JP2003086449A - 積層セラミックコンデンサー内部電極用ぺーストの製造方法 - Google Patents

積層セラミックコンデンサー内部電極用ぺーストの製造方法

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JP2003086449A
JP2003086449A JP2001273441A JP2001273441A JP2003086449A JP 2003086449 A JP2003086449 A JP 2003086449A JP 2001273441 A JP2001273441 A JP 2001273441A JP 2001273441 A JP2001273441 A JP 2001273441A JP 2003086449 A JP2003086449 A JP 2003086449A
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internal electrode
kneading
ceramic capacitor
organic vehicle
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祐伺 舘
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は積層セラミックコンデンサー内
部電極用ペースト製造工程中において、同ペースト中へ
の水分の吸収を抑制し、もって粘度低下を防止できる方
法の提供を課題とする。 【解決手段】 積層セラミックコンデンサー内部電極用
ペーストを製造するに際して、所定量の金属粉末と、所
定量の有機ビヒクルと、所定量の添加剤とをロールミル
によって混練する工程において、まず、所定量の有機ビ
ヒクルを100重量部としたときに、その内の40〜8
0重量部と前記所定量の金属粉末と添加剤とを混練し分
散させた後に、これに残部の有機ビヒクルを添加し、混
練させて積層セラミックコンデンサー内部電極用ペース
トを得る。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は積層セラミックコン
チンサー内部電極用ぺーストの作製法に関するものであ
る。 【0002】 【従来の技術】積層セラミックコンデンサーはその内部
が誘電体と内部電極が交互に重なった積層体からなり、
その外部両端に電極を取り付けた構造を持つ。誘電体の
素材は一般にチタン酸バリウムや、鉛を含むペロブスカ
イト型酸化物が用いられる。 【0003】積層体を形成するには、例えば、粉末化し
た誘電体をドクターブレード法によりシート状に形成し
た後(一般には誘電体シートと呼ばれる)、この表面に
内部電極用ペーストをスクリーン印刷法により印刷し、
乾燥し、得られたシート状部材を所定の枚数重ね、圧縮
して圧着する。その後これをチップ状に切断し、電気
炉、一般にはペルト炉に装入し、ペースト成分である有
機ビヒクルを燃焼させ、引き続き焼結を行う。 【0004】このようにして得られた積層体の両端を磨
き、電極を露出させた後、その両端面を外部電極用ペー
ストに浸漬し、外部電極用ペーストを付着させ、乾燥さ
せ、再び電気炉、一般的にはベルト炉に装入し、有機物
の燃焼と焼結を連続して行い外部電極を形成する。そし
て、外部電極表面にニッケルめっきを施して外部電極に
半田をのせ易くし、積層セラミックコンデンサーを得
る。 【0005】この際に用いられる内部電極用ペーストは
有機ビヒクルと導電粉末と添加剤とをロールミル等で混
練し、その後に希釈溶剤を加えて作製される。この内部
電極用ペーストに用いられる導電粉末としては、パラジ
ウム粉末、銀・パラジウム合金粉末、ニッケル粉末が用
いられる。 【0006】この様な内部電極用ペーストには様々な性
質が要求されるが、特に重要とされるのは導電粉末の分
散性と粘度である。導電粉末の分散性が悪いと、焼成後
に有効な電極面積が減少し目的とするコンデンサーの容
量が得られない等の問題がある。また、内部電極膜の表
面粗さが粗くなるために積層セラミックコンデンサーの
耐電圧性が悪化する場合もある。 【0007】粘度は積層セラミックコンデンサー製造工
程の内部電極をスクリーン印刷する工程に大きな影響を
与える。粘度が適正粘度範囲より高い場合、スクリーン
印刷時にレベリングと呼ばれる印刷膜の平滑化作用が生
じず、印刷膜表面の平滑性が悪化しコンデンサーの耐電
性を悪化させたり、印刷不良になり目的とする電極膜が
得られず、必要とする静電容量が得られなかったりす
る。逆に粘度が適正な範囲よりも低い場合、印刷膜のダ
レやニジミが発生したりして、チップ状に切断した場合
に内部電極が外面に露出する等の不具合の原因となる。
また目的とする印刷膜厚よりも薄くなる場合があり、こ
のような場合には焼成時に金属粉末が島状に焼結してし
