JP2007261912A - Barium titanate powder and its manufacture process - Google Patents

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順 鈴木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing process of a barium titanate powder being reduced in the content of impurities. <P>SOLUTION: In the manufacturing process, the barium titanate powder is hydrothermally synthesized from a titanium compound and a barium compound. A titanium compound showing a pH of ≥6.6 and ≤10 is used for the titanium compound. The concentrations of the titanium compound and the barium compound are ≥1.0 mol/L respectively. The chlorine content of the titanium compound is ≤0.023 wt.%. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、不純物含有量の少ないチタン酸バリウム粉末を製造する方法に係わり、さらに詳しくは、積層セラミックコンデンサなどの電子部品の構成材料として有用なチタン酸バリウム粉末を製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a barium titanate powder having a low impurity content, and more particularly to a method for producing a barium titanate powder useful as a constituent material of an electronic component such as a multilayer ceramic capacitor.

電子部品の小型化に伴い、積層セラミックコンデンサの小型且つ大容量化が望まれている。積層セラミックコンデンサの小型且つ大容量化のためには、誘電体層の薄層化が必要である。この誘電体厚みの薄層化に伴って、誘電体材料であるチタン酸バリウム粉末の微粒化が進んでいる。   With the downsizing of electronic components, it is desired to reduce the size and increase the capacity of multilayer ceramic capacitors. In order to reduce the size and increase the capacity of the multilayer ceramic capacitor, it is necessary to reduce the thickness of the dielectric layer. As the dielectric thickness decreases, the barium titanate powder, which is a dielectric material, is being atomized.

チタン酸バリウムを製造する方法としては、固相反応法、水熱合成法、シュウ酸塩法およびゾルゲル法などが挙げられる。これらの手法の中で、微細なチタン酸バリウムを製造するためには、液相法が有利であり、その一つとして、水熱合成法がある。   Examples of methods for producing barium titanate include a solid phase reaction method, a hydrothermal synthesis method, an oxalate method, and a sol-gel method. Among these methods, the liquid phase method is advantageous for producing fine barium titanate, and one of them is a hydrothermal synthesis method.

水熱合成法とは、例えば水溶性チタン塩(たとえば酸化チタン)と水溶性バリウム塩(たとえば水酸化バリウム)とを、アルカリ性の高温高圧水中で反応させ結晶性のチタン酸バリウム粉末を得る方法である(特許文献1参照)。   The hydrothermal synthesis method is a method in which, for example, a water-soluble titanium salt (for example, titanium oxide) and a water-soluble barium salt (for example, barium hydroxide) are reacted in alkaline high-temperature and high-pressure water to obtain crystalline barium titanate powder. Yes (see Patent Document 1).

しかしながら、高温高圧下で従来の水熱合成を行うと、不純物含有量が多くなる。特に250℃以上の温度で合成を行うと、反応容器(たとえばオートクレーブ)の材質にもよるが、チタン酸バリウム粉末に不純物がコンタミネーションとして混入することが確認されている。この不純物によるコンタミネーションは、積層セラミックコンデンサの電気的特性に悪影響を与える。
WO99/59919(特願2000−549542号)
However, when conventional hydrothermal synthesis is performed under high temperature and high pressure, the impurity content increases. In particular, when synthesis is carried out at a temperature of 250 ° C. or higher, it has been confirmed that impurities are mixed in the barium titanate powder as contamination, depending on the material of the reaction vessel (for example, autoclave). This contamination by impurities adversely affects the electrical characteristics of the multilayer ceramic capacitor.
WO99 / 59919 (Japanese Patent Application No. 2000-549542)

本発明は、このような実情に鑑みて成され、本発明の目的は、不純物含有量の少ないチタン酸バリウム粉末を得るための製造方法と、その製造方法により得られるチタン酸バリウムの粉末と、該粉末を用いて製造された積層セラミックコンデンサなどの電子部品とを提供することである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a production method for obtaining a barium titanate powder having a low impurity content, and a barium titanate powder obtained by the production method. It is to provide an electronic component such as a multilayer ceramic capacitor manufactured using the powder.

本発明者は、チタン酸バリウムを水熱合成法により製造する際に、チタン化合物とバリウム化合物との反応において、チタン化合物のpH、チタン化合物における塩素含有率、および/またはチタン化合物とバリウム化合物との濃度を制御することにより、不純物含有量の少ないチタン酸バリウムを得られることを見出した。   When the present inventors produce barium titanate by a hydrothermal synthesis method, in the reaction between the titanium compound and the barium compound, the pH of the titanium compound, the chlorine content in the titanium compound, and / or the titanium compound and the barium compound It has been found that barium titanate with a low impurity content can be obtained by controlling the concentration of.

すなわち、本発明によれば、
チタン化合物とバリウム化合物を使用して水熱合成法によりチタン酸バリウム粉末を製造する方法であって、
前記チタン化合物として、pHが6.6以上10以下であるチタン化合物を用いることを特徴とする。
That is, according to the present invention,
A method for producing a barium titanate powder by a hydrothermal synthesis method using a titanium compound and a barium compound,
As the titanium compound, a titanium compound having a pH of 6.6 or more and 10 or less is used.

