JP2002348603A

JP2002348603A - 金属粉末の製造方法、金属粉末、導電性ペーストおよび積層セラミック電子部品

Info

Publication number: JP2002348603A
Application number: JP2001154729A
Authority: JP
Inventors: Takanori Nakamura; 孝則中村
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-05-24
Filing date: 2001-05-24
Publication date: 2002-12-04

Abstract

(57)【要約】【課題】微粒でありながら、焼結開始温度をより高温
側にシフトさせることができ、そのため、急峻な焼結収
縮を抑制できる金属粉末を提供する。【解決手段】たとえば水素ガスを含む不活性ガス中で
の、熱プラズマ、アークプラズマまたは高周波放電によ
って、ニッケル金属およびアルミニウム金属、またはこ
れら金属の合金を蒸発させたり、あるいは、ニッケル化
合物およびアルミニウム化合物を加熱蒸発させた後、気
相中で水素還元したりすることによって、ニッケル元素
およびアルミニウム元素を含む混合気体を作製し、次い
で、蒸発したニッケル元素およびアルミニウム元素を冷
却固化することによって、ニッケルを核として、その周
囲にアルミニウムが存在する金属粉末を得る。この金属
粉末は、アルミニウムの存在によって、焼成時の収縮開
始温度が高温側にシフトし、急峻な焼結収縮が抑制され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、金属粉末の製造
方法、この製造方法によって得られた金属粉末、この金
属粉末を含む導電性ペースト、およびこの導電性ペース
トをもって構成された積層セラミック電子部品に関する
もので、特に、金属粉末の微粒化を図るとともに焼結性
の制御を可能とするための改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】積層セラミックコンデンサのような積層
セラミック電子部品の内部導体を形成するため、導電性
ペーストが用いられる。導電性ペーストは、導電成分と
なる金属粉末を含有している。

【０００３】上述した金属粉末としては、積層セラミッ
ク電子部品の製品コストの低減のため、コバルト、ニッ
ケル、銅などの卑金属からなる粉末が用いられている
が、コストの点ばかりでなく、耐酸化性の点を考慮し
て、ニッケル粉末が用いられることが多い。

【０００４】他方、積層セラミック電子部品において、
その小型化が進むに伴って、内部導体としての内部電極
のような内部導体膜が薄層化されなければならず、その
ため、内部導体膜を形成するための導電性ペーストに含
まれる金属粉末の微粒化が必要となってくる。

【０００５】粒径の小さい金属粉末を有利に製造できる
方法として、たとえば、液相法による方法および気相法
による方法がある。液相法については、たとえば特開２
０００−８７１２１号公報に記載されているような方法
を適用することができ、これによれば、粒径１００ｎｍ
以下のものが得られている。他方、気相法については、
ニッケル粉末を得ようとする場合、特開平８−２４６０
０１号公報に記載されているような方法を適用すること
ができ、これによれば、粒径０．１〜１．０μｍのニッ
ケル粉末を得ることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来の液相法や気相法によって、粒径の極めて小
さいニッケル粉末が得られたとしても、たとえば粒径１
００ｎｍのニッケル粉末を含む導電性ペーストを用いて
積層セラミック電子部品のための内部導体を形成しよう
とする場合、ニッケル粉末の酸化防止のために不活性雰
囲気や還元性雰囲気などの非還元性雰囲気中で焼成工程
を実施しなければならず、このような焼成条件の下で
は、ニッケル粉末の焼結およびそれによる収縮は、４０
０℃未満の温度で開始される。

【０００７】他方、たとえば積層セラミックコンデンサ
に用いられるセラミック材料であるチタン酸バリウムな
どは、焼結のために１２００℃以上の高温を必要とす
る。

【０００８】このような状況の下、チタン酸バリウムの
ようなセラミック材料を含むセラミック層とニッケル粉
末を含む内部導体膜とを積層構造とした生の積層体を一
体的に焼成した場合、セラミック層と内部導体膜との間
で、焼成過程での熱収縮開始温度や収縮量の差が比較的
大きいため、内部に比較的大きな応力が発生し、デラミ
ネーションやクラックといった構造欠陥が生じやすく、
積層セラミック電子部品の製造の歩留まりや生産性の低
下などの原因となっている。

