JP2003253301A

JP2003253301A - 導電性ペースト用金属粉末の製造方法、導電性ペースト用金属粉末、導電性ペースト、積層セラミック電子部品

Info

Publication number: JP2003253301A
Application number: JP2002056220A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Maeda; 昌禎前田; Hisanobu Nakajima; 寿信中島
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-03-01
Filing date: 2002-03-01
Publication date: 2003-09-10

Abstract

(57)【要約】【課題】積層セラミック電子部品の信頼性を向上でき
る、上記積層セラミック電子部品の内部電極用となる導
電性ペースト用金属粉末の製造方法を提供する。【解決手段】導電性ペースト用の金属粉末に対する水
もしくは有機溶剤による洗浄工程を備える。洗浄中の金
属粉末を含有するスラリー１３を、ステータ１１と、該
ステータ１１に対して０．１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の
クリアランス１４を有し、周速４ｍ／ｓ以上の速度で回
転するロータ１２との間の上記クリアランス１４に通過
させて、スラリー１３中の金属粉末を解砕する工程を備
える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、積層セラミック電
子部品、特に積層セラミックコンデンサの内部電極用ペ
ースト等の導電性金属粉末として用いられる、金属粉末
の製造方法、及びその方法によって得られた導電性ペー
スト用金属粉末に関するものであり、さらにはこの導電
性ペースト用金属粉末を用いた導電性ペースト、並びに
その導電性ペーストを用いて作製した積層セラミック電
子部品に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、積層セラミックコンデンサに代表
される積層セラミック電子部品においては、その内部電
極（内部導体）を形成するために導電性ペーストを用い
ることが多い。そのような積層セラミック電子部品の製
造方法では、まず、上記導電性ペーストを、厚膜状に、
数十μｍから数μｍ厚のセラミックグリーンシート上に
内部電極パターンにて印刷し、これらグリーンシートを
数枚から数百枚、それらの厚さ方向に互いに積層した
後、所定サイズにカットにし、カットされた生チップを
８００℃から１５００℃前後までの温度で焼成し、続い
て焼き付け等の方法により端子電極（外部電極）を形成
して、積層セラミック電子部品が得られる。

【０００３】この導電性ペーストは、導電性成分となる
金属粉末と、有機溶剤及び有機バインダ成分からなる有
機ビヒクルと、並びに場合によってはさらに、用いられ
るセラミック素体と略同一のセラミック粉末からなる焼
結制御剤とで構成されることが多い。ここで、金属粉末
としては、現在、積層セラミックコンデンサの薄層、多
層化による大容量化に伴って、パラジウムに代表される
貴金属に代わり、比較的安価なニッケルや銅の金属粉末
が多く用いられるようになっている。

【０００４】このような積層セラミック電子部品におい
て、上述のようにセラミックグリーンシートの薄層化、
多層化が進むに伴い、内部電極用の導電性ペーストに含
有される金属粉末には、粒径のより均一な、粗粒の少な
いものが求められている。

【０００５】金属粉末の製造方法には、大別して、特開
平４−４５２０７号公報に示される、還元性ガスによる
金属塩蒸気の還元法に代表される気相法によるものと、
特開平５−５１６１０号公報や特開２０００−８７１２
１号公報に代表される、水もしくは有機溶媒中で、還元
剤により金属塩を還元する液相法に大別され、それら製
造方法の最適化によって、セラミックグリーンシートの
薄層化、多層化に対応するための、粒径のより均一な、
粗粒の少ないものが作製されている。

【０００６】さらには、これら金属粉末の分散性を高め
るため、特開平１１−３４３５０１号公報に示されてい
るような方法により粉砕、解砕処理が施されている場合
もある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
導電性ペースト用金属粉末の製造方法においては、特開
平１１−３４３５０１号公報に示されているように、一
旦、洗浄、乾燥を経た金属粉末を粉砕、解砕処理してい
た。一般に、金属粉末は、反応時もしくは洗浄時の溶液
内で発生する粉末凝集、及び、乾燥時の塩架橋により発
生する粉末凝集という二つの凝集因子により凝集が進む
とされている。

【０００８】したがって、洗浄、乾燥を経た金属粉末を
粉砕、解砕処理するプロセスでは、上記の二つの凝集因
子を有する金属粉末を粉砕、解砕処理する必要があり、
単分散に近い状態まで分散することが困難となる場合が
あった。

【０００９】ここで、特開平５−５１６１０号公報や特
開２０００−８７１２１号公報に代表される液相法は、
水もしくは有機溶剤中で金属粉末を反応、生成するた
め、必ず洗浄、乾燥工程が含まれることは言うまでもな
いが、特開平４−４５２０７号公報に代表される気相法
においても、特開平１１−１８９８１３号公報に示され
るように、その製造方法中にも洗浄、乾燥工程が含まれ
る。これにより、上記各製造方法では、上述のような反
応時もしくは洗浄時の溶液内で発生する粉末凝集、及
び、乾燥時の塩架橋により発生する粉末凝集という二つ
の凝集因子を有する金属粉末を粉砕、解砕処理する必要
が生じる。

【００１０】金属粉末の解砕が不十分となると、その金
属粉末の平均粒径より大きな凝集粒子が存在することに
なる。これら凝集粒子がそのまま解砕、分散されずに積
層セラミックコンデンサ用内部電極として印刷、成膜さ
れてしまうと、特に積層セラミックコンデンサの焼成後
の内部電極に挟まれたセラミック層の厚みが、５μｍ以
下と薄い場合、上記凝集粒子がセラミック層を貫通し
て、上記セラミック層を挟んで対面する各内部電極間で
ショートし、積層セラミックコンデンサの歩留まりを大
きく低下させるという問題が発生する場合がある。

