JP2004183027A - ニッケル粉末の製造方法、ニッケル粉末、導電性ペースト、及び積層セラミック電子部品 - Google Patents
ニッケル粉末の製造方法、ニッケル粉末、導電性ペースト、及び積層セラミック電子部品 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】耐酸化性に優れたニッケル粉末を効率よく製造することが可能なニッケル粉末の製造方法、該製造方法によって得られるニッケル粉末、該ニッケル粉末を導電成分として含有する導電性ペースト、及び該導電性ペーストを用いて内部電極が形成された所望の特性を備えた積層セラミック電子部品を提供する。
【解決手段】ニッケル粉末と硼素含有還元剤とを混合し、ニッケル粉末表面のニッケル酸化物及び／又はニッケル水酸化物を還元してニッケル−硼素化合物とする。
硼素含有還元剤として、水素化硼化物又はアミンボランを用いる。
表面にニッケル−硼素化合物が形成されたニッケル粉末を熱処理して、ニッケル粉末表面を酸化硼素で被覆する。
【選択図】 なし
【解決手段】ニッケル粉末と硼素含有還元剤とを混合し、ニッケル粉末表面のニッケル酸化物及び／又はニッケル水酸化物を還元してニッケル−硼素化合物とする。
硼素含有還元剤として、水素化硼化物又はアミンボランを用いる。
表面にニッケル−硼素化合物が形成されたニッケル粉末を熱処理して、ニッケル粉末表面を酸化硼素で被覆する。
【選択図】 なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、耐酸化性に優れたニッケル粉末及びその製造方法、ならびに該ニッケル粉末を導電成分とする導電性ペーストに関し、さらに、該導電性ペーストを用いて内部電極が形成された積層セラミック電子部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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は、素子中に内部電極（内部導体）を備えており、この内部電極は、通常、金属粉末を導電成分として含有する導電性ペーストを所定のパターンに塗布した未焼成のセラミックグリーンシートを積層してなる積層体を焼成して、導電性ペーストを焼結させることにより形成されている。
【０００３】
このような内部電極の形成に用いられる導電性ペーストとしては、従来より、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄなどの貴金属粉末を導電成分とする導電性ペーストが一般的に用いられてきたが、近年、コスト削減のために、ニッケル（Ｎｉ）粉末、銅（Ｃｕ）粉末、又はこれらを主成分として含有する粉末などの卑金属粉末を導電成分とする導電性ペーストが多く用いられるようになっている。
【０００４】
そして、上述のような積層セラミック電子部品の製造工程においては、卑金属であるＮｉ粉末やＣｕ粉末の酸化を防止するため、脱バインダー工程及び本焼成工程における雰囲気制御が非常に重要となる。このうち、脱バインダー工程においては、これら卑金属粉末の酸化を防止するため、窒素気流中などの中性雰囲気か、もしくはこれら卑金属粉末が酸化しない程度のごく低温の酸化雰囲気中において、有機物の分解を目的とした熱処理が行われている。
【０００５】
ところで、有機物の熱分解のためには、有機物を燃焼させるために必要な十分な酸素と温度が要求される。しかしながら、従来の卑金属粉末を含有する導電性ペーストを用いた場合、上述のように、窒素気流中などの中性雰囲気か、もしくはこれら卑金属粉末が酸化しない程度のごく低温の酸化雰囲気中で脱バインダーを行なわなければならず、工程雰囲気のバラツキによって有機物の分解や除去が不十分となると、残留したカーボン成分が本焼成時にセラミックの焼結を阻害してセラミックの焼結不足を引き起こし、十分な静電容量や絶縁抵抗が得られないという問題が発生する。
【０００６】
また、逆に、脱バインダー工程で卑金属粉末が酸化されてしまうと、卑金属粉末の酸化膨張による脱バインダー時の層剥がれなどの構造不良や、酸化による卑金属粉末の焼結不足による取得容量の低下、等価直列抵抗やｔａｎδの増加などの不具合が発生する。
したがって、脱バインダー時に、高精度の雰囲気管理を行うことが必要になり、工程管理が煩雑化して、コストの増大や工程不良の原因になるというような問題がある。
【０００７】
このような問題を解決する方法として、Ｎｉ粉末に硼素（Ｂ）粉末又は硼化物粉末の１種もしくは１種以上を含ませるとともに、無機質フイラーおよび有機ビヒクルを含有させて卑金属粉末の酸化を抑制、防止するようにした導電性ペーストが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
なお、この特許文献１の導電性ペーストにおいては、硼素（Ｂ）化合物として、硼素（Ｂ）とＡｌ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｔｉ，あるいはＺｒとの化合物が用いられている。
【０００８】
また、卑金属粉末の酸化防止のため、Ｎｉ粉末を主成分とする卑金属粉末と、硼化物粉末とを含有する磁器コンデンサ用電極ペーストが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
なお、この特許文献２の導電性ペーストにおいては、硼化物粉末として、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｙ，Ｍｎ，Ｃｕ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｉ，Ｗ，Ｚｒ，Ｆｅの硼化物のうち少なくとも一種以上が用いられている。
【０００９】
また、耐酸化性を向上させるために、粉末の表面を無電解めっき金属で被覆する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１−２５８３０６号公報
【特許文献２】
特開平１−８０００８号公報
【特許文献３】
特開昭６３−２７５６７公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２の方法では、ペースト混練が不十分な場合、硼素粉末や硼素化合物の分散状態が不均一になり、卑金属粉末の耐酸化性がばらつくという問題がある。
【００１２】
また、特許文献３の方法においては、金属塩、還元剤、錯化剤、ｐＨ調整剤などで調整された無電解めっき液に被めっき物を浸漬して、推測により定められた時間だけ反応させた後、反応を停止させる方法がとられているが、被めっき物が粉末である場合、板のような被めっき物と比べて比表面積が大きいため、めっき反応速度が異常に速く、金属析出量の制御が難しく、所望の量だけ金属を析出させることが困難であるという問題点がある。また、通常の無電解めっき液は、金属塩濃度が希薄で、粉末のような比表面積が大きな被めっき物の表面にめっきを行う場合には、粉末投入時にめっき液の分解が急速に進むため、粉末表面への金属の析出が不十分になるという問題点がある。
【００１３】
本願発明は、上記問題点を解決するものであり、耐酸化性に優れたニッケル粉末を効率よく製造することが可能なニッケル粉末の製造方法、該製造方法によって得られるニッケル粉末、該ニッケル粉末を導電成分として含有する導電性ペースト、及び該導電性ペーストを用いて内部電極が形成された所望の特性を備えた積層セラミック電子部品を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手投】
上記目的を達成するために、本願発明（請求項１）のニッケル粉末の製造方法は、
ニッケル粉末と硼素含有還元剤とを混合し、ニッケル粉末表面のニッケル酸化物及び／又はニッケル水酸化物を還元してニッケル−硼素化合物とする工程を具備することを特徴としている。
【００１５】
