JP3339225B2 - ペースト用パラジウム粉末の製造方法 - Google Patents
ペースト用パラジウム粉末の製造方法Info
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Description
末を用いた導電ペースト、特に積層セラミックコンデン
サー(以下MLCCと記す)の内部電極形成に用いられ
るPdペースト用のPd粉末の製造方法に関する。
品であるMLCCも小型化、大容量化の進歩がますます
要求されている。MLCCの小型化と大容量化のもっと
も効果的な手段は内部電極と誘電体層を薄くして多層化
をはかることである。
る。
等で代表される誘電体粉末とポリビニルブチラール等の
有機バインダーからなる誘電体グリーンシートを作成す
る。次にPdペーストをスクリーン印刷法などを用いて
グリーンシートの表面に印刷して内部電極を作成する。
これを乾燥した後内部電極とグリーンシートとが交互に
重なるように積層し、熱圧着し、次いで所望の大きさに
切断し、約1300℃で焼成してバインダーの除去と、
内部電極と誘電体との焼結を行う。そして、銀(Ag)
等の外部電極を形成する。
成成分としてのPd粉末と、セルロース系樹脂やアクリ
ル系樹脂、溶剤としてトリメチルベンゼン、ターピネオ
ール等の有機バインダー成分からなり、スリーロールミ
ルによって混練し混合分散して製造される。
いる。中でも、Pd水溶液にヒドラジン等の還元剤を作
用させてPd粉末を析出させる湿式還元法はコスト、反
応装置の簡便さから広く用いられている。例えば、特開
平3−277706にはテトラアンミンパラジウム塩水
溶液とヒドラジン化合物水溶液との組み合わせが、特開
平1−225708には硝酸パラジウム水溶液とL−ア
スコルビン酸塩類水溶液との組み合わせが開示されてい
る。
末を用い、定速昇温で室温から1000℃まで熱重量測
定(TG−DTA)を行うと、焼成過程で約300℃以
上でPdOが生成し始め、約700℃でほぼ100%P
dOに相変化し、約820℃以上で再びPd相に戻るこ
とが確認できる。また空気中500℃の定温下における
時間当たりのの酸化率変化をTG測定した結果による
と、Pd粉末は酸化が時間とともに急激に進行すること
が確認されている。これは、Pdは熱力学的に大気中約
820℃以下ではPdOが安定相であり、約820℃以
上ではPdが安定相であるために起きる現象といわれて
いる。
ペーストでは酸化に対し敏感なために、MLCC製造焼
成過程でPd粉末の酸化と還元により、線膨張と急激な
収縮とを起こす。そして、線膨張は理論的には、820
℃近くで15%に及ぶ。
積変化、並びにPdペーストのバインダー成分である高
分子樹脂の燃焼による急激な発熱が内部Pd電極と誘電
体層の界面で起こることが原因となって熱膨張差による
応力を引き起こし、界面で剥離、ふくれ、それによるク
ラックが生じるものと考えられている。これらの欠陥は
デラミネーションと呼ばれ、特に多層のMLCCを製造
するに当たって大きな問題となっている。
上することが知られている。したがってPd粉末がML
CC内部電極用材料として結晶子が大きなPd粉がPd
ペースト用として強く要請されている。
を解決するためになされたものであり、焼成に伴なって
おこる酸化が少ない、Pdペースト原料として好適なP
d粉末の製造方法の提供を課題とする。
を得るための製造方法として、300℃以上の熱処理を
加えた後も酸に可溶である化合物とPd粉を混合し、こ
の混合物を熱処理した後、酸によってPd以外の成分を
溶解させPd粉末だけを分別回収する事により耐酸化性
に優れたPd粉末を合成する。具体的には、粒径0.1
〜1μmのPd粉末と、酸易溶化合物と、有機溶媒とを
混練し、次いで有機溶媒を揮発除去し、得られたPd粉
末と酸易溶化合物との混合物を300℃以上で加熱処理
し、次いで放冷し、酸で前記化合物を溶解し、Pd粉末
を回収するものである。そして、好ましくは、酸易溶性
化合物として酸化ナトリウム、水酸化ナトリウム、酸化
カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸バリウム、炭酸スト
ロンチウム、酢酸カルシウム、硝酸カルシウム、塩化ナ
トリウム、塩化マグネシウム等のアルカリ金属あるいは
アルカリ土類金属の酸化物、水酸化物、無機塩、有機塩
等を用い、これらをPd粉末と重量比で等量以上加え、
有機溶媒としてエチノレアルコール等の低級アルコーノ
レやペースト用の溶媒、例えばαテルピネオールなどを
用いるものである。
特に限定しないが、積層コンデンサの内部電極層の厚み
が1〜3μm程度である事を考慮すると粒径0.1〜1
μmのPd粉末とすることが望ましい。本発明の方法で
は、このPd粉末に酸易溶化合物と有機溶媒とを混練
し、次いで有機溶媒を揮発除去し、得られた混合物を3
