WO2010021202A1 - ニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末およびその製造方法、導電性ペースト、並びに積層セラミックコンデンサ - Google Patents

ニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末およびその製造方法、導電性ペースト、並びに積層セラミックコンデンサ Download PDF

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Sumitomo Electric Industries Ltd
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    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/30Stacked capacitors

Definitions

  • the present invention relates to a metal powder and a production method thereof, a conductive paste, and a multilayer ceramic capacitor, and more particularly, a metal powder suitable as a conductive fine powder for a conductive paste used for an internal electrode of a multilayer ceramic capacitor, a production method thereof,
  • the present invention also relates to a conductive paste using the same, and a multilayer ceramic capacitor.
  • metal powder has been used in various fields, and as a material for thick film conductors, it has been used for forming electric circuits such as electrodes of multilayer ceramic parts.
  • the internal electrode of a multi-layer ceramic capacitor (MLCC) is formed using a conductive paste containing metal powder.
  • This multilayer ceramic capacitor includes a ceramic body formed as a multilayer ceramic fired body by alternately stacking a plurality of dielectric layers and a plurality of conductive layers (internal electrode layers) by pressure bonding and firing and integrating them. A pair of external electrodes are formed at both ends of the ceramic body.
  • a metal powder is mixed with an organic vehicle in which an organic binder such as a cellulose resin is dissolved in a solvent such as terpineol, and is kneaded and dispersed by a three-roll roll or the like, thereby conducting a conductive material for an internal electrode.
  • a conductive paste this conductive paste is printed on a ceramic green sheet forming a dielectric layer, and the ceramic green sheet and the conductive paste layer (internal electrode layer) are alternately stacked by pressure bonding.
  • a laminated ceramic fired body can be obtained by firing this laminated body in a reducing atmosphere.
  • metals such as platinum, palladium, and silver-palladium alloys have been conventionally used as the metal powder contained in the conductive paste forming the internal electrode of the multilayer ceramic capacitor.
  • these metals are expensive. For this reason, in recent years, inexpensive metals such as nickel have been used in order to reduce costs.
  • a liquid phase reduction method in which metal ions are reduced with a reducing agent is used. More specifically, for example, a reducing agent aqueous solution containing a reducing agent is prepared, and a nickel aqueous solution containing nickel ions is mixed into the reducing agent aqueous solution to reduce nickel ions and deposit nickel powder.
  • a reducing agent aqueous solution containing a reducing agent is prepared, and a nickel aqueous solution containing nickel ions is mixed into the reducing agent aqueous solution to reduce nickel ions and deposit nickel powder.
  • the nickel powder produced by the above liquid phase reduction method has a low crystallinity because it is an aggregate of fine particles, and when an internal electrode of a multilayer ceramic capacitor is formed with a conductive paste containing nickel powder with low crystallinity.
  • the shrinkage of the conductive paste containing nickel powder during firing increases, and as the sintering progresses, the conductive paste breaks into islands, causing electrode breaks (breaks in internal electrodes), and multilayer ceramic
  • the capacitance of the capacitor is reduced.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and a multilayer ceramic capacitor having an internal electrode whose surface is smoothed and which can reliably prevent electrode breakage, a conductive paste used therein, nickel powder or
  • An object is to provide an alloy powder containing nickel as a main component and a method for producing the same.
  • the average particle diameter D 50 is 30 to 300 nm
  • the half width of the diffraction peak of the (111) plane by X-ray diffraction method is 0.5 ° or less
  • the ratio of the specific surface area A measured by the BET method to the theoretical value B of the specific surface area corresponding to the average particle diameter D 50 (A / B) is 3 or less
  • nickel powder or nickel as a main component Alloy powder is 3 or less.
  • the surface of the nickel powder that is the metal powder or the alloy powder containing nickel as a main component is smoothed and the crystallinity is improved, so the nickel powder or the alloy powder containing nickel as a main component is contained. Even when the internal electrode is formed by the conductive paste, the electrode surface can be easily smoothed and the occurrence of electrode breakage can be avoided.
  • the second invention of the present application is to reduce the nickel ions by the reducing agent in a reaction solution containing nickel ions, a reducing agent, and a dispersing agent, and to make the whole nickel powder or the whole alloy powder mainly composed of nickel.
  • it is a method for producing nickel powder or nickel-based alloy powder, characterized by comprising at least a step of performing heat treatment at 300 ° C. to 700 ° C.
  • a third invention of the present application is a method for producing a nickel powder or an alloy powder containing nickel as a main component according to the second invention of the present application, wherein the heat treatment is performed in a reducing atmosphere containing 2% or more of H 2 gas.
  • a fourth invention of the present application is a conductive paste characterized in that the nickel powder of the first invention of the present application or an alloy powder containing nickel as a main component and an organic vehicle as main components.
  • a fifth invention of the present application is a multilayer ceramic capacitor comprising a capacitor body formed by alternately laminating internal electrode layers and dielectric layers, wherein the internal electrode layer is formed by the conductive paste of the fourth invention of the present application It is characterized by being.
  • the internal electrode of the multilayer ceramic capacitor is formed by the conductive paste containing the nickel powder or the nickel-based alloy powder of the present invention, the electrode surface is easily smoothed and the electrode is interrupted. Can be avoided.
  • FIG. 2 is an electron micrograph showing nickel powder in Example 1.
  • FIG. 2 is an electron micrograph showing nickel powder in Comparative Example 1.
  • 4 is an electron micrograph showing nickel powder in Comparative Example 2.
  • 6 is an electron micrograph showing nickel powder in Comparative Example 3.
  • the metal powder according to the present invention is used as a conductive powder for a conductive paste used for an internal electrode of a multilayer ceramic capacitor.
  • a method for producing a metal powder according to the present invention it can be produced by a liquid phase reduction method in which metal ions in an aqueous solution are reduced and a metal compound is subjected to a wet reduction treatment.
  • a water-soluble metal compound is added to and dissolved in water or a mixture of water and a lower alcohol to prepare an aqueous solution containing metal ions, a dispersant is added to the aqueous solution, and then the reducing agent is dissolved. It is possible to prepare a reaction solution to which the aqueous solution is added, stir the reaction solution, and then perform a heat treatment for improving crystallinity.
  • the metal powder when producing a nickel powder or a nickel-based alloy powder as the metal powder, contains a metal ion (nickel ion) in which a nickel salt (for example, nickel sulfate) as a metal compound is dissolved in pure water, An aqueous solution to which a dispersant is added and a titanium ion aqueous solution containing trivalent titanium ions that act as a reducing agent are mixed at a predetermined ratio to prepare a reaction solution, and then hydroxylated as a pH adjuster in the reaction solution. A sodium aqueous solution is added to adjust the pH, and stirring is performed to reduce nickel ions and precipitate nickel powder or alloy powder containing nickel as a main component. And in order to improve the crystallinity of nickel powder or the alloy powder which has nickel as a main component, it manufactures by performing heat processing in a reducing atmosphere.
  • nickel ion nickel ion
  • a nickel salt for example, nickel sulfate
  • a metal compound for example, nickel
  • the metal powder according to the present invention is not particularly limited, but nickel powder and alloy powder mainly composed of nickel are preferably used. This is because nickel powder or alloy powder containing nickel as a main component is excellent in conductivity, low in cost, and excellent in oxidation resistance as compared with other metals such as copper. This is because it is less likely to occur and is suitable as a conductive material.
  • the alloy powder of nickel for example, an alloy powder of nickel and at least one element selected from the group consisting of manganese, chromium, cobalt, aluminum, iron, copper, zinc, gold, platinum, silver, and palladium Can be used. Further, the content of nickel in the alloy powder containing nickel as a main component is 50% by mass or more, preferably 80% by mass or more. This is because if the nickel content is reduced, oxidation is likely to occur during firing, and therefore, electrode breakage, a decrease in capacitance, and the like are likely to occur.
  • the metal powder according to the present invention for use as a conductive powder for a conductive paste used in internal electrodes of multilayer ceramic capacitors, average particle diameter D 50 of the alloy powder based on nickel powder or nickel Those having a thickness of 30 to 300 nm can be used.
  • the nickel salt to be used is not particularly limited.
  • a nickel salt containing at least one selected from the group consisting of nickel sulfate, nickel chloride, nickel nitrate, nickel acetate, nickel sulfamate, and nickel hydroxide can be used.
  • nickel chloride is preferably used from the viewpoint that it contains the same chlorine ions as titanium trichloride, which is a reducing agent.
  • the concentration of nickel salt in the reaction solution is preferably 5 g / l or more and 100 g / l or less. This is because when the nickel salt concentration is less than 5 g / l, it is difficult to reduce and precipitate a sufficient amount of nickel powder, resulting in a decrease in productivity, and the nickel salt concentration from 100 g / l. If it is large, the collision probability between the nickel particles increases, so that the particles are likely to aggregate, and there is a case where it is difficult to control the particle size.
  • titanium trichloride sodium borohydride, hydrazine and the like can be used.
  • titanium trichloride having strong reducibility to metal ions and reduce metal ions using an aqueous titanium ion solution containing trivalent titanium ions.
  • the pH adjuster is not particularly limited as long as it is conventionally used in the nickel powder reduction precipitation process. More specifically, as the pH adjuster, for example, sodium hydroxide, sodium carbonate, ammonia and the like can be used.
  • the entire nickel powder or an alloy containing nickel as a main component is used to prevent coarsening due to heat treatment and increase crystallinity. It is set as the structure which heat-processes in the reducing atmosphere the nickel powder containing 0.1 to 5 mass% of carbon with respect to the whole powder, or the alloy powder which has nickel as a main component.
  • the half width of the diffraction peak of the (111) plane by the X-ray diffraction method is used as the crystallinity index of the nickel powder of the present invention or the alloy powder containing nickel as a main component. Then, by using the production method of the present invention, a nickel powder or a nickel-based alloy powder whose half-value width of the diffraction peak of the (111) plane by X-ray diffraction is 0.5 ° or less is obtained. Therefore, the crystallinity of the nickel powder or the alloy powder containing nickel as a main component is improved. As a result, even when the internal electrode is formed by the conductive paste containing nickel powder or an alloy powder containing nickel as a main component, it is possible to avoid the occurrence of electrode breakage.