好ましくは、前記チタン化合物中の塩素不純物の濃度が0.023wt%以下とする。   Preferably, the concentration of chlorine impurities in the titanium compound is 0.023 wt% or less.

好ましくは、前記チタン化合物および前記バリウム化合物の濃度を1.0mol/リットル以上とする。   Preferably, the concentration of the titanium compound and the barium compound is 1.0 mol / liter or more.

好ましくは、前記チタン化合物が酸化チタンである。   Preferably, the titanium compound is titanium oxide.

好ましくは、前記水溶性バリウム化合物が、水酸化バリウムまたは水酸化バリウム8水和物である。
本発明によれば、上記方法により得られるチタン酸バリウム粉末が提供される。
Preferably, the water-soluble barium compound is barium hydroxide or barium hydroxide octahydrate.
According to the present invention, a barium titanate powder obtained by the above method is provided.

本発明によれば、誘電体層を有する電子部品であって、
前記誘電体層が、上記に記載のチタン酸バリウム粉末を用いて製造されることを特徴とする電子部品が提供される。
According to the present invention, an electronic component having a dielectric layer,
An electronic component is provided in which the dielectric layer is manufactured using the barium titanate powder described above.

本発明によれば、内部電極層と誘電体層とが交互に複数積層された素子本体を有する積層型電子部品であって、   According to the present invention, there is provided a multilayer electronic component having an element body in which a plurality of internal electrode layers and dielectric layers are alternately stacked,

前記誘電体層が、上記に記載のチタン酸バリウム粉末を用いて製造されることを特徴とする積層型電子部品が提供される。   A multilayer electronic component is provided in which the dielectric layer is manufactured using the barium titanate powder described above.

本発明の方法では、pHが6.6以上10以下であるチタン化合物を用いることで、チタン酸バリウムに含まれる不純物濃度を効果的に低減することができる。また、本発明の方法では、チタン化合物中の塩素不純物の濃度を0.023wt%以下とすることにより、チタン酸バリウムに含まれる不純物濃度を、さらに効果的に低減することができる。さらに、本発明の方法では、チタン化合物およびバリウム化合物の濃度を1.0mol/リットル以上に設定することで、チタン酸バリウムに含まれる不純物濃度を、さらに効果的に低減することができる。   In the method of the present invention, by using a titanium compound having a pH of 6.6 or more and 10 or less, the concentration of impurities contained in barium titanate can be effectively reduced. Further, in the method of the present invention, the concentration of impurities contained in barium titanate can be more effectively reduced by setting the concentration of chlorine impurities in the titanium compound to 0.023 wt% or less. Furthermore, in the method of the present invention, the concentration of impurities contained in barium titanate can be more effectively reduced by setting the concentrations of the titanium compound and barium compound to 1.0 mol / liter or more.

本発明の方法により得られたチタン酸バリウム粉末は、不純物濃度が極めて低いため、そのチタン酸バリウム粉末を用いて形成された誘電体層を持つ積層セラミックコンデンサでは、高温負荷寿命などの電気的特性に優れる。   Since the barium titanate powder obtained by the method of the present invention has a very low impurity concentration, a multilayer ceramic capacitor having a dielectric layer formed using the barium titanate powder has electrical characteristics such as a high temperature load life. Excellent.

なお、本発明の方法により製造されるチタン酸バリウム粉末は、コンデンサの誘電体層以外に、PTCサーミスタ、顔料などとして、好適に用いることができる。   In addition, the barium titanate powder produced by the method of the present invention can be suitably used as a PTC thermistor, a pigment, etc. in addition to the dielectric layer of the capacitor.

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図1は本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの概略断面図である。
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a multilayer ceramic capacitor according to an embodiment of the present invention.

図1に示すように、本発明の電子部品の一例としての積層セラミックコンデンサ1は、層間誘電体層2と内部電極層3とが交互に積層された構成のコンデンサ素子本体10を有する。このコンデンサ素子本体10の両側端部には、素子本体10の内部で交互に配置された内部電極層3と各々導通する一対の外部電極4が形成してある。内部電極層3は、各側端面がコンデンサ素子本体10の対向する2端部の表面に交互に露出するように積層してある。   As shown in FIG. 1, a multilayer ceramic capacitor 1 as an example of an electronic component of the present invention has a capacitor element body 10 having a configuration in which interlayer dielectric layers 2 and internal electrode layers 3 are alternately stacked. A pair of external electrodes 4 are formed at both ends of the capacitor element body 10 so as to be electrically connected to the internal electrode layers 3 arranged alternately in the element body 10. The internal electrode layers 3 are laminated such that the side end faces are alternately exposed on the surfaces of the two opposite ends of the capacitor element body 10.

