JP2008247625A - Ceramic powder and method for manufacturing ceramic electronic part using the ceramic powder - Google Patents

Ceramic powder and method for manufacturing ceramic electronic part using the ceramic powder Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ceramic powder capable of improving the dielectric constant of a dielectric layer of a ceramic electronic part and its reliability. <P>SOLUTION: The ceramic powder is substantially composed of a perovskite compound powder having a shape anisotropy. When the general formula of the perovskite compound powder is expressed as ABO<SB>3</SB>(wherein A is an A site element, B is a B site element and O is oxygen, respectively), the molar ratio A/B of the element A to the element B is smaller than 1.00. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、セラミック電子部品に用いられるセラミックス粉末およびこのセラミックス粉末を用いたセラミック電子部品の製造方法に関する。   The present invention relates to a ceramic powder used for a ceramic electronic component and a method for manufacturing a ceramic electronic component using the ceramic powder.

近年、電子機器の小型化により、電子機器に用いられる各種セラミック電子部品にも小型化が求められているが、それと同時に高性能化との両立が要望されている。   In recent years, due to miniaturization of electronic devices, various ceramic electronic components used in electronic devices are also required to be miniaturized, and at the same time, compatibility with high performance is demanded.

セラミック電子部品の一例として、積層セラミックコンデンサを用いて説明する。積層セラミックコンデンサにとっての高性能化とは高容量化・低損失化・温度特性・高信頼性などを指すが、そのうち高容量化は次世代製品の開発にとって重要なファクターである。その積層セラミックコンデンサの容量は誘電体層の厚みや誘電率などによって決まる。   An example of the ceramic electronic component will be described using a multilayer ceramic capacitor. High performance for multilayer ceramic capacitors refers to high capacity, low loss, temperature characteristics, high reliability, etc. Among them, high capacity is an important factor for the development of next-generation products. The capacitance of the multilayer ceramic capacitor is determined by the thickness of the dielectric layer and the dielectric constant.

高容量化のための第一の方法として誘電体層の薄層化が考えられる。しかし単に誘電体層を薄層化した場合には絶縁特性および信頼性が著しく低下する。なぜなら絶縁特性や信頼性は電極層間に存在する誘電体層を構成するセラミックス粉末の粒界径路長によって決まるために、単純に電極層間が狭くなった場合、セラミックス粉末の粒界径路長も短くなるからである。したがって、絶縁特性および信頼性の低下を抑制するには誘電体層に使用するセラミックス粉末の厚み方向の径をできる限り細かく、横方向の径をできる限り大きくして、電極層間のセラミックス粉末の粒界径路長をできるだけ長くする必要がある。   As a first method for increasing the capacity, it is conceivable to reduce the thickness of the dielectric layer. However, when the dielectric layer is simply thinned, the insulation characteristics and reliability are significantly reduced. Because the insulation characteristics and reliability are determined by the grain boundary path length of the ceramic powder composing the dielectric layer existing between the electrode layers, the grain boundary path length of the ceramic powder is also shortened when the electrode layer is simply narrowed. Because. Therefore, in order to suppress the deterioration of the insulation characteristics and reliability, the ceramic powder used for the dielectric layer should be as fine as possible in the thickness direction and as large as possible in the transverse direction so that the ceramic powder particles between the electrode layers It is necessary to make the field path length as long as possible.

高容量化のための第二の方法としては誘電体層の誘電率を向上させるという方法が考えられる。一般的に、積層セラミックコンデンサの誘電体層としてはペロブスカイト化合物が用いられている。例えば代表的なペロブスカイト化合物であるチタン酸バリウム(BaTiO3)は結晶方位により誘電率が異なる性質を有する。つまり厚み方向に高い誘電率を有する誘電体層を作製できれば高容量化が可能になると考えられる。そのためにはチタン酸バリウムの比誘電率の大きい方位を厚み方向に優先的に配向させることが必要である。 As a second method for increasing the capacity, a method of improving the dielectric constant of the dielectric layer can be considered. In general, a perovskite compound is used as a dielectric layer of a multilayer ceramic capacitor. For example, barium titanate (BaTiO 3 ), which is a typical perovskite compound, has a property that the dielectric constant varies depending on the crystal orientation. In other words, if a dielectric layer having a high dielectric constant in the thickness direction can be produced, it is considered that the capacity can be increased. For that purpose, it is necessary to preferentially orient the orientation of barium titanate having a large relative dielectric constant in the thickness direction.

このような背景から、従来のセラミックス粉末として、例えばペロブスカイト化合物がチタン酸バリウムの場合、発達面が{111}面からなり、アスペクト比が2以上である、結晶異方性および形状異方性を有するセラミックス粉末などが挙げられる。   From such a background, as a conventional ceramic powder, for example, when the perovskite compound is barium titanate, the development plane is a {111} plane and the aspect ratio is 2 or more. The ceramic powder which has is mentioned.

ただし、前記セラミックス粉末のみでは形状異方性があるため、焼成してもセラミックス粉末同士が緻密にパッキングせず、緻密な焼結体が得られない。このため、前記セラミックス粉末に加えて形状異方性を有さない(非形状異方性の)等軸状のセラミックス粉末を添加している。前記2種類のセラミックス粉末を分散媒と混合してスラリーとし、このスラリーをシート状に成形し、さらに積層および焼成することでセラミック電子部品を得ている。   However, since the ceramic powder alone has shape anisotropy, the ceramic powders are not densely packed even when fired, and a dense sintered body cannot be obtained. For this reason, in addition to the ceramic powder, an equiaxed ceramic powder having no shape anisotropy (non-shape anisotropy) is added. The two kinds of ceramic powders are mixed with a dispersion medium to form a slurry, the slurry is formed into a sheet, and further laminated and fired to obtain a ceramic electronic component.

なお、本発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1、非特許文献1が知られている。
特開2006−137657号公報 佐藤智也,木村敏夫,「新規テンプレート粒子を用いた<111>配向性BaTiO3の作製」,2006年秋季シンポジウム講演予稿集, 日本セラミックス協会, 2006,p.290
For example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 are known as prior art document information related to the present invention.
JP 2006-137657 A Tomoya Sato and Toshio Kimura, “Preparation of <111> Oriented BaTiO3 Using New Template Particles”, Proceedings of the 2006 Autumn Symposium, Japan Ceramic Society, 2006, p. 290

上述したように、従来のセラミックス粉末には非形状異方性のセラミックス粉末を添加しなければならないため、焼成時に前記非形状異方性のセラミックス粉末が粒成長して、形状異方性を有するセラミックス粉末の粒成長を阻害してしまう。そのため、満足な形状異方性を有する焼結体を得ることができなかった。したがって、このような従来のセラミックス粉末を用いて製造されたセラミックスは誘電体層の粒界径路長を長くすることができず、積層セラミックコンデンサに代表されるセラミック電子部品の誘電体層の絶縁性、信頼性の向上を実現するのは難しいという問題があった。   As described above, since the non-shape anisotropic ceramic powder must be added to the conventional ceramic powder, the non-shape anisotropic ceramic powder grows during firing and has shape anisotropy. It will inhibit the grain growth of ceramic powder. Therefore, a sintered body having satisfactory shape anisotropy could not be obtained. Therefore, the ceramics manufactured using such conventional ceramic powder cannot increase the grain boundary path length of the dielectric layer, and the insulating property of the dielectric layer of the ceramic electronic component represented by the multilayer ceramic capacitor There was a problem that it was difficult to improve reliability.

