JP2020188111A - Paste for internal electrode, and manufacturing method of laminate ceramic electronic component - Google Patents

Paste for internal electrode, and manufacturing method of laminate ceramic electronic component Download PDF

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Abstract

To provide a paste for an internal electrode, which can prevent the sintering during calcination while common material powder is added thereto for preventing a crack.SOLUTION: A paste for an internal electrode comprises: conductive powder; common material powder configured of dielectric particles; and a dispersion medium. The dielectric particles are metal oxide particles having a perovskite structure represented by the following general formula: ABO3. In the above formula, an A site includes at least Ba, and a B site contains at least Ti. Further in the paste for an internal electrode, the mole ratio (A/B) of atoms that occupy the A site in the above formula to atoms that occupy the B site is 0.89 to 0.99, and the average particle size of the common material powder is 10 nm or larger and 50 nm or smaller. According to this, sintering during calcination can be prevented while the common material powder for preventing a crack is added thereto.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、内部電極用ペーストに関する。より詳細には、本発明は、積層セラミック電子部品の内部電極層の形成に用いられる内部電極用ペーストに関する。 The present invention relates to an internal electrode paste. More specifically, the present invention relates to an internal electrode paste used for forming an internal electrode layer of a laminated ceramic electronic component.

積層セラミックコンデンサ(Multi-Layer Ceramic Capacitor:MLCC)は、誘電体(セラミック材料)を含む誘電体層と、導電性金属を含む内部電極層とが多数積層された構造を有している。このMLCCは、誘電体層の前駆物質である誘電体グリーンシートの表面に、内部電極層の前駆物質である内部電極用ペーストを付与した後、当該誘電体グリーンシートを多数積層した状態で共焼成することによって作製される。 A multilayer ceramic capacitor (MLCC) has a structure in which a large number of dielectric layers containing a dielectric (ceramic material) and an internal electrode layer containing a conductive metal are laminated. In this MLCC, a paste for an internal electrode, which is a precursor of an internal electrode layer, is applied to the surface of a dielectric green sheet, which is a precursor of a dielectric layer, and then co-firing is performed in a state where a large number of the dielectric green sheets are laminated. It is made by doing.

かかるMLCCの誘電体層に関する技術が特許文献1、2に開示されている。例えば、特許文献1には、チタン酸バリウム(BaTiO)からなるコア粒子の最外層にTiリッチかつ希土類元素が固溶した層が形成され、さらにその表面がBa化合物によって被覆された誘電体粉末が開示されている。かかる誘電体粉末を用いることによって、誘電体層を薄膜化したMLCCにおけるショートの発生を防止できる。また、特許文献2には、MLCCの誘電体層に好適なチタン酸バリウム粒子として、微細で均一な粒子径を有し、かつ、直方体状であるチタン酸バリウム粒子を製造する方法が開示されている。 Patent Documents 1 and 2 disclose techniques relating to such a dielectric layer of MLCCs. For example, in Patent Document 1, a dielectric powder in which a Ti-rich and rare earth element-dissolved layer is formed on the outermost layer of core particles made of barium titanate (BaTIO 3 ), and the surface thereof is coated with a Ba compound. Is disclosed. By using such a dielectric powder, it is possible to prevent the occurrence of a short circuit in the MLCC in which the dielectric layer is thinned. Further, Patent Document 2 discloses a method for producing barium titanate particles having a fine and uniform particle diameter and having a rectangular shape as barium titanate particles suitable for the dielectric layer of MLCC. There is.

ところで、内部電極用ペーストと誘電体グリーンシートとを共焼成する際、焼成時の挙動(焼成開始温度、焼成収縮率等)の違いによって、内部電極層にクラック(破断)等が生じることがある。このため、MLCCの製造工程では、誘電体層に使用される誘電体と同種のセラミック材料を共材粉末として内部電極用ペーストに添加し、内部電極用ペーストと誘電体グリーンシートの挙動時の挙動を近似させることが行われている。 By the way, when the paste for the internal electrode and the dielectric green sheet are co-baked, cracks (breakage) or the like may occur in the internal electrode layer due to the difference in the behavior during firing (firing start temperature, firing shrinkage rate, etc.). .. Therefore, in the MLCC manufacturing process, a ceramic material of the same type as the dielectric used for the dielectric layer is added to the internal electrode paste as a co-material powder, and the behavior of the internal electrode paste and the dielectric green sheet during behavior. Is being approximated.

特開2013-163614号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-163614 特開2017-202942号公報JP-A-2017-202942

しかしながら、共材粉末を含む内部電極用ペーストでは、耐熱性の劣化という問題を有していた。具体的には、共材粉末を含む内部電極用ペーストでは、焼成中に過剰なシンタリング(粒成長)が生じ、形成後の内部電極層に種々の不具合を生じさせることがあった。本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、クラック防止のために共材粉末が添加されているにもかかわらず、焼成中のシンタリングを防止できる内部電極用ペーストを提供することを目的とする。 However, the paste for internal electrodes containing the co-material powder has a problem of deterioration in heat resistance. Specifically, in the paste for internal electrodes containing the co-material powder, excessive sintering (grain growth) may occur during firing, which may cause various defects in the internal electrode layer after formation. The present invention has been made to solve such a problem, and provides a paste for an internal electrode that can prevent sintering during firing even though a co-material powder is added to prevent cracks. The purpose is.

本発明者らは、上述の課題を解決するために、共材粉末を含む内部電極用ペーストにおいて耐熱性が劣化する原因について検討を行った。その結果、誘電体層の誘電体として使用されるセラミック材料(チタン酸バリウム)を、そのまま内部電極層の共材粉末として使用することが耐熱性劣化の原因であることを見出した。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have investigated the cause of deterioration of heat resistance in the paste for internal electrodes containing the co-material powder. As a result, it was found that the use of the ceramic material (barium titanate) used as the dielectric of the dielectric layer as it is as the co-material powder of the internal electrode layer is the cause of the deterioration of heat resistance.

具体的には、誘電体層の形成に使用される誘電体には、一般に、ペロブスカイト構造を有するチタン酸バリウムが用いられる。このチタン酸バリウムでは、結晶構造中のAサイトをバリウム(Ba)が占有し、Bサイトをチタン(Ti)が占有する。そして、特許文献1等に開示されている通り、誘電体として使用されるチタン酸バリウムでは、誘電率の向上のために、上記Aサイトを占有する原子(Ba)と、Bサイトを占有する原子(Ti)とのモル比(A/B)がおおよそ1(例えば、1.000以上1.008以下)に制御される。一方、内部電極層に含まれる共材粉末では、上記A/Bについて特に検討されておらず、A/Bが誘電体層側と同程度(すなわちA/B=1程度)の誘電体粒子が使用されていた。この点について、本発明者らが種々の実験と検討を重ねた結果、上記A/Bが高くなるにつれて、焼成中のシンタリングが生じやすくなるという驚くべき知見を発見した。そして、さらに実験と検討を重ねた結果、A/Bが0.99以下の誘電体粒子を共材粉末として使用すると、シンタリングの発生を抑制できることを発見した。
さらに、本発明者らは実験を重ねた結果、共材粉末の平均粒子径も耐熱性に影響することを発見し、「誘電体粒子のA/B」と「共材粉末の平均粒子径」とを適切な範囲に制御することによって、焼成中のシンタリングを適切に防止できることを見出した。
Specifically, barium titanate having a perovskite structure is generally used as the dielectric used for forming the dielectric layer. In this barium titanate, barium (Ba) occupies the A site in the crystal structure, and titanium (Ti) occupies the B site. Then, as disclosed in Patent Document 1 and the like, in barium titanate used as a dielectric, an atom (Ba) occupying the A site and an atom occupying the B site are used to improve the dielectric constant. The molar ratio (A / B) with (Ti) is controlled to be approximately 1 (for example, 1.000 or more and 1.008 or less). On the other hand, in the co-material powder contained in the internal electrode layer, the above A / B has not been particularly studied, and dielectric particles having an A / B of the same level as that of the dielectric layer side (that is, about A / B = 1) are contained. It was used. As a result of various experiments and studies on this point, the present inventors have found a surprising finding that the higher the A / B is, the more likely the sintering occurs during firing. As a result of further experiments and studies, it was discovered that the occurrence of sintering can be suppressed by using dielectric particles having an A / B of 0.99 or less as a co-material powder.
Furthermore, as a result of repeated experiments, the present inventors have discovered that the average particle size of the co-material powder also affects the heat resistance, and "A / B of the dielectric particles" and "the average particle size of the co-material powder". It was found that syntaring during firing can be appropriately prevented by controlling the above to an appropriate range.

ここに開示される内部電極用ペーストは、上述の知見に基づいてなされたものである。かかる内部電極用ペーストは、積層セラミック電子部品の内部電極層の形成に用いられる導電性ペーストであって、導電性粉末と、誘電体粒子から構成された共材粉末と、分散媒とを含む。上記誘電体粒子は、一般式:ABO (1)で示されるペロブスカイト構造を有する金属酸化物粒子である。なお、上記式(1)中のAサイトはBaを少なくとも含み、BサイトはTiを少なくとも含む。そして、ここに開示される内部電極用ペーストは、式(1)中のAサイトを占有する原子とBサイトを占有する原子とのモル比(A/B)が0.89以上0.99以下であり、かつ、共材粉末の平均粒子径が10nm以上50nm以下であることを特徴とする。
このように、ここに開示される内部電極用ペーストでは、「誘電体粒子のA/B」および「共材粉末の平均粒子径」が適切な範囲に制御されているため、クラック防止のために共材粉末が添加されているにもかかわらず、焼成中のシンタリングを防止できる。
The paste for internal electrodes disclosed herein is based on the above findings. Such an internal electrode paste is a conductive paste used for forming an internal electrode layer of a laminated ceramic electronic component, and includes a conductive powder, a co-material powder composed of dielectric particles, and a dispersion medium. The dielectric particles are metal oxide particles having a perovskite structure represented by the general formula: ABO 3 (1). The A site in the above formula (1) contains at least Ba, and the B site contains at least Ti. The internal electrode paste disclosed herein has a molar ratio (A / B) of 0.89 or more and 0.99 or less of the atom occupying the A site and the atom occupying the B site in the formula (1). Moreover, the average particle size of the co-material powder is 10 nm or more and 50 nm or less.
As described above, in the paste for the internal electrode disclosed here, the "A / B of the dielectric particles" and the "average particle diameter of the co-material powder" are controlled in appropriate ranges, so that cracks can be prevented. Despite the addition of the co-material powder, syntaring during firing can be prevented.