  • the specific surface area is used as an indicator of the smoothness of the nickel powder or the alloy powder containing nickel as a main component of the present invention. More specifically, the specific surface area A [m 2 / g] of the nickel powder or nickel-based alloy powder measured by the BET method and the average particle diameter of the nickel powder or nickel-based alloy powder The theoretical value B [m 2 / g] of the specific surface area corresponding to D 50 is used. And by using the manufacturing method of this invention, the ratio (A / B) of the specific surface area A and the theoretical value B of a specific surface area is 3 or less nickel powder or the alloy powder which has nickel as a main component. Therefore, the smoothness of the nickel powder or the alloy powder containing nickel as a main component is improved. As a result, even when the internal electrode is formed with a conductive paste containing nickel powder or an alloy powder containing nickel as a main component, the surface of the electrode can be easily smoothed.
  • the “BET method” mentioned here is one of powder surface measurement methods by vapor phase adsorption, and the total surface area (ie, specific surface area) of a 1 g sample is determined by using an adsorption isotherm. This is a calculation method and is a well-known method.
  • B [m 2 / g] of the specific surface area corresponding to the average particle diameter D 50 of the nickel powder or the alloy powder containing nickel as a main component can be obtained by the following (Equation 1).
  • B [m 2 / g] 6 / (D50 [um] ⁇ ⁇ [g / cm 3 ]) (Formula 1)
  • is a density.
  • the average particle diameter D 50 of the nickel powder or the alloy powder containing nickel as a main component measured using a SEM (scanning electron microscope) is 100 nm and the density is 8.9 g / cm 3 , the above (formula From 1), the theoretical value B [m 2 / g] of the specific surface area is 6.7 [m 2 / g].
  • the specific surface area A [m 2 / g] of the nickel powder or nickel-based alloy powder measured by the BET method is 16 [m 2 / g]
  • the specific surface area A and the theoretical value B of the specific surface area B (A / B) is 2.4, and in this case, it can be said that the nickel powder or the alloy powder containing nickel as a main component is excellent in surface smoothness.
  • a carbon-containing dispersant is used to obtain a carbon-containing nickel powder or an alloy powder containing nickel as a main component by the above-described liquid phase reduction method.
  • the dispersant used the dispersibility of the nickel powder or nickel-based alloy powder in the reaction solution is improved, and the reduction-precipitated nickel powder or nickel-based alloy powder has carbon on the surface. If it can adsorb
  • polyvinyl pyrrolidone which is a polymer dispersant, polycarboxylic acid type anionic dispersant, polyvinyl alcohol, cationic dispersant and the like can be used.
  • the carbon content with respect to the whole nickel powder or the whole alloy powder containing nickel as a main component is set to 0.1 mass% or more and 5 mass% or less when the carbon content is less than 0.1 mass%.
  • the carbon may not be sufficiently adsorbed on the surface of the nickel powder reduced or precipitated or the alloy powder containing nickel as a main component, and the above-described coarsening prevention effect and crystallinity improvement effect may not be sufficiently obtained.
  • the carbon content is more than 5% by mass, it may remain without being decomposed during the heat treatment.
  • the heat treatment of the nickel powder containing carbon or the alloy powder mainly containing nickel produced by the above-described liquid phase reduction method is performed in order to suppress the oxidation of the nickel powder or the alloy powder mainly containing nickel.
  • the atmosphere in the reducing atmosphere and the heat treatment is preferably a reducing atmosphere containing 2% or more of H 2 gas (for example, an atmosphere of a mixed gas of N 2 gas and H 2 gas).
  • the temperature during the heat treatment is preferably 300 ° C. to 700 ° C., and more preferably 400 ° C. to 600 ° C.
  • the holding time of the above temperature at the time of heat treatment is 0.5 hours to 3 hours.
  • the conductive paste of the present invention contains the above-described nickel powder of the present invention or an alloy powder containing nickel as a main component and an organic vehicle as main components.
  • the organic vehicle used in the present invention is a mixture of a resin and a solvent.
  • the resin examples include cellulose resins such as methyl cellulose, ethyl cellulose, nitrocellulose, cellulose acetate, and cellulose propionate, methyl (meth) acrylate, ( Acrylic esters such as ethyl (meth) acrylate and propyl (meth) acrylate, alkyd resins, polyvinyl alcohol, and the like can be used, and ethyl cellulose is particularly preferably used from the viewpoints of safety and stability.
  • the solvent constituting the organic vehicle terpineol, tetralin, butyl carbitol, carbitol acetate, etc. can be used alone or in combination.
  • a conductive paste for example, an organic vehicle in which an organic binder of a cellulose resin is dissolved in terpineol is produced, and then the nickel powder of the present invention or an alloy powder containing nickel as a main component and the organic vehicle are produced.
  • the conductive paste for the internal electrode of the multilayer ceramic capacitor of the present invention can be obtained.
  • a dielectric material, an additive for adjusting sintering, and the like can be added to the conductive paste.
  • a multilayer ceramic capacitor is obtained by alternately laminating a plurality of dielectric layers made of ceramic green sheets and a plurality of internal electrode layers made of conductive paste by pressure bonding, and then firing the laminate. By integrating them. After producing a multilayer ceramic fired body to be a ceramic body, it is manufactured by forming a pair of external electrodes at both ends of the ceramic body.
  • a ceramic green sheet that is an unfired ceramic sheet is prepared.
  • this ceramic green sheet for example, a dielectric layer paste obtained by adding an organic binder such as polyvinyl butyral and a solvent such as terpineol to a predetermined ceramic raw material powder such as barium titanate, a PET film or the like. Examples thereof include a sheet formed on a support film and dried to remove the solvent.
  • the thickness of the dielectric layer made of the ceramic green sheet is not particularly limited, but is preferably 0.2 ⁇ m to 4 ⁇ m from the viewpoint of demand for downsizing of the multilayer ceramic capacitor.
  • a plurality of sheets are prepared by printing and applying the above-described conductive paste on one side of the ceramic green sheet by a known method such as a screen printing method to form an internal electrode layer made of the conductive paste.
  • the thickness of the internal electrode layer made of a conductive paste is preferably 0.2 to 4 ⁇ m or less from the viewpoint of the demand for thinning of the internal electrode layer.
  • the ceramic green sheet is peeled off from the support film, and heating and heating are performed so that the dielectric layer made of the ceramic green sheet and the internal electrode layer made of the conductive paste formed on one surface thereof are alternately arranged.
  • Lamination is performed by pressure treatment to obtain a laminate.
  • the green chip is subjected to a binder removal treatment and fired in a reducing atmosphere to produce a laminated ceramic fired body.
  • the atmosphere in the debinding process is preferably air or an N 2 gas atmosphere, and the temperature during the debinding process is preferably 200 ° C. to 400 ° C. Further, it is preferable that the temperature holding time at the time of performing the binder removal treatment is 0.5 to 24 hours.
  • the firing is performed in a reducing atmosphere in order to suppress oxidation of the metal used for the internal electrode layer, and the atmosphere at the time of firing is an atmosphere of N 2 gas or a mixed gas of N 2 gas and H 2 gas.
  • the temperature at which the laminate is fired is preferably 1250 ° C. to 1350 ° C.
  • the holding time of the above temperature when firing is preferably 0.5 to 8 hours.
  • the organic binder in the green sheet is removed, and the ceramic raw material powder is fired to form a ceramic dielectric layer. Further, the organic vehicle in the internal electrode layer is removed, and the nickel powder or the alloy powder containing nickel as a main component is sintered or melted and integrated to form an internal electrode, and the dielectric layer, the internal electrode layer, A multilayer ceramic fired body in which a plurality of sheets are alternately laminated is formed.
  • the atmosphere in the annealing treatment is preferably an N 2 gas atmosphere, and the temperature during the annealing treatment is preferably set to 800 ° C. to 950 ° C. Further, it is preferable that the temperature holding time at the time of annealing is 2 hours to 10 hours.
  • a multilayer ceramic capacitor is manufactured by providing a pair of external electrodes to the manufactured multilayer ceramic fired body.
  • a material of an external electrode copper, nickel, or these alloys can be used conveniently, for example.
  • the alloy powder based on nickel powder or nickel an average particle diameter D 50 of 30 ⁇ 300 nm, the half-width of the diffraction peak of the (111) plane by X-ray diffraction method 0. 5 ° or less and the ratio of the theoretical value B of a corresponding specific surface has been a specific surface area a mean particle diameter D 50 measured by the BET method (a / B) is configured to be 3 or less.
  • the surface of the nickel powder which is a metal powder, or an alloy powder containing nickel as a main component is smoothed and the crystallinity is improved, so that the conductive paste containing nickel powder or an alloy powder containing nickel as a main component is provided.
  • the electrode surface can be easily smoothed and the occurrence of electrode breakage can be avoided.
  • nickel ions are reduced by a reducing agent in a reaction solution containing nickel ions, a reducing agent, and a dispersing agent.
  • the deposited nickel powder or alloy powder containing nickel as a main component is subjected to heat treatment at 300 ° C. to 700 ° C.
  • the heat treatment is performed in a reducing atmosphere containing 2% or more of H 2 gas. Therefore, during the heat treatment, oxidation of the nickel powder or the alloy powder containing nickel as a main component can be suppressed.
  • Example 1 (Production of nickel powder) Nickel sulfate hexahydrate as a metal compound is dissolved in pure water so as to have a concentration of 20 g / l, and an aqueous solution containing nickel ions is prepared.
  • polyvinylpyrrolidone molymer (molecular weight 30000) is used as a dispersant. It added so that it might become a density
  • titanium chloride as a reducing agent was dissolved in pure water to a concentration of 80 g / l to prepare a titanium ion aqueous solution containing trivalent titanium ions. Then, these aqueous solutions are mixed to prepare a reaction solution.
  • sodium hydroxide is dissolved in pure water as a pH adjuster so as to have a concentration of 10 g / l. Was added to adjust the pH of the reaction solution to 9.0.
  • this reaction solution was reacted at a reaction temperature of 30 ° C. for 120 minutes with stirring at a speed of 500 rpm, whereby nickel powder was reduced and precipitated. Subsequently, the reaction solution was subjected to suction filtration, and impurities were removed while repeating washing with pure water to obtain a nickel dispersion solution having no precipitation using water as a dispersion medium. And the nickel powder was produced by drying this nickel dispersion liquid. Note that in precipitated nickel powder was 120nm was measured an average particle size D 50 of when observed at a magnification of 30,000 using a scanning electron microscope. Moreover, when the amount of carbon contained in the nickel powder was measured using a high frequency combustion infrared absorption method, it was 1.5% by mass with respect to the whole nickel powder.
  • the deposited nickel powder was heat-treated at a temperature of 500 ° C. in a reducing atmosphere (H 2 gas was 3%, N 2 gas was 97%).
  • the holding time during the heat treatment was set to 1 hour.
  • the average particle diameter D 50 of when observed at a magnification of 30,000 using a scanning electron microscope to measure a 150 nm coarsening of the nickel powder is not observed It was.
  • the theoretical value B [m 2 / g] of the specific surface area corresponding to the average particle diameter D 50 of the nickel powder after the heat treatment was determined from the above (formula 1), it was 4.5 [m 2 / g]. there were.
  • the specific surface area A [m 2 / g] of the nickel powder after the heat treatment measured by the BET method is 10 [m 2 / g], and the specific surface area A and the average particle diameter D 50 measured by the BET method.
