JP2005142222A - Stacked dielectric element and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stacked dielectric element of high quality which is free from delamination, and to provide its manufacturing method. <P>SOLUTION: The manufacturing method manufactures a stacked dielectric element 1 in which a dielectric ceramic layer 12 and a base metal electrode layer 13 are laminated alternately, and is provided with an electrode printing process for applying paster material for base metal electrode to at least one surface of the ceramic green sheet; a crimping process for laminating the ceramic green sheets, sticking them by pressure, and producing lamination; a cleaning process for degreasing the lamination; an electrode reduce process for heating the lamination under circulation of controlled atmosphere, reducing the paste material for base metal electrode, and obtaining the base metal electrode layer; and a calcination process for calcinating the lamination. In the electrode reduce process, the paste material for base metal electrode is reduced in such a manner that the amount of survival of base metal oxide contained in the base metal electrode layer is at most 20 wt%, and the amount of material isolated from the ceramic material becomes at most 30 atomic% from a surface of base material electrode layer in at most 5000 Å. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えば積層型セラミックコンデンサ、積層型圧電アクチュエータ等の積層型誘電素子及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a multilayer dielectric element such as a multilayer ceramic capacitor and a multilayer piezoelectric actuator, and a method for manufacturing the same.

従来より、各種優れた誘電特性を有するPZT系材料等よりなる誘電セラミック層と、銅等の卑金属よりなる卑金属電極層とを交互に積層してなる積層型誘電素子は、コンデンサやアクチュエータ等に広く利用されている。
このような積層型誘電素子を製造する方法は、通常下記のような複数の工程にて行われる。
Conventionally, a multilayer dielectric element formed by alternately laminating a dielectric ceramic layer made of a PZT material having various excellent dielectric properties and a base metal electrode layer made of a base metal such as copper has been widely used for capacitors and actuators. It's being used.
A method of manufacturing such a laminated dielectric element is usually performed in a plurality of steps as described below.

まず、PZT等のセラミック材料よりなるグリーンシートを準備し、このグリーンシートにスクリーン印刷等にて金属酸化物よりなる電極ペースト材料を塗布する。続いて、電極ペースト材料が塗布されたグリーンシートを積層して積層体を作製し、さらにこの積層体を脱脂する。
次に、脱脂後の積層体を加熱炉内にて還元条件下で加熱することにより上記電極ペースト材料中の金属酸化物を還元し、導電性を有する金属電極層にする(電極還元工程)。その後、積層体を焼成してセラミック材料を緻密化し、最終的な積層型誘電素子を得る(焼成工程)。
First, a green sheet made of a ceramic material such as PZT is prepared, and an electrode paste material made of a metal oxide is applied to the green sheet by screen printing or the like. Subsequently, the green sheets coated with the electrode paste material are laminated to produce a laminate, and the laminate is further degreased.
Next, by heating the degreased laminate in a heating furnace under reducing conditions, the metal oxide in the electrode paste material is reduced to form a conductive metal electrode layer (electrode reduction step). Thereafter, the multilayer body is fired to densify the ceramic material, and a final multilayer dielectric element is obtained (firing step).

ところが、上記焼成工程において、上記電極ペースト材料と上記セラミック材料とは、相反する雰囲気条件を要求する。即ち、例えばPZT等のセラミック材料は、酸化物であるため酸化雰囲気にて焼成することが好ましいのに対し、上記ペースト材料は、電極還元工程にて得られた導電性を保持するために還元雰囲気にて焼成を行うことが好ましい。   However, in the firing step, the electrode paste material and the ceramic material require conflicting atmospheric conditions. That is, for example, a ceramic material such as PZT is preferably an oxide because it is an oxide, whereas the paste material has a reducing atmosphere in order to maintain the conductivity obtained in the electrode reduction process. It is preferable to perform firing at.

したがって、上記焼成工程において、上記セラミック材料を充分に焼成させるために、酸化雰囲気にて焼成を行うと、予め上記電極還元工程において還元された銅等よりなる金属電極層が再び酸化されて導電性が低下してしまうおそれがある。一方、還元雰囲気にて焼成を行うと、上記セラミック材料が還元されてしまい、焼成後の積層体の特性が低下してしまうという問題がある。   Therefore, when firing in an oxidizing atmosphere in order to sufficiently fire the ceramic material in the firing step, the metal electrode layer made of copper or the like previously reduced in the electrode reduction step is oxidized again and becomes conductive. May decrease. On the other hand, when firing in a reducing atmosphere, the ceramic material is reduced, and there is a problem in that the characteristics of the laminated body after firing are degraded.

このような問題を解決するために、水素ガスを含む雰囲気中で導電ペーストを還元した後、続く焼成工程においては、酸素分圧を特定の範囲に制御した雰囲気下にて、上記積層体を焼成する方法がある(特許文献1参照)。   In order to solve such a problem, after reducing the conductive paste in an atmosphere containing hydrogen gas, in the subsequent firing step, the laminate is fired in an atmosphere in which the oxygen partial pressure is controlled within a specific range. There is a method to do (see Patent Document 1).

また、焼成温度よりも低い温度で導電ペーストを還元し、続く焼成工程においては、N2−H2−H2O−O2混合ガスを使用し、O2分圧を特定の範囲に制御した雰囲気下にて、上記積層体を焼成する方法が開示されている(特許文献2参照)。 Further, the conductive paste was reduced at a temperature lower than the firing temperature, and in the subsequent firing step, a mixed gas of N 2 —H 2 —H 2 O—O 2 was used, and the O 2 partial pressure was controlled within a specific range. A method for firing the laminate in an atmosphere is disclosed (see Patent Document 2).

そしてこのような従来の方法によれば、上記電極還元工程において還元された銅等よりなる金属電極を、上記焼成工程においてもほとんど酸化させることなくセラミック材料を緻密化させることができる。   According to such a conventional method, it is possible to densify the ceramic material without substantially oxidizing the metal electrode made of copper or the like reduced in the electrode reduction step even in the firing step.

特開平5−82387号公報JP-A-5-82387 特公平7−34417号公報Japanese Patent Publication No. 7-34417

しかしながら、上記電極還元工程においては、化学平衡論的な還元反応と反応速度論的な還元反応の二つが共存しているため、上記従来の方法では充分とはいえない。
例えばCu酸化物を含有してなる導電ペーストと、PZT系材料よりなるセラミック材料とを用いて作製する場合を考えると、上記電極還元工程においては、化学平衡論的なCu酸化物の還元反応(2CuxO⇔2xCu+O2)と、水素ガスによる反応速度論的なCu酸化物の還元反応(CuxO+H2⇒xCu+H2O)とが共存する。
However, in the above electrode reduction step, the two methods of chemical equilibrium reduction and reaction kinetic reduction coexist, so the above conventional method is not sufficient.
For example, in the case of producing using a conductive paste containing Cu oxide and a ceramic material made of a PZT-based material, in the electrode reduction step, a chemical equilibrium reduction reaction of Cu oxide ( 2Cu x O⇔2xCu + and O 2), the reduction reaction of reaction kinetic Cu oxides by hydrogen gas and (Cu x O + H 2 ⇒xCu + H 2 O) coexist.

そして、上記2つの反応のうち上記反応速度論的な反応によれば、水素ガス濃度又は量が少ないときにはCu酸化物が還元されずに導電ペースト中に残留してしまう。逆に、多いときにはCu酸化物は還元されるがセラミック材料中のPZTをも還元してしまい、組成中のPb等が遊離するという不具合を発生する。   According to the reaction kinetic reaction among the above two reactions, when the hydrogen gas concentration or amount is small, the Cu oxide is not reduced but remains in the conductive paste. On the other hand, when the amount is large, Cu oxide is reduced, but PZT in the ceramic material is also reduced, and Pb and the like in the composition are liberated.

上記のように、Cu酸化物が還元されず残存してしまった場合には、上記焼成工程中に、残存しているCu酸化物のCu2OがPZT等のセラミック材料中にわずかに残存するPbO等と反応して液相の共晶物質を形成し、この液相がセラミック材料中に拡散してしまう。その結果、焼成後の絶縁抵抗が低下するという問題が発生する。さらに、液相が生じた箇所は周囲に比べて収縮が起こりやすいため、焼成中にデラミネーションが発生するという問題を生じる。 As described above, when Cu oxide remains without being reduced, Cu 2 O of the remaining Cu oxide remains slightly in the ceramic material such as PZT during the firing step. It reacts with PbO or the like to form a liquid phase eutectic substance, and this liquid phase diffuses into the ceramic material. As a result, the problem that the insulation resistance after baking falls will generate | occur | produce. Furthermore, since the portion where the liquid phase is generated is more likely to shrink than the surroundings, there is a problem that delamination occurs during firing.

一方、PZTを還元して組成中のPbが遊離してしまった場合には、遊離したPbと電極還元工程の還元によって生じたCuとが、これらの共晶点である327℃以上で、液相の共晶物質を形成してしまうおそれがある。そのため、高温の加熱処理を行う上記焼成工程中に、金属電極が溶融してしまうおそれがある。また、上述のように、液相が形成された箇所は周囲よりも収縮が起こりやすくなっているため、焼成工程中にデラミネーションを発生するという問題がある。
そして、このようなデラミネーションの発生は、ヤング率及び絶縁抵抗等の積層誘電体素子の重要な特性を低下させてしまう。
On the other hand, when PZT is reduced and Pb in the composition is liberated, the liberated Pb and Cu produced by the reduction in the electrode reduction step are liquid at a temperature of 327 ° C. or more at their eutectic point. There is a risk of forming a phase eutectic material. Therefore, there is a possibility that the metal electrode is melted during the firing step in which the high temperature heat treatment is performed. In addition, as described above, the portion where the liquid phase is formed is more likely to shrink than the surroundings, and thus there is a problem that delamination occurs during the firing process.
The occurrence of such delamination deteriorates important characteristics of the laminated dielectric element such as Young's modulus and insulation resistance.

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、デラミネーションがなく、高品質な積層型誘電素子及びその製造方法を提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of such conventional problems, and is intended to provide a high-quality multilayer dielectric element and a method for manufacturing the same without delamination.

第1の発明は,組成中に鉛を含有する誘電セラミック層と,卑金属からなる卑金属電極層とを交互に積層した積層型誘電素子を製造する方法において,
鉛酸化物を含む金属酸化物よりなるセラミック材料をシート状に成形してなるセラミックグリーンシートの少なくとも一方の面に,卑金属酸化物を含有してなる卑金属電極用ペースト材料を塗布する電極印刷工程と,
上記卑金属電極用ペースト材料が塗布されたセラミックグリーンシートを積層し圧着して積層体を作製する圧着工程と,
上記積層体を雰囲気ガスの流通下にて加熱炉内で加熱し,上記卑金属電極用ペースト材料を還元して卑金属電極層とする電極還元工程と,
上記積層体を焼成する焼成工程とを有し,
上記電極還元工程においては,上記卑金属電極層中に含まれる卑金属酸化物の残存量が20wt%以下であり,かつ上記卑金属電極層の表面から5000Å以内における,上記セラミック材料から遊離した鉛の量が,30atomic%以下となるように上記卑金属電極用ペースト材料を還元することを特徴とする積層型誘電素子の製造方法にある(請求項1)。
A first invention is a method of manufacturing a laminated dielectric element in which a dielectric ceramic layer containing lead in a composition and a base metal electrode layer made of a base metal are alternately laminated,
An electrode printing step of applying a base metal electrode paste material containing a base metal oxide on at least one surface of a ceramic green sheet formed by forming a ceramic material made of a metal oxide containing lead oxide into a sheet; ,
A pressure bonding step in which a ceramic green sheet coated with the above base metal electrode paste material is laminated and pressure bonded to produce a laminate;
An electrode reduction step of heating the laminated body in a heating furnace under a flow of atmospheric gas to reduce the base metal electrode paste material to a base metal electrode layer;
A firing step of firing the laminate,
In the electrode reduction step, the amount of lead liberated from the ceramic material is less than 20% by weight of the base metal oxide contained in the base metal electrode layer and within 5000 mm from the surface of the base metal electrode layer. , 30 atomic% or less, the base metal electrode paste material is reduced. A method for producing a multilayer dielectric element according to claim 1.

上記第1の発明においては,上記焼成工程中に発生するデラミネーションの原因の1つが,焼成工程の前に行う上記電極還元工程にあることに注目し,電極還元工程における上記卑金属電極用ペースト材料の還元を上記のような特定の条件で行っている。   In the first invention, attention is paid to the fact that one of the causes of delamination generated during the firing step is the electrode reduction step performed before the firing step, and the base metal electrode paste material in the electrode reduction step. Is reduced under the specific conditions as described above.

具体的には,上記電極還元工程にて,上記卑金属電極層中に含まれる卑金属酸化物の残存量が20wt%以下で,かつ上記卑金属電極層の表面から5000Å以内における,上記セラミック材料から遊離した鉛の量が,30atomic%以下となるように上記卑金属電極用ペースト材料を還元する。   Specifically, in the electrode reduction step, the residual amount of the base metal oxide contained in the base metal electrode layer is 20 wt% or less and is released from the ceramic material within 5000 mm from the surface of the base metal electrode layer. The base metal electrode paste material is reduced so that the amount of lead is 30 atomic% or less.

上記電極還元工程における卑金属酸化物の残存量を20wt%以下にすることにより,残存している卑金属酸化物がセラミック材料中の,鉛酸化物を含有する金属酸化物と反応して液相の共晶物質を形成することを防止することができる。そのため,この液相がセラミック材料中に拡散し,焼成後の絶縁抵抗を低下させることもおこりにくくなる。また,デラミネーションの発生も防止できる。   By reducing the residual amount of the base metal oxide in the electrode reduction step to 20 wt% or less, the remaining base metal oxide reacts with the metal oxide containing lead oxide in the ceramic material, so that the liquid phase coexists. Formation of a crystal substance can be prevented. For this reason, the liquid phase diffuses into the ceramic material, and it is difficult to reduce the insulation resistance after firing. Also, delamination can be prevented.

また,上記卑金属電極層表面から5000Å以内における,セラミック材料から遊離した鉛の量を30atomic%以下という少ない量に抑えることにより,セラミック材料から遊離した鉛と上記卑金属電極層中に含まれる卑金属とが,上記焼成工程中に反応して,上記卑金属電極層を溶融させてしまうという不具合を防止することができる。   Further, by suppressing the amount of lead released from the ceramic material within 5000 mm from the surface of the base metal electrode layer to a small amount of 30 atomic% or less, the lead released from the ceramic material and the base metal contained in the base metal electrode layer can be reduced. , It is possible to prevent a problem that the base metal electrode layer is melted by reacting during the firing step.

ここで,上記電極還元工程における上記卑金属酸化物の残存量を20wt%以下としている。
上記卑金属酸化物の残存量が20wt%を超える場合には,残存した卑金属酸化物が上記セラミック材料中に含まれる,鉛酸化物を含有する金属酸化物と反応し,液相の共晶物質を形成してしまうおそれがある。その結果,焼成工程後の上記積層体の絶縁抵抗が低下し,また,デラミネーションが発生するおそれがある。
Here, the residual amount of the base metal oxide in the electrode reduction step is set to 20 wt% or less.
When the remaining amount of the base metal oxide exceeds 20 wt%, the remaining base metal oxide reacts with the metal oxide containing lead oxide contained in the ceramic material, and a liquid phase eutectic substance is formed. There is a risk of forming. As a result, the insulation resistance of the laminate after the firing process is lowered, and delamination may occur.

また,上記卑金属電極層の表面から5000Å以内における,上記セラミック材料から遊離する鉛の量を30atomic%以下となるようにしている。
上記範囲内におけるセラミック材料から遊離する鉛の量が30atomic%を超える場合には,遊離した鉛と上記卑金属電極層中の卑金属とが反応し,卑金属電解層が溶融してしまうおそれがある。そのため,卑金属電極層の導電性が損なわれるとともに,液相の形成によりデラミネーションが発生するおそれがある。
Further, the amount of lead released from the ceramic material within 5000 mm from the surface of the base metal electrode layer is set to 30 atomic% or less.
When the amount of lead liberated from the ceramic material within the above range exceeds 30 atomic%, the liberated lead may react with the base metal in the base metal electrode layer, and the base metal electrolytic layer may melt. Therefore, the conductivity of the base metal electrode layer is impaired and delamination may occur due to the formation of a liquid phase.

このように,本発明によれば,デラミネーションがなく,高品質な積層型誘電素子の製造方法を提供することができる。   Thus, according to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a high-quality multilayer dielectric element without delamination.

第2の発明は、組成中に鉛を含有する誘電セラミック層と、卑金属からなる卑金属電極層とを交互に積層した積層型誘電素子を製造する方法において、
鉛酸化物を含む金属酸化物よりなるセラミック材料をシート状に成形してなるセラミックグリーンシートの少なくとも一方の面に、卑金属酸化物を含有してなる卑金属電極用ペースト材料を塗布する電極印刷工程と、
上記卑金属電極用ペースト材料が塗布されたセラミックグリーンシートを積層し圧着して積層体を作製する圧着工程と、
上記積層体を雰囲気ガスの流通下にて加熱炉内で加熱し、上記卑金属電極用ペースト材料を還元して卑金属電極層とする電極還元工程と、
上記積層体を焼成する焼成工程とを有し、
上記電極還元工程においては,上記卑金属電極層中に含まれる卑金属酸化物の残存量をM(wt%)(ただし、残存量Mは、薄膜X線回折法で定量した値である)、
かつ上記卑金属電極層の表面から5000Å以内における、上記セラミック材料から遊離した鉛の量をN(atomic%)(ただし、鉛の量Nは、上記卑金属電極層の表面から5000Åの範囲をX線光電子分光法により定量した値である)とすると、
上記M(wt%)とN(atomic%)との間には、
N=C×M+D、0≦M<20なる関係が成立する(ただし、C及びDはM及びNに依存しない値であり、それぞれ−1.5≦C<−1.0、30≦D<36の範囲にある)ことを特徴とする積層型誘電素子の製造方法にある(請求項1)。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a multilayer dielectric element in which a dielectric ceramic layer containing lead in a composition and a base metal electrode layer made of a base metal are alternately stacked.
An electrode printing step of applying a base metal electrode paste material containing a base metal oxide to at least one surface of a ceramic green sheet formed by forming a ceramic material made of a metal oxide containing lead oxide into a sheet; ,
A pressure bonding step in which a ceramic green sheet coated with the base metal electrode paste material is stacked and pressure bonded to produce a laminate,
An electrode reduction step of heating the laminate in a heating furnace under a flow of atmospheric gas to reduce the base metal electrode paste material to a base metal electrode layer;
A firing step of firing the laminate,
In the electrode reduction step, the remaining amount of the base metal oxide contained in the base metal electrode layer is M (wt%) (where the remaining amount M is a value determined by thin film X-ray diffraction method),
And the amount of lead liberated from the ceramic material within 5000 mm from the surface of the base metal electrode layer is N (atomic%) (however, the amount of lead N is within the range of 5000 mm from the surface of the base metal electrode layer). (Quantitatively determined by spectroscopy)
Between M (wt%) and N (atomic%),
The relationship N = C × M + D and 0 ≦ M <20 holds (where C and D are values independent of M and N, and −1.5 ≦ C <−1.0 and 30 ≦ D <, respectively). 36). A manufacturing method of a laminated dielectric element characterized in that it is in the range of 36).

上記第1の発明においては、上記焼成工程中に発生するデラミネーションの原因の1つが、焼成工程の前に行う上記電極還元工程にあることに注目し、電極還元工程における上記卑金属電極用ペースト材料の還元を上記のような特定の条件で行っている。   In the first invention, it is noted that one of the causes of delamination that occurs during the firing step is the electrode reduction step performed before the firing step, and the base metal electrode paste material in the electrode reduction step Is reduced under the specific conditions as described above.

具体的には、上記電極還元工程にて、上記卑金属電極層中に含まれる卑金属酸化物の残存量Nが20wt%未満で、かつ上記卑金属電極層の表面から5000Å以内における、上記セラミック材料から遊離した鉛の量Mが、C×N+Dに等しくなるように上記卑金属電極用ペースト材料を還元する。ここにCは−1.5≦C<−1.0、Dは30≦D<36の範囲内の適当な値をとる。
更に、上記残存量Nは、薄膜X線回折法にて定量した値であり、上記鉛の量Mは、X線光電子分光法にて定量した値である。薄膜X線回折法に用いる測定器具として、(株)島津製作所製XRD6100等を使用することができる。また、X線光電子分光法に用いる測定器具として、VGシステムズジャパン(株)製の測定器を使用することができる。
Specifically, in the electrode reduction step, the residual amount N of the base metal oxide contained in the base metal electrode layer is less than 20 wt% and is free from the ceramic material within 5000 mm from the surface of the base metal electrode layer. The base metal electrode paste material is reduced so that the amount of lead M is equal to C × N + D. Here, C takes an appropriate value within the range of −1.5 ≦ C <−1.0, and D takes the range of 30 ≦ D <36.
Further, the residual amount N is a value determined by thin film X-ray diffraction, and the lead amount M is a value determined by X-ray photoelectron spectroscopy. As a measuring instrument used for the thin film X-ray diffraction method, XRD6100 manufactured by Shimadzu Corporation can be used. Moreover, the measuring instrument made from VG Systems Japan Co., Ltd. can be used as a measuring instrument used for X-ray photoelectron spectroscopy.

上記電極還元工程における卑金属酸化物の残存量を20wt%未満にすることにより、残存している卑金属酸化物がセラミック材料中の、鉛酸化物を含有する金属酸化物と反応して液相の共晶物質を形成することを防止することができる。そのため、この液相がセラミック材料中に拡散し、焼成後の絶縁抵抗を低下させることもおこりにくくなる。また、デラミネーションの発生も防止できる。   By setting the residual amount of the base metal oxide in the electrode reduction step to less than 20 wt%, the remaining base metal oxide reacts with the metal oxide containing lead oxide in the ceramic material, so Formation of a crystal substance can be prevented. Therefore, this liquid phase is diffused in the ceramic material, and it is difficult for the insulation resistance after firing to decrease. Moreover, the occurrence of delamination can be prevented.

