(57)【要約】【課題】ニッケルを含むセラミックコンデンサーの内部電極用に適した乾燥時のニッケル粉末の充填性が高くなる内部電極用インクを提供する。【解決手段】ニッケルを含むセラミックコンデンサーの内部電極用インクに、ソルビタンモノパルミテートを含有させることにより、乾燥膜密度を向上させる。前記ソルビタンモノパルミテートの含有量は積層セラミックコンデンサー内部電極用インク中に、０．１ｗｔ％以上、１．０ｗｔ％以下とすることが好ましい。同様に、ラウリルベタインを含有させることで、乾燥膜密度を向上させる。前記ラウリルベタインの含有量は、内部電極用インク中に、０．２ｗｔ％以上、１．０ｗｔ％以下とすることが好ましい。【選択図】　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニッケル粉末を含む積層セラミックコンデンサーの内部電極用インクであって、ソルビタンモノパルミテートを含むことを特徴とする内部電極用インク。
【請求項２】
０．１ｗｔ％以上、１．０ｗｔ％以下のソルビタンモノパルミテートを含むことを特徴とする請求項１記載の内部電極用インク。
【請求項３】
ニッケル粉末を含む積層セラミックコンデンサー内部電極用インクであって、ラウリルベタインを含むことを特徴とする内部電極用インク。
【請求項４】
０．２ｗｔ％以上、１．０ｗｔ％以下のラウリルベタインを含むことを特徴とする請求項３記載の内部電極用インク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ニッケル粉末を含む積層セラミックコンデンサーの内部電極用インクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器具の高性能化、小型化、高容量化、高周波化にともない、使用される電子回路の設計において多層化、薄層化ならびに異種材料による高積層化が、急激に進んでいる。このような電子部品の一種である積層セラミックコンデンサーは、誘電体層と金属からなる内部電極層とが交互に積み重なり、両端に外部電極が設けられた構造となっている。
【０００３】
この積層セラミックコンデンサーの内部電極は、小型、高容量化を実現するために薄層化が進み、また低価格化を実現するために、安価な材料への変更が進んでいる。薄層化の面では、従来、数ミクロン程度であった内部電極の厚みが、１ミクロン以下となるものが登場し始めている。内部電極材料の面では、従来のパラジウム系からパラジウム−銀系へ、さらに低価格化のためにニッケル系への転換が急激に進んでいる。このニッケル内部電極は、微細なニッケル粉末を含んだインクから形成されている。
【０００４】
微細なニッケル粉末を含むインクは、比較的高温での焼結に使用されるため、焼結時での収縮が少ないこと、インク中での分散性が良好なこと、また膜表面の粗さが小さいことなどが特性として要求されている。このような特性が要求される理由は、誘電体が焼結を始める温度が１３００℃程度と高温であるため、内部電極層のみが低温で焼結を開始すると誘電体層との収縮のミスマッチが起こり、誘電体層と内部電極層とがはがれてしまうという内部構造破壊等の不具合を生じてしまうからである。
【０００５】
焼結時での収縮が小さいことが必要である理由は、内部電極層の収縮が大きいと誘電体層との収縮のミスマッチが生じ、内部電極層と誘電体層とがはがれてしまう内部構造破壊等の不具合が生じてしまうからである。
【０００６】
また、インク中での分散性が良好であることが必要である理由は、粉末がインク中で分散不良をおこすと、凝集体を生じ、この凝集体が誘電体層を突き破ってしまい、ショートするという不具合を生じてしまうからである。
【０００７】
近年、内部電極の薄層化のために、０．ｎミクロンという１ミクロン以下の微細なニッケル粉末が用いられるようになってきている。これは内部電極層の厚みが、１ミクロンもしくはそれ以下の厚みを達成するには、その膜厚以上の粒径を有する粉末を用いては達成が難しく、また内部電極膜の粗さをフラットにするには微細な粒子を用いた方が有利だからである。
【０００８】
さらに、セラミックコンデンサーの小型化と高積層化の達成のために、電極材料としてのニッケル粉末の要求特性が益々厳しくなっている。例えば、内部電極用インク中においては、分散性が良く、また、内部電極インクの印刷後において表面の凹凸が小さくフラットな印刷膜を生成でき、さらに焼結時の収縮においては、その収縮量が小さいような粉末であることが求められている。