ここに開示される内部電極用ペーストの好ましい一態様では、式(1)中のAサイトは、Ba以外に、Ca、Mg、Sr、La、Zn、Sbからなる群から選択される少なくとも1種を含む。このような元素がBaの代わりにAサイトに添加されている場合でも、ここに開示される技術によるシンタリング防止効果を適切に発揮できる。 In a preferred embodiment of the internal electrode paste disclosed herein, the A site in the formula (1) is at least one selected from the group consisting of Ca, Mg, Sr, La, Zn, and Sb in addition to Ba. including. Even when such an element is added to the A site instead of Ba, the anti-sintering effect of the technique disclosed herein can be appropriately exerted.

ここに開示される内部電極用ペーストの好ましい一態様では、式(1)中のBサイトは、Ti以外に、Zr、Ce、Nb、Y、Dy、Ho、Smからなる群から選択される少なくとも1種を含む。このような元素がTiの代わりにBサイトに添加されている場合でも、ここに開示される技術によるシンタリング防止効果を適切に発揮できる。 In a preferred embodiment of the internal electrode paste disclosed herein, the B site in formula (1) is at least selected from the group consisting of Zr, Ce, Nb, Y, Dy, Ho, and Sm in addition to Ti. Includes one. Even when such an element is added to the B site instead of Ti, the effect of preventing sintering by the technique disclosed herein can be appropriately exhibited.

ここに開示される内部電極用ペーストの好ましい一態様では、上記A/Bが0.96以上である。これにより、焼成中のシンタリングをより好適に防止することができる。 In a preferred embodiment of the internal electrode paste disclosed herein, the A / B is 0.96 or more. Thereby, syntaring during firing can be more preferably prevented.

ここに開示される内部電極用ペーストの好ましい一態様では、共材粉末を水に含浸させた際の単位時間あたりのBa溶出量(Ba溶出速度)を、共材粉末の比表面積で割った値が10以下である。この「Ba溶出速度/比表面積」が高い共材粉末では、誘電体粒子から多量のBaが溶出してシンタリングを促進する焼結助剤になり得る。本態様では、このようなBaの溶出が抑制されているため、シンタリングの発生を好適に防止できる。 In a preferred embodiment of the internal electrode paste disclosed herein, a value obtained by dividing the Ba elution amount (Ba elution rate) per unit time when the co-material powder is impregnated with water by the specific surface area of the co-material powder. Is 10 or less. In this co-material powder having a high "Ba elution rate / specific surface area", a large amount of Ba can be eluted from the dielectric particles to serve as a sintering aid that promotes syntaring. In this embodiment, since such elution of Ba is suppressed, the occurrence of sintering can be suitably prevented.

また、ここに開示される技術の他の側面として積層セラミック電子部品の製造方法が提供される。かかる製造方法は、上述した何れかの態様の内部電極用ペーストを準備する準備工程と、内部電極用ペーストを誘電体グリーンシートの表面に付与する付与工程と、内部電極用ペーストが付与された誘電体グリーンシートを焼成する焼成工程とを包含する。
上述したように、ここに開示される内部電極用ペーストは、焼成中のシンタリングを防止できる。このため、かかる内部電極用ペーストを使用することによって、共材粉末のシンタリングによる種々の不具合が防止された高性能の内部電極層を有する積層セラミック電子部品を製造できる。
Further, as another aspect of the technique disclosed herein, a method for manufacturing a laminated ceramic electronic component is provided. Such a manufacturing method includes a preparatory step of preparing the internal electrode paste of any of the above-described aspects, an application step of applying the internal electrode paste to the surface of the dielectric green sheet, and a dielectric to which the internal electrode paste is applied. It includes a firing step of firing a body green sheet.
As described above, the internal electrode paste disclosed herein can prevent sintering during firing. Therefore, by using such an internal electrode paste, it is possible to manufacture a laminated ceramic electronic component having a high-performance internal electrode layer in which various problems due to sintering of co-material powder are prevented.

ここに開示される製造方法の好ましい一態様では、焼成工程において、室温から最高焼成温度までの昇温速度が600℃/hr以上という高速焼成を実施する。A/Bが0.99以下の内部電極用ペーストでは、誘電体粒子のAサイトを占有する原子が少なくなっている。このため、焼成工程において、Aサイトを占有し得る元素(Ba、Ca等)が誘電体層側から内部電極層側に移動し、焼成後の誘電体層の誘電率の低下等の不具合が生じる可能性がある。このため、A/Bが0.99以下の内部電極用ペーストを使用する場合には、本態様のような高速焼成を実施し、誘電体層側から内部電極層側への元素の移動が生じる前に、誘電体層と内部電極層とを焼結させた方が好ましい。 In a preferred embodiment of the manufacturing method disclosed herein, in the firing step, high-speed firing is performed in which the rate of temperature rise from room temperature to the maximum firing temperature is 600 ° C./hr or more. In the paste for internal electrodes having an A / B of 0.99 or less, the number of atoms occupying the A site of the dielectric particles is reduced. Therefore, in the firing step, elements (Ba, Ca, etc.) that can occupy the A site move from the dielectric layer side to the internal electrode layer side, causing problems such as a decrease in the dielectric constant of the dielectric layer after firing. there is a possibility. Therefore, when a paste for an internal electrode having an A / B of 0.99 or less is used, high-speed firing as in this embodiment is performed, and elements move from the dielectric layer side to the internal electrode layer side. It is preferable that the dielectric layer and the internal electrode layer are sintered before.

本発明の一実施形態に係る製造方法によって製造されたMLCCの構成を概略的に説明する断面模式図である。It is sectional drawing schematically explaining the structure of the MLCC manufactured by the manufacturing method which concerns on one Embodiment of this invention. 焼成後のサンプル1の表面SEM写真(10000倍)である。It is a surface SEM photograph (10000 times) of the sample 1 after firing. 焼成後のサンプル2の表面SEM写真(10000倍)である。It is a surface SEM photograph (10000 times) of the sample 2 after firing.

以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施できる。なお、本明細書において数値範囲を示す「A〜B」との表記は「A以上B以下」を意味するものとする。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. Matters other than those specifically mentioned in the present specification and necessary for carrying out the present invention can be grasped as design matters of those skilled in the art based on the prior art in the art. The present invention can be carried out based on the contents disclosed in the present specification and common general technical knowledge in the art. In this specification, the notation "A to B" indicating the numerical range means "A or more and B or less".

[内部電極用ペースト]
ここに開示される内部電極用ペーストは、積層セラミック電子部品の内部電極層の形成に用いられる導電性ペーストである。かかる内部電極用ペーストは、主たる構成成分として、(A)導電性粉末と、(B)共材粉末と、(C)分散媒とを含む。そして、かかる内部電極用ペーストの(B)共材粉末は、ABOで示されるペロブスカイト構造を有する金属酸化物粒子(典型的には、チタン酸バリウム(BaTiO))を誘電体粒子として含んでいる。
[Paste for internal electrodes]
The paste for internal electrodes disclosed herein is a conductive paste used for forming an internal electrode layer of a laminated ceramic electronic component. Such an internal electrode paste contains (A) a conductive powder, (B) a co-material powder, and (C) a dispersion medium as main constituent components. The (B) co-material powder of the internal electrode paste contains metal oxide particles (typically barium titanate (BaTIO 3 )) having a perovskite structure represented by ABO 3 as dielectric particles. There is.

そして、ここに開示される内部電極用ペーストは、上記誘電体粒子のAサイトを占有する原子とBサイトを占有する原子とのモル比(A/B)が0.89以上0.99以下であり、かつ、共材粉末の平均粒子径が10nm以上50nm以下である。かかる内部電極用ペーストを用いることによって焼成中のシンタリングを防止できることが、本発明者らが実施した実験によって確認されている。以下、ここに開示される内部電極用ペーストについて具体的に説明する。 The internal electrode paste disclosed herein has a molar ratio (A / B) of 0.89 or more and 0.99 or less of the atom occupying the A site and the atom occupying the B site of the dielectric particles. Yes, and the average particle size of the co-material powder is 10 nm or more and 50 nm or less. It has been confirmed by experiments carried out by the present inventors that syntaring during firing can be prevented by using such an internal electrode paste. Hereinafter, the paste for internal electrodes disclosed herein will be specifically described.

(A)導電性粉末
導電性粉末は、電子素子等における電極、導線や電導膜等の電気伝導性の高い導体物(導体膜であり得る。)の主成分となり得る材料であればよい。すなわち、導電性粉末には、所望の導電性を備える各種の粉末材料を特に制限なく使用できる。かかる導電性粉末の一例として、ニッケル(Ni)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、ルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)、オスミウム(Os)、イリジウム(Ir)、アルミニウム(Al)、タングステン(W)等の金属の単体、およびこれらの金属を含む合金等が挙げられる。また、導電性粉末は、上述した金属材料のいずれか1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、導電性粉末には、MLCCの誘電体層の焼結温度(例えば約1300℃)よりも低温の融点を有する金属材料が使用されていることが好ましい。このような融点の金属材料の一例として、Rh、Pt、Pd、Cu、Au、Niが挙げられる。これらのなかでもPtやPd等の貴金属は、融点や導電性の観点から好ましい。但し、低価格であることも考慮するとNiが好ましい。なお、導電性粉末は、従来公知の方法によって製造されたものでよく、特別な方法で製造されたものに制限されない。例えば、周知の還元析出法、気相反応法、ガス還元法等によって製造された金属粉末を導電性粉末として使用できる。
(A) Conductive powder The conductive powder may be any material that can be the main component of a highly electrically conductive conductor (which can be a conductor film) such as an electrode, a conducting wire, or a conducting film in an electronic element or the like. That is, as the conductive powder, various powder materials having desired conductivity can be used without particular limitation. As an example of such a conductive powder, nickel (Ni), palladium (Pd), platinum (Pt), gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), ruthenium (Ru), rhodium (Rh), osmium ( Examples thereof include simple metals such as Os), iridium (Ir), aluminum (Al), and tungsten (W), and alloys containing these metals. Further, as the conductive powder, any one of the above-mentioned metal materials may be used alone, or two or more of them may be used in combination. It is preferable that the conductive powder uses a metal material having a melting point lower than the sintering temperature of the dielectric layer of MLCC (for example, about 1300 ° C.). Examples of metal materials having such a melting point include Rh, Pt, Pd, Cu, Au, and Ni. Among these, noble metals such as Pt and Pd are preferable from the viewpoint of melting point and conductivity. However, considering the low price, Ni is preferable. The conductive powder may be produced by a conventionally known method, and is not limited to that produced by a special method. For example, a metal powder produced by a well-known reduction precipitation method, gas phase reaction method, gas reduction method or the like can be used as the conductive powder.