また、上記卑金属電極層表面から5000Å以内におけるセラミック材料から遊離した鉛の量MはC×N+D(atomic%)と等しい、少ない量に抑えることにより、セラミック材料から遊離した鉛と上記卑金属電極層中に含まれる卑金属とが、上記焼成工程中に反応して、上記卑金属電極層を溶融させてしまうという不具合を防止することができる。   In addition, the amount M of lead liberated from the ceramic material within 5000 mm from the surface of the base metal electrode layer is equal to C × N + D (atomic%). The base metal contained in can react during the firing step and melt the base metal electrode layer.

ここで、上記電極還元工程における上記卑金属酸化物の残存量を20wt%未満としている。
上記卑金属酸化物の残存量が20wt%以上である場合には、残存した卑金属酸化物が上記セラミック材料中に含まれる、鉛酸化物を含有する金属酸化物と反応し、液相の共晶物質を形成してしまうおそれがある。その結果、焼成工程後の上記積層体の絶縁抵抗が低下し、また、デラミネーションが発生するおそれがある。
Here, the residual amount of the base metal oxide in the electrode reduction step is less than 20 wt%.
When the residual amount of the base metal oxide is 20 wt% or more, the residual base metal oxide reacts with the metal oxide containing lead oxide contained in the ceramic material, and a liquid phase eutectic substance. May be formed. As a result, the insulation resistance of the laminate after the firing step is reduced, and delamination may occur.

また、上記卑金属電極層の表面から5000Å以内における、上記セラミック材料から遊離する鉛の量MをC×N+D(atomic%)と等しくし、−1.5≦C<−1.0、30≦D<36としている。
上記範囲内におけるセラミック材料から遊離する鉛の量がC×N+D(atomic%)と等しくなくなった場合は、遊離した鉛と上記卑金属電極層中の卑金属とが反応し、卑金属電解層が溶融してしまうおそれがある。そのため、卑金属電極層の導電性が損なわれるとともに、液相の形成によりデラミネーションが発生するおそれがある。
Further, the amount M of lead liberated from the ceramic material within 5000 mm from the surface of the base metal electrode layer is made equal to C × N + D (atomic%), and −1.5 ≦ C <−1.0, 30 ≦ D <36.
When the amount of lead liberated from the ceramic material within the above range is not equal to C × N + D (atomic%), the liberated lead reacts with the base metal in the base metal electrode layer, and the base metal electrolytic layer melts. There is a risk that. Therefore, the conductivity of the base metal electrode layer is impaired, and delamination may occur due to the formation of the liquid phase.

このように、本発明によれば、デラミネーションがなく、高品質な積層型誘電素子の製造方法を提供することができる。   Thus, according to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a high-quality multilayer dielectric element without delamination.

第3の発明は、誘電セラミック層と、卑金属からなる卑金属電極層とを交互に積層した積層型誘電素子を製造する方法において、
セラミック材料をシート状に成形してなるセラミックグリーンシートの少なくとも一方の面に、卑金属酸化物を含有してなる卑金属電極用ペースト材料を塗布する電極印刷工程と、
上記卑金属電極用ペースト材料が塗布されたセラミックグリーンシートを積層し圧着して積層体を作製する圧着工程と、
上記積層体を雰囲気ガスの流通下にて加熱し、上記卑金属電極用ペースト材料を還元して卑金属電極層とする電極還元工程と、
上記積層体を焼成する焼成工程とを有し、
上記電極還元工程における上記雰囲気ガスは、上記卑金属電極用ペースト材料を還元する還元ガスと、酸素又は/及び酸素を形成するガスよりなる酸化ガスとを含有し、
上記電極還元工程における上記加熱は、上記卑金属電極用ペースト材料中の上記卑金属と上記セラミックグリーンシート中の少なくとも1つの金属との共晶点付近の温度を最高保持温度としておこない、かつ該最高保持温度における上記還元ガスは、上記雰囲気ガス中に0.2体積%より多く、3体積%より少なく含まれることを特徴とする積層型誘電素子の製造方法にある(請求項11)。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a multilayer dielectric element in which dielectric ceramic layers and base metal electrode layers made of a base metal are alternately stacked.
An electrode printing step of applying a base metal electrode paste material containing a base metal oxide on at least one surface of a ceramic green sheet formed by forming a ceramic material into a sheet;
A pressure bonding step in which a ceramic green sheet coated with the base metal electrode paste material is stacked and pressure bonded to produce a laminate,
An electrode reduction step in which the laminate is heated under a flow of atmospheric gas to reduce the base metal electrode paste material to a base metal electrode layer;
A firing step of firing the laminate,
The atmosphere gas in the electrode reduction step contains a reducing gas for reducing the base metal electrode paste material and an oxidizing gas composed of oxygen or / and a gas forming oxygen,
The heating in the electrode reduction step is performed at a temperature near the eutectic point between the base metal in the base metal electrode paste material and at least one metal in the ceramic green sheet as a maximum holding temperature, and the maximum holding temperature. In the method of manufacturing a multilayer dielectric element, the reducing gas in is contained in the atmospheric gas in an amount of more than 0.2% by volume and less than 3% by volume.

本発明において最も注目すべき点は、上記電極還元工程において、上記卑金属電極用ペースト材料中の上記卑金属と上記セラミックグリーンシート中の少なくとも1つの金属との共晶点付近の温度を最高保持温度として加熱をおこない、かつ該最高保持温度における上記還元ガスは、上記雰囲気ガス中に0.2体積%より多く、3体積%より少なく含まれるように設定することにある。   The most notable point in the present invention is that in the electrode reduction step, the temperature near the eutectic point of the base metal in the base metal electrode paste material and at least one metal in the ceramic green sheet is set as the maximum holding temperature. Heating is performed and the reducing gas at the maximum holding temperature is set so as to be contained in the atmospheric gas in an amount of more than 0.2% by volume and less than 3% by volume.

上記電極還元工程においては、上記雰囲気ガスの流通下にて、例えば一定の昇温速度にて上記積層体を加熱していく。そして、ある一定の温度(最高保持温度)に達したとき、この温度を保持し、上記卑金属電極用ペースト材料を還元させる。
本発明においては、上記最高保持温度を、上記卑金属電極用ペースト材料中の上記卑金属と上記セラミックグリーンシート中の少なくとも1つの金属との共晶点付近に設定している。そして、上記還元ガスの雰囲気ガス中での含有量を上記範囲に規定する。
In the electrode reduction step, the laminate is heated, for example, at a constant rate of temperature increase under the circulation of the atmospheric gas. When a certain temperature (maximum holding temperature) is reached, this temperature is held and the base metal electrode paste material is reduced.
In the present invention, the maximum holding temperature is set in the vicinity of the eutectic point of the base metal in the base metal electrode paste material and at least one metal in the ceramic green sheet. And content in the atmospheric gas of the said reducing gas is prescribed | regulated to the said range.

このような2つの要件を同時に具備することによって、上記卑金属電極用ペースト材料中の上記卑金属と上記セラミックグリーンシート中の少なくとも1つの金属とが反応して、上記のような液相(共晶物質)を形成することがほとんどない。そのため、デラミネーションの発生を防止することができる。
さらに、上記範囲に上記還元ガスを制御することにより、上記電極還元工程において、上記卑金属電極用ペースト材料を充分に還元することができ、かつその一方で、上記セラミック材料をも還元してしまうことを防止することができる。そのため、共晶物質を形成して誘電セラミック層の性質を劣化させることもほとんどない。それ故、ヤング率及び絶縁抵抗等の特性に優れた積層誘電体素子を製造することができる。
By having these two requirements at the same time, the base metal in the base metal electrode paste material reacts with at least one metal in the ceramic green sheet, so that the liquid phase (eutectic substance) ) Is rarely formed. Therefore, occurrence of delamination can be prevented.
Further, by controlling the reducing gas within the above range, the base metal electrode paste material can be sufficiently reduced in the electrode reduction step, and on the other hand, the ceramic material can also be reduced. Can be prevented. Therefore, the eutectic material is hardly formed and the properties of the dielectric ceramic layer are hardly deteriorated. Therefore, a laminated dielectric element having excellent characteristics such as Young's modulus and insulation resistance can be manufactured.

ここで、上記最高保持温度における上記還元ガスは、上記雰囲気ガス中に0.2体積%より多く、3体積%より少なく含まれている。
上記還元ガスが0.2体積%以下の場合には、上記卑金属電極用ペースト材料は充分に還元されず、導電性のある卑金属電極層を形成することができないおそれがある。また、卑金属電極用ペースト材料中に卑金属酸化物が残留し、この卑金属酸化物がセラミック材料中の金属酸化物と共晶物質を形成してしまうおそれがある。
Here, the reducing gas at the maximum holding temperature is contained in the atmospheric gas in an amount of more than 0.2% by volume and less than 3% by volume.
When the reducing gas is 0.2% by volume or less, the base metal electrode paste material is not sufficiently reduced, and there is a possibility that a conductive base metal electrode layer cannot be formed. Further, the base metal oxide remains in the base metal electrode paste material, and this base metal oxide may form a eutectic substance with the metal oxide in the ceramic material.

一方、3体積%以上の場合には、上記セラミック材料中の金属酸化物をも還元してしまい、誘電性及び圧電性が損なわれるおそれがある。さらに、このようにセラミック材料中の金属酸化物が還元されて金属が遊離すると、遊離した金属と上記卑金属電極層中の金属とが共晶反応により、卑金属電極層が低温にて溶融し、島状の電極となってしまうおそれがある。   On the other hand, in the case of 3% by volume or more, the metal oxide in the ceramic material is also reduced, which may impair the dielectric properties and piezoelectricity. Further, when the metal oxide in the ceramic material is reduced and the metal is liberated in this manner, the liberated metal and the metal in the base metal electrode layer are melted at a low temperature by a eutectic reaction, and the island is melted. There is a risk that the electrode will become a shaped electrode.

第4の発明は、誘電セラミック層と、卑金属からなる卑金属電極層とを交互に積層した積層型誘電素子を製造する方法において、
セラミック材料をシート状に成形してなるセラミックグリーンシートの少なくとも一方の面に、卑金属酸化物を含有してなる卑金属電極用ペースト材料を塗布する電極印刷工程と、
上記卑金属電極用ペースト材料が塗布されたセラミックグリーンシートを積層し圧着して積層体を作製する圧着工程と、
上記積層体を雰囲気ガスの流通下にて加熱し、上記卑金属電極用ペースト材料を還元して卑金属電極層とする電極還元工程と、
上記積層体を焼成する焼成工程とを有し、
上記電極還元工程における上記雰囲気ガスは、上記卑金属電極用ペースト材料を還元する還元ガスと、酸素又は/及び酸素を形成するガスよりなる酸化ガスとを含有し、
上記電極還元工程における上記加熱は、上記卑金属電極用ペースト材料中の上記卑金属と上記セラミックグリーンシート中の少なくとも1つの金属との共晶点付近の温度を最高保持温度としておこない、かつ該最高保持温度における上記雰囲気ガス中の上記還元ガスは、0.0376cm/minより多く、0.564cm/minより少ない線密度で流通させることを特徴とする積層誘電素子の製造方法にある(請求項12)。
4th invention is the method of manufacturing the laminated dielectric element which laminated | stacked alternately the dielectric ceramic layer and the base metal electrode layer which consists of base metals,
An electrode printing step of applying a base metal electrode paste material containing a base metal oxide on at least one surface of a ceramic green sheet formed by forming a ceramic material into a sheet;
A pressure bonding step in which a ceramic green sheet coated with the base metal electrode paste material is stacked and pressure bonded to produce a laminate,
An electrode reduction step in which the laminate is heated under a flow of atmospheric gas to reduce the base metal electrode paste material to a base metal electrode layer;
A firing step of firing the laminate,
The atmosphere gas in the electrode reduction step contains a reducing gas for reducing the base metal electrode paste material and an oxidizing gas composed of oxygen or / and a gas forming oxygen,
The heating in the electrode reduction step is performed at a temperature near the eutectic point between the base metal in the base metal electrode paste material and at least one metal in the ceramic green sheet as a maximum holding temperature, and the maximum holding temperature. In the method for manufacturing a multilayer dielectric element, the reducing gas in the atmospheric gas is circulated at a linear density greater than 0.0376 cm / min and less than 0.564 cm / min.

上記第4の発明においては、上記電極還元工程における最高保持温度を上記共晶点付近の温度に設定したうえで、上記雰囲気ガス中の上記還元ガスを、0.0376cm/minより多く、0.564cm/minより少ない線密度で流通させるように設定している。
この2つの要件を同時に具備するように制御することにより、上記電極還元工程において、上記卑金属電極用ペースト材料を充分に還元させ、かつその一方で、上記セラミック材料をも還元してしまうことを防止することができる。そのため、共晶物質を形成して誘電セラミック層の性質を劣化させることもほとんどない。
そのため、ヤング率及び絶縁抵抗等の特性に優れた積層誘電体素子を製造することができる。
In the fourth aspect of the invention, the maximum holding temperature in the electrode reduction step is set to a temperature in the vicinity of the eutectic point, and the reducing gas in the atmospheric gas is greater than 0.0376 cm / min, It is set to circulate at a linear density lower than 564 cm / min.
By controlling to satisfy these two requirements at the same time, it is possible to sufficiently reduce the base metal electrode paste material in the electrode reduction step, while preventing the ceramic material from being reduced. can do. Therefore, the eutectic material is hardly formed and the properties of the dielectric ceramic layer are hardly deteriorated.
Therefore, it is possible to manufacture a laminated dielectric element having excellent characteristics such as Young's modulus and insulation resistance.

ここで、上記雰囲気ガス中の上記還元ガスは、0.0376cm/minより多く、0.564cm/minより少ない線密度で流通させる。
上記線密度が0.0376cm/min以下の場合には、上記電極還元工程において、卑金属電極用ペースト材料が充分に還元されず、卑金属酸化物が残存してしまうおそれがある。また、このときには、残存した卑金属酸化物と、セラミック材料中に含まれる金属酸化物とが共晶物質を形成し、誘電セラミック層の圧電特性が低下するおそれがある。
Here, the reducing gas in the atmospheric gas is circulated at a linear density of more than 0.0376 cm / min and less than 0.564 cm / min.
When the linear density is 0.0376 cm / min or less, the base metal electrode paste material is not sufficiently reduced in the electrode reduction step, and the base metal oxide may remain. Further, at this time, the remaining base metal oxide and the metal oxide contained in the ceramic material form a eutectic substance, which may reduce the piezoelectric characteristics of the dielectric ceramic layer.

一方、0.564cm/min以上の場合には、上記電極還元工程において、卑金属電極用ペースト材料のみならず、セラミック材料中の金属酸化物までが還元されてしまい、誘電セラミック層の特性が低下するおそれがある。また、セラミック材料中の金属酸化物が還元されて生じる金属と、卑金属電極用ペースト材料中が還元されて生じる卑金属とが反応して液相の共晶物質を形成し、デラミネーションを引き起こすおそれがある。   On the other hand, in the case of 0.564 cm / min or more, not only the base metal electrode paste material but also the metal oxide in the ceramic material is reduced in the electrode reduction step, and the characteristics of the dielectric ceramic layer are deteriorated. There is a fear. In addition, there is a possibility that the metal produced by reduction of the metal oxide in the ceramic material reacts with the base metal produced by reduction of the paste material for the base metal electrode to form a liquid-phase eutectic substance and cause delamination. is there.

また、第4の発明においては、上記積層体が比較的大きなものであっても、その大きさにほとんど依存することなく、内部の卑金属電極用ペースト材料をも充分に還元することができる。   In the fourth invention, even if the laminate is relatively large, the internal base metal electrode paste material can be sufficiently reduced without depending on the size.

即ち、一般に、上記積層体の大きさが大きくなればなる程、該積層体内部の卑金属電極用ペースト材料は還元されにくくなる。このように大きな積層体の場合には、積層体の内部の上記卑金属電極用ペースト材料まで充分に還元しようとすると、流動性の良い雰囲気ガスにさらされる積層体の外周部がより還元され易くなり、外周部のセラミック材料が還元されてしまうおそれがある。   That is, generally, the larger the size of the laminate, the more difficult it is to reduce the base metal electrode paste material inside the laminate. In the case of such a large laminate, if the base metal electrode paste material inside the laminate is sufficiently reduced, the outer peripheral portion of the laminate exposed to the atmosphere gas having good fluidity is more easily reduced. There is a possibility that the ceramic material in the outer peripheral portion is reduced.

また、一般に上記積層体の近傍を雰囲気ガスが通過するときの反応量は、雰囲気ガスの流速の影響を受ける。即ち、雰囲気ガスの流速が大きいときには系全体の反応は遅れ、雰囲気ガスの流速が小さければ系全体の反応は速くなる。特に、例えば加熱炉内で上記雰囲気ガスを加熱炉の下方部から流動させる場合には、雰囲気ガスの流速が大きくなると対流圏が形成され、雰囲気ガスの流動性が比較的低下する部分が発生する。この対流圏の大きさも、雰囲気ガスの流速に依存し、雰囲気ガスの流速が大きくなると比較的広範囲になる。   In general, the reaction amount when the atmospheric gas passes in the vicinity of the laminate is affected by the flow rate of the atmospheric gas. That is, when the atmospheric gas flow rate is high, the reaction of the entire system is delayed, and when the atmospheric gas flow rate is low, the reaction of the entire system becomes fast. In particular, for example, when the atmospheric gas flows from the lower part of the heating furnace in a heating furnace, a troposphere is formed when the flow rate of the atmospheric gas is increased, and a portion where the fluidity of the atmospheric gas is relatively lowered occurs. The size of the troposphere also depends on the flow rate of the atmospheric gas, and becomes relatively wide as the flow rate of the atmospheric gas increases.

上記第4の発明においては、上記還元ガスを上記特定の範囲の線密度で流通させている。そのため、比較的大きな積層体であっても、上記セラミック層の還元を抑制しながら、充分に卑金属電極用ペースト材料を還元することができるのである。   In the fourth aspect of the invention, the reducing gas is circulated with the linear density in the specific range. Therefore, even if it is a comparatively big laminated body, the paste material for base metal electrodes can fully be reduced, suppressing the reduction | restoration of the said ceramic layer.

第5の発明は、上記第1〜第4の発明の製造方法によって作製されることを特徴とする積層型誘電素子にある(請求項20)。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a multilayer dielectric element manufactured by the manufacturing method according to the first to fourth aspects of the present invention.

第5の発明の積層型誘電素子は、上記第1の発明(請求項1)、上記第2発明(請求項2)、上記第3発明(請求項11)、又は上記第4の発明(請求項12)の製造方法によって作製されている。
そのため、上記積層型誘電素子は、上記誘電セラミック層と上記卑金属電極層との間にデラミネーションがほとんどなく、ヤング率や絶縁抵抗が高く高品質である。
The laminated dielectric element of the fifth invention is the first invention (invention 1), the second invention (invention 2), the third invention (invention 11), or the fourth invention (invention). Item 12) is produced by the manufacturing method.
Therefore, the multilayer dielectric element has almost no delamination between the dielectric ceramic layer and the base metal electrode layer, and has high Young's modulus and insulation resistance and high quality.

まず、上記第1の発明(請求項1)についての好ましい実施の形態について説明する。
上記第1の発明において、上記セラミック材料としては、PZT系材料が好ましい。
この場合には、PZT系材料が有する優れた圧電及び誘電特性を利用して、高性能の積層型セラミックコンデンサ及び積層型圧電アクチュエータ等に利用できる積層型誘電素子を作製することができる。
First, a preferred embodiment of the first invention (claim 1) will be described.
In the first invention, the ceramic material is preferably a PZT material.
In this case, it is possible to produce a multilayer dielectric element that can be used for a high-performance multilayer ceramic capacitor, a multilayer piezoelectric actuator, and the like by utilizing the excellent piezoelectric and dielectric properties of the PZT material.

次に、上記電極還元工程における上記雰囲気ガスは、上記卑金属電極用ペースト材料を還元する還元ガスと、酸素又は/及び酸素を形成するガスよりなる酸化ガスとを含有することが好ましい(請求項3)。
この場合には、上記電極還元工程において、上記還元ガスの還元力が酸化ガスにより適度に抑制され、上記卑金属電極用ペースト材料を充分に還元することができ、その一方で、上記セラミック材料中の金属酸化物が還元されることを防止することができる。
Next, the atmosphere gas in the electrode reduction step preferably contains a reducing gas for reducing the base metal electrode paste material and an oxidizing gas composed of oxygen or / and a gas forming oxygen. ).
In this case, in the electrode reduction step, the reducing power of the reducing gas is moderately suppressed by the oxidizing gas, and the base metal electrode paste material can be sufficiently reduced. Reduction of the metal oxide can be prevented.

一般に、セラミック材料は、卑金属電極ペーストよりも還元されにくい。そのため、上記のように、電極還元工程の際に、還元ガスと酸化ガスとの2つのガスを雰囲気ガスとして用いて還元ガスの還元力を制御することにより、上記卑金属電極用ペースト材料を優先的に還元することができるのである。   In general, ceramic materials are less likely to be reduced than base metal electrode pastes. Therefore, as described above, the base metal electrode paste material is preferentially used in the electrode reduction process by controlling the reducing gas reducing power by using two gases, a reducing gas and an oxidizing gas, as an atmospheric gas. It can be reduced.

また、上記還元ガスとしては、例えば水素、一酸化炭素、アンモニア、ヒドラジン等を用いることができる。
また、上記酸化ガスとしては、例えば酸素、水等を用いることができる。
Moreover, as said reducing gas, hydrogen, carbon monoxide, ammonia, hydrazine etc. can be used, for example.
As the oxidizing gas, for example, oxygen, water, or the like can be used.