ニッケル粉末と硼素含有還元剤とを混合し、ニッケル粉末表面のニッケル酸化物及び／又はニッケル水酸化物を還元してニッケル−硼素化合物とすることにより、ニッケル粉末の耐酸化性を確実に向上させることが可能になる。
【００１６】
また、請求項２のニッケル粉末の製造方法は、前記硼素含有還元剤が水素化硼化物又はアミンボランであることを特徴としている。
【００１７】
硼素含有還元剤として、水素化硼化物又はアミンボランを用いることにより、ニッケル粉末の耐酸化性を確実に向上させることが可能になり、本願発明を実効あらしめることが可能になる。
【００１８】
また、請求項３のニッケル粉末の製造方法は、表面に前記ニッケル−硼素化合物が形成されたニッケル粉末を熱処理して、ニッケル粉末表面を酸化硼素で覆う工程をさらに備えていることを特徴としている。
【００１９】
表面にニッケル−硼素化合物が形成されたニッケル粉末を熱処理して、ニッケル粉末表面を酸化硼素で覆う工程をさらに設けることにより、ニッケル粉末の耐酸化性をさらに向上させることが可能になり、本願発明をより実効あらしめることができるようになる。
【００２０】
また、請求項４のニッケル粉末の製造方法は、前記ニッケル粉末の平均粒径が１．０μｍ以下であることを特徴としている。
【００２１】
ニッケル粉末は、粒径が小さくなって１．０μｍ以下になるとさらに酸化されやすくなるが、かかる場合に本願発明を適用することにより、ニッケル粉末が微細でその平均粒径が１．０μｍ以下であるような場合にもニッケル粉末の耐酸化性を確保することが可能になり特に有意義である。
【００２２】
また、本願発明（請求項５）のニッケル粉末は、請求項１〜４のいずれかに記載のニッケル粉末の製造方法により製造されたものであることを特徴としている。
【００２３】
本願発明（請求項５）のニッケル粉末は、請求項１〜４のいずれかに記載のニッケル粉末の製造方法によって製造されたものであり、耐酸化性に優れているので、導電性ペーストの導電成分などの用途に好適に使用することができる。
【００２４】
また、本願発明（請求項６）の導電性ペーストは、請求項５のニッケル粉末と有機ビヒクルとを含有することを特徴としている。
【００２５】
本願発明（請求項６）の導電性ペーストは、請求項５記載の、耐酸化性に優れたニッケル粉末を導電成分として用いているので、例えば、導電性ペーストを塗布したセラミックグリーンシートを積層した積層体を焼成することにより形成される内部電極を備えた積層セラミック電子部品の製造に好適な導電性ペーストを提供することが可能になる。
【００２６】
また、本願発明（請求項７）の積層セラミック電子部品は、請求項６記載の導電性ペーストの焼結体をセラミック層間に備えていることを特徴としている。
【００２７】
本願発明（請求項７）の積層セラミック電子部品は、請求項６の耐酸化性に優れた導電成分を含む導電性ペーストを用いて内部電極（焼結体）が形成されており、所望の特性を備えた信頼性の高い積層セラミック電子部品を確実に提供することが可能になる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本願発明の一実施形態にかかる方法により製造したニッケル（Ｎｉ）粉末は、図１に示すように、Ｎｉ粉末（素体）１の表面の主要部がニッケル−硼素（Ｎｉ−Ｂ）化合物膜２により被覆された構造を有している。すなわち、本願発明では、Ｎｉ粉末と硼素含有還元剤を混合することによって、Ｎｉ粉末表面のニッケル酸化物及び／又はニッケル水酸化物をＮｉ−Ｂ化合物に改質することにより、Ｎｉ粉末の耐酸化性を向上させるようにしている。
【００２９】
Ｎｉ粉末は通常、表面にＮｉ酸化物（ＮｉＯ）及び／又はＮｉ水酸化物（Ｎｉ（ＯＨ）２）を有しているが、このＮｉ粉末を硼素含有還元剤、例えば水素化硼素ナトリウムと混合することにより、容易にＮｉ−Ｂに還元することが可能になり、Ｎｉ粉末の表面をＮｉ−Ｂ被膜により覆われた状態に改質することができる。
【００３０】
また、Ｎｉ粉末と硼素含有還元剤を混合する方法としては、Ｎｉ粉末と硼素含有還元剤を水中で混合する方法、あるいはＮｉ粉末を分散させたスラリー水溶液に硼素含有還元剤を添加する方法、硼素含有還元剤を溶解させた水溶液にＮｉ粉末を添加する方法などが例示されるが、Ｎｉ粉末と硼素含有還元剤を混合する方法はこれらの方法に制約されるものではない。
【００３１】
Ｎｉ粉末と硼素含有還元剤のほかにＮｉ塩を混合させても、同様な効果が期待できるが、Ｎｉ粉末表面以外でのＮｉ−Ｂの析出が少なからず起こる。これに対して、Ｎｉ塩を含まない場合は、Ｎｉ粉末表面以外でのＮｉ−Ｂの析出はほとんど起こらないため、より均一なＮｉ−Ｂ被膜をＮｉ粉末表面に形成させることができる。なお、Ｎｉ粉末の表面の略全面にＮｉ−Ｂ被覆が形成されたＮｉ粉末を含有する導電性ペーストは、ペースト中に硼素粉末又は硼素化合物を添加して分散させた導電性ペーストに比べて、導電性ペースト中にＮｉ−Ｂが均一に分散されＮｉ粉末の耐酸化性のばらつきが少なくなる
【００３２】
硼素含有還元剤としては、例えば、水素化硼素ナトリウムや水素化硼素カリウムなどの水素化硼化物、あるいはジメチルアミンボランなどのアミンボランが挙げられる。
【００３３】
また、本願発明においては、表面にニッケル−硼素（Ｎｉ−Ｂ）化合物が形成されたＮｉ粉末を熱処理して、Ｎｉ粉末表面を酸化硼素で覆う工程をさらに設けることが可能である。
表面にＮｉ−Ｂ化合物が形成されたＮｉ粉末を熱処理することにより、Ｎｉ−Ｂ化合物を構成する硼素（Ｂ）成分が酸化されて酸化硼素になり、さらに温度が上昇するとこの酸化硼素が溶融し、図２に示すように、Ｎｉ粉末（素体）１の表面の略全体が、溶融した酸化硼素膜３により被覆されることになる。そして、この酸化硼素膜３がＮｉ粉末（素体）１の酸化を抑制、防止する作用を果たす結果、Ｎｉ粉末の耐酸化性をさらに向上させることが可能になる。
なお、表面にＮｉ−Ｂ化合物が形成されたＮｉ粉末を熱処理するにあたっては、１００℃以上の温度で行うことが好ましい。これは、熱処理温度が１００℃未満になると、酸化硼素の生成及び溶融が不十分になることによる。
【００３４】
また、Ｎｉ粉末の表面をＮｉ−Ｂ化合物に改質する表面改質工程や、その後の熱処理工程においては、Ｎｉ粉末の凝集が起こりやすいため、熱処理工程が終了した後に粉砕処理を行うことが望ましい。
粉砕処理の方法としては、例えば、ボールミル、サンドミル、ジェットミル、ホモジナイザーなどを用いて粉砕を行う方法が挙げられる。
【００３５】
また、Ｎｉ粉末の平均粒径は１．０μｍ以下であることが好ましい。本願発明において、Ｎｉ粉末の平均粒径とは、電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真から実測した値（ＳＥＭ粒径）をいう。
一般的に、Ｎｉ粉末は平均粒径が小さくなるほど比表面積が増大して活性化し、酸化されやすくなり、平均粒径が１．０μｍ以下になるとその傾向が顕著になるが、そのような場合に本願発明を適用することにより、Ｎｉ粉末の平均粒径が１．０μｍ以下であるような場合にもＮｉ粉末の耐酸化性を確保することが可能になり特に有意義である。なお、本願発明によれば、Ｎｉ粉末の平均粒径が１．０μｍを超える場合にも、酸化の抑制防止効果を得ることはできるが、もともと比表面積が小さく酸化に対して敏感ではないため、酸化の抑制防止効果はＮｉ粉末の平均粒径が１．０μｍ以下である場合ほど顕著ではない。
【００３６】
また、本願発明の導電性ペーストは、上述のようにして製造される耐酸化性に優れたＮｉ粉末と、有機ビヒクルとを配合することにより調製される。本願発明の導電性ペーストにおいては、有機ビヒクルの種類（組成や構成材料など）に特に制約はなく、従来より積層セラミック電子部品の内部電極の形成に使用されている導電性ペーストで一般的に用いられているエチルセルロース樹脂をテルピネオールに溶解させたものなど、種々の有機ビヒクルを用いることが可能である。