内部電極用ペーストにおける導電性粉末の含有割合は特に限定されず、必要に応じて適宜調節できる。なお、電気伝導性に優れ、緻密性が高い内部電極層を形成するという観点では、内部電極用ペーストの総重量を100質量%としたときの導電性粉末の含有割合を30質量%以上にすることが好ましく、40質量%以上にすることがより好ましく、45質量%以上にすることがさらに好ましい。一方、導電性粉末の含有割合の上限は、特に限定されず、95質量%以下であってもよい。但し、ペースト粘度を低く抑えて作業性を向上するという点を考慮すると、導電性粉末の含有割合の上限は、80質量%以下が好ましく、70質量%以下がより好ましく、60質量%以下がさらに好ましい。 The content ratio of the conductive powder in the paste for the internal electrode is not particularly limited, and can be appropriately adjusted as needed. From the viewpoint of forming an internal electrode layer having excellent electrical conductivity and high density, the content ratio of the conductive powder is 30% by mass or more when the total weight of the internal electrode paste is 100% by mass. It is preferable, it is more preferably 40% by mass or more, and further preferably 45% by mass or more. On the other hand, the upper limit of the content ratio of the conductive powder is not particularly limited and may be 95% by mass or less. However, considering that the paste viscosity is kept low to improve workability, the upper limit of the content ratio of the conductive powder is preferably 80% by mass or less, more preferably 70% by mass or less, and further preferably 60% by mass or less. preferable.

また、導電性粉末を構成する粒子(以下「導電性粒子」ともいう)の寸法(粒子径)は、特に限定されず、この種の内部電極用ペーストにおいて適用され得る寸法を制限なく適用できる。例えば、導電性粉末の平均粒子径は、数nm〜数十μm程度であってもよい。なお、本明細書において「平均粒子径」とは、当該粉末材料の粒度分布におけるD50(メジアン径)をいう。かかるD50は、例えば従来公知のレーザー回折方式、光散乱方式等に基づく粒度分布測定装置によって測定できる。 Further, the dimensions (particle diameter) of the particles constituting the conductive powder (hereinafter, also referred to as “conductive particles”) are not particularly limited, and the dimensions applicable to this type of internal electrode paste can be applied without limitation. For example, the average particle size of the conductive powder may be about several nm to several tens of μm. In the present specification, the "average particle size" means D 50 (median diameter) in the particle size distribution of the powder material. Such D 50 can be measured by, for example, a particle size distribution measuring device based on a conventionally known laser diffraction method, light scattering method, or the like.

なお、小型MLCCの作製のために内部電極層を薄膜化する場合には、内部電極層の厚み(積層方向の寸法)よりも、導電性粉末の寸法を小さくすることが求められる。例えば、小型MLCCの作製時の導電性粉末の累積90%粒子径(D90)は、3μm未満であることが好ましく、2μm未満であることがより好ましく、1.5μm未満であることがさらに好ましく、1.2μm未満であることが特に好ましく、例えば1μm未満である。また、小型MLCCの内部電極層を安定して形成するという観点から、導電性粉末の平均粒子径(D50)は、通常1μm以下に設定され、0.8μm以下が好ましく、0.6μm以下がより好ましく、0.5μm以下がさらに好ましく、0.4μm以下が特に好ましく、例えば0.3μm以下である。また、このような平均粒子径が小さい導電性粉末を用いると、表面が平滑な(典型的には算術平均粗さRaが5nm以下の)内部電極層を形成することもできる。一方、導電性粉末の平均粒子径(D50)の下限は、特に制限されず、0.005μm以上であってもよく、0.01μm以上であってもよい。但し、表面活性の上昇による導電性粒子の凝集を防止するという点を考慮すると、導電性粉末の平均粒子径の下限は、0.05μm以上が好ましく、0.1μm以上がより好ましく、0.12μm以上がさらに好ましい。 When the internal electrode layer is thinned for the production of a small MLCC, it is required that the size of the conductive powder is smaller than the thickness of the internal electrode layer (dimension in the stacking direction). For example, the cumulative 90% particle size (D 90 ) of the conductive powder at the time of producing the small MLCC is preferably less than 3 μm, more preferably less than 2 μm, and further preferably less than 1.5 μm. It is particularly preferably less than 1.2 μm, for example, less than 1 μm. Further, from the viewpoint of stably forming the internal electrode layer of the small MLCC, the average particle size (D 50 ) of the conductive powder is usually set to 1 μm or less, preferably 0.8 μm or less, and 0.6 μm or less. More preferably, 0.5 μm or less is further preferable, 0.4 μm or less is particularly preferable, and for example, 0.3 μm or less. Further, by using such a conductive powder having a small average particle size, it is possible to form an internal electrode layer having a smooth surface (typically, the arithmetic average roughness Ra is 5 nm or less). On the other hand, the lower limit of the average particle size (D 50 ) of the conductive powder is not particularly limited and may be 0.005 μm or more, or 0.01 μm or more. However, in consideration of preventing agglomeration of conductive particles due to an increase in surface activity, the lower limit of the average particle diameter of the conductive powder is preferably 0.05 μm or more, more preferably 0.1 μm or more, and 0.12 μm. The above is more preferable.

また、導電性粒子の凝集を抑制し、調製後のペーストの均質性、分散性、保存安定性等を改善するという観点から、導電性粉末の比表面積は、10m/g以下(典型的には1m/g〜8m/g、例えば2m/g〜6m/g)が好ましい。また、このような比表面積を有する導電性粉末は、焼成後の内部電極層の電気伝導性を向上させることにも貢献できる。なお、本明細書において「比表面積」とは、吸着質として窒素(N)ガスを用いたガス吸着法(定容量吸着法)によって測定されたガス吸着量に基づき、BET法(例えばBET一点法)により算出された値(BET比表面積)をいう。 Further, from the viewpoint of suppressing the aggregation of conductive particles and improving the homogeneity, dispersibility, storage stability, etc. of the prepared paste, the specific surface area of the conductive powder is 10 m 2 / g or less (typically). the 1m 2 / g~8m 2 / g, for example 2m 2 / g~6m 2 / g) are preferable. In addition, the conductive powder having such a specific surface area can also contribute to improving the electrical conductivity of the internal electrode layer after firing. In the present specification, the "specific surface area" is based on the gas adsorption amount measured by the gas adsorption method (constant volume adsorption method) using nitrogen (N 2 ) gas as an adsorbent, and is based on the BET method (for example, one BET point). The value (BET specific surface area) calculated by the method).

導電性粒子の形状は、特に限定されず、球形であってもよいし、非球形(例えばラグビーボール形状)であってもよい。なお、ペーストの粘度上昇を抑制するという観点から、導電性粒子の形状は、真球状または略球状であることが好ましい。例えば、導電性粒子の平均アスペクト比は、典型的には1〜2、好ましくは1〜1.5であるとよい。なお、本明細書における「アスペクト比」は、電子顕微鏡観察に基づいて算出され、粉末を構成する粒子に外接する矩形を描いたときの、短辺の長さ(a)に対する長辺の長さ(b)の比(b/a)を意味する。平均アスペクト比は、100個の粒子について得られたアスペクト比の算術平均値である。 The shape of the conductive particles is not particularly limited, and may be spherical or non-spherical (for example, a rugby ball shape). From the viewpoint of suppressing an increase in the viscosity of the paste, the shape of the conductive particles is preferably a true sphere or a substantially spherical shape. For example, the average aspect ratio of the conductive particles is typically 1-2, preferably 1-1.5. The "aspect ratio" in the present specification is calculated based on electron microscope observation, and is the length of the long side with respect to the length (a) of the short side when a rectangle circumscribing the particles constituting the powder is drawn. It means the ratio (b / a) of (b). The average aspect ratio is the arithmetic mean value of the aspect ratio obtained for 100 particles.

(B)共材粉末
ここに開示される内部電極用ペーストは、共材粉末を含有する。かかる共材粉末は、MLCCの誘電体層と類似の組成を有した誘電体粒子(金属酸化物粒子)によって構成されている。この誘電体粒子を導電性粒子の間に分散させることによって、内部電極用ペーストと誘電体グリーンシートの焼成挙動(熱収縮率、焼成収縮履歴、熱膨張係数)を近似させ、焼成後のクラック等の発生を防止できる。
(B) Co-material powder The paste for internal electrodes disclosed here contains co-material powder. Such a co-material powder is composed of dielectric particles (metal oxide particles) having a composition similar to that of the dielectric layer of MLCC. By dispersing these dielectric particles among the conductive particles, the firing behavior (heat shrinkage rate, firing shrinkage history, thermal expansion coefficient) of the internal electrode paste and the dielectric green sheet can be approximated, and cracks after firing, etc. can be approximated. Can be prevented.

ここに開示される内部電極用ペーストでは、共材粉末を構成する誘電体粒子として、下記の式(1)で示されるペロブスカイト構造を有する金属酸化物粒子が用いられる。
ABO (1)
In the paste for internal electrodes disclosed herein, metal oxide particles having a perovskite structure represented by the following formula (1) are used as the dielectric particles constituting the co-material powder.
ABO 3 (1)

上記式(1)で示される誘電体粒子は、チタン酸バリウム(BaTiO)をベースにした金属酸化物粒子である。すなわち、上記式(1)中のAサイトは、バリウム(Ba)を少なくとも含み、Bサイトはチタン(Ti)を少なくとも含む。
なお、上記式(1)中のAサイトには、Ba以外の元素が添加されていてもよい。Ba以外にAサイトを占有し得る元素としては、カルシウム(Ca)、マグネシウム(Mg)、ストロンチウム(Sr)、ランタン(La)、亜鉛(Zn)、アンチモン(Sb)等が挙げられる。一方、Bサイトも同様に、Ti以外の元素が添加されていてもよい。Ti以外にBサイトを占有し得る元素としては、ジルコニウム(Zr)、セリウム(Ce)、ニオブ(Nb)、イットリウム(Y)、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(Ho)、サマリウム(Sm)等が挙げられる。
The dielectric particles represented by the above formula (1) are metal oxide particles based on barium titanate (BaTIO 3 ). That is, the A site in the above formula (1) contains at least barium (Ba), and the B site contains at least titanium (Ti).
An element other than Ba may be added to the A site in the above formula (1). Examples of elements that can occupy the A site other than Ba include calcium (Ca), magnesium (Mg), strontium (Sr), lanthanum (La), zinc (Zn), antimony (Sb) and the like. On the other hand, the B site may also be similarly added with an element other than Ti. Examples of elements that can occupy the B site other than Ti include zirconium (Zr), cerium (Ce), niobium (Nb), ittrium (Y), dysprosium (Dy), holmium (Ho), and samarium (Sm). Be done.

そして、ここに開示される内部電極用ペーストでは、「(1)Aサイトを占有する原子(以下「Aサイト原子」という)とBサイトを占有する原子(以下「Bサイト原子」という)とのモル比(A/B)」および「(2)共材粉末の平均粒子径」が所定の範囲内に制御されている。これにより、焼成工程におけるネッキングの発生を防止できる。以下、ここに開示される内部電極用ペーストにおいて制御される各要素を具体的に説明する。 Then, in the paste for internal electrodes disclosed here, "(1) an atom occupying A site (hereinafter referred to as" A site atom ") and an atom occupying B site (hereinafter referred to as" B site atom ") are used. The molar ratio (A / B) and (2) average particle size of the co-material powder are controlled within a predetermined range. This makes it possible to prevent the occurrence of necking in the firing process. Hereinafter, each element controlled in the internal electrode paste disclosed herein will be specifically described.

