JPH0650702B2 - Paste composition and method for manufacturing laminated ceramic capacitor - Google Patents
Paste composition and method for manufacturing laminated ceramic capacitorInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、セラミック積層体の製造方法とそれに適用す
るための導体ペースト組成物に関するものである。セラ
ミック積層体としては、積層セラミックコンデンサ等が
挙げられる。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a ceramic laminate and a conductor paste composition for application thereto. Examples of the ceramic laminated body include a laminated ceramic capacitor.
従来の技術 セラミック積層体には、セラミック材料の機能から分類
すると、次の3つが代表的なものである。第1にセラミ
ック材料の絶縁性を利用するセラミック多層基板、2番
目は、誘電性を利用する積層セラミックコンデンサ、さ
らに磁気的性質を利用するチップコイル等が挙げられ
る。特に近年注目を集めているのは、積層セラミックコ
ンデンサへの応用である。2. Description of the Related Art The following three types of ceramic laminated bodies are typical when classified according to the function of the ceramic material. The first is a ceramic multi-layer substrate that utilizes the insulating properties of ceramic materials, and the second is a laminated ceramic capacitor that utilizes the dielectric properties, and a chip coil that utilizes the magnetic properties. In particular, what has been attracting attention in recent years is the application to multilayer ceramic capacitors.
積層セラミックコンデンサは、電極と誘電体磁器組成物
とが層状に構成されているもので、セラミックス作製技
術によって一体化,固体化されるため小型,大容量のも
のがえられる。さらに、電極が内蔵されているので磁気
的誘導成分が少なく高周波用途にも優れた性能を示す。A monolithic ceramic capacitor is one in which electrodes and a dielectric porcelain composition are layered, and since they are integrated and solidified by a ceramics manufacturing technique, a small size and large capacity can be obtained. Furthermore, since the electrodes are built-in, it has few magnetic induction components and exhibits excellent performance in high frequency applications.
またチップ型は、リード線がないため部品実装の際、直
付けが可能で電子機器の小型軽量化への要求にもマッチ
し、今後益々発展が期待される。In addition, the chip type does not have lead wires, so it can be directly mounted when mounting components, and it meets the demand for smaller and lighter electronic devices, and further development is expected in the future.
一方、これら積層体に用いる電極材料としては、Au,
Pt,Pd等の貴金属とW,Ni,Cu等の卑金属が使
用される場合が多い。特にセラミック基板は、この金属
材料に有機バインダ,溶剤を加えてペースト状にしたも
のをアルミナなどの絶縁基板上にスクリーン印刷し、焼
き付けて導体パターンを形成するものである。また、セ
ラミック多層基板ではこれらの導体ペーストの他、絶縁
材料としてのセラミックやガラス粉末を有機バインダを
溶かした溶剤中に分散させたものを用いて多層化する方
法と、前記の絶縁粉末、有機バインダ等からなるグリー
ンシート上に、前記導体ペーストでパターン形成したも
のを積層して多層化する方法がある。これらに使用され
る金属導体材料に注目すると、Au,Ag/Pd、は空
気中で焼成できる反面、貴金属であるためコストが高
い。一方W,Ni,Cuは、卑金属で安価であるが焼成雰囲気
を還元雰囲気か中性の雰囲気で行う必要がある。On the other hand, as electrode materials used for these laminated bodies, Au,
Noble metals such as Pt and Pd and base metals such as W, Ni and Cu are often used. In particular, a ceramic substrate is one in which an organic binder and a solvent are added to this metal material to form a paste, which is screen-printed on an insulating substrate such as alumina and baked to form a conductor pattern. Further, in the ceramic multilayer substrate, in addition to these conductor pastes, a method of forming a multilayer by using ceramics or glass powder as an insulating material dispersed in a solvent in which an organic binder is dissolved, and the above-mentioned insulating powder and organic binder are used. There is a method of laminating a pattern formed of the conductor paste on a green sheet made of, for example, to form a multilayer. Focusing on the metal conductor materials used for these, Au and Ag / Pd can be fired in the air, but are expensive because they are noble metals. On the other hand, W, Ni, and Cu are base metals and inexpensive, but the firing atmosphere must be a reducing atmosphere or a neutral atmosphere.