【０００９】そこで、この発明の目的は、比較的低温で
の焼結性を制御し、焼結開始温度を高温度側にシフトさ
せることができるとともに、急峻な焼結収縮を抑制でき
る、金属粉末を製造する方法およびこの製造方法によっ
て得られた金属粉末を提供しようとすることである。

【００１０】この発明の他の目的は、積層セラミック電
子部品の薄層化を図ろうとするにあたって、内部導体を
形成するために有利に用いることができる導電性ペース
ト、およびこの導電性ペーストを用いて製造された積層
セラミック電子部品を提供しようとすることである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述した技術的課題を解
決するため、この発明に係る金属粉末の製造方法は、ニ
ッケル元素およびアルミニウム元素を含む混合気体よ
り、ニッケルを核として、その周囲にアルミニウムが存
在する金属粉末を、気相法によって得ることを特徴とし
ている。

【００１２】上述した気相法は、好ましい実施態様で
は、不活性ガス中または水素ガスを含む不活性ガス中で
の、熱プラズマ、アークプラズマまたは高周波放電によ
って、ニッケル金属およびアルミニウム金属、またはこ
れら金属の合金を蒸発させた後、冷却固化させる工程を
備えている。

【００１３】他の好ましい実施態様では、気相法は、ニ
ッケル化合物およびアルミニウム化合物を加熱蒸発させ
た後、気相中で水素還元し、次いで冷却固化させる工程
を備えている。

【００１４】上述の場合、ニッケル化合物およびアルミ
ニウム化合物として、それぞれ、塩化物を用いることが
好ましい。

【００１５】この発明は、また、上述したような製造方
法によって得られた金属粉末にも向けられる。この金属
粉末は、平均粒径が０．２μｍ以下であり、ニッケルを
主成分とし、アルミニウムをニッケルとの合計に対して
０．２〜１０重量％の割合で含む、組成を有し、アルミ
ニウムは、その少なくとも一部がアルミニウム酸化物と
してニッケルの表面上に膜状態または粒子状態で存在し
ている。

【００１６】このような金属粉末は、好ましくは、４０
０℃以上の熱収縮開始温度を有している。

【００１７】この発明は、また、上述したような金属粉
末と有機ビヒクルとを含む、導電性ペーストにも向けら
れる。

【００１８】さらに、この発明は、複数の積層されたセ
ラミック層をもって構成される積層体と、積層体の内部
に形成された内部導体とを備える、積層セラミック電子
部品にも向けられる。この積層セラミック電子部品にお
いて、この発明は、内部導体が、上述した導電性ペース
トを焼成して得られた焼結体から構成されることを特徴
としている。

【００１９】上述した内部導体として、セラミック層間
の特定の界面に沿って形成される内部導体膜を含む場
合、この内部導体膜を形成するために前述したような導
電性ペーストが用いられるとき、特に、この発明が有利
に適用される。

【００２０】

【発明の実施の形態】この発明によれば、前述したよう
に、ニッケルを核として、その周囲にアルミニウムが存
在する金属粉末が得られるが、このような金属粉末を得
るため、ニッケル元素およびアルミニウム元素を含む混
合気体が作製され、この混合気体に対して気相法が適用
される。

【００２１】好ましい実施形態では、不活性ガス中また
は水素ガスを含む不活性ガス中での、熱プラズマ、アー
クプラズマまたは高周波放電によって、ニッケル金属お
よびアルミニウム金属またはこれら金属の合金を蒸発さ
せ、それによって、ニッケル元素およびアルミニウム元
素を含む原料金属蒸気が作製される。ニッケル金属およ
びアルミニウム金属をそれぞれ個別に蒸発させる場合に
は、ニッケル成分とアルミニウム成分とは、気相状態で
混合されることになる。

【００２２】次いで、原料金属蒸気が冷却されることに
よって、ニッケルを核として、その周囲にアルミニウム
が存在する金属粉末が得られるように固化される。この
とき、アルミニウムは、その少なくとも一部が非晶質の
アルミニウム酸化物としてニッケルの表面上に膜状態ま
たは粒子状態で存在している。

