JP2007099541A - Method of manufacturing dielectric ceramic composition, and ceramic capacitor using the manufactured dielectric ceramic composition - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dielectric ceramic composition capable of preventing the localization of a component in the dielectric layer by uniformly coating barium titanate powder with additives. <P>SOLUTION: A barium titanate suspension is obtained by feeding barium titanate powder to an aqueous solution in which ammonium polyacrylate is dissolved and mixing to prepare barium titanate slurry, dissolving citric acid or ammonium citrate, ethylene glycol and various kinds of metal acetates in water in another vessel to obtain an aqueous solution having pH adjusted to 8.0-9.5 and feeding the barium titanate slurry and silica sol into the aqueous solution. The barium titanate suspension is heated and concentrated to chemically bond the citric acid with metal ion and to dehydration-condense the citric acid with ethylene glycol. After concentration, the solidified material is fired to obtain an oxide of the metal ion and the metal oxide fine particles are applied on the barium titanate powder to obtain the barium titanate powder coated with the metal oxide fine particle as the dielectric ceramic powder. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

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、ポリアクリル酸アンモニウム塩を溶解した水にチタン酸バリウム粉末を投入し、これを撹拌することによりチタン酸バリウムスラリーを調製する工程と、
水にクエン酸またはクエン酸アンモニウム、エチレングリコール、酢酸イットリウム、酢酸マンガン、酢酸マグネシウム、酢酸カルシウムおよび酢酸バリウムを溶解させ、pHを8.0から9.5の範囲に調整した水溶液を得る工程と、
前記水溶液にチタン酸バリウムスラリーとシリカゾルを投入してチタン酸バリウム懸濁液を得る工程と、
前記懸濁液を加熱濃縮することにより、クエン酸と金属イオンとを化学結合させるとともに、クエン酸とエチレングリコールを脱水縮合させる工程と、
濃縮終了後の固化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、上記金属イオンの酸化物を得る工程により、
金属酸化物微粒子を被覆で被覆したチタン酸バリウム粉末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-mentioned problem, the invention according to claim 1 is a process of preparing a barium titanate slurry by adding barium titanate powder to water in which ammonium polyacrylate is dissolved and stirring the powder. ,
Dissolving citric acid or ammonium citrate, ethylene glycol, yttrium acetate, manganese acetate, magnesium acetate, calcium acetate and barium acetate in water to obtain an aqueous solution having a pH adjusted to a range of 8.0 to 9.5;
Adding a barium titanate slurry and silica sol to the aqueous solution to obtain a barium titanate suspension;
A step of thermally concentrating the suspension to chemically bond citric acid and metal ions, and dehydrating condensation of citric acid and ethylene glycol;
By baking the solidified product after the concentration in air or in an oxidizing atmosphere at a temperature of 550 ° C. or higher and lower than 1000 ° C. to obtain the metal ion oxide,
It is characterized in that barium titanate powder coated with metal oxide fine particles is obtained as dielectric ceramic powder.

また、請求項2に係る発明として、請求項1に記した前記クエン酸またはクエン酸アンモニウム、エチレングリコール、酢酸塩を溶解させた水溶液において、クエン酸またはクエン酸アンモニウムとエチレングリコールの量が、金属イオンの総量に対して1.5倍以上5倍以下であることを特徴とする。   Further, in the invention according to claim 2, in the aqueous solution in which the citric acid or ammonium citrate, ethylene glycol, and acetate described in claim 1 are dissolved, the amount of citric acid or ammonium citrate and ethylene glycol is a metal It is characterized by being 1.5 to 5 times the total amount of ions.

また、請求項3に係る発明として、請求項1および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。   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 claims 1 and 2.

