JP2005294384A - Manufacturing method of dielectric material ceramic composition and ceramic capacitor using the same - Google Patents

Manufacturing method of dielectric material ceramic composition and ceramic capacitor using the same Download PDF

Info

Publication number
JP2005294384A
JP2005294384A JP2004104667A JP2004104667A JP2005294384A JP 2005294384 A JP2005294384 A JP 2005294384A JP 2004104667 A JP2004104667 A JP 2004104667A JP 2004104667 A JP2004104667 A JP 2004104667A JP 2005294384 A JP2005294384 A JP 2005294384A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
manganese
barium titanate
powder
carbonate
manganese carbonate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004104667A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideo Unuma
英郎 鵜沼
Megumi Ohashi
恵 大橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Chemi Con Corp
Original Assignee
Nippon Chemi Con Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Chemi Con Corp filed Critical Nippon Chemi Con Corp
Priority to JP2004104667A priority Critical patent/JP2005294384A/en
Publication of JP2005294384A publication Critical patent/JP2005294384A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Ceramic Capacitors (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a dielectric material ceramic composition which can prevent localization of elements in the dielectric material layer by uniformly covering barium titanic acid powder with an additive. <P>SOLUTION: The barium titanic acid suspension is formed by blowing the carbonic acid gas into a dispersion liquid obtained by dispersing manganese carbonate into water, dissolving the manganese carbonate as manganese bicarbonate into water, and inputting barium titanic acid powder into the aqueous solution of this manganese bicarbonate. Moreover, the suspension is heated up to 70°C or higher to obtain manganese bicarbonate as a precipitation substance of manganese carbonate. In this case, the precipitation substance of manganese carbonate is caused to adhere to the surface of the barium titanic acid powder. The precipitation substance obtained is baked in the temperature equal to or higher than 550°C but under 1,000°C in the atmospheric condition or in the oxidizing atmosphere to change manganese carbonate into manganese trioxide. Consequently, the barium titanic acid powder covered with manganese trioxide can be obtained as the dielectric material ceramic powder. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明はセラミックコンデンサ等に用いる誘電体磁器組成物の製造方法およびセラミックコンデンサに関する。   The present invention relates to a method for producing a dielectric ceramic composition used for a ceramic capacitor or the like and a ceramic capacitor.

チタン酸バリウム(BaTiO3)系の誘電体材料は優れた誘電特性を有していることから、積層コンデンサなどの種々の用途に広く用いられている。しかし、従来のチタン酸バリウム系の誘電体磁器材料は、中性または還元性の雰囲気下で焼成すると、還元され、半導体化するという問題点がある。したがって、焼成は酸化性の高酸素分圧下で行うことが必要になるが、その場合、例えば、積層コンデンサにおいてニッケル(Ni)などの卑金属材料を内部電極として用いると、焼成工程で内部電極(ニッケル)が酸化されてしまう。したがって、電極材料としては、高温の焼成温度で溶融せず、かつ、酸化性雰囲気下で焼成しても酸化されない、例えば、パラジウム(Pd)や白金(Pt)などの貴金属を用いなければならず、積層コンデンサのコストを増大させる大きな要因となっている。 Since barium titanate (BaTiO 3 ) -based dielectric materials have excellent dielectric properties, they are widely used in various applications such as multilayer capacitors. However, the conventional barium titanate-based dielectric ceramic material has a problem that when it is fired in a neutral or reducing atmosphere, it is reduced and becomes a semiconductor. Therefore, firing is required to be performed under an oxidizing high oxygen partial pressure. In this case, for example, when a base metal material such as nickel (Ni) is used as an internal electrode in a multilayer capacitor, the internal electrode (nickel) is used in the firing step. ) Will be oxidized. Therefore, as the electrode material, for example, a noble metal such as palladium (Pd) or platinum (Pt) that does not melt at a high firing temperature and is not oxidized even when fired in an oxidizing atmosphere must be used. This is a major factor that increases the cost of multilayer capacitors.

そのため、焼成工程においてニッケルなどの卑金属電極材料が酸化されることのない、酸素分圧の低い中性または還元性の雰囲気下で焼成しても還元されて半導体化することがなく、コンデンサ用の誘電体材料として使用するのに十分な比抵抗と優れた誘電特性を有する非還元性誘電体磁器材料に対する必要性が強く認識されるに至っている。   Therefore, the base metal electrode material such as nickel is not oxidized in the firing process, and is not reduced and becomes a semiconductor even when fired in a neutral or reducing atmosphere with a low oxygen partial pressure. The need for a non-reducing dielectric ceramic material having sufficient resistivity and excellent dielectric properties for use as a dielectric material has been strongly recognized.

そして、これらの条件を満たすものとして、例えば、特公昭61−14611号公報に開示されたBaTiO3−(Mg,Zn,Sr,Ca)O−B23−SiO2系の材料などが提案されている。また、MnOを添加したチタン酸バリウム粉体を使用することによっても、同様の効果が得られることが知られている。 For satisfying these conditions, for example, a BaTiO 3 — (Mg, Zn, Sr, Ca) O—B 2 O 3 —SiO 2 based material disclosed in Japanese Patent Publication No. 61-14611 is proposed. Has been. It is also known that the same effect can be obtained by using barium titanate powder to which MnO is added.

