JP2005307229A - Method and apparatus for producing nickel powder, and crucible for producing nickel powder - Google Patents

Method and apparatus for producing nickel powder, and crucible for producing nickel powder Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and apparatus for producing nickel powder with which in the case of melting and vaporizing nickel raw material charged into a crucible with plasma to obtain the nickel powder, the deterioration in the characteristic of electronic parts can be prevented. <P>SOLUTION: The nickel in the crucible 2 set in a plasma reaction furnace 1, is melted and vaporized and cooled to obtain the nickel powder with a grain collecting device 12. At least a portion in contact with the nickel on the surface layer in the crucible 2 or the whole body, is covered with a coating layer. In the coating layer, a material composed of a component used for the electronic parts using the nickel powder for electrode or the material composed mainly of this component, is used. Further, the whole crucible is manufactured with the material composed of the component used for electronic parts using the nickel powder for electrode of the material composed mainly of the component. The inner wall or the whole body in the reaction furnace 1 uses the above material, too. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電子部品の電極に使用されるニッケル粉の製造方法とニッケル粉の製造装置とニッケル粉製造用坩堝に関する。   The present invention relates to a nickel powder manufacturing method, a nickel powder manufacturing apparatus, and a nickel powder manufacturing crucible used for an electrode of an electronic component.

コンデンサ等の電子部品は、近年ますます薄型化、大容量化が進み、これに対応して、セラミック誘電体層も薄型化し、電極の数も増加する傾向にある。また、誘電体層の薄型化に伴い、電極層の薄型化も図られている。具体的には、誘電体層の厚みが２μｍ以下、電極層の厚みが１μｍ以下のものの実現も図られている。また、電極の材質としては、銀あるいは銀−パラジウムに代わり、コストが安いニッケルが賞用される傾向がある（例えば特許文献１参照）。このニッケルを電極に用いる場合、誘電体グリーンシートへのニッケル粉を含んだ導電体ペーストの印刷、乾燥、グリーンシートの積層、熱圧着、切断、焼成により電子部品のチップを得るが、この場合、薄い電極層を形成する場合、ニッケル粉の平均粒径もなるべく小さいものを用いることが好ましい。   In recent years, electronic components such as capacitors have become increasingly thinner and larger in capacity, and in response to this, the ceramic dielectric layer is also made thinner and the number of electrodes tends to increase. In addition, with the thinning of the dielectric layer, the electrode layer is also made thin. Specifically, a dielectric layer having a thickness of 2 μm or less and an electrode layer having a thickness of 1 μm or less has been realized. In addition, as a material of the electrode, nickel having a low cost tends to be used instead of silver or silver-palladium (see, for example, Patent Document 1). When this nickel is used for an electrode, a chip of an electronic component is obtained by printing a conductive paste containing nickel powder on a dielectric green sheet, drying, laminating a green sheet, thermocompression bonding, cutting, and firing. When forming a thin electrode layer, it is preferable to use a nickel powder having an average particle size as small as possible.

このような細かいニッケル粉を得る製造方法には、溶液法、ＣＶＤ法あるいはＰＶＤ法がある。このうち、溶液法は、バッチ式にニッケル粉末を得る方法であって、工程数が多く、コスト高になる。ＣＶＤ法は、高純度のニッケル粉が得られるものの、原料に含まれるハロゲン元素が残り、その除去処理を行なう必要があることと、コスト高になるという不具合がある。   A manufacturing method for obtaining such fine nickel powder includes a solution method, a CVD method, and a PVD method. Among these, the solution method is a method for obtaining nickel powder in a batch type, which requires a large number of steps and increases costs. Although the CVD method can obtain high-purity nickel powder, the halogen element contained in the raw material remains, and there is a problem that it is necessary to perform the removal treatment and the cost is increased.

ＰＶＤ法は、比較的安価にニッケル粉を製造できる点で好ましい製造方法であり、この製造方法を採用したものとして例えば特許文献２に記載の方法がある。この従来の製造方法は、反応炉内に、ニッケルを収容した坩堝に収容すると共に、その上にプラズマトーチを収容し、プラズマトーチより発生するプラズマにより坩堝内のニッケルを加熱して溶融、蒸発させ、蒸発したニッケル蒸気をガスにより冷却管を通して粒子凝集ユニットに送り、そこでニッケル粉として収集し、取り出すものである。   The PVD method is a preferable manufacturing method in that nickel powder can be manufactured at a relatively low cost, and there is a method described in Patent Document 2 as an example of adopting this manufacturing method. In this conventional manufacturing method, a reaction furnace is housed in a crucible containing nickel, and a plasma torch is housed thereon, and the nickel in the crucible is heated and melted and evaporated by plasma generated from the plasma torch. The evaporated nickel vapor is sent to the particle aggregating unit through a cooling pipe by gas, where it is collected and taken out as nickel powder.

特開平６-１９６３５２号公報JP-A-6-196352 米国特許第６，３７９，４１９号公報US Pat. No. 6,379,419

上記のように、坩堝内のニッケルをプラズマにより蒸発させて冷却することによりニッケル粉を得る場合、坩堝はニッケルの融点（１４５５℃）以上の高温に曝される。このため、一般的に坩堝の材料に用いられ耐火物を構成するSiO２系、Al２O3系、SiO２−Al２O3系セラミックスさらにはこれにFe、P、Ca、Mg、C等を加えたもの等からなるセラミックスの成分が蒸発することが判明している。 As described above, when nickel powder is obtained by evaporating and cooling nickel in the crucible by plasma, the crucible is exposed to a high temperature not lower than the melting point (1455 ° C.) of nickel. For this reason, SiO 2 type, Al 2 O 3 type, SiO 2 -Al 2 O 3 type ceramics which are generally used as crucible materials and constitute refractories, and further Fe, P, Ca, Mg, C, etc. It has been found that the components of ceramics, such as those with addition of, evaporate.