【００２３】この発明に係る金属粉末は、より好ましく
は、不活性ガス中または水素ガスを含む不活性ガス中で
のアークプラズマ法または高周波誘導プラズマ法によっ
て作製される。これらのプラズマ法は、不活性ガスや水
素含有不活性ガス中でプラズマを形成し、このプラズマ
の中に蒸発源を投入するか、または、蒸発源を電極とし
てプラズマを発生させることによって、蒸発源の蒸気を
生成させ、気相中で凝集・冷却・固化を行ない、微粉末
を製造する方法である。

【００２４】これらのプラズマ法は、特公昭５７−４４
７２５号公報または特開平６−９１１６２号公報などに
記載されているように、粒径１００ｎｍ以下の超微粒粉
末を得るのに適した方法であり、高温のプラズマを蒸発
のための加熱源として使用しているため、蒸発させるこ
とができる元素の制約が少なく、蒸発速度が高いため、
蒸発源の組成と作製粉末の組成とが一致し、さらに、大
量の粉末を能率的に作製できるという特徴を有してい
る。

【００２５】また、この方法によれば、結晶性の高い微
粉末を容易に得ることができ、微粉末の粒径について
は、プラズマの出力や雰囲気の組成、投入原料量などを
変えることによって、容易にコントロールすることがで
きる。

【００２６】この発明において、ニッケル元素およびア
ルミニウム元素を含む混合気体を得るための蒸発方法に
ついては、どのような方法を用いても、実質的に同様の
効果が得られる。

【００２７】たとえば、特開平８−２４６００１号公報
に記載されているように、塩化物のような化合物を加熱
蒸発させた後、気相水素還元法に基づく粉末形成法が適
用されてもよい。すなわち、たとえば、それぞれ、塩化
物のようなニッケル化合物およびアルミニウム化合物
を、所望の割合をもって加熱蒸発させた後、気相中で水
素還元し、次いで冷却固化させることによって、この発
明に係る金属粉末を得るようにしてもよい。

【００２８】金属粉末が、積層セラミック電子部品に備
える内部導体を形成するための導電性ペーストに含ませ
るものとして用いられる場合、その平均粒径が０．２μ
ｍ以下であり、ニッケルを主成分とし、アルミニウムを
ニッケルとの合計に対して０．２〜１０重量％の割合で
含む、組成を有し、アルミニウムは、その少なくとも一
部がアルミニウム酸化物としてニッケルの表面上に膜状
態または粒子状態で存在していることが好ましい。この
ような性状を有する金属粉末は、上述したような製造方
法によって容易に得ることが可能である。

【００２９】このような金属粉末において、アルミニウ
ムは、ニッケルの焼結を阻害するように作用するととも
に、金属粉末全体としての熱収縮特性をコントロールす
るように作用する。得られた金属粉末に対しては、低酸
素濃度下で一定時間放置する徐酸化処理が施され、それ
によって、金属粉末の表面の酸化や析出したアルミニウ
ム金属の酸化が行なわれる。

【００３０】このように表面に存在する酸化物層の厚み
または酸化物の量は、金属粉末に含まれるアルミニウム
の含有率によって変化するため、金属粉末の焼結開始温
度は、アルミニウムの含有率によって調整することがで
きる。すなわち、アルミニウムの含有率を高くすると、
金属粉末の焼結開始温度をより高温側にシフトさせるこ
とができる。

【００３１】したがって、この金属粉末を、積層セラミ
ックコンデンサなどの積層セラミック電子部品に備える
セラミック層を構成する、焼結温度が金属粉末よりも高
いセラミック材料と同時に焼成を行なう導電性ペースト
に含まれる金属粉末として用いる場合には、金属粉末に
含まれるアルミニウムの含有率を調整することによっ
て、金属粉末の焼成時における熱収縮挙動を、セラミッ
ク材料の熱収縮挙動に一致または近似させることが可能
となり、そのため、得られた積層セラミック電子部品に
おいて、デラミネーションやクラックなどの構造欠陥が
生じることを防止することができる。