なお、本願発明の導電性ペーストは、具体的には、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、スプレー法などの方法によって、積層セラミックコンデンサ、多層セラミック基板、チップバリスタ、チップＬＣフィルタ、チップインダクタなどの内部電極を形成する際に広く使用することが可能である。
【００３７】
また、図３は、本願発明の一実施形態にかかる積層セラミック電子部品（この実施形態では、積層セラミックコンデンサ）の概略構成を示す断面図である。この積層セラミック電子部品（積層セラミックコンデンサ）は、複数の内部電極１３ａ，１３ｂがＢａＴｉＯ３を主成分とする誘電体材料からなるセラミック層１２を介して互いに対向するように配設され、かつ、その一端側が交互に異なる側の端面に引き出されたセラミック素子１１の両端側に、内部電極１３ａ，１３ｂと導通するように一対の端子電極１４ａ，１４ｂが配設された構造を有している。
【００３８】
また、この積層セラミック電子部品（積層セラミックコンデンサ）は、例えば、本願発明の導電性ペーストを印刷したセラミックグリーンシート及び上下の外層用セラミックグリーンシート（導電性ペーストを印刷していないセラミックグリーンシート）を積層、圧着した未焼成のセラミック積層体を焼成してなるセラミック素子１１の端面に、端子電極形成用の導電性ペースト（例えば、Ａｇを導電成分とする導電性ペースト）を塗布、焼き付けして、内部電極１３ａ、１３ｂの一端と電気的に導通する端子電極１４ａ，１４ｂを配設することにより製造されている。
また、端子電極１４ａ，１４ｂの表面には、はんだ食われを防止する目的でニッケルめっき膜１５が形成され、さらに、はんだ付け性を向上させる目的で、ニッケルめっき膜１５上にスズめっき膜１６が形成されている。ただし、ニッケルめっき膜１５やスズめっき膜１６に代えて、他の種類のめっき膜を形成することも可能であり、また、めっき膜を備えていない構成とすることも可能である。
なお、本願発明の積層セラミック電子部品において、セラミック素子（セラミック層）を構成するセラミック材料はＢａＴｉＯ３に限られるものではなく、例えば、ＰｂＺｒＯ３など誘電体材料であってもよく、さらに、その他の絶縁体材料、磁性体材料、半導体材料などであってもよい。
また、本願発明の積層セラミック電子部品においては、内部電極１３ａ，１３ｂの積層枚数に制約はない。さらに、端子電極１４ａ，１４ｂの形成位置や配設数についても、上述の実施形態に限定されるものではない。
【００３９】
【実施例】
以下、本願発明の実施例を示して、本願発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。
【００４０】
［実施例１の試料の作製］
（１）まず、平均粒径０．５μｍのＮｉ粉末２０ｇを、純水２００ｍＬに撹拌しながら投入した後、さらに液温２５℃で撹拌処理して、Ｎｉ粉末のスラリー水溶液を調製した。
ここで使用したＮｉ粉末は、Ｘ線光電子分光法による分析結果で、表面がＮｉ：ＮｉＯ：Ｎｉ（ＯＨ）２＝２０：５０：３０（モル比）のＮｉ粉末である。
（２）それから、Ｎｉ粉末のスラリー水溶液を撹拌しながら、０．５モル／Ｌの水酸化硼素ナトリウム（ＮａＢＨ４）水溶液２００ｍＬを定量ポンプで添加した。そして、水素化硼素ナトリウム水溶液の全量を添加した後、水素の気泡が発生しなくなるまで撹拌を継続した。
（３）次に、Ｎｉ粉末を濾過し、水で洗浄した後、アセトンで置換した。
（４）それから、表面がニッケル−硼素化合物により被覆されたＮｉ粉末を１００℃以上の温度（この実施例１では２５０℃）に加熱したオーブンに入れて乾燥と熱処理を行うことにより、表面が酸化硼素で被覆されたＮｉ粉末（実施例１の試料（試料番号１））を得た。
【００４１】
［実施例２の試料の作製］
（１）実施例１と同一の平均粒径０．５μｍのＮｉ粉末２０ｇを、純水２００ｍＬに撹拌しながら投入した後、さらに液温２５℃で撹拌処理して、Ｎｉ粉末のスラリー水溶液を調製した。
（２）それから、このＮｉ粉末のスラリー水溶液を撹拌しながら、０．５モル／Ｌのジメチルアミンボラン（（ＣＨ３）２ＨＮＢＨ３）水溶液２００ｍＬを定量ポンプで添加した。そして、ジメチルアミンボラン水溶液の全量を添加した後、しばらく撹拌を継続した。
（３）次に、Ｎｉ粉末を濾過し、水で洗浄した後、アセトンで置換した。
（４）それから、表面がニッケル−硼素化合物により被覆されたＮｉ粉末を１００℃以上の温度（この実施例２では２５０℃）に加熱したオーブンに入れて乾燥と熱処理を行うことにより、表面が酸化硼素で被覆されたＮｉ粉末（実施例２の試料（試料番号２））を得た。
【００４２】
［比較例１の試料の作製］
（１）実施例１と同一の平均粒径０．５μｍのＮｉ粉末２０ｇを、純水２００ｍＬに撹拌しながら投入した後、さらに液温２５℃で撹拌処理して、Ｎｉ粉末のスラリー水溶液を調製した。
（２）このＮｉ粉末のスラリー水溶液を撹拌しながら、０．５モル／Ｌの硼酸（Ｈ３ＢＯ３）水溶液２００ｍＬを定量ポンプで添加した。硼酸水溶液の全量を添加した後、しばらく撹拌を継続した。
（３）次に、Ｎｉ粉末を濾過して水で洗浄し、アセトンで置換した後、オーブンで乾燥してＮｉ粉末（比較例１の試料（試料番号３））を得た。
【００４３】
［比較例２の試料の作製］
（１）平均粒径０．５μｍのＮｉ粉末２０ｇを、純水２００ｍＬに撹拌しながら投入した後、さらに液温２５℃で撹拌処理して、Ｎｉ粉末のスラリー水溶液を調製した。
（２）このＮｉ粉末のスラリー水溶液を撹拌しながら、０．１モル／Ｌの四硼酸ナトリウム（Ｎａ２Ｂ４Ｏ７）水溶液２００ｍＬを定量ポンプで添加した。四硼酸ナトリウム水溶液の全量を添加した後、しばらく撹拌を継続した。
（３）次に、Ｎｉ粉末を濾過して水で洗浄し、アセトンで置換した後、オーブンで乾燥してＮｉ粉末（比較例２の試料（試料番号４））を得た。
【００４４】
［比較例３の試料］
特に表面改質処理を施していないＮｉ粉末（比較例３の試料（試料番号５））を用意した。
【００４５】
［耐酸化性の評価］
次に、表面を改質した実施例１，２、比較例１，２、及び表面を改質していない比較例３の各Ｎｉ粉末（試料番号１〜５）の耐酸化性を評価するため、各試料について酸化開始温度を測定した。なお、酸化開始温度の測定は、示差熱天秤を用いて空気気流中における、室温から１０００℃までの温度範囲での重量変化を測定し、Ｎｉ粉末の酸化による重量増加が始まる温度を、Ｎｉ粉末の酸化開始温度とした。
表１に、上述のようにして調べた各Ｎｉ粉末（試料番号１〜５）の酸化開始温度を示す。
【００４６】
【表１】
【００４７】
表１から、各試料の酸化開始温度を比較すると、実施例１（試料番号１）のＮｉ粉末の酸化開始温度が最も高く（３７１℃）、実施例２（試料番号２）のＮｉ粉末の酸化開始温度がそれに次いでおり（３６５℃）、比較例１及び２（試料番号３及び４）の酸化開始温度（３３４℃及び３３５℃）は、表面改質処理を行っていない比較例３（試料番号５）の試料の酸化開始温度（３３３℃）とほとんど差がないことがわかる。
また、各試料（Ｎｉ粉末）をＸ線光電子分光法により分析したところ、実施例１及び２（試料番号１及び２）の試料には、Ｎｉ−Ｂ化合物及び酸化硼素の存在が認められたが、比較例１，２及び３（試料番号３，４及び５）にはＮｉ−Ｂ化合物及び酸化硼素の存在は認められなかった。
【００４８】
［導電性ペーストの作製］
次いで、表２に示すように、実施例１，２、比較例１，２、及び表面を改質していない比較例３（すなわち、試料番号１〜５）の各Ｎｉ粉末５０重量％と、エチルセルロース樹脂２０重量部とテルピネオール８０重量部とを混合してなる有機ビヒクル５０重量％とを混合した後、三本ロールにて分散処理を行ない、以下の導電性ペースト１〜５を作製した。
１）実施例１（試料番号１）のＮｉ粉末を用いた導電性ペースト１
２）実施例２（試料番号２）のＮｉ粉末を用いた導電性ペースト２
３）比較例１（試料番号３）のＮｉ粉末を用いた導電性ペースト３
４）比較例２（試料番号４）のＮｉ粉末を用いた導電性ペースト４
５）比較例３（試料番号５）のＮｉ粉末を用いた導電性ペースト５
【００４９】
【表２】
【００５０】
［積層セラミックコンデンサの作製］