特公昭61−14611号公報Japanese Patent Publication No. 61-14611

このような材料を作製するには、一般的にはチタン酸バリウムの粉末に所定の添加物成分の粉末を加えて、ボールミル等で粉砕混合した後に、バインダーを加えてスラリー化し、さらに所定の厚さのグリーンシートとして焼成することにより製造されている。   In order to produce such a material, generally, a powder of a predetermined additive component is added to a powder of barium titanate, pulverized and mixed with a ball mill or the like, and then a binder is added to form a slurry. It is manufactured by firing as a green sheet.

これらの誘電体磁器組成物を形成する原料粉体の工業的混合方法としては、上記のように主成分であるチタン酸バリウム粉体に、添加元素を構成する金属元素の酸化物あるいは炭酸塩(粉体)を添加混合して分散させる方法が用いられているが、この方法では添加した粉体をチタン酸バリウム粉体の表面に均一に付着させ固定することができず、安定した特性を有する誘電体磁器組成物粉体を得ることが困難であるという問題点がある。   As an industrial mixing method of the raw material powder for forming these dielectric ceramic compositions, an oxide or carbonate of a metal element constituting the additive element (as described above) is added to the main component barium titanate powder. In this method, the added powder cannot be uniformly adhered and fixed to the surface of the barium titanate powder, and has stable characteristics. There is a problem that it is difficult to obtain a dielectric ceramic composition powder.

そのため、チタン酸バリウム粉体と添加物を混合した誘電体磁器組成物を用いてセラミックコンデンサを作製した際、誘電体層での添加物成分が局在化し、誘電体層の特性を均一なものとすることが困難であった。   Therefore, when a ceramic capacitor is produced using a dielectric ceramic composition in which barium titanate powder and additives are mixed, the additive components in the dielectric layer are localized, and the characteristics of the dielectric layer are uniform. It was difficult to do.

そこで、添加元素の塩を溶解させた水溶液にチタン酸バリウム粉体を分散させ、これに沈殿剤を含む水溶液を供給して、添加元素の酸化物や炭酸塩の沈殿粒子を析出させ、チタン酸バリウム粉体との混合を図る方法も知られているが、この方法では、添加元素を含む沈殿物の生成が瞬時にして完了するため、必ずしもチタン酸バリウム粉体の表面を被覆しながら、沈殿が析出するとは限らない。このため、チタン酸バリウム粉体の表面を添加物によってむら無く被覆することは困難である。   Therefore, barium titanate powder is dispersed in an aqueous solution in which the salt of the additive element is dissolved, and an aqueous solution containing a precipitant is supplied to this to precipitate precipitated particles of oxide and carbonate of the additive element. A method of mixing with barium powder is also known, but in this method, since the formation of a precipitate containing an additive element is completed instantaneously, precipitation is always performed while covering the surface of the barium titanate powder. Does not necessarily precipitate. For this reason, it is difficult to uniformly coat the surface of the barium titanate powder with the additive.

そこでこの発明では、チタン酸バリウム粉体に添加物をむら無く被覆することにより、誘電体層での成分の局在を防止することのできる誘電体磁器組成物を提供する。   Accordingly, the present invention provides a dielectric ceramic composition capable of preventing the localization of components in the dielectric layer by coating the barium titanate powder uniformly with additives.

また、上記の誘電体磁器組成物を用いて、特性の良いセラミックコンデンサを提供することを目的とする。   It is another object of the present invention to provide a ceramic capacitor having good characteristics using the above dielectric ceramic composition.

上記の課題を解決するために、請求項1に係る発明は、誘電体磁器組成物の製造方法として、水に炭酸マンガンを分散させた分散液に炭酸ガスを吹き込んで、前記炭酸マンガンを炭酸水素マンガンとして水に溶解させる工程と、
この炭酸水素マンガン水溶液にチタン酸バリウム粉体を投入し、チタン酸バリウム懸濁液を得る工程と、
前記懸濁液を50℃以上に加熱することにより、溶解した炭酸水素マンガンを炭酸マンガンとして、チタン酸バリウム粉体の表面の付着するように沈殿させる工程と、
沈殿反応終了後に、沈殿物を空気中もしくは酸化性雰囲気中で550℃以上1000℃未満の温度で焼成し、炭酸マンガンを三酸化二マンガンとする工程により、
三酸化二マンガンで被覆したチタン酸バリウム粉体を誘電体磁器粉末として得ることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is a method for producing a dielectric ceramic composition, wherein carbon dioxide gas is blown into a dispersion in which manganese carbonate is dispersed in water, and the manganese carbonate is converted into hydrogen carbonate. Dissolving manganese in water as manganese;
Adding a barium titanate powder to this manganese hydrogen carbonate aqueous solution to obtain a barium titanate suspension;
Heating the suspension to 50 ° C. or higher to precipitate the dissolved manganese hydrogen carbonate as manganese carbonate so that the surface of the barium titanate powder adheres;
After the precipitation reaction, the precipitate is baked in air or in an oxidizing atmosphere at a temperature of 550 ° C. or higher and lower than 1000 ° C. to convert manganese carbonate to dimanganese trioxide,
It is characterized in that barium titanate powder coated with dimanganese trioxide is obtained as a dielectric ceramic powder.