また、前記セラミックス粉末が形状異方性とともに結晶異方性を有する場合においても、焼成時に前記非形状異方性のセラミックス粉末が粒成長して、形状異方性および結晶異方性を有するセラミックス粉末の粒成長を阻害してしまう。したがって、このような従来のセラミックス粉末を用いて製造されたセラミックスは比誘電率の大きい方位を誘電体層の厚み方向にそろえることができず、積層セラミックコンデンサに代表されるセラミック電子部品の誘電体層の誘電率向上を実現するのは難しいという問題があった。   In addition, even when the ceramic powder has crystal anisotropy as well as shape anisotropy, the non-shape anisotropic ceramic powder grows during firing and has shape anisotropy and crystal anisotropy. It will inhibit the grain growth of the powder. Therefore, ceramics manufactured using such conventional ceramic powder cannot align the direction of large relative permittivity with the thickness direction of the dielectric layer, and the dielectric of ceramic electronic parts represented by multilayer ceramic capacitors There was a problem that it was difficult to improve the dielectric constant of the layer.

一方、非形状異方性のセラミックス粉末を含まない場合、上述のとおり緻密な焼結体を得ることができず、積層セラミックコンデンサに代表されるセラミック電子部品の誘電体層の誘電率、絶縁性、信頼性の向上を実現するのは難しいという問題があった。   On the other hand, when the non-shape anisotropic ceramic powder is not included, a dense sintered body cannot be obtained as described above, and the dielectric constant and insulation of the dielectric layer of the ceramic electronic component represented by the multilayer ceramic capacitor There was a problem that it was difficult to improve reliability.

そこで本発明は、セラミック電子部品の誘電体層の誘電率を向上させることができ、かつ絶縁性、信頼性を向上させることができるセラミックス粉末を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a ceramic powder that can improve the dielectric constant of a dielectric layer of a ceramic electronic component and can improve insulation and reliability.

この目的を達成するために、本発明は、実質的に、形状異方性を有するペロブスカイト化合物粉末からなり、このペロブスカイト化合物粉末の一般式をABO3(AはAサイトの元素、BはBサイトの元素、Oは酸素元素をそれぞれ示す)としたときの前記元素Aと前記元素Bのモル比A/Bが1.00未満であることを特徴とするものである。 In order to achieve this object, the present invention substantially comprises a perovskite compound powder having shape anisotropy, and the general formula of the perovskite compound powder is ABO 3 (A is an element at A site, and B is a B site). And O represents oxygen element), the molar ratio A / B between the element A and the element B is less than 1.00.

本発明の、セラミックス粉末によれば、形状異方性を有しつつ緻密に焼結することのできるセラミックスを得ることができる。その結果、セラミック電子部品の誘電体層の誘電率を向上させることができ、かつ絶縁性、信頼性を向上させることができる。   According to the ceramic powder of the present invention, a ceramic that can be densely sintered while having shape anisotropy can be obtained. As a result, the dielectric constant of the dielectric layer of the ceramic electronic component can be improved, and the insulation and reliability can be improved.

以下、一実施の形態および図面を用いて、本発明のセラミックス粉末およびこれを用いたセラミック電子部品の製造方法について説明する。   Hereinafter, a ceramic powder of the present invention and a method for manufacturing a ceramic electronic component using the same will be described with reference to an embodiment and drawings.

図1および図2は、本発明のセラミックス粉末およびこれを用いたセラミック電子部品の製造方法を示したステップ図である。   1 and 2 are step diagrams showing a ceramic powder of the present invention and a method of manufacturing a ceramic electronic component using the ceramic powder.

図3にペロブスカイト化合物の結晶構造の模式図を示す。ペロブスカイト化合物300は酸化物の場合、一般にABO3(AはAサイト元素301、BはBサイト元素302、Oは酸素元素303をそれぞれ示す)のように表され、Aサイト元素301のイオンとBサイト元素302のイオンの原子価が足して平均で3価になるような組み合わせで構造が成立っている。なお、Aサイト元素301とは12個のOイオンに囲まれている位置を指し(12配位)、Bサイト元素302とは6個のOイオンから囲まれている位置を指す(6配位)。 FIG. 3 shows a schematic diagram of the crystal structure of the perovskite compound. When the perovskite compound 300 is an oxide, it is generally expressed as ABO 3 (A is an A site element 301, B is a B site element 302, and O is an oxygen element 303), and the ions of the A site element 301 and B The structure is formed in such a combination that the valences of the ions of the site element 302 are added to give an average trivalence. Note that the A site element 301 indicates a position surrounded by 12 O ions (12 coordination), and the B site element 302 indicates a position surrounded by 6 O ions (6 coordination). ).

ペロブスカイト化合物は結晶構造がほぼ等方的であるため、直接ペロブスカイト化合物粉末を作製しても形状異方性を有する粉末を得ることが難しい。そこで図1、2に示すように、2ステップで形状異方性を有するペロブスカイト化合物粉末を作製する。すなわち、1ステップ目で結晶構造に異方性のある化合物を前駆体として作製し、その後2ステップ目でABO3となるように残りの成分を加えて反応させることによりABO3を作製する。前記2ステップによるペロブスカイト化合物粉末の製造方法としては溶融塩法あるいは水熱法などが知られている。例として結晶構造に異方性のある前駆体をA61740であると仮定した場合に溶融塩法でABO3(Aイオンは2価、Bイオンは4価)を作製する方法を以下に説明する。 Since the perovskite compound has a substantially isotropic crystal structure, it is difficult to obtain a powder having shape anisotropy even if the perovskite compound powder is directly produced. Therefore, as shown in FIGS. 1 and 2, a perovskite compound powder having shape anisotropy is prepared in two steps. That is, a compound having an anisotropic crystal structure is prepared as a precursor in the first step, and then ABO 3 is prepared by adding and reacting the remaining components so as to become ABO 3 in the second step. As a method for producing the perovskite compound powder by the two steps, a molten salt method or a hydrothermal method is known. As an example, a method for producing ABO 3 (A ion is divalent and B ion is tetravalent) by the molten salt method assuming that the precursor having an anisotropic crystal structure is A 6 B 17 O 40 This will be described below.

図1に示すように、まず原料粉末であるAOとBO2を混合し、1ステップ目に前駆体としてA61740を熱処理(溶融塩処理)により作製する。次に2ステップ目でABO3となるように不足成分であるAOを加えて熱処理(溶融塩処理)することにより形状異方性を有するペロブスカイト化合物を主成分とする粉末が得られる。反応式は次の(化1)に示すとおりである。 As shown in FIG. 1, first, AO and BO 2 as raw material powders are mixed, and A 6 B 17 O 40 is prepared as a precursor by heat treatment (molten salt treatment) in the first step. Next, by adding AO which is a deficient component so as to become ABO 3 in the second step and heat treatment (molten salt treatment), a powder containing a perovskite compound having shape anisotropy as a main component can be obtained. The reaction formula is as shown in the following (Chemical Formula 1).

上式の場合、2ステップ目にABO3が化学量論組成となるようにAOを添加しているため、作製されるABO3中の元素Aと元素Bのモル比であるA/Bは1.00である。 In the case of the above formula, since AO is added so that ABO 3 has a stoichiometric composition in the second step, A / B which is the molar ratio of element A to element B in the produced ABO 3 is 1 .00.

さて、本発明では作製されるABO3中の元素Aと元素Bのモル比A/Bを1.00未満にする。方法としては2通りある。1つ目の方法としては図1に示すように上式の2ステップ目におけるAOの添加量を少なくすることが挙げられる。これにより、作製されるABO3中の元素Aと元素Bのモル比であるA/Bを1.00未満に制御することが可能である。 In the present invention, the molar ratio A / B between the element A and the element B in the ABO 3 to be produced is set to less than 1.00. There are two methods. The first method is to reduce the amount of AO added in the second step of the above equation as shown in FIG. Thereby, it is possible to control A / B which is the molar ratio of the element A to the element B in the ABO 3 to be produced to be less than 1.00.