このような不純物が混入したニッケル粉を電子部品の電極形成用の導体ペーストに使用すると、コンデンサ等の電子部品の素体の組成に影響を与え、特性に影響を与えることが本発明者等の研究により判明した。より具体的には、ニッケル粉を導体ペーストに使用し、印刷法により誘電体グリーンシートに印刷し、これらのグリーンシートを積層して積層シートを作製し、これを個々のチップに切断して焼成し、側面に端子電極を焼き付けおよびめっきにより設けてコンデンサを製造する場合、誘電体層が薄い程、ニッケル粉に含まれる不純物による容量値の低下が生じることが判明した。   The use of nickel powder mixed with such impurities in a conductive paste for forming electrodes of electronic components affects the composition of the body of electronic components such as capacitors and affects the characteristics of the present inventors. Research revealed. More specifically, nickel powder is used as a conductor paste, printed on a dielectric green sheet by a printing method, and these green sheets are laminated to produce a laminated sheet, which is cut into individual chips and fired. When a capacitor is manufactured by providing terminal electrodes on the side surface by baking and plating, it has been found that the thinner the dielectric layer, the lower the capacitance value due to impurities contained in the nickel powder.

本発明は、上記問題点に鑑み、坩堝に入れたニッケル原料をプラズマにより溶融し、蒸発させてニッケル粉を得る場合、電子部品の特性の劣化を防止しうるニッケル粉の製造方法とニッケル粉の製造装置とニッケル粉製造用坩堝を提供することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention provides a nickel powder manufacturing method and nickel powder that can prevent deterioration of the characteristics of electronic components when nickel raw material put in a crucible is melted by plasma and evaporated to obtain nickel powder. An object is to provide a production apparatus and a crucible for producing nickel powder.

（１）本発明のニッケル粉の製造方法は、プラズマ反応炉内に設置される坩堝内でニッケルを溶融、蒸発させてニッケル粉を得る製造方法であって、
前記坩堝の表面層のうちの少なくともニッケルと接触する部分を、ニッケル粉を電極に用いる電子部品で使用する成分からなる物質またはその成分を主成分とする物質により覆ったものを使用することを特徴とする。 (1) The method for producing nickel powder of the present invention is a production method for obtaining nickel powder by melting and evaporating nickel in a crucible installed in a plasma reactor,
Using at least a portion in contact with nickel in the surface layer of the crucible covered with a substance composed of a component used in an electronic component using nickel powder as an electrode or a substance containing the component as a main component And

（２）また、本発明のニッケル粉の製造方法は、プラズマ反応炉内に設置される坩堝内でニッケルを溶融、蒸発させてニッケル粉を得る製造方法であって、
前記坩堝として、ニッケル粉を電極に用いる電子部品で使用する成分からなる物質またはその成分を主成分とする物質からなるものを使用することを特徴とする。 (2) Moreover, the nickel powder manufacturing method of the present invention is a manufacturing method for obtaining nickel powder by melting and evaporating nickel in a crucible installed in a plasma reactor,
The crucible is characterized in that a material composed of a component used in an electronic component using nickel powder for an electrode or a material composed mainly of the component is used.

（３）また、本発明によるニッケル粉の製造方法は、前記（１）または（２）において、
前記プラズマ反応炉の内壁または全体を、ニッケル粉を電極に用いる電子部品で使用する成分からなる物質またはその成分を主成分とする物質からなるものを使用することを特徴とする。 (3) Moreover, the manufacturing method of the nickel powder by this invention is the said (1) or (2),
The inner wall or the whole of the plasma reactor is characterized by using a substance composed of a component used in an electronic component using nickel powder as an electrode or a substance composed mainly of the component.

（４）また、本発明によるニッケル粉の製造方法は、前記（１）から（３）までのいずれかにおいて、
前記電子部品がコンデンサであり、前記電子部品に使用する成分がチタン酸バリウムおよび／またはチタン酸カルシウムであることを特徴とする。 (4) Moreover, the manufacturing method of the nickel powder by this invention is in any one of said (1) to (3),
The electronic component is a capacitor, and the component used for the electronic component is barium titanate and / or calcium titanate.

（５）本発明によるニッケル粉の製造装置は、プラズマ反応炉内に設置される坩堝内でニッケルを溶融、蒸発させてニッケル粉を得る製造装置であって、
前記坩堝の表面層のうちの少なくともニッケルと接触する部分を、ニッケル粉を電極に用いる電子部品で使用する成分からなる物質またはその成分を主成分とする物質により覆ったことを特徴とする。 (5) A nickel powder manufacturing apparatus according to the present invention is a manufacturing apparatus for obtaining nickel powder by melting and evaporating nickel in a crucible installed in a plasma reactor,
Of the surface layer of the crucible, at least a portion in contact with nickel is covered with a substance made of a component used in an electronic component using nickel powder as an electrode or a substance containing the component as a main component.

（６）また、本発明によるニッケル粉の製造装置は、プラズマ反応炉内に設置される坩堝内でニッケルを溶融、蒸発させてニッケル粉を得る製造装置であって、
前記坩堝を、ニッケル粉を電極に用いる電子部品で使用する成分からなる物質またはその成分を主成分とする物質により構成したことを特徴とする。 (6) Moreover, the nickel powder manufacturing apparatus according to the present invention is a manufacturing apparatus for obtaining nickel powder by melting and evaporating nickel in a crucible installed in a plasma reactor,
The crucible is formed of a substance made of a component used in an electronic component using nickel powder as an electrode or a substance containing the component as a main component.