またW,Moでは、1500℃以上の高温焼成となる。さら
に信頼性の面からAuでは、半田食われが問題となり、
Ag/Pdでは、マイグレーション及び導体抵抗が高い
という問題がある。そして、Cuを用いるためには、窒
素のような中性の雰囲気中で焼成を行う必要があり、ま
たセラミック材料もCuの融点以下で焼結させる必要が
ある。使用できるセラミック材料に限界がある。そのた
め電極材料としてNiを用い、誘電体材料としてBaT
iO3を用いる積層セラミックコンデンサが提案され
た。例えば、特開昭55−67568号公報,特開昭6
1−256968号公報,特開昭60−109104号
公報。しかしNiを使う上でも課題がある。それは、N
i電極による積層コンデンサの焼成は還元雰囲気となり
ペースト中の有機バインダの分解除去が困難となるから
である。これは、窒素中の酸素濃度が低いためバインダ
の分解が起こらず、カーボンの形で残りメタライズ性能
に悪影響を及ぼす。逆に酸素濃度が高いと、Ni電極が
酸化され誘電体中をに拡散して電極として機能しなくな
る。そのため焼成は、窒素雰囲気に若干の水素と酸素を
コントロールしながら供給することが要求される。Further, W and Mo are fired at a high temperature of 1500 ° C or higher. Further, from the viewpoint of reliability, solder erosion becomes a problem with Au,
Ag / Pd has a problem of high migration and high conductor resistance. In order to use Cu, it is necessary to perform firing in a neutral atmosphere such as nitrogen, and it is also necessary to sinter the ceramic material at a melting point of Cu or lower. There are limits to the ceramic materials that can be used. Therefore, Ni is used as the electrode material and BaT is used as the dielectric material.
multilayer ceramic capacitor using the iO 3 has been proposed. For example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 55-67568 and 6
No. 1-256968, JP-A-60-109104. However, there are problems in using Ni. It is N
This is because firing of the multilayer capacitor with the i-electrode creates a reducing atmosphere, and it becomes difficult to decompose and remove the organic binder in the paste. This is because the oxygen concentration in nitrogen is low, so that the binder does not decompose and remains in the form of carbon, which adversely affects the metallization performance. On the contrary, when the oxygen concentration is high, the Ni electrode is oxidized and diffuses in the dielectric, and the Ni electrode does not function as an electrode. Therefore, firing is required to supply while controlling a slight amount of hydrogen and oxygen in a nitrogen atmosphere.
そして、誘電体などのグリーンシート中に含まれる有機
バインダの除去が困難となり、その除去が完全でないと
バインダは、炭化されたまま残り層間にブリスタを発生
させたり、電極−誘電体間のマッチングを悪くさせる要
因となる。Then, it becomes difficult to remove the organic binder contained in the green sheet such as a dielectric, and if the removal is not complete, the binder remains carbonized and causes a blister between the layers, or does not match the electrode-dielectric. It becomes a factor to make it worse.
そこで、このバインダ除去とNiメタライズを両立させ
る方法が提案された。それは、電極の出発原料に酸化ニ
ッケルを用いる方法で、この方法によればあらかじめ空
気中で脱バインダのための熱処理を行い、その後酸化ニ
ッケルを還元して金属Niにし、さらに窒素中で焼成を
行うものである。この方法は、あらかじめ脱バインダを
行い、還元さらに焼成するためNi電極の積層体をうる
には最適な方法である。この酸化ニッケルによる積層化
方法は、特願昭59−269011号、酸化ニッケルペ
ーストは特願昭60−134546号に述べられてい
る。Therefore, a method has been proposed in which the binder removal and the Ni metallization are compatible. In this method, nickel oxide is used as a starting material for the electrode. According to this method, a heat treatment for binder removal is performed in air in advance, then nickel oxide is reduced to metallic Ni, and then firing is performed in nitrogen. It is a thing. This method is the most suitable method for obtaining a laminated body of Ni electrodes because binder removal is performed in advance and reduction and firing are performed. The layering method using nickel oxide is described in Japanese Patent Application No. 59-269011, and the nickel oxide paste is described in Japanese Patent Application No. 60-134546.
