(57)【要約】本発明は、チタン酸バリウムをベースとする粒状組成物を製造する方法を提供する。この方法は、焼結工程とは別に、チタン酸バリウムをベースとする粒状組成物を約７００℃と約１１５０℃の間の温度で処理して平均粒径を大きくする熱処理工程を含む。平均粒径の増大は熱処理された組成物の電気的性質（すなわち、誘電率と散逸因子）を熱処理の前の組成物と比べて改善する。熱処理された組成物はさらに加工処理され、例えば、分散物を生成し、それを型に鋳造し、焼結してＭＬＣＣｓなどの電子部品における誘電体層を形成する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
チタン酸バリウムをベースとする粒状組成物を約７００℃と約１１５０℃の間の温度で加熱して熱処理された粒状組成物を形成する工程を含む、チタン酸バリウムをベースとする粒状組成物を熱処理する方法。
【請求項２】
該チタン酸バリウムをベースとする粒状組成物を約９００℃と約１１００℃の間の温度で加熱する工程を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
該チタン酸バリウムをベースとする粒状組成物が水熱法によって形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
該チタン酸バリウムをベースとする粒状組成物が加熱工程の前に約０．２５ ミクロン未満の平均粒径を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
該熱処理された組成物の平均粒径が該チタン酸バリウムをベースとする粒状組成物の平均粒径より少なくとも２５ ％大きい、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
該熱処理された組成物の平均粒径が該チタン酸バリウムをベースとする粒状組成物の平均粒径より少なくとも１００ ％大きい、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
該熱処理された組成物の平均粒径が該チタン酸バリウムをベースとする粒状組成物の平均粒径より少なくとも２００ ％大きい、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
該熱処理された組成物の平均粒径が約０．２ ミクロンと約１．０ ミクロンの間にある、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
該熱処理された組成物が該チタン酸バリウムをベースとする組成物と本質的に同じ組成を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
該チタン酸バリウムをベースとする粒状組成物が加熱工程の前に実質的に球形の粒子から成る、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
該熱処理された組成物が加熱工程の後に実質的に球形の粒子から成る、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
該チタン酸バリウムをベースとする粒状組成物が少なくとも１時間にわたって加熱される、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
さらに、該チタン酸バリウムをベースとする組成物の粒子の表面に少なくとも１つのドーパント・コーティング層を堆積させる工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
さらに、該熱処理された組成物のＡ／Ｂ比を調整する工程を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
該熱処理された組成物の粒子の表面にバリウム化合物を含むコーティングを堆積させることによって該熱処理された組成物のＡ／Ｂ比を調整する工程を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
さらに、該熱処理された組成物を焼結する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