別の方法としては、図2に示すように上式の2ステップ目で作製されたA/Bが1.00のABO3を酸処理することが挙げられる。すなわち、まず、図1と同様原料粉末であるAOとBO2を混合し、1ステップ目に前駆体としてA61740を熱処理(溶融塩処理)により作製する。次に2ステップ目でABO3となるように不足成分であるAOを加えて熱処理(溶融塩処理)することにより形状異方性を有するペロブスカイト化合物を主成分とする粉末が得られる。この粉末、つまり、A/Bが1.00のABO3を酸処理によってABO3のうちのA成分がより優先的に除去される。特に元素Aがアルカリ金属元素あるいはアルカリ土類金属元素を含む場合顕著である。酸処理の温度、濃度、時間などの条件を変えることにより、A/Bを1.00未満に制御することが可能である。もちろん前記2つの方法を併用してもよい。 As another method, as shown in FIG. 2, ABO 3 produced in the second step of the above formula and having an A / B of 1.00 is acid-treated. That is, first, AO and BO 2 which are raw material powders are mixed as in FIG. 1, and A 6 B 17 O 40 is prepared as a precursor by heat treatment (molten salt treatment) in the first step. Next, by adding AO which is a deficient component so as to become ABO 3 in the second step and heat treatment (molten salt treatment), a powder containing a perovskite compound having shape anisotropy as a main component can be obtained. This powder, i.e., A / B is A component of the ABO 3 by acid treatment ABO 3 1.00 is more preferentially removed. This is particularly remarkable when the element A contains an alkali metal element or an alkaline earth metal element. A / B can be controlled to be less than 1.00 by changing conditions such as the temperature, concentration, and time of acid treatment. Of course, the above two methods may be used in combination.

このようにして得られた形状異方性を有するペロブスカイト化合物粉末を主成分とするセラミックス粉末を第1のセラミックス粉末501と呼ぶことにする。前記第1のセラミックス粉末501と、非形状異方性の(例えば球状の)前記ペロブスカイト化合物粉末と同じ種類のペロブスカイト化合物粉末を主成分とする第2のセラミックス粉末502をそれぞれ所定量秤量し混合したものを第3のセラミックス粉末500とする。   The ceramic powder mainly composed of the perovskite compound powder having shape anisotropy obtained as described above will be referred to as a first ceramic powder 501. A predetermined amount of each of the first ceramic powder 501 and a second ceramic powder 502 mainly composed of the same type of perovskite compound powder as the non-formally anisotropic (eg spherical) perovskite compound powder was weighed and mixed. This is referred to as third ceramic powder 500.

そして所定の容器に前記第3のセラミックス粉末の他に分散媒、バインダ、可塑剤などを加える。これをボールミルや媒体攪拌ミルなどによって混合し、スラリーとする。なお、分散媒を加える前に第1のセラミックス粉末と第2のセラミックス粉末とをあらかじめ混合しておいてもよい。作製されたスラリーをドクターブレード方式やダイコーティング方式などによりキャリアフィルム上にシート状に成形、乾燥し、セラミックグリーンシートを得る。得られたセラミックグリーンシートを所定の大きさに切断し、これらを複数枚積層する。   In addition to the third ceramic powder, a dispersion medium, a binder, a plasticizer, and the like are added to a predetermined container. This is mixed by a ball mill or a medium stirring mill to form a slurry. Note that the first ceramic powder and the second ceramic powder may be mixed in advance before adding the dispersion medium. The produced slurry is formed into a sheet on a carrier film by a doctor blade method or a die coating method, and dried to obtain a ceramic green sheet. The obtained ceramic green sheets are cut into a predetermined size, and a plurality of these are laminated.

例えば、セラミック電子部品として図4に断面図として示すような積層セラミックコンデンサを作製する場合は、誘電体層401として前記セラミックグリーンシートと内部電極層402を交互に積層する。こうして得られた積層体を必要に応じてさらに加圧して積層体の密度を上昇させ、個片に切断する。そして所定の雰囲気、温度にて焼成を行う。必要に応じて面取りを行う、あるいは外部電極403を形成することにより積層セラミックコンデンサが完成する。   For example, when a multilayer ceramic capacitor as shown in a sectional view in FIG. 4 is manufactured as a ceramic electronic component, the ceramic green sheets and the internal electrode layers 402 are alternately stacked as the dielectric layer 401. The laminated body thus obtained is further pressurized as necessary to increase the density of the laminated body and cut into individual pieces. Then, firing is performed at a predetermined atmosphere and temperature. By chamfering as necessary, or by forming the external electrode 403, a multilayer ceramic capacitor is completed.

図5(a)に前記第3のセラミックス粉末500を用いて作製した積層体の模式断面図を、図5(b)に前記積層体を焼成したときの焼結体中のセラミックス粒子の微細構造を示した模式断面図をそれぞれ示す。さて、ペロブスカイト化合物を構成するAサイトの元素AとBサイトの元素Bを比較すると、一般的にA元素よりもB元素のほうが焼成時の元素の拡散速度は速い。第1のセラミックス粉末501の主成分であるペロブスカイト化合物中の元素Bが元素Aよりも過剰に存在するため焼成時の粒成長を促進することができる。このような場合、第1のセラミックス粉末501の粒成長速度は第2のセラミックス粉末502よりも速いために、第1のセラミックス粉末501が第2のセラミックス粉末502を取り込んで成長することができ、焼結体中のセラミックス粒子503は第1のセラミックス粉末501の形状を反映させたものとなる。つまり、セラミックス粒子503の粒界経路長(図5A)をより長くすることができる。このようにABO3中のA/Bを1.00未満にすることで形状異方性を有しつつ緻密に焼結することのできるペロブスカイト化合物を主成分とするセラミックスを得ることができる。その結果、積層セラミックコンデンサに代表されるセラミック電子部品の誘電体層の誘電率を向上させることができ、かつ絶縁性、信頼性を向上させることができる。 FIG. 5 (a) is a schematic cross-sectional view of a laminate produced using the third ceramic powder 500, and FIG. 5 (b) is a microstructure of ceramic particles in the sintered body when the laminate is fired. Each of the schematic cross-sectional views showing is shown. Now, comparing the element A at the A site and the element B at the B site constituting the perovskite compound, the diffusion rate of the element during firing is generally faster in the B element than in the A element. Since the element B in the perovskite compound, which is the main component of the first ceramic powder 501, is present in excess of the element A, grain growth during firing can be promoted. In such a case, since the grain growth rate of the first ceramic powder 501 is faster than that of the second ceramic powder 502, the first ceramic powder 501 can take in the second ceramic powder 502 and grow. The ceramic particles 503 in the sintered body reflect the shape of the first ceramic powder 501. That is, the grain boundary path length (FIG. 5A) of the ceramic particles 503 can be made longer. Thus, by setting A / B in ABO 3 to be less than 1.00, a ceramic mainly composed of a perovskite compound that can be densely sintered while having shape anisotropy can be obtained. As a result, the dielectric constant of the dielectric layer of the ceramic electronic component represented by the multilayer ceramic capacitor can be improved, and the insulation and reliability can be improved.

なお、比較のため、図6(a)に従来のセラミックス粉末を用いて作製した積層体の模式断面図を、図6(b)に前記積層体を焼成したときの焼結体中のセラミックス粒子の微細構造を示した模式断面図をそれぞれ示す。従来のセラミックス粉末601の主成分であるペロブスカイト化合物中の元素Bは元素Aよりも過剰に存在しないため焼成時の粒成長を促進することができない。このような場合、従来のセラミックス粉末601の粒成長速度は第2のセラミックス粉末502よりも速くないために、従来のセラミックス粉末601が第2のセラミックス粉末502を取り込んで成長することができず、焼結体中のセラミックス粒子603は形状異方性を有することが難しくなる。その結果、セラミックス粒子603の粒界経路長(図6A)がセラミックス粒子503の粒界経路長(図5A)と比較して短くなってしまう。   For comparison, FIG. 6A shows a schematic cross-sectional view of a laminate produced using a conventional ceramic powder, and FIG. 6B shows ceramic particles in the sintered body when the laminate is fired. Schematic cross-sectional views showing the fine structure of each are shown. The element B in the perovskite compound, which is the main component of the conventional ceramic powder 601, does not exist in excess of the element A, so that grain growth during firing cannot be promoted. In such a case, since the grain growth rate of the conventional ceramic powder 601 is not faster than that of the second ceramic powder 502, the conventional ceramic powder 601 cannot take in the second ceramic powder 502 and grow. It becomes difficult for the ceramic particles 603 in the sintered body to have shape anisotropy. As a result, the grain boundary path length of the ceramic particles 603 (FIG. 6A) becomes shorter than the grain boundary path length of the ceramic particles 503 (FIG. 5A).