チタン酸バリウム粉体の表面に、添加物成分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添加物成分を均一に分散させることができる。   Since the additive component can be uniformly coated on the surface of the barium titanate powder, the barium titanate component and the additive 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添加物成分で被覆させる方法である。
1.ポリアクリル酸アンモニウム塩を溶解した水にチタン酸バリウム粉末を投入し、これを撹拌することによりpHが8.0から9.5のチタン酸バリウムスラリーを調製する工程
2.別の容器の水にクエン酸またはクエン酸アンモニウム、エチレングリコール、酢酸イットリウム、酢酸マンガン、酢酸マグネシウム、酢酸カルシウム、および酢酸バリウムを溶解させた水溶液を、アンモニア水でpHを8.0から9.5の範囲に調節する工程
3.水溶液にチタン酸バリウムスラリーとシリカゾルを投入してチタン酸バリウム懸濁液を得る工程
4.前記懸濁液を加熱濃縮することにより、クエン酸と金属イオンとを化学結合させるとともに、クエン酸とエチレングリコールを脱水縮合させる工程
5.濃縮終了後の固化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、上記金属イオンの酸化物を得る工程
First, claim 1 will be described.
This invention is a method of coating a barium titanate powder with an additive component as a dielectric ceramic composition by the following steps.
1. 1. Step of preparing a barium titanate slurry having a pH of 8.0 to 9.5 by adding barium titanate powder to water in which ammonium polyacrylate is dissolved and stirring the powder. An aqueous solution in which citric acid or ammonium citrate, ethylene glycol, yttrium acetate, manganese acetate, magnesium acetate, calcium acetate, and barium acetate was dissolved in water in another container was adjusted to pH 8.0 to 9.5 with aqueous ammonia. 2. adjusting to the range of 3. A step of adding a barium titanate slurry and silica sol to an aqueous solution to obtain a barium titanate suspension. 4. Condensing citric acid and metal ions by heating and concentrating the suspension, and dehydrating condensation of citric acid and ethylene glycol A step of firing the solidified product after concentration in air or in an oxidizing atmosphere at a temperature of 550 ° C. or higher and lower than 1000 ° C. to obtain an oxide of the metal ion

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.

ポリアクリル酸アンモニウム塩を溶解した水にバリウム粉末を投入し、これを撹拌する。ポリアクリル酸アンモニウムは、水中でポリアクリル酸イオンに電離し、これがチタン酸バリウム粉末粒子の表面に吸着するので、ポリアクリル酸の立体障害効果によりチタン酸バリウム粒子が互いに凝集することを防ぐことができる。これにより水中にチタン酸バリウムを分散させたスラリーを得ることができる。ポリアクリル酸アンモニウムの電離により、スラリーのpHは通常8.0から9.5の範囲になる。   Barium powder is put into water in which ammonium polyacrylate is dissolved, and this is stirred. Ammonium polyacrylate ionizes into polyacrylate ions in water, which is adsorbed on the surface of the barium titanate powder particles, preventing the barium titanate particles from aggregating with each other due to the steric hindrance effect of polyacrylic acid. it can. Thereby, a slurry in which barium titanate is dispersed in water can be obtained. Due to the ionization of ammonium polyacrylate, the pH of the slurry is usually in the range of 8.0 to 9.5.

一方、別の容器の水に、クエン酸またはクエン酸アンモニウム、エチレングリコール、酢酸イットリウム、酢酸マンガン、酢酸マグネシウム、酢酸カルシウム、および酢酸バリウムを溶解させ、アンモニア水でpHを8.0から9.5の範囲に調節する。酢酸塩を用いるのは、後述するように金属イオンとクエン酸との化合を進めやすくするためである。アンモニア水を加えてpHを8.0から9.5の範囲に調節するのは、前記のチタン酸バリウムスラリーを加えた際にチタン酸バリウム粒子が再び凝集するのを防ぐためである。   On the other hand, citric acid or ammonium citrate, ethylene glycol, yttrium acetate, manganese acetate, magnesium acetate, calcium acetate, and barium acetate are dissolved in water in another container, and the pH is 8.0 to 9.5 with aqueous ammonia. Adjust to the range. The reason for using acetate is to facilitate the combination of metal ions and citric acid as will be described later. The reason for adjusting the pH to the range of 8.0 to 9.5 by adding ammonia water is to prevent the barium titanate particles from aggregating again when the barium titanate slurry is added.

上記の水溶液に、前記のチタン酸バリウムスラリーとシリカゾルを投入する。シリカゾルとはシリカ微粒子を水に分散させたものである。水に可溶なケイ素の酢酸塩というものは存在しないので、添加物成分のうちケイ素についてはシリカゾルとして加えなくてはならない。これらの投入により、水溶液にチタン酸バリウムとシリカ粒子が懸濁した懸濁液が得られる。   The barium titanate slurry and silica sol are added to the aqueous solution. Silica sol is silica fine particles dispersed in water. Since there is no water-soluble silicon acetate, silicon must be added as a silica sol among the additive components. With these inputs, a suspension in which barium titanate and silica particles are suspended in an aqueous solution is obtained.

