为曲线图的约300-500°C的区域中。
[0102] 图6A为说明本发明的部件之一,即碳纳米管结构的简图,以及图6B为本发明的部 件之一,即碳纳米管的示意图。
[0103] 如图6A中所示,所述碳纳米管,根据本发明的多层陶瓷电子元件的成分,可以作 为导体,其中由6个碳组成的六边形相互连接从而形成管状。
[0104] 碳纳米管32b可以具有弹性,并且图6B简要地展示了将所述碳纳米管安置为线 性。没有必要如图3中所示将所述碳纳米管安置在所述导电树脂层中,而是可以自由地安 置为具有直线或曲线的形式。
[0105] 更详细地,碳纳米管32b可以包括单层碳纳米管(single-walled carbon nanotube)和多层碳纳米管(multi-walled carbon nanotube)中的至少一种。
[0106] 基体树脂32c可以为热固性树脂,包括环氧树脂,但并不限于此。
[0107] 所述导电树脂层可以形成在所述电机层上,并用于防止镀液渗透进入电机层和陶 瓷体中,并且可以吸收从外界施加的物理冲击以保护多层陶瓷电子元件。
[0108] 然而,由于所述导电树脂层含有基体树脂,相比于电极层,一种烧结型电极,所述 导电树脂层可以具有相对较低的电导率。
[0109] 更详细地,在所述导电树脂层中,因为通过分散在基体树脂中的导体间的接触或 隧道效应产生电流,当树脂的含量增加,ESR可以增加。
[0110] 在降低所述导电树脂层中含有的基体树脂的含量并增加导体含量的情况下,ESR 值可能稍微地降低,但是吸收外部冲击和防止镀液渗透的功能可能降低。
[0111] 然而,根据本发明,由于所述导电树脂层含有所述碳
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