（７）また、本発明によるニッケル粉の製造装置は、前記（５）または（６）において、
前記プラズマ反応炉の内壁または全体を、ニッケル粉を電極に用いる電子部品で使用する成分からなる物質またはその成分を主成分とする物質により構成したことを特徴とする。 (7) Moreover, in the said (5) or (6), the manufacturing apparatus of the nickel powder by this invention,
The inner wall or the whole of the plasma reaction furnace is made of a substance made of a component used in an electronic component using nickel powder as an electrode or a substance containing the component as a main component.

（８）また、本発明によるニッケル粉の製造装置は、前記（５）から（７）までのいずれかにおいて、
前記電子部品がコンデンサであり、前記電子部品に使用する成分がチタン酸バリウムおよび／またはチタン酸カルシウムであることを特徴とする。 (8) Moreover, in any one of said (5) to (7), the manufacturing apparatus of the nickel powder by this invention,
The electronic component is a capacitor, and the component used for the electronic component is barium titanate and / or calcium titanate.

（９）本発明のニッケル粉製造用坩堝は、プラズマ反応炉内に設置され、ニッケルを溶融、蒸発させるニッケル粉製造用坩堝であって、
表面層のうちの少なくともニッケルと接触する部分を、ニッケル粉を電極に用いる電子部品で使用する成分からなる物質またはその成分を主成分とする物質により覆ったことを特徴とする。 (9) The crucible for producing nickel powder of the present invention is a crucible for producing nickel powder, which is installed in a plasma reactor and melts and evaporates nickel,
It is characterized in that at least a portion of the surface layer that comes into contact with nickel is covered with a substance composed of a component used in an electronic component using nickel powder as an electrode or a substance containing the component as a main component.

（１０）また、本発明のニッケル粉製造用坩堝は、プラズマ反応炉内に設置され、ニッケルを溶融、蒸発させるニッケル粉製造用坩堝であって、
ニッケル粉を電極に用いる電子部品で使用する成分からなる物質またはその成分を主成分とする物質により構成したことを特徴とする。 (10) Moreover, the crucible for producing nickel powder of the present invention is a crucible for producing nickel powder that is installed in a plasma reactor and melts and evaporates nickel,
It is characterized by comprising a substance composed of a component used in an electronic component using nickel powder for an electrode or a substance containing the component as a main component.

（１１）また、本発明のニッケル粉製造用坩堝は、前記（９）または（１０）において、
前記電子部品がコンデンサであり、前記電子部品に使用する成分がチタン酸バリウムおよび／またはチタン酸カルシウムであることを特徴とする。 (11) Moreover, the crucible for producing nickel powder of the present invention is the above (9) or (10),
The electronic component is a capacitor, and the component used for the electronic component is barium titanate and / or calcium titanate.

本発明においては、表面層のうちの少なくともニッケルと接触する部分（内面）を、ニッケル粉を電極に用いる電子部品で使用する成分からなる物質またはその成分を主成分とする物質により覆うか、あるいは坩堝全体を電子部品を前記物質またはその成分を主成分とする物質により構成したので、得られるニッケル粉に含まれる不純物は元来電子部品を構成する成分と同じになる。このため、電子部品の特性に与える影響を無くするかあるいは軽減することができる。   In the present invention, at least a portion (inner surface) in contact with nickel in the surface layer is covered with a substance composed of a component used in an electronic component using nickel powder as an electrode or a substance containing the component as a main component, or Since the entire crucible is composed of the electronic component by the substance or a substance containing the component as a main component, the impurities contained in the obtained nickel powder are originally the same as the components constituting the electronic component. For this reason, the influence on the characteristic of an electronic component can be eliminated or reduced.

より具体的には、例えばチタン酸バリウムおよび／またはチタン酸カルシウムもしくはこれらを主成分（なお、ここで、主成分とは、物質全体に占める成分の含有率が５０ｗｔ％以上であることを指す。）とする誘電体層を用い、電極にニッケルを用いたコンデンサを製造する場合、前記坩堝の前記内面または前表面にチタン酸バリウムおよび／またはチタン酸カルシウムもしくはこれを主成分とする物質で覆うか、あるいは坩堝をこの物質で作ることにより、得られるニッケル粉に含まれる不純物をチタンやバリウムやチタン酸カルシウムとすることができる。これらの物質は、コンデンサの誘電体層として用いられているので、コンデンサの誘電体層の成分に与える影響が無く、例えば容量値の低下や温度特性の劣化等の特性の劣化が防止される。   More specifically, for example, barium titanate and / or calcium titanate or a main component thereof (herein, the main component indicates that the content of the component in the whole substance is 50 wt% or more. In the case of producing a capacitor using nickel as an electrode, whether the inner surface or the front surface of the crucible is covered with barium titanate and / or calcium titanate or a substance containing this as a main component. Alternatively, by making a crucible with this material, the impurities contained in the obtained nickel powder can be titanium, barium, or calcium titanate. Since these materials are used as the dielectric layer of the capacitor, there is no effect on the components of the dielectric layer of the capacitor, and deterioration of characteristics such as a decrease in capacitance value and deterioration of temperature characteristics can be prevented.

本発明において、坩堝のみではなく、プラズマ反応炉の内壁または全体を電子部品の成分と同じかまたは主成分とすることによって、前記効果、すなわち電子部品の特性に影響を与える不純物がニッケル粉に混入することをよりよく防止することができる。   In the present invention, not only the crucible but also the inner wall or whole of the plasma reactor is the same as or the main component of the component of the electronic component, so that the above-mentioned effect, that is, the impurity affecting the characteristics of the electronic component is mixed in the nickel powder. Can be better prevented.