発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、次のような解決す
べき課題が明かとなった。それは、上記のようなセラミ
ック積層体において、セラミック材料と酸化ニッケルペ
ーストとの焼成時のマッチング性がセラミック材料の組
成によって異なる点にある。従って、酸化ニッケルペー
ストの組成も積層するセラミック材料によって選択する
必要がある。しかし、従来の酸化ニッケルペーストで
は、焼成時にクラックや、デラミネーションが発生し、
また電極メタライズ性も問題点を有していた。DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention However, with the above-described configuration, the following problems to be solved have become clear. This is because in the ceramic laminate as described above, the matching property between the ceramic material and the nickel oxide paste during firing differs depending on the composition of the ceramic material. Therefore, the composition of the nickel oxide paste must be selected according to the ceramic material to be laminated. However, in the conventional nickel oxide paste, cracks and delamination occur during firing,
In addition, the electrode metallization has a problem.
本発明は上記課題を鑑み、セラミック積層体の作製に対
しセラミック材料とマッチング性が良好で、かつメタラ
イズ性能に富む酸化ニッケルペーストとそれを用いたセ
ラミック積層体の製造方法を提供するものである。In view of the above problems, the present invention provides a nickel oxide paste which has good matching properties with a ceramic material for producing a ceramic laminate and is excellent in metallizing performance, and a method for producing a ceramic laminate using the same.
課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の酸化ニッケルペース
トの組成が、NiO粉末90.0〜99.5重量%に、BaTi
O3,MnO2,Ta2O5,CaO,ZrO2,Y2
O3,Dy2O3,Yb2O3,TlO2より選ばれた
少なくとも1種以上を0.5〜10重量%含有した無機成
分と、少なくとも有機バインダと溶剤よりなる有機ビヒ
クル成分とからなり、セラミック積層体の製造方法が、
空気中での熱処理により有機バインダの除去を行う工程
と、水素中での熱処理により内部電極の還元を行う工程
と、窒素中での熱処理により誘電体と内部電極の焼結を
行う工程とから構成されたものである。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the composition of the nickel oxide paste of the present invention is such that 90.0 to 99.5% by weight of NiO powder and BaTi
O 3 , MnO 2 , Ta 2 O 5 , CaO, ZrO 2 , Y 2
O 3 , Dy 2 O 3 , Yb 2 O 3 , and at least one selected from TlO 2 are contained in an inorganic component containing 0.5 to 10 wt% and an organic vehicle component composed of at least an organic binder and a solvent. The manufacturing method of the laminated body,
Consists of a step of removing the organic binder by heat treatment in air, a step of reducing the internal electrode by heat treatment in hydrogen, and a step of sintering the dielectric and the internal electrode by heat treatment in nitrogen. It was done.
作用 本発明は、セラミック積層体をつくる上で上記した構成
のNiOペーストを用いること、及び前記の製造法によ
り、セラミック材料と良好なマッチング性を得ることが
できるものである。NiOペーストは、NiOの他にB
aTiO3,MnO2,Ta2O5,CaO,Zr
O2,Y2O3,Dy2O3,Yb2O3,TlO2よ
り選ばれた添加物を加えることにより構成される。そし
て、本発明のセラミック積層体として、主に積層セラミ
ックコンデンサ等に適用される。Action The present invention can obtain good matching property with a ceramic material by using the NiO paste having the above-described configuration in forming a ceramic laminate and by the above-mentioned manufacturing method. NiO paste is B in addition to NiO
aTiO 3 , MnO 2 , Ta 2 O 5 , CaO, Zr
It is constituted by adding an additive selected from O 2 , Y 2 O 3 , Dy 2 O 3 , Yb 2 O 3 and TlO 2 . The ceramic laminated body of the present invention is mainly applied to laminated ceramic capacitors and the like.
一般に積層セラミックコンデンサに使用される基板材料
は、ニッケルの融点(1455℃)以下で、かつ還元雰
囲気中で焼結させる必要性から、主にBaTiO3の誘
電体材料に耐還元性を付与する添加物を加えたものであ
る。In general, a substrate material used for a monolithic ceramic capacitor has a melting point of nickel (1455 ° C.) or less, and it is necessary to sinter in a reducing atmosphere. Therefore, an additive that mainly imparts reduction resistance to a BaTiO 3 dielectric material is added. It is a thing with things added.