一対の外部電極4は、コンデンサ素子本体10の両端部に形成され、交互に配置された内部電極層3の露出端面に接続されて、コンデンサ回路を構成する。   The pair of external electrodes 4 are formed at both ends of the capacitor element body 10 and are connected to the exposed end surfaces of the alternately arranged internal electrode layers 3 to constitute a capacitor circuit.

コンデンサ素子本体10の形状に特に制限はないが、通常、直方体状とされる。また、その寸法にも特に制限はなく、用途に応じて適当な寸法とすればよいが、通常、縦(0.6〜5.6mm)×横(0.3〜5.0mm)×高さ(0.3〜1.9mm)程度である。   The shape of the capacitor element body 10 is not particularly limited, but is usually a rectangular parallelepiped shape. Also, there is no particular limitation on the size, and it may be an appropriate size according to the application. Usually, the length (0.6 to 5.6 mm) × width (0.3 to 5.0 mm) × height (0.3 to 1.9 mm).

コンデンサ素子本体10において、内部電極層3および層間誘電体層2の積層方向の両外側端部には、外側誘電体層20が配置してあり、素子本体10の内部を保護している。   In the capacitor element body 10, outer dielectric layers 20 are disposed at both outer end portions in the stacking direction of the internal electrode layer 3 and the interlayer dielectric layer 2 to protect the inside of the element body 10.

層間誘電体層2および外側誘電体層20の組成は、本発明では特に限定されないが、たとえば以下の誘電体磁器組成物で構成される。   The composition of the interlayer dielectric layer 2 and the outer dielectric layer 20 is not particularly limited in the present invention, and is composed of, for example, the following dielectric ceramic composition.

本実施形態の誘電体磁器組成物は、後述の水熱合成法により製造されたチタン酸バリウムを主成分として有する。誘電体磁器組成物中に主成分と共に含まれる副成分としては、Mn,Cr,Ca,Ba,Mg,V,W,Ta,NbおよびR(RはYなどの希土類元素の1種以上)の酸化物並びに焼成により酸化物になる化合物を一種類以上含有するものが例示される。   The dielectric ceramic composition of the present embodiment has, as a main component, barium titanate produced by a hydrothermal synthesis method described later. Subcomponents included in the dielectric ceramic composition together with the main component include Mn, Cr, Ca, Ba, Mg, V, W, Ta, Nb, and R (R is one or more of rare earth elements such as Y). Examples include oxides and one or more compounds that become oxides upon firing.

内部電極層3は、実質的に電極として作用する卑金属の導電材で構成されることが好ましい。導電材として用いる卑金属としては、NiまたはNi合金が好ましい。   The internal electrode layer 3 is preferably made of a base metal conductive material that substantially functions as an electrode. As the base metal used as the conductive material, Ni or Ni alloy is preferable.

外部電極4としては、通常Ni,Pd,Ag,Au,Cu,Pt,Rh,Ru,Ir等の少なくとも1種またはそれらの合金を用いることができる。通常は、Cu,Cu合金、NiまたはNi合金等や、Ag,Ag−Pd合金、In−Ga合金等が使用される。   As the external electrode 4, at least one of Ni, Pd, Ag, Au, Cu, Pt, Rh, Ru, Ir, or an alloy thereof can be used. Usually, Cu, Cu alloy, Ni, Ni alloy, etc., Ag, Ag—Pd alloy, In—Ga alloy, etc. are used.

本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ1を製造するには、たとえば、まず、焼成後に図1に示す層間誘電体層2および外側誘電体層20を形成するための焼成前層間誘電体層および焼成前外側誘電体層を構成することとなる誘電体層用ペーストと、焼成後に図1に示す内部電極層3を形成するための焼成前内部電極層を構成することとなる内部電極層用ペーストとを準備する。   In order to manufacture the multilayer ceramic capacitor 1 according to the present embodiment, for example, first, before firing, the interlayer dielectric layer 2 and the outer dielectric layer 20 shown in FIG. A dielectric layer paste that constitutes the outer dielectric layer, and an internal electrode layer paste that constitutes the pre-fired internal electrode layer for forming the internal electrode layer 3 shown in FIG. 1 after firing. prepare.

誘電体層用ペースト中の誘電体原料に含まれるチタン酸バリウムは、本実施形態では、水熱合成法により製造される。具体的には、以下の通りである。
チタン酸バリウム粉末の製造方法
In this embodiment, barium titanate contained in the dielectric material in the dielectric layer paste is manufactured by a hydrothermal synthesis method. Specifically, it is as follows.
Method for producing barium titanate powder

まず、出発原料として、チタン化合物と、バリウム化合物と、イオン交換水とを準備する。   First, a titanium compound, a barium compound, and ion-exchanged water are prepared as starting materials.