次に、上記還元ガスは水素であり、かつ上記酸化ガスは酸素であることが好ましい(請求項4)。
この場合には、上記の還元ガスと酸化ガスとの両者を含有することによる効果をより効果的に得ることができる。
Next, it is preferable that the reducing gas is hydrogen and the oxidizing gas is oxygen.
In this case, the effect of containing both the reducing gas and the oxidizing gas can be obtained more effectively.

次に、上記電極還元工程においては、昇温速度200℃/h以下で加熱を開始し、続いて300℃〜400℃の最高保持温度にて0.5〜15時間保持し、その後炉冷し、90℃以下の温度にて上記積層体を上記加熱炉内より取り出し、かつ加熱を開始してから上記加熱炉内より上記積層体を取り出すときまでの上記雰囲気ガス中の酸素の分圧を1×10-23.9〜1×10-22atmにすることが好ましい(請求項5)。 Next, in the electrode reduction step, heating is started at a rate of temperature increase of 200 ° C./h or less, followed by holding at a maximum holding temperature of 300 ° C. to 400 ° C. for 0.5 to 15 hours, and then furnace cooling. The partial pressure of oxygen in the atmospheric gas from when the laminated body is taken out from the heating furnace at a temperature of 90 ° C. or less and when the laminated body is taken out from the heating furnace after the start of heating is 1 It is preferable to set it to * 10 <-2> 3.9 to 1 * 10 < -22 > atm.

この場合には、上記酸化ガスとしての酸素と上記還元ガスとしての水素とが、上記加熱炉内にて、下の式(1)で表される平行雰囲気に達する。
2+1/2O2⇔H2O (1)
そのため、安定した酸素分圧を実現できる。それ故、上記電極還元工程において、上記卑金属電極層中に含まれる卑金属酸化物の残存量が20wt%以下であり、かつ上記卑金属電極層の表面から5000Å以内における、上記セラミック材料から遊離した鉛の量を30atomic%以下とすることが容易になる。
In this case, oxygen as the oxidizing gas and hydrogen as the reducing gas reach a parallel atmosphere represented by the following formula (1) in the heating furnace.
H 2 + 1 / 2O 2 ⇔H 2 O (1)
Therefore, a stable oxygen partial pressure can be realized. Therefore, in the electrode reduction step, the residual amount of the base metal oxide contained in the base metal electrode layer is 20 wt% or less, and the lead released from the ceramic material is within 5000 mm from the surface of the base metal electrode layer. It becomes easy to make the amount 30 atomic% or less.

また、上記の式(1)からわかるように、上記加熱炉内には水蒸気が発生する。そのため、例えばPZT系材料等のように、上記セラミック材料として鉛を含有するものを用いる場合には、セラミック材料中に酸化物として存在している鉛等が過剰に金属化することを抑制することができる。
なお、上記炉冷とは、加熱を停止した後も処理材を炉内に保持し、その処理材を自然放冷よりも緩やかに徐冷することである。
Further, as can be seen from the above formula (1), water vapor is generated in the heating furnace. Therefore, for example, when using lead-containing ceramic materials such as PZT-based materials, it is possible to suppress excessive metallization of lead and the like existing as oxides in the ceramic materials. Can do.
In addition, the said furnace cooling is hold | maintaining a processing material in a furnace even after a heating is stopped, and cooling the processing material more slowly than natural cooling.

上記雰囲気ガス中の酸素の分圧が1×10-22atmを超える場合には、雰囲気中の酸素分圧が高いため、上記卑金属酸化物が充分に還元できず、焼成時に未還元の卑金属酸化物が誘電セラミック層に拡散するおそれがある。
一方、1×10-23.9atm未満の場合には、上記卑金属電極用ペースト材料中の卑金属酸化物が還元されると同時に、上記セラミック材料中の鉛を含む金属酸化物までもが還元され、過剰の鉛が遊離するおそれがある。この遊離した鉛は、上記卑金属電極層中の例えば銅等の卑金属と反応し、卑金属電極層を溶融させるおそれがある。
When the partial pressure of oxygen in the atmosphere gas exceeds 1 × 10 −22 atm, the oxygen partial pressure in the atmosphere is high, so that the base metal oxide cannot be sufficiently reduced, and unreduced base metal oxidation is performed during firing. Objects may diffuse into the dielectric ceramic layer.
On the other hand, in the case of less than 1 × 10 −23.9 atm, the base metal oxide in the base metal electrode paste material is reduced, and at the same time, the metal oxide containing lead in the ceramic material is also reduced. Lead may be liberated. This liberated lead may react with a base metal such as copper in the base metal electrode layer to melt the base metal electrode layer.

また、上記昇温速度が200℃/hを超える場合には、上記電極還元工程中に上記積層体が熱衝撃でわれるおそれがある。   Moreover, when the said temperature increase rate exceeds 200 degrees C / h, there exists a possibility that the said laminated body may be received by a thermal shock during the said electrode reduction process.

また、上記最高保持温度が、300℃未満の場合には、上記卑金属電極用ペースト材料を充分に還元することができず、大量の卑金属酸化物が残留してしまうおそれがある。
一方、400℃を超える場合には、セラミック材料から遊離した鉛と卑金属電極層の金属とが反応して卑金属電極層を溶融してしまうおそれがある。
When the maximum holding temperature is less than 300 ° C., the base metal electrode paste material cannot be sufficiently reduced, and a large amount of base metal oxide may remain.
On the other hand, when it exceeds 400 ° C., lead liberated from the ceramic material and the metal of the base metal electrode layer may react to melt the base metal electrode layer.

また、上記最高保持温度の保持時間が0.5時間未満の場合には、上記卑金属電極用ペースト材料を充分に還元できないおそれがある。
一方、15時間を超える場合には、上記電極還元工程中にセラミック材料が還元され、セラミック材料が有する圧電性及び誘電性などの性質が損なわれてしまうおそれがある。
Further, when the holding time at the maximum holding temperature is less than 0.5 hour, the base metal electrode paste material may not be sufficiently reduced.
On the other hand, if it exceeds 15 hours, the ceramic material may be reduced during the electrode reduction step, and the piezoelectric material and dielectric properties of the ceramic material may be impaired.

また、上記積層体を取り出す温度が90℃を超える場合には、上記電極還元工程において還元された上記卑金属電極層が、その大気に接触する露出部で、大気中の酸素により酸化されてしまうおそれがある。   In addition, when the temperature at which the laminate is taken out exceeds 90 ° C., the base metal electrode layer reduced in the electrode reduction step may be oxidized by oxygen in the atmosphere at the exposed portion in contact with the atmosphere. There is.

次に、上記電極還元工程における酸素流量fO(ml/min)と水素流量fH(ml/min)とは、上記雰囲気ガスを構成する各ガスの流量の合計量を全流量F(ml/min)とするとき、酸素流量fO=A×水素流量fH/全流量F−B(但し、20≦A≦24、12≦B≦16、8≦A−B≦8.22)の関係を有していることが好ましい(請求項6)。
この場合には、上記電極還元工程において、上記セラミック材料が過剰に還元されることを防止することができると共に、その一方で、上記卑金属電極用ペースト材料を充分に還元させることができる。
Next, the oxygen flow rate f O (ml / min) and the hydrogen flow rate f H (ml / min) in the electrode reduction step are the total flow rate F (ml / min) of each gas constituting the atmospheric gas. min)), the relationship of oxygen flow rate f O = A × hydrogen flow rate f H / total flow rate FB (where 20 ≦ A ≦ 24, 12 ≦ B ≦ 16, 8 ≦ A−B ≦ 8.22) (Claim 6).
In this case, in the electrode reduction step, the ceramic material can be prevented from being excessively reduced, while the base metal electrode paste material can be sufficiently reduced.

即ち、この場合には、上記電極還元工程において、上記卑金属電極層中に含まれる卑金属酸化物の残存量が20wt%以下で、かつ上記卑金属電極層の表面から5000Å以内における、上記セラミック材料から遊離する鉛の量を、30atomic%以下とすることが容易になる。   That is, in this case, in the electrode reduction step, the residual amount of the base metal oxide contained in the base metal electrode layer is 20 wt% or less and is free from the ceramic material within 5000 mm from the surface of the base metal electrode layer. It becomes easy to make the amount of lead to be 30 atomic% or less.

上記酸素流量fOが、上記の範囲を超えて酸素過剰になった場合には、上記卑金属電極用ペーストの還元が不十分となり、非金属酸化物が残留する。そして、上記焼成工程の際に、残留した非金属酸化物がセラミック材料中に拡散してしまうおそれがある。一方、上記酸素流量fOが上記の範囲よりも小さくなり酸素不足になった場合には、上記セラミック材料中の金属酸化物までもが還元されてしまうおそれがある。 When the oxygen flow rate f O exceeds the above range and oxygen becomes excessive, the reduction of the base metal electrode paste becomes insufficient, and the non-metal oxide remains. And in the case of the said baking process, there exists a possibility that the remaining nonmetallic oxide may diffuse in ceramic material. On the other hand, when the oxygen flow rate f O is smaller than the above range and oxygen becomes insufficient, even the metal oxide in the ceramic material may be reduced.

次に、上記電極還元工程で最高温度に保持される際、水素と酸素とが反応して生成する水のモル流量をW、残存する余剰の水素のモル流量をHとすると、両者の値は下記の範囲内にあることが好ましい(請求項7)。
0.0012≦H≦0.0018(H:mol/min)
0.0002≦W≦0.001(W:mol/min)
これにより、鉛酸化物を含む誘電材料を用いた積層体が、水素により還元されて鉛を析出する現象を最小限に抑制でき、かつ卑金属電極層中の卑金属酸化物を還元することができる。
仮にHが0.0012未満である場合は、卑金属電極層中の卑金属酸化物を還元に要する時間が長くなるという問題が生じるおそれがあり、Hが0.0018より大である場合は、誘電材料が水素により還元されて鉛を析出する量が多くなり、焼成中に卑金属電極層と反応して電極層を形成できなくなるという問題が生じるおそれがある。
Next, assuming that the molar flow rate of water produced by the reaction of hydrogen and oxygen when the electrode reduction step is maintained at the maximum temperature is W, and the molar flow rate of the remaining surplus hydrogen is H, both values are It is preferable to be within the following range (claim 7).
0.0012 ≦ H ≦ 0.0018 (H: mol / min)
0.0002 ≦ W ≦ 0.001 (W: mol / min)
Thereby, the laminated body using the dielectric material containing lead oxide can suppress the phenomenon that lead is precipitated by being reduced by hydrogen, and the base metal oxide in the base metal electrode layer can be reduced.
If H is less than 0.0012, there is a possibility that the time required for reducing the base metal oxide in the base metal electrode layer may be increased. If H is greater than 0.0018, the dielectric material may be used. However, the amount of lead that is reduced by hydrogen and precipitates lead to a problem that the electrode layer cannot be formed by reacting with the base metal electrode layer during firing.

次に、上記電極還元工程で、最高温度に保持される際、保持時間における水素モル流量の積分値hは、下記の範囲内にあることが好ましい(請求項8)。
29000≦h≦31000(h:mol/min)
これにより、鉛酸化物を含む誘電材料を用いた積層体の卑金属電極層が焼成中に卑金属電極層と反応することなく、かつ卑金属電極層中の卑金属酸化物が残存量を最低限として焼成中に卑金属酸化物が誘電材料と反応する量を最小限とすることが可能になる。
仮にhが、29000未満である場合は、卑金属電極層中に未還元の卑金属酸化物が20wt%以上残存するという問題が生じるおそれがある。
hが31000より大である場合は、誘電材料より誘電材料が水素により還元されて鉛を析出する量が卑金属電極層の表面から5000Å以内における鉛量が30atomic%を超え焼成中に卑金属電極層と反応して電極層を形成できなくなるおそれがある。
Next, when the maximum temperature is maintained in the electrode reduction step, the integral value h of the hydrogen molar flow rate during the retention time is preferably within the following range (claim 8).
29000 ≦ h ≦ 31000 (h: mol / min)
As a result, the base metal electrode layer of the laminate using a dielectric material containing lead oxide does not react with the base metal electrode layer during firing, and the base metal oxide in the base metal electrode layer is being fired with a minimum remaining amount. In addition, the amount of base metal oxide that reacts with the dielectric material can be minimized.
If h is less than 29000, there is a possibility that an unreduced base metal oxide remains in an amount of 20 wt% or more in the base metal electrode layer.
When h is greater than 31000, the amount of lead that is reduced from the dielectric material by hydrogen and deposits lead from the dielectric material exceeds 5000 atomic% from the surface of the base metal electrode layer, and the amount of lead exceeds 30 atomic%. There is a possibility that the electrode layer cannot be formed by reaction.

次に、上記電極印刷工程においては、上記卑金属電極用ペースト材料を厚み2〜14μmにて塗布することが好ましい(請求項9)。
この場合には、上記電極還元工程において、充分に上記卑金属電極用ペースト材料を還元することができると共に、充分な導電性を有する卑金属電極層を作製することができる。また、この場合には、上記電極還元工程を行うときに、上記セラミック材料をほとんど還元させることなく、その一方で、上記卑金属電極用ペースト材料は、充分に還元させることができる。
Next, in the electrode printing step, the base metal electrode paste material is preferably applied in a thickness of 2 to 14 μm.
In this case, in the electrode reduction step, the base metal electrode paste material can be sufficiently reduced, and a base metal electrode layer having sufficient conductivity can be produced. In this case, when the electrode reduction process is performed, the ceramic material is hardly reduced, while the base metal electrode paste material can be sufficiently reduced.

上記卑金属電極用ペースト材料の厚みが2μm未満の場合には、上記電極還元工程又は上記焼成工程中に、卑金属電極層がとぎれやすくなるおそれがある。
一方、14μmを超える場合には、上記電極還元工程において、上記卑金属電極用ペースト材料が還元されにくくなり、残留した卑金属酸化物がセラミック材料中の金属酸化物と液相を形成し、デラミネーションを発生してしまうおそれがある。
When the thickness of the base metal electrode paste material is less than 2 μm, the base metal electrode layer may be easily broken during the electrode reduction step or the firing step.
On the other hand, if it exceeds 14 μm, the base metal electrode paste material becomes difficult to be reduced in the electrode reduction step, the remaining base metal oxide forms a liquid phase with the metal oxide in the ceramic material, and delamination occurs. May occur.

次に、上記電極還元工程と上記焼成工程とは1回の加熱で同時に行うことができる(請求項10)。
この場合には、製造工程が簡便化し、上記積層型誘電素子を簡単に製造することができる。
Next, the electrode reduction step and the firing step can be performed simultaneously by one heating (claim 10).
In this case, the manufacturing process is simplified, and the laminated dielectric element can be easily manufactured.

次に、上記第3又は第4の発明についての好ましい実施の形態について説明する。
上記第3又は第4の発明において、上記還元ガスとしては、例えば水素、一酸化炭素、アンモニア、ヒドラジン等を用いることができる。
また、上記酸素を形成するガスとしては、例えば酸素、水等を用いることができる。
Next, a preferred embodiment of the third or fourth invention will be described.
In the third or fourth invention, as the reducing gas, for example, hydrogen, carbon monoxide, ammonia, hydrazine, or the like can be used.
Further, as the gas for forming oxygen, for example, oxygen, water, or the like can be used.

また、上記電極還元工程と上記焼成工程とは1回の加熱で同時に行うことができる(請求項13)。
この場合には、上記積層型誘電素子の製造工程が簡便化し、上記積層型誘電素子を簡単に製造することができる。
Moreover, the said electrode reduction process and the said baking process can be performed simultaneously by one heating (Claim 13).
In this case, the manufacturing process of the multilayer dielectric element is simplified, and the multilayer dielectric element can be easily manufactured.

上記第3の発明においては、上記のように上記雰囲気ガス中に酸化ガス及び還元ガスを含有し、かつ還元ガスの濃度を上記の範囲に制御している。また、上記第4の発明においては、還元ガスの線密度を上記の範囲に制御している。
そのため、上記第3及び第4の発明においては、上記電極還元工程と上記焼成工程とを1回の加熱で同時に行っても、セラミック材料をほとんど還元することなく、上記卑金属電極用ペースト材料を優先的に還元することが可能となる。セラミック材料は、一般に卑金属電極ペースト材料よりも還元されにくいからである。
In the third invention, as described above, the atmosphere gas contains the oxidizing gas and the reducing gas, and the concentration of the reducing gas is controlled within the above range. In the fourth aspect of the invention, the linear density of the reducing gas is controlled within the above range.
Therefore, in the third and fourth inventions, even if the electrode reduction step and the firing step are performed simultaneously by one heating, the base metal electrode paste material is given priority without substantially reducing the ceramic material. Reduction can be achieved. This is because ceramic materials are generally less likely to be reduced than base metal electrode paste materials.

次に、上記雰囲気ガスは、更に不活性ガスを含有し、かつ上記還元ガスと、上記酸化ガスと、上記不活性ガスとの合計量は、上記雰囲気ガスの99体積%以上であることが好ましい(請求項14)。
この場合には、上記還元ガス、酸化ガス、不活性ガス以外の不純物ガスを1体積%未満に抑えることができ、この不純物ガスに含まれる酸化ガスや還元ガスの増加という不具合を防止することができる。即ち、例えば不純物ガスに酸化ガスや還元ガスが含まれている場合、酸化ガスや還元ガスの合計量が加法的に増加することを防止することができる。
上記不活性ガスとしては、例えばAr、Ne、N2、He等がある。
Next, the atmospheric gas further contains an inert gas, and the total amount of the reducing gas, the oxidizing gas, and the inert gas is preferably 99% by volume or more of the atmospheric gas. (Claim 14).
In this case, impurity gases other than the reducing gas, oxidizing gas, and inert gas can be suppressed to less than 1% by volume, and the problem of an increase in oxidizing gas and reducing gas contained in the impurity gas can be prevented. it can. That is, for example, when the oxidizing gas or the reducing gas is included in the impurity gas, it is possible to prevent the total amount of the oxidizing gas or the reducing gas from being additively increased.
Examples of the inert gas include Ar, Ne, N 2 , and He.

次に、上記還元ガスは、水素であり、かつ上記酸化ガスは酸素であることが好ましい(請求項15)。
この場合には、上述した発明の効果をより効果的に得ることができる。
Next, it is preferable that the reducing gas is hydrogen and the oxidizing gas is oxygen (claim 15).
In this case, the effects of the above-described invention can be obtained more effectively.

次に、上記電極還元工程における最高保持温度T(℃)は、上記卑金属電極用ペースト材料中の上記卑金属と上記セラミックグリーンシート中の少なくとも1つの金属との共晶点をtm(℃)とするとき、tm−16<T<tm+14の関係を有することが好ましい(請求項16)。   Next, the maximum holding temperature T (° C.) in the electrode reduction step is tm (° C.) as the eutectic point of the base metal in the base metal electrode paste material and at least one metal in the ceramic green sheet. It is preferable that tm-16 <T <tm + 14 is satisfied (claim 16).

上記最高保持温度T(℃)がtm−16(℃)以下の場合には、上記卑金属電極用ペースト材料を充分に還元することができず、充分な導電性を有する卑金属電極層を形成することができないおそれがある。
一方、上記最高保持温度T(℃)がtm+14(℃)以上の場合には、上記電極還元工程の際に、セラミック材料の一部が還元されて該セラミック材料から遊離する金属と、上記卑金属電極用ペースト材料が還元されて生じる卑金属とが反応し、上記卑金属電極層を溶解してしまうおそれがある。
When the maximum holding temperature T (° C.) is tm−16 (° C.) or less, the base metal electrode paste material cannot be sufficiently reduced, and a base metal electrode layer having sufficient conductivity is formed. You may not be able to.
On the other hand, when the maximum holding temperature T (° C.) is equal to or higher than tm + 14 (° C.), a part of the ceramic material is reduced and released from the ceramic material in the electrode reduction step, and the base metal electrode There is a possibility that the base metal generated by reducing the paste material for the reaction reacts and dissolves the base metal electrode layer.

また、上記セラミック材料は、成分元素として鉛を含有していることが好ましい(請求項17)。
この場合には、鉛を含有する誘電セラミック層が形成され、該鉛を含有する誘電セラミック層の優れた誘電特性を利用することができる。
このような誘電セラミック層としては、PZT系材料が好ましい。
この場合には、PZT系材料が有する優れた圧電及び誘電特性を利用して、高性能の積層型セラミックコンデンサ及び積層型圧電アクチュエータ等に利用できる積層型誘電素子を作製することができる。
The ceramic material preferably contains lead as a component element (claim 17).
In this case, a dielectric ceramic layer containing lead is formed, and the excellent dielectric properties of the dielectric ceramic layer containing lead can be utilized.
Such a dielectric ceramic layer is preferably a PZT material.
In this case, it is possible to produce a multilayer dielectric element that can be used for a high-performance multilayer ceramic capacitor, a multilayer piezoelectric actuator, and the like by utilizing the excellent piezoelectric and dielectric properties of the PZT material.

次に、上記第1〜第4の発明のすべてにおいて、上記卑金属は銅であることが好ましい(請求項18)。
この場合には、導電性に優れた上記卑金属電極層を安価に作製することができると共に、上述した発明の効果をより顕著にすることができる。
Next, in all of the first to fourth inventions, the base metal is preferably copper.
In this case, the base metal electrode layer having excellent conductivity can be produced at a low cost, and the effects of the invention described above can be made more remarkable.

次に、上記第1〜第4の発明のすべてにおいて、上記圧着工程後、積層体に含まれる有機物を除去する脱脂工程を行うことが好ましい(請求項19)。
これにより、有機物を除去し、電極還元及び還元焼成を可能にすることができる。
Next, in all of the first to fourth inventions, it is preferable to perform a degreasing step for removing organic substances contained in the laminate after the crimping step (claim 19).
Thereby, an organic substance can be removed and electrode reduction and reduction | restoration baking can be enabled.