【０００９】
特に重要視されるのは、インクの焼成時における収縮量である。この特性が重要視されるのは、収縮量が大きいニッケル粉末を用いると、積層セラミックコンデンサーの製造時に内部構造破壊をもたらしてしまうという致命的欠陥が発生してしまうからである。
【００１０】
焼結時の収縮量は、内部電極を乾燥させた後での充填性とに強い関係がある。焼結時の収縮量は、いわば粉末間の空隙を埋め合わせるために要するニッケル量に相当する。乾燥時での粉末の充填性が高い場合には、粉末間の空隙は少ないので、焼結時においてその収縮量は小さい。
【００１１】
一方、乾燥時での粉末の充填性が低い場合には、粉末間の空隙が大きいので、焼結時における収縮量は大きくなる。焼結時での内部電極層の収縮が大きいと、誘電体層との収縮のミスマッチが生じ、内部電極層と誘電体層とがはがれてしまう内部構造破壊の原因となるのである。
【００１２】
したがって、乾燥時のニッケル粉末の充填性が高いニッケルインクが求められていた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記問題点を解決する、乾燥時のニッケル粉末の充填性が高く、かつ平滑な表面を有する内部電極用インクを提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
このようなセラミックコンデンサーの内部電極用インクへの要求に対して、各種添加剤を添加することにより、効果の確認を行った。その結果、ニッケルを含む内部電極用インクに、ソルビタンモノパルミテートを含有させることにより、乾燥膜密度を向上させることができた。前記ソルビタンモノパルミテートの含有量は積層セラミックコンデンサー内部電極用インク中に、０．１ｗｔ％以上、１．０ｗｔ％以下とすることが好ましく、その目的を達成できるのである。
【００１５】
同様に、ラウリルベタインを含有させることで、乾燥膜密度を向上させることができた。前記ラウリルベタインの含有量は、内部電極用インク中に、０．２ｗｔ％以上、１．０ｗｔ％以下とすることが好ましく、目的を達成できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本効果について述べる。ニッケル粉末は、その製法上、純水等による洗浄工程等を経るにともない、表面にこれら洗浄に用いた溶剤が付着し、いわば極性溶媒に分散しやすい粉末となっている。
【００１７】
一方、インクに使用される溶剤には、インクの製造中に蒸発しないこと、インクにした後の粘性が適正であること、蒸発性等が低いことなどの条件を満たす溶剤が選ばれるが、これらの条件を満たす溶剤は、比較的高分子であり、Ｃ、Ｈをその構造中に多数に含んでおり、比較的、極性の小さい溶剤が使われる。
【００１８】
このようなインク中にニッケル粉末を分散させようとすると、粉末とインク成分とのなじみが悪く、良好な分散状が得られず、凝集体を多数含んだインクとなってしまう。凝集体は、乾燥時において粒子の再配列が起きにくく、乾燥時において緻密な乾燥膜を形成できない。そのために充填性が悪化し、乾燥膜密度が小さくなってしまう。
【００１９】
本特許による添加剤は、その分子構造の中に、極性的部分と非極性的部分とを有することを特徴とする。この添加剤はインク中において、粉末表面の極性的傾向を示す箇所と、添加剤の極性的傾向とを示す場所とが、引き合うことになり、一方、添加剤の他方の非極性的性質を示す箇所は溶剤中に向くことになる。インク中の溶剤は非極性的性質を示すので、結果的に粉末は非極性溶剤中で分散性が良くなるのである。
【００２０】
分散性が良くなった粉末は、乾燥時において、粒子の再配列をともないながら収縮し、密に詰まった乾燥膜を形成し、乾燥膜密度は向上するのである。その結果、焼結時の収縮量が小さくなり、積層セラミックコンデンサーの内部構造破壊が抑制され、歩留まりが大きく向上するのである。
【００２１】
ここで注意しなければならないのは、非極性および極性的の両性質を示す物質は数多く知られているが、このインク成分とニッケル粉末とのそれぞれの極性に効果的に作用する物質は限られてしまう。そこで本発明者らが鋭意検討した結果、ソルビタンモノパルミテートが好適であることを見出した。
【００２２】