チタン化合物としては、ハロゲン化物、水酸化物、硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩、過塩素酸塩、しゅう酸塩およびアルコキシドから選択される1種または2種以上が用いられる。具体的には、酸化チタン、含水酸化チタン、四塩化チタンおよびその加水分解物または酸化チタンなどであり、これらの中でも酸化チタン微粒子が好ましく用いられる。酸化チタン微粒子としては、特に限定されないが、アナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、あるいはその混合体であることが好ましい。好ましくは、酸化チタン微粒子の比表面積が35m/g以上である。すなわち、酸化チタン微粒子の粒径は、小さい方が好ましい。酸化チタン微粒子の粒径が大きすぎると、反応が不十分となる傾向にある。 As the titanium compound, one or more selected from halides, hydroxides, nitrates, sulfates, acetates, perchlorates, oxalates and alkoxides are used. Specific examples include titanium oxide, hydrous titanium oxide, titanium tetrachloride and hydrolysates thereof, or titanium oxide. Among these, titanium oxide fine particles are preferably used. The titanium oxide fine particles are not particularly limited, but are preferably anatase-type titanium oxide, rutile-type titanium oxide, or a mixture thereof. Preferably, the specific surface area of the titanium oxide fine particles is 35 m 2 / g or more. That is, it is preferable that the titanium oxide fine particles have a small particle size. When the particle diameter of the titanium oxide fine particles is too large, the reaction tends to be insufficient.

バリウム化合物としては、ハロゲン化物、水酸化物、硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩、過塩素酸塩、しゅう酸塩およびアルコキシドから選択される1種または2種以上が用いられ、特に水溶性バリウム化合物が好ましく用いられる。水溶性バリウム化合物としては、特に限定されず、水酸化バリウム、水酸化バリウム8水和物、酢酸バリウム、塩化バリウムが例示されるが、これらの中でも、水酸化バリウムまたは水酸化バリウム8水和物が好ましく用いられる。   As the barium compound, one or more selected from halides, hydroxides, nitrates, sulfates, acetates, perchlorates, oxalates and alkoxides are used. Preferably used. The water-soluble barium compound is not particularly limited, and examples thereof include barium hydroxide, barium hydroxide octahydrate, barium acetate, and barium chloride. Among these, barium hydroxide or barium hydroxide octahydrate is exemplified. Is preferably used.

なお、必要に応じて、水酸化ナトリウム、アンモニア、水酸化カリウム、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド等のアミン類などのアルカリ性化合物を加えても良い。   In addition, you may add alkaline compounds, such as amines, such as sodium hydroxide, ammonia, potassium hydroxide, and tetramethylammonium hydroxide, as needed.

本実施形態では、これらの各化合物として、予め、粉末状、水溶液状または懸濁液状に調製されたものを用いても良い。   In the present embodiment, these compounds may be prepared in advance in the form of powder, aqueous solution or suspension.

次に、これらの各化合物を、圧力容器などの反応釜に入れ、水熱反応を行わせ、反応物を得る。圧力容器の材質は高温高圧に耐えるもので、たとえばSUS316あるいはHC−276で構成してある。   Next, each of these compounds is put into a reaction kettle such as a pressure vessel, and a hydrothermal reaction is performed to obtain a reaction product. The material of the pressure vessel can withstand high temperature and pressure, and is made of, for example, SUS316 or HC-276.

SUS316は、主成分がFeであり、その他の成分として、C≦0.08%、Si≦1.00%、Si≦1.00%、Mn≦2.00%、P≦0.045%、S≦0.030%、10.00%≦Ni≦14.00%、16.00%≦Cr≦18.00%、2.00%≦Mo≦3.00%を含む。   SUS316 has Fe as a main component, and other components include C ≦ 0.08%, Si ≦ 1.00%, Si ≦ 1.00%, Mn ≦ 2.00%, P ≦ 0.045%, S ≦ 0.030%, 10.00% ≦ Ni ≦ 14.00%, 16.00% ≦ Cr ≦ 18.00%, 2.00% ≦ Mo ≦ 3.00%.

HC−276は、主成分がNiであり、その他の成分として、14.5≦%Cr≦16.5%、15.0≦%Mo≦17.0%、3.0%≦W≦4.5%、4.0%≦Fe≦7.0%、C≦0.02%、Si≦1.0%、Co≦2.5%を含む。   The main component of HC-276 is Ni. As other components, 14.5 ≦% Cr ≦ 16.5%, 15.0 ≦% Mo ≦ 17.0%, 3.0% ≦ W ≦ 4. 5%, 4.0% ≦ Fe ≦ 7.0%, C ≦ 0.02%, Si ≦ 1.0%, Co ≦ 2.5%.