(1)Aサイト原子とBサイト原子とのモル比(A/B)
一般的なMLCCの誘電体層側では、誘電率の向上のために誘電体粒子のA/Bが1以上に制御されている。しかしながら、本発明者らの検討の結果、内部電極層の共材粉末として添加される誘電体粒子のA/Bが大きくなると、焼成中のシンタリングが生じやすくなることが判明した。本発明を限定することを意図したものではないが、このような現象が生じる理由は、誘電体粒子中のAサイト原子の割合が多くなると、Aサイト原子(典型的にはBa)が結晶構造の外部に溶出しやすくなり、当該溶出したAサイト原子が焼結助剤として作用するためと推測される。
これに対して、ここに開示される内部電極用ペーストでは、誘電体粒子を構成するAサイト原子とBサイト原子(典型的にはTi)とのモル比(A/B)が0.99以下に制御されている。このため、Aサイト原子が溶出して焼結助剤として機能することを抑制し、焼成中のシンタリングを抑制することができる。なお、焼成中のシンタリングをより好適に抑制するという観点から、上記A/Bの上限は、0.98以下が好ましく、0.975以下がより好ましく、0.97以下がさらに好ましい。一方、ここに開示される内部電極用ペーストは、A/Bの下限が0.89以上に設定されているため、焼成時にペースト中の誘電体粒子が、MLCCの誘電体層と反応しづらいという効果を有している。かかる効果をより好適に発揮させるという観点から、上記A/Bの下限は、0.90以上が好ましく、0.91以上がより好ましく、0.92以上がさらに好ましく、0.96以上が特に好ましい。
(1) Molar ratio of A-site atom to B-site atom (A / B)
On the dielectric layer side of a general MLCC, the A / B of the dielectric particles is controlled to 1 or more in order to improve the dielectric constant. However, as a result of the studies by the present inventors, it has been found that when the A / B of the dielectric particles added as the co-material powder of the internal electrode layer becomes large, sintering during firing tends to occur. Although not intended to limit the present invention, the reason for this phenomenon is that when the proportion of A-site atoms in the dielectric particles increases, the A-site atoms (typically Ba) have a crystal structure. It is presumed that this is because the eluted A-site atom acts as a sintering aid because it is easily eluted to the outside.
On the other hand, in the paste for internal electrodes disclosed here, the molar ratio (A / B) of the A-site atom and the B-site atom (typically Ti) constituting the dielectric particles is 0.99 or less. Is controlled by. Therefore, it is possible to suppress the elution of A-site atoms and function as a sintering aid, and to suppress syntaring during firing. From the viewpoint of more preferably suppressing sintering during firing, the upper limit of A / B is preferably 0.98 or less, more preferably 0.975 or less, and even more preferably 0.97 or less. On the other hand, in the paste for internal electrodes disclosed here, since the lower limit of A / B is set to 0.89 or more, it is said that the dielectric particles in the paste are hard to react with the dielectric layer of MLCC during firing. It has an effect. From the viewpoint of more preferably exerting such an effect, the lower limit of A / B is preferably 0.90 or more, more preferably 0.91 or more, further preferably 0.92 or more, and particularly preferably 0.96 or more. ..

なお、「Aサイト原子とBサイト原子とのモル比(A/B)」は、ガラスビート法を用いた蛍光X線分析を共材粉末に対して実施することによって求めることができる。この蛍光X線分析において、BaとTiの組成の異なる標準資料を用いて検量線を準備し、その検量線を用いることでモル比を求めることができる。なお、後述の実施例についても同様である。 The "molar ratio of A-site atom to B-site atom (A / B)" can be obtained by performing fluorescent X-ray analysis using the glass beet method on the co-material powder. In this fluorescent X-ray analysis, a calibration curve is prepared using standard materials having different compositions of Ba and Ti, and the molar ratio can be obtained by using the calibration curve. The same applies to the examples described later.

また、ここに開示される内部電極用ペーストでは、共材粉末を水に含浸させた際の単位時間あたりのBa溶出量(ppm/hr)を共材粉末の比表面積(m/g)で割った値(Ba溶出速度/比表面積)が低くなるに従って、シンタリング抑制効果が向上する傾向があることが確認されている。なお、より好適にシンタリング抑制効果を発揮させるという観点から、上述の「Ba溶出速度/比表面積」は、10以下が適当であり、8以下が好ましく、7以下がより好ましく、6.6以下がさらに好ましく、6.3以下が特に好ましく、例えば4.8以下である。一方、「Ba溶出速度/比表面積」の下限値は、特に限定されず、0(Baが溶出していない)であってもよく、0.5以上であってもよく、1以上であってもよい。
なお、上述した「単位時間あたりのBa溶出量」は、次の手順で測定できる。先ず、内部電極用ペーストにアルコール(例えばエタノール)を添加して液状にした後に超音波分散を1時間実施し、容器の底面に磁石を配置して導電性粉末を沈降させた状態で共材粉末と上澄み液を回収する。この工程を3回繰り返して得られた共材粉末と上澄み液を90℃の温度条件下で乾燥させる。そして、乾燥後の試料を0.5g採取し、250mlの水に含浸させた状態で少なくとも100時間以上(例えば、120時間、150時間、250時間)保持する。そして、保持開始から20時間以上経過した後、一定の含浸時間(例えば、含浸後から24時間後、48時間後、72時間後、96時間後、120時間後)における3点以上のBaの溶出量(ppm)をICP(Inductively Coupled Plasma)分析に基づいて測定する。そして、含浸時間に対するBa溶出量をプロットし、その傾きを「単位時間あたりのBa溶出量」として算出する。なお、傾きを求めるにあたっては、最小二乗法を用いることが好ましい。また、詳しくは後述するが、内部電極用ペーストには、バインダ等の樹脂成分が添加されていることがある。このような樹脂成分が添加されている場合には、乾燥後の試料に脱脂処理(例えば、430℃、大気雰囲気の加熱処理)を実施した方が好ましい。
また、共材粉末の比表面積は、上述した導電性粉末の比表面積と同じ手順で測定できる。なお、誘電体粒子からのBaの溶出を抑制するという観点から、共材粉末の比表面積は、80m/g以下が好ましく、50m/g以下が好ましく、30m/g以下が好ましく、20m/g以下が好ましい。
Further, in the paste for internal electrodes disclosed herein, the Ba elution amount (ppm / hr) per unit time when the co-material powder is impregnated with water is determined by the specific surface area (m 2 / g) of the co-material powder. It has been confirmed that the sintering suppressing effect tends to improve as the divided value (Ba elution rate / specific surface area) decreases. From the viewpoint of more preferably exerting the sintering suppressing effect, the above-mentioned "Ba elution rate / specific surface area" is preferably 10 or less, preferably 8 or less, more preferably 7 or less, and 6.6 or less. Is more preferable, and 6.3 or less is particularly preferable, for example, 4.8 or less. On the other hand, the lower limit of "Ba elution rate / specific surface area" is not particularly limited, and may be 0 (Ba is not eluted), 0.5 or more, or 1 or more. May be good.
The above-mentioned "Ba elution amount per unit time" can be measured by the following procedure. First, alcohol (for example, ethanol) is added to the internal electrode paste to make it liquid, and then ultrasonic dispersion is performed for 1 hour. A magnet is placed on the bottom surface of the container to allow the conductive powder to settle, and the co-material powder is settled. And collect the supernatant liquid. The co-material powder and the supernatant obtained by repeating this step three times are dried under a temperature condition of 90 ° C. Then, 0.5 g of the dried sample is collected and held in a state of being impregnated with 250 ml of water for at least 100 hours or more (for example, 120 hours, 150 hours, 250 hours). Then, after 20 hours or more have passed from the start of holding, elution of 3 or more points of Ba at a certain impregnation time (for example, 24 hours, 48 hours, 72 hours, 96 hours, 120 hours after impregnation). The amount (ppm) is measured based on ICP (Inductively Coupled Plasma) analysis. Then, the Ba elution amount with respect to the impregnation time is plotted, and the slope thereof is calculated as "Ba elution amount per unit time". It is preferable to use the method of least squares when determining the slope. Further, as will be described in detail later, a resin component such as a binder may be added to the paste for the internal electrode. When such a resin component is added, it is preferable to perform a degreasing treatment (for example, heat treatment at 430 ° C., air atmosphere) on the dried sample.
Further, the specific surface area of the co-material powder can be measured by the same procedure as the specific surface area of the conductive powder described above. From the viewpoint of suppressing the elution of Ba from the dielectric particles, the specific surface area of the co-material powder is preferably 80 m 2 / g or less, preferably 50 m 2 / g or less, preferably 30 m 2 / g or less, and preferably 20 m. 2 / g or less is preferable.

(2)共材粉末の平均粒子径
さらに、ここに開示される内部電極用ペーストでは、共材粉末の平均粒子径(D50)が10nm以上50nm以下に制御されている。共材粉末の平均粒子径が小さくなるにつれて誘電体粒子の表面活性が高くなって凝集しやすくなる。このため、誘電体粒子のA/Bが0.99以下に制御されていたとしても、共材粉末の平均粒子径が大きくなり過ぎると焼成中にネッキングが発生するおそれがある。この点を考慮し、ここに開示される内部電極用ペーストでは、共材粉末の平均粒子径が10nm以上に制御されている。一方、共材粉末の平均粒子径が大きくなり過ぎると、ネッキングの有無に関わらず、内部電極層中の誘電体が大きくなり、MLCCの性能を低下させる可能性がある。このため、ここに開示される内部電極用ペーストでは、共材粉末の平均粒子径が50nm以下に制御されている。なお、焼成中のネッキングをより好適に防止し、内部電極層の性能低下を防止するという観点から、共材粉末の平均粒子径は、20nm以上50nm以下が好ましく、30nm以上50nm以下がより好ましく、35nm以上50nm以下がさらに好ましい。
(2) Average Particle Diameter of Common Material Powder Further, in the paste for internal electrodes disclosed herein, the average particle size (D 50 ) of the common material powder is controlled to be 10 nm or more and 50 nm or less. As the average particle size of the co-material powder becomes smaller, the surface activity of the dielectric particles becomes higher and it becomes easier to aggregate. Therefore, even if the A / B of the dielectric particles is controlled to 0.99 or less, if the average particle size of the co-material powder becomes too large, necking may occur during firing. In consideration of this point, in the paste for internal electrodes disclosed here, the average particle size of the co-material powder is controlled to 10 nm or more. On the other hand, if the average particle size of the co-material powder becomes too large, the dielectric in the internal electrode layer becomes large regardless of the presence or absence of necking, which may deteriorate the performance of the MLCC. Therefore, in the paste for internal electrodes disclosed here, the average particle size of the co-material powder is controlled to 50 nm or less. From the viewpoint of more preferably preventing necking during firing and preventing deterioration of the performance of the internal electrode layer, the average particle size of the co-material powder is preferably 20 nm or more and 50 nm or less, and more preferably 30 nm or more and 50 nm or less. More preferably, it is 35 nm or more and 50 nm or less.