【００１１】これを防止するため、予め、使用するニッ
ケルに代表される金属粉末の分級処理を行い、凝集粒子
を除去した上でペースト化するといった方法もとられて
いるが、このような処理により金属粉末の歩留まりが著
しく低下してしまうという弊害が発生することがある。

【００１２】また、これら凝集粒子をペースト加工工程
時に分散、解砕する場合もあるが、特に凝集が強固な場
合、加工工程時に三本ロールミル等で加える分散力では
十分に解砕できなかったり、または分散工程に長時間を
費やす必要が生じたりする等の不具合が発生することが
あった。

【００１３】本発明は、上記間題を鑑み、金属粉末洗浄
から乾燥に到る工程で発生する凝集を防止もしくは低減
し、導電性ペースト中における未解砕の凝集粒子の存在
を無くする、もしくは低減することにより、積層セラミ
ックコンデンサに代表される積層セラミック電子部品の
歩留まりを著しく向上させることが可能な、導電性ペー
スト用金属粉末の製造方法、その製造方法により得られ
る導電性ペースト用金属粉末、それを用いた導電性ペー
スト、及びそれの焼結体を内部電極として有する積層セ
ラミック電子部品を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の導電性ペースト
用金属粉末の製造方法は、上記課題を解決するために、
導電性ペースト用の金属粉末に対する水及び有機溶剤の
少なくとも一方による洗浄工程を備えた導電性ペースト
用金属粉末の製造方法において、洗浄中の金属粉末を含
有するスラリーを、ステータと、該ステータに対して
０．１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の間隙を有して周速４ｍ
／ｓ以上の速度で回転するロータとの間の上記間隙に通
過させて、金属粉末を解砕する工程を備えていることを
特徴としている。

【００１５】本発明に係る他の導電性ペースト用金属粉
末の製造方法は、前記課題を解決するために、導電性ペ
ースト用の金属粉末に対する水もしくは有機溶剤による
洗浄工程を備えた導電性ペースト用金属粉末の製造方法
において、金属粉末の洗浄後に、該金属粉末を未乾燥
（乾燥完了前）の状態で、スラリーとし、該スラリー
を、ステータと、該ステータに対して０．１ｍｍ以上、
１．５ｍｍ以下の間隙を有して周速４ｍ／ｓ以上の速度
で回転するロータとの間の上記間隙に通過させて、金属
粉末を解砕する工程を備えていることを特徴としてい
る。

【００１６】いずれの場合においても、重要なことは、
一旦乾燥工程を経た粉末にせん断力による解砕を加える
のではなく、洗浄中、もしくは洗浄後の未乾燥の金属粉
末に対し、０．１ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下の間隙を有
し、周速４ｍ／ｓ以上の速度で回転するロータによりせ
ん断を加えることに特徴がある。上記周速は、ロータの
外径部分の線速を示す。

【００１７】すなわち、乾燥前の金属粉末は、乾燥時に
生じる塩架橋による凝集を受けていないため、乾燥後の
金属粉末を解砕するよりも、より簡易に、より効果的に
凝集をほぐすことが可能となる。乾燥後の分散工程にお
いて解砕できないような凝集であっても、本発明のよう
に乾燥前にせん断力を加えることによって、その解砕が
可能となり、導電性ペースト中の凝集粒子、すなわち粗
粒の発生を防止し、積層セラミックコンデンサに代表さ
れる積層セラミック電子部品の歩留まりを向上させるこ
とが可能となる。

【００１８】本発明における解砕方法として、０．１ｍ
ｍ以上、１．５ｍｍ以下の間隙を周速４ｍ／ｓ以上の速
度で回転するロータによりせん断力を加えることとした
のは、分散メディアを用いる分散機、例えばボールミル
やサンドミルでは、メディアの衝突による金属粉末の変
形や、メディアからのコンタミの発生、混入が危惧され
ることと、０．１ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下の間隙を有
し、周速４ｍ／ｓ以上の速度で回転するロータ（回転
体）によりせん断力を加える形式の分散機は、通常のプ
ロペラ回転による洗浄設備からの置き換えが容易なため
である。

【００１９】さらには、０．１ｍｍ以上、１．５ｍｍ以
下の間隙を有し、周速４ｍ／ｓ以上の速度で回転するロ
ータによりせん断力を加える形式の分散機（解砕機）
は、溶液の攪拌効果も併せ持つため、水もしくは有機溶
剤中に存在する金属粉末に対して、せん断力による、よ
り効果的な解砕を施すことが可能である。

【００２０】上記分散機の一例について図１に基づいて
説明すれば以下の通りである。上記分散機は、図１に示
すように、有底円筒状のステータ１１と、上記ステータ
１１に対して同軸上にて回転するロータ１２とを有して
いる。ステータ１１は、円筒状の周壁部１１ａと、底面
部１１ｂと、その底面部１１ｂと同軸状に円形状の開口
部１１ｃとを備えている。

【００２１】ロータ１２には、外形が円錐台形状の有底
筒状のロータ本体１２ａと、そのロータ本体１１ａを回
転するための回転軸１２ｂとが同軸上に設けられてい
る。ロータ本体１１ａにおいては、リング状の先端面１
２ｃと、円錐台形状の外周面１２ｄと、上記外周面１２
ｄに対し略平行な内周面１２ｅとが形成されている。