各化合物を、圧力容器などの反応釜に入れる際には、チタン化合物と、バリウム化合物とが、所定のBa/Ti比となるように投入する。好ましくは、チタン化合物のモル数に対して等モル以上のモル数で、バリウム化合物を加える。チタン化合物のモル数をAとし、バリウム化合物のモル数をBとした場合に、好ましくは、B/Aは、1〜2である。この場合において、チタン酸バリウム粉末と共に得られた過剰なバリウム化合物を除去することが好ましい。さらに好ましくは、チタン化合物のモル数に対して、実質的に等モルで、バリウム化合物を加える。この場合には、過剰なバリウム化合物を除去する必要がない。   When each compound is put into a reaction vessel such as a pressure vessel, the titanium compound and the barium compound are charged so as to have a predetermined Ba / Ti ratio. Preferably, the barium compound is added in the number of moles equal to or greater than the number of moles of the titanium compound. When the number of moles of the titanium compound is A and the number of moles of the barium compound is B, B / A is preferably 1 to 2. In this case, it is preferable to remove the excess barium compound obtained together with the barium titanate powder. More preferably, the barium compound is added in a substantially equimolar amount with respect to the number of moles of the titanium compound. In this case, it is not necessary to remove excess barium compound.

本実施形態では、水熱合成に用いるチタン化合物として、pHが6.6以上10以下、好ましくはpHが7.0〜9.0であるチタン化合物を用いる。しかも、本実施形態では、チタン化合物中の塩素不純物の濃度が、好ましくは0.023wt%以下、さらに好ましくは0.010wt%以下であるチタン化合物を用いる。さらに、水熱合成に際しては、チタン化合物およびバリウム化合物の濃度を、好ましくは1.0mol/リットル以上、さらに好ましくは2.0mol/リットル以上に設定する。   In the present embodiment, a titanium compound having a pH of 6.6 or more and 10 or less, preferably a pH of 7.0 to 9.0 is used as the titanium compound used for hydrothermal synthesis. Moreover, in the present embodiment, a titanium compound in which the concentration of chlorine impurities in the titanium compound is preferably 0.023 wt% or less, more preferably 0.010 wt% or less is used. Further, in the hydrothermal synthesis, the concentration of the titanium compound and barium compound is preferably set to 1.0 mol / liter or more, more preferably 2.0 mol / liter or more.

なお、各化合物の投入の際には、たとえばイオン交換水などを所定量で併せて投入しても良い。   In addition, when adding each compound, for example, ion exchange water or the like may be added together in a predetermined amount.

水熱反応は、通常、水溶液の水素イオン濃度(pH)が高く、好ましくは11以上のアルカリ性水溶液中で行われる。   The hydrothermal reaction is usually performed in an aqueous alkaline solution having a high hydrogen ion concentration (pH), preferably 11 or more.

水熱反応温度は、反応率を高める必要から、好ましくは80℃以上、より好ましくは150℃以上である。溶液の圧力上昇を防止する観点からは、反応温度の上限は、好ましくは500℃程度である。本実施形態では、200℃〜300℃の反応温度が好ましい。   The hydrothermal reaction temperature is preferably 80 ° C. or higher, more preferably 150 ° C. or higher, because it is necessary to increase the reaction rate. From the viewpoint of preventing an increase in the pressure of the solution, the upper limit of the reaction temperature is preferably about 500 ° C. In this embodiment, a reaction temperature of 200 ° C. to 300 ° C. is preferable.

水熱反応時間は、特に限定されないが、好ましくは30分以上、より好ましくは60分以上である。あまりに長すぎると不経済なので、反応時間の上限は、好ましくは360分程度である。   The hydrothermal reaction time is not particularly limited, but is preferably 30 minutes or more, more preferably 60 minutes or more. Since it is uneconomical if it is too long, the upper limit of the reaction time is preferably about 360 minutes.

水熱反応は、二酸化炭素が存在しない雰囲気下で行うことが好ましい。二酸化炭素が存在する雰囲気で水熱反応を行うと、炭酸バリウム相が生成する不都合を生じうる。   The hydrothermal reaction is preferably performed in an atmosphere in which no carbon dioxide exists. When the hydrothermal reaction is performed in an atmosphere in which carbon dioxide is present, there may be a disadvantage that a barium carbonate phase is generated.

水熱反応は、好ましくは1.0気圧以上、より好ましくは4.5気圧以上の高圧で行われる。   The hydrothermal reaction is preferably performed at a high pressure of 1.0 atm or higher, more preferably 4.5 atm or higher.

次に、得られた反応物(スラリー)を乾燥させて、チタン酸バリウム粉末を得る。乾燥は、従来公知の方法により行うことができる。   Next, the obtained reaction product (slurry) is dried to obtain barium titanate powder. Drying can be performed by a conventionally known method.

なお、得られた反応物を一度大気中で乾燥させた後、酢酸水溶液などの弱酸溶液中で洗浄してもよい。こうすることで、過剰なバリウム(炭酸バリウム)のみを除去することができる。   In addition, after drying the obtained reaction material once in air | atmosphere, you may wash | clean in weak acid solutions, such as acetic acid aqueous solution. By doing so, only excess barium (barium carbonate) can be removed.