次いで、上記の導電性ペースト１〜５を用いて、以下の方法により、静電容量の設計目標値が１．０μＦである積層セラミックコンデンサを作製した。
（１）ＢａＴｉＯ３を主成分とするセラミックグリーンシートを用意し、所定枚数のセラミックグリーンシートの表面に、一方の端縁がセラミックグリーンシートの端面側に露出するように、導電性ペースト１〜５を用いて内部電極となるべき電極パターンを印刷し、これら所定枚数のセラミックグリーンシート、及び上下の外層用セラミックグリーンシート（導電性ペーストを印刷していないセラミックグリーンシート）を積層、圧着して、未焼成のセラミック積層体を形成する。
（２）それから、未焼成のセラミック積層体を、表３に示すような脱バインダー条件で熱処理して脱バインダーを行う。
【００５１】
【表３】
【００５２】
なお、表３の脱バインダー条件Ａは、トップ温度が４００℃、キープ時間が６０分間、雰囲気が大気で、耐酸化性を備えていないＮｉ粉末を用いた導電性ペーストの場合には、Ｎｉ粉末の酸化が生じやすい条件である。
また、表３の脱バインダー条件Ｂは、トップ温度が２５０℃、キープ時間が６０分間、雰囲気が窒素で、耐酸化性を備えていないＮｉ粉末を用いた導電性ペーストの場合にもＮｉ粉末の酸化は生じにくいが、有機バインダーの熱分解が不十分になりやすい条件である。
（３）次いで、脱バインダー処理が行われたセラミック積層体を焼成し、得られたセラミック素子（焼成後のセラミック積層体）の両端面にＡｇを導電成分とする端子電極形成用の導電性ペーストを塗布し、乾燥させた後、導電性ペーストを焼付けて、内部電極に電気的かつ機械的に接合された一対の端子電極を形成することにより、図３に示すような構造を有する積層セラミックコンデンサを作製した。
なお、この実施例では積層セラミックコンデンサとして、以下の５種類の積層セラミックコンデンサ１〜５をそれぞれ１００００個ずつ作製した。
１）導電性ペースト１を用いた積層セラミックコンデンサ１
２）導電性ペースト２を用いた積層セラミックコンデンサ２
３）導電性ペースト３を用いた積層セラミックコンデンサ３
４）導電性ペースト４を用いた積層セラミックコンデンサ４
５）導電性ペースト５を用いた積層セラミックコンデンサ５
（４）そして、これらの積層セラミックコンデンサ１〜５をそれぞれ１００個ずつ抜き取り、静電容量（１００個平均）、ショート不良発生率、層剥がれ不良発生率を測定し、３項目を総合して積層セラミックコンデンサとしての評価を行った。その結果を表４に示す。
【００５３】
【表４】
【００５４】
なお、評価は、静電容量が１．０±０．２μＦ、ショート不良発生率が０％、層剥がれ不良発生率が０％である積層セラミックコンデンサ（試料）については○（良）とし、ショート不良又は層剥がれ不良が発生した積層セラミックコンデンサ（試料）については×（不良）とした。
【００５５】
表４に示すように、表面改質を行った試料番号１，２のＮｉ粉末（すなわち、実施例１，２のＮｉ粉末）を導電成分とする導電性ペースト１，２を用いた積層セラミックコンデンサ１，２は、静電容量が１．０μＦであり、ショート不良発生率、層剥がれ不良発生率がいずれも０％であり、良好な結果が得られることが確認された。
【００５６】
これに対して、試料番号３，４（すなわち、比較例１，２）のＮｉ粉末を導電成分とする導電性ペースト３，４を用いた積層セラミックコンデンサ３，４においては、４８〜５２％の試料に層剥がれ不良が発生しており、静電容量も０．１μＦと目標値よりも大幅に小さくなることが確認された。
【００５７】
さらに、試料番号５（比較例３）の表面改質処理を何ら施していないＮｉ粉末を導電成分とする導電性ペースト５を用いた場合、脱バインダー条件がＡ（大気雰囲気中でトップ温度が高い場合）の積層セラミックコンデンサ５（５ａ）においては、５０％の試料に層剥がれ不良が発生しており、静電容量も０．１μＦと目標値よりも大幅に小さくなることが確認された。また、脱バインダー条件がＢ（窒素雰囲気中でトップ温度が低い場合）の積層セラミックコンデンサ５（５ｂ）においては、３０％の試料にショート不良が発生しており、静電容量も０．９μＦと目標値よりも小さくなることが確認された。
上述の結果より、本願発明の導電性ペーストを用いて内部電極を形成することにより、所望の特性を備えた信頼性の高い積層セラミックコンデンサが得られることがわかる。
【００５８】
上記実施形態及び実施例では、積層セラミックコンデンサの内部電極を形成する場合を例にとって説明したが、本願発明のＮｉ粉末及びそれを用いた導電性ペーストは、積層セラミックコンデンサに限らず、積層バリスタ、多層基板などの内部電極を形成する場合に広く適用することが可能である。
【００５９】
なお、本願発明は、その他の点においても上記実施形態及び実施例に限定されるものではなく、Ｎｉ粉末の製造方法の具体的な条件、導電性ペーストの組成、本願発明の導電性ペーストを用いて電極が形成される積層セラミック電子部品の構成などに関し、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【００６０】
【発明の効果】
上述のように、本願発明（請求項１）のニッケル粉末の製造方法は、ニッケル粉末と硼素含有還元剤とを混合し、ニッケル粉末表面のニッケル酸化物及び／又はニッケル水酸化物を還元してニッケル−硼素化合物とするようにしているので、ニッケル粉末の耐酸化性を確実に向上させることが可能になる。
【００６１】
また、請求項２のニッケル粉末の製造方法のように、硼素含有還元剤として、水素化硼化物又はアミンボランを用いることにより、ニッケル粉末の耐酸化性を確実に向上させることが可能になり、本願発明を実効あらしめることが可能になる。
【００６２】
また、請求項３のニッケル粉末の製造方法のように、表面にニッケル−硼素化合物が形成されたニッケル粉末を熱処理して、ニッケル粉末表面を酸化硼素で覆う工程をさらに設けるようにした場合、ニッケル粉末の耐酸化性を確実に向上させることが可能になり、本願発明をより実効あらしめることができる。
【００６３】
ニッケル粉末は、粒径が小さくなって１．０μｍ以下になるとさらに酸化されやすくなるが、請求項４のように、かかる場合に本願発明を適用することにより、ニッケル粉末が微細でその平均粒径が１．０μｍ以下であるような場合にもニッケル粉末の耐酸化性を確保することが可能になり特に有意義である。
【００６４】
また、本願発明（請求項５）のニッケル粉末は、請求項１〜４のいずれかに記載のニッケル粉末の製造方法によって製造されたものであり、耐酸化性に優れているので、導電性ペーストの導電成分などの用途に好適に使用することができる。
【００６５】
また、本願発明（請求項６）の導電性ペーストは、請求項５記載の、耐酸化性に優れたニッケル粉末を導電成分として用いているので、例えば、導電性ペーストを塗布したセラミックグリーンシートを積層した積層体を焼成することにより形成される内部電極を備えた積層セラミック電子部品の製造に好適な導電性ペーストを提供することができる。
【００６６】
本願発明（請求項７）の積層セラミック電子部品は、請求項６の耐酸化性に優れた導電成分を含む導電性ペーストを用いて内部電極（焼結体）が形成されており、所望の特性を備えた信頼性の高い積層セラミック電子部品を確実に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の一実施形態にかかるニッケル粉末の断面図であり、ニッケル粉末の表面の主要部がニッケル−硼素（Ｎｉ−Ｂ）化合物膜により被覆された状態を示す図である。
【図２】本願発明の一実施形態にかかるニッケル粉末の断面図であり、ニッケル粉末の表面の略全面が酸化硼素膜により被覆された状態を示す図である。
【図３】本願発明の一実施例にかかる積層セラミックコンデンサの概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１ Ｎｉ粉末（素体）
２ ニッケル−硼素（Ｎｉ−Ｂ）化合物膜
３ 酸化硼素膜
１１ セラミック素子
１２ セラミック層