該熱処理された組成物を約１１５０ ℃と約１４００ ℃の間の温度で焼結する工程を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
さらに、該熱処理された組成物から誘電体層を形成する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
チタン酸バリウムをベースとする粒状組成物を、粒子の成長を生ずるに十分な、かつ粒子の焼結を生ずるには不十分な温度及び時間で加熱して熱処理された粒状組成物を形成する工程を含む、チタン酸バリウムをベースとする粒状組成物を熱処理する方法。
【請求項２０】
該チタン酸バリウムをベースとする粒状組成物を、選択された平均粒径までの粒子の成長を生ずるに十分な温度及び時間で加熱する工程を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
該チタン酸バリウムをベースとする粒状組成物の平均粒径を少なくとも２５％増加させるに十分な温度及び時間で該チタン酸バリウムをベースとする粒状組成物を加熱する工程を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
該チタン酸バリウムをベースとする粒状組成物の平均粒径を少なくとも１００％増加させるに十分な温度及び時間で該チタン酸バリウムをベースとする粒状組成物を加熱する工程を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
該チタン酸バリウムをベースとする粒状組成物が水熱法によって形成される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
さらに、該熱処理された組成物の粒子の表面に少なくとも１つのドーパント・コーティング層を堆積させる工程を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２５】
さらに、該熱処理された組成物のＡ／Ｂ比を調整する工程を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２６】
該熱処理された組成物の粒子の表面にバリウム化合物を含むコーティングを堆積させることによって該チタン酸バリウムをベースとする組成物のＡ／Ｂ比を調整する工程を含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
さらに、該熱処理された組成物を焼結する工程を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２８】
該熱処理された組成物を約１１５０ ℃と約１４００ ℃の間の温度で焼結する工程を含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
さらに、該熱処理された組成物から誘電体層を形成する工程を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項３０】
該熱処理された粒状組成物が該チタン酸バリウムをベースとする組成物と本質的に同じ組成を有する、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の属する技術分野
本発明は、一般に誘電体組成物に関し、詳しくは熱処理工程を用いてチタン酸バリウムをベースとする誘電体組成物を製造する方法に関する。
【０００２】
発明の背景
チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）とその固溶体を含む、チタン酸バリウムをベースとする組成物は、電子デバイス、例えば多層セラミック・コンデンサ（ＭＬＣＣｓ）など、において誘電体層を形成するために用いられる。チタン酸バリウムをベースとする組成物は、普通、ミクロン・サイズの粒子として生成され、それをさらに処理して誘電体層を形成する。このようなチタン酸バリウムをベースとする粒子は、いろいろな方法で、例えば水熱法、固体反応法、ゾル−ゲル法、ならびに沈澱とそれに続くか焼（ｃａｌｃｉｎａｔｉｏｎ）によるプロセス、例えばシュウ酸による方法、などで形成できる。
【０００３】