【００２２】これにより、上記外周面１２ｄ及び内周面
１２ｅは、それぞれ、底部から先端面１２ｃに向かっ
て、順次、外径及び内径が大きくなるテーパー形状とな
っている。

【００２３】また、上記先端面１２ｃは、ステータ１１
の底面部１１ｂの内底面に対して略平行に対面してい
る。上記先端面１２ｃと上記内底面との間となるクリア
ランス（間隙）１４は、ロータ１２を回転軸に沿って移
動させることにより調節可能となっている。

【００２４】一方、ステータ１１の周壁部１１ａの内径
は、ロータ本体１２ａの外周面１２ｄの最大外径より大
きく設定されている。よって、ロータ本体１２ａは、ス
テータ１１内にて回転自在となっている。さらに、ステ
ータ１１の開口部１１ｃの内径は、ロータ本体１２ａの
内周面１２ｅにおける先端面１２ｃ側となる最大外径よ
り小さく設定されている。これにより、ロータ本体１２
ａの先端面１２ｃの全面は、ステータ１１の底面部１１
ｂの内底面と、前記クリアランス１４を有して対面する
ことになる。

【００２５】このような分散機では、ステータ１１に対
してロータ１２が回転すると、遠心力により、スラリー
１３を吸い込み、上記クリアランス１４を介して、ステ
ータ１１の上部開口部から外部へ排出するようになって
いる。

【００２６】このとき、上記クリアランス１４では、ス
ラリー１３は乱流となっていて、通過するスラリー１３
に対して大きなせん断力が発生する。また、上記クリア
ランス１４においては、ロータ本体１２ａの先端面１２
ｃの内径側から外径側に向かって、順次、周速が大きく
なっているから、同様に、せん断力も順次大きくなって
いる。これらのことにより、上記分散機では、上記スラ
リー１３中における凝集した金属粉末を解砕することが
可能となる。

【００２７】このステータ１１とロータ１２との互いに
面する接液部には、相対する凹凸があってもよいし、ま
た無い場合においても、十分なせん断力が期待できる。
より具体的にこのような機構を備えた設備として特殊機
化工業株式会社製のＴ．ＫホモミクサーＭＡＲＫII型
や、同じくＴ．Ｋホモミックラインフロー型等が挙げら
れる。

【００２８】なお、本発明の効果は、上記分散設備に限
定されるものではなく、同様なせん断機構を有する設備
であれば使用可能である。例えば、固定体と、その固定
体に対して０．１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下、より好適に
は０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下のクリアランス１４に
調整された移動体（回転体）とを有し、この移動体が固
定体に対して周速４ｍ／ｓ以上の速度で相対移動（回
転）するような機構を備えた設備であればよい。

【００２９】これらの設備のせん断力は、ステータ１１
とロータ１２とのクリアランス１４と、ロータ１２の周
速に依存するため、ステータ１１とロータ１２との間の
クリアランス１４は狭ければ狭いほど、また、周速は速
ければ速いほどせん断力は向上する。上記クリアランス
１４は１．５ｍｍ以下、より好適には１．０ｍｍ以下で
ないと金属粉末の凝集を解砕することが可能なせん断力
が得られない。

【００３０】本発明においてクリアランス１４の下限値
として０．１ｍｍを規定しているが、これは金属粉末の
解砕力によって制限されるものではなく、ステータ１１
とロータ１２の機械的な加工精度により制限されるもの
であり、ステータ１１とロータ１２の機械的な加工精度
の向上により０．１ｍｍ未満のクリアランス１４が達成
できれば、この成果を妨げるものではない。

【００３１】また、ロータ１２では、４ｍ／ｓ以上の周
速が、金属粉末の凝集を解砕するために必要である。こ
の周速より遅い場合においては、凝集粒子の解砕が不完
全となるため、導電性ペースト中の凝集粒子、すなわち
粗粒の発生を生むことになり、結果的にショート不良に
よる積層セラミックコンデンサに代表される積層セラミ
ック電子部品の歩留まりを低下させることに繋がる。

【００３２】特に液相法による、導電性ペースト用金属
粉末の製造方法の場合、用いられる還元剤の還元力を高
める目的で、高アルカリ下において金属粉末の生成反応
が行われる場合が多い。そのため洗浄溶液のｐＨは、初
期的には高アルカリを示す場合が多く、それらイオン残
渣を完全に除去するためには、複数回にわたる洗浄液の
交換が必要となる。

【００３３】ここで、本発明のように、洗浄時に０．１
ｍｍ以上１．５ｍｍ以下のクリアランス１４を有し、周
速４ｍ／ｓ以上の速度で回転するロータ１２によりせん
断力を加え、金属粉末の解砕を施した場合、特に金属粉
末の粒径が０．５μｍ以下と細かい時には、洗浄溶液中
での金属粉末の沈降速度が著しく遅くなり、洗浄液から
の分離ができなくなり、洗浄液の交換や、金属粉末の回
収が困難になることがあった。

【００３４】ここで、ストークスの沈降速度式により、
粒径の細かな粒子ほど沈降が遅くなることは広く知られ
ていることである。今回の場合も、凝集している金属粉
末は擬似的な粗大粒子として速く沈降するが、本発明に
よる方法により凝集していた金属粉末が一次粒径近傍ま
で解砕されたため、その粒径の細かさ故に沈降が遅くな
ったと考えられる。