図１は本発明によるニッケル粉の製造方法を実施する装置の概略構成を説明する図である。１は耐火物により構成されたプラズマ反応炉、２はこの反応炉1内に設置された坩堝である。３は原料となるニッケルを供給する装置、４はプラズマトーチである。５は電力供給装置であり、前記プラズマトーチ４を負極とし、坩堝２内のニッケル７を陽極としてプラズマ６を発生させ、その熱により坩堝２内のニッケル７を加熱し溶融させるものである。プラズマトーチ４からは不図示の装置から窒素、ヘリウム、アルゴン等のガス８が供給される。   FIG. 1 is a diagram for explaining a schematic configuration of an apparatus for carrying out a method for producing nickel powder according to the present invention. Reference numeral 1 denotes a plasma reactor composed of a refractory, and reference numeral 2 denotes a crucible installed in the reactor 1. 3 is an apparatus for supplying nickel as a raw material, and 4 is a plasma torch. Reference numeral 5 denotes an electric power supply device, which generates plasma 6 using the plasma torch 4 as a negative electrode and nickel 7 in the crucible 2 as an anode, and heats and melts the nickel 7 in the crucible 2 by the heat. From the plasma torch 4, a gas 8 such as nitrogen, helium, or argon is supplied from a device (not shown).

９は坩堝２あるいは反応炉１内に補助的に設けられる誘導コイルであり、このコイルにより交流電流を流してニッケル７に誘導電流を発生させることにより、ニッケルの温度上昇を補助するものである。このコイル９は必ずしも必要ではない。   Reference numeral 9 is an induction coil provided in the crucible 2 or in the reaction furnace 1 as an auxiliary, and an alternating current is passed through the coil to generate an induction current in the nickel 7, thereby assisting the temperature rise of nickel. This coil 9 is not always necessary.

１０は反応炉1内に窒素、ヘリウム、アルゴンなどの希釈化ガスを供給してニッケル蒸気の局在化を防止すると共に、ニッケル蒸気を冷却管１１を介してサイクロン等でなる粒子収集装置１２に送るガス供給装置である。   Reference numeral 10 denotes a diluting gas such as nitrogen, helium or argon supplied into the reaction furnace 1 to prevent the localization of nickel vapor, and the nickel vapor is supplied to a particle collecting device 12 made of a cyclone or the like via a cooling pipe 11. It is a gas supply device to send.

この装置を用いてニッケル粉を製造する場合は、ニッケルの原料供給装置３により坩堝２内にニッケルの原料を入れ、電力供給装置５からプラズマトーチ４とニッケル７との間に電力を供給し、両者間に発生するプラズマ６の熱によってニッケル７の一部または全部を溶融させ、ニッケルを蒸発させる。なお、この場合、コイル９に交流電流を供給してニッケル７に誘導電流を発生させて温度上昇を補助する。この加熱により発生したニッケル蒸気は、ガス供給装置１０により反応炉１内に導入される希釈化ガスと共に冷却管１１を通して粒子収集装置１２に導入され、ここから粒子として取り出される。電子部品に用いるニッケル粉の平均粒子径は、電子部品の小型化、薄型化を考慮すると、好ましくは０．１μｍ〜０．６μｍ、より好ましくは０．１μｍ〜０．４μｍである。   In the case of producing nickel powder using this apparatus, nickel raw material is supplied into the crucible 2 by the nickel raw material supply apparatus 3, and electric power is supplied from the power supply apparatus 5 between the plasma torch 4 and the nickel 7, Part or all of the nickel 7 is melted by the heat of the plasma 6 generated between the two to evaporate the nickel. In this case, an alternating current is supplied to the coil 9 to generate an induced current in the nickel 7 to assist the temperature rise. Nickel vapor generated by this heating is introduced into the particle collecting device 12 through the cooling pipe 11 together with the diluted gas introduced into the reaction furnace 1 by the gas supply device 10, and is taken out as particles therefrom. The average particle diameter of the nickel powder used for the electronic component is preferably 0.1 μm to 0.6 μm, more preferably 0.1 μm to 0.4 μm, considering the miniaturization and thinning of the electronic component.

図２はこの製造方法によって得られるニッケル粉を電極に用いる電子部品の一例を示す断面図である。この例の電子部品はコンデンサであり、誘電体層１３と内部電極１４、１５との積層構造をなし、積層体の一端に一方の内部電極１４に接続される端子電極１６を設け、他端に他方の内部電極１５に接続される端子電極１７を設けたものである。   FIG. 2 is a sectional view showing an example of an electronic component using nickel powder obtained by this manufacturing method as an electrode. The electronic component in this example is a capacitor, has a laminated structure of the dielectric layer 13 and the internal electrodes 14 and 15, and is provided with a terminal electrode 16 connected to one internal electrode 14 at one end of the laminated body and at the other end. A terminal electrode 17 connected to the other internal electrode 15 is provided.

図２のコンデンサをシート積層法により製造する場合は、誘電体層１３を構成する誘電体グリーンシートを作製する。この誘電体グリーンシートは、セラミックスでなる誘電体粉とバインダと溶媒とを混合し、さらに必要に応じて可塑剤を加えて混合してドクターブレード法等によりシート状にし、乾燥して作る。なお、この誘電体としては、BaTiO3、Y2O3、MgO、V2O5、｛Ba0.58Ca0.42｝SiO3、MnO、CaTiO3、ZrTiO3、CaZrO3、Nb2O5、Co2O3、Cr2O3などの1種または2種以上含む組成のセラミックスが用いられる。なお、Ba、Tiは組成により含有率に差異はあるものの、一般的には必須の成分として含まれる。 When the capacitor of FIG. 2 is manufactured by a sheet lamination method, a dielectric green sheet constituting the dielectric layer 13 is produced. This dielectric green sheet is prepared by mixing dielectric powder made of ceramics, a binder, and a solvent, adding a plasticizer as necessary, and mixing them to form a sheet by a doctor blade method or the like and drying. This dielectric includes BaTiO 3 , Y 2 O 3 , MgO, V 2 O 5 , {Ba 0.58 Ca 0.42 } SiO 3 , MnO, CaTiO 3 , ZrTiO 3 , CaZrO 3 , Nb 2 O 5 , Co 2 Ceramics having a composition containing one or more of O 3 , Cr 2 O 3 and the like are used. Note that Ba and Ti are generally included as essential components, although the content varies depending on the composition.