このようにして水熱合成法で製造されたチタン酸バリウムは、一定の球状であり、比表面積の逆数から算出された粒子径が、好ましくは40〜140nmで、かつ粒度分布が狭く、かつ結晶性も良好である。また、Ba/Tiの原子比は、0.998〜1.002と1.00に極めて近い。さらに、スラリー化した際の分散性が極めて高い。したがって、誘電体層用ペースト中の誘電体原料に含まれる主成分原料として好適である。   The barium titanate thus produced by the hydrothermal synthesis method has a certain spherical shape, the particle diameter calculated from the reciprocal of the specific surface area is preferably 40 to 140 nm, the particle size distribution is narrow, and the crystal The property is also good. Further, the atomic ratio of Ba / Ti is very close to 1.00 to 0.998 to 1.002. Furthermore, the dispersibility when slurryed is extremely high. Therefore, it is suitable as a main component material contained in the dielectric material in the dielectric layer paste.

また、本実施形態の水熱合成法で製造されたチタン酸バリウムは、Cr,MnO、Fe、NiO,MoOなどの不純物を少なくすることができる。そのため、この本実施形態の方法により得られたチタン酸バリウム粉末を用いてコンデンサを作製した場合、静電容量および信頼性を向上させることができ、高容量かつ高信頼性の製品が得られることが期待される。 Moreover, the barium titanate manufactured by the hydrothermal synthesis method of the present embodiment can reduce impurities such as Cr 2 O 3 , MnO, Fe 2 O 3 , NiO, and MoO 3 . Therefore, when a capacitor is produced using the barium titanate powder obtained by the method of this embodiment, the capacitance and reliability can be improved, and a high-capacity and high-reliability product can be obtained. There is expected.

本実施形態では、上記のようにして得られたチタン酸バリウムを含む誘電体原料を有する誘電体層用ペーストと、内部電極層用ペーストとを用いて、焼成前誘電体層と焼成前内部電極層とが積層されたグリーンチップを作製する。このグリーンチップに対して、脱バインダ工程、焼成工程、必要に応じて行われるアニール工程を行い、図1に示すコンデンサ素子本体10が得られ、この素子本体10に対して、外部電極4を形成して、積層セラミックコンデンサ1が製造される。   In the present embodiment, the dielectric layer paste having the dielectric material containing barium titanate obtained as described above and the internal electrode layer paste are used, and the pre-fired dielectric layer and the pre-fired internal electrode A green chip in which the layers are laminated is manufactured. The green chip is subjected to a binder removal process, a firing process, and an annealing process performed as necessary, to obtain the capacitor element body 10 shown in FIG. 1, and the external electrode 4 is formed on the element body 10. Thus, the multilayer ceramic capacitor 1 is manufactured.

本実施形態の積層セラミックコンデンサ1は、本発明のチタン酸バリウム粉末を用いて製造されているので、高容量かつ高信頼性を有する。   Since the multilayer ceramic capacitor 1 of the present embodiment is manufactured using the barium titanate powder of the present invention, it has a high capacity and high reliability.

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様で実施し得ることは勿論である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to such embodiment at all, Of course, in the range which does not deviate from the summary of this invention, it can implement in various aspects. .

次に、本発明の実施の形態を、より具体化した実施例を挙げ、本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
試料1〜7
Next, the present invention will be described in more detail by giving more specific examples of the embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to only these examples.
Samples 1-7

水酸化バリウムと、表1に示すpHおよび塩素含有率の酸化チタンとを、250ミリリットルのイオン交換水(pH:7.0〜8.0、水温25℃)に溶かし、水酸化バリウムと酸化チタンとの濃度を1.0mol/リットルとし、ステンレス材質SUS316の反応容器に入れ、280℃で1時間、水熱合成を行った。   Barium hydroxide and titanium oxide having the pH and chlorine content shown in Table 1 were dissolved in 250 ml of ion-exchanged water (pH: 7.0 to 8.0, water temperature 25 ° C.), and barium hydroxide and titanium oxide were dissolved. Was placed in a reaction vessel made of stainless steel SUS316, and hydrothermal synthesis was performed at 280 ° C. for 1 hour.

なお、酸化チタンのpHは、酸化チタン10gを、300ミリリットルのイオン交換水(pH7.0〜8.0、水温25度で測定)に投入し、溶液温度25°Cおよび撹拌速度100rpmの条件下で、横河電機株式会社製 型番PH82−21−Jを使用して測定した。   The pH of titanium oxide is 10 g of titanium oxide charged into 300 ml of ion exchange water (pH 7.0 to 8.0, measured at a water temperature of 25 ° C.) under the conditions of a solution temperature of 25 ° C. and a stirring speed of 100 rpm. Therefore, it measured using Yokogawa Electric Corporation make type | model number PH82-21-J.