また、請求項2に係る発明として、前記チタン酸バリウム懸濁液を70℃以上沸騰温度未満に加熱することを特徴とする。   The invention according to claim 2 is characterized in that the barium titanate suspension is heated to 70 ° C. or higher and lower than the boiling temperature.

さらに、請求項3に係る発明として、請求項1から請求項2に記載した製造方法によって得られた誘電体磁器組成物を用いてセラミックコンデンサとしたことを特徴とする。   Further, the invention according to claim 3 is characterized in that a ceramic capacitor is formed using the dielectric ceramic composition obtained by the manufacturing method according to claim 1 or 2.

チタン酸バリウム粉体の表面に、酸化マンガンを均一に被覆することができるため、この粉体をスラリー化した際に、チタン酸バリウム成分と酸化マンガン成分を均一に分散させることができる。   Since manganese oxide can be uniformly coated on the surface of the barium titanate powder, the barium titanate component and the manganese oxide component can be uniformly dispersed when the powder is slurried.

このため、このスラリーよりグリーンシートを作成し、さらにセラミックコンデンサとした時に、誘電体層の中で添加物成分の局在化がなくなり、安定した特性のセラミックコンデンサを得ることができる。   For this reason, when a green sheet is prepared from this slurry and further formed into a ceramic capacitor, the localization of additive components in the dielectric layer is eliminated, and a ceramic capacitor having stable characteristics can be obtained.

次にこの発明の実施の形態について説明する。   Next, an embodiment of the present invention will be described.

まず、請求項1および請求項2の発明について説明する。
この発明は、誘電体磁器組成物として、次の工程によりチタン酸バリウム粉末を三酸化二マンガンで被覆させる方法である。
1.水に炭酸マンガンを分散させた分散液に炭酸ガスを吹き込んで、前記炭酸マンガンを炭酸水素マンガンとして水に溶解させる工程
2.この炭酸水素マンガン水溶液にチタン酸バリウム粉体を投入し、チタン酸バリウム懸濁液を得る工程
3.懸濁液を50℃以上に加熱することにより、溶解した炭酸水素マンガンを炭酸マンガンとして、チタン酸バリウム粉体の表面の付着するように沈殿させる工程
4.沈殿反応終了後に、沈殿物を空気中もしくは酸化性雰囲気中で550℃以上1000℃未満の温度で焼成し、炭酸マンガンを三酸化二マンガンとする工程
First, the inventions of claims 1 and 2 will be described.
This invention is a method of coating a barium titanate powder with dimanganese trioxide by the following process as a dielectric ceramic composition.
1. 1. A step of blowing carbon dioxide into a dispersion in which manganese carbonate is dispersed in water to dissolve the manganese carbonate in water as manganese hydrogen carbonate. 2. Step of charging barium titanate powder into this manganese hydrogen carbonate aqueous solution to obtain a barium titanate suspension. 3. The suspension is heated to 50 ° C. or higher to precipitate the dissolved manganese hydrogen carbonate as manganese carbonate so that the surface of the barium titanate powder adheres. After the precipitation reaction is completed, the precipitate is baked in air or in an oxidizing atmosphere at a temperature of 550 ° C. or higher and lower than 1000 ° C. to convert manganese carbonate to dimanganese trioxide

以下では、各工程での詳細について説明する。   Below, the detail in each process is demonstrated.

炭酸マンガンは水に不溶であるが、水に炭酸マンガンを投入し、これに炭酸ガスを吹き込むことにより、下記式1のように炭酸水素マンガンとなり、水に溶解する。   Manganese carbonate is insoluble in water. However, when manganese carbonate is introduced into water and carbon dioxide gas is blown into it, it becomes manganese hydrogen carbonate as shown in the following formula 1 and dissolves in water.

(式1)
MnCO3+ CO2 + H2O → Mg(HCO3)2 (1)
(Formula 1)
MnCO 3 + CO 2 + H 2 O → Mg (HCO 3 ) 2 (1)

そしてこの水溶液にチタン酸バリウム粉末を投入する。チタン酸バリウム粉体は水溶液に不溶であり、水溶液は懸濁液となる。   And barium titanate powder is thrown into this aqueous solution. The barium titanate powder is insoluble in the aqueous solution, and the aqueous solution becomes a suspension.

なお、炭酸マンガンと、チタン酸バリウム粉体を同時に水に投入した後に炭酸ガスを吹き込んでも、得られる懸濁液としては同じものとなる。   It should be noted that even if manganese carbonate and barium titanate powder are simultaneously poured into water and carbon dioxide gas is blown in, the resulting suspension is the same.

そこで、この懸濁液を50℃以上に加熱すると、下記式2に従って炭酸ガスが水溶液から脱離し、炭酸マンガンが沈殿する。   Therefore, when this suspension is heated to 50 ° C. or higher, carbon dioxide is desorbed from the aqueous solution according to the following formula 2, and manganese carbonate is precipitated.

(式2)
Mn(HCO3)2 → MnCO3 + CO2 + H2O (2)
(Formula 2)
Mn (HCO 3 ) 2 → MnCO 3 + CO 2 + H 2 O (2)

沈殿の生成反応の速度は、出発溶液のマンガンイオン濃度と加熱温度によって変化するが、チタン酸バリウム粉体の表面に炭酸マンガンが付着するように沈殿させるためには、沈殿生成の速度がある程度遅いことが好ましい。   The rate of the precipitation reaction varies depending on the manganese ion concentration of the starting solution and the heating temperature, but in order to precipitate so that manganese carbonate adheres to the surface of the barium titanate powder, the rate of precipitation is somewhat slow. It is preferable.