１３ａ，１３ｂ 内部電極
１４ａ，１４ｂ 端子電極
１５ ニッケルめっき膜
１６ スズめっき膜
【発明の属する技術分野】
本願発明は、耐酸化性に優れたニッケル粉末及びその製造方法、ならびに該ニッケル粉末を導電成分とする導電性ペーストに関し、さらに、該導電性ペーストを用いて内部電極が形成された積層セラミック電子部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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は、素子中に内部電極（内部導体）を備えており、この内部電極は、通常、金属粉末を導電成分として含有する導電性ペーストを所定のパターンに塗布した未焼成のセラミックグリーンシートを積層してなる積層体を焼成して、導電性ペーストを焼結させることにより形成されている。
【０００３】
このような内部電極の形成に用いられる導電性ペーストとしては、従来より、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄなどの貴金属粉末を導電成分とする導電性ペーストが一般的に用いられてきたが、近年、コスト削減のために、ニッケル（Ｎｉ）粉末、銅（Ｃｕ）粉末、又はこれらを主成分として含有する粉末などの卑金属粉末を導電成分とする導電性ペーストが多く用いられるようになっている。
【０００４】
そして、上述のような積層セラミック電子部品の製造工程においては、卑金属であるＮｉ粉末やＣｕ粉末の酸化を防止するため、脱バインダー工程及び本焼成工程における雰囲気制御が非常に重要となる。このうち、脱バインダー工程においては、これら卑金属粉末の酸化を防止するため、窒素気流中などの中性雰囲気か、もしくはこれら卑金属粉末が酸化しない程度のごく低温の酸化雰囲気中において、有機物の分解を目的とした熱処理が行われている。
【０００５】
ところで、有機物の熱分解のためには、有機物を燃焼させるために必要な十分な酸素と温度が要求される。しかしながら、従来の卑金属粉末を含有する導電性ペーストを用いた場合、上述のように、窒素気流中などの中性雰囲気か、もしくはこれら卑金属粉末が酸化しない程度のごく低温の酸化雰囲気中で脱バインダーを行なわなければならず、工程雰囲気のバラツキによって有機物の分解や除去が不十分となると、残留したカーボン成分が本焼成時にセラミックの焼結を阻害してセラミックの焼結不足を引き起こし、十分な静電容量や絶縁抵抗が得られないという問題が発生する。
【０００６】
また、逆に、脱バインダー工程で卑金属粉末が酸化されてしまうと、卑金属粉末の酸化膨張による脱バインダー時の層剥がれなどの構造不良や、酸化による卑金属粉末の焼結不足による取得容量の低下、等価直列抵抗やｔａｎδの増加などの不具合が発生する。
したがって、脱バインダー時に、高精度の雰囲気管理を行うことが必要になり、工程管理が煩雑化して、コストの増大や工程不良の原因になるというような問題がある。
【０００７】
このような問題を解決する方法として、Ｎｉ粉末に硼素（Ｂ）粉末又は硼化物粉末の１種もしくは１種以上を含ませるとともに、無機質フイラーおよび有機ビヒクルを含有させて卑金属粉末の酸化を抑制、防止するようにした導電性ペーストが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
なお、この特許文献１の導電性ペーストにおいては、硼素（Ｂ）化合物として、硼素（Ｂ）とＡｌ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｔｉ，あるいはＺｒとの化合物が用いられている。
【０００８】
また、卑金属粉末の酸化防止のため、Ｎｉ粉末を主成分とする卑金属粉末と、硼化物粉末とを含有する磁器コンデンサ用電極ペーストが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
なお、この特許文献２の導電性ペーストにおいては、硼化物粉末として、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｙ，Ｍｎ，Ｃｕ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｉ，Ｗ，Ｚｒ，Ｆｅの硼化物のうち少なくとも一種以上が用いられている。
【０００９】
また、耐酸化性を向上させるために、粉末の表面を無電解めっき金属で被覆する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１−２５８３０６号公報
【特許文献２】
特開平１−８０００８号公報
【特許文献３】
特開昭６３−２７５６７公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２の方法では、ペースト混練が不十分な場合、硼素粉末や硼素化合物の分散状態が不均一になり、卑金属粉末の耐酸化性がばらつくという問題がある。
【００１２】
また、特許文献３の方法においては、金属塩、還元剤、錯化剤、ｐＨ調整剤などで調整された無電解めっき液に被めっき物を浸漬して、推測により定められた時間だけ反応させた後、反応を停止させる方法がとられているが、被めっき物が粉末である場合、板のような被めっき物と比べて比表面積が大きいため、めっき反応速度が異常に速く、金属析出量の制御が難しく、所望の量だけ金属を析出させることが困難であるという問題点がある。また、通常の無電解めっき液は、金属塩濃度が希薄で、粉末のような比表面積が大きな被めっき物の表面にめっきを行う場合には、粉末投入時にめっき液の分解が急速に進むため、粉末表面への金属の析出が不十分になるという問題点がある。
【００１３】
本願発明は、上記問題点を解決するものであり、耐酸化性に優れたニッケル粉末を効率よく製造することが可能なニッケル粉末の製造方法、該製造方法によって得られるニッケル粉末、該ニッケル粉末を導電成分として含有する導電性ペースト、及び該導電性ペーストを用いて内部電極が形成された所望の特性を備えた積層セラミック電子部品を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手投】
上記目的を達成するために、本願発明（請求項１）のニッケル粉末の製造方法は、
ニッケル粉末と硼素含有還元剤とを混合し、ニッケル粉末表面のニッケル酸化物及び／又はニッケル水酸化物を還元してニッケル−硼素化合物とする工程を具備することを特徴としている。
【００１５】
ニッケル粉末と硼素含有還元剤とを混合し、ニッケル粉末表面のニッケル酸化物及び／又はニッケル水酸化物を還元してニッケル−硼素化合物とすることにより、ニッケル粉末の耐酸化性を確実に向上させることが可能になる。
【００１６】
また、請求項２のニッケル粉末の製造方法は、前記硼素含有還元剤が水素化硼化物又はアミンボランであることを特徴としている。
【００１７】
硼素含有還元剤として、水素化硼化物又はアミンボランを用いることにより、ニッケル粉末の耐酸化性を確実に向上させることが可能になり、本願発明を実効あらしめることが可能になる。
【００１８】
また、請求項３のニッケル粉末の製造方法は、表面に前記ニッケル−硼素化合物が形成されたニッケル粉末を熱処理して、ニッケル粉末表面を酸化硼素で覆う工程をさらに備えていることを特徴としている。
【００１９】
表面にニッケル−硼素化合物が形成されたニッケル粉末を熱処理して、ニッケル粉末表面を酸化硼素で覆う工程をさらに設けることにより、ニッケル粉末の耐酸化性をさらに向上させることが可能になり、本願発明をより実効あらしめることができるようになる。
【００２０】
また、請求項４のニッケル粉末の製造方法は、前記ニッケル粉末の平均粒径が１．０μｍ以下であることを特徴としている。
【００２１】
ニッケル粉末は、粒径が小さくなって１．０μｍ以下になるとさらに酸化されやすくなるが、かかる場合に本願発明を適用することにより、ニッケル粉末が微細でその平均粒径が１．０μｍ以下であるような場合にもニッケル粉末の耐酸化性を確保することが可能になり特に有意義である。