【００３２】ニッケル−アルミニウム合金の状態図によ
ると、ニッケルに対するアルミニウムの固溶限界は５．
２重量％である。この発明による金属粉末は、金属蒸気
の凝集・冷却・固化という気相過程を経て製造されるも
のである。そのため、金属粉末の製造に際して、高温の
金属蒸気を急激に冷却する過程を経ることになり、得ら
れた金属粉末の各粒子の内部に固溶限界を超えたアルミ
ニウムを過飽和状態で固溶させることができる。したが
って、金属ニッケルの構造を維持した状態でのアルミニ
ウムの含有が可能となる。

【００３３】しかし、過飽和に粒子内部に取り込まれた
アルミニウムは、その金属結合半径の差から、粒子の内
部に留まることは困難である。そのため、粒子内部に一
旦取り込まれたアルミニウムの一部は、粒子の冷却過程
で粒子表面に析出することとなる。この表面に析出した
アルミニウムは、粉末作製後の徐酸化処理によって酸化
され、アルミニウム酸化物を形成する。

【００３４】また、このような過程を経て得られた粒子
の表面に析出したアルミニウム酸化物は、Ｘ線回折によ
る構造解析の結果、ニッケルとアルミニウムと酸素との
化合物であるスピネル構造を有する高融点の複合酸化物
ではなく、非晶質であることが確認されている。

【００３５】得られた金属粉末は、有機バインダおよび
有機溶剤からなる有機ビヒクル中に、これを混合し、均
一に分散させることによって、この金属粉末を導電成分
として含む導電性ペーストとすることができる。この導
電性ペーストにおいて、その印刷性の向上などを目的と
して、他の導電成分やガラス粒子などの無機結合材、そ
の他添加剤が加えられてもよい。

【００３６】図１には、上述したような導電性ペースト
を用いて形成される内部導体を備える積層セラミック電
子部品の一例としての積層セラミックコンデンサ１の内
部構造が図解的に断面図で示されている。

【００３７】積層セラミックコンデンサ１は、複数の積
層された誘電体セラミック層２をもって構成される積層
体３を備えている。また、積層体３の内部であって、誘
電体セラミック層２間の特定の界面に沿って、内部導体
膜としての複数の内部電極４が形成されている。内部電
極４は、誘電体セラミック層２を介して互いに対向する
ものの間に静電容量を形成するように配置される。

【００３８】積層体３の両端部上には、端子電極となる
外部電極５が形成される。外部電極５は、特定の内部電
極４と電気的に接続され、一方の外部電極５に電気的に
接続される内部電極４と他方の外部電極５に電気的に接
続される内部電極４とは、積層方向に関して交互に配置
されている。

【００３９】この発明に係る導電性ペーストは、上述し
た内部電極４を形成するために有利に用いられ、積層セ
ラミックコンデンサ１において、内部電極４は、この導
電性ペーストを焼成して得られた焼結体の形態をなして
いる。

【００４０】この発明に係る導電性ペーストは、上述し
た積層セラミックコンデンサ１における内部電極４ばか
りでなく、たとえば積層正特性サーミスタ、多層セラミ
ック基板などの他の積層セラミック電子部品における内
部導体膜を形成するためにも有利に用いられ、また、内
部導体膜以外の内部導体、たとえばビアホール導体を形
成するためにも有利に用いられ、さらに、内部導体に限
らず、通常の厚膜による導体膜を形成するためにも有利
に用いられる。

【００４１】以下に、この発明に係る金属粉末につい
て、実験例に従って、より具体的に説明する。

【００４２】

【実験例１】（実施例１〜６）ペレット状のニッケルお
よびショット状のアルミニウムをそれぞれ用意した。

【００４３】次いで、ニッケルを約３０ｇ秤量するとと
もに、アルミニウムを、ニッケルとの合計に対して１重
量％、２重量％、４重量％、６重量％、８重量％および
１０重量％とそれぞれなるように秤量し、これらを、ア
ルゴンガス中でアーク溶解し、表１の実施例１〜６に示
すように、種々のアルミニウム含有量を有する合金イン
ゴットを作製した。