  • the ratio (A / B) of the specific surface area corresponding to to the theoretical value B was 2.2. Accordingly, it was confirmed that the nickel powder after the heat treatment was excellent in surface smoothness. Furthermore, when the crystallinity of the nickel powder after heat treatment was evaluated by the X-ray diffraction method, the half-value width of the diffraction peak of the (111) plane was 0.25 °, and it was confirmed that the crystallinity was high. An electron micrograph of the nickel powder obtained in this example is shown in FIG.
  • an organic vehicle is prepared by dissolving 10 parts by mass of ethyl cellulose, which is an organic binder, in 90 parts by mass of terpineol, and 100 parts by mass of the nickel powder after the above heat treatment and 40 parts by mass of the organic vehicle are mixed and kneaded by three rolls. -By dispersing, a conductive paste for the internal electrode of the multilayer ceramic capacitor was produced.
  • a dielectric layer paste (barium titanate, which is a ceramic raw material powder, to which ethyl cellulose as an organic binder and terpineol as a solvent are added) is applied in a sheet form on a PET film, which is a support film, Next, drying was performed to remove the solvent, thereby producing a ceramic green sheet having a thickness of 2 ⁇ m. Next, the produced conductive paste was printed on one side of the ceramic green sheet by a screen printing method and applied to form an internal electrode layer made of the conductive paste having a thickness of 2 ⁇ m.
  • the ceramic green sheet is peeled from the PET film and a protective ceramic green sheet is laminated on the surface of the internal electrode layer of the peeled ceramic green sheet and pressed to form a dielectric layer composed of the ceramic green sheet and the conductive layer.
  • a laminate was produced in which internal electrode layers made of paste were alternately laminated.
  • the manufactured multilayer body is cut into a predetermined size (0.3 mm ⁇ 0.6 mm) to form a green chip, and then the green chip is subjected to binder removal processing, firing, and annealing treatment to form a multilayer ceramic as a capacitor body.
  • a fired body was produced.
  • the binder removal treatment was performed in an air atmosphere at a temperature of 300 ° C. and a holding time of 1 hour.
  • Firing was performed in an N 2 gas atmosphere at a temperature of 1300 ° C. and a holding time of 2 hours.
  • the annealing treatment was performed in a N 2 gas atmosphere at a temperature of 900 ° C. and a holding time of 1 hour.
  • Example 2 (Production of nickel powder)
  • Nickel acetate tetrahydrate as a metal compound is dissolved in pure water so as to have a concentration of 25 g / l, and an aqueous solution containing nickel ions is prepared.
  • polyvinyl alcohol molecular weight 10,000
  • titanium chloride as a reducing agent was dissolved in pure water to a concentration of 80 g / l to prepare a titanium ion aqueous solution containing trivalent titanium ions. Then, these aqueous solutions are mixed to prepare a reaction solution.
  • this reaction solution was reacted at a reaction temperature of 30 ° C. for 120 minutes with stirring at a speed of 500 rpm, whereby nickel powder was reduced and precipitated.
  • cross flow ultrafiltration was performed on the reaction solution, and impurities were removed while repeating washing with pure water, to obtain a nickel dispersion solution with no precipitation using water as a dispersion medium.
  • the nickel powder was produced by drying this nickel dispersion liquid. Note that in precipitated nickel powder was 30nm was measured an average particle size D 50 of when observed at a magnification of 30,000 using a scanning electron microscope. Further, when the amount of carbon contained in the nickel powder was measured using a high frequency combustion infrared absorption method, it was 4% by mass with respect to the whole nickel powder.
  • the deposited nickel powder was heat-treated at a temperature of 350 ° C. in a reducing atmosphere (3% H 2 gas and 97% N 2 gas).
  • the holding time during the heat treatment was set to 1 hour.
  • the average particle diameter D 50 of when observed at a magnification of 30,000 using a scanning electron microscope to measure a 40 nm coarsening of the nickel powder is not observed It was.
  • the theoretical value B [m 2 / g] of the specific surface area corresponding to the average particle diameter D 50 of the nickel powder after the heat treatment was determined from the above (formula 1), it was 16.8 [m 2 / g]. there were.
  • the specific surface area A [m 2 / g] of the nickel powder after the heat treatment measured by the BET method is 33.6 [m 2 / g]
  • the specific surface area A and the average particle diameter measured by the BET method are 33.6 [m 2 / g].
  • the ratio of the theoretical value B of specific surface area corresponding to D 50 (a / B) was 2.0. Accordingly, it was confirmed that the nickel powder after the heat treatment was excellent in surface smoothness.
  • the crystallinity of the nickel powder after the heat treatment was evaluated by the X-ray diffraction method, the half-value width of the diffraction peak of the (111) plane was 0.45 °, and it was confirmed that the crystallinity was high.
  • Example 1 a conductive paste, internal electrodes, a multilayer body, and a multilayer ceramic fired body were obtained. Then, the above results of performing the smoothness evaluation of the electrode surface and the electrode breakage evaluation under the same conditions as in Example 1 are shown in Table 1.
  • Example 1 A nickel powder was produced in the same manner as in Example 1 except that the heat treatment was not performed. Note that in the nickel powder produced was measured an average particle size D 50 of when observed at a magnification of 30,000 using a scanning electron microscope was 120 nm. From the above (Equation 1), the theoretical value B [m 2 / g] of the specific surface area corresponding to the average particle diameter D 50 of the prepared nickel powder was determined to be 5.6 [m 2 / g]. It was. Further, the specific surface area A [m 2 / g] of the nickel powder measured by the BET method is 15.7 [m 2 / g], and the specific surface area A and the average particle diameter D 50 measured by the BET method are as follows.
  • the ratio (A / B) of the corresponding specific surface area to the theoretical value B was 2.8. Accordingly, it was confirmed that the nickel powder after the heat treatment was excellent in surface smoothness. Furthermore, when the crystallinity of the nickel powder after the heat treatment was evaluated by the X-ray diffraction method, the half-value width of the diffraction peak of the (111) plane was 1.5 °, and it was confirmed that the crystallinity was low. An electron micrograph of the nickel powder obtained in this example is shown in FIG. Moreover, it carried out similarly to the above-mentioned Example 1, and obtained the electrically conductive paste, the internal electrode, the laminated body, and the laminated ceramic fired body. Then, the above results of performing the smoothness evaluation of the electrode surface and the electrode breakage evaluation under the same conditions as in Example 1 are shown in Table 1.
  • Nickel powder was produced in the same manner as in Example 1 except that the temperature during the heat treatment was set to 100 ° C. Note that in the nickel powder before the heat treatment, when the average particle diameter D 50 of when observed at a magnification of 30,000 using a scanning electron microscope was measured to be 120 nm. Further, in the nickel powder after the heat treatment, when the average particle diameter D 50 of when observed at a magnification of 30,000 using a scanning electron microscope to measure a 120 nm, coarsening of the nickel powder is not observed It was. From the above (Equation 1), the theoretical value B [m 2 / g] of the specific surface area corresponding to the average particle diameter D 50 of the prepared nickel powder was determined to be 5.6 [m 2 / g].
  • the specific surface area A [m 2 / g] of the nickel powder measured by the BET method is 14 [m 2 / g], and corresponds to the specific surface area A and the average particle diameter D 50 measured by the BET method.
  • the ratio (A / B) of the specific surface area to the theoretical value B was 2.5. Accordingly, it was confirmed that the nickel powder after the heat treatment was excellent in surface smoothness. Furthermore, when the crystallinity of the nickel powder after the heat treatment was evaluated by the X-ray diffraction method, the half-value width of the diffraction peak of the (111) plane was 0.8 °, and it was confirmed that the crystallinity was low.
  • An electron micrograph of the nickel powder obtained in this example is shown in FIG.
  • Example 1 it carried out similarly to the above-mentioned Example 1, and obtained the electrically conductive paste, the internal electrode, the laminated body, and the laminated ceramic fired body. Then, the above results of performing the smoothness evaluation of the electrode surface and the electrode breakage evaluation under the same conditions as in Example 1 are shown in Table 1.
  • Example 3 A nickel powder was produced in the same manner as in Example 1 except that the temperature during the heat treatment was set to 800 ° C. Note that in the nickel powder before the heat treatment, when the average particle diameter D 50 of when observed at a magnification of 30,000 using a scanning electron microscope was measured to be 200 nm. Further, in the nickel powder after the heat treatment, when the average particle diameter D 50 of when observed using a scanning electron microscope at a magnification of 30000 times was measured, a 800 nm, coarsening of the nickel powder was observed.
  • the theoretical value B [m 2 / g] of the specific surface area corresponding to the average particle diameter D 50 of the produced nickel powder was determined from the above (Formula 1), it was 0.8 [m 2 / g]. It was. Moreover, the specific surface area A [m 2 / g] of the nickel powder measured by the BET method is 3.6 [m 2 / g], and the specific surface area A and the average particle diameter D 50 measured by the BET method are as follows. The ratio (A / B) of the corresponding specific surface area to the theoretical value B was 4.5. Therefore, it was confirmed that the nickel powder after the heat treatment has low surface smoothness.
  • the nickel powder of Example 1 is not an agglomerated powder and is excellent in surface smoothness. Further, as shown in Table 1, it can be seen that the internal electrode formed of the conductive paste containing the nickel powder of Example 1 has excellent surface smoothness and no electrode breakage. From the above, it can be said that the conductive paste containing the nickel powder of Example 1 is excellent in forming the internal electrode of the multilayer ceramic capacitor.
  • the nickel particles of Comparative Example 1 are not agglomerated powder and are excellent in surface smoothness.
  • Table 1 it can be seen that the internal electrode formed of the conductive paste containing the nickel powder of Comparative Example 1 has an electrode discontinuity. This is presumably because, in Comparative Example 1, the deposited nickel particles were not heat-treated, and the crystallinity of the nickel powder was low.
  • the nickel particles of Comparative Example 2 are not agglomerated powder and are excellent in surface smoothness.
  • Table 1 it can be seen that the internal electrode formed of the conductive paste containing the nickel powder of Comparative Example 1 has an electrode discontinuity. This is because, in Comparative Example 2, the deposited nickel particles were heat treated. However, since the heat treatment temperature was as low as 100 ° C., single crystallization did not proceed sufficiently and the crystallinity of the nickel powder was not sufficiently improved.
  • the nickel particles of Comparative Example 3 are coarse and have poor surface smoothness.
  • Table 1 it can be seen that the internal electrode formed of the conductive paste containing the nickel powder of Comparative Example 3 has poor surface smoothness.
  • the deposited nickel particles were heat-treated, but since the heat treatment temperature was as high as 800 ° C., single crystallization proceeded, but the particles joined together and aggregated. This is considered to be because it became powder.
  • nickel powder or an alloy powder containing nickel as a main component and a method for producing the same, a conductive paste, and a multilayer ceramic capacitor in particular, a conductive paste for a conductive paste used for an internal electrode of the multilayer ceramic capacitor.