沈殿剤を外部から添加することなく、溶液から自発的に沈殿を生成させる方法を均一沈殿法と呼ぶが、この均一沈殿法を用いると、沈殿の生成速度を遅くすることができる。本願発明ではこの均一沈殿法を用いることにより、生成する炭酸マンガンはチタン酸バリウム粉体の表面に付着しながら沈殿するようになる。そのため、炭酸マンガンとチタン酸バリウムの均一な混合が達成される。   A method of spontaneously generating a precipitate from a solution without adding a precipitating agent from the outside is called a uniform precipitation method, and the use of this uniform precipitation method can slow the rate of precipitate formation. In the present invention, by using this uniform precipitation method, the produced manganese carbonate precipitates while adhering to the surface of the barium titanate powder. Therefore, uniform mixing of manganese carbonate and barium titanate is achieved.

このような条件としては、水溶液の温度を50℃以上に加熱することが必要である。50℃未満の温度では、炭酸マンガンの沈殿反応が極めて遅いため、実用的ではない。   As such a condition, it is necessary to heat the temperature of the aqueous solution to 50 ° C. or higher. When the temperature is lower than 50 ° C., the precipitation reaction of manganese carbonate is extremely slow and is not practical.

中でも、水溶液の温度は70℃以上沸騰温度未満とすると好適である。前述した通り、炭酸マンガンの沈殿反応は加熱温度に大きな影響を受け、温度が高くなれば沈殿反応の速度は速くなる傾向にある。しかし、前述の懸濁液を沸騰させてしまうと、炭酸マンガンの沈殿反応が速すぎるため、チタン酸バリウム粉体の表面に付着することなく沈降してしまうものが現れる。従って、懸濁液は沸騰温度未満の温度に維持することが好ましい。また、懸濁液は50℃以上で加熱することで炭酸マンガンの沈殿反応が進行するが、50〜60℃の範囲では沈殿反応の速度が遅すぎ、沈殿反応を終了させるのに時間がかかりすぎるため実用的でない。   Especially, it is suitable when the temperature of aqueous solution shall be 70 degreeC or more and less than boiling temperature. As described above, the precipitation reaction of manganese carbonate is greatly affected by the heating temperature, and the higher the temperature, the faster the precipitation reaction rate. However, if the above-mentioned suspension is boiled, the precipitation reaction of manganese carbonate is too fast, so that some precipitates without adhering to the surface of the barium titanate powder. Therefore, it is preferable to maintain the suspension at a temperature below the boiling temperature. In addition, the precipitation reaction of manganese carbonate proceeds by heating the suspension at 50 ° C. or higher, but in the range of 50 to 60 ° C., the rate of the precipitation reaction is too slow and it takes too much time to complete the precipitation reaction. Therefore, it is not practical.

従って、最適な温度範囲としては、70℃以上沸点温度未満であることを実験的に見出したものである。   Therefore, the optimum temperature range has been experimentally found to be 70 ° C. or higher and lower than the boiling point temperature.

さらに、沈殿反応終了後に、沈殿物を空気中もしくは酸化性雰囲気中で550℃以上1000℃未満の温度で焼成すると、炭酸マンガンが三酸化二マンガンに変化する。ここで、焼成温度が高すぎると(1000℃以上)、粉体同士の焼結が進行してしまうため、好ましくない。一方、550℃未満であると、炭酸マンガンから三酸化二マンガンへの変化が完結しない。   Further, after the precipitation reaction, when the precipitate is baked at a temperature of 550 ° C. or higher and lower than 1000 ° C. in air or in an oxidizing atmosphere, manganese carbonate changes to dimanganese trioxide. Here, if the firing temperature is too high (1000 ° C. or higher), sintering of the powders proceeds, which is not preferable. On the other hand, when it is lower than 550 ° C., the change from manganese carbonate to dimanganese trioxide is not completed.

以上のプロセスにより、三酸化二マンガンで被覆したチタン酸バリウム粉体を誘電体磁器組成物粉末として得ることができる。   Through the above process, barium titanate powder coated with dimanganese trioxide can be obtained as a dielectric ceramic composition powder.

次にこの発明をより詳細な実施例とともに説明する。
[実施例1]
実施例1では、請求項1および2に記す方法による誘電体磁器組成物の製造方法について説明する。
1. チタン酸バリウム1モルに対して0.002モルの酸化マンガン(MnO換算)を被覆した粉体を作ることを意図して、300mlの水にチタン酸バリウム粉体30g、炭酸マンガン0.296gを投入し、炭酸ガスを毎分50mlの割合で6時間吹き込んだ。炭酸マンガンは炭酸水素マンガンとして溶解した。
若干溶け残った炭酸マンガンがあったが、溶液を20℃程度の環境に6時間放置したところ、炭酸マンガンは完全に溶解した。
なお、チタン酸バリウム粉体は水に不溶であるため、水溶液はチタン酸バリウムの懸濁液となった。
The invention will now be described with more detailed examples.
[Example 1]
In Example 1, a method for producing a dielectric ceramic composition by the method described in claims 1 and 2 will be described.
1. Into 300 ml of water, 30 g of barium titanate powder and 0.296 g of manganese carbonate were added to make 0.002 mol of manganese oxide (MnO equivalent) coated with 1 mol of barium titanate. Carbon dioxide gas was blown at a rate of 50 ml per minute for 6 hours. Manganese carbonate was dissolved as manganese bicarbonate.
Although some manganese carbonate remained undissolved, when the solution was left in an environment of about 20 ° C. for 6 hours, the manganese carbonate was completely dissolved.
Since the barium titanate powder was insoluble in water, the aqueous solution became a suspension of barium titanate.