【００２２】
また、本願発明（請求項５）のニッケル粉末は、請求項１〜４のいずれかに記載のニッケル粉末の製造方法により製造されたものであることを特徴としている。
【００２３】
本願発明（請求項５）のニッケル粉末は、請求項１〜４のいずれかに記載のニッケル粉末の製造方法によって製造されたものであり、耐酸化性に優れているので、導電性ペーストの導電成分などの用途に好適に使用することができる。
【００２４】
また、本願発明（請求項６）の導電性ペーストは、請求項５のニッケル粉末と有機ビヒクルとを含有することを特徴としている。
【００２５】
本願発明（請求項６）の導電性ペーストは、請求項５記載の、耐酸化性に優れたニッケル粉末を導電成分として用いているので、例えば、導電性ペーストを塗布したセラミックグリーンシートを積層した積層体を焼成することにより形成される内部電極を備えた積層セラミック電子部品の製造に好適な導電性ペーストを提供することが可能になる。
【００２６】
また、本願発明（請求項７）の積層セラミック電子部品は、請求項６記載の導電性ペーストの焼結体をセラミック層間に備えていることを特徴としている。
【００２７】
本願発明（請求項７）の積層セラミック電子部品は、請求項６の耐酸化性に優れた導電成分を含む導電性ペーストを用いて内部電極（焼結体）が形成されており、所望の特性を備えた信頼性の高い積層セラミック電子部品を確実に提供することが可能になる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本願発明の一実施形態にかかる方法により製造したニッケル（Ｎｉ）粉末は、図１に示すように、Ｎｉ粉末（素体）１の表面の主要部がニッケル−硼素（Ｎｉ−Ｂ）化合物膜２により被覆された構造を有している。すなわち、本願発明では、Ｎｉ粉末と硼素含有還元剤を混合することによって、Ｎｉ粉末表面のニッケル酸化物及び／又はニッケル水酸化物をＮｉ−Ｂ化合物に改質することにより、Ｎｉ粉末の耐酸化性を向上させるようにしている。
【００２９】
Ｎｉ粉末は通常、表面にＮｉ酸化物（ＮｉＯ）及び／又はＮｉ水酸化物（Ｎｉ（ＯＨ）２）を有しているが、このＮｉ粉末を硼素含有還元剤、例えば水素化硼素ナトリウムと混合することにより、容易にＮｉ−Ｂに還元することが可能になり、Ｎｉ粉末の表面をＮｉ−Ｂ被膜により覆われた状態に改質することができる。
【００３０】
また、Ｎｉ粉末と硼素含有還元剤を混合する方法としては、Ｎｉ粉末と硼素含有還元剤を水中で混合する方法、あるいはＮｉ粉末を分散させたスラリー水溶液に硼素含有還元剤を添加する方法、硼素含有還元剤を溶解させた水溶液にＮｉ粉末を添加する方法などが例示されるが、Ｎｉ粉末と硼素含有還元剤を混合する方法はこれらの方法に制約されるものではない。
【００３１】
Ｎｉ粉末と硼素含有還元剤のほかにＮｉ塩を混合させても、同様な効果が期待できるが、Ｎｉ粉末表面以外でのＮｉ−Ｂの析出が少なからず起こる。これに対して、Ｎｉ塩を含まない場合は、Ｎｉ粉末表面以外でのＮｉ−Ｂの析出はほとんど起こらないため、より均一なＮｉ−Ｂ被膜をＮｉ粉末表面に形成させることができる。なお、Ｎｉ粉末の表面の略全面にＮｉ−Ｂ被覆が形成されたＮｉ粉末を含有する導電性ペーストは、ペースト中に硼素粉末又は硼素化合物を添加して分散させた導電性ペーストに比べて、導電性ペースト中にＮｉ−Ｂが均一に分散されＮｉ粉末の耐酸化性のばらつきが少なくなる
【００３２】
硼素含有還元剤としては、例えば、水素化硼素ナトリウムや水素化硼素カリウムなどの水素化硼化物、あるいはジメチルアミンボランなどのアミンボランが挙げられる。
【００３３】
また、本願発明においては、表面にニッケル−硼素（Ｎｉ−Ｂ）化合物が形成されたＮｉ粉末を熱処理して、Ｎｉ粉末表面を酸化硼素で覆う工程をさらに設けることが可能である。
表面にＮｉ−Ｂ化合物が形成されたＮｉ粉末を熱処理することにより、Ｎｉ−Ｂ化合物を構成する硼素（Ｂ）成分が酸化されて酸化硼素になり、さらに温度が上昇するとこの酸化硼素が溶融し、図２に示すように、Ｎｉ粉末（素体）１の表面の略全体が、溶融した酸化硼素膜３により被覆されることになる。そして、この酸化硼素膜３がＮｉ粉末（素体）１の酸化を抑制、防止する作用を果たす結果、Ｎｉ粉末の耐酸化性をさらに向上させることが可能になる。
なお、表面にＮｉ−Ｂ化合物が形成されたＮｉ粉末を熱処理するにあたっては、１００℃以上の温度で行うことが好ましい。これは、熱処理温度が１００℃未満になると、酸化硼素の生成及び溶融が不十分になることによる。
【００３４】
また、Ｎｉ粉末の表面をＮｉ−Ｂ化合物に改質する表面改質工程や、その後の熱処理工程においては、Ｎｉ粉末の凝集が起こりやすいため、熱処理工程が終了した後に粉砕処理を行うことが望ましい。
粉砕処理の方法としては、例えば、ボールミル、サンドミル、ジェットミル、ホモジナイザーなどを用いて粉砕を行う方法が挙げられる。
【００３５】
また、Ｎｉ粉末の平均粒径は１．０μｍ以下であることが好ましい。本願発明において、Ｎｉ粉末の平均粒径とは、電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真から実測した値（ＳＥＭ粒径）をいう。
一般的に、Ｎｉ粉末は平均粒径が小さくなるほど比表面積が増大して活性化し、酸化されやすくなり、平均粒径が１．０μｍ以下になるとその傾向が顕著になるが、そのような場合に本願発明を適用することにより、Ｎｉ粉末の平均粒径が１．０μｍ以下であるような場合にもＮｉ粉末の耐酸化性を確保することが可能になり特に有意義である。なお、本願発明によれば、Ｎｉ粉末の平均粒径が１．０μｍを超える場合にも、酸化の抑制防止効果を得ることはできるが、もともと比表面積が小さく酸化に対して敏感ではないため、酸化の抑制防止効果はＮｉ粉末の平均粒径が１．０μｍ以下である場合ほど顕著ではない。
【００３６】
また、本願発明の導電性ペーストは、上述のようにして製造される耐酸化性に優れたＮｉ粉末と、有機ビヒクルとを配合することにより調製される。本願発明の導電性ペーストにおいては、有機ビヒクルの種類（組成や構成材料など）に特に制約はなく、従来より積層セラミック電子部品の内部電極の形成に使用されている導電性ペーストで一般的に用いられているエチルセルロース樹脂をテルピネオールに溶解させたものなど、種々の有機ビヒクルを用いることが可能である。
なお、本願発明の導電性ペーストは、具体的には、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、スプレー法などの方法によって、積層セラミックコンデンサ、多層セラミック基板、チップバリスタ、チップＬＣフィルタ、チップインダクタなどの内部電極を形成する際に広く使用することが可能である。
【００３７】
また、図３は、本願発明の一実施形態にかかる積層セラミック電子部品（この実施形態では、積層セラミックコンデンサ）の概略構成を示す断面図である。この積層セラミック電子部品（積層セラミックコンデンサ）は、複数の内部電極１３ａ，１３ｂがＢａＴｉＯ３を主成分とする誘電体材料からなるセラミック層１２を介して互いに対向するように配設され、かつ、その一端側が交互に異なる側の端面に引き出されたセラミック素子１１の両端側に、内部電極１３ａ，１３ｂと導通するように一対の端子電極１４ａ，１４ｂが配設された構造を有している。
【００３８】
また、この積層セラミック電子部品（積層セラミックコンデンサ）は、例えば、本願発明の導電性ペーストを印刷したセラミックグリーンシート及び上下の外層用セラミックグリーンシート（導電性ペーストを印刷していないセラミックグリーンシート）を積層、圧着した未焼成のセラミック積層体を焼成してなるセラミック素子１１の端面に、端子電極形成用の導電性ペースト（例えば、Ａｇを導電成分とする導電性ペースト）を塗布、焼き付けして、内部電極１３ａ、１３ｂの一端と電気的に導通する端子電極１４ａ，１４ｂを配設することにより製造されている。