ついで、この懸濁液を加熱濃縮する。具体的には、容器に入れた懸濁液を加熱するか、あるいはロータリーエバポレーターを用いて加熱濃縮を行う。この加熱によって、前記の酢酸塩に由来する金属イオンと、クエン酸イオンとの化合が促され金属クエン酸塩が懸濁液中に生成する。   The suspension is then concentrated by heating. Specifically, the suspension put in the container is heated or concentrated by heating using a rotary evaporator. By this heating, the combination of the metal ion derived from the acetate and the citrate ion is promoted, and the metal citrate is formed in the suspension.

それと同時に、懸濁液から水分が除去されるにつれて、金属クエン酸塩とエチレングリコールが、式1に従って順次脱水縮合し、上記金属イオンと化合した高分子が生成する。
ここでMn+はクエン酸に化合しているn価の金属イオンを表す。
脱水縮合は式(1)で終了するのではなく、さらに式(1)の生成物どうしで脱水縮合していく。
At the same time, as water is removed from the suspension, the metal citrate and ethylene glycol are sequentially dehydrated and condensed according to the formula 1 to form a polymer combined with the metal ions.
Here, M n + represents an n-valent metal ion combined with citric acid.
The dehydration condensation does not end with the formula (1), but further the dehydration condensation takes place between the products of the formula (1).

脱水縮合が進行していくことにより生成する高分子は、懸濁液中に分散しているチタン酸バリウム粉末粒子およびシリカゾル粒子に付着してその表面を覆う。脱水縮合がさらに進行すると、懸濁液は粘調な液体を経て、最終的には固化物となる。   The polymer produced by the progress of dehydration condensation adheres to and covers the surface of the barium titanate powder particles and silica sol particles dispersed in the suspension. As the dehydration condensation further proceeds, the suspension goes through a viscous liquid and finally becomes a solidified product.

固化物は、チタン酸バリウム粉末、シリカ粉末および金属イオンと化合した高分子とが均一に混合された状態のものである。   The solidified product is a state in which barium titanate powder, silica powder, and a polymer combined with metal ions are uniformly mixed.

この固化物を、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、高分子が燃焼除去され、クエン酸と化合していた金属イオンは微細な金属酸化物に変化する。その結果、チタン酸バリウム粉末粒子表面には、酸化イットリウム、酸化マンガン、酸化マグネシウム、酸化バリウムおよびシリカの微粒子が被覆される。焼成温度が550℃未満であると、高分子の燃焼除去が完結せず、また1000℃以上であると、チタン酸バリウム粒子の焼結が進行するので、いずれも好ましくない。   When this solidified product is baked in air or in an oxidizing atmosphere at a temperature of 550 ° C. or higher and lower than 1000 ° C., the polymer is burned and removed, and the metal ions combined with citric acid are changed into fine metal oxides. . As a result, fine particles of yttrium oxide, manganese oxide, magnesium oxide, barium oxide and silica are coated on the surface of the barium titanate powder particles. If the calcination temperature is less than 550 ° C., combustion removal of the polymer is not completed, and if it is 1000 ° C. or more, the sintering of the barium titanate particles proceeds.

クエン酸およびエチレングリコールは、最初に水に溶解させる酢酸塩の総量に対して、それぞれ1.5倍以上5倍以下が好適である。1.5倍未満であると、金属イオンのすべてがクエン酸と化合することができずに、最終的に添加物成分の局在化を来たす。また5倍以上加えても不経済である。   Citric acid and ethylene glycol are preferably 1.5 times or more and 5 times or less, respectively, with respect to the total amount of acetate salt first dissolved in water. If it is less than 1.5 times, not all of the metal ions can combine with citric acid, and eventually the additive components are localized. Also, adding more than 5 times is uneconomical.

以上のプロセスにより、酸化イットリウム、酸化マンガン、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化バリウムおよびシリカで被覆されたチタン酸バリウム粉末が合成される。   By the above process, barium titanate powder coated with yttrium oxide, manganese oxide, magnesium oxide, calcium oxide, barium oxide and silica is synthesized.