00℃以上で加熱処理し、次いで放冷し、酸で前記化合
物を溶解し、Pd粉末を回収するが、このようにするこ
とによりPd粉末粒子の格子不整などの欠陥が減少し、
結晶性が改善できるからである。
物は、300℃以上の熱処理を受けた後でも酸に可溶で
なければならない。この条件に当てはまる化合物として
は、アルカリ金属あるいはアルカリ土類金属の酸化物、
水酸化物、無機塩、有機塩等が挙げられる。具体的に
は、酸化ナトリウム、水酸化ナトリウム、酸化カルシウ
ム、炭酸ナトリウム、炭酸バリウム、炭酸ストロンチウ
ム、酢酸カルシウム、硝酸カルシウム、塩化ナトリウ
ム、塩化マグネシウム等である。これらの化合物とPd
粉末との混合比は熱処理時の燒結防止が可能であればよ
く、この目的が達成できる量であれば良い。好ましくは
重量で1:1以上とすることが望ましい。
ルアルコール等の低級アルコールやペースト用の溶媒、
例えばαテルピネオールなどである。Pd粉末とこれら
化合物との混合・混練にはボールミル、らいかい機、V
字型ブレンダー、3本ロールミル等が使用可能である。
除去しておく。急激な加熱による突沸などを防止するた
めである。また、熱処理時にはPdが酸化しないように
酸素分圧を低くすることが望ましい。熱処理温度は少な
くとも300℃以上にすることが必要であり、300℃
以下の温度で熱処理しても耐酸化性向上が殆ど期待出来
ない。本発明の方法では、基本的に300℃以上になっ
たという熱履歴が重要であり、加熱時間の影響はさほど
受けない。
dを溶解しないものであればよく、塩酸が好適である。
溶解方法は特にこだわらず、酸溶液中に熱処理後の混合
物を投入することがもっとも簡便である。溶解後、固液
分離し、乾燥してPd粉のみを得る。
品名 SFP−801P、平均粒径0.8μm)30g
と、関東化学株式会社製炭酸カルシウム粉末(試薬特
級)30gと、さらに溶媒としてαテルピネオール10
gを加え時計皿中でよく混練しペースト状にした。さら
にこのペースト状混合物を3本ロールミルにて混練し、
Pdペーストを得た。このPdペーストをガラス製ビー
カに移し、真空乾燥器中で約12時間乾燥させ溶媒を揮発
させ、Pd粉末と炭酸カルシウム粉末の混合物を得た。
囲気調整が可能な電気炉にいれた。電気炉内を真空にし
た後、電気炉内に窒素ガスを導入し、表1に示した条件
で熱処理を行った。なお、炉内の酸素分圧はジルコニア
センサーで計測した。
混合物を500mlの10%塩酸溶液中に投入し、混合
物中のCaOを溶解した。投入後30分間撹拌し、ろ過
し、Pd粉を分離回収した。回収したPd粉を再び50
0mlの10%塩酸溶液中に投入し、ろ過し500ml
の蒸留水で3回リパルプ洗浄し、次いで純水で3回の掛
け水洗浄し、80℃の熱風乾燥を行ないPd粉末を得
た。
ランダムに50個の粒子を選択し、走査型電子顕微鏡に
より粒子径を測定した。そして、平均を求め、これをP
d粉末の平均粒径とした。
定した。
G−DTA)により最大酸化重量増加量(W(%))で
評価した。最大酸化重量増加量(%)は次式に従った。
は測定中に測定された最大重量、Wintは測定前の重量
である。そして、測定条件は、試料量 20mg、昇温
速度 20℃/min、測定温度範囲 25℃から125
0℃、空気流量 100ml/minである。
的には15%である。
電機株式会社製 RAD−rVD)を使用し、Cuター
ゲットとDS(発散スリット)1deg.、RS(受光
スリット)0.3mm、SS(散乱スリット)1de
g.のスリットを使用し、電圧40kV、150mA、
スキャンスピード2deg./min.で測定した。測
定面はPd(111)ピークを測定し、コンピュータソ
フト(RAD−Bシステムアプリケーションソフト K
α1,Kα2のピーク分離プログラム)により分離した
Kα1プロファイルを用いてScherrer法により
結晶子径を算出した。なお、Scherrerの式 R=
0.9・λ/(B・cosθ)ノおけるBはB2=Bm2−Bs2を
採用し、Rは結晶子径、λはX線の波長、θは回折角、
Bmは測定したピークの半値幅、Bsは標準試料により
あらかじめ求めた光学系による拡がりである。標準試料
には粒径約0.25μmのαー石英を約800℃でアニ
ールしたものを使用した。なおこの方法は結晶子径が1
000オンク゛ストローム以上になると誤差が大きく正確な値は
求められない。
較のために未処理品である住友金属鉱山株式会社製SF
P−801P、SFP−501Pの値も記載した。この
表1からも分かるように残留カルシウムはほとんど認め
られず、結晶子径もいずれも900オンク゛ストローム以上であ
り最大酸化率も未処理品に比較し40%近く減少してい
ることが分かる。
ム(関東化学製 試薬特級),炭酸ストロンチウム(関東
化学製 試薬特級)、炭酸バリウム(関東化学 試薬特
級)とエチルアルコール100gを表2の配合に従いミキ