ソルビタンモノパルミテートの添加量は、インクの重量に対し、０．１〜１．０ｗｔ％の範囲で効果があり、それ以下もしくはそれ以上の添加量では、効果が見られなくなる。本添加剤の添加はインクの製造中に添加しても良いし、インクの製造後に添加してもかまわない。しかし、本添加剤が十分にインク中に分散し、ニッケル粉末表面にたどり着く必要があるので、インクの製造工程中に添加することが望ましい。
【００２３】
同様に、このインクとニッケル粉末とのそれぞれの極性に効果的に作用する物質を検討した結果、ラウリルベタインが好適であることも見出した。
【００２４】
ラウリルベタインの添加量は、インク重量に対し、０．２〜１．０ｗｔ％の範囲がもっとも効果があり、それ以下もしくはそれ以上の添加量では、効果が見られなくなる。本添加剤の好ましい添加方法は、前記ソルビタンモノパルミテートと同様である。
【００２５】
【実施例】
以降、本特許の効果について具体例をもって説明する。ニッケル粉末には住友金属鉱山（株）製、ＳＮＰ−５５１を用いた。また、ニッケル粉末を含むインクは次のような方法で作製した。
【００２６】
エチルセルロース（２０ｗｔ％）をターピネオール（８０ｗｔ％）に撹拌しながら８０℃に加熱してエチルセルロースの溶け込んだターピネオール溶液を作製した。この溶液４０ｗｔ％とニッケル粉末６０ｗｔ％、所望のソルビタンモノパルミテートとあるいはラウリルベタインとを、３本ロールミルにて混練し、インクを作製した。
【００２７】
乾燥膜密度は、次のような方法によって測定した。上記ニッケルインクをＰＥＴフィルム上に均一な厚さで塗布し、乾燥させ、乾燥膜を得た。この乾燥膜の厚みと重さを測定し、乾燥膜の密度を算出した。
【００２８】
表面粗さは、次のような方法によって測定した。上記ニッケルインクを１インチ角のアルミナ基板上にスクリーン印刷し、１２０℃で１時間乾燥させ、１０ｍｍ角、膜厚２ミクロンの乾燥膜を作製した。この乾燥膜の表面粗さ（Ｒａ）をＪＩＳＢ０６０１−１９９４により測定した。表１、表２に、実施例及び比較例の乾燥膜密度、表面粗さの結果を示した。
【００２９】
（実施例１）
ソルビタンモノパルミテートを０．２ｗｔ％含むインクを作製し、表面粗さおよび乾燥膜密度を測定した。その結果、表面粗さは０．２５ミクロンであった。乾燥膜密度は４．８ｇ／ｃｍ３であった。
【００３０】
（実施例２）
ソルビタンモノパルミテートを０．８ｗｔ％含むインクを作製し、表面粗さおよび乾燥膜密度を測定した。その結果、表面粗さは０．２４ミクロンであった。乾燥膜密度は４．８ｇ／ｃｍ３であった。
【００３１】
（比較例１）
ソルビタンモノパルミテートを全く含まないインクを作製し、表面粗さおよび乾燥膜密度を測定した。その結果、表面粗さは０．２９ミクロンであった。乾燥膜密度は４．４ｇ／ｃｍ３であった。
【００３２】
（比較例２）
ソルビタンモノパルミテートを１．２ｗｔ％含むインクを作製し、表面粗さおよび乾燥膜密度を測定した。その結果、表面粗さは０．２８ミクロンであった。乾燥膜密度は４．３ｇ／ｃｍ３であった。
【００３３】
【表１】
2004079765.tif 000002
【００３４】
（実施例３）
ラウリルベタインを０．３ｗｔ％含むインクを作製し、表面粗さおよび乾燥膜密度を測定した。その結果、表面粗さは０．２２ミクロンであった。乾燥膜密度は４．９ｇ／ｃｍ３であった。
【００３５】
（実施例４）
ラウリルベタインを０．８ｗｔ％含むインクを作製し、表面粗さおよび乾燥膜密度を測定した。その結果、表面粗さは０．２５ミクロンであった。乾燥膜密度は４．８ｇ／ｃｍ３であった。
【００３６】
（比較例３）
ラウリルベタインを０．１ｗｔ％含むインクを作製し、表面粗さおよび乾燥膜密度を測定した。その結果、表面粗さは０．２９ミクロンであった。乾燥膜密度は４．５ｇ／ｃｍ３であった。
【００３７】
（比較例４）
ラウリルベタインを１．２ｗｔ％含むインクを作製し、表面粗さおよび乾燥膜密度を測定した。その結果、表面粗さは０．２７ミクロンであった。乾燥膜密度は４．４ｇ／ｃｍ３であった。
【００３８】
【表２】
2004079765.tif 000003
【００３９】
【発明の効果】
本発明に示した添加剤を添加することで、高い充填性と表面の平滑性を有した内部電極用ニッケルインクが得られ、その結果、焼結時の収縮が小さく抑えられ、内部構造破壊がなく、歩留まりよく、積層セラミックコンデンサーを製造することができる。