また、端子電極１４ａ，１４ｂの表面には、はんだ食われを防止する目的でニッケルめっき膜１５が形成され、さらに、はんだ付け性を向上させる目的で、ニッケルめっき膜１５上にスズめっき膜１６が形成されている。ただし、ニッケルめっき膜１５やスズめっき膜１６に代えて、他の種類のめっき膜を形成することも可能であり、また、めっき膜を備えていない構成とすることも可能である。
なお、本願発明の積層セラミック電子部品において、セラミック素子（セラミック層）を構成するセラミック材料はＢａＴｉＯ３に限られるものではなく、例えば、ＰｂＺｒＯ３など誘電体材料であってもよく、さらに、その他の絶縁体材料、磁性体材料、半導体材料などであってもよい。
また、本願発明の積層セラミック電子部品においては、内部電極１３ａ，１３ｂの積層枚数に制約はない。さらに、端子電極１４ａ，１４ｂの形成位置や配設数についても、上述の実施形態に限定されるものではない。
【００３９】
【実施例】
以下、本願発明の実施例を示して、本願発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。
【００４０】
［実施例１の試料の作製］
（１）まず、平均粒径０．５μｍのＮｉ粉末２０ｇを、純水２００ｍＬに撹拌しながら投入した後、さらに液温２５℃で撹拌処理して、Ｎｉ粉末のスラリー水溶液を調製した。
ここで使用したＮｉ粉末は、Ｘ線光電子分光法による分析結果で、表面がＮｉ：ＮｉＯ：Ｎｉ（ＯＨ）２＝２０：５０：３０（モル比）のＮｉ粉末である。
（２）それから、Ｎｉ粉末のスラリー水溶液を撹拌しながら、０．５モル／Ｌの水酸化硼素ナトリウム（ＮａＢＨ４）水溶液２００ｍＬを定量ポンプで添加した。そして、水素化硼素ナトリウム水溶液の全量を添加した後、水素の気泡が発生しなくなるまで撹拌を継続した。
（３）次に、Ｎｉ粉末を濾過し、水で洗浄した後、アセトンで置換した。
（４）それから、表面がニッケル−硼素化合物により被覆されたＮｉ粉末を１００℃以上の温度（この実施例１では２５０℃）に加熱したオーブンに入れて乾燥と熱処理を行うことにより、表面が酸化硼素で被覆されたＮｉ粉末（実施例１の試料（試料番号１））を得た。
【００４１】
［実施例２の試料の作製］
（１）実施例１と同一の平均粒径０．５μｍのＮｉ粉末２０ｇを、純水２００ｍＬに撹拌しながら投入した後、さらに液温２５℃で撹拌処理して、Ｎｉ粉末のスラリー水溶液を調製した。
（２）それから、このＮｉ粉末のスラリー水溶液を撹拌しながら、０．５モル／Ｌのジメチルアミンボラン（（ＣＨ３）２ＨＮＢＨ３）水溶液２００ｍＬを定量ポンプで添加した。そして、ジメチルアミンボラン水溶液の全量を添加した後、しばらく撹拌を継続した。
（３）次に、Ｎｉ粉末を濾過し、水で洗浄した後、アセトンで置換した。
（４）それから、表面がニッケル−硼素化合物により被覆されたＮｉ粉末を１００℃以上の温度（この実施例２では２５０℃）に加熱したオーブンに入れて乾燥と熱処理を行うことにより、表面が酸化硼素で被覆されたＮｉ粉末（実施例２の試料（試料番号２））を得た。
【００４２】
［比較例１の試料の作製］
（１）実施例１と同一の平均粒径０．５μｍのＮｉ粉末２０ｇを、純水２００ｍＬに撹拌しながら投入した後、さらに液温２５℃で撹拌処理して、Ｎｉ粉末のスラリー水溶液を調製した。
（２）このＮｉ粉末のスラリー水溶液を撹拌しながら、０．５モル／Ｌの硼酸（Ｈ３ＢＯ３）水溶液２００ｍＬを定量ポンプで添加した。硼酸水溶液の全量を添加した後、しばらく撹拌を継続した。
（３）次に、Ｎｉ粉末を濾過して水で洗浄し、アセトンで置換した後、オーブンで乾燥してＮｉ粉末（比較例１の試料（試料番号３））を得た。
【００４３】
［比較例２の試料の作製］
（１）平均粒径０．５μｍのＮｉ粉末２０ｇを、純水２００ｍＬに撹拌しながら投入した後、さらに液温２５℃で撹拌処理して、Ｎｉ粉末のスラリー水溶液を調製した。
（２）このＮｉ粉末のスラリー水溶液を撹拌しながら、０．１モル／Ｌの四硼酸ナトリウム（Ｎａ２Ｂ４Ｏ７）水溶液２００ｍＬを定量ポンプで添加した。四硼酸ナトリウム水溶液の全量を添加した後、しばらく撹拌を継続した。
（３）次に、Ｎｉ粉末を濾過して水で洗浄し、アセトンで置換した後、オーブンで乾燥してＮｉ粉末（比較例２の試料（試料番号４））を得た。
【００４４】
［比較例３の試料］
特に表面改質処理を施していないＮｉ粉末（比較例３の試料（試料番号５））を用意した。
【００４５】
［耐酸化性の評価］
次に、表面を改質した実施例１，２、比較例１，２、及び表面を改質していない比較例３の各Ｎｉ粉末（試料番号１〜５）の耐酸化性を評価するため、各試料について酸化開始温度を測定した。なお、酸化開始温度の測定は、示差熱天秤を用いて空気気流中における、室温から１０００℃までの温度範囲での重量変化を測定し、Ｎｉ粉末の酸化による重量増加が始まる温度を、Ｎｉ粉末の酸化開始温度とした。
表１に、上述のようにして調べた各Ｎｉ粉末（試料番号１〜５）の酸化開始温度を示す。
【００４６】
【表１】
表１から、各試料の酸化開始温度を比較すると、実施例１（試料番号１）のＮｉ粉末の酸化開始温度が最も高く（３７１℃）、実施例２（試料番号２）のＮｉ粉末の酸化開始温度がそれに次いでおり（３６５℃）、比較例１及び２（試料番号３及び４）の酸化開始温度（３３４℃及び３３５℃）は、表面改質処理を行っていない比較例３（試料番号５）の試料の酸化開始温度（３３３℃）とほとんど差がないことがわかる。
また、各試料（Ｎｉ粉末）をＸ線光電子分光法により分析したところ、実施例１及び２（試料番号１及び２）の試料には、Ｎｉ−Ｂ化合物及び酸化硼素の存在が認められたが、比較例１，２及び３（試料番号３，４及び５）にはＮｉ−Ｂ化合物及び酸化硼素の存在は認められなかった。
【００４８】
［導電性ペーストの作製］
次いで、表２に示すように、実施例１，２、比較例１，２、及び表面を改質していない比較例３（すなわち、試料番号１〜５）の各Ｎｉ粉末５０重量％と、エチルセルロース樹脂２０重量部とテルピネオール８０重量部とを混合してなる有機ビヒクル５０重量％とを混合した後、三本ロールにて分散処理を行ない、以下の導電性ペースト１〜５を作製した。
１）実施例１（試料番号１）のＮｉ粉末を用いた導電性ペースト１
２）実施例２（試料番号２）のＮｉ粉末を用いた導電性ペースト２
３）比較例１（試料番号３）のＮｉ粉末を用いた導電性ペースト３
４）比較例２（試料番号４）のＮｉ粉末を用いた導電性ペースト４
５）比較例３（試料番号５）のＮｉ粉末を用いた導電性ペースト５
【００４９】
【表２】
［積層セラミックコンデンサの作製］
次いで、上記の導電性ペースト１〜５を用いて、以下の方法により、静電容量の設計目標値が１．０μＦである積層セラミックコンデンサを作製した。
（１）ＢａＴｉＯ３を主成分とするセラミックグリーンシートを用意し、所定枚数のセラミックグリーンシートの表面に、一方の端縁がセラミックグリーンシートの端面側に露出するように、導電性ペースト１〜５を用いて内部電極となるべき電極パターンを印刷し、これら所定枚数のセラミックグリーンシート、及び上下の外層用セラミックグリーンシート（導電性ペーストを印刷していないセラミックグリーンシート）を積層、圧着して、未焼成のセラミック積層体を形成する。
（２）それから、未焼成のセラミック積層体を、表３に示すような脱バインダー条件で熱処理して脱バインダーを行う。
【００５１】
【表３】
なお、表３の脱バインダー条件Ａは、トップ温度が４００℃、キープ時間が６０分間、雰囲気が大気で、耐酸化性を備えていないＮｉ粉末を用いた導電性ペーストの場合には、Ｎｉ粉末の酸化が生じやすい条件である。
また、表３の脱バインダー条件Ｂは、トップ温度が２５０℃、キープ時間が６０分間、雰囲気が窒素で、耐酸化性を備えていないＮｉ粉末を用いた導電性ペーストの場合にもＮｉ粉末の酸化は生じにくいが、有機バインダーの熱分解が不十分になりやすい条件である。