得られる層の電気的及び機械的性質を改善するために、チタン酸バリウムをベースとする組成物にドーパントを添加することができる。普通、ドーパントは金属化合物であり、しばしば酸化物の形で加えられる。ある場合、ドーパント粒子をチタン酸バリウム粒子と混合し粉砕して、組成物の全体にドーパントが均一に分布するようにする。また別の場合には、ドーパントをチタン酸バリウムをベースとする粒子の表面にコーティングして、粉砕（ミリング）することなくドーパント物質を均一に分布させる。
【０００４】
ＭＬＣＣｓ（多層セラミック・コンデンサ）の誘電体層は、通常、チタン酸バリウムをベースとする粒状組成物を、ポリマー・バインダー（結合剤）及び／又は分散剤を含む水性媒質に分散させて調製される。分散相、又は泥ショウ（ｓｌｉｐ）、を型に成形して誘電体材料のグリーン層が得られる。次に、パターン化された電極材料がグリーン層の上に形成して、積み重ねられた構造とし、グリーン・セラミック誘電体と電極の層が交互に重なる積層体を得る。この積層体がＭＬＣＣｓのサイズの立方体に切り分けられ、それが加熱されてチタン酸バリウムをベースとする物質の粒子が焼結され、密なセラミック誘電体と電極の層が積層されたコンデンサ構造が形成される。焼結の間に粒子が溶融し合体して粒子の間の空孔がなくなり大きな粒になる結果として高いセラミック密度が得られる。
【０００５】
電子部品の小型化とＭＬＣＣｓの体積効率を高めたいという要望が、より薄い厚さの誘電体層の生産につながっている。より薄い層を生産するためには、チタン酸バリウムをベースとする組成物は十分に小さく均一な粒子を有することが必要であるが、それは場合によって、大きな粒子に比べて比較的低密度になることがある。いくつかの電気的性質は、このような小さな粒子を含む組成物では劣っている。例えば、粒径が小さな及び／又は粒子密度が低い組成物では、誘電率は低く、散逸因子は高くなることがある。したがって、薄い誘電体層を作るときには粒径と電気的性質をバランスさせなければならない。
【０００６】
したがって、小さな粒径で望ましい電気的性質をもつチタン酸バリウムをベースとする組成物を作り出すことが望ましい。
【０００７】
発明の要約
本発明は、チタン酸バリウムをベースとする粒状組成物を製造する方法を提供する。
【０００８】
ある様態では、本発明は、チタン酸バリウムをベースとする粒状組成物を熱処理する方法を提供する。この方法は、チタン酸バリウムをベースとする粒状組成物を約７００℃から約１１５０℃までの間の温度で加熱して熱処理された粒状組成物を形成する工程を含む。
【０００９】
別の様態では、本発明は、チタン酸バリウムをベースとする粒状組成物を熱処理する方法を提供する。この方法は、チタン酸バリウムをベースとする粒状組成物を、粒子の成長を生ずるのに十分で粒子の焼結を生ずるのに不十分な温度及び時間で加熱して熱処理された粒状組成物を形成する工程を含む。
【００１０】
本発明のその他の利点、様態、及び特徴は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【００１１】
詳細な説明
本発明は、チタン酸バリウムをベースとする粒状組成物を製造する方法を提供する。この方法は、焼結工程とは別の熱処理工程を含み、それはチタン酸バリウムをベースとする粒状組成物を約７００℃から約１１５０℃までの間の温度で処理して平均粒径を増加させるものである。平均粒径の増加は、熱処理前の組成物に比べて、熱処理された組成物の電気的性質（すなわち、誘電率及び散逸因子）を改善する。熱処理された組成物は、さらに、分散体を形成してそれをキャストし焼結し、ＭＬＣＣｓなどの電子部品における誘電体層を形成するように処理されることができる。
【００１２】
熱処理されるチタン酸バリウムをベースとする粒子は、当業者に公知のいずれかの方法によって、例えば水熱法、固体反応法、ゾル−ゲル法、ならびに沈澱とそれに続くか焼（ｃａｌｃｉｎａｔｉｏｎ）による方法、例えばシュウ酸をベースとする方法、などのいずれかで製造できる。多くの場合、チタン酸バリウムをベースとする粒子は、溶液によるプロセス、例えば水熱法、によって製造することが好ましい。水熱法では、一般に、バリウム源とチタン源を水性環境で混合して水熱反応混合物を形成し、それを高温に保ってチタン酸バリウム粒子の形成を促進させる。チタン酸バリウム固溶体粒子は、水熱反応混合物に２価及び／又は４価金属の源を加えることによって水熱的に生成される。チタン酸バリウムをベースとする粒子を形成する適当な水熱プロセスは、例えば共通に所有する米国特許第４，８２９，０３３号、４，８３２，９３９号、及び４，８６３，８８３号に記載されており、これらの特許は参照によって全体が取り込まれる。水熱的に製造されるチタン酸バリウムをベースとする粒子は、普通、実質的に球形であり、平均粒径は小さく（例えば、約０．５ミクロン未満）、比較的低密度である（例えば、約５．５ ｇ／ｃｍ３未満）。水熱的に製造されるチタン酸バリウムをベースとする粒子は、本発明の熱処理方法を用いて平均粒径及び／又は密度を増加させていくつかの電気的性質を強化するのに特に好適である。