【００３５】また、この現象は、溶液中のイオン残渣が
少なくなった場合に顕著に発生する。そこでその対策と
して、１００Ｇ以上の重力加速度による遠心分離によ
り、前記洗浄溶液と金属粉末とを分離する工程が加えら
れることが好ましい。１００Ｇ以上の重力加速度を金属
粉末に与えることによって、金属粉末の沈降が速くな
り、金属粉末の分離、回収が容易となる。平均粒径が
０．５μｍ程度の金属粉末においては、１００Ｇ程度の
重力加速度により実用的な時間内での金属粉末の沈降、
回収が可能であるが、平均粒径が０．１μｍ以下の粉末
においては１０００Ｇ以上の重力加速度が必要とされる
場合もある。

【００３６】本発明の金属粉末は、ニッケル及び銅のう
ちの少なくとも１種を主成分とする金属粉末である。こ
れは、前述のように、近年の積層セラミックコンデンサ
の薄層、多層化に伴って、比較的安価なニッケルや銅の
金属粉末が多く用いられるようになったからであって、
導電性厚膜ペーストに用いられる他の一般的な金属粉、
例えばパラジウム粉末や銀粉末への同様な効果を妨げる
ものではない。

【００３７】これら金属粉末は、平均粒径が１．０μｍ
以下であることを特徴とするが、これは、平均粒径が
１．０μｍ以下の金属粉末ほど、凝集が生じる傾向が強
く、本発明の効果が顕著に現れるからであって、平均粒
径が１．０μｍを超える金属粉末に対しても同様な効果
は期待できる。本発明において、平均粒径とは、電子顕
微鏡により撮影された金属粉末を測長することにより求
めた数値を指す。

【００３８】そして本発明は、上述のような方法により
作成された金属粉末、並びにそれを用いた積層セラミッ
クコンデンサ等の積層セラミック電子部品用の導電性ペ
ーストにも向けられる。

【００３９】ところで、前述のように、金属粉末の凝集
原因として、反応時もしくは洗浄時の溶液内で発生する
粉末凝集、及び、乾燥時の塩架橋により発生する粉末凝
集という二つの凝集因子があることを説明した。本発明
のように、金属粉末の乾燥前に凝集粒子を解砕すること
で、乾燥後の金属粉末に分散処理を施すより、より効果
的に解砕が可能となる。

【００４０】しかしながら、洗浄時、もしくは洗浄後に
湿中で一旦解砕した金属粉末に対して、そのまま乾燥工
程を施した場合、乾燥時の塩架橋による再凝集が発生す
る。

【００４１】乾燥時の塩架橋による再凝集が発生した場
合においても、本発明によれば、反応時、もしくは洗浄
時の溶液内で発生する粉末凝集、乾燥時の塩架橋により
発生する粉末凝集という二つの凝集因子のうち一つはす
でに取り除かれているため、その凝集は本発明方法によ
らない金属粉末の製造方法に比べ容易に解砕が可能とな
り、本発明効果を否定するものではない。

【００４２】しかしながら、金属粉末の凝集原因を完全
に除去するためには、乾燥時の塩架橋により発生する粉
末凝集因子も取り除く必要がある。そこで、より効果的
な本発明の実施形態は、水もしくは有機溶剤による洗浄
工程を備えた金属粉末の製造法において、水もしくは有
機溶剤中で、０．１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の間隙を周
速４ｍ／ｓ以上の速度で回転するロータによるせん断力
により解砕された金属粉末を完全に乾燥させることなく
導電性ペースト用導電成分とする導電性ペーストの製造
方法である。

【００４３】本発明による方法により湿中解砕された金
属粉末を、完全に乾燥することなくつまり未乾燥（乾燥
完了前）の状態にて導電性ペースト用金属粉末として用
いるため、粉末乾燥時の塩架橋による凝集の発生を防止
できる。

【００４４】解砕済みの金属粉末を、完全に乾燥させる
ことなく導電性厚膜ペースト用導電材料とする方法とし
て、特開平１２−４８６４４号公報に記載の粉末乾燥時
に高沸点の溶剤を添加する方法、あるいは導電性厚膜ペ
ーストの溶剤、例えばテルピネオール等の中で解砕す
る、もしくは解砕後に導電性ペースト用の溶剤に置換し
てそのまま導電性ペースト材料とする方法が挙げられ
る、解砕済みの金属粉末を、完全に乾燥させることなく
導電性ペースト用導電材料とする方法として、さらに
は、特開２００１−６７９５１号公報に記載の、固形成
分と、希釈溶剤と、分散剤と、有機樹脂成分と、主溶剤
と、を用いた導電性ペーストの製造方法であって、前記
希釈溶剤の沸点は前記主溶剤の沸点より１００℃以上低
く、前記希釈溶剤は、前記有機樹脂成分及び前記主溶剤
と相溶性があり、まず、前記固形成分と、前記希釈溶剤
と、前記分散剤とを混合した第１ミルベースを分散処理
して第１スラリーを得る第１分散工程と、次に、前記第
１スラリーに、前記有機樹脂成分と、前記主溶剤とを混
合した第２ミルベースを分散処理して第２スラリーを得
る第２分散工程と、次に、前記第２スラリーから前記希
釈溶剤を除去する工程と、を備えることを特徴とする導
電性ペーストの製造方法における、前記希釈溶媒中で解
砕する、もしくは解砕後に前記希釈溶媒に置換してその
まま導電性ペースト材料とする方法が挙げられる。いず
れの方法をとっても、金属粉末は完全に乾燥されないた
め、塩架橋による凝集を防止できる。