(実施例1)
次に、第1の発明の実施例にかかる、積層型誘電素子の製造方法につき、図1〜図9を用いて説明する。
本例においては、図1に示すごとく、誘電セラミック層12と、卑金属からなる卑金属電極層13とを交互に積層した積層型誘電素子1を製造する。
そして、本例の製造方法は、後述するごとく、電極印刷工程と、圧着工程と、脱脂工程と、電極還元工程と、焼成工程とを有する。
(Example 1)
Next, a method for manufacturing a laminated dielectric element according to an embodiment of the first invention will be described with reference to FIGS.
In this example, as shown in FIG. 1, a multilayer dielectric element 1 in which dielectric ceramic layers 12 and base metal electrode layers 13 made of a base metal are alternately stacked is manufactured.
And the manufacturing method of this example has an electrode printing process, a crimping | compression-bonding process, a degreasing process, an electrode reduction process, and a baking process so that it may mention later.

上記電極印刷工程は、鉛酸化物を含む金属酸化物よりなるセラミック材料をシート状に成形してなるセラミックグリーンシートの少なくとも一方の面に、卑金属酸化物を含有してなる卑金属電極用ペースト材料を塗布する工程である。
また、上記圧着工程は、上記卑金属電極用ペースト材料が塗布されたセラミックグリーンシートを積層し圧着して積層体を作製する工程である。
また、脱脂工程は、上記積層体を脱脂する工程である。
In the electrode printing step, a base metal electrode paste material containing a base metal oxide is formed on at least one surface of a ceramic green sheet formed by forming a ceramic material made of a metal oxide containing lead oxide into a sheet shape. It is a process of applying.
Moreover, the said crimping | compression-bonding process is a process of producing the laminated body by laminating | stacking and crimping | bonding the ceramic green sheet with which the said paste material for base metal electrodes was apply | coated.
Moreover, a degreasing process is a process of degreasing the said laminated body.

上記電極還元工程は、上記積層体を雰囲気ガスの流通下にて加熱炉内で加熱し、上記卑金属電極用ペースト材料を還元して卑金属電極層とする工程である。
また、上記焼成工程は、上記積層体を焼成する工程である。
The electrode reduction step is a step of heating the laminated body in a heating furnace under a flow of atmospheric gas to reduce the base metal electrode paste material to form a base metal electrode layer.
Moreover, the said baking process is a process of baking the said laminated body.

そして、本例の上記電極還元工程においては、上記卑金属電極層中に含まれる卑金属酸化物の残存量が20wt%以下であり、かつ上記卑金属電極層の表面から5000Å以内における、上記セラミック材料から遊離した金属の量が、30atomic%以下となるように上記卑金属電極用ペースト材料を還元する。   In the electrode reduction step of the present example, the residual amount of the base metal oxide contained in the base metal electrode layer is 20 wt% or less and is free from the ceramic material within 5000 mm from the surface of the base metal electrode layer. The base metal electrode paste material is reduced so that the amount of the obtained metal is 30 atomic% or less.

以下、本例の製造方法につき、詳細に説明する。
まず、以下のようにしてセラミック材料を作製する。
酸化鉛と酸化タングステンとをそれぞれ83.5mol%と16.5mol%ずつ秤量し乾式混合した後、500℃にて2時間焼成することにより、酸化鉛と酸化タングステンの一部を反応させた助剤酸化物粉(化学式:Pb0.8350.1651.33)を作製した。次に、この助剤酸化物粉を媒体攪拌ミルにより微粒化し乾燥して反応性を高めた。
Hereinafter, the manufacturing method of this example will be described in detail.
First, a ceramic material is produced as follows.
Auxiliary agent in which lead oxide and tungsten oxide were weighed 83.5 mol% and 16.5 mol%, respectively, dry-mixed, and then calcined at 500 ° C. for 2 hours to react part of lead oxide and tungsten oxide. Oxide powder (chemical formula: Pb 0.835 W 0.165 O 1.33 ) was produced. Next, the auxiliary oxide powder was atomized by a medium stirring mill and dried to increase the reactivity.

一方、PbO、SrCO3、ZrO2、TiO2、Y23、Nb25、Mn23の各金属酸化物を混合し、これらを乾式混合した後、890℃にて7時間焼成することにより、誘電体仮焼成粉を作製した。 On the other hand, PbO, SrCO 3 , ZrO 2 , TiO 2 , Y 2 O 3 , Nb 2 O 5 , Mn 2 O 3 metal oxides were mixed, these were dry-mixed, and then fired at 890 ° C. for 7 hours. As a result, a dielectric calcined powder was produced.

次に、この誘電体仮焼成粉4.7kgに対して、水5.5L添加し、さらに分散剤としてのD134(第一工業製薬株式会社製)を上記誘電体仮焼成粉に対して5wt%の割合で添加し、1時間混合して誘電体仮焼成粉の粉砕用スラリーを作製した。   Next, 5.5 L of water is added to 4.7 kg of the dielectric calcined powder, and D134 (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) as a dispersant is 5 wt% with respect to the dielectric calcined powder. And mixed for 1 hour to prepare a slurry for pulverizing the dielectric calcined powder.

この粉砕用スラリーを媒体攪拌ミルにて8時間粉砕してメジアン径を0.2μm以下とした。さらにこの粉砕用スラリーをスプレードライヤにて220℃で乾燥して誘電体仮焼成粉の粉砕粉を得た。この粉砕分には分散剤が残るため、この粉砕分をさらに650℃で5時間熱処理することにより、分散剤を脱脂し、誘電体仮焼成粉を得た。   The slurry for pulverization was pulverized for 8 hours by a medium stirring mill so that the median diameter was 0.2 μm or less. Further, this pulverizing slurry was dried at 220 ° C. with a spray dryer to obtain a pulverized dielectric calcined powder. Since the dispersant remains in the pulverized portion, the pulverized portion was further heat treated at 650 ° C. for 5 hours to degrease the dispersant and obtain a dielectric calcined powder.

次に、誘電体仮焼成粉700gに、上記のようにして予め準備した助剤酸化物3.5gを添加して原料粉を作製し、さらにこの原料粉に対し、溶剤としてエタノールを16wt%、2−ブタノールを16wt%、酢酸イソアミルを16wt%、また分散剤としてのソルビタントリオレートを0.6wt%、可塑剤としてのBBP(ベンジルブチルフタレート、和光純薬工業株式会社製)を5wt%、さらにバインダとしてのPVB(ポリビニルブチラール 電気化学工業株式会社製)を7.5wt%添加して72時間ボールミルで混合し、誘電セラミック材料のスラリーを得た。   Next, 3.5 g of the auxiliary oxide prepared in advance as described above is added to 700 g of the dielectric calcined powder to produce a raw material powder. Further, 16 wt% ethanol as a solvent is added to the raw material powder, 16 wt% of 2-butanol, 16 wt% of isoamyl acetate, 0.6 wt% of sorbitan trioleate as a dispersant, 5 wt% of BBP (benzylbutyl phthalate, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a plasticizer, 7.5 wt% of PVB (polyvinyl butyral Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) as a binder was added and mixed with a ball mill for 72 hours to obtain a dielectric ceramic material slurry.

次に、上記セラミック材料のスラリーをドクターブレード法によりブレード間隔125μmでシート状に成形した。その後、80℃にて乾燥した後、シートカッターにて100mm×150mmに切断し、セラミックグリーンシートとした。   Next, the ceramic material slurry was formed into a sheet with a blade interval of 125 μm by the doctor blade method. Then, after drying at 80 degreeC, it cut | disconnected to 100 mm x 150 mm with the sheet cutter, and was set as the ceramic green sheet.

次に、上記電極印刷工程及び圧着工程につき図2及び図3を用いて説明する。
まず、以下のようにして卑金属電極用ペースト材料を作製する。
上記卑金属電極用ペースト材料の作製にあたっては、まず上記卑金属電極用ペースト材料の固形分を準備する。固形分の組成としては、上記卑金属酸化物としてのCuO粉(比表面積10〜15m2/g、高純度化学社製)が28wt%、Cu粉(平均粒子径0.5μm以下、三菱マテリアル株式会社製)が56.6wt%、及び上記誘電体仮焼成粉と同じ組成であり粒子径20μm以下に造粒してなる共粉が15wt%である。
Next, the electrode printing process and the pressure bonding process will be described with reference to FIGS.
First, a base metal electrode paste material is prepared as follows.
In preparing the base metal electrode paste material, first, the solid content of the base metal electrode paste material is prepared. As the composition of the solid content, CuO powder (specific surface area of 10-15 m 2 / g, manufactured by Kojundo Chemical Co., Ltd.) as the base metal oxide is 28 wt%, Cu powder (average particle size of 0.5 μm or less, Mitsubishi Materials Corporation) Manufactured) is 56.6 wt%, and the co-powder having the same composition as the dielectric calcined powder and having a particle diameter of 20 μm or less is 15 wt%.

次に、バインダとしてのセルロール5.5〜15wt%と、分散剤としての高級脂肪酸0.7〜2wt%と、残りの成分として溶剤であるフチルカルビトールとを、これらの合計が22wt%となるように、上記固形分78wt%に対して添加し、遠心力攪拌脱泡装置により混合して卑金属電極用ペースト材料を作製した。   Next, 5.5 to 15 wt% of cellulose as a binder, 0.7 to 2 wt% of higher fatty acid as a dispersant, and butyl carbitol as a solvent as the remaining components, the total of these being 22 wt% Thus, it added with respect to the said solid content 78 wt%, and mixed with the centrifugal force stirring deaerator, and produced the paste material for base metal electrodes.

次に、図2に示すごとく、この卑金属電極用ペースト材料23を複数の上記セラミックグリーンシート22に塗布する。このとき、卑金属電極用ペースト材料23は、上記セラミックグリーンシート22の一方の表面に、スクリーン印刷により塗布した。なお、印刷の厚みは6μmとした。同図には、印刷後のグリーンシートの一例を示す。   Next, as shown in FIG. 2, the base metal electrode paste material 23 is applied to the plurality of ceramic green sheets 22. At this time, the base metal electrode paste material 23 was applied to one surface of the ceramic green sheet 22 by screen printing. The printing thickness was 6 μm. In the figure, an example of the green sheet after printing is shown.

続いて、図3に示すごとく、上記卑金属電極用ペースト材料23が印刷されたセラミックグリーンシート22を積層していく。このとき、卑金属電極用ペースト材料23が交互に左右の側面に到達するようにした。このようにして、セラミックグリーンシート22を順次積層し、図4に示すごとく、合計26枚のセラミックグリーンシート22を積層したユニット25を得た。さらに、同様にしてセラミックグリーンシートを積層し、26枚のセラミックグリーンシート22を積層してなるユニット25を10個作製した。
なお、この10個のユニット25のうち1個は、セラミックグリーンシート22を積層する際に、卑金属電極用ペースト材料を印刷していないセラミックグリーンシートを1枚準備し、最上段にこのペースト材料を印刷していないセラミックグリーンシートを積層したものである。
Subsequently, as shown in FIG. 3, the ceramic green sheets 22 on which the base metal electrode paste material 23 is printed are laminated. At this time, the base metal electrode paste material 23 alternately reached the left and right side surfaces. In this way, the ceramic green sheets 22 were sequentially laminated to obtain a unit 25 in which a total of 26 ceramic green sheets 22 were laminated as shown in FIG. Further, ten ceramic green sheets were laminated in the same manner, and ten units 25 formed by laminating 26 ceramic green sheets 22 were produced.
One of the 10 units 25 is prepared by laminating the ceramic green sheets 22 with one ceramic green sheet on which the base metal electrode paste material is not printed. It is a laminate of ceramic green sheets that are not printed.

そして、上記10個のユニット25をそれぞれ圧着治具に固定し、110℃にて1分間16MPaにて熱圧着した。熱圧着した各ユニット25は、シートカッターにて縦9mm、横9.5mmの大きさに切断した後、常温において、7.8MPaの加圧力で積層方向に加圧して平坦化を行った。   The ten units 25 were each fixed to a crimping jig and thermocompression bonded at 110 ° C. for 1 minute at 16 MPa. Each unit 25 subjected to thermocompression bonding was cut into a size of 9 mm in length and 9.5 mm in width with a sheet cutter, and then flattened by pressing in the laminating direction at a normal pressure with a pressing force of 7.8 MPa.

さらに、図5に示すごとく、上記10個のユニット25を積み重ね、ラミネート装置にて125℃で10分間、1.6kN(16.5MPa)の加圧力で熱圧着して、縦10.2mm、横9.5mm、高さ20mmの積層体27を作製した。なお、上記10個のユニットを積み重ねる際には、最上端及び最下端の表面に、上記卑金属電極用ペースト材料23が露出しないように積み重ねた。
続いて、上記積層体27を気体循環式脱脂炉中に入れ、図6に示すような温度設定にて積層体27を加熱し、脱脂を行った。図6は、横軸は経過時間(h)をとり、縦軸に積層体近傍の温度(℃)をとり、温度パターンP1を示したものである。
Further, as shown in FIG. 5, the above ten units 25 are stacked and thermocompression bonded with a laminating apparatus at 125 ° C. for 10 minutes with a pressure of 1.6 kN (16.5 MPa), and the length is 10.2 mm, A laminate 27 having a height of 9.5 mm and a height of 20 mm was produced. In addition, when stacking the ten units, the base metal electrode paste material 23 was stacked so as not to be exposed on the surfaces of the uppermost end and the lowermost end.
Subsequently, the laminate 27 was put in a gas circulation degreasing furnace, and the laminate 27 was heated at a temperature setting as shown in FIG. 6 to perform degreasing. In FIG. 6, the horizontal axis represents the elapsed time (h), and the vertical axis represents the temperature (° C.) in the vicinity of the laminate, and shows the temperature pattern P1.

次に、上記積層体27の卑金属電極用ペースト材料23の還元を行う(電極還元工程)。
この電極還元工程は、図7に示すような加熱炉3によって行われる。
図7に示すごとく、上記加熱炉3は、上記積層体27を載置して加熱を行う炉室30と、該炉室30に差し込まれた炉内酸素分圧センサ315及びこのセンサ315からの検出値を得る炉内酸素分圧計316を有し、上記炉室30にAr−H2(或いはAr−CO)、CO2、O2をそれぞれ導入するための各マスフローコントローラー311、312、313及び該マスフローコントローラー311、312、313から炉室30への流路を適宜切り替える電磁弁314を設けた流路31を有する。
Next, the base metal electrode paste material 23 of the laminate 27 is reduced (electrode reduction step).
This electrode reduction process is performed by a heating furnace 3 as shown in FIG.
As shown in FIG. 7, the heating furnace 3 includes a furnace chamber 30 in which the laminated body 27 is placed and heated, an in-furnace oxygen partial pressure sensor 315 inserted into the furnace chamber 30, and the sensor 315. A mass flow controller 311, 312, 313 for introducing Ar—H 2 (or Ar—CO), CO 2 , O 2 into the furnace chamber 30, respectively. It has a flow path 31 provided with an electromagnetic valve 314 for appropriately switching the flow path from the mass flow controllers 311, 312, 313 to the furnace chamber 30.

また、炉室30から炉外へ向かう排気計310の途中に炉外酸素分圧センサ317と、該センサ317からの出力値を得る炉外酸素分圧計318を設置した。
そして、炉室30の酸素分圧の制御は炉外酸素分圧センサ317及び分圧計318及び炉内酸素分圧センサ315及び分圧計316により行う。
Further, an out-of-furnace oxygen partial pressure sensor 317 and an out-of-furnace oxygen partial pressure meter 318 for obtaining an output value from the sensor 317 are installed in the middle of the exhaust meter 310 from the furnace chamber 30 to the outside of the furnace.
Then, the oxygen partial pressure in the furnace chamber 30 is controlled by the outside oxygen partial pressure sensor 317 and the partial pressure gauge 318, the in-furnace oxygen partial pressure sensor 315 and the partial pressure gauge 316.

炉外酸素分圧センサ317は、ジルコニアO2センサで、内蔵するヒーターでセンサが600℃以上に常に加熱されており、炉外酸素分圧センサ317に導入されたガス中の酸素分圧を全温度範囲で計測する。
一方、炉内酸素分圧センサ315はジルコニアO2センサであるがヒーターを内蔵せず、焼成炉3の炉室の温度が400〜500℃程度以上に加熱されたときに炉室30の酸素分圧が計測可能になる。そのため、この焼成炉においては、炉外酸素分圧センサ317は炉内温度が炉内酸素分圧センサ315の測定温度範囲から外れているときに用いた。
The out-of-furnace oxygen partial pressure sensor 317 is a zirconia O 2 sensor, and the sensor is constantly heated to 600 ° C. or higher by a built-in heater, and the oxygen partial pressure in the gas introduced into the out-of-furnace oxygen partial pressure sensor 317 is completely Measure in the temperature range.
On the other hand, the in-furnace oxygen partial pressure sensor 315 is a zirconia O 2 sensor, but does not include a heater, and the oxygen content in the furnace chamber 30 when the temperature of the furnace chamber of the firing furnace 3 is heated to about 400 to 500 ° C. or higher. Pressure can be measured. Therefore, in this firing furnace, the in-furnace oxygen partial pressure sensor 317 was used when the in-furnace temperature was out of the measurement temperature range of the in-furnace oxygen partial pressure sensor 315.

上記電極還元工程においては、まず上記積層体27を炉室30内に載置し、昇温速度180℃/h(上記積層体近辺は155℃/h)にて加熱を開始し、上記積層体近傍の最高保持温度を330℃にして14時間加熱した。そして、炉冷速度で降温し、炉室30内の温度が90℃まで冷却されたときに、上記積層体を取り出した。このときの温度制御の様子を図8に示す。図8は、横軸に加熱開始からの時間をとり、縦軸に上記積層体近傍の温度をとり、温度パターンP2を示すものである。   In the electrode reduction step, first, the laminate 27 is placed in the furnace chamber 30, and heating is started at a temperature increase rate of 180 ° C./h (the vicinity of the laminate is 155 ° C./h). The maximum holding temperature in the vicinity was set to 330 ° C. and heated for 14 hours. And when the temperature was lowered at the furnace cooling rate and the temperature in the furnace chamber 30 was cooled to 90 ° C., the laminate was taken out. The state of temperature control at this time is shown in FIG. In FIG. 8, the horizontal axis represents the time from the start of heating, and the vertical axis represents the temperature in the vicinity of the laminate, showing a temperature pattern P2.

また、上記加熱の際には、雰囲気ガスとして、Ar及び水素の混合気体であるAr−H2と、酸素分圧を調整するためO2を導入した。Ar−H2ガス中の水素ガスの濃度は、0.99(%)である。そして、雰囲気ガス導入時のAr−H2の流量は5000ml/minであり、O2の流量は8.0ml/minである。この時の炉外酸素分圧計318は、1×10-23.7atm近傍を維持していた。 In addition, during the heating, Ar—H 2 , which is a mixed gas of Ar and hydrogen, and O 2 were introduced as an atmospheric gas in order to adjust the oxygen partial pressure. The concentration of hydrogen gas in Ar—H 2 gas is 0.99 (%). The flow rate of Ar—H 2 at the time of introducing the atmospheric gas is 5000 ml / min, and the flow rate of O 2 is 8.0 ml / min. At this time, the oxygen partial pressure gauge 318 outside the furnace maintained the vicinity of 1 × 10 −23.7 atm.

酸素流量の決定にあたっては、酸素流量fO=A×水素流量fH/全流量F−B(但し、20≦A≦24、12≦B≦16)の式を適用した。なお、本例においては、上記式中のA及びBの値をA=22.22、B=14として酸素流量foを決定した。
このようにして、上記卑金属電極用ペースト材料中に含まれるCuOをCuに還元し、卑金属電極層とした。
In determining the oxygen flow rate, an equation of oxygen flow rate f O = A × hydrogen flow rate f H / total flow rate FB (where 20 ≦ A ≦ 24, 12 ≦ B ≦ 16) was applied. In this example, the oxygen flow rate f o was determined with the values of A and B in the above formula being A = 22.22 and B = 14.
In this manner, CuO contained in the base metal electrode paste material was reduced to Cu to form a base metal electrode layer.

次に、上記電極還元工程と同じ加熱炉3を用いて上記積層体の焼成を行った(焼成工程)。以下、この焼成工程について、図7を用いて説明する。
この焼成工程においては、上記加熱炉3の炉室30内に上記電極還元工程終了後の上記積層体27を載置し、昇温速度300℃/hにて加熱を開始し、最高保持温度970℃にて2時間加熱した。このとき、雰囲気ガスとしては、CO2(ベースガス)と、不活性ガスとしてのArと還元ガスとしてのCOとからなるAr−CO(CO濃度は10体積%)と、酸素分圧を調整するためのO2(酸化ガス)をそれぞれ一定の流量で炉室30内に導入した。このときのCO2及びAr−CO流量は、それぞれ5000ml/min及び150ml/minであり、O2の流量は、2〜8ml/minの範囲とした。
Next, the laminate was fired using the same heating furnace 3 as the electrode reduction step (firing step). Hereinafter, this firing step will be described with reference to FIG.
In the firing step, the laminated body 27 after the electrode reduction step is placed in the furnace chamber 30 of the heating furnace 3, heating is started at a temperature rising rate of 300 ° C./h, and a maximum holding temperature 970 is achieved. Heated at 0 ° C. for 2 hours. At this time, as the atmospheric gas, CO 2 (base gas), Ar—CO (CO concentration is 10% by volume) composed of Ar as an inert gas and CO as a reducing gas, and the oxygen partial pressure are adjusted. O 2 (oxidizing gas) was introduced into the furnace chamber 30 at a constant flow rate. The CO 2 and Ar—CO flow rates at this time were 5000 ml / min and 150 ml / min, respectively, and the O 2 flow rate was in the range of 2 to 8 ml / min.