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Abstract

平均粒径D50が30~300nm、X線回折法による(111)面の回折ピークの半値幅が0.5°以下であり、かつBET法により測定された比表面積Aと平均粒径D50に対応する比表面積の理論値Bとの比(A/B)が3以下であるニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末およびその製造方法を提供する。さらに、ニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末と有機ビヒクルを主成分とする導電ペースト、および内部電極層が導電ペーストにより形成される積層セラミックコンデンサを提供する。

Description

ニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末およびその製造方法、導電性ペースト、並びに積層セラミックコンデンサ
 本発明は、金属粉末およびその製造方法、導電性ペースト、並びに積層セラミックコンデンサに関し、特に、積層セラミックコンデンサの内部電極に用いる導電性ペースト用の導電性微粉末として好適な金属粉末、その製造方法、およびそれを用いた導電性ペースト、並びに積層セラミックコンデンサに関する。
 近年、金属粉末は、種々の分野で使用されており、厚膜導電体の材料として、積層セラミック部品の電極等の電気回路の形成に使用されている。例えば、積層セラミックコンデンサ(Multi-LayerCeramic Capacitor:MLCC)の内部電極は、金属粉末を含む導電性ペーストを用いて形成されている。
 この積層セラミックコンデンサは、複数の誘電体層と複数の導電層(内部電極層)とを、圧着により交互に積み重ね、これを焼成して一体化することにより、積層セラミック焼成体としたセラミック本体と、当該セラミック本体の両端部に一対の外部電極を形成したものである。
 より具体的には、例えば、金属粉末を、セルロース系樹脂等の有機バインダーをターピネオール等の溶剤に溶解させた有機ビヒクルと混合し、三本ロール等によって混練・分散して、内部電極用の導電性ペーストを作製し、この導電性ペーストを、誘電体層を形成するセラミックグリーンシート上に印刷し、セラミックグリーンシートと導電性ペースト層(内部電極層)とを、圧着により交互に積み重ねて積層体を形成する。そして、この積層体を還元雰囲気下において焼成することにより、積層セラミック焼成体を得ることができる。
 また、この積層セラミックコンデンサの内部電極を形成する導電性ペーストに含有される金属粉末として、従来、白金、パラジウム、銀-パラジウム合金等の金属が用いられていたが、これらの金属は、高価であるため、近年、低コスト化を図るべく、より安価なニッケル等の金属が使用されている。
 また、この金属粉末の製造方法としては、金属イオンを還元剤により還元する液相還元法が利用されている。より具体的には、例えば、還元剤を含有する還元剤水溶液を用意し、この還元剤水溶液中にニッケルイオンを含有するニッケル水溶液を混合することにより、ニッケルイオンを還元させて、ニッケル粉末を析出させる方法が開示されている。そして、このような方法により、所望の粒径を有し、品質が極めて安定した、不純物の少ないニッケル粉末を製造することができると記載されている(例えば、特許文献1参照)。
特開平11-302709号公報
 ここで、近年、電子部品の高性能化に伴い、積層セラミックコンデンサの小型化、高容量化が要請されるとともに、内部電極の電極表面の平滑化が求められている。しかし、上記液相還元法により製造されたニッケル粉末は、微粒子の集合体となるため結晶性が低く、結晶性の低いニッケル粉末を含有する導電性ペーストにより、積層セラミックコンデンサの内部電極を形成すると、焼成時にニッケル粉末を含有する導電性ペーストの収縮が大きくなり、焼結の進行に伴って、導電性ペーストが島状に途切れてしまい、電極途切れ(内部電極の途切れ)が発生し、積層セラミックコンデンサの静電容量が低下するという不都合が生じていた。
 また、結晶性を高めるためには、熱処理による単結晶化が有効であるが、ニッケル粉末を構成するニッケル粒子の粒径が小さくなると、焼結開始温度が低下するため、結晶性を高めるための熱処理時に焼結が進行し、粒子同士が結合して凝集した粉末となりやすく、ニッケル粉末が粗大化する。その結果、粗大化したニッケル粉末を含有する導電性ペーストにより、積層セラミックコンデンサの内部電極を形成すると、電極表面の平滑化が困難になり、電極間のショートを引き起こすという問題があった。
 そこで、本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、表面が平滑化され、さらに電極途切れを確実に防止できる内部電極を備える積層セラミックコンデンサ、それに用いられる導電性ペースト、ニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末およびその製造方法を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するために、本願第1の発明では、平均粒径D50が30~300nm、X線回折法による(111)面の回折ピークの半値幅が0.5°以下であり、かつBET法により測定された比表面積Aと平均粒径D50に対応する比表面積の理論値Bとの比(A/B)が3以下であることを特徴とするニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末である。
 同構成によれば、金属粉末であるニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末の表面が平滑化されるとともに、結晶性が向上するため、ニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末を含有する導電性ペーストにより、内部電極を形成する場合であっても、電極表面の平滑化が容易になるとともに、電極途切れの発生を回避することが可能になる。
 本願第2の発明は、ニッケルイオンと、還元剤と、分散剤とを含む反応液中で、前記還元剤により前記ニッケルイオンを還元させて、ニッケル粉末全体またはニッケルを主成分とする合金粉末全体に対して0.1質量%以上5質量%以下の炭素を含有するニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末を析出させる工程と、析出させたニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末に対して、300℃~700℃で熱処理を行う工程とを少なくとも含むことを特徴とするニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末の製造方法である。
 同構成によれば、反応液において、炭素が、還元析出したニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末の表面に吸着するとともに、単結晶化を行うための熱処理時に炭素が分解し、焼結開始温度が上がることになる。従って、熱処理時に焼結が進行し、粒子同士が結合して凝集した粉末となることにより粗大化するという不都合を防止することができ、表面が平滑化されたニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末を得ることが可能になる。また、熱処理時に、炭素の分解と同時に単結晶化が進行するため、結晶性が向上したニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末を得ることが可能になる。その結果、ニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末を含有する導電性ペーストにより、内部電極を形成する場合であっても、電極表面の平滑化が容易になるとともに、電極途切れの発生を回避することが可能になる。
 本願第3の発明は、本願第2の発明のニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末の製造方法であって、Hガスを2%以上含む還元雰囲気中で、熱処理を行うことを特徴とする。
 同構成によれば、熱処理を行う際に、ニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末の酸化を抑制することができる。
 本願第4の発明は、本願第1の発明のニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末と、有機ビヒクルを主成分とすることを特徴とする導電性ペーストである。
 同構成によれば、表面が平滑化されるとともに、結晶性が向上したニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末が充填された導電性ペーストを提供することが可能になるため、電極表面の平滑化が要請されるとともに、電極途切れのない積層セラミックコンデンサの内部電極の形成に最適な導電性ペーストを提供することが可能になる。
 本願第5の発明は、内部電極層および誘電体層を交互に積層して形成されたコンデンサ本体を備える積層セラミックコンデンサであって、内部電極層が、本願第4の発明の導電性ペーストにより形成されていることを特徴とする。
 同構成によれば、電極表面が平滑であり、さらに電極途切れのない内部電極を備える積層セラミックコンデンサを提供することが可能になる。
 本発明のニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末を含有する導電性ペーストにより、積層セラミックコンデンサの内部電極を形成する場合であっても、電極表面の平滑化が容易になるとともに、電極途切れの発生を回避することができる。
実施例1におけるニッケル粉末を示す電子顕微鏡写真である。 比較例1におけるニッケル粉末を示す電子顕微鏡写真である。 比較例2におけるニッケル粉末を示す電子顕微鏡写真である。 比較例3におけるニッケル粉末を示す電子顕微鏡写真である。
 以下に、本発明の好適な実施形態について説明する。本発明に係る金属粉末は、積層セラミックコンデンサの内部電極に用いる導電性ペースト用の導電性粉末として使用されるものである。本発明に係る金属粉末の製造方法としては、水溶液中の金属イオンを還元して、金属化合物を湿式還元処理する液相還元法により作製することができる。
 より具体的には、水もしくは水と低級アルコールの混合物に水溶性の金属化合物を加えて溶解して、金属イオンを含む水溶液を作製し、この水溶液に分散剤を添加した後、還元剤を溶解した水溶液を加えた反応液を作製し、当該反応液を攪拌した後、結晶性を向上させるための熱処理を行うことにより作製できる。
