JPH07109178A - セラミック成形体の脱脂方法 - Google Patents

セラミック成形体の脱脂方法

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JPH07109178A
JPH07109178A JP5258540A JP25854093A JPH07109178A JP H07109178 A JPH07109178 A JP H07109178A JP 5258540 A JP5258540 A JP 5258540A JP 25854093 A JP25854093 A JP 25854093A JP H07109178 A JPH07109178 A JP H07109178A
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JP
Japan
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molded body
ceramic
ceramic molded
degreasing
organic binder
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Pending
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JP5258540A
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English (en)
Inventor
Seigo Shiraishi
誠吾 白石
Kazuyuki Okano
和之 岡野
Masakazu Tanahashi
正和 棚橋
Emiko Igaki
恵美子 井垣
Wataru Sakamoto
渉 坂本
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 有機バインダを含有するセラミック成形体の
脱脂方法において、内部構造欠陥の発生を抑制しつつ、
かつ最終焼結体の残留カーボンを低減することができる
効率のよい脱脂方法を安価かつ低公害で可能とするこ
と。 【構成】 有機バインダを含有するセラミック成形体の
脱脂方法において、水蒸気100体積%の雰囲気中、ある
いは水蒸気を90〜99.9体積%含む不活性ガス雰囲気中で
1000℃以下で加熱処理することで有機バインダを分解除
去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主として積層セラミッ
クコンデンサなどの電極とセラミックの一体焼結タイプ
の電子部品の脱脂方法、すなわちセラミック成形体の脱
脂方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、ラジオ,マイクロカセットレコー
ダ,電子チューナ,ビデオカメラ等の超小型,薄型軽量
電子機器の発展に伴い回路素子として使用される電子部
品の小型,大容量化が強く要求されるようになってき
た。これらの要求を満足する電極とセラミックの一体焼
結タイプのセラミック電子部品として、例えば積層セラ
ミックコンデンサが知られている。積層セラミックコン
デンサの製造方法としては、誘電体粉末,バインダ,可
塑剤および有機溶剤からなるスラリーを用いて、ドクタ
ーブレード法により有機フィルム上に厚さ数十μmのセ
ラミック誘電体を成形してグリーンシートを作製する。
このシートの上に内部電極を印刷したものを複数枚積み
重ねた後、圧着により積層成形体を作製し、しかる後、
チップ状に切断,脱脂,焼成後、外部電極を形成して作
製する(「絶縁誘電体セラミック」CMC社発行、塩崎
忠 監修 p.211〜227 1985年)。
【0003】ところで従来の技術において、セラミック
成形体の脱脂方法は、有機バインダの急激な酸化分解の
発熱による製品の内部構造欠陥の抑制、さらにセラミッ
ク成形体が電極とセラミックの一体焼結タイプのセラミ
ック電子部品である場合においては、電極が酸化し体積
膨脹することに起因する最終製品における内部構造欠陥
の抑制のために、非酸化性ガス雰囲気中で有機バインダ
の分解温度以上に加熱することで行われている。さら
に、前述のセラミック成形体の脱脂方法では、前記有機
バインダの除去が不十分であり、最終焼結体に残留カー
ボンとして残り、前記残留カーボンを原因とする製品の
特性の劣化という問題があった。例えば積層セラミック