このグリーンシートにニッケル粉を用いた導体ペーストをコンデンサチップの複数個分について縦横に印刷する。この導体ペーストは、ニッケル粉とバインダと溶媒と共材とを混合してペースト状にする。この共材とは、好ましくは前記グリーンシートに用いるセラミックス粉と同様の材質のものが用いられる。この共材は、焼結時に金属粉が先に焼結されることを防止する燒結抑制剤として加える。この共材は、通常、金属粉と混合した総重量に対して５〜３５wt％程度混合されるものである。なお、導体ペーストの印刷は、図２に示すように、上下に隣接するものについて内部電極１４と１５とが交互配置となるようにずらして配置する。   A conductive paste using nickel powder is printed vertically and horizontally on the green sheet for a plurality of capacitor chips. This conductor paste is made into a paste by mixing nickel powder, a binder, a solvent and a common material. The common material is preferably made of the same material as the ceramic powder used for the green sheet. This co-material is added as a sintering inhibitor that prevents the metal powder from being sintered first during sintering. This common material is usually mixed in an amount of about 5 to 35 wt% with respect to the total weight mixed with the metal powder. In addition, as shown in FIG. 2, the conductor paste is printed so that the internal electrodes 14 and 15 are arranged so as to be alternately arranged in the vertically adjacent ones.

このようにして導体ペーストを印刷し乾燥したものを複数枚重ねるとともに、さらに上下に導体ペーストを印刷していないグリーンシートを複数枚ずつ重ねて熱圧着し、切断後に焼成し、両端に前記ニッケル粉からなる導体ペーストの焼付けと、プリント基板に半田付けするための半田や錫等からなる表面層をめっきにより形成して前記端子電極１６、１７を形成する。   In this way, a plurality of printed and dried conductor pastes are stacked, and a plurality of green sheets not printed with a conductor paste are stacked on top and bottom, thermocompression bonded, fired after cutting, and the nickel powder on both ends. The terminal electrodes 16 and 17 are formed by baking a conductive paste made of and forming a surface layer made of solder, tin or the like for soldering to a printed circuit board by plating.

このように、ニッケル粉を電極１４、１５に用いる場合、ニッケル粉中に不純物が混入すると、内部電極１４、１５間の誘電体層１３にもその不純物の一部が混入することになる。ここで、その不純物が誘電体層１３の主成分である場合には、容量値等の特性の低下はほとんど無いが、不純物の種類によっては容量値の低下が生じる。   As described above, when nickel powder is used for the electrodes 14 and 15, if impurities are mixed in the nickel powder, a part of the impurities is also mixed in the dielectric layer 13 between the internal electrodes 14 and 15. Here, when the impurity is the main component of the dielectric layer 13, there is almost no deterioration in the characteristics such as the capacitance value, but the capacitance value is reduced depending on the type of the impurity.

このようなことを考慮して、本実施の形態においては、前記坩堝２として、図３に示すように、その表面におけるニッケル７に接する部分、すなわち内面に、誘電体層１３の成分と同じ成分またはその成分を主成分とする物質で被覆層２ａを形成して覆う。すなわち、誘電体層１３にBaTiO3、Y2O3、MgO、V2O5、｛Ba0.58Ca0.42｝SiO3、MnO、CaTiO3、ZrTiO3、CaZrO3、Nb2O5、Co2O3、Cr2O3の一部を用いる場合、坩堝２の内面の被服層２ａにその誘電体層１３を構成する物質と同じ物質を用いる。あるいは前記一部の物質を主成分とし、残りの物質のいずれか１種以上のものを含ませて被覆層２ａを構成する。 In consideration of the above, in the present embodiment, as the crucible 2, as shown in FIG. 3, the same component as the component of the dielectric layer 13 on the surface in contact with the nickel 7, that is, the inner surface. Alternatively, the covering layer 2a is formed and covered with a substance containing the component as a main component. That is, the dielectric layer 13 has BaTiO 3 , Y 2 O 3 , MgO, V 2 O 5 , {Ba 0.58 Ca 0.42 } SiO 3 , MnO, CaTiO 3 , ZrTiO 3 , CaZrO 3 , Nb 2 O 5 , Co 2 O 3 When using a part of Cr 2 O 3, the same material as that constituting the dielectric layer 13 is used for the clothing layer 2 a on the inner surface of the crucible 2. Alternatively, the coating layer 2a is configured by including the part of the substance as a main component and including at least one of the remaining substances.

電子部品がインダクタの場合にはインダクタ導体の周囲の磁性体と同じかまたは磁性体を構成する成分を主成分とする物質を前記被覆層２ａに用いる。また、サーミスタあるいはバリスタの場合には、セラミックス抵抗体を構成する成分またはその成分を主成分とする物質を前記被覆層２ａに用いる。被服層２ａの形成は、溶射、塗布焼付け、あるいは吹付け焼付け等により行なう。   When the electronic component is an inductor, the coating layer 2a is made of the same material as the magnetic body around the inductor conductor or a material mainly composed of components constituting the magnetic body. In the case of a thermistor or a varistor, a component constituting the ceramic resistor or a substance containing the component as a main component is used for the coating layer 2a. The coating layer 2a is formed by thermal spraying, application baking, spray baking, or the like.