さて、第1のセラミックス粉末は、主成分を占めるペロブスカイト化合物粉末であるABO3のうちの元素BがTiを主成分とすることが好ましい。TiはBサイトの元素のなかでも焼成時の拡散速度が特に速く、焼成時の粒成長を促進することができるからである。 Now, in the first ceramic powder, it is preferable that the element B of ABO 3 which is a perovskite compound powder occupying the main component is mainly Ti. This is because Ti has a particularly fast diffusion rate during firing among the elements of the B site and can promote grain growth during firing.

また、第1のセラミックス粉末501の主成分を占めるペロブスカイト化合物粉末であるABO3のうちの元素AがCa、Sr、Baのうちの少なくとも1つを主成分とすることが好ましい。拡散速度の遅いアルカリ土類金属であるCa、Sr、Baと拡散速度の速いTiとの組み合わせにより、焼成時の粒成長をより促進することができるからである。 Moreover, it is preferable that the element A of ABO 3 that is a perovskite compound powder that occupies the main component of the first ceramic powder 501 contains at least one of Ca, Sr, and Ba as a main component. This is because grain growth during firing can be further promoted by a combination of Ca, Sr, Ba, which are alkaline earth metals having a low diffusion rate, and Ti, which has a high diffusion rate.

また、第1のセラミックス粉末の主成分を占めるペロブスカイト化合物粉末であるABO3のうちの元素AがBaを主成分とし、前記ペロブスカイト化合物粉末がBaTiO3を主成分とすることが好ましい。拡散速度の遅いアルカリ土類金属であるBaと拡散速度の速いTiとの組み合わせにより、焼成時の粒成長をさらに促進することができるからである。また、前記BaTiO3は強誘電体であり誘電率の異方性が強く、特定方向への配向により誘電率を上昇させることが可能となる。 Moreover, it is preferable that the element A of ABO 3 that is a perovskite compound powder that occupies the main component of the first ceramic powder has Ba as a main component, and the perovskite compound powder has BaTiO 3 as a main component. This is because grain growth during firing can be further promoted by a combination of Ba, which is an alkaline earth metal having a low diffusion rate, and Ti, which has a high diffusion rate. The BaTiO 3 is a ferroelectric and has a strong dielectric anisotropy, and the dielectric constant can be increased by orientation in a specific direction.

また、第1のセラミックス粉末の主成分を占めるペロブスカイト化合物粉末であるABO3中のA/Bは特にペロブスカイト化合物粉末がBaTiO3の場合0.80〜0.99であることが好ましい。この場合、焼成時の粒成長を促進することができ、より形状異方性のある焼結体を得ることができるからである。なお、A/Bが0.80より小さいときは所望のペロブスカイト化合物以外に不純物相を多量に含み、A/Bが0.99より大きいときは粒成長を促進する効果が少ない。 Further, A / B in ABO 3 which is a perovskite compound powder occupying the main component of the first ceramic powder is particularly preferably 0.80 to 0.99 when the perovskite compound powder is BaTiO 3 . In this case, the grain growth during firing can be promoted, and a sintered body having more shape anisotropy can be obtained. When A / B is smaller than 0.80, a large amount of impurity phase is contained in addition to the desired perovskite compound, and when A / B is larger than 0.99, the effect of promoting grain growth is small.

また、第1のセラミックス粉末の主成分を占めるペロブスカイト化合物粉末の長径と短径の関係が長径/短径≧2であることが好ましい。形状異方性を有するために後述のシート成形時にせん断速度でシート成形方向にその長径方向を配列させることができる。   Moreover, it is preferable that the relationship between the major axis and the minor axis of the perovskite compound powder occupying the main component of the first ceramic powder is such that the major axis / minor axis ≧ 2. Since it has shape anisotropy, the major axis direction can be arranged in the sheet forming direction at a shear rate during sheet forming described later.

また、第1のセラミックス粉末の主成分を占めるペロブスカイト化合物粉末の形状が針状であることが好ましい。針状であるためにシート成形時にシート成形方向にその長径方向を配列させることができる。   Moreover, it is preferable that the shape of the perovskite compound powder that occupies the main component of the first ceramic powder is needle-like. Since it has a needle shape, the major axis direction can be arranged in the sheet forming direction during sheet forming.

また、第1のセラミックス粉末の主成分を占めるペロブスカイト化合物粉末の形状が板状であることが好ましい。板状であるためにシート成形時にシート成形方向にその長径方向を配列させることができる。   Moreover, it is preferable that the shape of the perovskite compound powder which occupies the main component of the 1st ceramic powder is plate shape. Since it is plate-shaped, its major axis direction can be arranged in the sheet forming direction during sheet forming.

また、第1のセラミックス粉末の主成分を占めるペロブスカイト化合物粉末が結晶異方性を有することが好ましい。前記形状異方性を有するペロブスカイト化合物粉末の結晶が特定方向に向いたグリーンシートを形成することができる。これにより比誘電率の大きい方位を誘電体層の厚み方向にそろえることが可能となり、積層セラミックコンデンサに代表されるセラミック電子部品の誘電体層の誘電率を主とした特性向上が可能となる。   Moreover, it is preferable that the perovskite compound powder which occupies the main component of the 1st ceramic powder has crystal anisotropy. A green sheet in which crystals of the perovskite compound powder having the shape anisotropy are oriented in a specific direction can be formed. This makes it possible to align the direction with a large relative dielectric constant in the thickness direction of the dielectric layer, and it is possible to improve the characteristics mainly of the dielectric constant of the dielectric layer of a ceramic electronic component typified by a multilayer ceramic capacitor.

また、第1のセラミックス粉末の主成分を占めるペロブスカイト化合物粉末が板状であり、その発達面が優先的に{111}面の配向を有することが好ましい。これによりペロブスカイト化合物粉末の{111}面を誘電体層の厚み方向にそろえることが可能となり、無配向の場合と比較して特性の向上が可能となる。特にBaTiO3の場合{111}面は軸異方性がないため積層セラミックコンデンサに代表されるセラミック電子部品のDCバイアス特性向上が可能となる。 Moreover, it is preferable that the perovskite compound powder which occupies the main component of the 1st ceramic powder is plate-shaped, and the development surface has preferential {111} plane orientation. As a result, the {111} planes of the perovskite compound powder can be aligned in the thickness direction of the dielectric layer, and the characteristics can be improved as compared to the non-oriented case. In particular, in the case of BaTiO 3, the {111} plane has no axial anisotropy, so that it is possible to improve the DC bias characteristics of a ceramic electronic component typified by a multilayer ceramic capacitor.

また、第1のセラミックス粉末の主成分を占めるペロブスカイト化合物粉末の発達面が優先的に{110}面の配向を有することも好ましい。これによりペロブスカイト化合物粉末の{110}面を誘電体層の厚み方向にそろえることが可能となり、無配向の場合と比較して誘電体層の誘電率上昇など特性の向上が可能となる。   It is also preferable that the development surface of the perovskite compound powder that occupies the main component of the first ceramic powder has a {110} plane orientation preferentially. As a result, the {110} plane of the perovskite compound powder can be aligned in the thickness direction of the dielectric layer, and characteristics such as an increase in the dielectric constant of the dielectric layer can be improved as compared with the non-oriented case.