【００１３】
チタン酸バリウムをベースとする粒子を生成するのに用いられる水熱プロセスの一例は、水酸化バリウム（Ｂａ（ＯＨ）２）の溶液を約４０℃と約１００℃の間の温度の水和酸化チタン・ゲルのスラリーに加えて反応混合物を生成させるものである。水和酸化チタン・ゲルは、チタン・オキシクロライド（ＴｉＯＣｌ２）と水酸化アンモニウム（ＮＨ４（ＯＨ））を混合させてゲルを生成し、次にそのゲルを洗浄して生成される。反応混合物を約１７５℃と約２２５℃の間の温度に加熱してチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粒子の形成を促進し、粒子は水性媒質に懸濁する。冷却後、懸濁物を洗浄して水酸化バリウムなどの過剰な反応物質を除去する。実施の形態によっては、懸濁物を洗浄しないことがある。次に、フィルタ・プレスなどを用いて懸濁物を脱水して固体含有分を増加させる。固体含有分が高い懸濁物は、以下で述べるようなその後の処理工程に使用できる。
【００１４】
製造方法が異なると、異なる物理的状態にあるチタン酸バリウムをベースとする粒子が生ずる。ある実施の形態では、製造後の粒子は乾燥パウダーである。あるいはまた、粒子は水性又は非水性媒質に懸濁されることもあり、その固体含有量も広範囲にわたる。例えば、水性又は非水性の懸濁液の固体含有量は懸濁液の全重量を基準にして約５重量パーセントから約９０重量パーセントまでにわたることができる。
【００１５】
本明細書で用いる場合、“チタン酸バリウムをベースとする組成物”という用語は、チタン酸バリウム、その固溶体、又はバリウムとチタンをベースとして一般的な構造がＡＢＯ３と表される他の酸化物、を指す、ただしＡは１つ以上の２価の金属、例えばバリウム、カルシウム、鉛、ストロンチウム、マグネシウム及び亜鉛など、を表し、Ｂは１つ以上の４価の金属、例えばチタン、錫、ジルコニウム、及びハフニウムなど、を表す。チタン酸バリウムをベースとする組成物の１つのタイプはＢａ（１−ｘ）ＡｘＴｉ（１−ｙ）ＢｙＯ３という構造を有する、ただし、ｘとｙは０から１までの範囲にあり、Ａは１つ以上のバリウム以外の２価の金属、例えば鉛、カルシウム、ストロンチウム、マグネシウム、及び亜鉛などを表し、Ｂは１つ以上のチタン以外の４価の金属、例えば錫、ジルコニウム、及びハフニウムなどを表す。２価又は４価の金属が不純物として存在する場合、ｘとｙの値は小さく、例えば０．１未満である。別の場合には、２価又は４価の金属はもっと高レベルで含まれ、はっきりと同定できる化合物、例えばチタン酸バリウム−カルシウム、チタン酸バリウム−ストロンチウム、チタン酸ジルコン酸バリウム、など、になる。さらに別の場合には、ｘ又はｙが１．０であり、バリウム又はチタンが適当な原子価の別の金属で完全に置き換えられ、チタン酸鉛、又はジルコン酸バリウム、などの化合物になる。また、化合物はバリウム又はチタンの多重部分的置換を有することもある。このような多重部分的置換組成物の一例は、構造式Ｂａ（１−ｘ−ｘ’−ｘ”）ＰｂｘＣａｘ’Ｓｒｘ”Ｏ・Ｔｉ（１−ｙ−ｙ’−ｙ”）ＳｎｙＺｒｙ’Ｈｆｙ”Ｏ２で表される、ただし、ｘ、ｘ’、ｘ”、ｙ、ｙ’、ｙ”はそれぞれ０以上である。多くの場合、チタン酸バリウムをベースとする物質はペロブスカイト結晶構造を有するが、そうでない場合もある。
【００１６】
チタン酸バリウムをベースとする粒子は熱処理工程の前にいろいろな粒子特性を有する。一般に、常にではないが、組成物の平均粒径は熱処理前には約０．５０ ミクロンより小さい。実施の形態によっては、平均粒径は熱処理前には約０．４０ ミクロンより小さい；ある実施の形態では、熱処理前には約０．２５ ミクロンより小さい；さらにある実施の形態では、熱処理前には約０．１０ ミクロンより小さい。本明細書で用いられる場合、“平均粒径（ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ）”という用語は組成物の一次粒子（ｐｒｉｍａｒｙ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ）の平均サイズを指す。ある組成物の平均粒径はＳＥＭ分析によって決定される。