すなわち、BaOの一部を同じ2価のアルカリ土類金属
酸化物であるSrO,CaO,MgO等で置換したもの
が低酸素分圧下の焼成でも半導体化せず電気絶縁性に優
れた性質を示すというものである。そして、これらの積
層セラミックコンデンサの誘電体材料組成物に対して本
発明のNiOペーストは、前記の添加物を加えることで
基板材料との濡れ性,反応性を高めることができ、Ni
と積層体組成物との一体化に適している。That is, a part of BaO substituted with SrO, CaO, MgO, etc., which are the same divalent alkaline earth metal oxides, does not become a semiconductor even when fired under a low oxygen partial pressure, and exhibits excellent electrical insulation properties. That is. The NiO paste of the present invention can enhance the wettability and reactivity with the substrate material by adding the above-mentioned additive to the dielectric material composition of these laminated ceramic capacitors.
Is suitable for integration with the laminate composition.
また積層体の製造法の概要は、本発明のNiOペースト
とセラミック材料による生積層体を形成(主にセラミッ
ク組成物のグリーンシートとNiOペーストによる印刷
と積層される。)し、空気中での熱処理で脱バインダを
行う。導体の出発原料にNiOを用いる理由はまさにこ
の点にある。すなわち本工程では、積層体中の有機バイ
ンダのみが除去され内部のNiOや他の添加物は何の反
応も、焼結も起こらない。つぎに低温でセラミック材料
を還元せずにNiOのみを還元する。(望ましくは、2
00〜300℃の水素雰囲気)さらに窒素雰囲気での焼
成でセラミック材料と導体材料の焼結を行う。(望まし
くは、1200〜1300℃程度) 導体層のNiO粉は脱バインダ時において、大きな焼結
反応が起こらない反面、還元時にNi金属となり著しい
体積収縮が起こる。そのため、NiO粉のみの導体組成
では、Niの収縮が大きすぎるため電極とセラミック層
間に隙間が生じたり、セラミック層にクラックが生じる
原因となる。しかし本発明のNiO組成物では上記のよ
うな問題が起こらない。つまり、添加物は、焼結温度付
近でセラミック材料と反応し、さらに他の添加物を同時
に添加することで電極層の焼結収縮がセラミックのそれ
と大差なくなる。その結果良好なメタライズ性能が得ら
れる。また、NiO粉の量に対して総添加物量が0.5重
量%以下では、良好なメタライズ性が得られず、逆に1
0重量%以上では、導体層の収縮が小さすぎるため焼結
体とのマッチング性が悪くなる。望ましくは、添加物が
1〜5重量%が良い。In addition, the outline of the method for manufacturing the laminate is to form a green laminate of the NiO paste of the present invention and a ceramic material (mainly a green sheet of the ceramic composition and printing with the NiO paste are laminated), and then perform the lamination in air. The binder is removed by heat treatment. This is the reason why NiO is used as the starting material of the conductor. That is, in this step, only the organic binder in the laminated body is removed, and NiO and other additives inside do not cause any reaction or sintering. Next, at low temperature, only NiO is reduced without reducing the ceramic material. (Desirably 2
(Hydrogen atmosphere at 00 to 300 ° C.) Further, the ceramic material and the conductor material are sintered by firing in a nitrogen atmosphere. (Preferably about 1200 to 1300 ° C.) The NiO powder of the conductor layer does not undergo a large sintering reaction during binder removal, but it becomes Ni metal during reduction and undergoes significant volume shrinkage. Therefore, with a conductor composition containing only NiO powder, the shrinkage of Ni is too large, which may cause a gap between the electrode and the ceramic layer or a crack in the ceramic layer. However, the NiO composition of the present invention does not cause the above problems. That is, the additive reacts with the ceramic material in the vicinity of the sintering temperature, and when other additives are added at the same time, the sintering shrinkage of the electrode layer is almost the same as that of the ceramic. As a result, good metallization performance can be obtained. Further, when the total amount of the additives is 0.5% by weight or less with respect to the amount of NiO powder, good metallizing properties cannot be obtained, and conversely 1
When it is 0% by weight or more, the shrinkage of the conductor layer is too small, and the matching property with the sintered body is deteriorated. Desirably, the amount of the additive is 1 to 5% by weight.