また、第1のセラミックス粉末の主成分を占めるペロブスカイト化合物粉末の発達面が優先的に{100}面の配向を有することも好ましい。これによりペロブスカイト化合物粉末の{100}面を誘電体層の厚み方向にそろえることが可能となり、無配向の場合と比較して誘電体層の誘電率上昇など特性の向上が可能となる。   It is also preferable that the development surface of the perovskite compound powder that occupies the main component of the first ceramic powder has a {100} plane orientation preferentially. As a result, the {100} planes of the perovskite compound powder can be aligned in the thickness direction of the dielectric layer, and characteristics such as an increase in the dielectric constant of the dielectric layer can be improved as compared to the non-oriented case.

また、上述のようにセラミック電子部品製造時の容器に投入する第3のセラミックス粉末が前記第1のセラミックス粉末と第2のセラミックス粉末によって構成されることにより、形状異方性を有しつつ緻密に焼結することのできるセラミックスを得ることができる。その結果、セラミック電子部品の誘電体層の誘電率を向上させることができ、かつ信頼性を向上させることができる。   In addition, as described above, the third ceramic powder to be put into the container at the time of manufacturing the ceramic electronic component is composed of the first ceramic powder and the second ceramic powder. A ceramic that can be sintered to a low temperature can be obtained. As a result, the dielectric constant of the dielectric layer of the ceramic electronic component can be improved and the reliability can be improved.

また前記第2のセラミックス粉末において、前記形状異方性を有さないペロブスカイト化合物粉末の元素Aと元素Bのモル比A/Bが1.00より大きいことが好ましい。これにより作製されたペロブスカイト化合物を主成分とするセラミックスを化学量論組成に近づけることができ、特性の安定したセラミック電子部品を得ることができる。また、第2のセラミックス粉末の粒成長速度を抑制することができるため、相対的に第1のセラミックス粉末の粒成長を促進させ、より形状異方性を有しつつ緻密に焼結することのできるセラミックスを得ることができる。その結果、セラミック電子部品の誘電体層の誘電率を向上させることができ、かつ信頼性を向上させることができる。   In the second ceramic powder, the molar ratio A / B between the element A and the element B of the perovskite compound powder having no shape anisotropy is preferably larger than 1.00. This makes it possible to bring the ceramic containing the perovskite compound as a main component close to the stoichiometric composition, and to obtain a ceramic electronic component having stable characteristics. In addition, since the grain growth rate of the second ceramic powder can be suppressed, the grain growth of the first ceramic powder can be relatively promoted, and the powder can be more densely sintered while having more shape anisotropy. Ceramics that can be obtained can be obtained. As a result, the dielectric constant of the dielectric layer of the ceramic electronic component can be improved and the reliability can be improved.

なお、本一実施の形態では結晶構造に異方性のある前駆体をA61740であるとしたが、結晶構造に異方性のある前駆体であれば他の組成の化合物であってもよい。また、(化1)における2ステップ目の不足成分についてA元素を含む酸化物であるAOとしたが、ACO3など炭酸塩など酸化物以外の化合物であってもよく、また不足成分がBO2などB元素を含む化合物であってもよい。また、原料粉末は溶液状のものであってもよい。また、Aサイトに入る元素Aの価数を2、Bサイトに入る元素Bの価数を4としたが、これに限定されるものではなくペロブスカイト化合物粉末になる組み合わせであればよい。また、用いる溶融塩としては塩化ナトリウムや塩化カリウム、酸化モリブデン、モリブデン酸カリウムなどが適宜用いられる。また、本一実施の形態では、ペロブスカイト化合物粉末合成の際に熱処理として溶融塩処理を用いたが上述のように水熱処理でもよい。また、(化1)において、2ステップでペロブスカイト化合物粉末の合成を行うのがより好ましいが、1ステップでもよく、例えば針状あるいは板状の原料粉末を用いた固相法で合成することも可能である。 In this embodiment, the precursor having an anisotropic crystal structure is A 6 B 17 O 40 , but a compound having another composition may be used as long as the precursor has an anisotropic crystal structure. There may be. In addition, although the shortage component in the second step in (Chemical Formula 1) is AO which is an oxide containing A element, it may be a compound other than oxide such as carbonate such as ACO 3, and the shortage component is BO 2. Or a compound containing B element. The raw material powder may be in the form of a solution. Further, although the valence of the element A entering the A site is 2 and the valence of the element B entering the B site is 4, it is not limited to this, and any combination that forms a perovskite compound powder may be used. As the molten salt to be used, sodium chloride, potassium chloride, molybdenum oxide, potassium molybdate or the like is appropriately used. In the present embodiment, the molten salt treatment is used as the heat treatment when synthesizing the perovskite compound powder, but hydrothermal treatment may be used as described above. Further, in (Chemical Formula 1), it is more preferable to synthesize the perovskite compound powder in two steps, but it may be in one step, for example, it may be synthesized by a solid phase method using a needle-like or plate-like raw material powder. It is.

また、本発明のセラミック電子部品の製造方法により作製したセラミックス粉末を用いることのできるセラミック電子部品としては、上述した積層セラミックコンデンサの他に、圧電センサ、積層アクチュエータ、圧電発振子、圧電フィルタに代表される圧電電子部品、積層インダクタ、ノイズフィルタに代表される磁性電子部品、バンドパスフィルタ、アンテナスイッチモジュール、ワイヤレスランモジュール、ブルートゥースモジュールに代表される高周波モジュール、サーミスタ用電子部品、またはこれらの複合部品が挙げられる。   In addition to the multilayer ceramic capacitor described above, ceramic electronic components that can be used with the ceramic powder produced by the ceramic electronic component manufacturing method of the present invention are represented by piezoelectric sensors, multilayer actuators, piezoelectric oscillators, and piezoelectric filters. Piezoelectric electronic components, multilayer inductors, magnetic electronic components typified by noise filters, bandpass filters, antenna switch modules, wireless run modules, high-frequency modules typified by Bluetooth modules, electronic components for thermistors, or composite components thereof Is mentioned.

以下、実施例により、本発明をさらに具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

(実施例1)
本実施例1では2段階の溶融塩法にて、形状異方性を有し、Ba/Ti比が1.00未満のチタン酸バリウム(BaTiO3)粉末を合成し、これを用いて焼結体を作製した。BaTiO3合成の反応式は次の(化2)に示すとおりである。
Example 1
In Example 1, barium titanate (BaTiO 3 ) powder having shape anisotropy and Ba / Ti ratio of less than 1.00 was synthesized by a two-stage molten salt method, and sintered using this. The body was made. The reaction formula for BaTiO 3 synthesis is as shown in the following (Chemical Formula 2).

まず、1ステップ目で前駆体の合成を行った。原料粉末として平均粒径0.1μmのBaCO3粉末と平均粒径0.1μmのTiO2粉末を用意し、モル比でBaCO3:TiO2=6:17となるように秤量した。また、溶融塩として塩化ナトリウム(NaCl)を先ほど秤量したBaCO3粉末とTiO2粉末の合計重量と同じ重量だけ秤量した。これら3種類の粉末を乾式混合し、アルミナるつぼに投入した。前記アルミナるつぼに蓋をして1150℃の熱処理を行った。熱処理後のるつぼを純水で洗浄し、るつぼに付着したNaClを溶解除去した。これらるつぼの内容物と純水との混合物について前記80℃にてスターラーで攪拌を行い、その後ろ過を行うことによりNaClを完全除去した。ろ紙に残った粉末を乾燥し、CuKα線を用いた粉末X線回折測定を行ったところ前駆体であるBa6Ti1740が得られていることがわかった。 First, the precursor was synthesized in the first step. BaCO 3 powder having an average particle diameter of 0.1 μm and TiO 2 powder having an average particle diameter of 0.1 μm were prepared as raw material powders, and weighed so that the molar ratio was BaCO 3 : TiO 2 = 6: 17. Further, sodium chloride (NaCl) as a molten salt was weighed by the same weight as the total weight of the BaCO 3 powder and TiO 2 powder weighed earlier. These three kinds of powders were dry-mixed and put into an alumina crucible. The alumina crucible was covered and heat-treated at 1150 ° C. The crucible after the heat treatment was washed with pure water, and NaCl attached to the crucible was dissolved and removed. The mixture of the contents of these crucibles and pure water was stirred with a stirrer at 80 ° C., and then filtered to completely remove NaCl. The powder remaining on the filter paper was dried, and powder X-ray diffraction measurement using CuKα rays was performed. As a result, it was found that Ba 6 Ti 17 O 40 as a precursor was obtained.