まい内部電極として機能せず、結果的に目的とする静電
容量が得られなくなる等の問題を発生する。 【0008】ところで、内部電極用ペースト製造工程中
に粘度が急激に低下するという現象がある。この現象
は、近年多く用いられつつある内部電極用Niペースト
製造工程中において特に顕著である。この粘度低下の原
因について本発明者らは鋭意調査し、研究した結果、ロ
ールミル混練工程中において空気中の水分が内部電極用
ペースト内に溶け込んでくる為であることがわかった。 【0009】すなわち、内部電極用ペーストの一成分で
ある有機ビヒクルはターピネオールが溶剤として用いら
れる。ターピネオールは、温度25℃、湿度90%の雰
囲気中に48時間放置すると、周囲から自身の重量の約
3%の水を吸収する。ロールミル混練工程では、内部電
極用ペーストはロール表面に薄く引き延ばされる。これ
により内部電極用ペーストと空気との接触機会が増加
し、ターピネオールに空気中の水分が容易に吸収され、
内部電極用ペーストの粘度が大きく低下する。 【0010】粘度を上昇させ、最終的な粘度を適正値に
するために有機ビヒクルの割合を増加させると、内部電
極用ペースト中の金属粉末の割合を減少させることとな
る。このようなペーストを使用すると、焼成中に金属粉
末が島状に焼結して有効な内部電極膜面積が得られず目
的とする静電容量が得られないという問題を発生する。
また有機ビヒクルの含有量が増加するために脱バインダ
ー工程において内部電極膜の膜厚変化が大きくなりデラ
ミネーションと呼ばれる内部構造欠陥の発生原因とな
る。 【0011】粘度を上昇させるための別な方法として、
希釈溶剤の量を減少させたりする場合もある。この場合
には金属粉末の含有率が増加し、内部電極膜厚が厚くな
る為に、焼成工程において内部電極膜と誘電体シートと
の膨張、収縮挙動が不一致となりデラミネーションの発
生原因となる。以上のような理由から、積層セラミック
コンデンサー内部電極用ペーストにおいてその製造工程
中において発生する粘度低下を防止できる方法が求めら
れていた。 【0012】 【発明が解決しようとする課題】本発明は上記要求に基
づいてなされたものであり、積層セラミックコンデンサ
ー内部電極用ペースト製造工程中において、同ペースト
中への水分の吸収を抑制し、もって粘度低下を防止でき
る方法の提供を課題とする。 【0013】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、積層セラミックコンデンサー内部電極用ペースト
を製造するに際して、所定量の金属粉末と、所定量の有
機ビヒクルと、所定量の添加剤とをロールミルによって
混練する工程において、まず、所定量の有機ビヒクルを
100重量部としたときに、その内の40〜80重量部
と前記所定量の金属粉末と添加剤とを混練し、分散させ
た後に、これに残部の有機ビヒクルを添加し、混練させ
て積層セラミックコンデンサー内部電極用ペーストを得
るものである。 【0014】 【発明の実施の形態】本発明における効果のメカニズム
は次のように考えられる。ロールミルでの混練時にター
ピネオールの水分吸湿量は、内部電極用ペーストと空気
との接触時間と正の相関関係を有すると考えられる。空
気との接触機会はロールミル時間に大きく影響を受け
る。ロールミルでの混練時間が長時間に及ぶ場合には、
空気との接触機会が増加する為により多くの水分を吸収
しより大きな粘度低下を引き起こす。逆にロールミルで
の混練時間が短い場合には空気との接触機会が少なく水
分の吸収量はより小さく抑えられ粘度低下も防止でき
る。 【0015】ロールミルでの混練時間は、混練量に大き
く依存される。混練量が多い場合には、ロールを通過さ
せるために要する時間が多くかかるために混練時間は長
時間になる。逆に混練量が少ない場合には、混練時間は
短時間となる。この事から、混練時間を短くするために
は混練量を減少させれば良い事が分かる。混練量を減少
させる最も簡単な方法は混練時のバッチサイズを小さく
する事である。しかしこの方法では生産性を著しく悪化
させる為、実用的とは言い難い。 【0016】本発明では、まず有機ビヒクルの量を少な
くしてロールミルで混練することにより、バッチサイズ
を小さくした場合と同じ効果をもたせる。すなわち、混
練時間の短縮化により内部電極用ペースト中に吸収され
る水分量を抑える。これにより、水分吸収による粘度低
下を防止する。また、混練時間の短縮化により生産性も
向上する。金属粉末や添加剤がビヒクル中に分散した
後、残りの有機ビヒクルを添加することでペースト組成
を変更する事もなく、内部電極用ペーストを作製でき
る。 【0017】本発明に使用する金属粉末は、特に限定し
ないが、粒径0.1〜1.0μm程度の粉末が望まし
い。また、有機ビヒクルに用いる樹脂としては、エチル
セルロースやポリビニルブチラール樹脂など積層セラミ