なお、坩堝２自体あるいは反応炉１にはセラミックスでなる耐火物が用いられる。例えば、SiO2系、Al2O3系、SiO2−Al2O2系、SiO2−Al2O2−FeO系、SiO2−Al2O2−FeO−P系、ZrO2−SiO2系、SiC系、Al2O2−MgO系、MgO−Cr2O2−Al2O2−FeO系、MgO系、CaO−MgO系、CaO−SiO2系等あるいは各種カーバイト、各種窒化物等のセラミックスが用いられる。勿論この他の耐火物を用いてもよい。 A refractory made of ceramics is used for the crucible 2 itself or the reactor 1. For example, SiO 2 system, Al 2 O 3 system, SiO 2 -Al 2 O 2 system, SiO 2 -Al 2 O 2 -FeO-based, SiO 2 -Al 2 O 2 -FeO -P system, ZrO 2 -SiO 2 system, SiC-based, Al 2 O 2 -MgO system, MgO-Cr 2 O 2 -Al 2 O 2 -FeO system, MgO system, CaO-MgO-based, CaO-SiO 2 system, and the like or various carbide, various nitrides Ceramics such as are used. Of course, other refractories may be used.

図１に示すように、反応炉１の内壁も高温に曝されるので、この内壁１ａも前記電子部品で使用する成分またはその成分を主成分とする物質により構成することが好ましい。また、反応炉１全体をこのような物質により構成してもよい。   As shown in FIG. 1, since the inner wall of the reaction furnace 1 is also exposed to a high temperature, it is preferable that the inner wall 1a is also composed of a component used in the electronic component or a substance containing the component as a main component. Moreover, you may comprise the whole reactor 1 with such a substance.

前記坩堝２は図４に示すように、表面全体を前記成分でなる被覆層２ａにより覆うことが、特性低下の原因となる成分の蒸発を抑制する意味でさらに好ましい。また、図５に示すように、坩堝２０を前記被覆層を形成した物質により構成してもよい。この場合は坩堝２０を前記材質のものを成形により造る。前記被覆層２ａや坩堝２は、ニッケルの融点である１４５５℃の融点よりも融点が高いことが必要であり、さらにニッケルの融点より１００℃以上高いことが、坩堝等の融解を防ぐ意味でより好ましい。また、坩堝２とその被服層２ａとの間に被服層２ａの固着強度を高めるための接着層を設けてもよい。   As shown in FIG. 4, it is more preferable that the crucible 2 covers the entire surface with a coating layer 2a composed of the above components in order to suppress the evaporation of the components that cause the characteristic deterioration. Moreover, as shown in FIG. 5, you may comprise the crucible 20 with the substance in which the said coating layer was formed. In this case, the crucible 20 is made of the above material by molding. The coating layer 2a and the crucible 2 must have a melting point higher than the melting point of 1455 ° C., which is the melting point of nickel, and more than 100 ° C. higher than the melting point of nickel in order to prevent melting of the crucible and the like. preferable. Moreover, you may provide the contact bonding layer for raising the adhesion strength of the clothing layer 2a between the crucible 2 and the clothing layer 2a.

また、前記被覆層２ａあるいは坩堝２全体はニッケルより融点の高い金属を用いて構成してもよい。例えばTi（融点１６７５℃）、W（融点３４００℃）、Mo（融点２６２２℃）、Pt（融点１７７２℃）等を用いることができる。   Further, the covering layer 2a or the entire crucible 2 may be made of a metal having a melting point higher than that of nickel. For example, Ti (melting point: 1675 ° C.), W (melting point: 3400 ° C.), Mo (melting point: 2622 ° C.), Pt (melting point: 1772 ° C.), or the like can be used.

また、図１の例ではプラズマトーチ４は移行アーク型のものについて示したが、そのトーチ自体に陰極、陽極を持ってプラズマをそのトーチで発生させる非移行アーク型に構成し、そのトーチの陰極に対して陽極となる電極をニッケル７に印加する構成としてもよい。さらに、図６に示すように、２つのプラズマトーチ４Ａ、４Ｂを用いたものとしてもよい。   In the example of FIG. 1, the plasma torch 4 is shown as a transfer arc type. However, the torch itself has a cathode and an anode, and is configured as a non-transfer arc type that generates plasma with the torch. On the other hand, an electrode serving as an anode may be applied to the nickel 7. Further, as shown in FIG. 6, two plasma torches 4A and 4B may be used.

ＪＩＳ規格がＣ１６０８ＪＢ１Ａ１０５Ｋのコンデンサ、すなわち１．６ｍｍ×０．８ｍｍ×０．８ｍｍのサイズで１０μＦの容量を得るコンデンサを試作した。図２に示したニッケル粉を内部電極１４、１５と、端子電極１６、１７の下地層に用い、誘電体層１３に下記のようなチタン酸バリウム系のものを用いた。すなわちBaTiO3：９５．４７モル％、Y2O3：０．５７モル％、MgO：１．９１モル％、V2O5：０．００２モル％、｛Ba0.58Ca0.42｝SiO3：１．９１モル％、MnO:０．１４モル％の組成のセラミックスである。 A capacitor having a JIS standard of C1608JB1A105K, that is, a capacitor having a size of 1.6 mm × 0.8 mm × 0.8 mm and a capacity of 10 μF was prototyped. The nickel powder shown in FIG. 2 was used for the underlying layers of the internal electrodes 14 and 15 and the terminal electrodes 16 and 17, and the following barium titanate-based material was used for the dielectric layer 13. That is, BaTiO 3 : 95.47 mol%, Y 2 O 3 : 0.57 mol%, MgO: 1.91 mol%, V 2 O 5 : 0.002 mol%, {Ba 0.58 Ca 0.42 } SiO 3 : 1 A ceramic having a composition of 91 mol% and MnO: 0.14 mol%.