【００４４】次いで、これら合金インゴットの各々を陽
極とし、タングステン電極を陰極とした直流アークプラ
ズマ発生装置内に設置し、合金インゴットをターゲット
としながら、全圧６０ｋＰａ、アルゴンガス３０％およ
び水素ガス７０％となる雰囲気とし、両極間でアーク電
流１００Ａ、アーク電圧３０Ｖの条件でアークプラズマ
を生成させ、それによって、各合金インゴットを溶融・
蒸発させ、得られた合金蒸気を雰囲気ガス中で冷却する
ことによって固化させ、試料となる実施例１〜６の各々
に係る金属粉末を作製した。

【００４５】

【表１】

【００４６】表１には、得られた金属粉末の平均粒径が
示されている。これら平均粒径は、ＳＥＭ写真から求め
たもので、実施例１〜６に係る金属粉末は、いずれも、
６０〜７０ｎｍの範囲内にあった。

【００４７】また、得られた金属粉末の組成を、誘導結
合プラズマ分光分析法（ＩＣＰ−ＡＥＳ）で分析した。
その結果が、表１に示されている。表１において、「ニ
ッケル組成」および「アルミニウム組成」は、金属粉末
中におけるニッケルの組成比率およびアルミニウムの組
成比率をそれぞれ示し、「アルミニウム含有率」は、ニ
ッケルとアルミニウムとの合計に対するアルミニウムの
含有割合を示している。

【００４８】また、得られた各試料に係る金属粉末の構
造をＸ線回折により解析した結果が図２に示されてい
る。図２は、各試料に係る金属粉末のＸ線回折チャート
を示している。図２からわかるように、実施例１〜６の
各々に係る金属粉末では、金属ニッケル「Ｎｉ」に関す
る回折ピークのみが検出され、ニッケルとアルミニウム
との金属間化合物（Ｎｉ₃ＡｌまたはＮｉＡｌ等）やア
ルミニウム酸化物やニッケルとアルミニウムと酸素との
化合物であるスピネル構造を有する複合酸化物の生成は
検出されなかった。

【００４９】また、ＴＥＭによって、各試料に係る金属
粉末の粒子表面を観察した。その結果、実施例１〜６の
各々に係る金属粉末において、ニッケル粒子の表面に、
粒子径２〜１０ｎｍの粒子状態のアルミニウム酸化物や
膜厚５ｎｍ程度の膜状態のアルミニウム酸化物を確認す
ることができた。図３は、実施例６に係る金属粉末のＴ
ＥＭ写真である。図３において、各粒子の表面に白っぽ
く見える部分がアルミニウム酸化物である。

【００５０】さらに、実施例１〜６の各々に係る金属粉
末を、３５〜４５％の密度となるようにペレット状に成
形し、１０ｇの荷重をかけながら、９７％の窒素および
３％の水素からなる混合ガスによる還元性雰囲気中にお
いて、熱機械分析（ＴＭＡ）を行ない、熱収縮変化を測
定し、各試料に係る金属粉末の収縮開始温度および収縮
終了温度を求めた。表１に、これら収縮開始温度および
収縮終了温度が示されている。

【００５１】（比較例１）ペレット状のニッケル約３０
ｇを用い、実施例１〜６の場合と同様の条件で、純ニッ
ケル粒子からなる金属粉末を作製した。

【００５２】この比較例１についても、実施例１〜６の
場合と同様の方法により、平均粒径、ニッケル組成、ア
ルミニウム組成、アルミニウム含有率、熱収縮開始温度
および熱収縮終了温度をそれぞれ求めた。これらの結果
も表１に示されている。

【００５３】（比較例２）ペレット状のニッケルを約３
０ｇ秤量するとともに、ショット状のアルミニウムを、
ニッケルとの合計に対して２０重量％となるように秤量
し、実施例１〜６の場合と同様の条件で、金属粉末を作
製した。

【００５４】得られた金属粉末について、実施例１〜６
の場合と同様の方法により、平均粒径、ニッケル組成、
アルミニウム組成、アルミニウム含有率、熱収縮開始温
度および熱収縮終了温度をそれぞれ求めた。これらの結
果も表１に示されている。