反応後の溶液を130℃の乾燥機で12時間乾燥させ、めのう乳鉢で粉砕した。
得られたチタン酸バリウム粉末の組成分析は、蛍光X線分析装置(リガクZSX−100e)により行った。チタン酸バリウムに含まれる不純物含有量を表1に示す。また、マルチソーブ(ユアサアイオニクス)により、得られたチタン酸バリウムの比表面積を測定し、チタン酸バリウム粉末の平均粒子径を、その比表面積の逆数から算出した。得られたチタン酸バリウム粉末の平均粒径を表1に示す。
The solution after the reaction was dried with a dryer at 130 ° C. for 12 hours and pulverized in an agate mortar.
The composition analysis of the obtained barium titanate powder was performed with a fluorescent X-ray analyzer (Rigaku ZSX-100e). Table 1 shows the impurity content contained in barium titanate. Moreover, the specific surface area of the obtained barium titanate was measured by multisorb (Yuasa Ionics), and the average particle diameter of the barium titanate powder was calculated from the reciprocal of the specific surface area. The average particle diameter of the obtained barium titanate powder is shown in Table 1.

Figure 2007261912
Figure 2007261912
試料11〜17Samples 11-17

酸化チタンと水酸化バリウムの濃度を0.6mol/リットルにした以外は、試料1〜7と同様にして、チタン酸バリウム粉末を製造し、同様な評価を行った。結果を表1に示す。
試料21〜24
Barium titanate powder was produced and evaluated in the same manner as in Samples 1 to 7 except that the concentrations of titanium oxide and barium hydroxide were 0.6 mol / liter. The results are shown in Table 1.
Samples 21-24

pH7で塩素含有率が0.010wt%の酸化チタンを用い、酸化チタンと水酸化バリウムの濃度を、表2に示すように変化させた以外は、試料1〜7と同様にして、チタン酸バリウム粉末を製造し、同様な評価を行った。結果を表2に示す。   Barium titanate was used in the same manner as Samples 1 to 7 except that titanium oxide having a chlorine content of 0.010 wt% at pH 7 was used and the concentrations of titanium oxide and barium hydroxide were changed as shown in Table 2. A powder was produced and evaluated in the same manner. The results are shown in Table 2.

Figure 2007261912
Figure 2007261912
試料31〜34Samples 31-34

合成温度を、表3に示すように変化させた以外は、試料21〜24と同様ににして、チタン酸バリウム粉末を製造し、同様な評価を行った。結果を表3に示す。   Except for changing the synthesis temperature as shown in Table 3, barium titanate powder was produced and evaluated in the same manner as in Samples 21 to 24. The results are shown in Table 3.

Figure 2007261912
Figure 2007261912
試料41〜44Samples 41-44

酸化チタンと水酸化バリウムの濃度を、0.6mol/リットルに変化させた以外は、試料31〜34と同様にして、チタン酸バリウム粉末を製造し、同様な評価を行った。結果を表3に示す。
試料51〜54
Barium titanate powder was produced and evaluated in the same manner as Samples 31 to 34 except that the concentrations of titanium oxide and barium hydroxide were changed to 0.6 mol / liter. The results are shown in Table 3.
Samples 51-54

pHが4となり、塩素含有率が0.065wt%の酸化チタンを用いた以外は、試料41〜44と同様にして、チタン酸バリウム粉末を製造し、同様な評価を行った。結果を表3に示す。
試料61〜64
Barium titanate powder was produced and evaluated in the same manner as Samples 41 to 44 except that titanium oxide having a pH of 4 and a chlorine content of 0.065 wt% was used. The results are shown in Table 3.
Samples 61-64

反応容器をハステロイHC−276に変え、合成温度を290℃に、水酸化バリウムの濃度と酸化チタンとの濃度、酸化チタンの塩素含有率を、表4のようにした以外は、試料1〜17と同様にして、チタン酸バリウム粉末を製造し、同様な評価を行った。結果を表4に示す。
試料71〜74
Samples 1 to 17 except that the reaction vessel was changed to Hastelloy HC-276, the synthesis temperature was 290 ° C., the concentrations of barium hydroxide and titanium oxide, and the chlorine content of titanium oxide were as shown in Table 4. In the same manner, barium titanate powder was produced and evaluated in the same manner. The results are shown in Table 4.
Samples 71-74

反応容器をハステロイHC−276に変え、水酸化バリウムの濃度と酸化チタンとの濃度を1.0mol/リットルとし、合成温度を表4のように変えた以外は、試料1〜17と同様にして、チタン酸バリウム粉末を製造し、同様な評価を行った。結果を表4に示す。   The reaction vessel was changed to Hastelloy HC-276, the barium hydroxide concentration and the titanium oxide concentration were changed to 1.0 mol / liter, and the synthesis temperature was changed as shown in Table 4 in the same manner as in Samples 1 to 17. A barium titanate powder was produced and evaluated in the same manner. The results are shown in Table 4.