以上のように、ここに開示される内部電極用ペーストによると、誘電体粒子のA/Bが0.89以上0.99以下に制御されており、かつ、共材粉末の平均粒子径が10nm以上50nm以下に制御されているため、クラック防止のために共材粉末が添加されているにもかかわらず、焼成中のシンタリングを防止できる。 As described above, according to the internal electrode paste disclosed herein, the A / B of the dielectric particles is controlled to 0.89 or more and 0.99 or less, and the average particle diameter of the co-material powder is 10 nm. Since it is controlled to 50 nm or less, it is possible to prevent sintering during firing even though the co-material powder is added to prevent cracks.

(C)分散媒
分散媒は、粉体材料(導電性粉末、共材粉末等)を分散状態にする液状媒体である。かかる分散媒の詳細な成分は、特に限定されず、この種の内部電極用ペーストに用いられ得る有機溶剤を適宜用いることができる。また、この分散媒は、乾燥および焼成によって消失することを前提とした成分であるため、沸点が約180℃以上300℃以下程度(例えば、200℃以上250℃以下程度)の高沸点有機溶剤を主成分として含んでいることが好ましい。なお、ここでの「主成分」とは、分散媒の総体積を100vol%としたときに50vol%以上を占める成分をいう。
(C) Dispersion medium The dispersion medium is a liquid medium that disperses a powder material (conductive powder, co-material powder, etc.). The detailed components of such a dispersion medium are not particularly limited, and an organic solvent that can be used for this kind of internal electrode paste can be appropriately used. Further, since this dispersion medium is a component that is premised on disappearing by drying and firing, a high boiling point organic solvent having a boiling point of about 180 ° C. or higher and 300 ° C. or lower (for example, 200 ° C. or higher and 250 ° C. or lower) is used. It is preferably contained as a main component. The "main component" here means a component that occupies 50 vol% or more when the total volume of the dispersion medium is 100 vol%.

なお、成膜安定性等の観点から、分散媒は、粉体材料の分散性を保ったまま優れた流動性を付与するできるものであると好ましい。このような分散媒としては、例えば、スクラレオール、シトロネロール、フィトール、ゲラニルリナロオール、テキサノール、ベンジルアルコール、フェノキシエタノール、1−フェノキシ−2−プロパノール、ターピネオール、ジヒドロターピネオール、イソボルネオール、ブチルカルビトール、ジエチレングリコール等のアルコール系溶剤;ターピネオールアセテート、ジヒドロターピネオールアセテート、イソボルニルアセテート、カルビトールアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセタート等のエステル系溶剤;ミネラルスピリット等が挙げられる。なかでも、アルコール系溶剤やエステル系溶剤を好ましく用いることができる。 From the viewpoint of film formation stability and the like, the dispersion medium is preferably one that can impart excellent fluidity while maintaining the dispersibility of the powder material. Examples of such a dispersion medium include sclareol, citronellol, phytol, geranyllinarool, texanol, benzyl alcohol, phenoxyethanol, 1-phenoxy-2-propanol, tarpineol, dihydroterpineol, isoborneol, butylcarbitol, diethylene glycol and the like. Alcohol-based solvent; ester-based solvent such as tarpineol acetate, dihydroterpineol acetate, isobornyl acetate, carbitol acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate; mineral spirit and the like. Of these, alcohol solvents and ester solvents can be preferably used.

なお、内部電極用ペーストにおける分散媒の含有割合は、誘電体グリーンシートの表面に付与する際の作業性を考慮して適宜調整されていることが好ましい。かかる表面付与(印刷)時の作業性は、他の成分によっても変動し得るため特に限定されないが、例えば、ペーストの総重量を100質量%としたときの分散媒の含有量が70質量%以下(好ましくは5質量%〜60質量%、より好ましくは30質量%〜50質量%)であるとよい。これにより、ペーストに好適な流動性を付与し、表面付与時の作業性を向上できると共に、ペーストのセルフレベリング性を高めて、より滑らかな表面の内部電極層を形成できる。 It is preferable that the content ratio of the dispersion medium in the paste for the internal electrode is appropriately adjusted in consideration of workability when it is applied to the surface of the dielectric green sheet. The workability at the time of surface application (printing) is not particularly limited because it may vary depending on other components, but for example, the content of the dispersion medium is 70% by mass or less when the total weight of the paste is 100% by mass. (Preferably 5% by mass to 60% by mass, more preferably 30% by mass to 50% by mass). As a result, suitable fluidity can be imparted to the paste, workability at the time of surface application can be improved, and self-leveling property of the paste can be enhanced to form an internal electrode layer having a smoother surface.

(D)他の成分
ここに開示される内部電極用ペーストは、上述したシンタリング防止効果を損なわない限りにおいて、この種の内部電極用ペーストに使用され得る成分を特に制限なく使用できる。以下、ここに開示される内部電極用ペーストに使用され得る他の成分の一例を説明する。
(D) Other components In the internal electrode paste disclosed here, components that can be used for this type of internal electrode paste can be used without particular limitation as long as the above-mentioned sintering prevention effect is not impaired. Hereinafter, an example of other components that can be used in the paste for internal electrodes disclosed herein will be described.

(1)バインダ
バインダ(結着剤)は、誘電体グリーンシート表面への定着性と、ペースト中の粒子同士の結合性の向上に寄与する有機成分である。また、バインダは、上述した分散媒に溶解された際にビヒクル(液相媒体であり得る)として機能し得る。また、上述の分散媒と同様に、バインダは、焼成により消失することを前提とした成分である。したがって、バインダは、焼成時に容易に焼失する有機化合物(典型的には、焼失温度が500℃以下の有機化合物)であることが好ましい。具体的なバインダの成分は、特に限定されず、内部電極用ペーストに使用され得る公知の有機化合物を特に制限なく使用できる。かかるバインダとしては、例えば、ロジン系樹脂、セルロース系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ポリエステル系樹脂、エチレン系樹脂等の有機高分子化合物が挙げられる。上述の分散媒との組み合わせにもよるため一概には言えないが、これらの有機化合物の中でも、セルロース系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、アクリル系樹脂等がバインダとして好適である。また、バインダは、上述の有機化合物のいずれか1種を用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また明示的に記載していないが、上記のいずれか2以上の樹脂のモノマー成分を共重合させた共重合体、ブロック共重合体などを用いてもよい。
(1) Binder The binder (binder) is an organic component that contributes to improving the fixability to the surface of the dielectric green sheet and the bondability between particles in the paste. The binder can also function as a vehicle (which can be a liquid phase medium) when dissolved in the dispersion medium described above. Further, like the above-mentioned dispersion medium, the binder is a component that is premised on disappearing by firing. Therefore, it is preferable that the binder is an organic compound that is easily burned during firing (typically, an organic compound having a burning temperature of 500 ° C. or lower). The specific binder component is not particularly limited, and a known organic compound that can be used for the internal electrode paste can be used without particular limitation. Examples of such binders include rosin-based resins, cellulose-based resins, polyvinyl alcohol-based resins, polyvinyl acetal-based resins, acrylic resins, urethane-based resins, epoxy-based resins, phenol-based resins, polyester-based resins, and ethylene-based resins. Examples include organic polymer compounds. Although it cannot be said unconditionally because it depends on the combination with the above-mentioned dispersion medium, among these organic compounds, cellulosic resin, polyvinyl alcohol resin, polyvinyl acetal resin, acrylic resin and the like are suitable as binders. Further, as the binder, any one of the above-mentioned organic compounds may be used, or two or more of them may be used in combination. Further, although not explicitly described, a copolymer obtained by copolymerizing the monomer components of any two or more of the above resins, a block copolymer, or the like may be used.

また、内部電極用ペーストにおけるバインダの含有割合は、特に制限されないが、導電性粉末の含有量を考慮し、好適な定着性が発揮できるように適宜調節されていることが好ましい。例えば、導電性粉末の含有量を100質量部とした場合、バインダの含有量は、0.5質量部以上が好ましく、1質量部以上がより好ましく、1.5質量部以上がさらに好ましく、2質量部以上が特に好ましい。一方、焼成工程後のバインダ残留による内部電極層の性能低下を防止するという観点から、バインダの含有量は、導電性粉末100質量部に対して、10質量部以下が好ましく、7質量部以下がより好ましく、5質量部以下がさらに好ましく、4質量部以下が特に好ましい。 The binder content in the internal electrode paste is not particularly limited, but it is preferably adjusted appropriately so that suitable fixability can be exhibited in consideration of the content of the conductive powder. For example, when the content of the conductive powder is 100 parts by mass, the content of the binder is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 1 part by mass or more, further preferably 1.5 parts by mass or more, and 2 More than parts by mass is particularly preferable. On the other hand, from the viewpoint of preventing performance deterioration of the internal electrode layer due to residual binder after the firing step, the content of the binder is preferably 10 parts by mass or less, preferably 7 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the conductive powder. More preferably, 5 parts by mass or less is further preferable, and 4 parts by mass or less is particularly preferable.

(2)分散剤
分散剤は、ペースト中の無機粒子(導電性粒子、誘電体粒子等)の凝集を抑制する。具体的には、分散剤には、無機粒子と分散媒との間の固液界面を安定化させ、無機粒子の凝集を防止する機能を備えた有機化合物が用いられ得る。なお、上述したように、内部電極層の薄膜化に伴って無機粉末が小径化する傾向がある。分散剤は、このような粒径が小さな無機粉末(典型的には、平均粒子径が1μm以下の無機粉末)を用いた場合に好適に使用される。分散剤の種類等は、特に限定されず、公知の各種の分散剤の中から必要に応じて1種または2種以上を選択できる。分散剤の具体例としては、界面活性剤型分散剤(低分子型分散剤ともいう。)、高分子型分散剤、無機型分散剤等が挙げられる。
(2) Dispersant The dispersant suppresses the aggregation of inorganic particles (conductive particles, dielectric particles, etc.) in the paste. Specifically, as the dispersant, an organic compound having a function of stabilizing the solid-liquid interface between the inorganic particles and the dispersion medium and preventing the aggregation of the inorganic particles can be used. As described above, the diameter of the inorganic powder tends to decrease as the internal electrode layer becomes thinner. The dispersant is preferably used when such an inorganic powder having a small particle size (typically, an inorganic powder having an average particle size of 1 μm or less) is used. The type of the dispersant is not particularly limited, and one or more of the various known dispersants can be selected as needed. Specific examples of the dispersant include surfactant-type dispersants (also referred to as low-molecular-weight dispersants), polymer-type dispersants, and inorganic-type dispersants.