次に2ステップ目でBa/Ti比が1.00未満のBaTiO3粉末の合成を行った。原料粉末として1ステップ目で得られたBa6Ti1740粉末と平均粒径0.1μmのBaCO3粉末を用意し、モル比でBa6Ti1740:BaCO3=1:(11−17x)となるように秤量した。xは得られるBaTiO3粉末のBa/Ti比(モル比)が0.99、0.95、0.90、0.80、0.70となるような5種類とした(それぞれ試料番号2、3、4、5、♯6)。さらに比較例としてx=0、つまり得られるBaTiO3粉末のBa/Ti比(モル比)が1.00となるサンプルも作製した(試料番号♯1)。また、溶融塩として塩化ナトリウム(NaCl)を先ほど秤量したBa6Ti1740粉末とBaCO3粉末の合計重量と同じ重量だけ秤量した。これら3種類の粉末を乾式混合し、アルミナるつぼに入れた。前記アルミナるつぼに蓋をして1050℃の熱処理を行った。熱処理後のるつぼを純水で洗浄し、るつぼに付着したNaClを溶解除去した。これらるつぼの内容物と純水との混合物について80℃にてスターラーで攪拌を行い、その後ろ過を行うことによりNaClを完全除去した。ろ紙に残った粉末を乾燥し、CuKα線を用いた粉末X線回折測定を行った。BaTiO3粉末のメインピーク強度に対する不純物相のメインピーク強度が5%未満の場合を○、5%以上の場合を×とした。また、粉末を電子顕微鏡で観察し、その長径/短径比が2以上のときを○、2未満のときを×とした。 Next, in the second step, BaTiO 3 powder having a Ba / Ti ratio of less than 1.00 was synthesized. A Ba 6 Ti 17 O 40 powder obtained in the first step and a BaCO 3 powder having an average particle diameter of 0.1 μm were prepared as raw material powders, and Ba 6 Ti 17 O 40 : BaCO 3 = 1: (11− 17x). x was made into five types such that the Ba / Ti ratio (molar ratio) of the obtained BaTiO 3 powder was 0.99, 0.95, 0.90, 0.80, 0.70 (sample number 2, 3, 4, 5, # 6). Further, as a comparative example, a sample in which x = 0, that is, the Ba / Ti ratio (molar ratio) of the obtained BaTiO 3 powder was 1.00 was prepared (sample number # 1). Further, sodium chloride (NaCl) as a molten salt was weighed by the same weight as the total weight of the Ba 6 Ti 17 O 40 powder and BaCO 3 powder weighed earlier. These three types of powders were dry mixed and placed in an alumina crucible. The alumina crucible was covered and heat treated at 1050 ° C. The crucible after the heat treatment was washed with pure water, and NaCl attached to the crucible was dissolved and removed. The mixture of the contents of these crucibles and pure water was stirred with a stirrer at 80 ° C., and then filtered to completely remove NaCl. The powder remaining on the filter paper was dried, and powder X-ray diffraction measurement using CuKα rays was performed. The case where the main peak intensity of the impurity phase with respect to the main peak intensity of the BaTiO 3 powder was less than 5% was marked with ◯, and the case where it was 5% or more was marked with x. Further, the powder was observed with an electron microscope, and when the ratio of the major axis / minor axis was 2 or more, the case where it was less than 2 and the case where it was less than 2 was marked as x.

(表1)に結果を示す。A/B比(ここではBa/Ti比)が1.00〜0.80のとき(試料番号♯1、2、3、4、5)はほぼBaTiO3単相であり不純物相はほとんど認められなかった。なお、粉末の長径/短径比はすべて2以上であった。 The results are shown in (Table 1). When the A / B ratio (Ba / Ti ratio here) is 1.00 to 0.80 (sample numbers # 1, 2, 3, 4, 5), it is almost a BaTiO 3 single phase and almost no impurity phase is observed. There wasn't. The ratio of major axis / minor axis of the powder was 2 or more.

例としてA/B比が0.95である試料番号3(実施例)を挙げ、その詳細を表示する。図7に試料番号3の粉末X線回折スペクトルを示す。BaTiO3単相であり不純物相はほとんど認められなかった。なお、図中の数字は各ピーク位置の面指数を示している。また前記粉末をエタノール中に分散し、スピンコートにより配向膜を作製した。図8に配向膜の表面のX線回折スペクトルを示す。図7と比較して{111}面のピーク強度が相対的に上昇し、メインピークとなっていることがわかる。図9に試料番号3の粉末の電子顕微鏡写真を示す。前記写真よりBaTiO3粉末が板状であることがわかった。また、上述のX線回折スペクトルの結果からもその発達面が{111}面であることがわかった。 As an example, sample number 3 (Example) having an A / B ratio of 0.95 is given and its details are displayed. FIG. 7 shows a powder X-ray diffraction spectrum of Sample No. 3. It was a BaTiO 3 single phase and almost no impurity phase was observed. In addition, the number in a figure has shown the surface index of each peak position. The powder was dispersed in ethanol, and an alignment film was prepared by spin coating. FIG. 8 shows an X-ray diffraction spectrum of the surface of the alignment film. It can be seen that the peak intensity of the {111} plane is relatively increased as compared with FIG. FIG. 9 shows an electron micrograph of the powder of sample number 3. From the photograph, it was found that the BaTiO 3 powder was plate-shaped. Moreover, it turned out that the development surface is a {111} surface also from the result of the above-mentioned X-ray-diffraction spectrum.

さて、板状粉末を顕微鏡観察する場合、主にその発達面が見えるものと主にその側面が見えるものの2通りの見え方がある。発達面が見えるものはアスペクト比が小さく、側面が見えるものはアスペクト比が大きい。そこで無作為に選択した100個の粉末のなかからアスペクト比の大きい粉末の順に20個を選択し、その長径と短径を測定したところ、長径20〜40μm、短径2〜10μmであり、前記20個の長径/短径の平均値は約6であった。   Now, when the plate-like powder is observed with a microscope, there are two ways of viewing, that is, the development surface is mainly visible and the side surface is mainly visible. Those that can see the development surface have a small aspect ratio, and those that can see the side surface have a large aspect ratio. Therefore, 20 were selected in order of the powder having the larger aspect ratio from the 100 powders selected at random, and the major axis and minor axis were measured. The major axis was 20 to 40 μm and the minor axis was 2 to 10 μm. The average value of the 20 major axis / minor axis was about 6.

それに対してA/B比が0.70である試料番号♯6(比較例)においては図10に示すようにBaTiO3以外に不純物相としてBa4Ti1330のピークが明確に認められ、BaTiO3のメインピークの5%以上の強度を有していた。 On the other hand, in sample number # 6 (comparative example) with an A / B ratio of 0.70, a peak of Ba 4 Ti 13 O 30 as an impurity phase is clearly recognized in addition to BaTiO 3 as shown in FIG. It had an intensity of 5% or more of the main peak of BaTiO 3 .