室温から600℃近傍まで炉外酸素分圧センサ317及び分圧計318で酸素分圧の制御を行い、炉外酸素分圧センサ317の指示値が10-12.9〜10-16.0atmとなるようにした。
一方、600℃以上からは酸素分圧の制御を炉内酸素分圧センサ315及び分圧計316に切り替えて行った。切り替え時の炉内酸素分圧センサ315の指示値は10-10〜10-14atmであった。切り替え後から最高保持温度までは、酸素分圧を直線的に上昇させ、最高保持温度では酸素分圧10-6.0〜10-8.0atmの範囲に保持して雰囲気制御を行った。
The oxygen partial pressure was controlled by the outside oxygen partial pressure sensor 317 and the partial pressure gauge 318 from room temperature to around 600 ° C., and the indicated value of the outside oxygen partial pressure sensor 317 was set to 10 −12.9 to 10 −16.0 atm. .
On the other hand, from 600 ° C. or higher, the oxygen partial pressure was controlled by switching to the in-furnace oxygen partial pressure sensor 315 and the partial pressure gauge 316. The indicated value of the in-furnace oxygen partial pressure sensor 315 at the time of switching was 10 −10 to 10 −14 atm. From the switching to the maximum holding temperature, the oxygen partial pressure was increased linearly, and at the maximum holding temperature, the oxygen partial pressure was maintained in the range of 10 −6.0 to 10 −8.0 atm to control the atmosphere.

この制御の様子を時間と温度と、酸素分圧(炉内酸素分圧センサ及び炉外酸素分圧センサの示す値)との関係として図9に示した。図9は、横軸は時間、左側の縦軸は温度を、さらに右側の縦軸は酸素分圧を10xatmで表した際のxの値であり、炉内酸素分圧S1、炉内目標酸素分圧S2、炉外酸素分圧S3、及び温度パターンP3を示すものである。なお、10xatmは1.013×105×10xPaに等しい。
このようにして積層体27を焼成し、図1に示すごとく本例にかかる、積層型誘電素子1を得た。これを試料E1とした。
The state of this control is shown in FIG. 9 as the relationship between time, temperature, and oxygen partial pressure (values indicated by the oxygen partial pressure sensor inside the furnace and the oxygen partial pressure sensor outside the furnace). In FIG. 9, the horizontal axis represents time, the left vertical axis represents temperature, and the right vertical axis represents the value of x when the oxygen partial pressure is represented by 10 × atm. The target oxygen partial pressure S2, the out-furnace oxygen partial pressure S3, and the temperature pattern P3 are shown. Note that 10 x atm is equal to 1.013 × 10 5 × 10 x Pa.
Thus, the multilayer body 27 was fired to obtain the multilayer dielectric element 1 according to this example as shown in FIG. This was designated as Sample E1.

本例の積層型誘電素子1は、図1に示すごとく、誘電セラミック層12と卑金属からなる卑金属電極層13とを交互に積層してなる。誘電セラミック層12は、積層型誘電素子1中に240個積層されており、1層当たりの厚みは90μmである。   As shown in FIG. 1, the multilayer dielectric element 1 of this example is formed by alternately laminating dielectric ceramic layers 12 and base metal electrode layers 13 made of a base metal. 240 dielectric ceramic layers 12 are laminated in the multilayer dielectric element 1, and the thickness per layer is 90 μm.

また、本例では、上記電極還元工程における雰囲気ガスの制御条件を、試料E1を作製したときと変えて、積層型誘電素子を作製した。これらを試料E2〜E4、及び試料C1〜C3とする。
そして、これら各試料E1〜E4、及び試料C1〜C3を作製する際に、電極還元工程終了後の試料をそれぞれ別途準備し、これらを試料E1a〜E2a及び試料C1a〜C3aとした。
Further, in this example, the laminated dielectric element was manufactured by changing the control conditions of the atmospheric gas in the electrode reduction step from that when the sample E1 was manufactured. These are designated as Samples E2 to E4 and Samples C1 to C3.
And when preparing each of these samples E1-E4 and samples C1-C3, the sample after completion | finish of an electrode reduction process was prepared separately, respectively, and these were made into sample E1a-E2a and sample C1a-C3a.

各試料の雰囲気ガスの制御条件は、後述する表1に示すとおりである。雰囲気ガスの制御条件のうち酸素流量は、試料E1〜E4については、酸素流量fO=A×水素流量fH/全流量F−B(但し、20≦A≦24、12≦B≦16)を用いて決定した。このときの、A及びBの値は、試料E2については、A=22.22、B=14を、試料E3については、A=20.22、B=12を、試料E4については、A=24.22、B=16を採用した。
また、試料C1〜試料C3は、上記の式の範囲から外れた酸素流量にて作製したものである。
The control conditions of the atmospheric gas of each sample are as shown in Table 1 described later. Among the control conditions of the atmospheric gas, the oxygen flow rate for the samples E1 to E4 is oxygen flow rate f O = A × hydrogen flow rate f H / total flow rate FB (where 20 ≦ A ≦ 24, 12 ≦ B ≦ 16) Was used to determine. At this time, the values of A and B are A = 22.22, B = 14 for the sample E2, A = 20.22, B = 12, for the sample E3, and A = for the sample E4. 24.22, B = 16 was adopted.
Samples C1 to C3 were prepared at an oxygen flow rate outside the range of the above formula.

次に、上記電極還元工程直後に得られた試料E1a〜E4a及び試料C1a〜C3aに関して、卑金属電極層中に残存するCu酸化物の量を薄膜X線回折法により求めた。また、上記セラミックグリーンシートから卑金属電極層に遊離した鉛の濃度を測定した。   Next, regarding the samples E1a to E4a and samples C1a to C3a obtained immediately after the electrode reduction step, the amount of Cu oxide remaining in the base metal electrode layer was determined by a thin film X-ray diffraction method. Further, the concentration of lead released from the ceramic green sheet to the base metal electrode layer was measured.

まず、上記試料E1aを卑金属電極層とセラミックグリーンシートとの界面で剥がれるように分解し、卑金属電極層を両面テープ上に1層分転写した。この転写した卑金属電極層をX線回折装置(株式会社島津製作所製のXRD6100)を用いて薄膜X線回折法により測定を行った。
この結果、図16及び図17に示すごとき、卑金属電極層に含まれる成分のX線回折スペクトルを得た。このスペクトルより、卑金属電極層に含まれている成分は、共粉である誘電セラミックス材料及び電極還元工程で還元された導電成分であるCu、及び未還元のCu酸化物であるCu2Oと稀にCuOが検出されたことが分かった。
この結果からCu酸化物残存量をコランダム比より求め、このCu酸化物残存量からCu還元量(wt%)を求めた。
なお、図16がスペクトルを示す線図であり、図17は、図16におけるピーク位置を示す線図である。
First, the sample E1a was disassembled so as to be peeled off at the interface between the base metal electrode layer and the ceramic green sheet, and one base metal electrode layer was transferred onto a double-sided tape. The transferred base metal electrode layer was measured by a thin film X-ray diffraction method using an X-ray diffractometer (XRD6100 manufactured by Shimadzu Corporation).
As a result, as shown in FIGS. 16 and 17, X-ray diffraction spectra of components contained in the base metal electrode layer were obtained. From this spectrum, the components contained in the base metal electrode layer are rarely composed of a dielectric ceramic material that is a co-powder, Cu that is a conductive component reduced in the electrode reduction process, and Cu 2 O that is an unreduced Cu oxide. It was found that CuO was detected.
From this result, the remaining amount of Cu oxide was determined from the corundum ratio, and the reduced amount of Cu (wt%) was determined from the remaining amount of Cu oxide.
16 is a diagram showing a spectrum, and FIG. 17 is a diagram showing a peak position in FIG.

この時の定量手段としては、上記のようにコランダム比を元にした簡易的な定量手段と、検定用試料の濃度を検定する、定量精度に優れた定量手段がある。本例においては、上記卑金属電極層に含まれるCu濃度は、少なくとも50wt%以上の高濃度であるため、定量精度はさほど問題にならない。そのため、上記のようにコランダム比による定量を採用した。   As the quantification means at this time, there are a simple quantification means based on the corundum ratio as described above, and a quantification means excellent in quantification accuracy for examining the concentration of the test sample. In this example, since the Cu concentration contained in the base metal electrode layer is a high concentration of at least 50 wt% or more, the quantitative accuracy is not a problem. Therefore, quantification by corundum ratio was employed as described above.

次に、X線回折にて用いた試料E1aを8mm四方に加工して、X線光電子分光分析(XPS:VGシステムズジャパン(株) X線ビーム径φ2mm)用試料を作成した。そして卑金属電極層の露出面の最表面から5000Åに含まれるCuとPbの原子割合を測定した。そして、X線光電子分光分析にかかる結果を図18にかかる線図に記載した。ここに縦軸は頻度(cps)、横軸はエネルギー(eV)である。
また、範囲970〜920eV及び範囲150〜130eVについて更に精密にスキャンして、CuとPbの原子割合を測定し、それぞれ図19、図20に結果を記載した。
この検出結果からCu検出ピーク面積に対するPb検出ピーク面積の比を求め、Pb発生量(atmic%)を算出した。なお、上記卑金属電極層とセラミックグリーンシートとは接しているため、分析結果に干渉が起こるおそれがある。これを回避するため、予め卑金属電極層表面を約30秒間Arにてエッチングした。
さらに、上記と同様の作業をE2a〜E4a及びC1a〜C3aに対して実施した。
Next, the sample E1a used in the X-ray diffraction was processed into an 8 mm square to prepare a sample for X-ray photoelectron spectroscopy analysis (XPS: VG Systems Japan, Inc., X-ray beam diameter φ2 mm). Then, the atomic ratio of Cu and Pb contained in 5000 mm from the outermost surface of the exposed surface of the base metal electrode layer was measured. And the result concerning X-ray photoelectron spectroscopic analysis was described in the diagram concerning FIG. Here, the vertical axis represents frequency (cps) and the horizontal axis represents energy (eV).
Further, the range 970 to 920 eV and the range 150 to 130 eV were scanned more precisely to measure the atomic ratio of Cu and Pb, and the results are shown in FIGS. 19 and 20, respectively.
From this detection result, the ratio of the Pb detection peak area to the Cu detection peak area was determined, and the Pb generation amount (atomic%) was calculated. In addition, since the said base metal electrode layer and the ceramic green sheet are contacting, there exists a possibility that interference may arise in an analysis result. In order to avoid this, the surface of the base metal electrode layer was previously etched with Ar for about 30 seconds.
Furthermore, the same operation as described above was performed on E2a to E4a and C1a to C3a.

そして、各試料E1a〜E4a及び試料C1a〜C3aのPb生成量と銅還元量の結果を図10にプロットした。
図10は、横軸がCu還元量(wt%)を、縦軸がPb生成量(atmic%)を示す。
And the result of Pb production | generation amount and copper reduction amount of each sample E1a-E4a and sample C1a-C3a was plotted in FIG.
In FIG. 10, the horizontal axis represents the amount of Cu reduction (wt%), and the vertical axis represents the amount of Pb produced (atomic%).

図10より知られるごとく、試料E1a〜試料E4aにおいては、いずれもCuOが85wt%以上還元されており、卑金属電極用ペースト材料が充分に還元されていることがわかる。また、このときのセラミックグリーンシートから遊離した鉛の生成量は、いずれも30atmic%以下であった。   As can be seen from FIG. 10, in Samples E1a to E4a, CuO was reduced by 85 wt% or more, indicating that the base metal electrode paste material was sufficiently reduced. Further, the amount of lead liberated from the ceramic green sheet at this time was 30 atomic% or less.

これに対し、試料C1a及びC2aは、卑金属電極用ペースト材料が充分に還元されている反面、セラミックグリーンシートも還元されて、鉛が30atmic%を超えて遊離している。
また、試料C3aは、鉛の生成量が低いレベルに抑えられている反面、卑金属電極用ペースト材料が充分に還元されておらず、Cu還元量は80wt%を下回っている。
On the other hand, in the samples C1a and C2a, the base metal electrode paste material is sufficiently reduced, while the ceramic green sheet is also reduced, and lead is liberated in excess of 30 atomic%.
In Sample C3a, the amount of lead produced is suppressed to a low level, but the base metal electrode paste material is not sufficiently reduced, and the amount of Cu reduction is less than 80 wt%.

次に、試料E1a〜E4a及び試料C1a〜C3aを、上記焼成工程により焼成して得られた試料E1〜E4及び試料C1〜C3のうち、試料E1及び試料C
3について、その内部のCu分布を明らかにするために、X線マイクロアナライザーの一種であるEPMA(Electron probe microanalyser)にて、試料E1及び試料C3のCu分布を調べた。
その結果を図11(試料E1)及び図12(試料C3)に示す。なお、同図中、又は後述する図15、図23及び図24において、Cu又はO原子の分布は、5種類のハッチングパターンにて、その分布量の大小を表現している。ハッチングパターンの種類は各図の右下の四角内に示してあり、一番上のハッチングパターンが最も分布量が大きい部分を示し、上から順に分布量は小さくなる。
Next, among the samples E1 to E4 and samples C1 to C3 obtained by baking the samples E1a to E4a and the samples C1a to C3a by the baking step, the sample E1 and the sample C
In order to clarify the Cu distribution inside the sample 3, the Cu distributions of the sample E1 and the sample C3 were examined by EPMA (Electron probe microanalyzer) which is a kind of X-ray microanalyzer.
The results are shown in FIG. 11 (Sample E1) and FIG. 12 (Sample C3). In FIG. 15, FIG. 23, and FIG. 24, which will be described later, the distribution of Cu or O atoms represents the magnitude of the distribution amount with five types of hatching patterns. The type of hatching pattern is shown in the lower right square of each figure, and the top hatching pattern indicates the portion with the largest distribution amount, and the distribution amount decreases in order from the top.

図11及び図12より知られるごとく、試料E1においては、Cu分布は卑金属電極層13にだけあるのに対し、試料C3においては、誘電セラミック層12内にCuが拡散して分布している。
また、この試料C3においては、図13に示すごとく、積層型誘電素子1内部に大きなデラミネーション9が発生していた。そして、このデラミネーション9は、上記卑金属電極層13と、誘電セラミック層12とがその界面で剥離して開口部95を生じていた。
As known from FIGS. 11 and 12, in the sample E1, the Cu distribution is only in the base metal electrode layer 13, whereas in the sample C3, Cu is diffused and distributed in the dielectric ceramic layer 12.
Further, in the sample C3, as shown in FIG. 13, a large delamination 9 was generated in the multilayer dielectric element 1. In the delamination 9, the base metal electrode layer 13 and the dielectric ceramic layer 12 are separated at the interface to form an opening 95.

また、試料C3について、そのデラミネーション9が発生した部分を走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察した。その結果を図14に示す。図14の真ん中の図は、デラミネーションが発生したときに生じた開口部95の下側を観察した結果である。同図中における右下方向へ斜めに示された境界線よりも上の部分が
デラミネーションにより発生した開口部であり、下の部分が誘電セラミック層12である。右側の図は、開口部95の上側を観察した結果である。なお、図14の左側の図は、比較のためデラミネーション9が発生していない正常な部分を観察した結果である。
さらに、SEMにて観察した部分と同じ部分におけるCu分布の様子を図15に示す。
Further, with respect to the sample C3, a portion where the delamination 9 was generated was observed with a scanning electron microscope (SEM). The result is shown in FIG. The middle figure of FIG. 14 is the result of observing the lower side of the opening 95 that occurs when delamination occurs. In the figure, the portion above the boundary line obliquely shown in the lower right direction is an opening generated by delamination, and the lower portion is the dielectric ceramic layer 12. The right side is a result of observing the upper side of the opening 95. In addition, the figure on the left side of FIG. 14 is a result of observing a normal part where delamination 9 does not occur for comparison.
Further, FIG. 15 shows the state of Cu distribution in the same part as observed by the SEM.

図14及び図15に示すごとく、試料C3のデラミネーションが発生した部分においては、誘電セラミック層12の開口部95側表面に、玉状になったCuが存在していた。
なお、図15の真ん中及び右側の図に示した斜め実線は、誘電セラミック層12と開口部95との境界部のおよその位置を示すものである。
As shown in FIGS. 14 and 15, in the portion where the delamination of the sample C3 occurred, the ball-shaped Cu was present on the surface of the dielectric ceramic layer 12 on the opening 95 side.
Note that the oblique solid lines shown in the middle and right diagrams of FIG. 15 indicate the approximate position of the boundary between the dielectric ceramic layer 12 and the opening 95.

次に、上記E1〜E4及びC1〜C3の静電容量及び絶縁抵抗を測定した。
(静電容量)
静電容量は、インピーダンスアナライザーを用い、温度条件を室温とし、測定周波数1kHzにて測定した。その結果を表1に示す。
Next, the capacitances and insulation resistances of E1 to E4 and C1 to C3 were measured.
(Capacitance)
The capacitance was measured using an impedance analyzer at a measurement frequency of 1 kHz with a temperature condition of room temperature. The results are shown in Table 1.

(絶縁抵抗)
絶縁抵抗は、室温で150Vの電圧を印可し、印可してから2分後抵抗を絶縁抵抗計を用いて測定した。その結果を表1に示す。
(Insulation resistance)
The insulation resistance was measured by applying a voltage of 150 V at room temperature and measuring the resistance 2 minutes after application using an insulation resistance meter. The results are shown in Table 1.

Figure 2005142222
Figure 2005142222

表1より知られるごとく、本例の試料E1〜E4は、いずれも1300nFを超える高い静電容量を有し、また、絶縁抵抗も誘電セラミック層1層あたり550MΩを超え優れていた。
一方、試料C1〜試料C3は、静電容量が900μF未満と小さかった。また、試料C3及び試料4は絶縁抵抗が非常に小さく、いずれも13MΩ以下であった。
As is known from Table 1, all of the samples E1 to E4 of this example had a high capacitance exceeding 1300 nF, and the insulation resistance was excellent exceeding 550 MΩ per dielectric ceramic layer.
On the other hand, Sample C1 to Sample C3 had a small capacitance of less than 900 μF. Samples C3 and 4 had very low insulation resistance, both of which were 13 MΩ or less.

(実施例2)
本例では、上記電極印刷工程における、卑金属電極用ペースト材料を塗布する厚み、及び上記電極還元工程における、雰囲気ガスの制御条件を変えて実施例1と同様な積層型誘電素子を作製し、静電容量及び絶縁抵抗及び歩留まりを測定した。
(Example 2)
In this example, a laminated dielectric element similar to that of Example 1 was produced by changing the thickness of the base metal electrode paste material applied in the electrode printing step and the atmospheric gas control conditions in the electrode reduction step. Capacitance, insulation resistance and yield were measured.

まず、上記各種条件を変え、他は実施例1と同様にして26種類の積層型誘電素子を作製した。具体的には、上記電極印刷工程における卑金属電極用ペースト材料を塗布する厚み(印刷厚)、上記電極還元工程におけるAr−H2中の水素ガス濃度、酸化ガスとしての酸素の流量、最高保持温度、及び保持時間を、後述する表2に示すように変更して複数の積層型誘電素子を作製した。このとき、得られた各積層型誘電素子を試料E5〜試料E18、及び試料C5〜試料C16とした。 First, 26 types of laminated dielectric elements were fabricated in the same manner as in Example 1 except that the above various conditions were changed. Specifically, the thickness (printing thickness) for applying the base metal electrode paste material in the electrode printing step, the hydrogen gas concentration in Ar-H 2 in the electrode reduction step, the flow rate of oxygen as the oxidizing gas, the maximum holding temperature A plurality of stacked dielectric elements were manufactured by changing the holding time as shown in Table 2 to be described later. At this time, the obtained multilayer dielectric elements were designated as Sample E5 to Sample E18 and Sample C5 to Sample C16.

また、試料E5〜試料E18、及び試料C5〜試料C16を作製する条件での歩留まりを調べた。
歩留まりは、各試料と同条件で同様の試料を40個作製して、このうちデラミネーションの発生したものを不良品として歩留まりを算出した。
その結果を表2に示す。
In addition, the yield under the conditions for producing Samples E5 to E18 and Samples C5 to C16 was examined.
For the yield, 40 similar samples were produced under the same conditions as the respective samples, and the yield was calculated assuming that a delamination of these samples was a defective product.
The results are shown in Table 2.

次に、試料E5〜試料E18、及び試料C5〜試料C16の静電容量及び絶縁抵抗を測定した。これらの測定方法は、上記実施例1と同様である。その結果を表2に示す。
また、比較のため、実施例1で得られた試料E1についても、静電容量、絶縁抵抗、及び歩留まりを測定し、その結果を表2に示した。
Next, the capacitance and insulation resistance of Sample E5 to Sample E18 and Sample C5 to Sample C16 were measured. These measurement methods are the same as those in Example 1. The results are shown in Table 2.
For comparison, the capacitance, insulation resistance, and yield of the sample E1 obtained in Example 1 were measured, and the results are shown in Table 2.

Figure 2005142222
Figure 2005142222

表2より知られるごとく、試料E5〜試料E18は、試料E1と同程度の静電容量及び絶縁抵抗を有し、歩留まりも80%以上と優れていた。
一方、試料C5〜試料C16においては、静電容量や絶縁抵抗が悪化した。
特に、試料C14〜試料C16のように、印刷厚が16μmを超えるものについては、デラミネーションが多発し、歩留まりが悪かった。これは、電極還元工程において、上記卑金属電極用ペースト材料が還元されにくくなり、残留Cu酸化物が誘電セラミック層に拡散するためであると考えられる。
As is known from Table 2, Samples E5 to E18 had the same capacitance and insulation resistance as Sample E1, and the yield was excellent at 80% or more.
On the other hand, in Sample C5 to Sample C16, the capacitance and insulation resistance deteriorated.
In particular, as in sample C14 to sample C16, those with a printing thickness exceeding 16 μm caused frequent delamination and poor yield. This is presumably because the base metal electrode paste material is less likely to be reduced in the electrode reduction step, and the residual Cu oxide diffuses into the dielectric ceramic layer.

さらに、表2中には示していないが、印刷厚を2μm未満にした場合には、図21に示すごとく、焼成後に、卑金属電極層13がとぎれてしまう。これは、セラミック材料から遊離した鉛により電極が溶融したためであると考えられる。   Further, although not shown in Table 2, when the printing thickness is less than 2 μm, the base metal electrode layer 13 is interrupted after firing as shown in FIG. This is presumably because the electrode was melted by lead released from the ceramic material.