 例えば、金属粉末として、ニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末を製造する場合は、純水に金属化合物としてのニッケル塩(例えば、硫酸ニッケル)が溶解した金属イオン(ニッケルイオン)を含み、分散剤が添加された水溶液と、還元剤として作用する3価のチタンイオンを含むチタンイオン水溶液を、所定の割合で混合して反応液を作製した後、当該反応液にpH調整剤として水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを調整し、攪拌を行うことにより、ニッケルイオンを還元して、ニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末を析出させる。そして、ニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末の結晶性を向上させるために、還元雰囲気中で熱処理を行うことにより製造する。
 本発明に係る金属粉末としては、特に限定されないが、ニッケル粉末、ニッケルを主成分とする合金粉末が好適に使用される。これは、ニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末は、導電性に優れるとともに、コストが低く、また、銅等の他の金属に比し耐酸化性に優れるため、酸化による導電性の低下も生じにくく、導電性材料として好適だからである。ニッケルの合金粉末としては、例えば、マンガン、クロム、コバルト、アルミニウム、鉄、銅、亜鉛、金、白金、銀、およびパラジウムからなる群より選択される少なくとも1種以上の元素とニッケルとの合金粉末が使用できる。また、ニッケルを主成分とする合金粉末におけるニッケルの含有量は、50質量%以上、好ましくは80質量%以上であることが好ましい。これは、ニッケルの含有量が少なくなると、焼成時に酸化されやすくなるため、電極途切れや静電容量の低下等が起こりやすくなるためである。
 また、本発明に係る金属粉末は、積層セラミックコンデンサの内部電極に用いる導電性ペースト用の導電性粉末として使用されるため、ニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末の平均粒径D50が30~300nmであるものが使用できる。
 また、使用するニッケル塩は、特に限定されないが、例えば、硫酸ニッケル、塩化ニッケル、硝酸ニッケル、酢酸ニッケル、スルファミン酸ニッケル、および水酸化ニッケルからなる群より選ばれる少なくとも1種類を含むものが使用できる。また、これらのニッケル塩のうち、還元剤である三塩化チタンと同じ塩素イオンを含むとの観点から、塩化ニッケルを使用することが好ましい。
 また、反応液中のニッケル塩の濃度は、5g/l以上100g/l以下が好ましい。これは、ニッケル塩の濃度が5g/l未満の場合は、十分な量のニッケル粉末を還元析出させることが困難になるため、生産性が低下し、また、ニッケル塩の濃度が100g/lより大きい場合は、ニッケル粒子同士の衝突確率が増すため粒子が凝集しやすく、粒径の制御が困難になるという不都合が生じる場合があるためである。
 また、使用する還元剤としては、例えば、三塩化チタン、水素化ホウ素ナトリウム、ヒドラジン等が使用できる。このうち、金属イオンに対する強還元性を有する三塩化チタンを使用し、3価のチタンイオンを含むチタンイオン水溶液を用いて金属イオンを還元することが好ましい。
 また、pH調整剤は、従来、ニッケル粉末の還元析出工程において使用されているものであれば、特に限定されない。より具体的には、pH調整剤としては、例えば、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、アンモニア等を使用することができる。
 また、本実施形態においては、ニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末の製造工程において、熱処理による粗大化を防止して結晶性を高めるために、ニッケル粉末全体またはニッケルを主成分とする合金粉末全体に対して、0.1質量%以上5質量%以下の炭素を含有するニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末を還元雰囲気中で熱処理する構成としている。
 このような構成により、反応液において、炭素が、還元析出したニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末の表面に吸着するとともに、単結晶化を行うための熱処理時に炭素が分解し、焼結開始温度が上がることになる。従って、熱処理時に焼結が進行し、粒子同士が結合して凝集した粉末となることにより粗大化するという不都合を防止することができ、表面が平滑化されたニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末を得ることが可能になる。また、熱処理時に、炭素の分解と同時に単結晶化が進行するため、結晶性が向上したニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末を得ることが可能になる。その結果、ニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末を含有する導電性ペーストにより、内部電極を形成する場合であっても、電極表面の平滑化が容易になるとともに、電極途切れの発生を回避することが可能になる。
 より具体的には、本発明のニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末の結晶性の指標としては、X線回折法による(111)面の回折ピークの半値幅を用いる。そして、本発明の製造方法を使用することにより、X線回折法による(111)面の回折ピークの半値幅が0.5°以下であるニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末を得ることが可能になるため、ニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末の結晶性が向上することになる。その結果、ニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末を含有する導電性ペーストにより、内部電極を形成する場合であっても、電極途切れの発生を回避することが可能になる。
 また、本発明のニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末の平滑性の指標としては、比表面積を用いる。より具体的には、BET法により測定されたニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末の比表面積A〔m/g〕と、ニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末の平均粒径D50に対応する比表面積の理論値B〔m/g〕とを用いる。そして、本発明の製造方法を使用することにより、比表面積Aと比表面積の理論値Bとの比(A/B)が3以下であるであるニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末を得ることが可能になるため、ニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末の平滑性が向上することになる。その結果、ニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末を含有する導電性ペーストにより、内部電極を形成する場合であっても、電極表面の平滑化が容易になる。
 なお、ここで言う「BET法」とは、気相吸着法による粉体の表面測定法の一つであり、吸着等温式を用いて、1gの試料が有する総表面積(即ち、比表面積)を算出する方法であって、周知の方法である。
 また、ニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末の平均粒径D50に対応する比表面積の理論値B〔m/g〕は、以下の(式1)により求めることができる。
B〔m/g〕=6/(D50〔um〕×ρ〔g/cm〕)…(式1)
 ここで、(式1)中、ρは、密度である。
 従って、例えば、SEM(走査型電子顕微鏡)を用いて測定されたニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末の平均粒径D50が100nm、密度8.9g/cmの場合、上記(式1)より、比表面積の理論値B〔m/g〕は、6.7〔m/g〕となる。そして、BET法により測定されたニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末の比表面積A〔m/g〕が16〔m/g〕の場合、比表面積Aと比表面積の理論値Bとの比(A/B)は、2.4となり、この場合、ニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末が表面平滑性に優れていると言えることになる。
 また、本実施形態においては、炭素を含有する分散剤を使用して、上述の液相還元法により、炭素を含有するニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末を得る構成としている。なお、使用する分散剤としては、反応液中のニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末の分散性を向上させるとともに、還元析出したニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末の表面に炭素を吸着させることができるものであれば、特に限定されない。例えば、高分子分散剤であるポリビニルピロリドン、ポリカルボン酸型アニオン系分散剤や、ポリビニルアルコール、カチオン系分散剤等を使用することができる。
 なお、ニッケル粉末全体またはニッケルを主成分とする合金粉末全体に対する炭素の含有量を0.1質量%以上5質量%以下としたのは、炭素の含有量が0.1質量%未満の場合は、炭素が、還元析出したニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末の表面に十分に吸着せず、上述した粗大化の防止効果と結晶性の向上効果が十分に得られない場合があるからであり、また、炭素の含有量が5質量%より多い場合は、熱処理時に分解せずに残留する場合があるからである。
 また、上述の液相還元法により作製された、炭素を含有するニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末の熱処理は、ニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末の酸化を抑制するために還元雰囲気で行われ、熱処理を行う際の雰囲気は、Hガスを2%以上含む還元雰囲気(例えば、NガスとHガスの混合ガスの雰囲気)にすることが好ましい。また、熱処理を行う際の温度を300℃~700℃とすることが好ましく、400℃~600℃とすることが更に好ましい。これは、熱処理を行う際の温度が300℃未満の場合は、上述した結晶性の向上効果が十分に得られない場合があるからであり、また、熱処理を行う際の温度が700℃より大きい場合は、粒子同士が結合して凝集した粉末となりやすく、粗大化する場合があるためである。また、熱処理を行う際の、上記温度の保持時間を0.5時間~3時間とすることが好ましい。