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0.01モルの酸化イットリウム(Y2O3換算)、0.002モルの酸化マンガン(MnO換算)、0.01モルの酸化マグネシウム(MgO換算)、0.01モルの酸化カルシウム(CaO換算)、0.015モルの酸化バリウム(BaO換算)、0.015モルのシリカ(SiO2換算)を被覆した粉体を作ることを意図して、30mlの水に市販のポリアクリル酸アンモニウム塩0.21gを溶解し、これにチタン酸バリウム粉体30gを投入し、高速撹拌機で1時間撹拌してチタン酸バリウムスラリーを調製した。スラリーのpHは9.1であった。
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) 0.01 mole of yttrium oxide (converted to Y2O3), 0.002 mole of manganese oxide (converted to MnO), 0.01 mole of magnesium oxide (converted to MgO) to 0.01 mole of barium titanate, 0.01 Commercially available in 30 ml water with the intention of making a powder coated with mol calcium oxide (CaO equivalent), 0.015 mol barium oxide (BaO equivalent), 0.015 mol silica (SiO2 equivalent). The polyacrylic acid ammonium salt 0.21g was melt | dissolved, the barium titanate powder 30g was thrown into this, and it stirred for 1 hour with the high-speed stirrer, and prepared the barium titanate slurry. The pH of the slurry was 9.1.

(2) 別の容器に水を30mlとり、これに酢酸イットリウム4水和物0.874g、酢酸マンガン4水和物0.064g、酢酸マグネシウム4水和物0.227g、酢酸カルシウム1水和物0.278g、酢酸バリウム0.495g、クエン酸3.09g、エチレングリコール2.78mlを溶解し、これに濃アンモニア水を加えてpHを9.1に調節した。   (2) Take 30 ml of water in another container and add 0.874 g of yttrium acetate tetrahydrate, 0.064 g of manganese acetate tetrahydrate, 0.227 g of magnesium acetate tetrahydrate, calcium acetate monohydrate. 0.278 g, barium acetate 0.495 g, citric acid 3.09 g, and ethylene glycol 2.78 ml were dissolved, and concentrated aqueous ammonia was added thereto to adjust the pH to 9.1.

(3) 前記水溶液とチタン酸バリウムスラリーを、ロータリーエバポレーターに付属のナス型フラスコに入れ、これに市販シリカゾル(日産化学工業製、商品名メタノールシリカゾル、SiO2を30重量%含有)を0.390g投入しチタン酸バリウム懸濁液を得た。   (3) Put the aqueous solution and barium titanate slurry in a eggplant-shaped flask attached to the rotary evaporator, and add 0.390 g of commercial silica sol (manufactured by Nissan Chemical Industries, trade name: methanol silica sol, containing SiO 2 at 30% by weight). A barium titanate suspension was obtained.

(4) 懸濁液を70℃に加熱しながら3時間減圧濃縮したところ、懸濁液はしだいに粘度を増していき、最終的には白色の固化物が得られた。   (4) When the suspension was concentrated under reduced pressure for 3 hours while being heated to 70 ° C., the suspension gradually increased in viscosity and finally a white solid was obtained.

(5) ナス型フラスコから固化物を回収し、白金るつぼに入れて、大気雰囲気下、800℃で2時間焼成したところ、わずかに褐色を帯びた粉末が得られた。   (5) The solidified product was recovered from the eggplant-shaped flask, placed in a platinum crucible, and baked at 800 ° C. for 2 hours in an air atmosphere. As a result, a slightly brownish powder was obtained.

(6) 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イットリウム、マンガン、マグネシウム、カルシウム、バリウムおよびシリカの分布を分析したところ、これらの添加物成分はは粉末中に均一に分布していることが確認された。   (6) After this firing, the composition of the dielectric porcelain powder and the distribution of yttrium, manganese, magnesium, calcium, barium and silica in the powder were analyzed by EDX analysis. These additive components were found in the powder. It was confirmed that it was uniformly distributed.