【００４５】ここで本発明におけるより好適な実施形態
の一つとして、上記記載の方法のうち三番目に述べた導
電性ペースト作成時の希釈溶媒中で解砕する、もしくは
解砕後に希釈溶剤に置換してそのまま導電性ペースト材
料とする方法について説明する。

【００４６】特開２００１−６７９５１号公報に記載の
希釈溶剤は、沸点が主溶剤の沸点より１００℃以上低い
溶剤が適宜用いられる。例えば、主溶剤としてテルピネ
オール、有機樹脂成分としてエチルセルロースを用いる
導電性ペーストの場合、希釈溶剤としては、アセトン、
ジメチルケトン等のケトン系溶剤、メタノール、エタノ
ール等のアルコール系溶剤等が好ましい。

【００４７】例えば、液相法により金属粉末を合成した
後、まず水により洗浄を行い、その後、例えば水をエタ
ノールに置換することにより、特開２００１−６７９５
１号公報に記載の導電性ペースト製造法における導電成
分としてそのまま用いることが可能である。

【００４８】この希釈溶剤は、希釈溶剤を除去する工程
において導電性ペースト中から除去されるため、金属粉
末を乾燥させることなく用いることが可能となる。ここ
で、本発明の特徴である、水もしくは有機溶剤中で、
０．１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下のクリアランス１４を有
し、周速４ｍ／ｓ以上の速度で回転するロータ１２によ
るせん断力に基づく解砕工程は、水洗時に行ってもよい
し、エタノール置換時に行ってもよいし、双方において
行ってもよいし、いずれの場合においても同様な効果が
期待できる。

【００４９】そして本発明は、焼成後の内部電極に挟ま
れたセラミック層の厚みが、５μｍ以下である積層セラ
ミック電子部品の内部電極を形成するために好適に用い
られる、本発明に係る導電性ペーストに向けられ、さら
には本発明に記載の導電性ペーストを用いた積層セラミ
ック電子部品にも向けられる。

【００５０】ここで、作製後の内部電極に挟まれたセラ
ミック層の厚みが、５μｍ以下としたのは、本発明にお
ける効果による凝集物の除去により、ショート不良の発
生率低減が顕著に現れるためであって、５μｍを超える
セラミック層厚みの場合においても同様な効果は期待で
きる。

【００５１】このような積層セラミック電子部品として
の積層セラミックコンデンサについて図２に基づき以下
に説明する。図２に示すように、積層セラミックコンデ
ンサは、互いに積層されたセラミック層２ａを備える、
略直方体形状のセラミック素体２と、各セラミック層２
ａ間に設けられた内部電極（内部導体）３と、外部電極
４とを有している。さらに、外部電極４上に、Ｎｉめっ
き膜５と、Ｓｎめっき膜６とが、この順にて積層されて
いることが好ましい。

【００５２】セラミック素体２は、誘電体材料、例えば
ＢａＴｉＯ₃を主成分とする複数のセラミックグリーン
シートが互いに積層され焼成されてなる各セラミック層
２ａを有している。

【００５３】内部電極３は、所定枚数のセラミックグリ
ーンシート上に形成された内部電極用導電性ペーストが
セラミックグリーンシートとともに同時に焼成されてな
り、それぞれの端縁がセラミック層２ａのいずれかの端
面に露出するように形成されている。内部電極３は、Ｎ
ｉを主成分とした内部電極用導電性ペーストを用いたの
で、Ｎｉを主成分としている。

【００５４】よって、上記各内部電極３、３は、セラミ
ック層２ａの何れかの端面（辺部）に交互に露出すると
共に、セラミック層２ａ間に互いに離間して対面するこ
とにより、セラミック素体２内において、静電容量を形
成して、コンデンサとしての機能を発揮できるように配
置されていることになる。

【００５５】外部電極４は、セラミック素体２の両端面
に、後述する導電性ペーストがそれぞれ塗布され乾燥さ
れて焼成されてなる一対の厚膜電極であり、セラミック
素体２の両端面にそれぞれ露出した各内部電極３に電気
的かつ機械的に接続されるように形成されている。

【００５６】このような外部電極４、４は、互いの間の
絶縁性を容易に確保できることから、互いに対向し、略
平行となるように配置されていることが望ましい。つま
り、外部電極４、４は、セラミック素体２における、互
いに略平行に対向する両端面上に形成されていることが
好ましい。この場合、内部電極３、３がそれぞれ露出し
た各面は、上記両端面となる。

【００５７】なお、本発明の積層セラミック電子部品に
おけるセラミック素体２の形状、材質、内部電極３の形
成位置、枚数、めっき膜５、６の材質、層数等は、上述
した一つの実施形態である積層セラミックコンデンサに
特に限定されない。

【００５８】なお、本発明の積層セラミックコンデンサ
におけるセラミック素体２の材料は、上述の実施形態に
限定されることなく、例えばＰｂＴｉＯ₃、ＰｂＺｒＯ
₃等その他の誘電体材料からなっていても構わない。ま
た、本発明の積層セラミックコンデンサにおける内部電
極の枚数は、上述の実施形態に限定されない。