実施例 以下本発明の一実施例の積層セラミックコンデンサにつ
いて、図面を参照しながら説明する。第1図は本発明の
第一の実施例における積層セラミックコンデンサの概要
図を示すものである。第1図において、1は内部電極ニ
ッケル層、2はセラミック誘電体材料、3は外部電極C
u層である。以上のように構成された積層セラミックコ
ンデンサについて、以下詳細に説明する。Example A multilayer ceramic capacitor according to an example of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of a monolithic ceramic capacitor according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a nickel layer for an internal electrode, 2 is a ceramic dielectric material, and 3 is an external electrode C.
It is the u layer. The multilayer ceramic capacitor configured as described above will be described in detail below.
誘電体材料の組成及びグリーンシートの組成は第1表に
示す通りである。The composition of the dielectric material and the composition of the green sheet are as shown in Table 1.
誘電体組成 {Bam(Til-xZrx)O2+m}l-q-s+{MnO2}q+{Dy2O3}s m=1.01 x=0.1 q=0.02 s=0.005 まず、本発明にかかる誘電体材料は、 {Bam(Til-xZrx)O2+m}をベースとし他に{Mn
O2〕,{Dy2O3}を加えたものを使用した。平均
粒径は、1.5μmで、誘電体はあらかじめBa(Ti,
Zr)O3を作製し(BaO,ZrO2,TiO2を1
200℃で仮焼する。)、後に他の成分を加えて再度仮
焼(約1000℃)、粉砕して得たものである。この誘
電体を無機成分として、有機バインダにはポリビニルブ
チラール、可塑剤としてDBP、溶剤としてトルエンと
エタノールの混合液を用いてスラリーとした。このスラ
リーをドクターブレード法で、有機フィルム上に造膜し
グリーンシートとした。乾燥後の膜厚は、約30μmで
あった。 Dielectric composition {Ba m (Ti lx Zr x ) O 2 + m } lq-s + {MnO 2 } q + {Dy 2 O 3 } s m = 1.01 x = 0.1 q = 0.02 s = 0.005 First, according to the present invention. Such a dielectric material is based on {Ba m (Ti lx Zr x ) O 2 + m }
O 2 ], {Dy 2 O 3 } was used. The average particle size is 1.5 μm, and the dielectric is Ba (Ti,
Zr) O 3 was prepared (BaO, ZrO 2 , TiO 2
Calcination at 200 ° C. ), After which other components were added, and the mixture was calcined again (about 1000 ° C.) and pulverized. This dielectric was used as an inorganic component, polyvinyl butyral as an organic binder, DBP as a plasticizer, and a mixed liquid of toluene and ethanol as a solvent to form a slurry. This slurry was formed into a green sheet by a doctor blade method on an organic film. The film thickness after drying was about 30 μm.
次に、酸化ニッケルペーストの作成方法について説明す
る。Next, a method for producing the nickel oxide paste will be described.
酸化ニッケル粉は、平均粒径1.0μmのものを用い、他
にBaTiO3,MnO2,Ta2O5,CaO,Zr
O2,Y2O3,Dy2O3,Yb2O3,TlO2を
それぞれ用いて第2表に示すような無機組成とした。次
に、有機成分のビヒクル組成は、溶剤としてテルピネオ
ールを用い、バインダであるエチルセルロースを溶かし
たものを用いた。この有機ビヒクルと前記の無機組成物
を三段ロールにて混練しペーストとした。第2表にこの
酸化ニッケルペーストの無機組成を示す。As the nickel oxide powder, one having an average particle size of 1.0 μm is used. In addition, BaTiO 3 , MnO 2 , Ta 2 O 5 , CaO, Zr is used.
O 2 , Y 2 O 3 , Dy 2 O 3 , Yb 2 O 3 and TlO 2 were used to obtain an inorganic composition as shown in Table 2. Next, as the vehicle composition of the organic component, terpineol was used as a solvent, and ethyl cellulose as a binder was dissolved. This organic vehicle and the above inorganic composition were kneaded with a three-stage roll to form a paste. Table 2 shows the inorganic composition of this nickel oxide paste.
次に、積層コンデンサの製造方法について説明する。 Next, a method of manufacturing the multilayer capacitor will be described.