一方、坩堝としては、SiO2−Al2O3−FeO−P2O5−C系のものを用いた。そして、図４に示すように、坩堝２の全表面を前記誘電体層１３に用いた組成の物質を塗布焼付けにより覆った。反応炉１の内壁１ａにも前記誘電体層１３と同じ材質のもので覆った。 On the other hand, as the crucible, a SiO 2 —Al 2 O 3 —FeO—P 2 O 5 —C system was used. Then, as shown in FIG. 4, the entire surface of the crucible 2 was covered with a material having the composition used for the dielectric layer 13 by coating and baking. The inner wall 1 a of the reaction furnace 1 was also covered with the same material as that of the dielectric layer 13.

一方、比較例として坩堝２に被覆層２ａを有しないものを用い、反応炉１の内壁にも被覆層２を有しないものを用いた。   On the other hand, as a comparative example, a crucible 2 having no coating layer 2 a was used, and an inner wall of the reaction furnace 1 having no coating layer 2 was used.

コンデンサ容量に大きな影響を与える物質は、一般的に耐火物を構成する場合に含まれることの多い成分であるSi、Fe、Al、Naであり、Ca、Mgは量によっては影響を与える。   Substances that have a large effect on the capacitor capacity are Si, Fe, Al, and Na, which are components that are generally included in refractories, and Ca and Mg have an effect depending on the amount.

比較例の場合、製品としてのニッケル粉には、不純物として、ニッケルと不純物との総量に対する不純物の含有率（ｗｔ％）は、Si：１１０ppm、Fe:４５ppm、Al：７０ppm、Na:２０ppm未満、Ca：１６９ppm、Mg:３３ppmであった。一方、実施例の場合、Si、Fe、Al、Na、Ca、Mgは１０ppm未満であり、Ba:５０ppm、Ti:４０ppmであった。   In the case of the comparative example, in the nickel powder as a product, as impurities, the content of impurities (wt%) with respect to the total amount of nickel and impurities is Si: 110 ppm, Fe: 45 ppm, Al: 70 ppm, Na: less than 20 ppm, Ca: 169 ppm, Mg: 33 ppm. On the other hand, in the example, Si, Fe, Al, Na, Ca, and Mg were less than 10 ppm, Ba: 50 ppm, and Ti: 40 ppm.

また、実施例、比較例共に、内部電極１４、１５および端子電極１６、１７形成用の導体ペースト用ニッケル粉には、前記誘電体層１３に用いた物質と同じ成分の共材を混合した。その共材の含有率は、ニッケル粉と共材との総量に対し、
２０ｗｔ％とした。 In both Examples and Comparative Examples, the same material as the material used for the dielectric layer 13 was mixed with the nickel powder for conductor paste for forming the internal electrodes 14 and 15 and the terminal electrodes 16 and 17. The content of the common material is based on the total amount of nickel powder and common material.
It was 20 wt%.

実施例、比較例のそれぞれについて、前記したシート積層法によりそれぞれのサンプルを１０，０００個ずつ試作し、容量値を測定したその結果、実施例の平均容量値は、設計値（１０μF）に対し、±０％の容量値が得られたが、比較例では約１０％の容量値の低下が生じた。   For each of the examples and comparative examples, 10,000 samples were made for each sample by the above-described sheet lamination method, and the capacitance value was measured. As a result, the average capacitance value of the example was compared with the design value (10 μF). A capacity value of ± 0% was obtained, but in the comparative example, the capacity value decreased by about 10%.

このように、本発明による製造方法、装置によれば、特性の劣化を生じることなく、電子部品を製造することができる。   Thus, according to the manufacturing method and apparatus of the present invention, an electronic component can be manufactured without causing deterioration of characteristics.

本発明によるニッケル粉の製造方法を実施する装置の一実施の形態を示すシステム構成図である。It is a system configuration figure showing one embodiment of the device which enforces the manufacturing method of nickel powder by the present invention. 本発明により製造するニッケル粉を電極に使用するコンデンサの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the capacitor | condenser which uses the nickel powder manufactured by this invention for an electrode. 図１の装置に用いる坩堝の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the crucible used for the apparatus of FIG. 図１の装置に用いる坩堝の他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of the crucible used for the apparatus of FIG. 図１の装置に用いる坩堝の他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of the crucible used for the apparatus of FIG. 図１の装置に用いるプラズマトーチの他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the plasma torch used for the apparatus of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１:反応炉、１ａ：内壁、２、２０：坩堝、２ａ：被覆層、３：原料供給装置、４、４Ａ、４Ｂ：プラズマトーチ、５：電力供給装置、６:プラズマ、７：ニッケル、８：ガス、９：誘導コイル、１０：ガス供給装置、１１：冷却管、１２：粒子収集装置、１３：誘電体層、１４、１５:内部電極、１６、１７：端子電極 1: reaction furnace, 1a: inner wall, 2, 20: crucible, 2a: coating layer, 3: raw material supply device, 4, 4A, 4B: plasma torch, 5: power supply device, 6: plasma, 7: nickel, 8 : Gas, 9: Induction coil, 10: Gas supply device, 11: Cooling pipe, 12: Particle collection device, 13: Dielectric layer, 14, 15: Internal electrode, 16, 17: Terminal electrode

Claims (11)