【００５９】なお、本発明の特徴である、水もしくは有
機溶剤中で、０．１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下のクリアラ
ンス１４を有し、周速４ｍ／ｓ以上の速度で回転するロ
ータ１２によるせん断力による解砕工程中に、分散助
剤、例えば飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸、ノニオン性高分
子分散剤、カチオン性高分子分散剤、アニオン性高分子
分散剤、等を加えてより分散、解砕効果を高めること
は、これまでの様々の公開特許文献等により容易に推測
が可能である。

【００６０】また、液相法による粉末製造方法に限ら
ず、洗浄工程工程を備える気相法による粉末製造法に適
用が可能であるし、さらには、金属粉末の合成時のみな
らず、焼結速度や分散性の制御のための無機物、有機物
のコート工法における洗浄工程においても適用が可能で
ある。

【００６１】

【実施例】（実施例１）以下に、本発明における導電性
ペースト用金属粉末の製造方法に関する好適な実施例１
について説明する。

【００６２】まず、公知のニッケル粉末の製造方法であ
る特開平５−５１６１０号公報に記載の方法により、
０．５μｍのニッケル粉末を、特開２０００−８７１２
１号公報に記載の方法により、０．１μｍのニッケル粉
末を作製した。それぞれの粉末を反応原液より分離し、
表１に示す条件により洗浄処理を施した。

【００６３】

【表１】

【００６４】上記表１における、＊は本発明の範囲外を
示す。

【００６５】何れの洗浄方法においても、予備評価にお
いて、洗浄回数が４回を超えた時点で洗浄液のｐＨが８
台に収束したため、洗浄回数は４回とした。ちなみに洗
浄一回目の洗浄液のｐＨは、いずれの粒径においても１
３を示した。また、洗浄液は水を、容器は１０リットル
ビーカーを用い、液量は５リットル、金属粉末量は２０
０ｇとした。

【００６６】なお、比較用の各試料１、７、各試料６、
１２においては、直径５０ｍｍの３枚羽のプロペラによ
り、回転数２００ｒｐｍにより１０分間の洗浄を加え、
１０分の静沈の後、上澄み液を交換する方法で洗浄を行
った。

【００６７】各試料２、３、４、５、８、９、１０、１
１においては、特殊機化工業株式会社製のＴ．Ｋホモミ
クサーＭＡＲＫII型（図１の相当品）を用いて、クリア
ランス（間隙）１４を、０．５ｍｍに調整し、表１に示
す周速により、洗浄、解砕処理を施した。

【００６８】各試料６、１２においては、前述のように
プロペラによる洗浄を加えたのち、Ｔ．Ｋホモミクサー
ＭＡＲＫII型を用いてクリアランス１４を０．５ｍｍに
調整し、同じく表１に示す周速により解砕処理を施し
た。なお、その際の解砕処理回数は２回とした。

【００６９】各試料２、３、４、５、各試料８、９、１
０、１１において、洗浄液のｐＨが１０を下回った時点
で、静沈による金属粉末の分離回収が困難となったた
め、０．５μｍの金属粉末については１００Ｇの重力加
速度による遠心分離を、０．１μｍの金属粉末について
は１０００Ｇの重力加速度による遠心分離を３分間行
い、洗浄液からの金属粉末の分離を行った。

【００７０】なお、０．５μｍの金属粉末については１
００Ｇの重力加速度による遠心分離を行わない場合、金
属粉末の沈降分離に最長５時間を要した。長時間の沈降
放置が可能な静沈タンク等を備えた粉末製造製造設備に
おいては、遠心分離を行わない条件での生産も可能であ
ると思われるが、今回は、実験スケールでの確認試験の
ため、各試料２−６、８−１２のすべての試料において
遠心分離を実施した。

【００７１】０．１μｍの金属粉末については１０００
Ｇの重力加速度による遠心分離を行わない場合、特に周
速が１５ｍ／ｓ以上と速い条件では一昼夜洗浄液を放置
しても金属粉末が完全に沈降することはなかった。

【００７２】上述の方法により洗浄した、未乾燥のニッ
ケル粉末を、５リットルビーカー中に投入しエタノール
３リットルを加えた。比較用の各試料１、７について
は、直径５０ｍｍの３枚羽のプロペラによって、回転数
２００ｒｐｍにより１０分間の撹拌を加え、続いて１０
分の静沈の後、上澄み液を交換する方法で、エタノール
への置換を行った。各試料２−６、８−１２について
は、Ｔ．ＫホモミクサーＭＡＲＫII型を用いてエタノー
ル溶液に置換した。エタノール溶液による置換はいずれ
も３回行い、各試料２−６、８−１２については、その
都度、遠心分離による粉末分離を行った。

【００７３】次に、エタノール中からニッケル粉末を回
収し、１００℃のオーブン中に３時間放置してニッケル
粉末を乾燥させた。これらニッケル粉末５０重量部に対
して、分散剤としてステアリン酸０．５重量部、エチル
セルロース系バインダ１０重量部をテルピネオール９０
重量部に溶解して作製した有機ビヒクル４９．５重量部
を加えて、３本ロールミルにより、全て同一条件で分散
混合処理を行うことによって、ニッケル粉末を含有する
導電性ペーストを調製した。なお、３本ロールミルの条
件は、ロール間隙を約１５μｍとし、ロール回数は２回
とした。