【００１７】
ある実施の形態では、熱処理前の組成物は、一次粒子の凝集体（ａｇｇｒｅｇａｔｅｓ）及び／又は凝集体の集合体（ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｅｓ）及び／又は一次粒子の集合体を含む。本明細書で用いる場合、“凝集体（ａｇｇｒｅｇａｔｅｓ）”という用語は、単純な機械的手段、例えば高剪断混合、によっては分離できない２つ以上の粒子の結合を指す。本明細書で用いる場合、“集合体（ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｅｓ）”という用語は、単純な機械的手段、例えば高剪断混合、によって分離できる２つ以上の粒子（又は凝集体）の結合を指す。
【００１８】
チタン酸バリウムをベースとする粒子は、また、熱処理前にはいろいろな形を有することがあり、それは一部には、粒子を製造するのに用いた方法に依存する。例えば、粉砕されたチタン酸バリウムをベースとする粒子は一般に不規則な、非等軸の形を有し、水熱的に製造された粒子は等軸で、実質的に球形である。いくつかの実施の形態では、等軸の及び／又は実質的に球形の一次粒子が好ましい。
【００１９】
チタン酸バリウムをベースとする組成物は、２つ以上のチタン酸バリウムをベースとする粒状成分の混合物であってもよい。各粒状成分は、ここで述べた粒径、形、又は組成を含めて異なる特性を有するものであってよい。
【００２０】
本発明の方法によれば、チタン酸バリウムをベースとする粒状組成物は熱処理を受けて熱処理された粒状組成物になる。熱処理工程は、チタン酸バリウムをベースとする粒子を、粒子の成長（場合によっては、粒子の高密度化）を生ずる十分な高い温度で十分な時間にわたって加熱するものであるが、焼結は生じない。本明細書で用いる場合、“焼結”という用語は、粒子が融着され合体して一体化することを指す。焼結体は個別的な粒子を含まないが、熱処理された粒状組成物は個別粒子（これは、上述のように、一次粒子、一次粒子の凝集体、凝集体の集合体、又は一次粒子の集合体、である）を含む。
【００２１】
場合によっては、熱処理工程は、粒子間のネッキング（ｎｅｃｋｉｎｇ）を生じないような条件で行われる。場合によっては、特に比較的高い温度が用いられる場合、粒子間の小さなネッキングが見られることがある。粒子間の小さなネッキングは、通常の混合又は粉砕方法によってこわされる。熱処理の条件で、通常の混合又は粉砕方法によって分離されない粒子の凝集体を生成しないことが好ましい。場合によっては、熱処理された組成物は通常の混合又は粉砕方法によって分離されない粒子の凝集体を実質的に含まない。
【００２２】
熱処理工程は、粒子を７００℃よりも高い温度に加熱することを含む。ある実施の形態では、粒子は約７００℃と約１１５０℃の間の温度に加熱される；そして、ある実施の形態では、粒子は約９００℃と約１１００℃の間の温度に加熱される。ある場合には、熱処理時間は少なくとも１時間であるが、別の場合には数時間である。しかし、熱処理工程は、所望の平均粒径及び／又は粒子密度の増加を達成するのに十分などんな温度及び時間の長さを用いて行ってもよい。熱処理工程の理想的な温度及び時間の長さは、熱処理前のチタン酸バリウムをベースとする粒子の特性（例えば、組成、サイズ、密度）及び熱処理後の望ましい粒子特性に依存する。
【００２３】
熱処理の前と後で、チタン酸バリウムをベースとする粒子の組成は本質的に変化しないが、例外として以下で述べるようにある種の不純物が（例えば、ヒドロキシル）消滅する可能性がある。このように、熱処理工程は粒状物質種の間の化学反応を促進して異なる組成の粒子を生ずるか焼（ｃａｌｃｉｎａｔｉｏｎ）工程とは区別される。
【００２４】
熱処理によって得られる平均粒径のパーセント増加は、熱処理パラメータ（例えば、温度、時間）によって制御して、所望の最終サイズの粒子を有する熱処理された組成物を生成することができる。平均粒径の増加は、普通、２５％よりも大きく、場合によって５０％よりも大きく、ある場合には１００％よりも大きく、ある場合には２００％よりも大きい。