コンデンサの場合、絶縁抵抗値の早期低下を誘発すると
いう問題を有していた。この問題に対して、本発明者は
セラミック成形体の内部構造欠陥を抑制しつつ、特性の
優れた製品を得ることができるセラミック成形体の脱脂
方法として、水蒸気を5〜90体積%含む非酸化性ガス雰
囲気中、1000℃以下で加熱処理することを特徴とセラミ
ック成形体の脱脂方法を提案し(特許申請中)、検討を行
ってきた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法では内部構造欠陥を抑制しつつ、特性の優れた
製品を得ることができるが、一方で有機バインダの熱分
解で発生する有害なガスを含む非酸化性ガスが多く排出
されるという問題点と、さらに比較的高価な非酸化性ガ
スを用いることで製造コストを引き上げ、しいては製品
の単価を高くするという問題点を有していた。本発明は
上記問題点を解決するため、内部構造欠陥を抑制しつ
つ、特性の優れた製品を有害な排気ガスを多く発生させ
ることなく、かつ安価に製造する方法を提供することを
目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、水蒸気100体積%の雰囲気中、1000℃以
下で加熱処理することにより有機バインダを分解除去す
る。または水蒸気90〜99.9体積%含む非酸化性ガス雰囲
気中、1000℃以下で加熱処理することにより有機バイン
ダを分解除去するものである。なお、上記非酸化性ガス
が窒素ガス,炭酸ガス,不活性ガスもしくは前記ガスの
混合ガスであることを特徴とするセラミック成形体の脱
脂方法である。
【0006】上記セラミック成形体が、PdあるいはPd
を主要金属とする合金を電極とする電極とセラミックの
一体焼結タイプのセラミック電子部品、またはPdある
いはPdを主要金属とする合金を電極とする積層セラミ
ックコンデンサであること。さらに、上記セラミック成
形体が、NiあるいはNiを主要金属とする合金を電極と
する電極とセラミックの一体焼結タイプのセラミック電
子部品、またはNiあるいはNiを主要金属とする合金を
電極とする積層セラミックコンデンサであることを特徴
とするセラミック成形体の脱脂方法である。
【0007】
【作用】本発明者は、有機バインダの熱分解反応におい
て水蒸気を導入することにより有機バインダの熱分解反
応が促進することを見出した。すなわち、高分子有機化
合物である有機バインダが熱分解する際、水蒸気が前記
有機バインダに作用し発生する分解ガスの低分子化を促
進する。さらに有機バインダの熱分解反応は吸熱反応で
あるため、通常の非酸化性ガス(N2,CO2,Ar,He
等)より顕熱の大きい水蒸気が熱の供給源としても作用
する。
【0008】従来の製造方法において行われてきた水蒸
気を含む非酸化性ガス雰囲気中での脱脂では、有機バイ
ンダの急激な酸化分解の発熱による製品の内部構造欠陥
の抑制、さらにセラミック成形体が電極とセラミックの
一体焼結タイプのセラミック電子部品である場合におい
ては、電極が酸化し体積膨脹することに起因する最終製
品における内部構造欠陥の発生を抑制しつつ有機バイン
ダの除去は十分できるが、有機バインダが熱分解するこ
とで発生した有害なガスを含む非酸化性ガスが多く排出
されコストも高い。しかしながら、本発明による脱脂方
法を用いれば、水蒸気100体積%の雰囲気中あるいは水
蒸気を90〜99.9体積%含む非酸化性ガス雰囲気中では、
従来の脱脂方法と同様に有機バインダの急激な酸化分解
による発熱はなく、さらにセラミック成形体が電極とセ
ラミックの一体焼結タイプのセラミック電子部品である
場合においては、電極が酸化し体積膨脹することはない
ので内部構造欠陥の発生は抑制される。また水蒸気を導
入したことによる有機バインダの効率の良い熱分解特性
は維持され、有機バインダの除去は十分行われる。さら
に有機バインダの熱分解により発生した比較的低分子の
分解ガスは、供給した水蒸気に大部分が溶解してしまう
ので有害な排気ガスは著しく減少する。また一般に水蒸
気に比べ高価なN2,CO2,Ar,He等の非酸化性ガス
を用いることがないか、あるいは用いたとしても従来法
に比べ非酸化性ガスの使用量が少なくてすむので製造コ
ストを低減せしめ、しいては製品の単価を引き下げるこ
とが可能となる。
【0009】
【実施例】以下に本発明の第1の実施例の積層セラミッ
クコンデンサの製造方法について説明する。第1の実施
例では、BaTiO3を主成分とする誘電体粉末と有機バ