2.この懸濁液を加熱し、約100℃の温度を維持したまま5時間以上放置したところ、炭酸マンガンの沈殿が起こった。
この加熱工程において、途中1時間おきに溶液を採取し、上澄みに溶解しているマンガンイオンの濃度を誘導結合プラズマ発光分光法で定量を行った。
以上のプロセスにおいては、加熱前のマンガンイオンの濃度は45ppmであったが、加熱時間とともに徐々に低下し、3時間後には0.1ppm以下にまで低下した。
従って、3時間程度の加熱により、水溶液中のすべてのマンガンイオンが炭酸マンガンとして沈殿したことを確認した。これは、チタン酸バリウム1モルに対して0.002モルの酸化マンガンが被覆されることを意味する。
2. When this suspension was heated and allowed to stand for 5 hours or more while maintaining a temperature of about 100 ° C., precipitation of manganese carbonate occurred.
In this heating step, a solution was collected every 1 hour, and the concentration of manganese ions dissolved in the supernatant was quantified by inductively coupled plasma emission spectroscopy.
In the above process, the concentration of manganese ions before heating was 45 ppm, but gradually decreased with heating time, and decreased to 0.1 ppm or less after 3 hours.
Therefore, it was confirmed that all manganese ions in the aqueous solution were precipitated as manganese carbonate by heating for about 3 hours. This means that 0.002 mol of manganese oxide is coated on 1 mol of barium titanate.

3. 加熱を終了した後、沈殿した粉末を濾過し、沈殿物を取り出した。この沈殿物がチタン酸バリウムをMnO前駆体で被覆したものである。   3. After finishing the heating, the precipitated powder was filtered and the precipitate was taken out. This precipitate is obtained by coating barium titanate with a MnO precursor.

4.MnO前駆体を三酸化二マンガンとするために600℃で1時間焼成を行い、誘電体磁器組成物粉末を得た。   4). In order to make the MnO precursor dimanganese trioxide, firing was performed at 600 ° C. for 1 hour to obtain a dielectric ceramic composition powder.

5.この焼成後に、EDX分析により、誘電体磁器粉末の組成とその粉末中のマンガンの分布を分析したところ、マンガンは粉末中に均一に分布していることが確認された。   5). After this firing, the composition of the dielectric ceramic powder and the distribution of manganese in the powder were analyzed by EDX analysis, and it was confirmed that manganese was evenly distributed in the powder.

以上のようなプロセスを経て、三酸化二マンガンで被覆したチタン酸バリウム粉体からなる誘電体磁器粉末を得ることができた。   Through the above process, a dielectric ceramic powder made of barium titanate powder coated with dimanganese trioxide could be obtained.

[実施例2]
次に、上記の方法で作成した誘電体磁器組成物を用いたセラミックコンデンサの実施例を説明する。
[Example 2]
Next, examples of ceramic capacitors using the dielectric ceramic composition prepared by the above method will be described.

[1.製造工程]
[1−1.誘電体スラリーの調製]
誘電体ベース材料として、平均粒径が0.7μmのBaTiOに三酸化マンガンを前述の方法で被覆した誘電体磁器組成物を用いた。なお、このBaTiOはシュウ酸塩共沈法で得られたものを使用した。また、主添加物(MgO+Y)及び第二副添加物(WO、MoO)の酸化物は、それぞれ、表1に示した組成に従って所定の量を秤量した。
[1. Manufacturing process]
[1-1. Preparation of dielectric slurry]
As the dielectric base material, a dielectric ceramic composition in which BaTiO 3 having an average particle diameter of 0.7 μm was coated with manganese trioxide by the above-described method was used. In addition, this BaTiO 3 used what was obtained by the oxalate coprecipitation method. The oxides of the main additive (MgO + Y 2 O 3 ) and the second sub-additive (WO 3 , MoO 3 ) were weighed in predetermined amounts according to the compositions shown in Table 1, respectively.

BaSiOで表される酸化物ガラスは、BaCO、SiOをボールミルにより24時間湿式混合し、乾燥後、1150℃で空気中で焼成し、ジェットミル、アトライタミルなどの微粉砕機を用いて粉砕することにより、製造した。 The oxide glass represented by BaSiO 3 is obtained by wet-mixing BaCO 3 and SiO 2 with a ball mill for 24 hours, drying, firing in air at 1150 ° C., and pulverizing using a fine pulverizer such as a jet mill or attritor mill Was manufactured.

