[发明专利]镍-铼合金粉末及含有其的导体糊

说明书

技术领域

本发明涉及在电子技术领域用于形成导体所使用的以镍作为主成分的合金粉末。特别是涉及适宜于形成叠层电容器、叠层电感器、叠层驱动器等的叠层陶瓷电子部件的内部电极的、以镍作为主成分的镍-铼合金粉末和含有该合金粉末的导体糊。 

背景技术

叠层陶瓷电子部件(以下有时也称为“叠层电子部件”)一般按照下述方法制造：准备将电介体、磁性体、压电体等的陶瓷原料粉末分散在树脂粘结剂中、薄片化而形成的陶瓷生料片(以下称为“陶瓷片”)。将以导电性粉末作为主成分、根据希望含有陶瓷粉末等的无机粉末分散在含有树脂粘结剂和溶剂的媒介物中形成的内部电极用导体糊以规定的图形印刷在该陶瓷片上，干燥并除去溶剂，形成内部电极干燥膜。将多枚具有得到的内部电极干燥膜的陶瓷片重叠、压接，得到陶瓷片和内部电极糊层相互叠层的未烧成的叠层体。通过将该叠层体切断成规定的形状后，经过使粘结剂加热分解而飞散的脱粘结剂工序，在高温下烧成，同时进行陶瓷层的烧结和内部电极层的形成，得到陶瓷本体。其后，使端子电极与本体的两个端面烧接，得到叠层电子部件。有时也使端子电极与未烧成的叠层体同时烧成。 

最近，作为内部电极用导体糊的导电性粉末使用镍、铜等的贱金属粉末代替钯、银等的贵金属粉末成为主流，随之，为使贱金属在烧成中不氧化，叠层体的烧成也通常在氧分压极低的非氧化性气氛中进行。 

近年，迫切要求叠层电子部件小型化、高叠层化，特别是对于作为导电性粉末使用镍的叠层陶瓷电容器，陶瓷层、内部电极层都在加 速发展薄层化。但是，就内部电极而言，由于电容器的烧成温度通常是1200℃以上的高温，所以对镍粉末来说成为过烧结状态，除了烧成后生成大的空隙而导致电阻值上升以外，还存在因晶粒生长过度而使电极球状化、外观的电极厚度增厚的问题，内部电极的薄层化受到限制。 

另外，为了使电极薄层化，对于内部电极用导体糊可以使用粒径1μm以下、进一步为0.5μm以下的极微细的镍粉末，但是由于这样微细的镍粉末其活性高，烧结开始温度极低，所以因在烧成中的早期阶段就开始烧结而使内部电极不连续。也就是说，镍粒子在非氧化气氛中烧成时，即使是活性比较低的单晶粒子，也会在400℃以下的低温下就开始烧结、收缩。另一方面，构成陶瓷片的陶瓷粒子开始烧结的温度一般远比该温度高，与含有所述镍粉末的内部电极糊同时烧成时，由于陶瓷层不与镍膜一同收缩，所以镍膜在面方向上呈被拉伸的状态。因此可以认为，在较低的温度下由烧结在镍膜中生成的小的空隙，伴随在高温区域烧结的进行容易扩大成为大的孔。这样在内部电极中产生大的空隙时，会引起电阻值上升或断路，使电容器的电容降低。 

另外，由于起因于烧成中的镍的氧化还原反应而发生体积的膨胀收缩，内部电极和陶瓷层的烧结收缩行为不一致，这也成为发生脱层(デラミネ-ション)和裂纹等的结构缺陷的原因，使得合格率、可靠性降低。 

而且，由于微细的镍粉末的表面活性高，所以在氮气气氛等的非氧化性气氛中进行脱粘结剂时，会作为分解催化剂对媒介物起作用，有时树脂在比通常的分解温度低的温度下急剧地分解。此时，因急剧的气体发生，不仅会引起裂纹和脱层，而且由于急剧反应，树脂不能完全挥发而产生碳质残渣，认为是由其而引起的电容器特性的降低、结构缺陷的发生、可靠性降低成为问题。即，脱粘结剂后的残留在内部电极层中的碳在接着高温下的陶瓷烧结工序中氧化、气化飞散时，从陶瓷中分离氧而使陶瓷本体的强度降低，或者使电容、绝缘电阻等的电气特性恶化。另外，因碳会降低镍粉末的熔点，有时会引起过烧 结。 

为了解决这样的问题，例如专利文献1公开了：通过在镍粉末表面上形成具有一定程度厚度的致密的氧化膜，烧成时可以减小由镍的氧化还原造成的体积和重量的变化，而且使烧结开始温度升高，以防止脱层。可是，虽然在镍粉末表面上形成氧化膜对于防止结构缺陷和电阻值的上升是有效的，但对于抑制镍的过烧结却几乎没有效果。另外，虽然可以认为镍粉末表面上存在的氧化膜具有降低镍表面活性的作用，但是在粒径变为亚微米等级、特别是0.5μm以下时，由于活性愈发升高，所以不能抑制电极的不连续化和由脱粘结剂时的残留碳引起的特性的降低。 

另外，例如专利文献2记载了：通过使用特定粒径、含有0.5～5.0重量％硅的镍超微粉末，可以使烧结温度适当化而防止脱层和裂纹的发生。另外，专利文献3记载了：通过使用在进行了表面氧化处理的镍粉末的表面上存在氧化钛、氧化硅等的氧化物的复合镍微粉末，可以使急剧热收缩开始温度向高温侧移动，从而防止脱层、裂纹等的结构缺陷。但是，这样的方法对电极薄层化的效果也并不充分。