【００５５】また、この比較例２に係る金属粉末を構成
する粒子の構造をＸ線回折で評価した結果、図２に示す
ように、ニッケルとアルミニウムとの金属間化合物であ
るＮｉ₃ＡｌおよびＮｉＡｌの各々のピークが検出され
た。

【００５６】これら実施例１〜６ならびに比較例１およ
び２の各々についての金属粉末のＴＭＡチャートがまと
めて図４に示されている。

【００５７】また、図５は、前述のようにして求められ
たアルミニウム含有率と収縮開始温度との関係を図解し
たもので、ここには、実施例１〜６ならびに比較例１お
よび２について前述のようにして求められたアルミニウ
ム含有率と収縮開始温度とがプロットされている。

【００５８】表１および図４に示した熱収縮特性からわ
かるように、比較例１としてのアルミニウムを含まない
純ニッケル粉末（Ａｌ：０ｗｔ％）の場合には、２２５
℃の比較的低温から熱収縮が開始され、５７０℃で熱収
縮が終了してしまうのに対し、実施例１〜６に係る金属
粉末（Ａｌ：０．２〜９．７ｗｔ％）の場合には、熱収
縮開始温度がアルミニウム含有率の増加に従って高温側
にシフトし、また、収縮が緩やかに進行している。

【００５９】また、表１および図５に示した金属粉末に
おけるアルミニウム含有率と熱収縮開始温度との関係か
ら、アルミニウム含有率の増加に伴い、熱収縮開始温度
が２次曲線的に高温側にシフトしていることがわかる。

【００６０】なお、比較例２のように、アルミニウムが
１０重量％を超え、２０重量％近く含まれている場合に
は、熱収縮開始温度が１２００℃となり、たとえば積層
セラミックコンデンサに備える誘電体セラミック層を構
成するセラミック材料の熱収縮開始温度より高くなっ
た。

【００６１】次に、この発明に係る導電性ペーストおよ
び積層セラミック電子部品について、実験例に基づき、
より具体的に説明する。

【００６２】

【実験例２】この実験例２では、簡単に言えば、実験例
１において作製した実施例１〜６ならびに比較例１およ
び２の各々に係る金属粉末を用いて導電性ペーストを作
製し、この導電性ペーストを内部電極の形成のために用
いて積層セラミックコンデンサを作製した。

【００６３】まず、チタン酸バリウム系のセラミック原
料粉末に、ポリビニルブチラール系バインダおよびエタ
ノール等の有機溶剤を加えて、ボールミルにより湿式混
合し、セラミックスラリーを作製した。

【００６４】次いで、このセラミックスラリーにドクタ
ーブレード法を適用することによって、厚み１．４μｍ
のセラミックグリーンシートを成形した。

【００６５】他方、実験例１において作製した実施例１
〜６ならびに比較例１および２の各々に係る金属粉末５
０重量％に対して、エチルセルロース系バインダ１０重
量％をテルピネオール９０重量％に溶解して作製した有
機ビヒクル４０重量％とテルピネオール１０重量％とを
加え、３本ボールミルにより入念に分散混合処理を行な
うことによって、良好に分散した上記各金属粉末をそれ
ぞれ含有する導電性ペーストを作製した。

【００６６】次に、前述のセラミックグリーンシート上
に、これら実施例１〜６ならびに比較例１および２の各
々に係る導電性ペーストをスクリーン印刷することによ
って、内部電極となる導電性ペースト膜を、乾燥後に
０．６μｍの厚みとなる厚みをもって形成し、次いで、
これを乾燥した。

【００６７】次に、導電性ペースト膜が印刷されたセラ
ミックグリーンシートを、導電性ペースト膜の引き出さ
れている側が互い違いとなるように複数枚積層し、熱プ
レスして一体化し、その後、所定の寸法にカットするこ
とによって、積層セラミックコンデンサのための積層体
となるべき生のチップを得た。

【００６８】次に、これら生のチップを、窒素雰囲気中
において４００℃の温度に加熱することによって、脱バ
インダ処理を行なった後、酸素分圧９×１０^-12ＭＰａ
の水素−窒素−水蒸気ガスからなる還元性雰囲気中にお
いて、１２００℃を最高焼成温度として３時間保持する
プロファイルをもって焼成し、焼結後の積層体を得た。