前記NiOペーストを前記の誘電体グリーンシート上
に、スクリーン印刷して内部電極パターンを形成した。
同様にして作製した電極形成済みグリーンシートを、対
向電極として構成されるように6枚重ねて積層し、熱プ
レスで80℃−120Kg/cm2の圧力で張り合わせた。The NiO paste was screen-printed on the dielectric green sheet to form an internal electrode pattern.
Six green sheets with electrodes formed in the same manner were laminated so as to constitute a counter electrode, and laminated with a hot press at a pressure of 80 ° C.-120 Kg / cm 2 .
そして、焼成後の寸法が1.6×3.2mmとなるように収縮率
を考慮して切断した。電極の有効面積は、2.88mm2(1.2
×2.4mm)であり、誘電体の有効総数は5層、誘電体層の
厚みは焼成後で約20μmである。次に、この未焼結積
層体の脱バインダを行う。本実施例に使用した誘電体グ
リーンシートの有機バインダ及びNiOペースト中の有
機バインダは、それぞれブチラール樹脂、エチルセルロ
ースである。したがって、空気中の熱処理で分解除去を
行うためには、その分解性から300℃以上の温度が必
要である。尚、脱バインダの温度は、バインダが分解す
る温度以上であれば良いが、必要以上の高温で行うと酸
化ニッケルの誘電体への拡散性が多くなり誘電特性を悪
くする。また脱バインダの温度条件の決定は、あらかじ
め有機バインダの熱分析の結果に基づいて行うべきもの
であるが、本実施例での検討の結果、300℃〜800
℃の温度が良好である。なお本脱バインダ工程での保持
時間は2時間で、昇温,降温スピードは100(℃/時
間)で行った。Then, cutting was performed in consideration of the shrinkage ratio so that the dimension after firing was 1.6 × 3.2 mm. The effective area of the electrode is 2.88 mm 2 (1.2
X 2.4 mm), the effective total number of dielectric layers is 5, and the thickness of the dielectric layers is about 20 μm after firing. Next, the unsintered laminate is debindered. The organic binder of the dielectric green sheet and the organic binder in the NiO paste used in this example are butyral resin and ethyl cellulose, respectively. Therefore, in order to decompose and remove by heat treatment in air, a temperature of 300 ° C. or higher is required due to its decomposability. It should be noted that the temperature of the binder removal may be higher than the temperature at which the binder decomposes, but if it is performed at an unnecessarily high temperature, the diffusivity of nickel oxide into the dielectric increases and the dielectric properties deteriorate. Further, the temperature condition of the binder removal should be determined in advance based on the result of the thermal analysis of the organic binder, but as a result of the examination in this example, 300 ° C. to 800 ° C.
The temperature of ° C is good. The holding time in this binder removal step was 2 hours, and the temperature rising / falling speed was 100 (° C./hour).
次に還元工程では、バッチ式の電気炉において、水素1
00%の雰囲気で100℃〜400℃の範囲で各温度5
時間保持して検討した。その結果(脱バインダ温度は7
00℃)金属ニッケルへの還元は、150℃以上で充分
起こっているのがわかる。それ以下では、酸化ニッケル
のままで存在するので電極として機能せず誘電特性が得
られない。逆に、350℃以上では、誘電体成分が還元
され誘電体が灰色を呈する。誘電体中に金属が存在する
と誘電特性が得られない。従って還元の温度は、150
から350℃が適している。次に焼成工程を説明する。Next, in the reduction step, hydrogen 1
Each temperature 5 in the range of 100 ° C to 400 ° C in the atmosphere of 00%
I kept it for a while and examined it. As a result (the binder removal temperature is 7
It can be seen that the reduction to (00 ° C.) metallic nickel occurs sufficiently at 150 ° C. or higher. Below that, since nickel oxide remains as it is, it does not function as an electrode and dielectric characteristics cannot be obtained. On the contrary, at 350 ° C. or higher, the dielectric component is reduced and the dielectric becomes gray. If a metal is present in the dielectric, the dielectric properties cannot be obtained. Therefore, the reduction temperature is 150
From 350 to 350 ° C is suitable. Next, the firing process will be described.