【００７４】作製した導電性ペースト中の粗粒を、最大
測定粗粒径２５μｍのグランドメータを用いて計測し
た。結果を表１に併記する。なお、グランドメータでの
測定では５μｍ以下の粗粒の正確な測定は困難であった
ため、５μｍ以下の粗粒値を示した試料については全て
５μｍ以下と表示している。

【００７５】０．１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下のクリアラ
ンス１４を有し、周速４ｍ／ｓ以上の速度で回転するロ
ータ１２によるせん断力に基づく、洗浄、解砕処理が行
われていない試料１、７については、用いられたニッケ
ル粉末の粒径に関わらず、導電性ペースト中の粗粒の大
きさが２０μｍ近傍に達した。特に、平均粒径０．１μ
ｍのニッケル粉末を用いた試料７については、２５μｍ
を上回る大きさの粗粒が含まれていた。

【００７６】これは、粒径の細かなニッケル粉末ほど凝
集力が増し、解砕が困難となることを現している。いず
れにせよ試料１、７は金属粉末の凝集が強く、今回の三
本ロールミルにおける分散条件においては凝集が解砕さ
れず、それら凝集物が導電性ペースト中に粗粒として現
れる結果となった。

【００７７】２０μｍ程度の大きさの粗粒を含む導電性
ペーストが、セラミック層厚み５μｍ以下である積層セ
ラミック電子部品の内部電極として用いられた場合、そ
の組粒が絶縁体であるセラミック層を貫きショート不良
の原因となることは容易に想像できる。

【００７８】Ｔ．ＫホモミクサーＭＡＲＫII型によりせ
ん断を加えた、各試料２−５、８−１１については、同
一粉末粒径の比較用の各試料１、７とそれぞれと比較す
ると、粗粒の大きさが小さくなっていることが分かる。

【００７９】周速が２ｍ／ｓの、各試料２、８について
は、それぞれ１５μｍ、２０μｍの粗粒が存在している
が、周速が４ｍ／ｓの、各試料３、９は、それぞれ７μ
ｍ、１１μｍとほぼ半減しており、周速を４ｍ／ｓ以上
とすることで凝集物の解砕効果が上がっていることが分
かる。また周速が１５ｍ／ｓ以上では全ての、各試料に
おいて５μｍ、もしくはそれを下回る粗粒径まで金属粉
末の解砕が進んでいた。これにより、周速を４ｍ／ｓ以
上とすることで、本発明が目的とする効果が発揮される
と判断できる。

【００８０】また、いったんプロペラにより洗浄処理を
行った後、Ｔ．ＫホモミクサーＭＡＲＫII型によりせん
断力を加えた、各試料６、１２についても、５μｍ、も
しくはそれを下回る粗粒径まで金属粉末の解砕が進んで
おり、洗浄済みのニッケル粉末に解砕処理を施しても同
様な効果を期待できることが分かる。

【００８１】（実施例２）以下に、本発明における導電
性ペースト、及びそれを用いた積層セラミックコンデン
サに関する好適な実施例２について説明する。

【００８２】上述実施例１の、試料１１に示す条件に
て、乾燥済ニッケル粉末１１−１と、エタノールを溶媒
とした未乾燥のスラリー状のニッケル粉末１１−２とを
準備した。

【００８３】次に、上記それぞれのニッケル粉末を用い
て、特開２００１−６７９５１号公報に記載の方法に基
づき、導電性ペーストを製造した。すなわち、ニッケル
粉末２００ｇに対し、分散剤としてステアリン酸２ｇ、
希釈溶剤としてエタノール４００ｍｌを混合して第１ミ
ルベースを得て、これを玉石（２ｍｍ径）とともに容積
１リットルの樹脂ポット中に調合した。

【００８４】なお、ニッケル粉末１１−２の場合は、ス
ラリー中に含まれるニッケル粉末重量比率によりエタノ
ールスラリーとして秤量、添加した。希釈溶剤のエタノ
ールについても、ニッケル粉末を含むエタノールスラリ
ー中のエタノールを合算して４００ｍｌとなるように調
合した。

【００８５】この調合済みの樹脂ポットを一定回転速度
で１２時間回転させてポットミル分散処理を行い、第１
スラリーを得た。

【００８６】次に、上記樹脂ポット中に、実施例１と同
組成の有機ビヒクル１９８ｇを添加し、さらに一定回転
速度で１２時間回転させてポットミル分散処理を行い、
第２スラリーを得た。次に、第２スラリーを減圧下で７
０℃に加熱して希釈溶剤を除去し、減圧留去して導電性
ペーストを得た。得られた導電性ペースト中の粗粒値
を、最大測定粗粒径２５μｍのグランドメータを用いて
計測したが、いずれも５μｍ以下と良好な値を示した。

【００８７】同様にして、上記実施例１に記載の試料７
に示す条件にて、比較例としてのニッケル粉末７−１を
準備し、同様にして導電性ペーストを得た。

【００８８】次に、これらの導電性ペーストを、ＢａＴ
ｉＯ₃を主成分とする、耐還元性のセラミックグリーン
シートに印刷、積層、焼成して、ニッケルを主成分とす
る内部電極を形成した積層セラミック焼結体を得た。そ
の後、外部電極用導電性ペーストを塗布、焼き付けして
積層セラミックコンデンサとした。

【００８９】試料数は各１００個であり、焼成後のセラ
ミック層の厚みは３μｍで、内部電極層は１００層であ
った。得られた積層セラミックコンデンサの絶縁抵抗
を、ＩＲメーターにより測定し、ショート不良率を算出
した。結果を表２に示す。