 次に、積層セラミックコンデンサの内部電極用の導電性ペーストについて説明する。本発明の導電ペーストとしては、上述の本発明のニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末と、有機ビヒクルを主成分としている。本発明において使用される有機ビヒクルは、樹脂と溶剤との混合物であり、樹脂としては、メチルセルロース、エチルセルロース、ニトロセルロース、酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース等のセルロース系樹脂、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル等のアクリル酸エステル類、アルキッド樹脂、およびポリビニルアルコール等が使用でき、安全性、安定性等の観点から、エチルセルロースが特に好ましく使用される。また、有機ビヒクルを構成する溶剤としては、ターピネオール、テトラリン、ブチルカルビトール、カルビトールアセテート等を単独でまたは混合して使用することができる。
 導電性ペーストを作製する際には、例えば、セルロース系樹脂の有機バインダーをターピネオールに溶解させた有機ビヒクルを作製し、次いで、本発明のニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末と有機ビヒクルを混合し、三本ロールやボールミル等によって混練・分散することにより、本発明の積層セラミックコンデンサの内部電極用の導電性ペーストを得ることができる。なお、導電性ペーストには、誘電体材料や焼結調整用の添加剤等を加えることもできる。
 次に、上述の導電性ペーストを使用した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。積層セラミックコンデンサは、セラミックグリーンシートからなる複数の誘電体層と、導電性ペーストからなる複数の内部電極層とを、圧着により交互に積層させて積層体を得た後、当該積層体を焼成して一体化することにより。セラミック本体となる積層セラミック焼成体を作製したのち、当該セラミック本体の両端部に一対の外部電極を形成することにより製造される。
 より具体的には、まず、未焼成のセラミックシートであるセラミックグリーンシートを用意する。このセラミックグリーンシートとしては、例えば、チタン酸バリウム等の所定のセラミックの原料粉末に、ポリビニルブチラール等の有機バインダーとターピネオール等の溶剤とを加えて得た誘電体層用ペーストを、PETフィルム等の支持フィルム上にシート状に塗布し、乾燥させて溶剤を除去したもの等が挙げられる。なお、セラミックグリーンシートからなる誘電体層の厚みは、特に限定されないが、積層セラミックコンデンサの小型化の要請の観点から、0.2μm~4μmが好ましい。
 次いで、このセラミックグリーンシートの片面に、スクリーン印刷法等の公知の方法によって、上述の導電性ペーストを印刷して塗布し、導電性ペーストからなる内部電極層を形成したものを複数枚、用意する。なお、導電性ペーストからなる内部電極層の厚みは、当該内部電極層の薄層化の要請の観点から、0.2~4μm以下とすることが好ましい。
 次いで、支持フィルムから、セラミックグリーンシートを剥離するとともに、セラミックグリーンシートからなる誘電体層とその片面に形成された導電性ペーストからなる内部電極層とが交互に配置されるように、加熱・加圧処理により積層して、積層体を得る。なお、当該積層体の両面に、導電性ペーストを塗布していない保護用のセラミックグリーンシートを配置する構成としても良い。
 次いで、積層体を所定サイズに切断してグリーンチップを形成した後、当該グリーンチップに対して脱バインダー処理を施し、還元雰囲気下において焼成することにより、積層セラミック焼成体を製造する。なお、脱バインダー処理における雰囲気は、大気またはNガス雰囲気にすることが好ましく、脱バインダー処理を行う際の温度を200℃~400℃とすることが好ましい。また、脱バインダー処理を行う際の、上記温度の保持時間を0.5時間~24時間とすることが好ましい。また、焼成は、内部電極層に用いる金属の酸化を抑制するために還元雰囲気で行われ、焼成を行う際の雰囲気は、NガスまたはNガスとHガスとの混合ガスの雰囲気にすることが好ましく、また、積層体の焼成を行う際の温度を1250℃~1350℃とすることが好ましい。また、焼成を行う際の、上記温度の保持時間を0.5時間~8時間とすることが好ましい。
 グリーンチップの焼成を行うことにより、グリーンシート中の有機バインダーが除去されるとともに、セラミックの原料粉末が焼成されて、セラッミック製の誘電体層が形成される。また内部電極層中の有機ビヒクルが除去されるとともに、ニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末が焼結もしくは溶融、一体化されて、内部電極が形成され、誘電体層と内部電極層とが複数枚、交互に積層された積層セラミック焼成体が形成される。
 なお、酸素を誘電体層の内部に取り込んで電気的特性を高めるとともに、内部電極の再酸化を抑制するとの観点から、焼成後のグリーンチップに対して、アニール処理を施すことが好ましい。なお、アニール処理における雰囲気は、Nガス雰囲気にすることが好ましく、アニール処理を行う際の温度を800℃~950℃とすることが好ましい。また、アニール処理を行う際の、上記温度の保持時間を2時間~10時間とすることが好ましい。
 そして、作製した積層セラミック焼成体に対して、一対の外部電極を設けることにより、積層セラミックコンデンサが製造される。なお、外部電極の材料としては、例えば、銅やニッケル、またはこれらの合金が好適に使用できる。
 以上に説明した本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
 (1)本実施形態においては、ニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末が、平均粒径D50が30~300nm、X線回折法による(111)面の回折ピークの半値幅が0.5°以下であり、かつBET法により測定された比表面積Aと平均粒径D50に対応する比表面積の理論値Bとの比(A/B)が3以下である構成としている。従って、金属粉末であるニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末の表面が平滑化されるとともに、結晶性が向上するため、ニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末を含有する導電性ペーストにより、内部電極を形成する場合であっても、電極表面の平滑化が容易になるとともに、電極途切れの発生を回避することが可能になる。
 (2)本実施形態においては、ニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末を製造する際に、ニッケルイオンと、還元剤と、分散剤とを含む反応液中で、還元剤によりニッケルイオンを還元させて、ニッケル粉末全体またはニッケルを主成分とする合金粉末全体に対して0.1質量%以上5質量%以下の炭素を含有するニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末を析出させる構成としている。そして、析出させたニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末に対して、300℃~700℃で熱処理を行う構成としている。従って、反応液において、還元析出したニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末の表面に吸着した炭素が、単結晶化を行うための熱処理時に分解し、焼結開始温度が上がることになる。その結果、熱処理時に焼結が進行し、粒子同士が結合して凝集した粉末となることにより粗大化するという不都合を防止することができ、表面が平滑化されたニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末を得ることが可能になる。また、熱処理時に、炭素の分解と同時に単結晶化が進行するため、結晶性が向上したニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末を得ることが可能になる。従って、ニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末を含有する導電性ペーストにより、内部電極を形成する場合であっても、電極表面の平滑化が容易になるとともに、電極途切れの発生を回避することが可能になる。
 (3)本実施形態においては、Hガスを2%以上含む還元雰囲気中で、熱処理を行う構成としている。従って、熱処理を行う際に、ニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末の酸化を抑制することができる。
 以下に、本発明を実施例、比較例に基づいて説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、これらの実施例を本発明の趣旨に基づいて変形、変更することが可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。
 (実施例1)
 (ニッケル粉末の作製)
 金属化合物としての硫酸ニッケル六水和物を、20g/lの濃度となるように純水に溶解させ、ニッケルイオンを含む水溶液を作製し、この水溶液に分散剤としてポリビニルピロリドン(分子量30000)を、4g/lの濃度となるように添加した。次いで、還元剤としての塩化チタンを、80g/lの濃度となるように純水に溶解させ、3価のチタンイオンを含むチタンイオン水溶液を作製した。そして、これらの水溶液を混合して、反応液を作製し、この反応液に、pH調整剤として、水酸化ナトリウムを、10g/lの濃度となるように純水に溶解させた水酸化ナトリウム水溶液を加えて、反応液のpHが9.0となるように調整した。
 次いで、この反応液を、30℃の反応温度で120分間、500rpmの速度で攪拌しながら反応させて、ニッケル粉末を還元析出させた。次いで、この反応液に対して吸引ろ過を行い、純水で洗浄を繰り返しながら不純物を除去して、水を分散媒とする沈殿のないニッケル分散液を得た。そして、このニッケル分散液を乾燥させることにより、ニッケル粉末を作製した。なお、析出したニッケル粉末において、走査型電子顕微鏡を使用して倍率30000倍にて観察した時の平均粒径D50を測定したところ120nmであった。また、高周波燃焼赤外線吸収法を使用して、ニッケル粉末が含有する炭素量を測定したところ、ニッケル粉末全体に対して1.5質量%であった。