なお、界面活性剤型分散剤としては、例えば、アルキルスルホン酸塩を主体とする分散剤、第四級アンモニウム塩を主体とする分散剤、高級アルコールのアルキレンオキサイド化合物を主体とする分散剤、多価アルコールエステル化合物を主体とする分散剤、アルキルポリアミン系化合物を主体とする分散剤等が挙げられる。
また、高分子型分散剤としては、例えば、カルボン酸あるいはポリカルボン酸等の脂肪酸塩を主体とする分散剤、およびその一部のカルボン酸基における水素原子がアルキル基によって置換されたポリカルボン酸部分アルキルエステル化合物を主体とする分散剤、ポリカルボン酸アルキルアミン塩を主体とする分散剤、ポリカルボン酸の一部にアルキルエステル結合を有するポリカルボン酸部分アルキルエステル化合物を主体とする分散剤、ポリスチレンスルホン酸塩、ポリイソプレンスルホン酸塩、ポリアルキレンポリアミン化合物を主体とする分散剤、ナフタレンスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩等のスルホン酸系化合物を主体とする分散剤、ポリエチレングリコール等の親水性ポリマーを主体とする分散剤、ポリエーテル化合物を主体とする分散剤、ポリ(メタ)アクリル酸塩、ポリ(メタ)アクリルアミドなどのポリ(メタ)アクリル系化合物を主体とする分散剤、等を挙げることができる。なお、分散剤の中でも、高分子型分散剤は、立体障害による反発効果を発現し、無機粉末を長期にわたって効果的に分散させることができるため好適である。なお、このような高分子型分散剤の重量平均分子量は、特に制限されないが、好適な一例として、300〜50000程度(例えば500〜20000)である。
また、無機型分散剤としては、例えば、オルトリン酸塩、メタリン酸塩、ポリリン酸塩、ピロリン酸塩、トリポリリン酸塩、ヘキサメタリン酸塩、および有機リン酸塩等のリン酸塩、硫酸第二鉄、硫酸第一鉄、塩化第二鉄、および塩化第一鉄等の鉄塩、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、およびアルミン酸ナトリウム等のアルミニウム塩、硫酸カルシウム、水酸化カルシウム、および第二リン酸カルシウム等のカルシウム塩を主体とする分散剤等が挙げられる。
ここに開示される内部電極用ペーストでは、上述の成分のいずれか1種が単独で含まれていてもよく、2種以上が組み合わせたものが分散剤として含まれていてもよい。
Examples of the surfactant-type dispersant include a dispersant mainly composed of an alkyl sulfonate, a dispersant mainly composed of a quaternary ammonium salt, and a dispersant mainly composed of an alkylene oxide compound of a higher alcohol. Examples thereof include a dispersant mainly composed of a valence alcohol ester compound and a dispersant mainly composed of an alkyl polyamine compound.
Further, as the polymer type dispersant, for example, a dispersant mainly composed of a fatty acid salt such as a carboxylic acid or a polycarboxylic acid, and a polycarboxylic acid in which a hydrogen atom in a part of the carboxylic acid groups is substituted with an alkyl group. Dispersants mainly composed of partially alkyl ester compounds, dispersants mainly composed of polycarboxylic acid alkylamine salts, dispersants mainly composed of polycarboxylic acid partially alkyl ester compounds having an alkyl ester bond in a part of polycarboxylic acid, Dispersants mainly composed of polystyrene sulfonates, polyisoprene sulfonates, polyalkylene polyamine compounds, dispersants mainly composed of sulfonic acid compounds such as naphthalene sulfonates and formalin condensate salts of naphthalene sulfonate, polyethylene glycol, etc. Dispersants mainly composed of hydrophilic polymers, dispersants mainly composed of polyether compounds, dispersants mainly composed of poly (meth) acrylic compounds such as poly (meth) acrylates and poly (meth) acrylamides, Etc. can be mentioned. Among the dispersants, the polymer-type dispersant is suitable because it exhibits a repulsive effect due to steric hindrance and can effectively disperse the inorganic powder over a long period of time. The weight average molecular weight of such a polymer-type dispersant is not particularly limited, but as a preferable example, it is about 300 to 50,000 (for example, 500 to 20,000).
Examples of the inorganic dispersant include phosphates such as orthophosphate, metaphosphate, polyphosphate, pyrophosphate, tripolyphosphate, hexamethaphosphate, and organic phosphate, and ferric sulfate. , Iron salts such as ferrous sulfate, ferric chloride, and ferrous chloride, aluminum salts such as aluminum sulfate, polyaluminum chloride, and sodium aluminate, calcium sulfate, calcium hydroxide, and dicalcium phosphate, etc. Examples thereof include dispersants mainly composed of calcium salts.
In the paste for internal electrodes disclosed herein, any one of the above-mentioned components may be contained alone, or a combination of two or more thereof may be contained as a dispersant.

(3)添加剤
ここに開示される内部電極用ペーストには、上述したバインダや分散剤の他に、増粘剤、可塑剤、pH調整剤、安定剤、レベリング剤、消泡剤、酸化防止剤、防腐剤、着色剤(顔料、染料等)等が添加されていてもよい。これらについては、一般的な内部電極用ペーストに使用され得るものを特に制限なく使用できるため詳細な説明を省略する。
(3) Additives In addition to the above-mentioned binders and dispersants, the pastes for internal electrodes disclosed here include thickeners, plasticizers, pH adjusters, stabilizers, leveling agents, defoamers, and antioxidants. Agents, preservatives, colorants (pigments, dyes, etc.) and the like may be added. As for these, those that can be used as a general paste for internal electrodes can be used without particular limitation, and thus detailed description thereof will be omitted.

なお、共材粉末のシンタリングを防止するという目的を考慮すると、ここに開示される内部電極用ペーストには、焼結助剤が実質的に添加されていないことが好ましい。かかる焼結助剤としては、炭酸バリウム(BaCO)、炭酸カルシウム(CaCO)、炭酸ストロンチウム(SrCO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化ランタン(La)等が挙げられる。なお、本明細書において「焼結助剤が実質的に添加されていない」とは、焼結助剤と解釈され得る成分が意図的に添加されていないことを指す。したがって、焼結助剤と解釈され得る成分が原料や製造工程等に由来して微量に含まれるような場合は、本明細書における「焼結助剤が実質的に添加されていない」の概念に包含される。例えば、共材粉末100mol%に対して、焼結助剤と解釈され得る成分の含有量が0.01mol%以下(好ましくは0.005mol%以下、より好ましくは0.001mol%以下、さらに好ましくは0.0005mol%以下、特に好ましくは0.0001mol%以下)である場合、「実質的に添加されていない」ということができる。 Considering the purpose of preventing the syntering of the co-material powder, it is preferable that the sintering aid is not substantially added to the paste for the internal electrode disclosed here. Examples of such a sintering aid include barium carbonate (BaCO 3 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), strontium carbonate (SrCO 3 ), zinc oxide (ZnO), and lanthanum oxide (La 2 O 3 ). In addition, in this specification, "substantially no sintering aid is added" means that a component that can be interpreted as a sintering aid is not intentionally added. Therefore, when a component that can be interpreted as a sintering aid is contained in a trace amount due to the raw material, the manufacturing process, or the like, the concept of "substantially no sintering aid is added" in the present specification. Included in. For example, the content of the component that can be interpreted as a sintering aid is 0.01 mol% or less (preferably 0.005 mol% or less, more preferably 0.001 mol% or less, still more preferably 0.001 mol% or less, based on 100 mol% of the co-material powder. When it is 0.0005 mol% or less, particularly preferably 0.0001 mol% or less), it can be said that "substantially not added".

[用途]
以上、ここに開示される内部電極用ペーストについて説明した。ここで開示される内部電極用ペーストは、積層セラミック電子部品(例えば、積層セラミックコンデンサ(MLCC))の製造に用いられる。次に、ここに開示される製造方法について説明する。かかる製造方法は、(A)準備工程と、(B)付与工程と、(C)焼成工程とを少なくとも含む。
[Use]
The paste for internal electrodes disclosed here has been described above. The internal electrode paste disclosed herein is used in the manufacture of multilayer ceramic electronic components (eg, multilayer ceramic capacitors (MLCCs)). Next, the manufacturing method disclosed herein will be described. Such a production method includes at least (A) a preparation step, (B) an application step, and (C) a firing step.

(A)準備工程
本工程では、ここに開示される内部電極用ペーストを準備する。一般に、内部電極用ペーストは、導電性粉末と共材粉末とを分散媒に分散させることによって調製される。特に限定されるものではないが、導電性粉末が分散媒に分散された導電性粉末スラリーと、共材粉末が分散媒に分散された共材粉末スラリーとを別途調製し、これらを混合させることによって内部電極用ペーストを調製すると好ましい。これによって、導電性粉末と共材粉末とが高度に分散したペーストを容易に得ることができる。なお、材料の撹拌混合は、従来公知の種々の攪拌混合装置、例えばロールミル、マグネチックスターラー、プラネタリーミキサー、ディスパー等を用いて行うことができる。
(A) Preparation step In this step, the paste for internal electrodes disclosed here is prepared. Generally, the paste for an internal electrode is prepared by dispersing a conductive powder and a co-material powder in a dispersion medium. Although not particularly limited, a conductive powder slurry in which the conductive powder is dispersed in the dispersion medium and a co-material powder slurry in which the co-material powder is dispersed in the dispersion medium are separately prepared and mixed. It is preferable to prepare a paste for internal electrodes by. Thereby, a paste in which the conductive powder and the co-material powder are highly dispersed can be easily obtained. The material can be stirred and mixed by using various conventionally known stirring and mixing devices such as a roll mill, a magnetic stirrer, a planetary mixer, and a disper.

そして、ここに開示される製造方法では、本工程において、誘電体粒子のA/Bが0.89以上0.99以下であり、かつ、共材粉末の平均粒子径を10nm以上50nm以下である内部電極用ペーストを準備する。 In the production method disclosed herein, the A / B of the dielectric particles is 0.89 or more and 0.99 or less, and the average particle diameter of the co-material powder is 10 nm or more and 50 nm or less in this step. Prepare the paste for the internal electrode.

また、平均粒子径が10nm以上50nm以下の共材粉末を準備する手段は、従来公知の手段を採用できるため特に限定されない。例えば、所定の平均粒子径を有した共材粉末に対して粉砕・分級を実施することによって、共材粉末の平均粒子径を10nm以上50nm以下に調節することができる。 Further, the means for preparing the co-material powder having an average particle diameter of 10 nm or more and 50 nm or less is not particularly limited because conventionally known means can be adopted. For example, the average particle size of the co-material powder can be adjusted to 10 nm or more and 50 nm or less by pulverizing and classifying the co-material powder having a predetermined average particle size.