インダからなる誘電体スラリーを厚さ30μmにドクター
ブレード法により成形した後乾燥させたものの上に、電
極として市販のPd電極ペーストを厚さ3μmにスクリー
ン印刷法により形成したグリーンシートを用意した。前
記グリーンシートを20枚積み重ねた後、圧着により積層
成形体を作製した。前記積層成形体に含まれる有機バイ
ンダ成分は10重量%であった。第1の実施例としては、
前記積層成形体を、昇温速度200℃/min,最高温度600
℃,保持時間2hの温度スケジュールを用いて熱処理す
ることで有機バインダの除去を行った。
【0010】
【外1】
【0011】本発明による実施例における有機バインダ
の除去に伴う排気ガスは従来例に比べ著しく少なかっ
た。
【0012】両有機バインダ除去方法による試料の残留
カーボン量を測定し比較検討を行った。(表1)に有機バ
インダ除去後の残留カーボン量の結果およびそれぞれの
場合の排気ガス量を示す。本発明による第1の実施例は
従来例に比べ同等の有機バインダの除去効果があり、か
つ有害な排気ガスが減少することが確認された。
【0013】
【表1】
【0014】さらに両試料をN2ガス雰囲気下1320℃,
2h焼成し、積層セラミックコンデンサを得た。前記積
層セラミックコンデンサの内部構造欠陥の発生状況の観
察および絶縁抵抗の寿命試験(試験条件150℃,DC128
V印加)を行い特性を比較した。(表2)にその結果を示
す。(表2)において内部構造欠陥の発生状況はそれぞれ
20個の試料についての発生状況を示し、また寿命試験結
果は、いずれの場合においても初期値が1×109Ω以上
であった20個の試料のうち半数が1×107Ω以下になっ
た時間を示した。
【0015】
【表2】
【0016】(表2)の結果から、第1の実施例による脱
脂方法内部構造欠陥の発生は抑制されていることがわか
る。また、従来例に比べ製品の寿命特性が同等であるこ
とが確認された。また一般に水蒸気に比べ高価なN2
CO2,Ar,He等の非酸化性ガスを用いなかったので
製造コストが低減されたことは言うまでもないことであ
る。
【0017】次に第2の実施例として、前記第1の実施
例と同一の積層成形体を、昇温速度200℃/min,最高温
度600℃,保持時間2hの温度スケジュールを用いて熱
処理することで有機バインダの除去を行った。
【0018】
【外2】
【0019】本発明による第2の実施例における有機バ
インダの除去に伴う排気ガスは従来例に比べ著しく少な
かった。
【0020】上記それぞれの脱脂方法による試料の残留
カーボン量を測定し比較検討を行った。(表3)に有機バ
インダ除去後の残留カーボン量の結果およびそれぞれの
場合の排気ガス量を示す。本発明による第2の実施例は
従来例に比べ、同等の有機バインダの除去効果があり、
かつ有害な排気ガスが減少することが確認された。
【0021】
【表3】
【0022】さらに両試料をN2ガス雰囲気下1320℃,
2h焼成し、積層セラミックコンデンサを得た。前記積
層セラミックコンデンサの内部構造欠陥の発生状況の観
察および絶縁抵抗の寿命試験(試験条件150℃,DC128
V印加)を行い特性を比較した。(表4)に結果を示す。
(表4)において内部構造欠陥の発生状況は各実施例によ
るそれぞれ20個の試料についての発生状況を示し、また
寿命試験結果は、いずれの実施例においても初期値が1
×109Ω以上であった20個の試料のうち半数が1×107Ω
以下になった時間を示した。
【0023】
【表4】
【0024】(表4)の結果から、いずれの第2実施例に
よる脱脂方法でも内部構造欠陥の発生は抑制されている
ことがわかる。また従来例に比べ製品の寿命特性が同等
であることが確認された。また一般に水蒸気に比べ高価
なN2,CO2,Ar,He等の非酸化性ガスを多く用いな
かったので製造コストが低減されたことは言うまでもな
いことである。
【0025】本実施例においてはPdを電極とする積層
セラミックコンデンサを取り上げたが、セラミック成形
体がNiあるいはNiを主要金属とする合金を電極とする
電極とセラミックの一体焼結タイプのセラミック電子部
品である場合においても、本発明による脱脂方法を用い
れば本実施例と同様な効果により、有機バインダの急激
な酸化分解による発熱は起こらず、かつ電極の酸化は発
生しない。したがって、これらのことに起因する内部構
造欠陥の発生を抑制することができる。また水蒸気を用
いたことで、効率良く十分に有機バインダを除去するこ