 次いで、析出したニッケル粉末を、還元雰囲気(Hガスが3%、Nガスが97%)において、500℃の温度で、熱処理した。なお、熱処理時の保持時間を1時間として行った。また、熱処理後のニッケル粉末において、走査型電子顕微鏡を使用して倍率30000倍にて観察した時の平均粒径D50を測定したところ、150nmであり、ニッケル粉末の粗大化は、見られなかった。また、上記(式1)より、熱処理後のニッケル粉末の平均粒径D50に対応する比表面積の理論値B〔m/g〕を求めたところ、4.5〔m/g〕であった。また、BET法により測定された熱処理後のニッケル粉末の比表面積A〔m/g〕は、10〔m/g〕であり、BET法により測定された比表面積Aと平均粒径D50に対応する比表面積の理論値Bとの比(A/B)は、2.2であった。従って、熱処理後のニッケル粉末は、表面平滑性に優れていることが確認された。さらに、X線回折法により、熱処理後のニッケル粉末の結晶性を評価したところ、(111)面の回折ピークの半値幅が0.25°となり、結晶性が高いことが確認された。なお、本実施例で得られたニッケル粉末の電子顕微鏡写真を図1に示す。
 (導電性ペーストの作製)
 次いで、有機バインダーであるエチルセルロース10質量部をターピネオール90質量部に溶解させた有機ビヒクルを作製し、上述の熱処理後のニッケル粉末100質量部と有機ビヒクル40質量部を混合し、三本ロールによって混練・分散することにより、積層セラミックコンデンサの内部電極用の導電性ペーストを作製した。
 (内部電極の作製、積層体の作製)
 まず、誘電体層用ペースト(セラミックの原料粉末であるチタン酸バリウムに、有機バインダーであるエチルセルロースと溶剤であるターピネオールとを加えたもの)を支持フィルムであるPETフィルム上にシート状に塗布し、次いで、乾燥させて溶剤を除去することにより、厚みが2μmであるセラミックグリーンシートを作製した。次いで、このセラミックグリーンシートの片面に、スクリーン印刷法により、上述の作製した導電性ペーストを印刷して塗布し、導電性ペーストからなる厚みが2μmである内部電極層を形成した。次いで、PETフィルムからセラミックグリーンシートを剥離するとともに、剥離したセラミックグリーンシートの内部電極層の表面上に保護用のセラミックグリーンシートを積層、圧着して、セラミックグリーンシートからなる誘電体層と導電性ペーストからなる内部電極層とが交互に積層された積層体を作製した。
 (積層セラミック焼成体の作製)
 製作した積層体を所定サイズ(0.3mm×0.6mm)に切断してグリーンチップを形成後、当該グリーンチップに対して脱バインダー処理、焼成、およびアニール処理を行い、コンデンサ本体である積層セラミック焼成体を作製した。なお、脱バインダー処理は、大気雰囲気において、300℃の温度で、保持時間を1時間として行った。また、焼成は、Nガス雰囲気において、1300℃の温度で、保持時間を2時間として行った。また、アニール処理は、Nガス雰囲気において、900℃の温度で、保持時間を1時間として行った。
 (電極表面の平滑性評価、および電極途切れ評価)
 次いで、製作した積層セラミック焼成体を切断し、その断面を、走査型電子顕微鏡を使用して観察(倍率:2000倍、視野:50μm×60μm)して、電極の平滑性、および電極途切れの有無を目視により判断した。その結果を表1に示す。
 (実施例2)
 (ニッケル粉末の作製)
 金属化合物としての酢酸ニッケル四水和物を、25g/lの濃度となるように純水に溶解させ、ニッケルイオンを含む水溶液を作製し、この水溶液に分散剤としてポリビニルアルコール(分子量10000)を、4g/lの濃度となるように添加した。次いで、還元剤としての塩化チタンを、80g/lの濃度となるように純水に溶解させ、3価のチタンイオンを含むチタンイオン水溶液を作製した。そして、これらの水溶液を混合して、反応液を作製し、この反応液に、pH調整剤として、炭酸ナトリウムを、20g/lの濃度となるように純水に溶解させた水酸化ナトリウム水溶液を加えて、反応液のpHが8.5となるように調整した。
 次いで、この反応液を、30℃の反応温度で120分間、500rpmの速度で攪拌しながら反応させて、ニッケル粉末を還元析出させた。次いで、この反応液に対してクロスフローの限外ろ過を行い、純水で洗浄を繰り返しながら不純物を除去して、水を分散媒とする沈殿のないニッケル分散液を得た。そして、このニッケル分散液を乾燥させることにより、ニッケル粉末を作製した。なお、析出したニッケル粉末において、走査型電子顕微鏡を使用して倍率30000倍にて観察した時の平均粒径D50を測定したところ30nmであった。また、高周波燃焼赤外線吸収法を使用して、ニッケル粉末が含有する炭素量を測定したところ、ニッケル粉末全体に対して4質量%であった。
次いで、析出したニッケル粉末を、還元雰囲気(Hガスが3%、Nガスが97%)において、350℃の温度で、熱処理した。なお、熱処理時の保持時間を1時間として行った。また、熱処理後のニッケル粉末において、走査型電子顕微鏡を使用して倍率30000倍にて観察した時の平均粒径D50を測定したところ、40nmであり、ニッケル粉末の粗大化は、見られなかった。また、上記(式1)より、熱処理後のニッケル粉末の平均粒径D50に対応する比表面積の理論値B〔m/g〕を求めたところ、16.8〔m/g〕であった。また、BET法により測定された熱処理後のニッケル粉末の比表面積A〔m/g〕は、33.6〔m/g〕であり、BET法により測定された比表面積Aと平均粒径D50に対応する比表面積の理論値Bとの比(A/B)は、2.0であった。従って、熱処理後のニッケル粉末は、表面平滑性に優れていることが確認された。さらに、X線回折法により、熱処理後のニッケル粉末の結晶性を評価したところ、(111)面の回折ピークの半値幅が0.45°となり、結晶性が高いことが確認された。
 また、上述の実施例1と同様にして、導電性ペースト、内部電極、積層体、および積層セラミック焼成体を得た。その後、上述の実施例1と同一条件により、電極表面の平滑性評価、および電極途切れ評価を行った、以上の結果を表1に示す。
 (比較例1)
 熱処理を行わなかったこと以外は、上述の実施例1と同様にして、ニッケル粉末を作製した。なお、作製したニッケル粉末において、走査型電子顕微鏡を使用して倍率30000倍にて観察した時の平均粒径D50を測定したところ、120nmであった。また、上記(式1)より、作製したニッケル粉末の平均粒径D50に対応する比表面積の理論値B〔m/g〕を求めたところ、5.6〔m/g〕であった。また、BET法により測定されたニッケル粉末の比表面積A〔m/g〕は、15.7〔m/g〕であり、BET法により測定された比表面積Aと平均粒径D50に対応する比表面積の理論値Bとの比(A/B)は、2.8であった。従って、熱処理後のニッケル粉末は、表面平滑性に優れていることが確認された。さらに、X線回折法により、熱処理後のニッケル粉末の結晶性を評価したところ、(111)面の回折ピークの半値幅が1.5°となり、結晶性が低いことが確認された。なお、本実施例で得られたニッケル粉末の電子顕微鏡写真を図2に示す。また、上述の実施例1と同様にして、導電性ペースト、内部電極、積層体、および積層セラミック焼成体を得た。その後、上述の実施例1と同一条件により、電極表面の平滑性評価、および電極途切れ評価を行った、以上の結果を表1に示す。
 (比較例2)
 熱処理を行う際の温度を100℃に設定したこと以外は、上述の実施例1と同様にして、ニッケル粉末を作製した。なお、熱処理前のニッケル粉末において、走査型電子顕微鏡を使用して倍率30000倍にて観察した時の平均粒径D50を測定したところ、120nmであった。また、熱処理後のニッケル粉末において、走査型電子顕微鏡を使用して倍率30000倍にて観察した時の平均粒径D50を測定したところ、120nmであり、ニッケル粉末の粗大化は、見られなかった。また、上記(式1)より、作製したニッケル粉末の平均粒径D50に対応する比表面積の理論値B〔m/g〕を求めたところ、5.6〔m/g〕であった。また、BET法により測定されたニッケル粉末の比表面積A〔m/g〕は、14〔m/g〕であり、BET法により測定された比表面積Aと平均粒径D50に対応する比表面積の理論値Bとの比(A/B)は、2.5であった。従って、熱処理後のニッケル粉末は、表面平滑性に優れていることが確認された。さらに、X線回折法により、熱処理後のニッケル粉末の結晶性を評価したところ、(111)面の回折ピークの半値幅が0.8°となり、結晶性が低いことが確認された。なお、本実施例で得られたニッケル粉末の電子顕微鏡写真を図3に示す。また、上述の実施例1と同様にして、導電性ペースト、内部電極、積層体、および積層セラミック焼成体を得た。その後、上述の実施例1と同一条件により、電極表面の平滑性評価、および電極途切れ評価を行った、以上の結果を表1に示す。
 (比較例3)
 熱処理を行う際の温度を800℃に設定したこと以外は、上述の実施例1と同様にして、ニッケル粉末を作製した。なお、熱処理前のニッケル粉末において、走査型電子顕微鏡を使用して倍率30000倍にて観察した時の平均粒径D50を測定したところ、200nmであった。また、熱処理後のニッケル粉末において、走査型電子顕微鏡を使用して倍率30000倍にて観察した時の平均粒径D50を測定したところ、800nmであり、ニッケル粉末の粗大化が見られた。また、上記(式1)より、作製したニッケル粉末の平均粒径D50に対応する比表面積の理論値B〔m/g〕を求めたところ、0.8〔m/g〕であった。また、BET法により測定されたニッケル粉末の比表面積A〔m/g〕は、3.6〔m/g〕であり、BET法により測定された比表面積Aと平均粒径D50に対応する比表面積の理論値Bとの比(A/B)は、4.5であった。従って、熱処理後のニッケル粉末は、表面平滑性が低いことが確認された。さらに、X線回折法により、熱処理後のニッケル粉末の結晶性を評価したところ、(111)面の回折ピークの半値幅が0.1°となり、結晶性が高いことが確認された。なお、本実施例で得られたニッケル粉末の電子顕微鏡写真を図4に示す。また、上述の実施例1と同様にして、導電性ペースト、内部電極、積層体、および積層セラミック焼成体を得た。その後、上述の実施例1と同一条件により、電極表面の平滑性評価、および電極途切れ評価を行った、以上の結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 図1に示すように、実施例1のニッケル粉末は、凝集した粉末となっておらず、表面平滑性に優れていることが判る。また、表1に示すように、実施例1のニッケル粉末を含有する導電性ペーストにより形成された内部電極は、表面の平滑性に優れるとともに、電極途切れが発生していないことが判る。以上より、実施例1のニッケル粉末を含有する導電性ペーストは、積層セラミックコンデンサの内部電極の形成に優れていると言える。
 また、図2に示すように、比較例1のニッケル粒子は、凝集した粉末となっておらず、表面平滑性に優れていることが判る。しかし、表1に示すように、比較例1のニッケル粉末を含有する導電性ペーストにより形成された内部電極は、電極途切れが発生していることが判る。これは、比較例1においては、析出したニッケル粒子に対して熱処理を行わなかったため、ニッケル粉末の結晶性が低かったためであると考えられる。
 また、図3に示すように、比較例2のニッケル粒子は、凝集した粉末となっておらず、表面平滑性に優れていることが判る。しかし、表1に示すように、比較例1のニッケル粉末を含有する導電性ペーストにより形成された内部電極は、電極途切れが発生していることが判る。これは、比較例2においては、析出したニッケル粒子に対して熱処理を行った






