（３）次いで、脱バインダー処理が行われたセラミック積層体を焼成し、得られたセラミック素子（焼成後のセラミック積層体）の両端面にＡｇを導電成分とする端子電極形成用の導電性ペーストを塗布し、乾燥させた後、導電性ペーストを焼付けて、内部電極に電気的かつ機械的に接合された一対の端子電極を形成することにより、図３に示すような構造を有する積層セラミックコンデンサを作製した。
なお、この実施例では積層セラミックコンデンサとして、以下の５種類の積層セラミックコンデンサ１〜５をそれぞれ１００００個ずつ作製した。
１）導電性ペースト１を用いた積層セラミックコンデンサ１
２）導電性ペースト２を用いた積層セラミックコンデンサ２
３）導電性ペースト３を用いた積層セラミックコンデンサ３
４）導電性ペースト４を用いた積層セラミックコンデンサ４
５）導電性ペースト５を用いた積層セラミックコンデンサ５
（４）そして、これらの積層セラミックコンデンサ１〜５をそれぞれ１００個ずつ抜き取り、静電容量（１００個平均）、ショート不良発生率、層剥がれ不良発生率を測定し、３項目を総合して積層セラミックコンデンサとしての評価を行った。その結果を表４に示す。
【００５３】
【表４】
なお、評価は、静電容量が１．０±０．２μＦ、ショート不良発生率が０％、層剥がれ不良発生率が０％である積層セラミックコンデンサ（試料）については○（良）とし、ショート不良又は層剥がれ不良が発生した積層セラミックコンデンサ（試料）については×（不良）とした。
【００５５】
表４に示すように、表面改質を行った試料番号１，２のＮｉ粉末（すなわち、実施例１，２のＮｉ粉末）を導電成分とする導電性ペースト１，２を用いた積層セラミックコンデンサ１，２は、静電容量が１．０μＦであり、ショート不良発生率、層剥がれ不良発生率がいずれも０％であり、良好な結果が得られることが確認された。
【００５６】
これに対して、試料番号３，４（すなわち、比較例１，２）のＮｉ粉末を導電成分とする導電性ペースト３，４を用いた積層セラミックコンデンサ３，４においては、４８〜５２％の試料に層剥がれ不良が発生しており、静電容量も０．１μＦと目標値よりも大幅に小さくなることが確認された。
【００５７】
さらに、試料番号５（比較例３）の表面改質処理を何ら施していないＮｉ粉末を導電成分とする導電性ペースト５を用いた場合、脱バインダー条件がＡ（大気雰囲気中でトップ温度が高い場合）の積層セラミックコンデンサ５（５ａ）においては、５０％の試料に層剥がれ不良が発生しており、静電容量も０．１μＦと目標値よりも大幅に小さくなることが確認された。また、脱バインダー条件がＢ（窒素雰囲気中でトップ温度が低い場合）の積層セラミックコンデンサ５（５ｂ）においては、３０％の試料にショート不良が発生しており、静電容量も０．９μＦと目標値よりも小さくなることが確認された。
上述の結果より、本願発明の導電性ペーストを用いて内部電極を形成することにより、所望の特性を備えた信頼性の高い積層セラミックコンデンサが得られることがわかる。
【００５８】
上記実施形態及び実施例では、積層セラミックコンデンサの内部電極を形成する場合を例にとって説明したが、本願発明のＮｉ粉末及びそれを用いた導電性ペーストは、積層セラミックコンデンサに限らず、積層バリスタ、多層基板などの内部電極を形成する場合に広く適用することが可能である。
【００５９】
なお、本願発明は、その他の点においても上記実施形態及び実施例に限定されるものではなく、Ｎｉ粉末の製造方法の具体的な条件、導電性ペーストの組成、本願発明の導電性ペーストを用いて電極が形成される積層セラミック電子部品の構成などに関し、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【００６０】
【発明の効果】
上述のように、本願発明（請求項１）のニッケル粉末の製造方法は、ニッケル粉末と硼素含有還元剤とを混合し、ニッケル粉末表面のニッケル酸化物及び／又はニッケル水酸化物を還元してニッケル−硼素化合物とするようにしているので、ニッケル粉末の耐酸化性を確実に向上させることが可能になる。
【００６１】
また、請求項２のニッケル粉末の製造方法のように、硼素含有還元剤として、水素化硼化物又はアミンボランを用いることにより、ニッケル粉末の耐酸化性を確実に向上させることが可能になり、本願発明を実効あらしめることが可能になる。
【００６２】
また、請求項３のニッケル粉末の製造方法のように、表面にニッケル−硼素化合物が形成されたニッケル粉末を熱処理して、ニッケル粉末表面を酸化硼素で覆う工程をさらに設けるようにした場合、ニッケル粉末の耐酸化性を確実に向上させることが可能になり、本願発明をより実効あらしめることができる。
【００６３】
ニッケル粉末は、粒径が小さくなって１．０μｍ以下になるとさらに酸化されやすくなるが、請求項４のように、かかる場合に本願発明を適用することにより、ニッケル粉末が微細でその平均粒径が１．０μｍ以下であるような場合にもニッケル粉末の耐酸化性を確保することが可能になり特に有意義である。
【００６４】
また、本願発明（請求項５）のニッケル粉末は、請求項１〜４のいずれかに記載のニッケル粉末の製造方法によって製造されたものであり、耐酸化性に優れているので、導電性ペーストの導電成分などの用途に好適に使用することができる。
【００６５】
また、本願発明（請求項６）の導電性ペーストは、請求項５記載の、耐酸化性に優れたニッケル粉末を導電成分として用いているので、例えば、導電性ペーストを塗布したセラミックグリーンシートを積層した積層体を焼成することにより形成される内部電極を備えた積層セラミック電子部品の製造に好適な導電性ペーストを提供することができる。
【００６６】
本願発明（請求項７）の積層セラミック電子部品は、請求項６の耐酸化性に優れた導電成分を含む導電性ペーストを用いて内部電極（焼結体）が形成されており、所望の特性を備えた信頼性の高い積層セラミック電子部品を確実に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の一実施形態にかかるニッケル粉末の断面図であり、ニッケル粉末の表面の主要部がニッケル−硼素（Ｎｉ−Ｂ）化合物膜により被覆された状態を示す図である。
【図２】本願発明の一実施形態にかかるニッケル粉末の断面図であり、ニッケル粉末の表面の略全面が酸化硼素膜により被覆された状態を示す図である。
【図３】本願発明の一実施例にかかる積層セラミックコンデンサの概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１ Ｎｉ粉末（素体）
２ ニッケル−硼素（Ｎｉ−Ｂ）化合物膜
３ 酸化硼素膜
１１ セラミック素子
１２ セラミック層
１３ａ，１３ｂ 内部電極
１４ａ，１４ｂ 端子電極
１５ ニッケルめっき膜
１６ スズめっき膜
Claims (7)
- ニッケル粉末と硼素含有還元剤とを混合し、ニッケル粉末表面のニッケル酸化物及び／又はニッケル水酸化物を還元してニッケル−硼素化合物とする工程を具備することを特徴とするニッケル粉末の製造方法。
- 前記硼素含有還元剤が水素化硼化物又はアミンボランであることを特徴とする請求項１記載のニッケル粉末の製造方法。
- 表面に前記ニッケル−硼素化合物が形成されたニッケル粉末を熱処理して、ニッケル粉末表面を酸化硼素で覆う工程をさらに備えていることを特徴とする請求項１又は２記載のニッケル粉末の製造方法。
- 前記ニッケル粉末の平均粒径が１．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のニッケル粉末の製造方法。
- 請求項１〜４のいずれかに記載のニッケル粉末の製造方法により製造されたものであることを特徴とするニッケル粉末。
- 請求項５記載のニッケル粉末と有機ビヒクルとを含有することを特徴とする導電性ペースト。
- 請求項６記載の導電性ペーストの焼結体をセラミック層間に備えていることを特徴とする積層セラミック電子部品。
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-
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