以上のようにして得られた誘電体ベース材料と酸化物粉末及び酸化物ガラスから、誘電体原料を作製した。すなわち、各誘電体原料1200gに対して、水とエチルアルコール及び分散剤を80:19:1で混合した溶剤を850g入れ、ホモジナイザーを用いて分散させた。この混合物を、通常の良く知られている分散方法であるボールミルを用いて10時間分散させた後、さらにブチラール樹脂と可塑剤を含む溶液を入れて、誘電体スラリーを作製した。なお、これらのスラリーの粘性はいずれも約200cpsに調整した。   A dielectric material was prepared from the dielectric base material, oxide powder, and oxide glass obtained as described above. That is, 850 g of a solvent in which water, ethyl alcohol, and a dispersant were mixed at a ratio of 80: 19: 1 was added to 1200 g of each dielectric material, and dispersed using a homogenizer. This mixture was dispersed for 10 hours using a ball mill, which is an ordinary well-known dispersion method, and then a solution containing a butyral resin and a plasticizer was added to prepare a dielectric slurry. The viscosity of these slurries was adjusted to about 200 cps.

[1−2.グリーンチップの作製]
上記のようにして得られた誘電体スラリーを用いて、ダイコーターにより、PETフィルム上に10μmの厚さを持つグリーンシートを成形し、このグリーンシート上に、内部電極用ペーストを2μmの厚みで印刷した。なお、内部電極用ペーストとしては、平均粒径0.5μmのNi粒子100重量部と、有機ビヒクル(エチルセルロース樹脂8重量部をブチルカルビトール92重量部に溶解したもの)40重量部、及びブチルカルビトール10重量部とを、3本ロールにより混練し、ペースト化したものを使用した。
[1-2. Green chip production]
Using the dielectric slurry obtained as described above, a green sheet having a thickness of 10 μm was formed on a PET film by a die coater, and an internal electrode paste was formed on the green sheet at a thickness of 2 μm. Printed. The internal electrode paste includes 100 parts by weight of Ni particles having an average particle diameter of 0.5 μm, 40 parts by weight of an organic vehicle (8 parts by weight of ethyl cellulose resin dissolved in 92 parts by weight of butyl carbitol), and butyl carbyl. A paste obtained by kneading 10 parts by weight of tall with three rolls was used.

次いで、PETフィルムからシートを剥離して積層し、80℃で1トン/cmの静水圧を用いて加圧接着してグリーンチップを得た。有効積層数は200層とした。次に、このグリーンチップを所定サイズに切断し、金属板セッターに搭載し、脱バインダー処理、焼成及びアニールを、下記の条件で連続的に行ない、コンデンサ素子を作製した。なお、脱バインダー処理、焼成及びアニールの条件は、以下の通りである。また、それぞれの雰囲気ガスの加湿にはウェッターを用いた。 Next, the sheet was peeled off from the PET film, laminated, and pressure bonded using a hydrostatic pressure of 1 ton / cm 2 at 80 ° C. to obtain a green chip. The effective number of layers was 200. Next, this green chip was cut into a predetermined size, mounted on a metal plate setter, and subjected to binder removal processing, firing and annealing continuously under the following conditions to produce a capacitor element. The conditions for debinding, firing and annealing are as follows. Moreover, a wetter was used for humidifying each atmospheric gas.

(脱バインダー処理)
昇温速度:20℃/時間
保持温度:300℃
温度保持時間:12時間
雰囲気ガス:空気中
(焼成)
昇温速度:200℃/時間
保持温度:1200℃〜1300℃
温度保持時間:4時間
冷却速度:200℃/時間
雰囲気ガス:加湿したNとHとの混合ガス
酸素分圧:1×10-10atm
(アニール)
保持温度:950℃
温度保持時間:8時間
昇温、降温速度:200℃/時間
雰囲気ガス:Nガス
酸素分圧:2×10-5atm
(Binder removal)
Temperature increase rate: 20 ° C / hour Holding temperature: 300 ° C
Temperature holding time: 12 hours Atmospheric gas: In air (firing)
Temperature rising rate: 200 ° C./hour Holding temperature: 1200 ° C. to 1300 ° C.
Temperature holding time: 4 hours Cooling rate: 200 ° C./hour Atmospheric gas: Mixed gas of humidified N 2 and H 2 Oxygen partial pressure: 1 × 10 −10 atm
(Annealing)
Holding temperature: 950 ° C
Temperature holding time: 8 hours Temperature rising / falling rate: 200 ° C./hour Atmospheric gas: N 2 gas Oxygen partial pressure: 2 × 10 −5 atm

[1−3.バレル処理・外部電極の形成]
得られたコンデンサ素子の端面をバレル処理により研磨した後、平均粒径0.5μmのCu粒子100重量部と、有機ビヒクル(エチルセルロース樹脂8重量部をブチルカルビトール92重量部に溶解したもの)35重量部、硼硅酸亜鉛ガラス粉末3重量部、及びブチルカルビトール7重量部とを混練し、ペースト化した外部電極用ペーストを前記端面に転写し、N雰囲気中で850℃にて10分間焼成して外部電極を形成し、図1に示すような構成を有する積層セラミックコンデンサを得た。なお、図において、1は誘電体層、2は内部電極、3は外部電極である。上記のようにして製造したサンプルのサイズは、3.2×2.5×2.0mmであり、有効誘電体層の厚さは7μm×200層、内部電極層の厚さは約1.5μmであった。
[1-3. Barrel treatment / formation of external electrodes]
After polishing the end face of the obtained capacitor element by barrel treatment, 100 parts by weight of Cu particles having an average particle diameter of 0.5 μm and an organic vehicle (8 parts by weight of ethyl cellulose resin dissolved in 92 parts by weight of butyl carbitol) 35 Part by weight, 3 parts by weight of zinc borosilicate glass powder, and 7 parts by weight of butyl carbitol were kneaded, and the paste for external electrode was transferred to the end face, and then at 850 ° C. for 10 minutes in N 2 atmosphere. The external electrode was formed by firing to obtain a multilayer ceramic capacitor having a configuration as shown in FIG. In the figure, 1 is a dielectric layer, 2 is an internal electrode, and 3 is an external electrode. The size of the sample manufactured as described above is 3.2 × 2.5 × 2.0 mm, the thickness of the effective dielectric layer is 7 μm × 200 layers, and the thickness of the internal electrode layer is about 1.5 μm. Met.