また、表2中には示していないが、上記試料E5〜E18は、上記卑金属電極層13中に含まれる卑金属酸化物の残存量が20wt%以下であり、かつ上記卑金属電極層13の表面から5000Å以内における、上記セラミック材料から遊離した鉛の量が、30atomic%以下となるものであった。
一方、上記試料C5〜C16は、上記卑金属電極層13中に含まれる卑金属酸化物の残存量が20wt%を超えるものや、上記卑金属電極層13の表面から5000Å以内における、上記セラミック材料から遊離した鉛の量が、30atomic%を超えるものであった。
Although not shown in Table 2, in the samples E5 to E18, the residual amount of the base metal oxide contained in the base metal electrode layer 13 is 20 wt% or less, and from the surface of the base metal electrode layer 13 The amount of lead liberated from the ceramic material within 5000 kg was 30 atomic% or less.
On the other hand, the samples C5 to C16 were released from the ceramic material in which the residual amount of the base metal oxide contained in the base metal electrode layer 13 exceeded 20 wt%, or within 5000 mm from the surface of the base metal electrode layer 13. The amount of lead exceeded 30 atomic%.

(実施例3)
次に、第2の発明の実施例にかかる、積層型誘電素子の製造方法につき、説明する。
本例においては、図22に示すごとく、誘電セラミック層62と卑金属からなる卑金属電極層63とを交互に積層した積層型誘電素子6を製造する。
そして、本例の製造方法は、後述するごとく、電極印刷工程と、圧着工程と、脱脂工程と、電極還元工程と、焼成工程とを有する。
(Example 3)
Next, a method for manufacturing a multilayer dielectric element according to an embodiment of the second invention will be described.
In this example, as shown in FIG. 22, a laminated dielectric element 6 in which dielectric ceramic layers 62 and base metal electrode layers 63 made of a base metal are alternately laminated is manufactured.
And the manufacturing method of this example has an electrode printing process, a crimping | compression-bonding process, a degreasing process, an electrode reduction process, and a baking process so that it may mention later.

上記電極印刷工程は、金属酸化物よりなるセラミック材料をシート状に成形してなるセラミックグリーンシートの少なくとも一方の面に、卑金属酸化物を含有してなる卑金属電極用ペースト材料を塗布する工程である。
また、上記圧着工程は、上記卑金属電極用ペースト材料が塗布されたセラミックグリーンシートを積層し圧着して積層体を作製する工程である。
また、脱脂工程は、上記積層体を脱脂する工程である。
The electrode printing step is a step of applying a base metal electrode paste material containing a base metal oxide to at least one surface of a ceramic green sheet formed by forming a ceramic material made of a metal oxide into a sheet shape. .
Moreover, the said crimping | compression-bonding process is a process of producing the laminated body by laminating | stacking and crimping | bonding the ceramic green sheet with which the said paste material for base metal electrodes was apply | coated.
Moreover, a degreasing process is a process of degreasing the said laminated body.

上記電極還元工程は、上記積層体を雰囲気ガスの流通下にて加熱炉内で加熱し、上記卑金属電極用ペースト材料を還元して卑金属電極層とする工程である。
また、上記焼成工程は、上記積層体を焼成する工程である。
The electrode reduction step is a step of heating the laminated body in a heating furnace under a flow of atmospheric gas to reduce the base metal electrode paste material to form a base metal electrode layer.
Moreover, the said baking process is a process of baking the said laminated body.

そして、本例の上記電極還元工程においては、上記電極還元工程における上記雰囲気ガスは、上記卑金属電極用ペースト材料を還元する還元ガスと酸素又は/及び酸素を形成するガスよりなる酸化ガスとを含有する。
また、上記電極還元工程における上記加熱は、上記卑金属電極用ペースト材料中の上記卑金属と上記セラミックグリーンシート中の少なくとも1つの金属との共晶点付近の温度を最高保持温度としておこない、かつ該最高保持温度における上記還元ガスは、上記雰囲気ガス中に0.2〜0.3体積%含まれる。
And in the electrode reduction process of this example, the atmosphere gas in the electrode reduction process contains a reducing gas for reducing the paste material for base metal electrode and an oxidizing gas comprising oxygen and / or a gas for forming oxygen. To do.
The heating in the electrode reduction step is performed at a temperature near the eutectic point between the base metal in the base metal electrode paste material and at least one metal in the ceramic green sheet as a maximum holding temperature, and the maximum The reducing gas at the holding temperature is contained by 0.2 to 0.3% by volume in the atmospheric gas.

以下、本例の製造方法につき、詳細に説明する。
まず、以下のようにして卑金属電極用ペースト材料を作製する。
平均粒径0.5μmの略球形のCu粉をプレスし、板状にした板状Cu粉と、平均粒径1〜2μmの略球形のCuO粉とを準備した。
また、実施例1のセラミック材料と同様の材質からPb量を2atomic%だけ減らして得られる材料よりなる共材を準備した。
Hereinafter, the manufacturing method of this example will be described in detail.
First, a base metal electrode paste material is prepared as follows.
A substantially spherical Cu powder having an average particle diameter of 0.5 μm was pressed to prepare a plate-like Cu powder and a substantially spherical CuO powder having an average particle diameter of 1 to 2 μm.
Further, a co-material made of a material obtained by reducing the Pb amount by 2 atomic% from the same material as the ceramic material of Example 1 was prepared.

次に、樹脂材としてのエチルセルロース18.3wt%と、溶剤としてのブチルカルビトール79.3wt%と、分散材としての高級脂肪酸0.7wt%とを混合して、卑金属電極用ペースト材料のベース材料とした。
このベース材料に、上記のように予め準備していたCuO粉(平均粒径1〜2μm、略球形)と、板状Cu粉(平均粒径0.5μm、略球形)と、共材とを下記の表3に示す割合で添加し、混練し、卑金属電極用ペースト材料を作製した。
Next, 18.3 wt% of ethyl cellulose as a resin material, 79.3 wt% of butyl carbitol as a solvent, and 0.7 wt% of a higher fatty acid as a dispersing material are mixed to form a base material for a base metal electrode paste material It was.
To this base material, CuO powder (average particle diameter of 1 to 2 μm, approximately spherical) prepared in advance as described above, plate-like Cu powder (average particle diameter of 0.5 μm, approximately spherical), and co-material are prepared. It added in the ratio shown in the following Table 3, and knead | mixed, and produced the paste material for base metal electrodes.

Figure 2005142222
Figure 2005142222

次に、実施例1と同様にして、実施例1と同じ組成のセラミック材料のスラリーを準備した。このセラミック材料のスラリーを用いて、実施例1と同様のドクターブレード法によりシート状に成形し、セラミックグリーンシートを作製した。   Next, a slurry of a ceramic material having the same composition as in Example 1 was prepared in the same manner as in Example 1. Using this ceramic material slurry, it was molded into a sheet by the same doctor blade method as in Example 1 to produce a ceramic green sheet.

続いて、実施例1と同様に、上記卑金属電極用ペースト材料をセラミックグリーンシートに印刷する。さらに、この卑金属電極用ペースト材料が印刷されたセラミックグリーンシートを実施例1と同様にして、卑金属ペースト材料が交互に左右の側面に到達するように積層し圧着し、所定の寸法にカットした。本例においては、脱脂工程における脱脂時間を短縮させるために、積層数を25層に抑制した、2mmの積層体(80μm/層)を作製した。
そして、この積層体を実施例1と同様にして脱脂した。
Subsequently, as in Example 1, the base metal electrode paste material is printed on a ceramic green sheet. Further, the ceramic green sheet on which the base metal electrode paste material was printed was laminated and pressure-bonded so that the base metal paste material alternately reached the left and right side surfaces in the same manner as in Example 1, and cut into predetermined dimensions. In this example, in order to shorten the degreasing time in the degreasing step, a 2 mm laminated body (80 μm / layer) in which the number of laminated layers was suppressed to 25 was produced.
The laminate was degreased in the same manner as in Example 1.

次に、上記電極還元工程を行う。
本例の電極還元工程は、図7に示すごとく、実施例1と同様の加熱炉3を用いて行った。本例においては、上記セラミックグリーンシートがその組成物中に鉛を含有し、上記卑金属電極用ペースト材料が銅を含有してなるため、鉛と銅との共晶点である326℃付近を最高保持温度に設定し、12時間加熱した。
Next, the electrode reduction process is performed.
The electrode reduction process of this example was performed using the heating furnace 3 similar to Example 1 as shown in FIG. In this example, the ceramic green sheet contains lead in the composition, and the base metal electrode paste material contains copper. Therefore, the maximum temperature is around 326 ° C., which is the eutectic point of lead and copper. The holding temperature was set and heated for 12 hours.

また、上記加熱の際には、上記加熱炉3の炉室30内に雰囲気ガスを導入した。導入する雰囲気ガスとしては、Ar−H2とO2とを用いた。Ar−H2中の水素ガスの濃度は1%である。そして、雰囲気ガス導入時のAr−H2の流量は5000ml/minとし、O2の流量は5〜10ml/minとした。この電極還元工程により、セラミックグリーンシートに印刷された卑金属電極用ペースト材料は還元されて卑金属電極層となる。
なお、上記電極還元工程における酸素分圧は、最高保持温度において10-23.8atmとなるように設定した。
In addition, an atmospheric gas was introduced into the furnace chamber 30 of the heating furnace 3 during the heating. Ar-H 2 and O 2 were used as the atmosphere gas to be introduced. The concentration of hydrogen gas in Ar—H 2 is 1%. The flow rate of Ar—H 2 when introducing the atmospheric gas was 5000 ml / min, and the flow rate of O 2 was 5 to 10 ml / min. By this electrode reduction process, the base metal electrode paste material printed on the ceramic green sheet is reduced to form a base metal electrode layer.
The oxygen partial pressure in the electrode reduction step was set to 10 −23.8 atm at the maximum holding temperature.

次に、上記電極還元工程と同じ加熱炉3を用いて上記電極還元工程後の積層体の焼成を行った。
本例においては、上記積層体の焼成は、焼成温度950℃で4時間、雰囲気ガスの流通下にて行った。このとき、上記雰囲気ガスとしては、上記電極還元工程と同様に、Ar−H2(還元ガス)とO2(酸化ガス)とを用いたが、本例では、誘電セラミック層が還元されないような雰囲気に調整して行った。なお、焼成の際の酸素分圧は、温度950℃において約10-6になるように設定した。
このようにして、図22に示すごとく、誘電セラミック層62と卑金属からなる卑金属電極層63とを交互に積層した積層型誘電素子6を作製した。これを試料X1とした。
Next, the laminated body after the electrode reduction step was baked using the same heating furnace 3 as in the electrode reduction step.
In this example, the laminate was fired at a firing temperature of 950 ° C. for 4 hours under a flow of atmospheric gas. At this time, Ar—H 2 (reducing gas) and O 2 (oxidizing gas) were used as the atmospheric gas as in the electrode reduction step. In this example, the dielectric ceramic layer is not reduced. Adjusted to atmosphere. The oxygen partial pressure during firing was set to be about 10 −6 at a temperature of 950 ° C.
In this way, as shown in FIG. 22, a laminated dielectric element 6 was produced in which dielectric ceramic layers 62 and base metal electrode layers 63 made of a base metal were alternately laminated. This was designated as Sample X1.

また、本例においては、比較用として上記電極還元工程において、水素ガスを1%含有するAr−H2と、O2と、N2とを雰囲気ガスとして用いて、他は試料X1と同様にして比較用の積層型誘電素子(試料Y1)を作製した。試料Y1を作製するにあたっては、Ar−H2の流量を1000ml/min、O2の流量5〜10ml/min、N2の流量を4000ml/minとして、上記電極還元工程を行った。 In this example, for comparison, in the above electrode reduction step, Ar—H 2 containing 1% hydrogen gas, O 2 , and N 2 are used as the atmospheric gas, and the others are the same as in the sample X1. Thus, a comparative laminated dielectric element (sample Y1) was produced. In preparing the sample Y1, the electrode reduction step was performed with an Ar—H 2 flow rate of 1000 ml / min, an O 2 flow rate of 5 to 10 ml / min, and an N 2 flow rate of 4000 ml / min.

次に、上記試料X1及び試料Y1を各誘電セラミック層と垂直な面で切断し、それぞれの断面における銅と酸素原子の分布をEPMAにより分析し比較した。
その結果をそれぞれ図23(試料X1)及び図24(試料Y1)に示す。
Next, the sample X1 and the sample Y1 were cut along a plane perpendicular to each dielectric ceramic layer, and the distribution of copper and oxygen atoms in each cross section was analyzed by EPMA and compared.
The results are shown in FIG. 23 (sample X1) and FIG. 24 (sample Y1), respectively.

図23より知られるごとく、試料X1においては、Cuが分布する卑金属電極層63には、Oはほとんど分布していない。即ち、上記電極還元工程において、卑金属電極用ペースト材料は充分に還元されていたことがわかる。また、試料X1中にはデラミネーションも発生していなかった。
一方、試料Y1においては、図24より知られるごとく、Cuが分布する卑金属電極層63にもOが分布している。即ち、試料Y1は、試料X1に比べて卑金属電極用ペースト材料の還元度合いが極度に低いことがわかる。
このように、本例の製造方法によれば、デラミネーションがなく、高品質な積層型誘電素子を製造することができる。
As is known from FIG. 23, in the sample X1, almost no O is distributed in the base metal electrode layer 63 in which Cu is distributed. That is, it can be seen that the base metal electrode paste material was sufficiently reduced in the electrode reduction step. Further, no delamination occurred in the sample X1.
On the other hand, in the sample Y1, as is known from FIG. 24, O is also distributed in the base metal electrode layer 63 in which Cu is distributed. That is, it can be seen that Sample Y1 has an extremely low reduction degree of the base metal electrode paste material compared to Sample X1.
Thus, according to the manufacturing method of this example, there is no delamination and a high-quality multilayer dielectric element can be manufactured.

(実施例4)
本例では、実施例3の電極還元工程における、温度及び雰囲気ガス条件を変更して、実施例3と同様の積層型誘電素子を作製する。
まず、実施例3と同様にして、2mmの積層体を6個作製し、さらに、実施例3と同様に脱脂をおこなった。
続いて、この脱脂済みの6個の積層体に、実施例3と同様にして、電極還元工程及び焼成工程を施し、積層型誘電素子を作製した。
Example 4
In this example, the temperature and the atmospheric gas conditions in the electrode reduction process of Example 3 are changed, and a multilayer dielectric element similar to that of Example 3 is produced.
First, six 2 mm laminates were produced in the same manner as in Example 3, and degreasing was performed in the same manner as in Example 3.
Subsequently, an electrode reduction step and a firing step were performed on the six degreased laminates in the same manner as in Example 3 to produce a multilayer dielectric element.

本例の上記電極還元工程においては、最高保持温度を330℃に設定し、12時間加熱した。そして、加熱時には、実施例3と同様に雰囲気ガスを流通させた。本例では、このときの雰囲気ガスの全流量を5005〜5010ml/minとし、上記の6つの積層体それぞれについて、雰囲気ガス中の水素ガスの比率を変化させて加熱を行い、その後実施例3と同様にして焼成を行って6個の積層型誘電素子を得た。これらをそれぞれ試料X2〜X5、試料Y2、及び試料Y3とした。なお、試料X2〜X5、試料Y2、及び試料Y3をそれぞれ作製したときの水素ガスの比率は、それぞれ後述する表4の通りである。   In the above electrode reduction step of this example, the maximum holding temperature was set to 330 ° C. and heated for 12 hours. At the time of heating, the atmospheric gas was circulated in the same manner as in Example 3. In this example, the total flow rate of the atmosphere gas at this time is set to 5005 to 5010 ml / min, and each of the above six laminates is heated by changing the ratio of the hydrogen gas in the atmosphere gas. In the same manner, firing was performed to obtain six laminated dielectric elements. These were designated as Samples X2 to X5, Sample Y2, and Sample Y3, respectively. Note that the ratio of hydrogen gas when the samples X2 to X5, the sample Y2, and the sample Y3 are respectively produced is as shown in Table 4 described later.

また、上記雰囲気ガスの構成は、H2ガス比率1%以上という雰囲気条件で作製した上記試料X2、試料X5、及び試料Y2については、上記雰囲気ガスとして、Ar−H2ガス及び酸素ガスとを用いた。そして、雰囲気ガス中のAr−H2ガスの流量、或いはAr−H2ガス中のArガスとH2ガスとの比率を調整して流量5000ml/minにて流通させ、雰囲気ガス中のH2ガスの比率が1%以上という雰囲気条件に設定した。なお、この雰囲気ガスには、酸素ガスを5〜10ml/minを流通させて、全雰囲気ガスの流量を5005〜5010ml/minとした。 The atmosphere gas is composed of Ar 2 H 2 gas and oxygen gas as the atmosphere gas for the sample X 2, sample X 5, and sample Y 2 manufactured under the atmospheric condition that the H 2 gas ratio is 1% or more. Using. Then, the flow rate of Ar-H 2 gas in the atmospheric gas, or allowed to flow by adjusting the flow rate 5000 ml / min the ratio of the Ar gas and H 2 gas Ar-H 2 gas, H 2 in the atmospheric gas The atmospheric condition was set so that the gas ratio was 1% or more. In this atmosphere gas, oxygen gas was circulated in an amount of 5 to 10 ml / min, and the flow rate of all the atmosphere gases was set to 5005 to 5010 ml / min.

一方、H2ガス比率1%未満という雰囲気条件で作製した上記試料X3、試料X4、及び試料Y1については、上記雰囲気ガスとして、Ar−H2ガス、酸素ガス、及びN2ガスとを用いた。そして、雰囲気ガス中のAr−H2ガスとN2ガスとを調整し、雰囲気ガス中のH2ガスの比率が1%未満となるように雰囲気条件を設定した。また、これらAr−H2ガスとN2ガスとの合計流量は5000ml/minとなるようにし、さらに、酸素ガスを5〜10ml/minにて流通させ、全雰囲気ガスの流量を5005〜5010ml/minとなるようにした。 On the other hand, for the sample X3, the sample X4, and the sample Y1 manufactured under the atmospheric condition that the H 2 gas ratio is less than 1%, Ar—H 2 gas, oxygen gas, and N 2 gas were used as the atmospheric gas. . Then adjust the Ar-H 2 gas and N 2 gas in the atmospheric gas, the ratio of the H 2 gas in the atmospheric gas is set to atmospheric conditions such that less than 1%. Further, the total flow rate of these Ar—H 2 gas and N 2 gas is set to 5000 ml / min, oxygen gas is circulated at 5 to 10 ml / min, and the flow rate of the total atmosphere gas is set to 5005 to 5010 ml / min. It was set to min.

上記のようにして作製した試料X2〜X5、試料Y1、及び試料Y2について、卑金属電極層中のCu酸化物の残留率及び誘電セラミック層中の共晶物質の形成率を調べた。   For the samples X2 to X5, the sample Y1, and the sample Y2 produced as described above, the residual ratio of Cu oxide in the base metal electrode layer and the eutectic material formation ratio in the dielectric ceramic layer were examined.

Cu酸化物の残留率は、上記電極還元工程後の卑金属電極層中に含まれるCu酸化物の残留率を示すものである。このCu酸化物の残留率が多い場合には、卑金属電極層の導電性が低下し、誘電素子として用いることができないおそれがある。   The residual rate of Cu oxide indicates the residual rate of Cu oxide contained in the base metal electrode layer after the electrode reduction step. When the residual ratio of Cu oxide is large, the conductivity of the base metal electrode layer is lowered, and there is a possibility that it cannot be used as a dielectric element.

また、上記電極還元工程及び焼成工程中には、卑金属電極層中に含まれるCu、CuO又はCu2Oと、誘電セラミック層から遊離したPb、PbO又はPbO2とが反応して、CuとPbとの共晶物質Cu6PbO8等が形成されることがある。この共晶物質の形成率が多い場合には、共晶物質が誘電セラミック層中に浸透してしまう。この共晶物質は、多くの場合、圧電材料ではないため、圧電特性を低下させる。また、駆動時の発生原因ともなり得る。
以下、Cu酸化物の残留率及び共晶物質の形成率の測定方法をにつき、説明する。
Further, during the electrode reduction step and the firing step, Cu, CuO or Cu 2 O contained in the base metal electrode layer reacts with Pb, PbO or PbO 2 released from the dielectric ceramic layer, and Cu and Pb The eutectic material Cu 6 PbO 8 and the like may be formed. If the eutectic material formation rate is high, the eutectic material penetrates into the dielectric ceramic layer. Since this eutectic substance is not a piezoelectric material in many cases, the piezoelectric characteristics are deteriorated. It can also be a cause of occurrence during driving.
Hereinafter, a method for measuring the residual ratio of Cu oxide and the formation ratio of eutectic substance will be described.

(Cu酸化物の残留率)
焼成後の上記積層型誘電素子(試料X2〜X5、試料Y1及び試料Y2)を誘電セラミック層と卑金属電極層との界面で剥がし、卑金属電極層の膜をテープに貼り取り、X線回折装置(株式会社島津製作所製のXRD−6100)により計測する。計測は、簡易定量計算(同定された化合物でコランダム比をもっているものに対して計算をおこなうもの)により行い、その結果をCu量とCu酸化物量の比率として得た。
このようにして、Cu酸化物の残留率を測定し、その結果を表4に示す。
(Residual ratio of Cu oxide)
The laminated dielectric element (samples X2 to X5, sample Y1 and sample Y2) after firing is peeled off at the interface between the dielectric ceramic layer and the base metal electrode layer, the base metal electrode layer film is attached to a tape, and an X-ray diffractometer ( It is measured by Shimadzu Corporation XRD-6100). The measurement was performed by simple quantitative calculation (calculated for the identified compound having a corundum ratio), and the result was obtained as the ratio of the Cu amount and the Cu oxide amount.
Thus, the residual rate of Cu oxide was measured, and the results are shown in Table 4.