(B)付与工程
付与工程では、内部電極用ペーストを誘電体グリーンシートの表面に付与する。内部電極用ペーストを付与する方法としては、例えばスクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット印刷およびインクジェット印刷等の印刷法や、スプレー塗布法、ディップコーティング法等の塗布法を採用できる。これらの中でも、精密なペーストの付与を高速で実施できるグラビア印刷法、スクリーン印刷法、インクジェット印刷等を好適に採用できる。
(B) Applying step In the applying step, the paste for the internal electrode is applied to the surface of the dielectric green sheet. As a method for applying the internal electrode paste, for example, a printing method such as screen printing, gravure printing, offset printing and inkjet printing, or a coating method such as a spray coating method or a dip coating method can be adopted. Among these, a gravure printing method, a screen printing method, an inkjet printing, or the like that can apply a precise paste at high speed can be preferably adopted.

(C)焼成工程
焼成工程では、内部電極用ペーストが付与された誘電体グリーンシートを所定の温度で焼成する。これによって、表面に内部電極層が形成された誘電体層を得ることができる。なお、本工程における焼成温度(最高焼成温度)は、500℃〜1500℃程度が好ましく、1000℃〜1500℃程度がより好ましい。
(C) Firing step In the firing step, the dielectric green sheet to which the paste for the internal electrode is applied is fired at a predetermined temperature. Thereby, a dielectric layer having an internal electrode layer formed on the surface can be obtained. The firing temperature (maximum firing temperature) in this step is preferably about 500 ° C. to 1500 ° C., more preferably about 1000 ° C. to 1500 ° C.

なお、ここに開示される内部電極用ペーストを使用する場合には、焼成工程において高速焼成を実施した方が好ましい。本明細書における「高速焼成」とは、焼成工程初期における昇温速度を高くして最高焼成温度に到達するまでの時間を短くすることを指す。ここに開示される内部電極用ペーストを使用すると、焼成工程において、Aサイトを占有し得る元素(Ba、Ca等)が誘電体層側から内部電極層側に移動し、焼成後の誘電体層の誘電率が低下する可能性がある。この点を考慮すると、高速焼成を実施して焼成工程の初期で誘電体層と内部電極層とを焼結させ、誘電体層から内部電極層へのAサイト原子の移動を抑制した方が好ましい。なお、かかる高速焼成における昇温速度は、600℃/hr以上が好ましく、1000℃/hr以上がより好ましく、2500℃/hr以上がさらに好ましく、5000℃/hr以上が特に好ましい。また、高速焼成を実施した場合の焼成時間(最高温度での保持時間)は、20分以下(典型的には5分〜20分、例えば10分程度)が好ましい。 When the paste for internal electrodes disclosed here is used, it is preferable to perform high-speed firing in the firing step. The term "high-speed firing" as used herein refers to increasing the rate of temperature rise at the initial stage of the firing process and shortening the time required to reach the maximum firing temperature. When the internal electrode paste disclosed here is used, the elements (Ba, Ca, etc.) that can occupy the A site move from the dielectric layer side to the internal electrode layer side in the firing step, and the dielectric layer after firing is used. Dielectric constant may decrease. In consideration of this point, it is preferable to perform high-speed firing to sinter the dielectric layer and the internal electrode layer at the initial stage of the firing step to suppress the movement of A-site atoms from the dielectric layer to the internal electrode layer. .. The rate of temperature rise in such high-speed firing is preferably 600 ° C./hr or higher, more preferably 1000 ° C./hr or higher, further preferably 2500 ° C./hr or higher, and particularly preferably 5000 ° C./hr or higher. The firing time (holding time at the maximum temperature) when high-speed firing is performed is preferably 20 minutes or less (typically 5 to 20 minutes, for example, about 10 minutes).

(D)脱脂工程
なお、ここに開示される製造方法では、上述した(B)印刷工程と(C)焼成工程との間に、(D)脱脂工程が設けられていると好ましい。この脱脂工程では、焼成工程よりも低い温度で内部電極用ペーストを加熱し、ペースト中の有機材料(分散媒やバインダ等)を除去する。これによって、有機材料の残留による焼成不良を適切に防止できる。なお、かかる脱脂工程における最高温度は、100℃〜1000℃程度が好ましく、300℃〜800℃程度がより好ましい。また、脱脂工程における昇温速度は、100℃/hr〜400℃/hrが好ましく、加熱時間(最高温度での保持時間)は1時間以上(例えば6時間以上)が好ましい。
(D) Degreasing Step In the manufacturing method disclosed here, it is preferable that the (D) degreasing step is provided between the above-mentioned (B) printing step and (C) firing step. In this degreasing step, the paste for the internal electrode is heated at a temperature lower than that in the firing step to remove organic materials (dispersion medium, binder, etc.) in the paste. This makes it possible to appropriately prevent firing defects due to residual organic material. The maximum temperature in the degreasing step is preferably about 100 ° C. to 1000 ° C., more preferably about 300 ° C. to 800 ° C. The rate of temperature rise in the degreasing step is preferably 100 ° C./hr to 400 ° C./hr, and the heating time (holding time at the maximum temperature) is preferably 1 hour or more (for example, 6 hours or more).

[積層セラミックコンデンサ]
次に、ここに開示される内部電極用ペーストを用いて製造された積層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(MLCC)を説明する。図1は、MLCCの構成を概略的に説明する断面模式図である。
[Multilayer ceramic capacitor]
Next, a multilayer ceramic capacitor (MLCC) will be described as an example of a multilayer ceramic electronic component manufactured by using the paste for internal electrodes disclosed herein. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of the MLCC.

図1に示すように、積層セラミックコンデンサ(MLCC)1は、多数の誘電体層20と内部電極層30とが、交互にかつ一体的に積層されて構成された、チップタイプのコンデンサである。誘電体層20と内部電極層30とからなる積層チップ10の側面に、一対の外部電極40が設けられている。一例として、内部電極層30は、積層順で交互に異なる外部電極40に接続される。これにより、誘電体層20と、当該誘電体層20を挟む一対の内部電極層30とからなるコンデンサ構造が並列に接続された、小型大容量のMLCCが構築される。そして、このMLCC1の内部電極層30は、ここに開示される内部電極用ペーストを焼成することによって形成される。上述したように、ここに開示される内部電極用ペーストは、焼成中のシンタリングを防止できるため、共材粉末のシンタリングによる種々の不具合が防止された高性能の内部電極層30を形成できる。 As shown in FIG. 1, the multilayer ceramic capacitor (MLCC) 1 is a chip type capacitor in which a large number of dielectric layers 20 and internal electrode layers 30 are laminated alternately and integrally. A pair of external electrodes 40 are provided on the side surface of the laminated chip 10 composed of the dielectric layer 20 and the internal electrode layer 30. As an example, the internal electrode layer 30 is connected to external electrodes 40 which are alternately different in the stacking order. As a result, a compact and large-capacity MLCC in which a capacitor structure composed of a dielectric layer 20 and a pair of internal electrode layers 30 sandwiching the dielectric layer 20 is connected in parallel is constructed. The internal electrode layer 30 of the MLCC1 is formed by firing the internal electrode paste disclosed herein. As described above, since the paste for internal electrodes disclosed herein can prevent sintering during firing, it is possible to form a high-performance internal electrode layer 30 in which various problems due to sintering of co-material powder are prevented. ..

[試験例]
次に、本発明に関するいくつかの試験例を説明するが、本発明を係る試験例に示すものに限定することを意図したものではない。
[Test example]
Next, some test examples relating to the present invention will be described, but the present invention is not intended to be limited to those shown in the test examples.

[1]第1の試験
本試験では、誘電体粒子のA/Bが異なる2種類の内部電極用ペーストを準備し、各々の内部電極用ペーストを焼成した。
[1] First Test In this test, two types of internal electrode pastes having different A / B of dielectric particles were prepared, and each internal electrode paste was fired.

(1)サンプルの準備
導電性粉末と、共材粉末と、バインダ(エチルセルロース)とが、分散媒(イソボルニルアセテート)に分散された内部電極用ペーストを調製した(サンプル1、2)。ここで、導電性粉末には、平均粒子径が0.2μmのNi粉末を使用した。また、共材粉末には、平均粒子径50nmのBaTiO粉末を使用した。また、共材粉末(BaTiO粉末)の添加量は、導電性粉末(Ni粉末)の15wt%に設定した。そして、本試験では、共材粉末を構成する誘電体粒子(BaTiO)のA/Bをサンプル1、2の各々で異ならせた。各サンプルのA/Bを表1に示す。
(1) Preparation of Sample A paste for an internal electrode was prepared in which a conductive powder, a co-material powder, and a binder (ethyl cellulose) were dispersed in a dispersion medium (isobornyl acetate) (Samples 1 and 2). Here, as the conductive powder, Ni powder having an average particle diameter of 0.2 μm was used. Further, as the co-material powder, BaTIO 3 powder having an average particle diameter of 50 nm was used. The amount of the co-material powder (BaTIO 3 powder) added was set to 15 wt% of the conductive powder (Ni powder). Then, in this test, the A / B of the dielectric particles (BaTIO 3 ) constituting the co-material powder was different in each of Samples 1 and 2. The A / B of each sample is shown in Table 1.

(2)耐熱性評価
サンプル1、2の各々に対して、昇温速度200℃/hで600℃まで昇温させた脱脂工程(加熱時間:20分、加熱雰囲気:Nガス)を実施してバインダを除去した。その後、昇温速度7000℃/hで1250℃まで昇温させた焼成工程(加熱時間:10分、加熱雰囲気:1%Hガス混合Nガス)を実施した。そして、焼成後の各サンプルのSEM写真を撮影すると共に、粒度分布を分析してD10、D50、D90を求めた。サンプル1のSEM写真を図2に示し、サンプル2のSEM写真を図3に示す。また、各サンプルのD10、D50、D90を表1に示す。そして、SEM写真と粒度分布の分析結果に基づいて、誘電体粒子にシンタリングが生じたと判断されたものを耐熱性「×」と評価し、シンタリングが抑制されたと判断できるものを耐熱性「○」と評価した。
(2) Heat resistance evaluation Each of Samples 1 and 2 was subjected to a degreasing step (heating time: 20 minutes, heating atmosphere: N 2 gas) in which the temperature was raised to 600 ° C. at a heating rate of 200 ° C./h. The binder was removed. Then, a firing step (heating time: 10 minutes, heating atmosphere: 1% H 2 gas mixed N 2 gas) was carried out in which the temperature was raised to 1250 ° C. at a heating rate of 7000 ° C./h. Then, SEM photographs of each sample after firing were taken, and the particle size distribution was analyzed to obtain D 10 , D 50 , and D 90 . The SEM photograph of sample 1 is shown in FIG. 2, and the SEM photograph of sample 2 is shown in FIG. Table 1 shows D 10 , D 50 , and D 90 of each sample. Then, based on the SEM photograph and the analysis result of the particle size distribution, those judged to have sintered in the dielectric particles are evaluated as heat resistance "x", and those judged to have suppressed sintering are heat resistant "x". ○ ”was evaluated.