Figure 2007261912
Figure 2007261912
評価Evaluation

表1に示すように、酸化チタンのpHが6.6以上10以下、好ましくはpHが7.0〜9.0である場合に、チタン酸バリウムの不純物濃度を低下させることができることが確認できた。また、酸化チタンの塩素含有率が、好ましくは0.023wt%以下、さらに好ましくは0.010wt%以下である場合に、チタン酸バリウムの不純物濃度を低下させることができることが確認できた。   As shown in Table 1, it can be confirmed that the impurity concentration of barium titanate can be lowered when the pH of titanium oxide is 6.6 or more and 10 or less, preferably 7.0 to 9.0. It was. Further, it was confirmed that the impurity concentration of barium titanate can be reduced when the chlorine content of titanium oxide is preferably 0.023 wt% or less, more preferably 0.010 wt% or less.

表2に示すように、水熱合成に際しては、チタン化合物およびバリウム化合物の濃度を、好ましくは1.0mol/リットル以上、さらに好ましくは2.0mol/リットル以上に設定することで、チタン酸バリウムの不純物濃度を低下させることができることが確認できた。   As shown in Table 2, in the hydrothermal synthesis, the concentration of the titanium compound and the barium compound is preferably set to 1.0 mol / liter or more, more preferably 2.0 mol / liter or more, so that It was confirmed that the impurity concentration can be reduced.

表3に示すように、特に合成温度が高い場合においては、酸化チタンのpHが7.0の場合において、しかも、酸化チタンと水酸化バリウムの濃度が1.0mol/リットル以上である場合に、チタン酸バリウムの不純物濃度を低減できることが確認された。   As shown in Table 3, when the synthesis temperature is particularly high, when the pH of titanium oxide is 7.0, and when the concentration of titanium oxide and barium hydroxide is 1.0 mol / liter or more, It was confirmed that the impurity concentration of barium titanate can be reduced.

表4に示すように、ステンレス材質SUS316製ではないHC−276製の反応容器においても、ステンレス材質SUS316製反応容器と同様な作用効果が得られることが確認できた。   As shown in Table 4, it was confirmed that even in a reaction vessel made of HC-276 that is not made of stainless steel SUS316, the same effect as that of a reaction vessel made of stainless steel SUS316 can be obtained.

図1は本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a multilayer ceramic capacitor according to an embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1… 積層セラミックコンデンサ
10… コンデンサ素子本体
2… 層間誘電体層
20… 外側誘電体層
3… 内部電極層
4… 外部電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Multilayer ceramic capacitor 10 ... Capacitor element main body 2 ... Interlayer dielectric layer 20 ... Outer dielectric layer 3 ... Internal electrode layer 4 ... External electrode

Claims (8)

チタン化合物とバリウム化合物を使用して水熱合成法によりチタン酸バリウム粉末を製造する方法であって、
前記チタン化合物として、pHが6.6以上10以下であるチタン化合物を用いることを特徴とするチタン酸バリウム粉末の製造方法。
A method for producing a barium titanate powder by a hydrothermal synthesis method using a titanium compound and a barium compound,
A method for producing a barium titanate powder, wherein a titanium compound having a pH of 6.6 or more and 10 or less is used as the titanium compound.
前記チタン化合物中の塩素不純物の濃度が0.023wt%以下である請求項1に記載のチタン酸バリウム粉末の製造方法。   2. The method for producing barium titanate powder according to claim 1, wherein the concentration of chlorine impurities in the titanium compound is 0.023 wt% or less. 前記チタン化合物および前記バリウム化合物の濃度を1.0mol/リットル以上に設定する請求項1または2に記載のチタン酸バリウム粉末の製造方法。   The manufacturing method of the barium titanate powder of Claim 1 or 2 which sets the density | concentration of the said titanium compound and the said barium compound to 1.0 mol / liter or more. 前記チタン化合物が酸化チタンである請求項1〜3のいずれかに記載のチタン酸バリウム粉末の製造方法。 The method for producing a barium titanate powder according to any one of claims 1 to 3, wherein the titanium compound is titanium oxide. 前記水溶性バリウム化合物が、水酸化バリウムまたは水酸化バリウム8水和物である請求項1〜4のいずれかに記載のチタン酸バリウム粉末の製造方法。 The method for producing a barium titanate powder according to any one of claims 1 to 4, wherein the water-soluble barium compound is barium hydroxide or barium hydroxide octahydrate. 請求項1〜5のいずれかの方法により得られるチタン酸バリウム粉末。 Barium titanate powder obtained by the method according to claim 1. 誘電体層を有する電子部品であって、
前記誘電体層が、請求項6に記載のチタン酸バリウム粉末を用いて製造されることを特徴とする電子部品。
An electronic component having a dielectric layer,
The said dielectric material layer is manufactured using the barium titanate powder of Claim 6, The electronic component characterized by the above-mentioned.
内部電極層と誘電体層とが交互に複数積層された素子本体を有する積層型電子部品であって、
前記誘電体層が、請求項6または7に記載のチタン酸バリウム粉末を用いて製造されたものである積層型電子部品。
A multilayer electronic component having an element body in which a plurality of internal electrode layers and dielectric layers are alternately laminated,
A multilayer electronic component, wherein the dielectric layer is manufactured using the barium titanate powder according to claim 6 or 7.
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