(共晶物質の形成率)
上記Cu酸化物の残留率の計測と同様に、上記卑金属電極層の膜をテープで貼り取った後、誘電セラミック層側を上記X線回折装置を用いて、計測する。計測は、上記簡易定量計算により行い、その結果をCu6PbO8量とPb酸化物量の比率として得た。
このようにして、共晶物質(Cu6PbO8等)の形成率を測定し、その結果を表4に示す。
なお、表4において、上記Cu酸化物の残留率及び共晶物質の形成率は、いずれも原子の個数の比率(atomic%)で表示してある。
(Eutectic material formation rate)
Similarly to the measurement of the Cu oxide residual ratio, after the base metal electrode layer film is attached with a tape, the dielectric ceramic layer side is measured using the X-ray diffractometer. The measurement was performed by the above simple quantitative calculation, and the result was obtained as the ratio of the Cu 6 PbO 8 amount and the Pb oxide amount.
Thus, the formation rate of eutectic substances (Cu 6 PbO 8 and the like) was measured, and the results are shown in Table 4.
In Table 4, the Cu oxide residual rate and the eutectic material formation rate are both expressed as the ratio of the number of atoms (atomic%).

Figure 2005142222
Figure 2005142222

表4より知られるごとく、試料X2〜試料X5については、Cu酸化物残留率及び共晶物質形成率は非常に低かった。
一方、試料Y1は、卑金属電極層中のCu酸化物形成率が非常に高く、PbとCuとの共晶物質の形成率も大きくなっている。また、試料Y2においても、共晶物質の形成率が大きかった。
以下、これらの結果について検討する。
As known from Table 4, with respect to Sample X2 to Sample X5, the Cu oxide residual rate and the eutectic substance formation rate were very low.
On the other hand, Sample Y1 has a very high Cu oxide formation rate in the base metal electrode layer, and a high eutectic material formation rate of Pb and Cu. Further, in the sample Y2, the eutectic substance formation rate was large.
These results will be discussed below.

本例において、上記試料X2〜試料X5、試料Y1及び試料Y2は、それぞれ上記電極還元工程における雰囲気ガス中のH2ガスの比率を変化させて作製したものである。
ここで、試料Y1は、0.2%という低いH2ガス比率の条件下で作製したものである。このような低い水素ガス濃度を用いると、上記電極還元工程において卑金属電極用ペースト材料は充分に還元されず、表4に示すごとくCu酸化物が残留してしまう。さらに、残留したCuO等のCu酸化物は、電極還元工程後に行われる焼成工程において、誘電セラミック層中のPbOと共晶物質を形成する。その結果、表4に示すごとく共晶物質の形成率も高くなってしまう。
In this example, the sample X2 to the sample X5, the sample Y1, and the sample Y2 are each produced by changing the ratio of H 2 gas in the atmospheric gas in the electrode reduction process.
Here, the sample Y1 was produced under the condition of a low H 2 gas ratio of 0.2%. When such a low hydrogen gas concentration is used, the base metal electrode paste material is not sufficiently reduced in the electrode reduction step, and Cu oxide remains as shown in Table 4. Further, the remaining Cu oxide such as CuO forms a eutectic substance with PbO in the dielectric ceramic layer in a firing step performed after the electrode reduction step. As a result, as shown in Table 4, the eutectic material formation rate is also increased.

また、試料Y2は、3.0%という高いH2ガス比率の条件下で作製したものである。このような高い水素ガス濃度を用いると、上記電極還元工程において、卑金属電極用ペースト材料のみならず、セラミックグリーンシートも還元されてしまい、Pbが遊離する。この遊離したPbは、卑金属電極層中のCuと共晶物質を形成するため、表4に示すごとく、共晶物質の形成率が高くなってしまう。
このように、共晶物質の形成は、電極還元工程において、還元条件を厳しくしても弱くしてもおこると考えられる。そして表4より知られるごとく、上記電極還元工程において、上記雰囲気ガス中のH2ガスの比率は、0.2%より多く、3.0%より小さくなるように設定することが好ましいのがわかる。
Sample Y2 was produced under the condition of a high H 2 gas ratio of 3.0%. When such a high hydrogen gas concentration is used, not only the base metal electrode paste material but also the ceramic green sheet is reduced in the electrode reduction step, and Pb is liberated. Since this liberated Pb forms a eutectic material with Cu in the base metal electrode layer, as shown in Table 4, the eutectic material formation rate becomes high.
As described above, the formation of the eutectic substance is considered to occur in the electrode reduction step regardless of whether the reduction conditions are stricter or weaker. As can be seen from Table 4, in the electrode reduction step, the ratio of H 2 gas in the atmospheric gas is preferably set to be larger than 0.2% and smaller than 3.0%. .

また、図7に示すごとく、本例の上記電極還元工程で用いた加熱炉3は、炉室30の形状が円柱状であり、雰囲気ガスの進行方向を垂線とする円柱の断面形状は直径φ184mmの略円形である。したがって、雰囲気ガス中のH2ガス比率は、上記の表4に示すごとく、H2ガスの線密度(H2ガスの流量÷通過す媒体(炉室)の断面積)に換算することができる。但し、表4においては、雰囲気ガス中にごく少量含まれる酸素の流量は考慮していない。
そして、表4の結果をH2ガスの線密度の観点から検討すると、上記電極還元工程における、上記雰囲気ガス中のH2ガスの線密度は、0.0376cm/minより多く、0.564cm/minより少ない範囲に設定することが好ましいのがわかる。
Further, as shown in FIG. 7, the heating furnace 3 used in the above electrode reduction process of this example has a furnace chamber 30 having a cylindrical shape, and a cross-sectional shape of a cylinder having a perpendicular to the traveling direction of the atmospheric gas has a diameter of 184 mm. It is a substantially circular shape. Thus, the H 2 gas ratio in the atmospheric gas can be converted into as shown in Table 4 above, the linear density of the H 2 gas (H 2 gas flow rate ÷ passage to medium (the cross-sectional area of the furnace chamber)) . However, in Table 4, the flow rate of oxygen contained in a very small amount in the atmospheric gas is not considered.
When considering the results in Table 4 in terms of linear density of the H 2 gas, in the electrode reduction step, the linear density of the H 2 gas in the atmospheric gas is greater than 0.0376cm / min, 0.564cm / It can be seen that it is preferable to set a range smaller than min.

(実施例5)
本例は、上記実施例4において検討した、雰囲気ガス中の水素ガスの好ましい比率の範囲についてさらに検討した例である。
まず、上記実施例3及び実施例4と同様にして、2mmの積層体を2個作製し、さらにこれらの脱脂を行った。
次に、この脱脂済みの2個の積層体に、実施例3及び4と同様にして、電極還元工程及び焼成工程を施し、積層型誘電素子を作製する。
(Example 5)
In this example, the range of the preferable ratio of the hydrogen gas in the atmospheric gas examined in Example 4 is further examined.
First, in the same manner as in Example 3 and Example 4, two 2 mm laminates were produced and further degreased.
Next, an electrode reduction process and a firing process are performed on the two degreased laminates in the same manner as in Examples 3 and 4 to produce a multilayer dielectric element.

本例の電極還元工程においては、加熱時に、上記実施例3と同様に雰囲気ガスを流通させた。このとき、本例では、上記の2個の積層体それぞれについて、雰囲気ガス中の水素ガスの線密度を以下のように変化させて加熱を行った。   In the electrode reduction step of this example, the atmospheric gas was circulated in the same manner as in Example 3 above during heating. At this time, in this example, each of the two laminated bodies was heated by changing the linear density of hydrogen gas in the atmospheric gas as follows.

一つ目の積層体は、上記電極還元工程において、雰囲気ガスとして1%の水素ガスを含有するAr−H2ガスを1000ml/min、酸素分圧を調整するための酸素ガスを1〜4ml/minにて流通させる条件(全雰囲気ガスの流量は1001〜1004ml/min)で、最高保持温度を320℃にて、8時間加熱した。このときの加熱炉としては、実施例4と同様のものを用いているため、上記雰囲気ガス中の水素ガスの線密度は0.0376cm/minとなっている。そして、その後実施例3及び4と同様にして焼成を行い、積層型誘電素子を得た。これを試料X6とした。 In the first electrode stacking step, Ar-H 2 gas containing 1% hydrogen gas as the atmosphere gas is 1000 ml / min, and oxygen gas for adjusting the oxygen partial pressure is 1 to 4 ml / min. Heating was performed at a maximum holding temperature of 320 ° C. for 8 hours under conditions of circulation at min (the flow rate of all atmospheric gases was 1001 to 1004 ml / min). Since the heating furnace at this time is the same as that in Example 4, the linear density of hydrogen gas in the atmospheric gas is 0.0376 cm / min. Then, firing was performed in the same manner as in Examples 3 and 4 to obtain a multilayer dielectric element. This was designated as Sample X6.

また、もう一方の積層体は、雰囲気ガスとして2%の水素ガスを含有するAr−H2ガスを7500ml/min、酸素ガスを8〜15/minにて流通させる条件(全雰囲気ガスの流量は7508〜7515ml/min)で、最高保持温度を330℃にて、12時間加熱した。このときの加熱炉は、実施例4と同様のものを用いているため、上記雰囲気ガス中の水素ガスの線密度は0.564cm/minとなっている。その後、実施例3及び4と同様にして焼成、積層型誘電素子を得た。これを試料X7とした。 Further, the other laminated body has a condition in which Ar—H 2 gas containing 2% hydrogen gas as an atmospheric gas is circulated at 7500 ml / min and oxygen gas at 8 to 15 / min (the flow rate of all atmospheric gases is 7508-7515 ml / min) and the maximum holding temperature was 330 ° C. for 12 hours. Since the heating furnace at this time is the same as that in Example 4, the linear density of hydrogen gas in the atmospheric gas is 0.564 cm / min. Thereafter, firing and multilayer dielectric elements were obtained in the same manner as in Examples 3 and 4. This was designated as Sample X7.

次に、上記試料X8及び試料X9について、実施例4と同様に、卑金属電極層中のCu酸化物残存率、及びPbとCuとの共晶物質の形成率を測定した。
その結果を上記の表4に示す。
なお、表4中にあるH2ガスの線密度の算出方法は、上記実施例4と同様であり、雰囲気ガス中に含まれる微量の酸素ガスの流量は考慮せずに算出した。
Next, with respect to Sample X8 and Sample X9, similarly to Example 4, the Cu oxide remaining rate in the base metal electrode layer and the eutectic material formation rate of Pb and Cu were measured.
The results are shown in Table 4 above.
The method for calculating the linear density of H 2 gas in Table 4 was the same as in Example 4 above, and was calculated without considering the flow rate of a trace amount of oxygen gas contained in the atmospheric gas.

表4より知られるごとく、本例の試料X6及び試料X7は、いずれもCu酸化物が0%で、また共晶物質の形成も比較的小さいものであった。
上記実施例4においては、好ましいH2ガスの線密度の範囲として、下限を0.0376cm/min、上限を0.564cm/minとしたが、本例の試料X6及び試料X7は、この範囲を逸脱する線密度のH2ガスにて作製されたものである。それにもかかわらず、試料X6及び試料X7のCu酸化物及び共晶物質の形成率が表4に示すごとく低く抑えられているのは、雰囲気ガス中のH2比率が、上述のように0.2より多く、3.0より少ないという範囲に設定されているからである。
As can be seen from Table 4, Sample X6 and Sample X7 in this example both had 0% Cu oxide and a relatively small amount of eutectic material.
In Example 4 above, the preferable range of the linear density of H 2 gas was 0.0376 cm / min, and the upper limit was 0.564 cm / min. Sample X6 and Sample X7 of this example have this range. It was made with a deviating linear density H 2 gas. Nevertheless, the formation rates of the Cu oxide and eutectic material of Sample X6 and Sample X7 are kept low as shown in Table 4 because the H 2 ratio in the atmospheric gas is 0, as described above. This is because it is set in a range of more than 2 and less than 3.0.

このように、本例によれば、上記電極還元工程においては、雰囲気ガス中の還元ガスとしての水素ガスの含有量を0.2%より多く、3.0%より少ない範囲に設定することが重要であることがわかる。   Thus, according to this example, in the electrode reduction step, the content of hydrogen gas as the reducing gas in the atmospheric gas can be set to a range of more than 0.2% and less than 3.0%. It turns out to be important.

(実施例6)
本例は、上記水素ガスの線密度の好ましい範囲についてさらに検討した例である。
まず、上記実施例5と同様にして、2mmの積層体を2個作製し、さらにこれらの脱脂を行った。
次に、この脱脂済みの2個の積層体に、実施例5と同様にして、電極還元工程及び焼成工程を施し、積層型誘電素子を作製する。
(Example 6)
In this example, the preferred range of the linear density of the hydrogen gas is further examined.
First, in the same manner as in Example 5 above, two 2 mm laminates were prepared and further degreased.
Next, an electrode reduction step and a firing step are performed on the two degreased laminates in the same manner as in Example 5 to produce a multilayer dielectric element.

本例の電極還元工程においては、加熱時に、上記の2個の積層体それぞれについて、雰囲気ガス中の水素ガスの比率を以下のように変化させて加熱を行った。   In the electrode reduction process of the present example, during the heating, each of the two laminated bodies was heated by changing the ratio of hydrogen gas in the atmospheric gas as follows.

一つ目の積層体は、上記電極還元工程において、雰囲気ガスとして1%の水素ガスを含有するAr−H2ガスにN2ガスを水素ガス比率が0.2%となるように混合した混合ガスを10000ml/min、及び酸素分圧を調整するための酸素ガスを10〜20ml/minにて流通させ(全雰囲気ガスの流量は10010〜10020ml/min)、最高保持温度を332℃にて、16時間加熱した。このときの加熱炉としては、実施例4と同様のものを用いているため、上記雰囲気ガス中の水素ガスの線密度は0.0752cm/minとなっている。そして、その後実施例3及び4と同様にして焼成を行い、積層型誘電素子を得た。これを試料X8とした。 The first laminate is a mixture in which N 2 gas is mixed with Ar—H 2 gas containing 1% hydrogen gas as an atmospheric gas so that the hydrogen gas ratio is 0.2% in the electrode reduction step. The gas was circulated at 10,000 ml / min and oxygen gas for adjusting the oxygen partial pressure at 10-20 ml / min (the flow rate of all atmosphere gases was 10010-10020 ml / min), and the maximum holding temperature was 332 ° C. Heated for 16 hours. As the heating furnace at this time, since the same furnace as in Example 4 is used, the linear density of hydrogen gas in the atmospheric gas is 0.0752 cm / min. Then, firing was performed in the same manner as in Examples 3 and 4 to obtain a multilayer dielectric element. This was designated as Sample X8.

また、もう一方の積層体は、雰囲気ガスとして3%の水素ガスを含有するAr−H2ガスを2000ml/min、及び酸素ガスを2〜5/minにて流通させる条件(全雰囲気ガスの流量は2002〜2005ml/min)で、最高保持温度を330℃にて、12時間加熱した。このときの加熱炉は、実施例4と同様のものを用いているため、上記雰囲気ガス中の水素ガスの線密度は0.226cm/minとなっている。その後、実施例3及び4と同様にして焼成し積層型誘電素子を得た。これを試料X9とした。 Further, the other laminated body has a condition of flowing Ar—H 2 gas containing 3% hydrogen gas as an atmosphere gas at 2000 ml / min and oxygen gas at 2 to 5 / min (flow rate of all atmosphere gases). Was heated at a maximum holding temperature of 330 ° C. for 12 hours. Since the heating furnace at this time is the same as that in Example 4, the linear density of hydrogen gas in the atmospheric gas is 0.226 cm / min. Thereafter, firing was performed in the same manner as in Examples 3 and 4 to obtain a multilayer dielectric element. This was designated as Sample X9.

次に、上記試料X6及び試料X7について、実施例4と同様に、卑金属電極層中のCu酸化物残存率、及びPbとCuとの共晶物質の形成率を測定した。
その結果を上記の表4に示す。
なお、表4中にあるH2ガスの線密度の算出方法は、上記実施例4と同様であり、雰囲気ガス中に含まれる微量の酸素ガスの流量は考慮せずに算出した。
Next, with respect to the sample X6 and the sample X7, the Cu oxide remaining rate in the base metal electrode layer and the eutectic material formation rate of Pb and Cu were measured in the same manner as in Example 4.
The results are shown in Table 4 above.
The method for calculating the linear density of H 2 gas in Table 4 was the same as in Example 4 above, and was calculated without considering the flow rate of a trace amount of oxygen gas contained in the atmospheric gas.

表4より知られるごとく、本例の試料X8及び試料X9は、それぞれCu酸化物の形成率が1%及び0%で非常に小さく、また共晶物質の形成も比較的小さいものであった。   As can be seen from Table 4, Sample X8 and Sample X9 of this example were very small with Cu oxide formation rates of 1% and 0%, respectively, and the formation of eutectic material was relatively small.

上記実施例4においては、雰囲気ガス中のH2ガス比率の好ましい範囲として、0.2%を越え、3%未満の範囲を設定したが、本例の試料X8及び試料X9は、この範囲を逸脱するH2ガス比率にて作製されたものである。それにもかかわらず、試料X8及び試料X9のCu酸化物及び共晶物質の形成率が表4に示すごとく低く抑えられているのは、雰囲気ガス中のH2ガスの線密度が、上述のように0.0376cm/minより多く、0.564cm/minより少ないという範囲に設定されているからである。 In Example 4 above, a range of more than 0.2% and less than 3% was set as a preferable range of the H 2 gas ratio in the atmospheric gas, but this range is set for Sample X8 and Sample X9 of this example. It was produced at a deviating H 2 gas ratio. Nevertheless, the formation rates of the Cu oxide and eutectic material of Sample X8 and Sample X9 are kept low as shown in Table 4 because the linear density of H 2 gas in the atmospheric gas is as described above. This is because it is set in a range of more than 0.0376 cm / min and less than 0.564 cm / min.

このように、本例によれば、上記電極還元工程においては、雰囲気ガス中の還元ガスとしての水素ガスの線密度を0.0376cm/minより多く、0.564cm/minより少ない範囲に設定することが重要であることがわかる。
そして、実施例5及び実施例6の結果より、上記電極還元工程においては、雰囲気ガス中の水素ガスの比率を、0.2%を越え、3%未満の範囲とするか、又は雰囲気ガス中の水素ガスの線密度を0.0376cm/minより多く、0.564cm/minより少ない範囲に設定することが重要であることがわかる。
Thus, according to this example, in the electrode reduction step, the linear density of hydrogen gas as the reducing gas in the atmospheric gas is set to a range greater than 0.0376 cm / min and less than 0.564 cm / min. It turns out that is important.
And from the results of Example 5 and Example 6, in the electrode reduction step, the ratio of hydrogen gas in the atmospheric gas is set to a range exceeding 0.2% and less than 3%, or in the atmospheric gas. It can be seen that it is important to set the linear density of hydrogen gas in a range higher than 0.0376 cm / min and lower than 0.564 cm / min.

(実施例7)
本例では、上記電極還元工程における、加熱温度を検討する。
まず、本例においては、電極還元工程における上記最高保持温度を310℃、加熱時間を12時間として、他は実施例6における上記試料X9と同様の作製方法及び条件にて積層型誘電素子を作製した。これを試料Y3とした。
また、上記試料Y3と電極還元工程における上記最高保持温度だけが異なる条件で同様の積層型誘電素子を作製した。これを試料Y4とした。なお。試料Y4においては、上記最高保持温度は340℃とした。
(Example 7)
In this example, the heating temperature in the electrode reduction step is examined.
First, in this example, a laminated dielectric element was produced by the same production method and conditions as those of Sample X9 in Example 6 except that the maximum holding temperature in the electrode reduction step was 310 ° C. and the heating time was 12 hours. did. This was designated as Sample Y3.
In addition, a similar multilayer dielectric element was manufactured under the condition that only the maximum holding temperature in the electrode reduction process was different from that of the sample Y3. This was designated as Sample Y4. Note that. In sample Y4, the maximum holding temperature was 340 ° C.

次に、上記試料Y3及びY4について、実施例4〜6と同様に、卑金属電極層中のCu酸化物残存率、及びPbとCuとの共晶物質の形成率を測定した。
その結果、上記試料Y3は、卑金属電極層中にCu酸化物がほぼ100%残存していた。
また、試料Y4を目視により観察すると、上記電極還元工程後にはすでに卑金属電極層が消失しており、誘電セラミック層だけが積層された状態になっていた。
Next, for the samples Y3 and Y4, as in Examples 4 to 6, the Cu oxide remaining rate in the base metal electrode layer and the eutectic material formation rate of Pb and Cu were measured.
As a result, in the sample Y3, almost 100% of Cu oxide remained in the base metal electrode layer.
Further, when the sample Y4 was visually observed, the base metal electrode layer had already disappeared after the electrode reduction step, and only the dielectric ceramic layer was laminated.

このように、上記電極還元工程においては、上記卑金属電極用ペースト材料中の卑金属と上記セラミックグリーンシート中の少なくとも1つの金属との共晶点付近の温度を最高保持温度としておこなうことが好ましい。特に、セラミック材料としてPZT系材料を、卑金属電極層として銅を用いる場合には、上記最高保持温度は、PbとCuの共晶点である326℃よりも16℃低い310℃を下限とし、かつ14℃高い340℃を上限とすることができる。   Thus, in the electrode reduction step, it is preferable that the temperature near the eutectic point of the base metal in the base metal electrode paste material and at least one metal in the ceramic green sheet is set as the maximum holding temperature. In particular, when a PZT-based material is used as the ceramic material and copper is used as the base metal electrode layer, the maximum holding temperature is 310 ° C. lower than 326 ° C., which is the eutectic point of Pb and Cu, and the lower limit. The upper limit can be 340 ° C., which is 14 ° C. higher.