A/Bが1.000のサンプル1では、粒径が大きなBaTiO粒子がNi粒子の表面に付着していた(図2参照)。一方、A/Bが0.96のサンプル2では、Ni粒子表面のBaTiO粒子の粒径が比較的に小さくなっていた(図3参照)。そして、表1に示すように、サンプル1では、D10、D50、D90の何れもが全体的に大粒径化しているのに対して、サンプル2では大粒径化が抑制されていた。これらの結果から、誘電体粒子のA/Bが内部電極用ペーストの耐熱性に影響しており、当該A/Bが低下するにつれてシンタリングが抑制される傾向があることが分かった。 In Sample 1 having an A / B of 1.000, BaTiO 3 particles having a large particle size were attached to the surface of the Ni particles (see FIG. 2). On the other hand, in Sample 2 having an A / B of 0.96, the particle size of the BaTiO 3 particles on the surface of the Ni particles was relatively small (see FIG. 3). As shown in Table 1, in sample 1, all of D 10 , D 50 , and D 90 have a large particle size as a whole, whereas in sample 2, the large particle size is suppressed. It was. From these results, it was found that the A / B of the dielectric particles affects the heat resistance of the paste for the internal electrode, and the sintering tends to be suppressed as the A / B decreases.

[2]第2の試験
次に、本試験では、シンタリングの発生を適切に防止できる内部電極用ペーストの具体的な成分条件を調べた。
[2] Second test Next, in this test, the specific component conditions of the paste for the internal electrode that can appropriately prevent the occurrence of sintering were investigated.

(1)サンプルの準備
本試験では、上述したサンプル1、2に加え、誘電体粒子のA/Bおよび平均粒子径(D50)が異なる7種類の共材粉末(BaTiO粉末)を準備し、これらの共材粉末を使用して内部電極用ペーストを調製した(サンプル1〜9)。なお、サンプル3〜9における共材粉末を除く他の成分は、サンプル1と同じにした。
(1) Sample preparation In this test, in addition to the above-mentioned samples 1 and 2, seven types of co-material powder (BaTIO 3 powder) having different A / B of dielectric particles and an average particle diameter (D 50 ) were prepared. , These co-material powders were used to prepare pastes for internal electrodes (Samples 1 to 9). The other components of Samples 3 to 9 except for the co-material powder were the same as those of Sample 1.

(2)耐熱性評価
第1の試験と同じ手順に従って、各サンプルの耐熱性を評価した。すなわち、各サンプルの内部電極用ペーストに脱脂工程と焼成工程を実施した後、表面SEM観察と粒度分布の分析を行い、これらの結果に基づいて耐熱性を評価した。結果を表2に示す。
(2) Heat resistance evaluation The heat resistance of each sample was evaluated according to the same procedure as in the first test. That is, after performing a degreasing step and a firing step on the paste for the internal electrode of each sample, surface SEM observation and particle size distribution analysis were performed, and heat resistance was evaluated based on these results. The results are shown in Table 2.

表2に示すように、試験対象の中では、サンプル2、4、9の耐熱性が高く、焼成中のシンタリングが防止されていた。このことから、誘電体粒子のA/Bが0.89〜0.99であり、かつ、平均粒子径が10nm以上50nm以下の共材粉末を使用すれば、焼成中のシンタリングを適切に防止できることが分かった。 As shown in Table 2, among the test objects, the heat resistance of Samples 2, 4 and 9 was high, and sintering during firing was prevented. From this, if a co-material powder having an A / B of dielectric particles of 0.89 to 0.99 and an average particle diameter of 10 nm or more and 50 nm or less is used, sintering during firing can be appropriately prevented. I found that I could do it.

[3]第3の試験
本試験では、上記第2の試験で使用したサンプル1〜9のBa溶出量を調べた。
[3] Third test In this test, the amount of Ba elution of samples 1 to 9 used in the second test was examined.

(1)比表面積の測定
本試験では、先ず、サンプル1〜9のBET比表面積(m/g)を測定した。なお、比表面積を測定する具体的な手順は、既に説明したため、ここでは詳しい説明を省略する。測定結果を表3に示す。
(1) Measurement of specific surface area In this test, first, the BET specific surface area (m 2 / g) of samples 1 to 9 was measured. Since the specific procedure for measuring the specific surface area has already been described, detailed description thereof will be omitted here. The measurement results are shown in Table 3.

(2)Ba溶出量の測定
次に、各サンプルの内部電極用ペーストから共材粉末を抽出し、抽出した共材粉末を水に含浸させ、「単位時間あたりのBa溶出量(ppm/hr)」を求めた。そして、「単位時間あたりのBa溶出量」を上記「比表面積」で割った値(Ba溶出速度/比表面積)を算出した。なお、「単位時間あたりのBa溶出量」を測定する具体的な手順は、既に説明したため、ここでは詳しい説明を省略する。測定結果を表3に示す。
(2) Measurement of Ba elution amount Next, the co-material powder was extracted from the internal electrode paste of each sample, and the extracted co-material powder was impregnated with water to obtain "Ba elution amount per unit time (ppm / hr). I asked. Then, a value (Ba elution rate / specific surface area) was calculated by dividing the "Ba elution amount per unit time" by the above "specific surface area". Since the specific procedure for measuring the "Ba elution amount per unit time" has already been described, detailed description thereof will be omitted here. The measurement results are shown in Table 3.

上述したように、上述の第2の試験において、高い耐熱性が確認されたサンプル2、4、9では、「Ba溶出速度/比表面積」が他のサンプルよりも低くなる傾向があった。この結果より、誘電体粒子のA/Bが0.99以下の共材粉末では、誘電体粒子からのBaの溶出が抑制されており、このことがシンタリングの抑制に影響していると解される。このことから、誘電体粒子のA/Bが0.99以下の内部電極用ペーストにおいてシンタリングを防止できた理由は、焼結助剤として機能し得るBaの溶出が抑制されたためと推測される。 As described above, in the samples 2, 4 and 9 in which high heat resistance was confirmed in the above-mentioned second test, the "Ba elution rate / specific surface area" tended to be lower than that of the other samples. From this result, it is understood that the elution of Ba from the dielectric particles is suppressed in the co-material powder having the A / B of the dielectric particles of 0.99 or less, which affects the suppression of sintering. Will be done. From this, it is presumed that the reason why the syntaring could be prevented in the paste for the internal electrode having the A / B of the dielectric particles of 0.99 or less was that the elution of Ba, which could function as a sintering aid, was suppressed. ..

以上、本発明を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、本発明はその主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものである。 Although the present invention has been described in detail above, these are merely examples, and the present invention can be modified in various ways without departing from the gist thereof.

1 積層セラミックコンデンサ(MLCC)
10 積層チップ
20 誘電体層
30 内部電極層
40 外部電極
1 Multilayer ceramic capacitor (MLCC)
10 Laminated chip 20 Dielectric layer 30 Internal electrode layer 40 External electrode

Claims (7)

積層セラミック電子部品の内部電極層の形成に用いられる内部電極用ペーストであって、
導電性粉末と、誘電体粒子から構成された共材粉末と、分散媒とを含み、
前記誘電体粒子は、一般式:
ABO (1)
(ここで、上記式(1)中のAサイトはBaを少なくとも含み、BサイトはTiを少なくとも含む)で示されるペロブスカイト構造を有する金属酸化物粒子であり、
前記式(1)中のAサイトを占有する原子とBサイトを占有する原子とのモル比(A/B)が0.89以上0.99以下であり、かつ、
前記共材粉末の平均粒子径が10nm以上50nm以下であることを特徴とする、内部電極用ペースト。
A paste for internal electrodes used to form the internal electrode layer of laminated ceramic electronic components.
It contains a conductive powder, a co-material powder composed of dielectric particles, and a dispersion medium.
The dielectric particles have a general formula:
ABO 3 (1)
(Here, the A site in the above formula (1) contains at least Ba, and the B site contains at least Ti), which is a metal oxide particle having a perovskite structure represented by the above formula (1).
The molar ratio (A / B) of the atom occupying the A site and the atom occupying the B site in the formula (1) is 0.89 or more and 0.99 or less, and
A paste for an internal electrode, characterized in that the average particle size of the co-material powder is 10 nm or more and 50 nm or less.
前記式(1)中のAサイトは、前記Ba以外に、Ca、Mg、Sr、La、Zn、Sbからなる群から選択される少なくとも1種を含む、請求項1に記載の内部電極用ペースト。 The paste for an internal electrode according to claim 1, wherein the A site in the formula (1) contains at least one selected from the group consisting of Ca, Mg, Sr, La, Zn, and Sb in addition to the Ba. .. 前記式(1)中のBサイトは、前記Ti以外に、Zr、Ce、Nb、Y、Dy、Ho、Smからなる群から選択される少なくとも1種を含む、請求項1または請求項2に記載の内部電極用ペースト。 The B site in the formula (1) includes at least one selected from the group consisting of Zr, Ce, Nb, Y, Dy, Ho, and Sm in addition to the Ti, according to claim 1 or 2. The paste for internal electrodes described. 前記A/Bが0.96以上である、請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の内部電極用ペースト。 The paste for an internal electrode according to any one of claims 1 to 3, wherein the A / B is 0.96 or more. 前記共材粉末を水に含浸させた際の単位時間あたりのBa溶出量を、前記共材粉末の比表面積で割った値が10以下である、請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の内部電極用ペースト。 Any one of claims 1 to 4, wherein the value obtained by dividing the Ba elution amount per unit time when the co-material powder is impregnated with water by the specific surface area of the co-material powder is 10 or less. The paste for internal electrodes described in. 請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の内部電極用ペーストを準備する準備工程と、
前記内部電極用ペーストを誘電体グリーンシートの表面に付与する付与工程と、
前記内部電極用ペーストが付与された前記誘電体グリーンシートを焼成する焼成工程と
を包含する、積層セラミック電子部品の製造方法。
The preparatory step for preparing the paste for the internal electrode according to any one of claims 1 to 5.
An application step of applying the internal electrode paste to the surface of the dielectric green sheet, and
A method for manufacturing a laminated ceramic electronic component, which includes a firing step of firing the dielectric green sheet to which the internal electrode paste is applied.
前記焼成工程において、室温から最高焼成温度までの昇温速度が600℃/hr以上という高速焼成を実施する、請求項6に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。 The method for manufacturing a laminated ceramic electronic component according to claim 6, wherein in the firing step, high-speed firing is performed in which the rate of temperature rise from room temperature to the maximum firing temperature is 600 ° C./hr or more.
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