焼成は、管状の電気炉で窒素と水素の雰囲気で実施し
た。このとき管状炉内の雰囲気を、ジルコニア式酸素濃
度計でモニターしながら金属ニッケルと酸化ニッケルの
平行酸素分圧以下の酸素分圧と成るように窒素と水素の
流量をコントロールした。The firing was carried out in an atmosphere of nitrogen and hydrogen in a tubular electric furnace. At this time, while monitoring the atmosphere in the tubular furnace with a zirconia oxygen concentration meter, the flow rates of nitrogen and hydrogen were controlled so that the oxygen partial pressure was equal to or lower than the parallel oxygen partial pressure of metallic nickel and nickel oxide.
その結果、1200〜1350℃で良好な性能を示し
た。なお、積層コンデンサの評価は、積層コンデンサの
端子部に外部電極用のCuペーストを塗布して、900
℃(窒素中)で10分の保持時間でメッシュベルト炉で
焼き付けたもので行った。このときの焼成雰囲気は、1
〜2ppmの酸素濃度であった。As a result, good performance was shown at 1200 to 1350 ° C. The multilayer capacitor was evaluated by applying Cu paste for external electrodes to the terminal portion of the multilayer capacitor,
It was carried out by baking in a mesh belt furnace with a holding time of 10 ° C. (in nitrogen) for 10 minutes. The firing atmosphere at this time is 1
The oxygen concentration was ˜2 ppm.
標準条件(脱バインダは、700℃、還元は、250
℃、焼成は、1250℃)におけるNiOペーストの評
価結果を第3表に示す。Standard conditions (700 ° C for binder removal, 250 for reduction)
Table 3 shows the evaluation results of the NiO paste at 1250 ° C and firing.
第3表から、添加物が0.5%以下では、デラミネーショ
ンが発生し易く、それ以上では、有効な誘電性やマッチ
ングが得られている。また、10%以上では、逆にデラ
ミネーションが多く発生し有効ではない。 From Table 3, delamination is likely to occur when the content of the additive is 0.5% or less, and effective dielectric properties and matching are obtained when the content is more than 0.5%. On the other hand, if it is 10% or more, delamination is often generated, which is not effective.
発明の効果 以上のように本発明は、NiO粉末90.0〜99.5重量%
に、BaTiO3,MnO2,Ta2O5,CaO,Z
rO2,Y2O3,Dy2O3,Yb2O3,TlO2
より選ばれた少なくとも1種以上を0.5〜10重量%含
有したペースト組成物を用いることにより、セラミック
積層体の作製の際、セラミック材料とマッチング性に富
む、良好な積層体が得られる。As described above, according to the present invention, the NiO powder is 90.0 to 99.5% by weight.
In addition, BaTiO 3 , MnO 2 , Ta 2 O 5 , CaO, Z
rO 2 , Y 2 O 3 , Dy 2 O 3 , Yb 2 O 3 , TlO 2
By using the paste composition containing 0.5 to 10% by weight of at least one selected from the above, it is possible to obtain a good laminate having excellent matching properties with the ceramic material when the ceramic laminate is produced.
また、積層体の製造方法が、空気中での熱処理による脱
バインダ工程と、水素中での熱処理による還元工程と、
窒素中での焼成工程とから構成されるもので、これによ
り雰囲気コントロールが容易で、信頼性に富むNiメタ
ライズが可能となった。In addition, the method for manufacturing a laminate includes a binder removal step by heat treatment in air, a reduction step by heat treatment in hydrogen,
It is composed of a firing process in nitrogen, which makes it possible to easily control the atmosphere and achieve reliable Ni metallization.
これによきわめて良好な積層セラミンクコンデンサが得
られるものである。This makes it possible to obtain a very good laminated ceramink capacitor.
第1図は本発明の第一の実施例における積層セラミック
コンデンサの概略図である。 1……内部電極層、2……誘電体材料、3……外部電極
層。FIG. 1 is a schematic diagram of a monolithic ceramic capacitor according to a first embodiment of the present invention. 1 ... Internal electrode layer, 2 ... Dielectric material, 3 ... External electrode layer.