次に、前記試料番号♯1、2、3、4、5のBaTiO3粉末をテンプレート粉末として10重量%秤量した。また、平均粒径0.3μmの球状BaTiO3粉末を用意し、これをマトリックス粉末として90重量%秤量した。前記マトリックス粉末とテンプレート粉末を乾式混合し、セラミックス粉末(試料番号をそれぞれ♯11、12、13、14、15とした)とした後、用意した樹脂容器に投入した。さらに有機バインダとしてポリビニルブチラール樹脂を前記セラミックス粉末100重量%としたとき8重量%、分散媒として酢酸ブチル80重量%、可塑剤としてフタル酸ジブチル6重量%を前記樹脂容器に投入した。なお、樹脂容器には10mmφのジルコニアボールをあらかじめ投入してある。この容器を24時間ボールミル分散しスラリーを作製した。これをフィルタにてろ過後、ドクターブレード法によりグリーンシートを成形した。なおドクターブレードのギャップは300μmとした。作製したグリーンシートを約20枚積層した後、約12mm□の大きさに切断し、550℃で脱バインダおよび1500℃で焼成を行った。焼成後の試料は約10mm×10mm×0.6mmtであった。アルキメデス法により焼結体密度を測定した。また、試料の表面のX線回折測定を行い、厚み方向の{111}面配向度の評価を行った。配向度はロットゲーリングの方法(LotgeringF.K.,J.Inorg.Nucl.Chem.,9(1959),p.113−123 を参照)を用いた。 Next, BaTiO 3 powders of the sample numbers # 1, 2, 3, 4, and 5 were weighed 10% by weight as template powders. Further, spherical BaTiO 3 powder having an average particle size of 0.3 μm was prepared, and 90% by weight was weighed as a matrix powder. The matrix powder and template powder were dry-mixed to obtain ceramic powder (sample numbers # 11, 12, 13, 14, and 15 respectively), and then charged into the prepared resin container. Further, 8% by weight of polyvinyl butyral resin as an organic binder and 100% by weight of the ceramic powder, 80% by weight of butyl acetate as a dispersion medium, and 6% by weight of dibutyl phthalate as a plasticizer were put into the resin container. In addition, 10 mmφ zirconia balls are put in the resin container in advance. This container was ball milled for 24 hours to prepare a slurry. After filtering this through a filter, a green sheet was formed by the doctor blade method. The gap of the doctor blade was 300 μm. About 20 produced green sheets were laminated, then cut to a size of about 12 mm □, debindered at 550 ° C., and fired at 1500 ° C. The sample after baking was about 10 mm × 10 mm × 0.6 mmt. The sintered body density was measured by the Archimedes method. Moreover, the X-ray-diffraction measurement of the surface of the sample was performed, and {111} plane orientation degree of the thickness direction was evaluated. The degree of orientation was determined by the Lotgering method (see Lottgering FK, J. Inorg. Nucl. Chem., 9 (1959), p. 113-123).

(表2)に結果を示す。また図11〜14にそれぞれ試料番号♯11、12、13、14のX線回折スペクトルを示す。図11より、A/Bが1.00の粉末(試料番号♯1)を使用した試料番号♯11については{111}配向はほとんど認められず、その配向度はわずか1%であった。それに対して図12より、A/Bが0.99のテンプレート粉末(試料番号2)を使用した試料番号12については{111}面への配向傾向が認められ、配向度は21%であった。図13、14に示すようにさらにA/Bの小さいテンプレート粉末を用いるとより配向度が増す結果が得られた。なお、試料番号♯11、12、13、14、15の焼結体密度は全て5.75〜5.85を維持しており、緻密な焼結体が得られていた。   The results are shown in (Table 2). 11 to 14 show X-ray diffraction spectra of sample numbers # 11, 12, 13, and 14, respectively. From FIG. 11, almost no {111} orientation was observed for sample number # 11 using powder (sample number # 1) with A / B of 1.00, and the degree of orientation was only 1%. On the other hand, from FIG. 12, with respect to Sample No. 12 using the template powder (Sample No. 2) with A / B of 0.99, an orientation tendency toward the {111} plane was observed, and the degree of orientation was 21%. . As shown in FIGS. 13 and 14, when a template powder having a smaller A / B was used, a result of increasing the degree of orientation was obtained. Note that the sintered body densities of sample numbers # 11, 12, 13, 14, and 15 all maintained 5.75 to 5.85, and a dense sintered body was obtained.

(実施例2)
実施例1で作製した試料番号♯1のBaTiO3粉末(A/B1.00)を用意した。次に3Nに調製した硝酸(HNO3)水溶液をビーカーに投入した。前記ビーカーに前記BaTiO3粉末を投入し、それぞれ1h、3h、6hスターラーで攪拌し、酸処理を行った。その後ろ過を行い、ろ紙に残った粉末を乾燥した。1h、3h、6hの攪拌を行った試料をそれぞれ試料番号21、22、♯23とした。前記3試料のBa/Ti比を蛍光X線分析により測定した。その他は実施例1と同様の評価を行った。
(Example 2)
A BaTiO 3 powder (A / B1.00) of sample number # 1 prepared in Example 1 was prepared. Next, a nitric acid (HNO 3 ) aqueous solution prepared to 3N was put into a beaker. The BaTiO 3 powder was put into the beaker and stirred with a stirrer for 1 h, 3 h, and 6 h, respectively, to perform acid treatment. Thereafter, filtration was performed, and the powder remaining on the filter paper was dried. Samples that were stirred for 1 h, 3 h, and 6 h were designated as sample numbers 21, 22, and # 23, respectively. The Ba / Ti ratio of the three samples was measured by fluorescent X-ray analysis. The other evaluations were the same as in Example 1.

(表3)に結果を示す(♯1の結果も併記した)。酸処理時間を長くするとA/B比が低下する傾向が認められた。試料番号21、22については粉末X線回折での不純物相が認められなかった。しかしながら試料番号♯23については不純物相としてBa4Ti1330およびTiO2のピークが明確に認められ、BaTiO3のメインピークの5%以上の強度を有していた。なお、酸処理によって粉末の長径/短径比はほとんど変わらずすべて2以上であった。また、酸処理した粉末には微小な孔が認められた。 The results are shown in (Table 3) (results of # 1 are also shown). When the acid treatment time was lengthened, the A / B ratio tended to decrease. For sample numbers 21 and 22, no impurity phase was observed in powder X-ray diffraction. However, for sample number # 23, peaks of Ba 4 Ti 13 O 30 and TiO 2 were clearly recognized as impurity phases, and had an intensity of 5% or more of the main peak of BaTiO 3 . In addition, the major axis / minor axis ratio of the powder was hardly changed by the acid treatment, and all were 2 or more. In addition, fine pores were observed in the acid-treated powder.

次に、前記試料番号21、22のBaTiO3粉末をテンプレート粉末として10重量%秤量した。また、実施例1で用いたものと同じ平均粒径0.3μmの球状BaTiO3粉末を用意し、これをマトリックス粉末として90重量%秤量した。前記マトリックス粉末とテンプレート粉末を乾式混合し、セラミックス粉末(試料番号をそれぞれ31、32とした)とした後、用意した樹脂容器に投入した。その後は実施例1と同様の評価を行った。 Next, the BaTiO 3 powders of the sample numbers 21 and 22 were weighed 10% by weight as template powders. Further, spherical BaTiO 3 powder having the same average particle diameter of 0.3 μm as that used in Example 1 was prepared, and 90 wt% was weighed as a matrix powder. The matrix powder and the template powder were dry-mixed to obtain ceramic powder (sample numbers 31 and 32, respectively), and then charged into the prepared resin container. Thereafter, the same evaluation as in Example 1 was performed.

(表4)に結果を示す(♯11の結果も併記した)。テンプレート粉末のA/B比が小さくなると焼結体の{111}配向度も上昇し、実施例1と同様の傾向が認められた。また焼結体密度は全て5.75〜5.85を維持しており、緻密な焼結体が得られていた。   The results are shown in (Table 4) (results of # 11 are also shown). When the A / B ratio of the template powder was reduced, the {111} orientation degree of the sintered body was also increased, and the same tendency as in Example 1 was observed. Moreover, all the sintered compact density maintained 5.75-5.85, and the dense sintered compact was obtained.

本発明は、高誘電率化、高信頼性化に適したセラミックス粉末を得ることができるという特徴を有し、特に、高性能化、小型化、高信頼性が要求されるセラミック電子部品等に有用である。   The present invention has a feature that a ceramic powder suitable for high dielectric constant and high reliability can be obtained, and particularly for ceramic electronic components that require high performance, downsizing, and high reliability. Useful.