プラズマ反応炉内に設置される坩堝内でニッケルを溶融、蒸発させてニッケル粉を得る製造方法であって、
前記坩堝の表面層のうちの少なくともニッケルと接触する部分を、ニッケル粉を電極に用いる電子部品で使用する成分からなる物質またはその成分を主成分とする物質により覆ったものを使用する
ことを特徴とするニッケル粉の製造方法。 A manufacturing method for obtaining nickel powder by melting and evaporating nickel in a crucible installed in a plasma reactor,
Using at least a portion of the surface layer of the crucible in contact with nickel covered with a substance composed of a component used in an electronic component using nickel powder as an electrode or a substance containing the component as a main component A method for producing nickel powder. プラズマ反応炉内に設置される坩堝内でニッケルを溶融、蒸発させてニッケル粉を得る製造方法であって、
前記坩堝として、ニッケル粉を電極に用いる電子部品で使用する成分からなる物質またはその成分を主成分とする物質からなるものを使用する
ことを特徴とするニッケル粉の製造方法。 A manufacturing method for obtaining nickel powder by melting and evaporating nickel in a crucible installed in a plasma reactor,
A method for producing nickel powder, characterized in that as the crucible, a substance made of a component used in an electronic component using nickel powder for an electrode or a substance composed mainly of the component is used. 請求項１または２に記載のニッケル粉の製造方法において、
前記プラズマ反応炉の内壁または全体を、ニッケル粉を電極に用いる電子部品で使用する成分からなる物質またはその成分を主成分とする物質からなるものを使用する
ことを特徴とするニッケル粉の製造方法。 In the manufacturing method of the nickel powder of Claim 1 or 2,
A method for producing nickel powder, characterized in that the inner wall or the whole of the plasma reactor is made of a substance composed of a component used in an electronic component using nickel powder as an electrode or a substance composed mainly of the component. . 請求項１から３までのいずれかに記載のニッケル粉の製造方法において、
前記電子部品がコンデンサであり、前記電子部品に使用する成分がチタン酸バリウムおよび／またはチタン酸カルシウムである
ことを特徴とするニッケル粉の製造方法。 In the manufacturing method of the nickel powder in any one of Claim 1 to 3,
The said electronic component is a capacitor | condenser, The component used for the said electronic component is barium titanate and / or calcium titanate. The manufacturing method of the nickel powder characterized by the above-mentioned. プラズマ反応炉内に設置される坩堝内でニッケルを溶融、蒸発させてニッケル粉を得る製造装置であって、
前記坩堝の表面層のうちの少なくともニッケルと接触する部分を、ニッケル粉を電極に用いる電子部品で使用する成分からなる物質またはその成分を主成分とする物質により覆った
ことを特徴とするニッケル粉の製造装置。 A production apparatus for obtaining nickel powder by melting and evaporating nickel in a crucible installed in a plasma reactor,
Nickel powder characterized in that at least a portion of the surface layer of the crucible that is in contact with nickel is covered with a substance composed of a component used in an electronic component using the nickel powder as an electrode or a substance mainly composed of the component. Manufacturing equipment. プラズマ反応炉内に設置される坩堝内でニッケルを溶融、蒸発させてニッケル粉を得る製造装置であって、
前記坩堝を、ニッケル粉を電極に用いる電子部品で使用する成分からなる物質またはその成分を主成分とする物質により構成した
ことを特徴とするニッケル粉の製造装置。 A production apparatus for obtaining nickel powder by melting and evaporating nickel in a crucible installed in a plasma reactor,
An apparatus for producing nickel powder, characterized in that the crucible is made of a substance made of a component used in an electronic component using nickel powder as an electrode or a substance containing the component as a main component. 請求項５または６に記載のニッケル粉の製造装置において、
前記プラズマ反応炉の内壁または全体を、ニッケル粉を電極に用いる電子部品で使用する成分からなる物質またはその成分を主成分とする物質により構成した
ことを特徴とするニッケル粉の製造装置。 In the nickel powder manufacturing apparatus according to claim 5 or 6,
An apparatus for producing nickel powder, characterized in that the inner wall or the whole of the plasma reactor is composed of a substance composed of a component used in an electronic component using nickel powder as an electrode or a substance composed mainly of the component. 請求項５から７までのいずれかに記載のニッケル粉の製造装置において、
前記電子部品がコンデンサであり、前記電子部品に使用する成分がチタン酸バリウムおよび／またはチタン酸カルシウムである
ことを特徴とするニッケル粉の製造装置。 In the nickel powder manufacturing apparatus according to any one of claims 5 to 7,
The said electronic component is a capacitor | condenser, The component used for the said electronic component is barium titanate and / or calcium titanate. The nickel powder manufacturing apparatus characterized by the above-mentioned. プラズマ反応炉内に設置され、ニッケルを溶融、蒸発させるニッケル粉製造用坩堝であって、
表面層のうちの少なくともニッケルと接触する部分を、ニッケル粉を電極に用いる電子部品で使用する成分からなる物質またはその成分を主成分とする物質により覆った
ことを特徴とするニッケル粉製造用坩堝。 A crucible for producing nickel powder that is installed in a plasma reactor and melts and evaporates nickel,
A crucible for producing nickel powder, characterized in that at least a portion of the surface layer in contact with nickel is covered with a substance composed of a component used in an electronic component using nickel powder as an electrode or a substance mainly composed of the component. . プラズマ反応炉内に設置され、ニッケルを溶融、蒸発させるニッケル粉製造用坩堝であって、
ニッケル粉を電極に用いる電子部品で使用する成分からなる物質またはその成分を主成分とする物質により構成した
ことを特徴とするニッケル粉製造用坩堝。 A crucible for producing nickel powder that is installed in a plasma reactor and melts and evaporates nickel,
A crucible for producing nickel powder, characterized in that the crucible is made of a substance composed of a component used in an electronic component using nickel powder as an electrode or a substance containing the component as a main component. 請求項９または１０に記載のニッケル粉製造用坩堝において、
前記電子部品がコンデンサであり、前記電子部品に使用する成分がチタン酸バリウムおよび／またはチタン酸カルシウムである
ことを特徴とするニッケル粉製造用坩堝。 The crucible for producing nickel powder according to claim 9 or 10,
The crucible for producing nickel powder, wherein the electronic component is a capacitor and the component used for the electronic component is barium titanate and / or calcium titanate.
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