【００９０】

【表２】

【００９１】上記表２における＊印は、本発明の範囲外
を示す。

【００９２】０．１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下のクリアラ
ンス１４を有し、周速４ｍ／ｓ以上の速度で回転するロ
ータ１２によるせん断力により、洗浄、解砕処理が行わ
れていない試料７−１のショート不良率は１００％に達
した。比較用の試料７−１に用いた導電性ペーストに
は、２５μｍを上回る大きさの粗粒が含まれていること
を考慮すると、容易に推測がつく結果である。

【００９３】試料７−１と同粒径のニッケル粉末を、周
速２０ｍ／ｓで解砕処理したニッケル粉末を乾燥させた
後、ペースト化した試料１１−１では、同じ設計の積層
セラミックコンデンサのショート不良率が４１％と半分
以下に改善された。

【００９４】さらに、周速２０ｍ／ｓで解砕処理したニ
ッケル粉末を、乾燥させずにペースト化した試料１１−
２においては、ショート不良率が１２％と、大幅に改善
されていることが分かる。これは、金属粉末を乾燥させ
ることなくペースト化したため、乾燥時の塩架橋による
凝集の発生が抑制され、ペースト中でより分散され易い
ニッケル粉末となったためである。

【００９５】なお、試料１１−１、１１−２の本発明に
係る導電性ペーストの焼結体を内部電極として用いた積
層セラミックコンデンサにおいても、それぞれ４１％、
１２％と二桁のショート不良が発生しているが、これは
あくまで今回の試作製造条件による結果であって、本発
明の内容に、さらに他の公知の積層セラミックコンデン
サに関する歩留まり改善方法を加えれば、これらショー
ト不良率がより低減されることは言うまでもない。

【００９６】また、今回の実施例においては、金属粉末
としてニッケル粉末を用いた例を示したが、銅粉末等の
他の金属粉末を用いても同様な効果が期待できる。

【００９７】さらには、本実施例における周速は２０ｍ
／ｓを上限としているが、これは用いた設備の実用最高
周速が２０ｍ／ｓであるからであって、２０ｍ／ｓを超
える周速での、同様な効果を否定するものではない。

【００９８】

【発明の効果】本発明に係る導電性ペースト用の金属粉
末の製造方法、及び導電性ペーストを用いれば、金属粉
末の洗浄から乾燥に至る工程までに発生する凝集を防止
もしくは軽減でき、導電性ペースト中の未解砕となる凝
集粒子の存在を無くするもしくは低減できることによ
り、導電性ペースト中の粗粒の発生が抑制され、積層セ
ラミックコンデンサに代表される積層セラミック電子部
品の歩留まりを大幅に向上させることが可能となるとい
う効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の導電性ペースト用金属粉末の製造方法
に用いる分散機の一例を示す概略断面図である。

【図２】本発明の積層セラミックコンデンサの概略断面
図である。

【符号の説明】

２セラミック素体２ａセラミック層３内部電極４外部電極５Ｎｉめっき６Ｓｎめっき１１ステータ１２ロータ１３スラリー１４クリアランス（間隙）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4K018 BA02 BA04 BB04 BC08 BC13 BD04 5E001 AB03 AC09 5G301 DA10 DA42 DD01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性ペースト用の金属粉末に対する水も
しくは有機溶剤による洗浄工程を備えた導電性ペースト
用金属粉末の製造方法において、洗浄中の金属粉末を含有するスラリーを、ステータと、
該ステータに対して０．１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の間
隙を有して周速４ｍ／ｓ以上の速度で回転するロータと
の間の上記間隙に通過させて、金属粉末を解砕する工程
を備えていることを特徴とする導電性ペースト用金属粉
末の製造方法。
【請求項２】導電性ペースト用の金属粉末に対する水も
しくは有機溶剤による洗浄工程を備えた導電性ペースト
用金属粉末の製造方法において、金属粉末の洗浄後に、該金属粉末を未乾燥の状態で、ス
ラリーとし、該スラリーを、ステータと、該ステータに
対して０．１ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下の間隙を有して
周速４ｍ／ｓ以上の速度で回転するロータとの間の上記
間隙に通過させて、金属粉末を解砕する工程を備えてい
ることを特徴とする導電性ペースト用金属粉末の製造方
法。
【請求項３】解砕された金属粉末を有するスラリーか
ら、１００Ｇ以上の重力加速度による遠心分離により、
金属粉末を分離する工程を備えることを特徴とする請求
項１又は２に記載の導電性ペースト用金属粉末の製造方
法。
【請求項４】金属粉末は、ニッケル及び銅のうちの少な
くとも１種からなることを特徴とする請求項１乃至３の
何れか１項に記載の導電性ペースト用金属粉末の製造方
法。
【請求項５】金属粉末は、平均粒径１．０μｍ以下であ
ることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載
の導電性ペースト用金属粉末の製造方法。
【請求項６】請求項１乃至５の何れか１項に記載の導電
性ペースト用金属粉末の製造方法によって得られたもの
であることを特徴とする導電性ペースト用金属粉末。
【請求項７】有機ビヒクルと、請求項６に記載の導電性
ペースト用金属粉末とを含有することを特徴とする導電
性ペースト。
【請求項８】複数のセラミック層と、セラミック層間に
形成された請求項７記載の導電性ペーストの焼結体とを
備えていることを特徴とする積層セラミック電子部品。