【００２５】
熱処理された組成物の平均粒径は、熱処理前の（上述のような）組成物の平均粒径及び熱処理工程のプロセス・パラメータに依存する。ある場合には、最初の平均粒径が約０．１ ミクロン未満であるとき、熱処理によって平均粒径は約０．２ ミクロンと約０．４ ミクロンの間まで増加する。ある場合には、最初の平均粒径が約０．３ ミクロンと約０．４ ミクロンの間にあるとき、熱処理によって平均粒径は約０．６ ミクロンと約１．０ ミクロンの間まで増加する。ＭＬＣＣ用途では多くの場合、熱処理された組成物が約０．２ ミクロンと約１．０ ミクロンの間の平均粒径を有することが望ましい。
【００２６】
上述のように、熱処理工程はまたチタン酸バリウムをベースとする粒子の密度を増加させる。ここで言う密度は、粒子間の空所も含む粒子の組成物の密度ではなく、粒子の密度を指すことは言うまでもない。ある場合には、増加した密度は、チタン酸バリウムをベースとする組成物の理論的なリミット、一般に約６．０ ｇ／ｃｍ３ と考えられるリミット、にまで近づく。
【００２７】
熱処理された粒子はいろいろな形をとる。熱処理された粒子の形は、一部は、熱処理前のチタン酸バリウムをベースとする粒子の形による。実質的に球形のチタン酸バリウムをベースとする粒子が用いられた場合、熱処理された粒子も実質的に球形になることができる。ある場合には、実質的に球形の粒子は、密に充填できて得られる誘電体層の密度が大きくなるので好ましい。
【００２８】
チタン酸バリウムをベースとする粒子の熱処理後の特性（例えば、平均粒径及び粒子密度）は、適当な電気的性質を持つ組成物が得られるように選ばれる。熱処理工程は、チタン酸バリウムをベースとする組成物の誘電率を高め、及び／又は散逸因子を減少させることができる。ＭＬＣＣｓなど多くの用途で、高い誘電率と低い散逸因子の組成物を用いることが望ましい。したがって、熱処理工程はチタン酸バリウムをベースとする組成物の製造で有利である。以下で詳しく述べるように、熱処理されたチタン酸バリウムをベースとする組成物にドーパントを添加して誘電率と散逸因子を含むいくつかの性質をさらに改善することができる。
【００２９】
熱処理工程は、有利には、組成物の電気的性質を低下させる可能性がある不純物をチタン酸バリウムをベースとする粒子から除去することができる。このような不純物は粒状組成物の製造中に取り込まれる可能性がある。例えば、溶液法（例えば、水熱法）によって製造されるチタン酸バリウムをベースとする粒子は、溶剤からの不純物、例えばヒドロキシル（ＯＨ）基、を取り込むことがある。熱処理の際、不純物は粒子の表面に拡散して蒸発することができる。
【００３０】
熱処理の後、チタン酸バリウムをベースとする組成物はさらに望ましい形で処理されうる。ある実施の形態では、電気的性質を改良するために、１つ以上のドーパント物質が誘電体層を形成する前に熱処理された組成物に加えられる。当業者に公知のどんなドーパントも組成物に加えることができる。ドーパントは、しばしば金属化合物、例えば酸化物又は水酸化物、である。適当なドーパント金属としては、リチウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、スカンジウム、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、マンガン、コバルト、ニッケル、亜鉛、ホウ素、シリコン、アンチモン、錫、イットリウム、ランタン、鉛、ビスマス、又はランタニド元素、などである。ドーパントは、粒子の形で加えて均一混合物を生成させるように混合してもよい。又は、１つ以上のドーパント層を熱処理されたチタン酸バリウムをベースとする粒子の表面にコーティングしてもよい。そのようなドーパント層は一般に薄く、厚さは１０ ｎｍ 未満である。ある実施の形態では、あるタイプのドーパントは粒子の形で加えられ、別のタイプのドーパントは熱処理された粒子の表面にコーティングされる。ドーパントを含めてチタン酸バリウムをベースとする組成物はさらに望ましい形で処理される。
【００３１】