が、熱処理温度が100℃と低温であったため、単結晶化が十分に進行せず、ニッケル粉末の結晶性が十分に向上しなかったためであると考えられる。
 また、図4に示すように、比較例3のニッケル粒子は、粗大化しており、表面平滑性が不良であることが判る。また、表1に示すように、比較例3のニッケル粉末を含有する導電性ペーストにより形成された内部電極は、表面の平滑性が不良であることが判る。これは、比較例3においては、析出したニッケル粒子に対して熱処理を行ったが、熱処理温度が800℃と高温であったため、単結晶化は、進行したが、粒子同士が結合して凝集した粉末となったためであると考えられる。
 本発明の活用例としては、ニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末およびその製造方法、導電性ペースト、並びに積層セラミックコンデンサに関し、特に、積層セラミックコンデンサの内部電極に用いる導電性ペースト用の導電性微粉末として好適なニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末、その製造方法、およびそれを用いた導電性ペースト、並びに積層セラミックコンデンサが挙げられる。

Claims (5)

  1.  平均粒径D50が30~300nm、X線回折法による(111)面の回折ピークの半値幅が0.5°以下であり、かつBET法により測定された比表面積Aと前記平均粒径D50に対応する比表面積の理論値Bとの比(A/B)が3以下であることを特徴とするニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末。
  2.  ニッケルイオンと、還元剤と、分散剤とを含む反応液中で、前記還元剤により前記ニッケルイオンを還元させて、ニッケル粉末全体またはニッケルを主成分とする合金粉末全体に対して0.1質量%以上5質量%以下の炭素を含有するニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末を析出させる工程と、
     前記析出させたニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末に対して、300℃~700℃で熱処理を行う工程と
     を少なくとも含むことを特徴とするニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末の製造方法。
  3.  Hガスを2%以上含む還元雰囲気中で、前記熱処理を行うことを特徴とする請求項2に記載のニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末の製造方法。
  4.  請求項1に記載のニッケル粉末またはニッケルを主成分とする合金粉末と、有機ビヒクルを主成分とすることを特徴とする導電性ペースト。
  5.  内部電極層および誘電体層を交互に積層して形成されたコンデンサ本体を備える積層セラミックコンデンサであって、
     前記内部電極層が、請求項4に記載の導電性ペーストにより形成されていることを特徴とする積層セラミックコンデンサ。
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KR20160082253A (ko) 2014-03-20 2016-07-08 세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤 도전 페이스트
JP2021141131A (ja) * 2020-03-03 2021-09-16 太陽誘電株式会社 セラミック電子部品の製造方法、および金属導電ペースト

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013042104A (ja) * 2011-07-19 2013-02-28 Sumitomo Electric Ind Ltd 積層セラミックコンデンサ用の導電ペーストおよびその製造方法
JP5794426B2 (ja) * 2011-11-30 2015-10-14 戸田工業株式会社 ニッケル微粒子粉末の製造法
JP2013115425A (ja) * 2011-11-30 2013-06-10 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd 積層セラミック電子部品及びその製造方法
KR20140023543A (ko) * 2012-08-16 2014-02-27 삼성전기주식회사 내부 전극용 니켈 분말, 그 제조방법 및 이를 포함하는 적층 세라믹 전자부품
CN104837580B (zh) * 2012-11-20 2016-10-26 杰富意矿物股份有限公司 镍粉末、导电膏以及层叠陶瓷电子部件
KR102029478B1 (ko) * 2013-07-29 2019-10-07 삼성전기주식회사 내부 전극 페이스트 조성물, 및 이를 내부전극층으로 이용한 적층형 세라믹 캐패시터
JP6135935B2 (ja) * 2014-03-28 2017-05-31 住友金属鉱山株式会社 湿式ニッケル粉末の製造方法
JP6846969B2 (ja) * 2016-03-31 2021-03-24 Dowaエレクトロニクス株式会社 銀被覆ニッケル粉末およびその製造方法
US10395841B2 (en) * 2016-12-02 2019-08-27 Capacitor Sciences Incorporated Multilayered electrode and film energy storage device
CN110461503B (zh) * 2017-03-10 2022-01-14 东邦钛株式会社 镍粉和镍糊料
CN110799285B (zh) * 2017-07-05 2022-04-29 东邦钛株式会社 金属粉末及其制造方法
KR20250012192A (ko) * 2018-01-30 2025-01-23 테크나 플라즈마 시스템 인코포레이티드 다층 세라믹 커패시터의 전극 재료로 사용하기 위한 금속 분말과 제조 방법 및 그 사용 방법
JP7193534B2 (ja) * 2018-06-28 2022-12-20 東邦チタニウム株式会社 ニッケル粉体とその製造方法
KR20230008405A (ko) * 2021-07-07 2023-01-16 삼성전기주식회사 커패시터 부품 및 커패시터 부품의 제조 방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11302709A (ja) 1998-04-24 1999-11-02 Murata Mfg Co Ltd ニッケルまたはニッケル合金微粉末の製造方法
JP2003105402A (ja) * 2001-09-28 2003-04-09 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 導電ペースト用の銅粉及びその銅粉を用いた導電ペースト並びにその導電ペーストを用いた導体を含んだチップ部品
JP2004176120A (ja) * 2002-11-27 2004-06-24 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 導電粉末、その製造方法、及びそれを用いた導電ペースト
JP2005154904A (ja) * 2003-11-25 2005-06-16 Samsung Electronics Co Ltd 炭素含有ニッケル粒子粉末およびその製造方法
JP2008095146A (ja) * 2006-10-12 2008-04-24 Akita Prefecture 球状ニッケル微小粒子およびその製造方法ならびに、異方性導電フィルム用導電粒子

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI399254B (zh) * 2004-12-10 2013-06-21 Mitsui Mining & Smelting Co Nickel powder and its manufacturing method and conductive paste

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11302709A (ja) 1998-04-24 1999-11-02 Murata Mfg Co Ltd ニッケルまたはニッケル合金微粉末の製造方法
JP2003105402A (ja) * 2001-09-28 2003-04-09 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 導電ペースト用の銅粉及びその銅粉を用いた導電ペースト並びにその導電ペーストを用いた導体を含んだチップ部品
JP2004176120A (ja) * 2002-11-27 2004-06-24 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 導電粉末、その製造方法、及びそれを用いた導電ペースト
JP2005154904A (ja) * 2003-11-25 2005-06-16 Samsung Electronics Co Ltd 炭素含有ニッケル粒子粉末およびその製造方法
JP2008095146A (ja) * 2006-10-12 2008-04-24 Akita Prefecture 球状ニッケル微小粒子およびその製造方法ならびに、異方性導電フィルム用導電粒子

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160082253A (ko) 2014-03-20 2016-07-08 세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤 도전 페이스트
US9796866B2 (en) 2014-03-20 2017-10-24 Sekisui Chemical Co., Ltd. Electroconductive paste
JP2021141131A (ja) * 2020-03-03 2021-09-16 太陽誘電株式会社 セラミック電子部品の製造方法、および金属導電ペースト
JP7523922B2 (ja) 2020-03-03 2024-07-29 太陽誘電株式会社 セラミック電子部品の製造方法、および金属導電ペースト

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