(従来例1)
従来例として、MnOの分散方法として、酸化物粉の混合によるものを従来例1とした
(Conventional example 1)
As a conventional example, as a method for dispersing MnO, a method by mixing oxide powder was used as Conventional Example 1.

各サンプルについて下記に示す特性の評価を行った。   The characteristics shown below were evaluated for each sample.

(容量の温度特性)
容量の温度特性は、EIAのX7Rを満足するか否かを調べた。具体的には、LCRメータにより、−55〜125℃について測定電圧1Vで容量を測定し、容量変化率が±15%以内(基準温度25℃)を満足するか否かを調べた。
(Capacitance temperature characteristics)
It was examined whether the temperature characteristic of the capacity satisfied EIA X7R. Specifically, the capacity was measured with a measurement voltage of 1 V at −55 to 125 ° C. using an LCR meter, and it was examined whether or not the capacity change rate satisfied within ± 15% (reference temperature 25 ° C.).

(比誘電率ε)
20℃における静電容量を測定し、電極面積と誘電体の厚みから比誘電率を測定した。なお、誘電率と誘電損失は1vrms、1.0kHzでの値を用いた。
(Relative permittivity ε)
The capacitance at 20 ° C. was measured, and the relative dielectric constant was measured from the electrode area and the thickness of the dielectric. For the dielectric constant and dielectric loss, values at 1 vrms and 1.0 kHz were used.

(容量抵抗積)
素子を25℃の恒温槽に放置し、10分後に静電容量と25V印加した時の絶縁抵抗の1分値を測定し、その値と静電容量の積をCR積とした。
(Capacitance resistance product)
The element was allowed to stand in a constant temperature bath at 25 ° C., and after 10 minutes, the capacitance and the insulation resistance when 25 V was applied were measured for 1 minute, and the product of the value and the capacitance was taken as the CR product.

(加速寿命試験)
加速寿命試験として、温度150℃にて直流電圧を100V印加して、その絶縁抵抗の経時変化を測定した。なお、加速寿命試験では、各試料の絶縁抵抗値が10以下になったときの時間をIR寿命時間とし、複数の試料についての平均寿命時間を求めた。
(Accelerated life test)
As an accelerated life test, a DC voltage of 100 V was applied at a temperature of 150 ° C., and the change over time in the insulation resistance was measured. In the accelerated life test, the time when the insulation resistance of each sample became 10 5 or less and IR lifetime to determine the mean life time for a plurality of samples.

この結果を次の表2に示す。
The results are shown in Table 2 below.

[試験結果]
表2に示した従来例1のMnO粉の混合による分散では加速寿命時間が短くなっている。また、温度特性も−55℃の変化が大きく、CRも低い値を示している。これは、混合による分散では、MnO粉末が局在化してしまい均一な分散が困難な為と考えられる。
[Test results]
In the dispersion by mixing the MnO powder of Conventional Example 1 shown in Table 2, the accelerated lifetime is shortened. Also, the temperature characteristic shows a large change at −55 ° C., and CR also shows a low value. This is presumably because the dispersion by mixing localizes the MnO powder and makes uniform dispersion difficult.

表2に示した、本発明の実施例ではCRも大きく、加速寿命試験結果も良好な事より、信頼性を十分確保できることが確認できた。   In the examples of the present invention shown in Table 2, the CR was large and the accelerated life test result was good, and it was confirmed that sufficient reliability could be secured.

表2から明らかなように、本発明によるBaTiOの表面に酸化マンガンを被覆する技術用いた場合には、耐圧に優れたMLCを製造することができ、信頼性も高い。 As is apparent from Table 2, when the technique of coating the surface of BaTiO 3 according to the present invention with manganese oxide is used, an MLC excellent in withstand voltage can be manufactured and the reliability is high.

積層型セラミックコンデンサの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of a multilayer ceramic capacitor.