本発明の１つの好ましい実施の形態では、方法は１つ以上のコーティング層を熱処理された粒子の表面に堆積する工程を含む。このコーティング工程の前に、熱処理された粒子は、例えば水に分散させて乳化させてもよい。選ばれたドーパント金属をイオンの形で含む適当な溶液をこの分散物に加え、後にドーパント金属の化合物（例えば、酸化物や水酸化物）を粒子表面に沈着させてもよい。この工程を繰り返し、望むなら追加のドーパントを順次コーティングして、複数の化学的に異なる層を有するコーティングを生成することもできる。これらの実施の形態では、順次コーティングする工程の間、粒子は水性媒質中に保持される。ある実施の形態では、コーティング工程の間にコーティングされた粒子を洗浄して以前のコーティング工程で残留している物質を除去する。コーティング工程の後、粒子は洗浄され脱水されて固形含有量が高められることができる。ある実施の形態では粒子は洗浄されず、単に脱水されるだけである。ある実施の形態では、組成物は、例えば真空乾燥工程で乾燥されて粉末の形になり、それが誘電体層を形成するために以後の処理工程で用いられる。別の実施の形態では、脱水後、固形含有量の高い分散体を直接加工して誘電体層を形成する。
【００３２】
ある実施の形態では、チタン酸バリウムをベースとする組成物のＡ／Ｂ比を調整した後に、乾燥、キャスティングしてスリップ（ｓｌｉｐ）を形成、又は誘電体層の形成、などのいずれかのその後の処理を行う。本明細書で用いられる場合、Ａ／Ｂ比とは、誘電体全体の組成における２価金属（例えば、Ｂａ、Ｃａ、などのアルカリ土類金属）の４価金属（Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、など）に対する比と定義される。ある場合には、Ａ／Ｂ比は１．０ よりも大きな値に調整される。１．０ よりも大きなＡ／Ｂ比を有するチタン酸バリウムをベースとする組成物は、いくつかのＭＬＣＣｓ用途では、組成物とベース金属電極との適合性を改善するために望ましいことがある。
【００３３】
Ａ／Ｂ比は、当業者に公知のどんな方法によって調整してもよい。ある実施の形態では、Ａ／Ｂ比を、不溶性の２価金属（例えば、Ｂａ）化合物を粒の形で組成物に加えることによって大きくする。別の実施の形態では、不溶性の２価金属化合物（例えば、ＢａＣＯ３）が、例えば不溶化剤と２価金属との沈澱反応によって形成される。不溶性の２価金属化合物は粒子の形で、又はチタン酸バリウムをベースとする粒子の表面へのコーティングとして沈澱析出する。コーティングは、上述のドーパント・コーティングと同様に、かつ同じ工程で、形成することもできる。ある実施の形態では、２価金属化合物のコーティングをドーパント・コーティング層を堆積した後の最初のコーティング層として粒子表面に堆積することが好ましい。
【００３４】
上で述べたように、熱処理されたチタン酸バリウムをベースとする組成物は、普通、ＭＬＣＣｓなどの電子部品における誘電体層を形成するように処理される。例えば、熱処理されたチタン酸バリウムをベースとする組成物は水性媒質に分散されるが、水性媒質はまた、ポリマー結合剤、分散剤、又は焼結助剤などの他の添加剤、のいずれかを含む。分散体は基板に層を形成するようにキャストされる。この層の上に別の層が堆積されたり、場合によっては、パターン化されることもある。得られた構造物は焼結されて誘電体層が形成される。焼結工程は、例えば、組成物を約１１５０℃と約１４００℃の間の温度に加熱するものである。熱処理された組成物に焼結助剤を加えた場合、焼結工程をもっと低い温度で行うことができる。熱処理されたチタン酸バリウムをベースとする粒子から形成される誘電体層は、優れた電気的性質（例えば、高い誘電率と低い散逸因子）を有するものになり、望むならば薄くすることができる。
【００３５】
本発明は、以下の実施例によってさらに詳しく説明されるが、これらの実施例は例示的な性質のものであり、本発明の範囲を限定するものと考えてはならない。
【００３６】
実施例
チタン酸バリウムをベースとする粒子が本発明の方法に従って熱処理された。
【００３７】
チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粒子は、バリウム源とチタン源を水熱反応器の中で混合して反応混合物を形成し、反応が完了するまでそれを約１５０℃と約２００℃の間の温度に保つことによって水熱法で製造された。得られたチタン酸バリウム粒子は、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）分析で測定して平均粒径が約０．２５ミクロンであった。図１は、この粒状組成物の代表的な部分を示すＳＥＭ写真である。ＢＥＴ分析では、表面積として６．２８ ｍ２／ｇ という値が得られた。