ックコンデンサー内部電極用金属ペーストに広く用いる
樹脂を用いればよく、特に限定はしない。有機ビヒクル
に用いられる有機溶剤としては一般的にターピネオール
を用いる事ができ、希釈溶剤としては、芳香族系炭化水
素など広く使用されているものが使用でき、特に限定し
ない。 【0018】 【実施例】次に実施例を用いて本発明をさらに説明す
る。 (実施例1〜2) 1.有機ビヒクルとペーストの作製 ターピネオール89重量部にエチルセルロース11重量
部を軽く分散させた後、エアーモーターにて撹拌しなが
ら60℃まで加熱し有機ビヒクルを作製した。この有機
ビヒクル100重量部とニッケル粉49.8重量部と希
釈溶剤22.7重量部とを用い、以下のようにして内部
電極用ペーストを作成した。なお、希釈溶剤としてはタ
ーピネオールを用いた。 【0019】表1の初期投入量として示した量の有機ビ
ヒクルとニッケル粉と希釈溶剤とをロールミルでそれぞ
れ所定の条件で混練したところ2.6h(実施例1)、
2.0h(実施例2)、1.4h(実施例3)混練によ
うした。次いで残部の有機ビヒクルを加えて混練し、内
部電極用ペーストを得た。得たそれぞれの内部電極用ペ
ーストを下記の方法に従って評価した。 【0020】2.評価 上記内部電極用ペーストを25℃の恒温槽中にて24時
間保管した後、ブルックフィールド社製HBT回転粘度
計を用い、25℃、100rpmの条件でその粘度を測
定した。また、有機ビヒクルが少ない状態で混練してい
るため、ニッケル粉の分散性が悪化している事も考えら
れる。このため、ペースト乾燥膜の表面粗さを用いて粉
末の分散性を評価した。具体的には、内部電極用ペース
トを1インチ角のガラス基板上に30μmの膜厚で印刷
し、80℃のパイルアップオーブンに入れて10分乾燥
させて膜を形成し、接触式表面粗さ計にてこの膜表面の
Ra,Rms,Rmaxを測定した。Raは0.18μ
m,Rmsは0.22μm,Rmaxは2.50μm以
下を合格とした。ロールミル混練時間についても評価し
た。具体的には、ロールミル混練を開始してから全有機
ビヒクルを加えロールミル混練が終了するまでの時間を
表1の混練時間として示した。粘度及び表面粗さ、ロー
ルミル混練時間の結果を表1に示した。総合評価とし
て、粘度値及び表面粗さ計で測定したRa,Rms,R
maxのそれぞれ項目について効果があるともなされた
ものにO、いずれかの項目において効果が不十分とみな
されたものに×をつけた。 【0021】(比較例1〜2)有機ビヒクルの初期投入
量を0(比較例1)、38(比較例2)各重量部とした
以外は実施例と同様にして内部電極用ペーストを作成
し、実施例と同様に評価した。得られた結果を表1にあ
わせて示した。 【0022】 表1 有機ヒ゛ヒクル 有機ヒ゛ヒクル 粘 度 Ra Rms Rmax 混練 総合 初期投入量 後添加量 (Pa・s) (μm) (μm) (μm) 時間 (重量部) (重量部) (h) 実施例1 80 20 11.3 0.15 0.20 1.95 2.6 ○ 実施例2 60 40 16.5 0.15 0.19 1.84 2.0 ○ 実施例3 40 60 20.8 0.17 0.21 2.39 1.4 ○ 比較例1 100 0 9.2 0.17 0.21 1.98 3.0 △ 比較例2 38 62 21.2 0.18 0.23 2.49 1.2 × 表1において、有機ビヒクルの初期投入量が80重量部
以上では粘度が10Pa・s以下となり粘度低下抑制効
果が不十分である事がわかる。また、初期投入量が40
重量部以下ではRmsが0.22μm以上となっており
金属粉末が十分に分散されていない事が分かる。従って
添加量としては40〜80重量部が望ましい。 【0023】 【発明の効果】本発明に従えば、有機ビヒクルを分割し
て混練するため、ロールミルでの混練時間を短縮でき、
もって空気中の水分が吸収される時間を短縮できること
になる。この結果、粘度の低下が防止でき、好ましい積
層セラミックコンデンサー内部電極用ぺ一ストを得る事
ができる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 金属粉末、有機ビヒクルと添加剤をロ
    ールミルによって混練する工程において有機ビヒクル1
    00重量部の内、40〜80重量部を金属粉末、添加剤
    と共に混練、分散させた後に、残りの有機ビヒクルを混
    練する事を特徴とする積層セラミックコンデンサー内部
    電極用ぺースト作製法。
JP2001273441A 2001-09-10 2001-09-10 積層セラミックコンデンサー内部電極用ぺーストの製造方法 Pending JP2003086449A (ja)

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