本発明の一実施の形態におけるセラミック電子部品の製造方法を示したステップ図Step diagram showing a method of manufacturing a ceramic electronic component according to an embodiment of the present invention 本発明の別の一実施の形態におけるセラミック電子部品の製造方法を示したステップ図Step diagram showing a method of manufacturing a ceramic electronic component according to another embodiment of the present invention ペロブスカイト化合物の結晶構造の模式図Schematic diagram of the crystal structure of perovskite compounds 本発明の一実施の形態における積層セラミックコンデンサの断面図Sectional drawing of the multilayer ceramic capacitor in one embodiment of this invention (a)本発明のセラミックス粉末を用いた積層体の模式断面図、(b)同積層体を焼成した焼結体の模式断面図(A) Schematic sectional view of a laminate using the ceramic powder of the present invention, (b) Schematic sectional view of a sintered body obtained by firing the laminate. (a)従来のセラミックス粉末を用いた積層体の断面図、(b)同積層体を焼成した焼結体の模式断面図(A) Cross-sectional view of a laminate using conventional ceramic powder, (b) Schematic cross-sectional view of a sintered body obtained by firing the laminate 試料番号3のBaTiO3粉末のX線回折スペクトル図X-ray diffraction spectrum diagram of BaTiO 3 powder of sample number 3 同BaTiO3粉末の配向膜の表面のX線回折スペクトル図X-ray diffraction spectrum of the surface of the alignment film of the same BaTiO 3 powder 同BaTiO3粉末の電子顕微鏡写真Electron micrograph of the same BaTiO 3 powder 試料番号6のBaTiO3粉末のX線回折スペクトル図X-ray diffraction spectrum diagram of BaTiO 3 powder of sample number 6 試料番号11のBaTiO3焼結体表面のX線回折スペクトル図X-ray diffraction spectrum diagram of BaTiO 3 sintered body surface of sample number 11 試料番号12のBaTiO3焼結体表面のX線回折スペクトル図X-ray diffraction spectrum diagram of BaTiO 3 sintered body surface of sample number 12 試料番号13のBaTiO3焼結体表面のX線回折スペクトル図X-ray diffraction spectrum diagram of BaTiO 3 sintered body surface of sample number 13 試料番号14のBaTiO3焼結体表面のX線回折スペクトル図X-ray diffraction spectrum diagram of BaTiO 3 sintered body surface of sample number 14

符号の説明Explanation of symbols

300 ペロブスカイト化合物
301 Aサイト元素
302 Bサイト元素
303 酸素元素
401 誘電体層
402 内部電極層
403 外部電極
500 第3のセラミックス粉末
501 第1のセラミックス粉末
502 第2のセラミックス粉末
503 セラミックス粒子
300 Perovskite Compound 301 A Site Element 302 B Site Element 303 Oxygen Element 401 Dielectric Layer 402 Internal Electrode Layer 403 External Electrode 500 Third Ceramic Powder 501 First Ceramic Powder 502 Second Ceramic Powder 503 Ceramic Particles

Claims (15)

実質的に、形状異方性を有するペロブスカイト化合物粉末からなり、このペロブスカイト化合物粉末の一般式をABO3(AはAサイトの元素、BはBサイトの元素、Oは酸素元素をそれぞれ示す)としたときの前記元素Aと前記元素Bのモル比A/Bが1.00未満であるセラミック粉末。 It consists essentially of a perovskite compound powder having shape anisotropy, and the general formula of this perovskite compound powder is ABO 3 (A is an element at the A site, B is an element at the B site, and O is an oxygen element) and A ceramic powder having a molar ratio A / B of the element A to the element B of less than 1.00. 前記元素BがTiを主成分とする請求項1記載のセラミックス粉末。 The ceramic powder according to claim 1, wherein the element B contains Ti as a main component. 前記元素AがCa、Sr、Baのうちの少なくとも1つを主成分とする請求項2記載のセラミックス粉末。 The ceramic powder according to claim 2, wherein the element A contains at least one of Ca, Sr, and Ba as a main component. 前記元素AがBaを主成分とし、前記ペロブスカイト化合物粉末がBaTiO3を主成分とする請求項3記載のセラミックス粉末。 4. The ceramic powder according to claim 3 , wherein the element A contains Ba as a main component and the perovskite compound powder contains BaTiO 3 as a main component. 前記モル比A/Bが0.80〜0.99である請求項4記載のセラミックス粉末。 The ceramic powder according to claim 4, wherein the molar ratio A / B is 0.80 to 0.99. 前記ペロブスカイト化合物粉末の長径と短径の関係が長径/短径≧2である請求項1〜5のいずれか一つに記載のセラミックス粉末。 The ceramic powder according to claim 1, wherein a relationship between a major axis and a minor axis of the perovskite compound powder is major axis / minor axis ≧ 2. 前記ペロブスカイト化合物粉末の形状が針状である請求項6に記載のセラミックス粉末。 The ceramic powder according to claim 6, wherein the perovskite compound powder has a needle shape. 前記ペロブスカイト化合物粉末の形状が板状である請求項6に記載のセラミックス粉末。 The ceramic powder according to claim 6, wherein the perovskite compound powder has a plate shape. 前記ペロブスカイト化合物粉末の発達面が優先的に{111}面の配向を有する請求項8記載のセラミックス粉末。 The ceramic powder according to claim 8, wherein a development surface of the perovskite compound powder has a {111} plane orientation preferentially. 前記ペロブスカイト化合物粉末の発達面が優先的に{110}面の配向を有する請求項8記載のセラミックス粉末。 The ceramic powder according to claim 8, wherein the development surface of the perovskite compound powder has a {110} plane orientation preferentially. 前記ペロブスカイト化合物粉末の発達面が優先的に{100}面の配向を有する請求項8記載のセラミックス粉末。 The ceramic powder according to claim 8, wherein the development surface of the perovskite compound powder has a {100} plane orientation preferentially. 前記ペロブスカイト化合物粉末が結晶異方性を有する請求項1〜11いずれか一つに記載のセラミックス粉末。 The ceramic powder according to claim 1, wherein the perovskite compound powder has crystal anisotropy. 請求項1〜12のいずれか一つに記載のセラミックス粉末を第1のセラミックス粉末としたとき、この第1のセラミックス粉末と、非形状異方性のペロブスカイト化合物粉末を主成分とする第2のセラミックス粉末とからなるセラミックス粉末。 When the ceramic powder according to any one of claims 1 to 12 is used as a first ceramic powder, a second ceramic powder comprising the first ceramic powder and a non-formally anisotropic perovskite compound powder as a main component. Ceramic powder consisting of ceramic powder. 前記第2のセラミックス粉末において、前記非形状異方性のペロブスカイト化合物粉末の一般式をABO3(AはAサイトの元素、BはBサイトの元素、Oは酸素元素をそれぞれ示す)としたときの前記元素Aと前記元素Bのモル比A/Bが1.00より大きい請求項13記載のセラミックス粉末。 In the second ceramic powder, when the general formula of the non-formally anisotropic perovskite compound powder is ABO 3 (A is an element at the A site, B is an element at the B site, and O is an oxygen element) The ceramic powder according to claim 13, wherein the molar ratio A / B of the element A to the element B is greater than 1.00. 請求項1〜14のいずれか一つに記載のセラミックス粉末を分散媒によって混合しスラリーとする工程と、作製されたスラリーをシート状に成形する工程と、成形されたシートを積層および焼成する工程とを含むセラミック電子部品の製造方法。 A step of mixing the ceramic powder according to claim 1 with a dispersion medium to form a slurry, a step of forming the produced slurry into a sheet, and a step of laminating and firing the formed sheets A method for manufacturing a ceramic electronic component comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017183320A (en) * 2016-03-28 2017-10-05 Tdk株式会社 Dielectric thin film element

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