【００３８】
チタン酸バリウム粒状組成物の一部が周辺大気における炉で熱処理され、チタン酸バリウム粒状組成物の一部は熱処理されない対照組成物として残された。
【００３９】
熱処理工程は、炉温度を室温から１０００ ℃まで約２００℃／時間という割合で上昇させて行われた。炉温度は１０００ ℃で２時間保たれ、室温まで炉冷された。
【００４０】
熱処理された粒状組成物は、ＳＥＭ分析によって平均粒径が約０．６０ ミクロンと測定された。熱処理された粒子の一部にわずかなネッキングが観測された。図２は、熱処理された粒状組成物の代表的部分を示すＳＥＭ写真である。ＢＥＴ分析では、表面積として２．０５ ｍ２／ｇという値が得られた。
【００４１】
熱処理された粒子は、脱イオン水に水平ミルによって分散され、２５ 重量％の固形分を含むスラリーが形成された。一部の粒子は乾燥された。ＳＥＭ分析によって、粒子間のわずかなネッキングがなくなり、平均粒径は約０．６０ ミクロンであり、粒子の形が実質的に球形であることが明らかにされた。このように、熱処理された粒子は容易に分散可能であった。図３は、再分散された熱処理された粒状組成物の代表的部分を示すＳＥＭ写真である。ＢＥＴ分析では、表面積として２．９５ ｍ２／ｇという値が得られた。
【００４２】
再分散された熱処理された粒状組成物は、さらに処理されてペレット・サンプルとＭＬＣＣサンプルが生成された。上述の対照（熱処理されない）粒状組成物もさらに処理されて対照ペレット・サンプルと対照ＭＬＣＣサンプルが生成された。
【００４３】
ペレット・サンプルは、両方の組成物を用いて、エチレン・グリコール結合剤（約３重量パーセント）を組成物に加え、組成物を乾燥して粉末にし、それを一軸方向にプレスして直径が約０．５ インチで厚さが約３ ｍｍのグリーン・ペレットにした。このペレットが（熱処理された組成物の場合は１２５０ ℃で、熱処理されなかった組成物の場合は１３００ ℃で）焼結された。
【００４４】
ＭＬＣＣサンプルは、両方の組成物を用いて、スリップ（ｓｌｉｐ）を生成し、それをキャストして約５ミクロンの薄いセラミック・グリーン・シートにし、このシートにＮｉ電極物質を積層し、シートを切ってキューブにした。キューブを（熱処理された組成物の場合は１２５０ ℃で、熱処理されなかった組成物の場合は１３００ ℃で）焼結してＭＬＣＣサンプルにした。対照ペレット及び対照ＭＬＣＣサンプルにおける焼結された組成物の密度は約５．６ ｇ／ｃｍ３ であった。熱処理されたペレット及び熱処理されたＭＬＣＣサンプルにおける焼結された組成物の密度は約５．８ ｇ／ｃｍ３ であった。
【００４５】
ペレット・サンプルとＭＬＣＣサンプルは、インピーダンス・アナライザーを用いて分析された。キャパシタンスと散逸因子が、２５℃、１ｋＨｚの周波数、及び１ボルト・バイアスで測定された。誘電率はキャパシタンスの測定値から計算された。結果は次の表に要約される。
【００４６】
【表１】
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【００４７】
結果は、熱処理されたサンプルにおいて誘電率（Ｋ）が増加し、散逸因子（ＤＦ）が減少していることを示している。誘電率の増加と散逸因子の減少は、どちらもＭＬＣＣ用途にとって有利である。
【００４８】
説明のために本発明の具体的な実施の形態を詳しく記述したが、本発明の範囲と精神から逸脱することなくいろいろな変更及び変改を加えることができる。したがって、本発明は、添付された特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
実施例１のチタン酸バリウム組成物の熱処理前の代表的部分を示すＳＥＭ写真である。
【図２】
実施例１の熱処理されたチタン酸バリウム組成物の代表的部分を示すＳＥＭ写真である。
【図３】
実施例１の再分散された熱処理されたチタン酸バリウム組成物の代表的部分を示すＳＥＭ写真である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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