Claims (6)
2,Y2O3,Dy2O3,Yb2O3,TO2より
選ばれた少なくとも1種以上を0.5〜10重量%含有し
た無機成分と、少なくとも有機バインダと溶剤よりなる
有機ビヒクル成分を備えたことを特徴とするペースト組
成物。To 1. A NiO powder from 90.0 to 99.5 wt%, BaTiO 3, MnO 2, Ta 2 O 5, CaO, ZrO
2 , Y 2 O 3 , Dy 2 O 3 , Yb 2 O 3 , an inorganic component containing 0.5 to 10% by weight of at least one selected from TO 2 and an organic vehicle component including at least an organic binder and a solvent. A paste composition comprising:
積層セラミックコンデンサの製造方法であって、内部電
極ペースト組成物がNiO粉末90.0〜99.5重量%に、B
aTiO3,MnO2,Ta2O5,CaO,Zr
O2,Y2O3,DyO3,Yb2O3,TO2より
選ばれた少なくとも1種類以上を0.5〜10重量%含有
した無機成分と、少なくとも有機バインダと溶剤よりな
る有機ビヒクル成分とからなり、空気中での熱処理によ
り有機バインダの除去を行う工程と、水素中での熱処理
により内部電極の還元を行う工程と、窒素中での熱処理
により誘電体と内部電極の焼結を行う工程とからなるこ
とを特徴とする積層セラミックコンデンサの製造方法。2. A method of manufacturing a laminated ceramic capacitor comprising BaTiO 3 powder as a main component of a dielectric material, wherein the internal electrode paste composition comprises 90.0-99.5% by weight of NiO powder and B
aTiO 3 , MnO 2 , Ta 2 O 5 , CaO, Zr
From an inorganic component containing 0.5 to 10% by weight of at least one selected from O 2 , Y 2 O 3 , DyO 3 , Yb 2 O 3 , and TO 2 , and an organic vehicle component composed of at least an organic binder and a solvent. And a step of removing the organic binder by heat treatment in air, a step of reducing the internal electrode by heat treatment in hydrogen, and a step of sintering the dielectric and the internal electrode by heat treatment in nitrogen. A method of manufacturing a monolithic ceramic capacitor, comprising:
温度範囲で行うことを特徴とする請求項(2)記載の積層
セラミックコンデンサの製造方法。3. The method for producing a monolithic ceramic capacitor according to claim 2, wherein the organic binder is removed in a temperature range of 300 to 800 ° C.
で行うことを特徴とする請求項(2)記載の積層セラミッ
クコンデンサの製造方法。4. The method for producing a monolithic ceramic capacitor according to claim 2, wherein the reduction heat treatment is performed in a temperature range of 150 to 350 ° C.
囲であることを特徴とする請求項(2)記載の積層セラミ
ックコンデンサの製造方法。5. The method for producing a monolithic ceramic capacitor according to claim 2, wherein the firing temperature is in the temperature range of 1150 to 1350 ° C.
2-m}l-q-s+{MnO2}q+{X}sで表され、XがYb2O3,D
y2O3,TO2のうち少なくとも1種以上からな
り、m,x,q,sが次の範囲にあることを特徴とする
請求項(2)記載の積層セラミックコンデンサの製造方
法。 0.98 ≦ m ≦ 1.02 0 ≦ x ≦ 0.2 0.005 ≦ q ≦ 0.05 0.001 ≦ s ≦ 0.026. The composition formula of the dielectric composition is {Ba m (Ti lx Zr x ) O.
2-m } lq-s + {MnO 2 } q + {X} s , where X is Yb 2 O 3 , D
The method for producing a monolithic ceramic capacitor according to claim (2), which comprises at least one of y 2 O 3 and TO 2 and m, x, q, and s are in the following ranges. 0.98 ≤ m ≤ 1.02 0 ≤ x ≤ 0.2 0.005 ≤ q ≤ 0.05 0.001 ≤ s ≤ 0.02
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1184067A JPH0650702B2 (en) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | Paste composition and method for manufacturing laminated ceramic capacitor |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP1184067A JPH0650702B2 (en) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | Paste composition and method for manufacturing laminated ceramic capacitor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0348414A JPH0348414A (en) | 1991-03-01 |
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| US5335139A (en) * | 1992-07-13 | 1994-08-02 | Tdk Corporation | Multilayer ceramic chip capacitor |
-
1989
- 1989-07-17 JP JP1184067A patent/JPH0650702B2/en not_active Expired - Fee Related
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