サーに投入し30分混合し混合スラリー作製した。この
スラリーを容器に移し真空乾燥器で80℃で一時間乾燥
させPd粉末と炭酸塩の混合体を得た。この混合物を表
2に記載した温度条件で熱処理を行い、実施例1と同様
な条件で洗浄を行いPd粉末を得た。
粒子径とアルカリ土類金属含有量と最大酸化重量増加量
を求めた。アルカリ土類金属含有量はいずれも<0.0
5%であり、粒径はNo15が1.1μmであったのみ
で、他はいずれも0.8μmであった。得られた結果を
表2に併せ示した。
く、結晶子径は800オンク゛ストローム以上であり、最大酸化
量も9%以下できわめて優れた耐酸化性を示すことが分
かる。
たPd粉末は、結晶子径が大きく耐酸化特性に優れると
いう特徴があるために、この粉末をMLCC内部電極用
銀ペーストとして用いた場合にMLCCの最大の欠陥で
ある内部Pd電極と誘電体層の界面で生じるデラミネー
ションを防止する効果が期待出来る。
Claims (3)
- 【請求項1】 粒径0.1〜1μmのPd粉末と、酸易
溶化合物と、有機溶媒とを混練し、次いで有機溶媒を揮
発除去し、得られたPd粉末と酸易溶化合物との混合物
を300℃以上で加熱処理し、次いで放冷し、酸で前記
化合物を溶解し、Pd粉末を回収することを特徴とする
ペースト用パラジウム粉末の製造方法。 - 【請求項2】 酸易溶化合物としてアルカリ金属ある
いはアルカリ土類金属の酸化物、水酸化物、無機塩、有
機塩のなかの少なくとも1種を用い、有機溶媒として低
級アルコール、テルピネオールの少なくとも1種を用い
ることを特徴とする請求項1記載の製造方法。 - 【請求項3】 酸易溶性化合物が酸化ナトリウム、水
酸化ナトリウム、酸化カルシウム、炭酸ナトリウム、炭
酸バリウム、炭酸ストロンチウム、酢酸カルシウム、硝
酸カルシウム、塩化ナトリウム、塩化マグネシウムの内
の少なくとも1種であり、これらをPd粉末に、重量比
でPd粉末の等量以上加えることを特徴とする請求項1
または2記載の製造方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP32570794A JP3339225B2 (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | ペースト用パラジウム粉末の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32570794A JP3339225B2 (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | ペースト用パラジウム粉末の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08176602A JPH08176602A (ja) | 1996-07-09 |
| JP3339225B2 true JP3339225B2 (ja) | 2002-10-28 |
Family
ID=18179814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32570794A Expired - Fee Related JP3339225B2 (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | ペースト用パラジウム粉末の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3339225B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4513932B2 (ja) * | 1999-08-20 | 2010-07-28 | Tdk株式会社 | 積層セラミック電子部品の製造方法 |
| EP2987571B1 (de) * | 2014-08-19 | 2018-08-15 | Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG | Verfahren zur Herstellung von aktivem Palladium(0)-Pulver, aktives Palladium(0)-Pulver und seiner Verwendung für die Herstellung eines Palladiumsalzes |
-
1994
- 1994-12-27 JP JP32570794A patent/JP3339225B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH08176602A (ja) | 1996-07-09 |
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