とができ、最終製品において優れた特性を確保できる。
さらに、一般に水蒸気に比べ高価なN2,CO2,Ar,He
等の非酸化性ガスの使用量少なくできるので製造コスト
が低減でき、排気ガス量も少なくなる。さらに本実施例
では積層セラミックコンデンサを取り上げたが、他の積
層電子部品、例えば積層アクチュエータ,積層バリスタ
に適用しても全く同様の効果を得ることができるのは言
うまでもないことである。
【0026】
【発明の効果】上記実施例から明らかなように、本発明
によるセラミック成形体の脱脂方法によれば、セラミッ
ク成形体からの有機バインダの除去方法を、水蒸気100
体積%の雰囲気中あるいは水蒸気を90〜99.9体積%含む
非酸化性ガス雰囲気中で、1000℃以下で加熱処理するこ
とで、電極の酸化に起因する内部構造欠陥の発生を抑制
しつつ、かつ最終焼結体の残留カーボンを低減すること
を、有害な排気ガスを多く発生させることなくかつ安価
にすることを可能にした。したがって、この製造方法に
よれば、特性の優れた電極とセラミックの一体焼結タイ
プのセラミック電子部品を低公害でかつ安価にできると
いう効果を有する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井垣 恵美子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 坂本 渉 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機バインダを含有するセラミック成形
    体の脱脂方法において、水蒸気100体積%の雰囲気中、1
    000℃以下で加熱処理することを特徴とするセラミック
    成形体の脱脂方法。
  2. 【請求項2】 有機バインダを含有するセラミック成形
    体の脱脂方法において、水蒸気を90〜99.9体積%含む非
    酸化性ガス雰囲気中、1000℃以下で加熱処理することを
    特徴とするセラミック成形体の脱脂方法。
  3. 【請求項3】 非酸化性ガスが窒素ガス,炭酸ガス,不
    活性ガスもしくは前記ガスの混合ガスであることを特徴
    とする請求項1または2記載のセラミック成形体の脱脂
    方法。
  4. 【請求項4】 セラミック成形体がPdあるいはPdを主
    要金属とする合金を電極とする電極とセラミックの一体
    焼結タイプのセラミック電子部品であることを特徴とす
    る請求項1,2または3記載のセラミック成形体の脱脂
    方法。
  5. 【請求項5】 セラミック成形体がNiあるいはNiを主
    要金属とする合金を電極とする電極とセラミックの一体
    焼結タイプのセラミック電子部品であることを特徴とす
    る請求項1,2または3記載のセラミック成形体の脱脂
    方法。
  6. 【請求項6】 セラミック成形体がPdあるいはPdを主
    要金属とする合金を電極とする積層セラミックコンデン
    サであることを特徴とする請求項1,2または3記載の
    セラミック成形体の脱脂方法。
  7. 【請求項7】 セラミック成形体がNiあるいはNiを主
    要金属とする合金を電極とする積層セラミックコンデン
    サであることを特徴とする請求項1,2または3記載の
    セラミック成形体の脱脂方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007326765A (ja) * 2006-03-29 2007-12-20 Ngk Insulators Ltd ハニカム成形体の焼成前処理方法及びハニカム成形体の焼成前処理システム
WO2008053647A1 (en) * 2006-10-31 2008-05-08 Ngk Insulators, Ltd. Method of honeycomb molding pretreatment for burning and system for honeycomb molding pretreatment for burning
KR20250021282A (ko) 2023-08-04 2025-02-12 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 오늄염, 화학 증폭 레지스트 조성물 및 패턴 형성 방법

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