【００６９】なお、この積層体において、有効誘電体セ
ラミック層の数は２５０とし、１層あたりの内部電極の
対向面積は１８．２×１０^-6ｍ²とした。

【００７０】次に、積層体の両端部上に端子電極として
の外部電極を形成し、積層セラミックコンデンサを完成
させた。

【００７１】次に、これら実施例１〜６ならびに比較例
１および２の各々に係る積層セラミックコンデンサの各
試料について、以下のような要領で以下のような評価を
行なった。

【００７２】まず、各試料に係る積層セラミックコンデ
ンサのショート不良発生率を求めた。

【００７３】また、得られた積層セラミックコンデンサ
の層間剥離（デラミネーション）について、試料断面を
研磨し、顕微鏡観察することによって目視判定し、全試
料数に対する層間剥離の発生した試料数の比率（剥離発
生率）を求めた。

【００７４】また、内部電極のカバレッジ（被覆面積
率）を、試料の内部電極面を剥離し、電極面に穴があい
ている様子を顕微鏡写真に撮り、これを画像解析処理す
ることによって定量化した結果から求めた。

【００７５】また、各試料に係る積層セラミックコンデ
ンサを樹脂に埋めた状態で研磨を行ない、研磨面を顕微
鏡観察し、内部電極内にひびが発生しているか否か判定
し、ひびが発生している試料の比率をクラック発生率と
して求めた。

【００７６】さらに、前述した剥離発生率を評価した結
果、剥離の発生しなかった積層セラミックコンデンサに
ついて、ＥＳＲ（等価直列抵抗）を測定し、その平均値
を求めた。

【００７７】以上の評価結果が表２に示されている。

【００７８】

【表２】

【００７９】表２には、表１に示したアルミニウム含有
率が再び掲載されている。

【００８０】表２からわかるように、アルミニウム含有
率が０．２重量％の実施例１では、剥離発生率が５５％
となっているが、アルミニウム含有率が０重量％すなわ
ち純ニッケルからなる金属粉末を用いた比較例１の場合
に比べると、剥離発生率が約１／２となっており、この
ことから、アルミニウム含有の効果を確認することがで
きる。

【００８１】また、アルミニウム含有率を０．８〜９．
７重量％というようにより多くした実施例２〜６によれ
ば、剥離発生率は０％であり、カバレッジは８０％以上
であり、クラック発生率も０％であった。

【００８２】他方、ＥＳＲについて見ると、アルミニウ
ム含有率が１８．８重量％というように１０重量％を超
える比較例２では、ＥＳＲがかなり大きくなるという不
具合に遭遇したが、実施例１〜６では、ＥＳＲが１２０
〜１４０Ω程度と比較的低い値を示した。

【００８３】

【発明の効果】以上のように、この発明に係る金属粉末
の製造方法によれば、ニッケル元素およびアルミニウム
元素を含む混合気体から気相法に基づいて金属粉末を得
るようにしているので、微粒化された金属粉末を容易に
得ることができる。

【００８４】また、得られた金属粉末は、ニッケルを核
として、その周囲にアルミニウムが存在するものである
ので、金属粉末が微粒化されても、焼成時における熱収
縮開始温度をアルミニウムによって高温側にシフトさせ
ることができるとともに、急峻な焼結収縮を抑制するこ
とができる。

【００８５】また、金属粉末におけるアルミニウムは、
その少なくとも一部がアルミニウム酸化物としてニッケ
ルの表面上に膜状態または粒子状態で存在するが、この
ようなアルミニウム含有量を調整することによって、熱
収縮挙動をコントロールすることが可能である。そのた
め、この金属粉末を含む導電性ペーストを、積層セラミ
ック電子部品における内部導体を形成するために用いた
とき、焼成工程における導電性ペーストの収縮挙動を、
セラミック層側の収縮挙動と一致させたり近似させたり
することが可能となり、熱収縮挙動の差によるデラミネ
ーションやクラックの発生といった構造欠陥を生じにく
くすることができる。また、導電性ペーストに含まれる
金属粉末の微粒化が可能なことから、積層セラミック電
子部品における内部導体膜の薄層化が可能となる。