実施例1にかかる、積層型誘電素子の全体を示す斜視説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory perspective view illustrating an entire laminated dielectric element according to a first embodiment. 実施例1にかかる、セラミックグリーンシートに卑金属電極用ペースト材料を印刷した状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the state which printed the paste material for base metal electrodes on the ceramic green sheet concerning Example 1. FIG. 実施例1にかかる、上記圧着工程におけるセラミックグリーンシートを積層する様子を示す説明図。Explanatory drawing which shows a mode that the ceramic green sheet concerning the said crimping | compression-bonding process concerning Example 1 is laminated | stacked. 実施例1にかかる、上記セラミックグリーンシートのユニットを示す説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a unit of the ceramic green sheet according to the first embodiment. 実施例1にかかる、上記圧着工程後の積層体を示す説明図。Explanatory drawing which shows the laminated body after the said crimping | compression-bonding process concerning Example 1. FIG. 実施例1にかかる、上記脱脂工程の温度設定条件を示す説明図。Explanatory drawing which shows the temperature setting conditions of the said degreasing process concerning Example 1. FIG. 実施例1にかかる、上記加熱炉の構成を示す説明図。Explanatory drawing which shows the structure of the said heating furnace concerning Example 1. FIG. 実施例1にかかる、上記電極還元工程における温度制御の様子を示す説明図。Explanatory drawing which shows the mode of the temperature control in the said electrode reduction process concerning Example 1. FIG. 実施例1にかかる、上記焼成工程中における温度及び酸素分圧の制御の様子を示す説明図。Explanatory drawing which shows the mode of control of the temperature and oxygen partial pressure in the said baking process concerning Example 1. FIG. 実施例1にかかる、各試料Ea1〜Ea4及び試料Ca1〜Ca4のCu発生量と銅還元量の結果を示す説明図。Explanatory drawing which shows the result of Cu generation amount of each sample Ea1-Ea4 and sample Ca1-Ca4 concerning Example 1, and a copper reduction amount. 実施例1にかかる、試料E1中のCu分布の様子を示す説明図。Explanatory drawing which shows the mode of Cu distribution in the sample E1 concerning Example 1. FIG. 実施例1にかかる、試料C3中のCu分布の様子を示す説明図。Explanatory drawing which shows the mode of Cu distribution in the sample C3 concerning Example 1. FIG. 実施例1にかかる、試料C3中に発生したデラミネーションの様子を示す説明図。Explanatory drawing which shows the mode of the delamination which generate | occur | produced in the sample C3 concerning Example 1. FIG. 実施例1にかかる、試料C3を走査型顕微鏡にて観察したときの、正常な部分を観察したときの様子を示す図(左)、デラミネーションの開口部の下側を観察したときの様子を示す説明図(真ん中)、及びデラミネーションの開口部の上側を観察したときの様子を示す説明図(右)。The figure (left) which shows a mode when a normal part is observed when the sample C3 concerning Example 1 is observed with a scanning microscope, The mode when the lower side of the opening of a delamination is observed Explanatory drawing (middle) shown and explanatory drawing (right) which shows a mode when the upper side of the opening part of delamination is observed. 実施例1にかかる、図14に示す、走査型顕微鏡にて観察した部分と同じ部分におけるCu分布の様子を示す説明図。Explanatory drawing which shows the mode of Cu distribution in the part same as the part observed with the scanning microscope shown in FIG. 14 concerning Example 1. FIG. 実施例1にかかる、卑金属電極層に含まれる成分のX線回折スペクトルを示す線図。The diagram which shows the X-ray-diffraction spectrum of the component concerning Example 1 contained in a base metal electrode layer. 実施例1にかかる、図16における各成分のピーク位置とピーク強度を示す説明図。Explanatory drawing which shows the peak position and peak intensity | strength of each component in FIG. 16 concerning Example 1. FIG. 実施例1にかかる、X線光電子分光分析における測定結果を示す線図。FIG. 3 is a diagram showing measurement results in X-ray photoelectron spectroscopy analysis according to Example 1; 実施例1にかかる、図18における範囲970〜920の拡大図。The enlarged view of the range 970-920 in FIG. 18 concerning Example 1. FIG. 実施例1にかかる、図18における範囲150〜130の拡大図。The enlarged view of the ranges 150-130 in FIG. 18 concerning Example 1. FIG. 実施例2にかかる、上記積層型誘電素子中にて、上記卑金属電極層がとぎれた様子を示す説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state in which the base metal electrode layer is broken in the multilayer dielectric element according to Example 2. 実施例3にかかる、積層型誘電素子の全体を示す説明図。FIG. 6 is an explanatory view showing the entire laminated dielectric element according to Example 3; 実施例3にかかる、試料X1における、銅と酸素原子の分布状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the distribution state of copper and an oxygen atom in the sample X1 concerning Example 3. FIG. 実施例3にかかる、試料Y1における、銅と酸素原子の分布状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the distribution state of copper and an oxygen atom in the sample Y1 concerning Example 3. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 積層型誘電素子
12 誘電セラミック層
13 卑金属電極層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laminated type dielectric element 12 Dielectric ceramic layer 13 Base metal electrode layer

Claims (20)

組成中に鉛を含有する誘電セラミック層と,卑金属からなる卑金属電極層とを交互に積層した積層型誘電素子を製造する方法において,
鉛酸化物を含む金属酸化物よりなるセラミック材料をシート状に成形してなるセラミックグリーンシートの少なくとも一方の面に,卑金属酸化物を含有してなる卑金属電極用ペースト材料を塗布する電極印刷工程と,
上記卑金属電極用ペースト材料が塗布されたセラミックグリーンシートを積層し圧着して積層体を作製する圧着工程と,
上記積層体を雰囲気ガスの流通下にて加熱炉内で加熱し,上記卑金属電極用ペースト材料を還元して卑金属電極層とする電極還元工程と,
上記積層体を焼成する焼成工程とを有し,
上記電極還元工程においては,上記卑金属電極層中に含まれる卑金属酸化物の残存量が20wt%以下であり,かつ上記卑金属電極層の表面から5000Å以内における,上記セラミック材料から遊離した鉛の量が,30atomic%以下となるように上記卑金属電極用ペースト材料を還元することを特徴とする積層型誘電素子の製造方法。
In a method of manufacturing a laminated dielectric element in which a dielectric ceramic layer containing lead in a composition and a base metal electrode layer made of a base metal are alternately laminated,
An electrode printing step of applying a base metal electrode paste material containing a base metal oxide on at least one surface of a ceramic green sheet formed by forming a ceramic material made of a metal oxide containing lead oxide into a sheet; ,
A pressure bonding step in which a ceramic green sheet coated with the above base metal electrode paste material is laminated and pressure bonded to produce a laminate;
An electrode reduction step of heating the laminated body in a heating furnace under a flow of atmospheric gas to reduce the base metal electrode paste material to a base metal electrode layer;
A firing step of firing the laminate,
In the electrode reduction step, the amount of lead liberated from the ceramic material is less than 20% by weight of the base metal oxide contained in the base metal electrode layer and within 5000 mm from the surface of the base metal electrode layer. , 30 atomic% or less of the base metal electrode paste material is reduced.
組成中に鉛を含有する誘電セラミック層と、卑金属からなる卑金属電極層とを交互に積層した積層型誘電素子を製造する方法において、
鉛酸化物を含む金属酸化物よりなるセラミック材料をシート状に成形してなるセラミックグリーンシートの少なくとも一方の面に、卑金属酸化物を含有してなる卑金属電極用ペースト材料を塗布する電極印刷工程と、
上記卑金属電極用ペースト材料が塗布されたセラミックグリーンシートを積層し圧着して積層体を作製する圧着工程と、
上記積層体を雰囲気ガスの流通下にて加熱炉内で加熱し、上記卑金属電極用ペースト材料を還元して卑金属電極層とする電極還元工程と、
上記積層体を焼成する焼成工程とを有し、
上記電極還元工程においては,上記卑金属電極層中に含まれる卑金属酸化物の残存量をM(wt%)(ただし、残存量Mは、薄膜X線回折法で定量した値である)、
かつ上記卑金属電極層の表面から5000Å以内における、上記セラミック材料から遊離した鉛の量をN(atomic%)(ただし、鉛の量Nは、上記卑金属電極層の表面から5000Åの範囲をX線光電子分光法により定量した値である)とすると、
上記M(wt%)とN(atomic%)との間には、
N=C×M+D、0≦M<20なる関係が成立する(ただし、C及びDはM及びNに依存しない値であり、それぞれ−1.5≦C<−1.0、30≦D<36の範囲にある。)ことを特徴とする積層型誘電素子の製造方法。
In the method of manufacturing a laminated dielectric element in which a dielectric ceramic layer containing lead in the composition and a base metal electrode layer made of a base metal are alternately laminated,
An electrode printing step of applying a base metal electrode paste material containing a base metal oxide to at least one surface of a ceramic green sheet formed by forming a ceramic material made of a metal oxide containing lead oxide into a sheet; ,
A pressure bonding step in which a ceramic green sheet coated with the base metal electrode paste material is stacked and pressure bonded to produce a laminate,
An electrode reduction step of heating the laminate in a heating furnace under a flow of atmospheric gas to reduce the base metal electrode paste material to a base metal electrode layer;
A firing step of firing the laminate,
In the electrode reduction step, the remaining amount of the base metal oxide contained in the base metal electrode layer is M (wt%) (where the remaining amount M is a value determined by thin film X-ray diffraction method),
And the amount of lead liberated from the ceramic material within 5000 mm from the surface of the base metal electrode layer is N (atomic%) (however, the amount of lead N is within the range of 5000 mm from the surface of the base metal electrode layer). (Quantitatively determined by spectroscopy)
Between M (wt%) and N (atomic%),
The relationship N = C × M + D and 0 ≦ M <20 holds (where C and D are values independent of M and N, and −1.5 ≦ C <−1.0 and 30 ≦ D <, respectively). A range of 36.) A method of manufacturing a laminated dielectric element, wherein:
請求項1又は2において、上記電極還元工程における上記雰囲気ガスは、上記卑金属電極用ペースト材料を還元する還元ガスと、酸素又は/及び酸素を形成するガスよりなる酸化ガスとを含有することを特徴とする積層型誘電素子の製造方法。   3. The atmosphere gas in the electrode reduction step according to claim 1, wherein the atmosphere gas contains a reducing gas for reducing the base metal electrode paste material and an oxidizing gas comprising oxygen or / and a gas forming oxygen. A method for manufacturing a laminated dielectric element. 請求項3において、上記還元ガスは水素であり、かつ上記酸化ガスは酸素であることを特徴とする積層型誘電素子の製造方法。   4. The method of manufacturing a multilayer dielectric element according to claim 3, wherein the reducing gas is hydrogen and the oxidizing gas is oxygen. 請求項4において、上記電極還元工程においては、昇温速度200℃/h以下で加熱を開始し、続いて300℃〜400℃の最高保持温度にて0.5〜15時間保持し、その後炉冷し、90℃以下の温度にて上記積層体を上記加熱炉内より取り出し、かつ加熱を開始してから上記加熱炉内より上記積層体を取り出すときまでの上記雰囲気ガス中の酸素の分圧を1×10-23.9〜1×10-22atmにすることを特徴とする積層型誘電素子の製造方法。 In Claim 4, in the said electrode reduction process, a heating is started at a temperature increase rate of 200 degrees C / h or less, and it hold | maintains at the maximum holding temperature of 300 to 400 degreeC for 0.5 to 15 hours after that, and a furnace The partial pressure of oxygen in the atmosphere gas from cooling to taking out the laminated body from the heating furnace at a temperature of 90 ° C. or less and starting the heating to taking out the laminated body from the heating furnace Is 1 × 10 −23.9 to 1 × 10 −22 atm. 請求項4又は5において、上記電極還元工程における酸素流量fO(ml/min)と水素流量fH(ml/min)とは、上記雰囲気ガスを構成する各ガスの流量の合計量を全流量F(ml/min)とするとき、酸素流量fO=A×水素流量fH/全流量F−B(但し、20≦A≦24、12≦B≦16、8≦A−B≦8.22)の関係を有していることを特徴とする積層型誘電素子の製造方法。 According to claim 4 or 5, and the oxygen flow rate f O (ml / min) and hydrogen flow rate f H (ml / min) in the electrode reduction step, the total amount of the flow rate of the gas constituting the ambient gas total flow rate F (ml / min), oxygen flow rate f O = A × hydrogen flow rate f H / total flow rate FB (where 20 ≦ A ≦ 24, 12 ≦ B ≦ 16, 8 ≦ A−B ≦ 8. 22) A method for manufacturing a laminated dielectric element, characterized by having the relationship 22). 請求項6において、上記電極還元工程で最高温度に保持される際、水素と酸素とが反応して生成する水のモル流量をW、残存する余剰の水素のモル流量をHとすると、両者の値は下記の範囲内にあることを特徴とする積層型誘電素子の製造方法。
0.0012≦H≦0.0018(H:mol/min)
0.0002≦W≦0.001(W:mol/min)
In claim 6, when maintaining the maximum temperature in the electrode reduction step, if the molar flow rate of water produced by the reaction of hydrogen and oxygen is W, and the molar flow rate of the surplus hydrogen remaining is H, A method for producing a laminated dielectric element, characterized in that the value is within the following range.
0.0012 ≦ H ≦ 0.0018 (H: mol / min)
0.0002 ≦ W ≦ 0.001 (W: mol / min)
請求項6または7において、上記電極還元工程で、最高温度に保持される際、保持時間における水素モル流量の積分値hは、下記の範囲内にあることを特徴とする積層型誘電素子の製造方法。
29000≦h≦31000(h:mol/min)
8. The multilayer dielectric element according to claim 6, wherein the integrated value h of the hydrogen molar flow rate during the holding time is within the following range when the electrode reduction step is held at the maximum temperature. Method.
29000 ≦ h ≦ 31000 (h: mol / min)
請求項1〜8のいずれか1項において、上記電極印刷工程においては、上記卑金属電極用ペースト材料を厚み2〜14μmにて塗布することを特徴とする積層型誘電素子の製造方法。   9. The method for manufacturing a multilayer dielectric element according to claim 1, wherein, in the electrode printing step, the base metal electrode paste material is applied in a thickness of 2 to 14 [mu] m. 請求項1〜9のいずれか1項において、上記電極還元工程と上記焼成工程とは1回の加熱で同時に行うことを特徴とする積層型誘電素子の製造方法。   The method for manufacturing a multilayer dielectric element according to claim 1, wherein the electrode reduction step and the firing step are performed simultaneously by one heating. 誘電セラミック層と、卑金属からなる卑金属電極層とを交互に積層した積層型誘電素子を製造する方法において、
セラミック材料をシート状に成形してなるセラミックグリーンシートの少なくとも一方の面に、卑金属酸化物を含有してなる卑金属電極用ペースト材料を塗布する電極印刷工程と、
上記卑金属電極用ペースト材料が塗布されたセラミックグリーンシートを積層し圧着して積層体を作製する圧着工程と、
上記積層体を雰囲気ガスの流通下にて加熱し、上記卑金属電極用ペースト材料を還元して卑金属電極層とする電極還元工程と、
上記積層体を焼成する焼成工程とを有し、
上記電極還元工程における上記雰囲気ガスは、上記卑金属電極用ペースト材料を還元する還元ガスと、酸素又は/及び酸素を形成するガスよりなる酸化ガスとを含有し、
上記電極還元工程における上記加熱は、上記卑金属電極用ペースト材料中の上記卑金属と上記セラミックグリーンシート中の少なくとも1つの金属との共晶点付近の温度を最高保持温度としておこない、かつ該最高保持温度における上記還元ガスは、上記雰囲気ガス中に0.2体積%より多く、3体積%より少なく含まれることを特徴とする積層型誘電素子の製造方法。
In a method of manufacturing a laminated dielectric element in which a dielectric ceramic layer and a base metal electrode layer made of a base metal are alternately laminated,
An electrode printing step of applying a base metal electrode paste material containing a base metal oxide on at least one surface of a ceramic green sheet formed by forming a ceramic material into a sheet;
A pressure bonding step in which a ceramic green sheet coated with the base metal electrode paste material is stacked and pressure bonded to produce a laminate,
An electrode reduction step in which the laminate is heated under a flow of atmospheric gas to reduce the base metal electrode paste material to a base metal electrode layer;
A firing step of firing the laminate,
The atmosphere gas in the electrode reduction step contains a reducing gas for reducing the base metal electrode paste material and an oxidizing gas composed of oxygen or / and a gas forming oxygen,
The heating in the electrode reduction step is performed at a temperature near the eutectic point of the base metal in the base metal electrode paste material and at least one metal in the ceramic green sheet as a maximum holding temperature, and the maximum holding temperature. The method for producing a multilayer dielectric element according to claim 1, wherein the reducing gas is contained in the atmospheric gas in an amount of more than 0.2% by volume and less than 3% by volume.
誘電セラミック層と、卑金属からなる卑金属電極層とを交互に積層した積層型誘電素子を製造する方法において、
セラミック材料をシート状に成形してなるセラミックグリーンシートの少なくとも一方の面に、卑金属酸化物を含有してなる卑金属電極用ペースト材料を塗布する電極印刷工程と、
上記卑金属電極用ペースト材料が塗布されたセラミックグリーンシートを積層し圧着して積層体を作製する圧着工程と、
上記積層体を雰囲気ガスの流通下にて加熱し、上記卑金属電極用ペースト材料を還元して卑金属電極層とする電極還元工程と、
上記積層体を焼成する焼成工程とを有し、
上記電極還元工程における上記雰囲気ガスは、上記卑金属電極用ペースト材料を還元する還元ガスと、酸素又は/及び酸素を形成するガスよりなる酸化ガスとを含有し、
上記電極還元工程における上記加熱は、上記卑金属電極用ペースト材料中の上記卑金属と上記セラミックグリーンシート中の少なくとも1つの金属との共晶点付近の温度を最高保持温度としておこない、かつ該最高保持温度における上記雰囲気ガス中の上記還元ガスは、0.0376cm/minより多く、0.564cm/minより少ない線密度で流通させることを特徴とする積層誘電素子の製造方法。
In a method of manufacturing a laminated dielectric element in which a dielectric ceramic layer and a base metal electrode layer made of a base metal are alternately laminated,
An electrode printing step of applying a base metal electrode paste material containing a base metal oxide on at least one surface of a ceramic green sheet formed by forming a ceramic material into a sheet;
A pressure bonding step in which a ceramic green sheet coated with the base metal electrode paste material is stacked and pressure bonded to produce a laminate,
An electrode reduction step in which the laminate is heated under a flow of atmospheric gas to reduce the base metal electrode paste material to a base metal electrode layer;
A firing step of firing the laminate,
The atmosphere gas in the electrode reduction step contains a reducing gas for reducing the base metal electrode paste material and an oxidizing gas composed of oxygen or / and a gas forming oxygen,
The heating in the electrode reduction step is performed at a temperature near the eutectic point of the base metal in the base metal electrode paste material and at least one metal in the ceramic green sheet as a maximum holding temperature, and the maximum holding temperature. Wherein the reducing gas in the atmospheric gas is circulated at a linear density greater than 0.0376 cm / min and less than 0.564 cm / min.
請求項11又は12において、上記電極還元工程と上記焼成工程とは1回の加熱で同時に行うことを特徴とする積層型誘電素子の製造方法。   13. The method for manufacturing a laminated dielectric element according to claim 11, wherein the electrode reduction step and the firing step are performed simultaneously by one heating. 請求項11〜13のいずれか1項において、上記雰囲気ガスは、更に不活性ガスを含有し、かつ上記還元ガスと、上記酸化ガスと、上記不活性ガスとの合計量は、上記雰囲気ガスの99体積%以上であることを特徴とする積層誘電素子の製造方法。   14. The atmosphere gas according to claim 11, wherein the atmospheric gas further contains an inert gas, and a total amount of the reducing gas, the oxidizing gas, and the inert gas is equal to that of the atmospheric gas. A method for producing a laminated dielectric element, characterized by being 99% by volume or more. 請求項11〜14のいずれか1項において、上記還元ガスは、水素であり、かつ上記酸化ガスは酸素であることを特徴とする積層型誘電素子の製造方法。   The method of manufacturing a multilayer dielectric element according to claim 11, wherein the reducing gas is hydrogen, and the oxidizing gas is oxygen. 請求項11〜15のいずれか1項において、上記電極還元工程における最高保持温度T(℃)は、上記卑金属電極用ペースト材料中の上記卑金属と上記セラミックグリーンシート中の少なくとも1つの金属との共晶点をtm(℃)とするとき、tm−16<T<tm+14の関係を有することを特徴とする積層誘電素子の製造方法。   16. The maximum holding temperature T (° C.) in the electrode reduction step according to any one of claims 11 to 15, wherein the base metal in the base metal electrode paste material and at least one metal in the ceramic green sheet are the same. A manufacturing method of a laminated dielectric element, wherein a relationship of tm-16 <T <tm + 14 is satisfied when a crystal point is tm (° C.). 請求項11〜16のいずれか1項において、上記セラミック材料は、成分元素として鉛を含有していることを特徴とする積層型誘電素子の製造方法。   The method of manufacturing a multilayer dielectric element according to any one of claims 11 to 16, wherein the ceramic material contains lead as a component element. 請求項1〜17のいずれか1項において、上記卑金属は銅であることを特徴とする積層誘電素子の製造方法。   The method for manufacturing a multilayer dielectric element according to claim 1, wherein the base metal is copper. 請求項1〜18のいずれか1項において、上記圧着工程後、積層体に含まれる有機物を除去する脱脂工程を行うことを特徴とする積層型誘電素子の製造方法。   The method for manufacturing a multilayer dielectric element according to any one of claims 1 to 18, wherein a degreasing step for removing organic substances contained in the multilayer body is performed after the crimping step. 請求項1〜19のいずれか1項に記載の製造方法によって作製されることを特徴とする積層型誘電素子。
A multilayer dielectric element manufactured by the manufacturing method according to claim 1.
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