符号の説明Explanation of symbols

1 誘電体層
2 内部電極
3 外部電極
1 Dielectric layer 2 Internal electrode 3 External electrode

Claims (3)

水に炭酸マンガンを分散させた分散液に炭酸ガスを吹き込んで、前記炭酸マンガンを炭酸水素マンガンとして水に溶解させる工程と、
この炭酸水素マンガン水溶液にチタン酸バリウム粉体を投入し、チタン酸バリウム懸濁液を得る工程と、
前記懸濁液を50℃以上に加熱することにより、溶解した炭酸水素マンガンを炭酸マンガンとして、チタン酸バリウム粉体の表面に付着するように沈殿させる工程と、
沈殿反応終了後に、沈殿物を空気中もしくは酸化性雰囲気中で550℃以上1000℃未満の温度で焼成し、炭酸マンガンを三酸化二マンガンとする工程により、
三酸化二マンガンで被覆したチタン酸バリウム粉体を誘電体磁器粉末として得ることを特徴とする誘電体磁器組成物の製造方法。
Blowing carbon dioxide into a dispersion in which manganese carbonate is dispersed in water, and dissolving the manganese carbonate in water as manganese hydrogen carbonate;
Adding a barium titanate powder to this manganese hydrogen carbonate aqueous solution to obtain a barium titanate suspension;
Heating the suspension to 50 ° C. or higher to precipitate the dissolved manganese hydrogen carbonate as manganese carbonate so as to adhere to the surface of the barium titanate powder;
After the precipitation reaction, the precipitate is baked in air or in an oxidizing atmosphere at a temperature of 550 ° C. or higher and lower than 1000 ° C. to convert manganese carbonate to dimanganese trioxide,
A method for producing a dielectric ceramic composition, comprising obtaining barium titanate powder coated with dimanganese trioxide as a dielectric ceramic powder.
前記チタン酸バリウム懸濁液を70℃以上沸騰温度未満に加熱することを特徴とする請求項1記載の誘電体磁器組成物の製造方法。 The method for producing a dielectric ceramic composition according to claim 1, wherein the barium titanate suspension is heated to 70 ° C or higher and lower than a boiling temperature. 請求項1ないし請求項2記載の誘電体磁器組成物の製造方法によって得られた誘電体磁器組成物を用いて製造したセラミックコンデンサ。
A ceramic capacitor manufactured using the dielectric ceramic composition obtained by the method for manufacturing a dielectric ceramic composition according to claim 1.
JP2004104667A 2004-03-31 2004-03-31 Manufacturing method of dielectric material ceramic composition and ceramic capacitor using the same Pending JP2005294384A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004104667A JP2005294384A (en) 2004-03-31 2004-03-31 Manufacturing method of dielectric material ceramic composition and ceramic capacitor using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004104667A JP2005294384A (en) 2004-03-31 2004-03-31 Manufacturing method of dielectric material ceramic composition and ceramic capacitor using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005294384A true JP2005294384A (en) 2005-10-20

Family

ID=35327010

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004104667A Pending JP2005294384A (en) 2004-03-31 2004-03-31 Manufacturing method of dielectric material ceramic composition and ceramic capacitor using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005294384A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010215427A (en) * 2009-03-13 2010-09-30 Murata Mfg Co Ltd Barium titanate-based dielectric raw material powder, method for producing the same, method for producing ceramic green sheet and method for producing laminated ceramic capacitor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010215427A (en) * 2009-03-13 2010-09-30 Murata Mfg Co Ltd Barium titanate-based dielectric raw material powder, method for producing the same, method for producing ceramic green sheet and method for producing laminated ceramic capacitor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101274408B1 (en) Dielectric porcelain composition and ceramic electronic component
JP4706398B2 (en) Method for producing dielectric ceramic composition
JP2015156470A (en) Laminated ceramic electronic component
CN107799303A (en) The manufacture method of multilayer ceramic capacitor and multilayer ceramic capacitor
JP2008247656A (en) Method for producing dielectric porcelain composition and method for manufacturing electronic component
WO2005117041A1 (en) Electronic part, layered ceramic capacitor, and manufacturing method thereof
JP2018181940A (en) Multilayer ceramic capacitor and manufacturing method thereof
JP2002255552A (en) Barium titanate powder and method for producing the same
JP2018181941A (en) Multilayer ceramic capacitor and manufacturing method thereof
JP2018041814A (en) Multilayer ceramic capacitor and manufacturing method of the same
JP2006324637A (en) Co-existent material particle and its method for manufacturing, method for manufacturing electrode paste, electronic parts
JP3783678B2 (en) Method for producing raw material powder for dielectric ceramic, dielectric ceramic and multilayer ceramic capacitor
CN110092661A (en) Dielectric ceramic composition, electronic component and laminated ceramic capacitor
JP5151039B2 (en) Dielectric ceramic, manufacturing method thereof, and multilayer ceramic capacitor
JP2007099541A (en) Method of manufacturing dielectric ceramic composition, and ceramic capacitor using the manufactured dielectric ceramic composition
JP2014210685A (en) Laminated electronic component
JP2005089200A (en) Method for producing ceramic slurry, green sheet, and multilayer ceramic component
JP2004277263A (en) Method for producing dielectric porcelain composition, and ceramic capacitor using the dielectric porcelain composition produced thereby
KR20110074486A (en) Method for manufacturing dielectric ceramic material
CN110310830A (en) Monolithic ceramic electronic component
JP2011079720A (en) Method for manufacturing dielectric ceramic composition
JP2003176172A (en) Dielectric ceramic composition and electronic parts
JP2004203669A (en) Dielectric porcelain composition, electronic components, and manufacturing processes thereof
JP2008230928A (en) Dielectric ceramic composition and electronic component
JP2005294384A (en) Manufacturing method of dielectric material ceramic composition and ceramic capacitor using the same