【００８６】特に、得られた金属粉末において、平均粒
径が０．２μｍ以下であり、かつ、ニッケルを主成分と
し、アルミニウムをニッケルとの合計に対して０．２〜
１０重量％の割合で含む、組成を有しているとき、これ
を含む導電性ペーストを用いて構成した積層セラミック
コンデンサのような積層セラミック電子部品において、
デラミネーションやクラックの防止の効果をより確実に
達成することが可能になるとともに、ＥＳＲの増大を防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明が適用される積層セラミック電子部品
の一例としての積層セラミックコンデンサ１の内部構造
を図解的に示す断面図である。

【図２】実験例１において作製した実施例１〜６および
比較例２の各々に係る金属粉末のＸ線回折チャートを示
す図である。

【図３】実験例１において作製した実施例６に係る金属
粉末のＴＥＭ写真を示す。

【図４】実験例１において作製した実施例１〜６ならび
に比較例１および２の各々に係る金属粉末のＴＭＡチャ
ートを示す図である。

【図５】実験例１において求めた各試料に係る金属粉末
のアルミニウム含有率と収縮開始温度との関係を示す図
である。

【符号の説明】

１積層セラミックコンデンサ２誘電体セラミック層３積層体４内部電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｂ 1/00 Ｈ０１Ｂ 1/00 Ｃ 1/22 1/22 Ａ 13/00 ５０１ 13/00 ５０１ＺＨ０１Ｇ 4/12 ３６１Ｈ０１Ｇ 4/12 ３６１ // Ｂ２２Ｆ 5/00 Ｂ２２Ｆ 5/00 ＨＦターム(参考） 4K017 AA04 AA06 BA03 BB01 DA08 EF02 EG04 EK03 4K018 AA08 BA04 CA09 JA16 KA33 KA39 5E001 AB03 AH01 AH09 AJ01 5G301 DA04 DA10 DA42 DD01 DD05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ニッケル元素およびアルミニウム元素を
含む混合気体より、ニッケルを核として、その周囲にア
ルミニウムが存在する金属粉末を、気相法によって得
る、金属粉末の製造方法。
【請求項２】前記気相法は、不活性ガス中または水素
ガスを含む不活性ガス中での、熱プラズマ、アークプラ
ズマまたは高周波放電によって、ニッケル金属およびア
ルミニウム金属、またはこれら金属の合金を蒸発させた
後、冷却固化させる工程を備える、請求項１に記載の金
属粉末の製造方法。
【請求項３】前記気相法は、ニッケル化合物およびア
ルミニウム化合物を加熱蒸発させた後、気相中で水素還
元し、次いで冷却固化させる工程を備える、請求項１に
記載の金属粉末の製造方法。
【請求項４】前記ニッケル化合物および前記アルミニ
ウム化合物は、それぞれ、塩化物である、請求項３に記
載の金属粉末の製造方法。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれかに記載の製
造方法によって得られた、金属粉末であって、平均粒径が０．２μｍ以下であり、ニッケルを主成分とし、アルミニウムを前記ニッケルと
の合計に対して０．２〜１０重量％の割合で含む、組成
を有し、前記アルミニウムは、その少なくとも一部がアルミニウ
ム酸化物としてニッケルの表面上に膜状態または粒子状
態で存在する、金属粉末。
【請求項６】熱収縮開始温度が４００℃以上である、
請求項５に記載の金属粉末。
【請求項７】請求項５または６に記載の金属粉末と有
機ビヒクルとを含む、導電性ペースト。
【請求項８】複数の積層されたセラミック層をもって
構成される積層体と、前記積層体の内部に形成された内
部導体とを備える、積層セラミック電子部品であって、
前記内部導体は、請求項７に記載の導電性ペーストを焼
成して得られた焼結体から構成される、積層セラミック
電子部品。
【請求項９】前記内部導体は、前記セラミック層間の
特定の界面に沿って形成される内部導体膜を含む、請求
項８に記載の積層セラミック電子部品。