以上のようなプロセスを経て、酸化イットリウム、酸化マンガン、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化バリウムおよびシリカで被覆され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 process described above, a dielectric ceramic powder made of barium titanate powder coated with yttrium oxide, manganese oxide, magnesium oxide, calcium oxide, barium oxide and silica was 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MnO前駆体を前述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 a dielectric base material, a dielectric ceramic composition in which BaTiO 3 having an average particle diameter of 0.7 μm was coated with a MnO precursor 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 an 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分後に容量と25V印可した時の絶縁抵抗の1分値を測定し、その値と容量の積を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 1 minute value of insulation resistance when 25 V was applied were measured, 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印可して、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、本考案の実施例では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)

ポリアクリル酸アンモニウム塩を溶解した水にチタン酸バリウム粉末を投入し、これを撹拌することによりチタン酸バリウムスラリーを調製する工程と、
水にクエン酸またはクエン酸アンモニウム、エチレングリコール、酢酸イットリウム、酢酸マンガン、酢酸マグネシウム、酢酸カルシウム及び酢酸バリウムを溶解させ、pHを8.0から9.5の範囲に調整した水溶液を得る工程と、
前記水溶液にチタン酸バリウムスラリーとシリカゾルを投入してチタン酸バリウム懸濁液を得る工程と、
前記懸濁液を加熱濃縮することにより、クエン酸と金属イオンとを化学結合させるとともに、クエン酸とエチレングリコールを脱水縮合させる工程と、
濃縮終了後の固化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、上記金属イオンの酸化物を得る工程により、
金属酸化物微粒子を被覆で被覆したチタン酸バリウム粉末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。
A step of preparing a barium titanate slurry by adding barium titanate powder to water in which poly (ammonium acrylate) is dissolved, and stirring the powder;
Dissolving citric acid or ammonium citrate, ethylene glycol, yttrium acetate, manganese acetate, magnesium acetate, calcium acetate and barium acetate in water to obtain an aqueous solution having a pH adjusted to a range of 8.0 to 9.5;
Adding a barium titanate slurry and silica sol to the aqueous solution to obtain a barium titanate suspension;
A step of thermally concentrating the suspension to chemically bond citric acid and metal ions, and dehydrating condensation of citric acid and ethylene glycol;
By baking the solidified product after the concentration in air or in an oxidizing atmosphere at a temperature of 550 ° C. or higher and lower than 1000 ° C. to obtain the metal ion oxide,
A method for producing a dielectric ceramic composition, comprising obtaining barium titanate powder coated with metal oxide fine particles as a dielectric ceramic powder.
前記クエン酸またはクエン酸アンモニウム、エチレングリコール、酢酸イットリウム、酢酸マンガン、酢酸マグネシウム、酢酸カルシウム、および酢酸バリウムを溶解させた水溶液において、クエン酸またはクエン酸アンモニウムとエチレングリコールの量が、金属イオンの総量に対して1.5倍以上5倍以下であ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。 In the aqueous solution in which citric acid or ammonium citrate, ethylene glycol, yttrium acetate, manganese acetate, magnesium acetate, calcium acetate, and barium acetate are dissolved, the amount of citric acid or ammonium citrate and ethylene glycol is the total amount of metal ions. The method for producing a dielectric ceramic composition according to claim 1, wherein the dielectric ceramic composition is 1.5 times or more and 5 times or less. 請求項1および2に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.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008069030A (en) * 2006-09-13 2008-03-27 Kyocera Corp Dielectric raw powder and its manufacturing method, and multilayered ceramic capacitor
CN101891466A (en) * 2010-07-21 2010-11-24 陕西科技大学 Method for preparing tabular barium titanate nanometer powder
JP2015503829A (en) * 2012-01-03 2015-02-02 アンドリュー ズジンコAndrew Zsinko Electroluminescent device and its manufacture
WO2022239744A1 (en) * 2021-05-13 2022-11-17 日本化学工業株式会社 Composition for forming dielectric ceramic, and dielectric ceramic material

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008069030A (en) * 2006-09-13 2008-03-27 Kyocera Corp Dielectric raw powder and its manufacturing method, and multilayered ceramic capacitor
CN101891466A (en) * 2010-07-21 2010-11-24 陕西科技大学 Method for preparing tabular barium titanate nanometer powder
CN101891466B (en) * 2010-07-21 2012-12-19 陕西科技大学 Method for preparing tabular barium titanate nanometer powder
JP2015503829A (en) * 2012-01-03 2015-02-02 アンドリュー ズジンコAndrew Zsinko Electroluminescent device and its manufacture
WO2022239744A1 (en) * 2021-05-13 2022-11-17 日本化学工業株式会社 Composition for forming dielectric ceramic, and dielectric ceramic material
JP7524129B2 (en) 2021-05-13 2024-07-29 日本化学工業株式会社 Dielectric ceramic forming composition and dielectric ceramic material

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